JP4248729B2 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いて好適な電動ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動ブレーキ装置として、例えば、特開2000−46082号公報に開示されたものが知られている。
この公報に開示された電動ブレーキ装置は、ディスクの両側に配置される一対のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方に対向させてキャリパ本体内に設けられたピストンと、前記キャリパ本体に設けられ、ロータを回転させるモータと、該モータにより回転するロータの回転運動を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、制動信号の入力と前記位置検出手段の検出結果とに基づいて前記モータを制御する制御手段とを備え、ピストンを介してブレーキパッドをディスクに押圧させることで車輪に制動力を発生させる基本構成になっていて、車両の走行状態を、例えばアクセルが踏圧操作されているか否かを検出するアクセル踏圧センサ等の走行状態検出手段によって検出し、その検出結果から運転者が近々ブレーキ操作を行うであろう旨を判断し、運転者が近々ブレーキ操作を行うと判断したときには、ブレーキ操作が行われる前に、ブレーキパッドとディスクのクリアランスを予め狭め、これによりブレーキ初期の応答性の向上を図ろうとするものである。
【0003】
また、他の電動ブレーキ装置として、特開平03−45462号公報に開示されたものも知られている。
この公報に開示された電動ブレーキ装置は、フルブレーキ状態を検知し、そのときのブレーキパッドの位置から所定量戻した位置を、ブレーキペダル等のブレーキ操作部開放時のブレーキパッド位置とし、この位置にブレーキパッドを配することで、ブレーキ操作部開放時に、常に適正なブレーキパッド位置となるように企図したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の電動ブレーキ装置は、いずれもブレーキパッドのディスクのクリアランスを調整するものではあるが、その目的とするところは、あくまでブレーキ初期の応答性の向上を図ったり、あるいは、適正なパッド位置を確保しようとするものであった。
本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、ブレーキパッドに偏摩耗が生じているときに該ブレーキパッドに対向配置されているディスクに引きずり現象が生じており、これが、ブレーキパッドの摩耗量を増加させたり、車輪の回転力を低下させたりする要因の一つになっていることを見いだした。
また、例えば長い降坂を走行した後の停車中に、摩擦熱によって高温になっているディスクからキャリパを介してブレーキモータに熱が伝わってブレーキモータ自体が高温になっており、これが、モータの作動効率を低下させる要因の一つになっていることを見いだした。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ブレーキパッドの偏摩耗に起因するディスクの引きずり現象が生じるのを防止することができる電動ブレーキ装置を提供することにある。
また、高温になっているディスクの影響を受けてモータの温度が上昇し、それに伴いモータの効率が低下するのを防止することができる電動ブレーキ装置を提供することも目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ディスクの両側に配置される一対のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方に対向させてキャリパ本体内に設けられたピストンと、前記キャリパ本体に設けられ、ロータを回転させるモータと、該モータにより回転するロータの回転運動を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、制動信号の入力と前記位置検出手段の検出結果とに基づいて前記モータを制御する制御手段とを有し、前記ピストンを介してブレーキパッドをディスクに押圧させることで車輪に制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、前記ブレーキパッドの偏摩耗を検出するパッド偏摩耗検出手段を有し、前記制御手段は、前記パッド偏摩耗検出手段の検出結果に応じて、前記ブレーキパッドと前記ディスクのクリアランスを広げるように前記モータを制御することを特徴としている。
【0007】
請求項2に記載の発明は、ディスクの両側に配置される一対のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方に対向させてキャリパ本体内に設けられたピストンと、前記キャリパ本体に設けられ、ロータを回転させるモータと、該モータにより回転するロータの回転運動を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、ブレーキペダルの操作に応じて出力される制動信号の入力と前記位置検出手段の検出結果とに基づいて前記モータを制御する制御手段とを有し、前記ピストンを介してブレーキパッドをディスクに押圧させることで車輪に制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、前記ディスクの温度を検出するディスク温度検出手段を有し、前記制御手段は、ブレーキペダルが踏まれておらず、かつ、車両が停止している状態で、前記ディスク温度検出手段の検出結果が予め設定した温度を超えている場合には、前記ブレーキパッドと前記ディスクのクリアランスを広げるように前記モータを制御することを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明は、前記制御手段が、ブレーキペダルが踏まれておらず、かつ、車両が停止している状態で、前記ディスク温度検出手段の検出結果が予め設定した温度になっていない場合に、前記ブレーキパッドと前記ディスクのクリアランスがゼロとなるように前記モータを制御することを特徴としている。
【0008】
本発明によれば、パッド偏摩耗検出手段によってブレーキパッドの偏摩耗が所定のしきい値以上進んでいると判断した場合には、ブレーキパッドとディスクのクリアランスを広げるようにモータを制御する。これにより、ブレーキパッドの偏摩耗に起因するディスクの引きずり現象が生じるのを防止する。また、ブレーキペダルが踏まれておらず、かつ、車両が停止している状態で、前記ディスク温度検出手段の検出結果が予め設定した温度を超えている場合には、ブレーキパッドとディスクのクリアランスを広げるようにモータを制御する。これにより、高温状態にあるディスクから、ブレーキパッドおよびそれを支えるキャリパを介してブレーキモータに熱が伝わるのを極力低減する。
【0009】
【発明の実施の形態】
<第1の実施の形態>
本発明の電動ブレーキ装置の実施の形態を図1ないし図5を参照して以下に説明する。
図1に示すように、電動ブレーキ装置10は、車両の非回転部に固定されるキャリア12と、このキャリア12にディスク13の軸線方向両側に配設された状態で摺動自在に支持される一対のインナパッド14およびアウタパッド15と、二カ所の図示せぬ摺動案内部においてキャリア12にディスク13の軸線方向に摺動自在となるよう支持された、インナパッド14とアウタパッド15を両側から挾持可能なキャリパ17とで主に構成されている。
【0010】
キャリア12は、互いにほぼ平行をなして配置される第1連結部22aおよび第2連結部22bと、第1連結部22aおよび第2連結部22bの各端部同士を連結させる二カ所の図示せぬ支持部とを有している。
そして、キャリア12は、支持部がディスク13の周方向における両端位置となるようにディスク13に対し配置された状態で車体側に固定される。なお、各支持部に摺動案内部が設けられる。
【0011】
キャリア12の各支持部の内側位置には相互に対向するように一対の図示せぬパッドガイドが設けられており、これらパッドガイドにより、インナパッド14およびアウタパッド15はディスク13の軸線方向に沿って摺動自在となるようにそれぞれの両端位置において支持される。なお、この支持状態でインナパッド14およびアウタパッド15は、ディスク13の軸線に平行な軸線回りの回転が規制されている。
【0012】
キャリパ17は、略円筒状の筒状部材25と、該筒状部材25の一側に固定される先端部材27とを有するハウジング28を具備している。
【0013】
このハウジング28には、モータ33と、このモータ33の回転運動を直線運動に変換するボールランプ機構(変換機構部)34とが設けられている。
モータ33は、筒状部材25の内周部に取り付けられたステータ35と、ステータ35の内側に位置して、ステータ35に電力が供給されることで回動するロータ36とを有している。
【0014】
前記ボールランプ機構34は、前記ロータ36の内周部に固定されて回動可能となっている可動ランプ部材37Aと、該可動ランプ部材37Aに対向して設けられ筒部51にピンによって固定された固定ランプ部材37Bと、可動ランプ部材37Aと固定ランプ部材37Bとの間に介装された複数のボール38とから構成されている。
【0015】
各ボール38は両ランプ部材37A,37Bの対向面に円周方向に沿って円弧状に形成された複数のボール溝内に摺動可能に配置されており、両ランプ部材37A,37Bの相対回転によって複数のボール38が前記ボール溝内を転動して前記相対回転に応じて両ランプ部材37A,37Bとの軸方向の間隔が変化するようになっている。
【0016】
前記先端部材27は、筒状部材25に略同軸をなして固定される略円筒状の筒部51と、該筒部51の径方向における一側から筒状部材25に対し反対側に延出するディスクパス部52と、該ディスクパス部52の先端側から筒部51と対向するように延出する爪部53とを有している。
【0017】
先端部材27の筒部51の内周部には、上述したボール38が嵌合されており、該ボール38の近接には、可動ランプ37Aの軸線方向の位置を検出し、それに基づき前記ピストン部40のストローク位置を検出する位置検出器(位置検出手段)57が取り付けられている。
【0018】
ここで、キャリパ17をキャリア12に支持させた状態で、モータ33およびボールランプ機構34はそれぞれの軸線をディスク13の軸線に平行することになり、ボールランプ機構34の内周側に配置されているピストン部40がインナパッド14のディスク13に対し反対側に当接可能に対向配置され、先端部材27は、ディスクパス部52がディスク13の外周部を跨ぐように延出して爪部53がアウタパッド15のディスク13に対し反対側に当接可能に対向配置されることになる。
上記のような構成により、ロータ36の回転運動がボールランプ機構34で直線運動に変換されてピストン部40に伝達される。この直線運動によりピストン部40及び爪部53を介してインナパッド14及びアウタパッド15により、ディスク13を押圧して制動力を発生させるようになっている。
【0019】
また、ピストン部40の図1における左端部と前記ボール38の外側を覆うカバー28との間には、ボールランプ機構34の嵌合部分にほこりが入るのを防止するダストブーツ59が設けられている。
【0020】
そして、上記構成の電動ブレーキ装置10は、車両の前後左右の各車輪に対しそれぞれ設けられており、すべての電動ブレーキ装置10のモータ33および位置検出器57がコントローラ(制御手段)60に接続されている。ここで、各モータ33はそれぞれを駆動するためにコントローラ60に設けられた図示せぬモータドライバに接続されている。
また、コントローラ60には、ステアリングの切れ角を検出するステアリングセンサ61、車両の左右方向への首振り状況を検出するヨーレイトセンサ62、当該車両と前方の車両との車間距離を測定する車間距離センサ63、および車両あるいは車輪の上下方向の加速度を検出する加速度センサ64が、それぞれ接続されている。
【0021】
次に、上述したこの実施の形態による電動ブレーキ装置の動作について図2に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
図2において、図示しないイグニッションスイッチがオンにされると、コントローラ60はステップSA1へ進み、パッド偏摩耗検出手段によってパッド14、15の偏摩耗がどの程度であるか測定する。
【0022】
パッド偏摩耗検出手段の一例について説明すると、図3に示すように、まず、コントローラ60は、モータ33でボールランプ機構34の可動ランプ部材37Aを正方向に回転させるとともに、その一方で、ピストン部40がパッド14,15のディスク13への接触を開始させたか否かを判断する(ステップSB1)。
【0023】
ここで、ピストン部40がパッド14,15のディスク13への接触を開始させるまで移動する際には、まず図4にJ→Kで示すように、モータ33への駆動電流値が、ほぼ無負荷電流値のままピストン部40が移動する状態が維持される。そして、パッド14,15が偏摩耗の状態にあって、ディスク13への接触を開始すると、図4にK→Lで示すように、モータ33への駆動電流値がやや増大する。よって、コントローラ60はステップSB1において、モータ33への駆動電流値がプラスの一定値から上昇しかつその単位時間当りの上昇勾配が予め定められた上下二つのしきい値(下側のしきい値>0)の範囲内にあると、ピストン部40がパッド14,15のディスク13への接触を開始させる接触開始位置に位置したと判断して、このときのピストン部40のストローク位置を位置検出器57で検出される可動ランプ部材37Aの回転位置に対応させて接触開始位置として記憶する(ステップSB2)。
【0024】
なお、上昇勾配のしきい値は、図4に破線で示す偏摩耗のない正常状態のパッド14,15における上昇勾配の設計値を基準値として設定することになるが、実際の測定値を基準値として設定してもよい。また、左右輪の上昇勾配を比較しその偏差に応じて左右輪のしきい値を補正してもよい。
【0025】
次に、このステップSB2の後およびステップSB1でパッド14,15がディスク13への接触を開始していないと判断していない場合に、パッド14,15がディスク13に全面的に接触したか否かを判断する(ステップSB3)。
【0026】
ここで、ピストン部40がパッド14,15をディスク13へ全面的に接触させるまで移動すると、図4のL以降に示すように、モータ33への駆動電流値が偏摩耗しているパッド14,15の接触開始時点の駆動電流値の上昇勾配より大きい勾配(正常時の勾配と等しい)で増大する。よって、コントローラ60はステップSB3において、モータ33への駆動電流値が上昇しかつその単位時間当りの上昇勾配が予め定められたしきい値(上述した接触開始を判断したときの上側のしきい値より大)を越えていると、ピストン部40がパッド14,15をディスク13へ全面的に接触させる全面接触位置に位置したと判断して、このときのピストン部40のストローク位置を、位置検出器57で検出される可動ランプ部材37Aの回転位置から割り出して全面接触位置として記憶する(ステップSB4)。
【0027】
そして、コントローラ60は、ピストン部40の接触開始位置から全面接触位置までのストローク値を(全面接触位置−接触開始位置)で割り出し、このストローク値を偏摩耗量とする(ステップSB4)。
【0028】
ここで、パッド14,15に偏摩耗がない場合は、図4に破線で示すようになり、ステップSB1の判断がYESにはならずにステップSB3の判断がYESになる。よって、コントローラ60では、接触開始位置が記憶されることなく全面接触位置のみが記憶されることになり、このような状況下ではステップSB4において、全面接触位置=接触開始位置とする。その結果、パッド14,15の偏摩耗量は0となる。
【0029】
以上のように、この実施の形態では、パッド14,15がディスク13へ接触を開始する時点からパッド14,15がディスク13に最大限に接触する時点までの間のピストン部40のストローク値が大きくなるほどパッド14,15の偏摩耗の量が比例的に大きくなることから、コントローラ60が、これらの時点をモータ33への駆動電流値から割り出すとともにこれらの時点間のピストン部40のストローク値を位置検出器57で検出することでパッド14,15の偏摩耗量を検出する。
【0030】
そして、この偏摩耗量を考慮して後述するステップSA6における、パッド14、15とディスク13のクリアランスの規定隙間を決定する。すなわち、規定隙間は、パット14、15に対してディスクが引きずり現象を生じさせない値に設定される。この値は、種々の実験から得られる、パッドの14、15の偏摩耗量と、引きずり現象を生じさせないパッドとディスクとのクリアランス14との関係から決定される。
【0031】
次に、ブレーキペダルが踏まれたか否かを、図示しないブレーキペダルスイッチの出力信号から判断する(ステップSA2)。
そして、今、運転者によりブレーキペダルが踏まれたとすると、ブレーキペダルスイッチからはオン信号が出力される。これにより、コントローラ60は、ステップS1の判断結果を「YES」として、ステップSA3へ進む。ステップS2では、コントローラ60は、図示せぬ操作量検出センサで検出されたブレーキペダルの操作量に応じて各車輪にブレーキ力を発生させるように、各電動ブレーキ装置10のそれぞれについて、モータ33を位置検出器57の回転位置データに基づいてフィードバック制御した後、ステップSA11へ移る。
すなわち、ブレーキペダルの操作量検出センサから出力される信号は、特許請求の範囲で言う「制動信号」に対応する。
【0032】
コントローラ60は、ブレーキ力を発生させる際に、モータ33でボールランプ機構34の可動ランプ部材37Aを正方向に回転させる。すると、図示せぬ回止部で回転が規制されたピストン部40が、ディスク13方向に移動しインナパッド14をディスク13に接触させる一方、その反力でキャリパ17がキャリア12に対し移動して爪部53をディスク13の方向に移動させることになり、このようにして最終的に、ピストン部40と爪部53とでインナパッド14およびアウタパッド15がディスク13の方向に押圧され、これらインナパッド14およびアウタパッド15がディスク13に接触してブレーキ力を発生させる。
【0033】
他方、コントローラ60は、この状態からブレーキ力を緩める際に、モータ33で可動ランプ部材37Aを上記正方向に対し逆の戻し方向に回転させる。すると、回転が規制されたピストン部40がディスク13から離間する方向に移動し、その結果、インナパッド14およびアウタパッド15がディスク13から離間してブレーキ力を解除させる。
【0034】
また、今、ブレーキペダルが踏まれていないものとすると、コントローラ60は、ステップSA2の判断結果を「NO」としてステップSA4へ進む。ステップSA4では、コントローラ60は、図示しない回転センサの出力信号から車両が走行中であるか否かを判断する。上記回転センサは、ディスク13の回転を検出するセンサである。
【0035】
今、車両が停止しているものとすると、コントローラ60は、回転センサの出力信号からステップSA4の判断結果を「NO」として、ステップSA5へ進む。ステップSA5では、コントローラ60は、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)とのクリアランスがゼロとなるように、位置検出器57からのフィードバック信号を受けながらモータ33へ供給するモータ電流を制御した後、ステップSA11へ移る。上述した動作を経て、インナパッド14およびアウタパッド15が移動され、この結果、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)との間のクリアランスがゼロとされる。
【0036】
従って、この場合には、クリアランスがゼロであるため、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)との間に水が侵入したり侵入した水が凍るといった不具合の発生を防止できる。
【0037】
一方、車両が走行中であるものとすると、コントローラ60は、回転センサの出力信号からステップSA4の判断結果を「YES」として、ステップSA6へ進む。ステップSA6では、コントローラ60は、制動動作が必要になりそうか否かを予め予測する。
【0038】
例えば、通常ブレーキ操作の場合では、図示しないアクセルペダルが踏まれているか否かを図示しないアクセルペダルスイッチの出力信号から予測する。つまり、アクセルペダルが離されたときには、制動動作が必要になりそうであると予測する。
【0039】
また、VDC(Vehicie Dynamics Control)機構による制御の場合では、ステアリングセンサ61からの検出信号、ヨーレイトセンサ62からの検出信号、またはこれら双方のセンサ61、62からの検出信号を基に判断し、これらセンサからの検出信号が、後述するVDC機構作動条件より緩い条件で設定したしきい値を超えたときに、VDC機構の動作が必要になりそうであると予測する。
【0040】
また、自動ブレーキ機構による制御の場合では、前方車両との車間距離を車両に設けた車間距離センサ63からの検出信号によって測定し、車間距離センサ63からの検出信号が、自動ブレーキ機構作動条件より緩い条件で設定したしきい値を超えたときに(実際には車間距離が予め設定した値よりも短くなったときに)、あるいは、別の制御系のコントローラから制動動作予告信号が発せられたときに、自動ブレーキ機構の動作が必要になりそうであると予測する。
【0041】
そして、ステップSA6で制動動作が必要になりそうであると予測した場合には、ステップSA6の判断結果を「YES」として、ステップSA7へ進む。ステップSA7では、コントローラ60は、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)とのクリアランスが図3に示すように予め定められた微少隙間となるように、位置検出器57からのフィードバック信号を受けながらモータ33へ供給するモータ電流を制御した後、ステップSA9へ移る。上述した動作を経て、インナパッド14およびアウタパッド15が移動され、この結果、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)との間のクリアランスが微少隙間とされる。
【0042】
前記ステップSA6で制動動作が必要になりそうであると予測しなかった場合には、ステップSA6の判断結果を「NO」として、ステップSA8へ進む。ステップSA8では、コントローラ60は、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)とのクリアランスが図3に示すように規定隙間となるように、位置検出器57からのフィードバック信号を受けながらモータ33へ供給するモータ電流を制御した後、ステップSA9へ進む。
ここで、規定隙間は、前述したようにパッド14、15の偏摩耗量を考慮してディスク13が引きずり現象を生じさせない範囲で決定されたものであるから、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)とのクリアランスがこの規定隙間に設定されると、当然に、パッド14、15とディスク13との間で引きずり現象は生じない。
このように偏摩耗に起因するディスク13の引きずり現象が生じるのを防止することができるから、パッドが早期に摩耗したり車輪の回転力が低下したりするのを未然に防止できる。
【0043】
ステップSA9では、車両走行中の道路が悪路の状態であるか否かを、例えば加速度センサ64によって判断する。そして、悪路の状態であると判断した場合にはステップSA9の判断結果を「YES」として、ステップSA10へ進む。
ステップSA10では、コントローラ60は、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)とのクリアランスが図3に示すように予め定められた微少隙間となるように、位置検出器57からのフィードバック信号を受けながらモータ33へ供給するモータ電流を制御する。これにより、ディスク13とインナパッド14(アウタパッド15)とのクリアランスが微少隙間となるので、ディスク13とインナパッド14およびアウタパッド15の間に小石などが侵入するのを防止できる。その後、ステップSA11へ移る。
また、悪路の状態でないと判断した場合にはステップSA9の判断結果を「NO」として、ステップSA11へ進む。
【0044】
ステップSA11では、VDC機構による制御が必要であるか否かを判断する。すなわち、ステアリングセンサ61からの検出信号、ヨーレイトセンサ62からの検出信号、またはそれら双方のセンサ61、62からの検出信号が、VDC機構の制御作動条件として予め設定したしきい値を超えたかどうか判断する。VDC機構による制御が必要であると判断した場合には、ステップSA11の判断結果を「YES」として、ステップSA12へ進む。ステップSA12では、所定のVDC機構による制御が行われ、各車輪にそれぞれ所要の制動力が働き、コーナリング時の車両の安定性が確保される。VDC機構による制御が行われた後はステップSA13へ移る。
【0045】
ここで、インナパッド14(アウタパッド15)は、前述したように、VDC機構による制御が開始される前にディスク13との距離が微少隙間となるよう予め移動されているから、VDC機構による制御が開始されたときには、インナパッド14(アウタパッド15)が極めて短い時間でディスク13に接触するため、ブレーキ初期応答特性は優れたものとなる。
【0046】
また、VDC機構による制御が必要でないと判断した場合には、ステップSA11の判断結果を「NO」として、ステップSA13に進む。
【0047】
ステップSA13では、自動ブレーキ機構による制御が必要であるか否か判断する。すなわち、車間距離センサ63からの検出信号によって前方との車間距離を測定し、同車間距離センサ63からの検出信号が、自動ブレーキ機構の制御作動条件として予め設定したしきい値を超えたかどうか、あるいは、別の制御系のコントローラから制動信号が発せられたかどうか判断する。
そして、自動ブレーキ機構による制御が必要であると判断した場合には、ステップSA13の判断結果を「NO」として、ステップSA14へ進む。ステップSA14では、所定の自動ブレーキ制御が行われ、これにより例えば前方の車両との車間距離が適正に保たれる。
また、自動ブレーキ制御が必要ではないと判断した場合には、ステップSA13の判断結果を「NO」として、ステップSA1に戻る。
以下、上述した動作を繰り返す。
【0048】
<第2の実施の形態>
本発明の電動ブレーキ装置の第2の実施の形態を図6および図7を参照して以下に第1の実施の形態との相違部分を中心に説明する。図6および図7は電動ブレーキ装置の動作を説明するものである。電動ブレーキ装置の機械的な構成については前述した第1の実施の形態で説明したものと同様であり、ここではその説明を省略する。なお、電動ブレーキ装置の動作についても第1の実施の形態と同様の部分については省略する。
【0049】
図6において、図示しないイグニッションスイッチがオンにされると、コントローラ60はステップSC1へ進み、温度推定手段によってロータ13の温度を検出する。なお、この実施の形態では、具体的にセンサ等で直接ロータ13の温度を検出するのではなく、図7に示す手段によって温度を推定する。以下、具体的な温度推定手段について説明する。
【0050】
まず、コントローラが車体の速度を測定する(ステップSD1)。次いで、今回測定した車体速度と前回の測定した車体速度の比較、あるいは今回測定した車体速度と前数回測定した車体速度との比較から、車体が減速状態にあるか否か判断する(ステップSD2)。減速状態にない場合にはステップSD2の判断を「NO」として、ステップSD5へ移る。また、減速状態にある場合には、ステップSD2の判断を「YES」として、ステップSD3へ進む。
ステップSD3では、コントローラは、温度上昇値T1を減速度に応じて推定する。具体的には、温度上昇値T1は、減速度に比例すると仮定し、減速度値に実験等で決定した係数αを乗じることで求める(ステップSD3)。すなわち、車体が減速状態にあって、ブレーキが作動しているので、そのときの摩擦熱がロータ13の温度上昇をもたらすものと仮定したのである。そして、この求めた温度上昇値T1をロータ温度に加える(ステップSD4)。
【0051】
次いで、ステップSD5に進む。ここでは、コントローラは、温度低下値T2を車体速度に応じて推定する。具体的には、温度低下値T2は、車体速度に比例すると仮定し、車体速度に実験等で決定した放熱係数βを乗じることで求める(ステップSD5)。すなわち、車体がある速度で走行しているときは、その車体速度に応じた放熱がロータにあると仮定したのである。そして、この求めた温度低下値T2をロータ温度から減じる(ステップSD6)。
【0052】
次いで、ステップSD7に進む。ここでは、コントローラは、ロータの推定温度から前記放熱係数βを補正し決定する。すなわち、放熱係数は一定ではなく、温度によっても変化するものとし、例えば、高温になると大きな放熱係数βを採用し、低温になると小さな放熱係数を採用する。このように、ロータの温度によって前記放熱係数βを補正するので、高精度のロータ温度推定が行える。
以上の手段によって、ロータ13の温度を決定しているが、勿論、この手段に限られることなく、温度センサで直接ロータ13の温度を検出してもよい。
【0053】
そして、前述のようにして決定したロータの温度を基に、ステップSC5において、パッド14、15とディスク13のクリアランスをゼロにするか規定隙間にするか判断する。
【0054】
すなわち、ブレーキペダルが踏まれておらず(ステップSC2)、かつ、車両が停止している状態(ステップSC4)において、前記ロータ13の推定温度が、予め設定した温度を超えるかどうか、すなわち、高温状態になっているか否か判断する(ステップSC5)。
【0055】
高温になっていない場合には、コントローラは、ステップSC5の判断結果を「NO」として、ステップSC6へ進む。ステップSC6では、コントローラは、ディスクとインナパッド(アウタパッド)とのクリアランスがゼロとなるように、位置検出器からのフィードバック信号を受けながらモータへ供給するモータ電流を制御する。このような動作を経て、インナパッドおよびアウタパッドが移動され、この結果、ディスクとインナパッド(アウタパッド)との間のクリアランスがゼロとされる。従って、この場合には、ディスクとインナパッド(アウタパッド)との間に水が侵入したり、侵入した水が凍るといった不具合の発生を防止できる。
【0056】
他方、ロータの推定温度が高温になっている場合には、コントローラは、ステップSC5の判断結果を「YES」として、ステップSC7へ進む。ステップSC7では、コントローラは、ディスクとインナパッド(アウタパッド)とのクリアランスが規定隙間となるように、位置検出器からのフィードバック信号を受けながらモータへ供給するモータ電流を制御する。この結果、ディスクとインナパッド(アウタパッド)との間のクリアランスが規定隙間に保持される。したがって、高温状態にあるロータから、パッドおよびそれを支えるキャリパを介してモータに熱が伝わるのを極力低減することができ、このため、モータ自体が高温になってモータの効率を低下するのを未然に防止できる。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1にかかる発明によれば、パッド偏摩耗検出手段の検出結果に応じて制御手段が、ブレーキパッドとディスクのクリアランスを広げるようにモータを制御するので、ブレーキパッドの偏摩耗に起因するディスクの引きずり現象が生じるのを防止でき、この結果、ブレーキパッドが早期に摩耗したり車輪の回転力が低下したりするのを未然に防止できる。また、請求項2にかかる発明によれば、ブレーキペダルが踏まれておらず、かつ、車両が停止している状態で、ディスク温度検出手段の検出結果が予め設定した温度を超えている場合に、制御手段が、ブレーキパッドとディスクのクリアランスを広げるようにモータを制御する。これにより、制動後の停車中の高温状態にあるロータから、ブレーキパッドおよびそれを支えるキャリパを介してブレーキモータに熱が伝わるのを極力低減することができ、このため、モータ自体が高温になってモータの効率を低下するのを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態による電動ブレーキ装置の構成を示す側断面図である。
【図2】 同第1の実施の形態による電動ブレーキ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図3】 同第1の実施の形態による電動ブレーキ装置の動作における偏摩耗検出手段の一例を示すフローチャートである。
【図4】 同第1の実施の形態による電動ブレーキ装置の動作におけるモータへの制御電流値とピストン部の位置との関係を示すタイムチャートである。
【図5】 同第1の実施の形態による電動ブレーキ装置の動作におけるモータ位置を表すタイムチャートである。
【図6】 本発明の第2の実施の形態による電動ブレーキ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図7】 同第2の実施の形態による電動ブレーキ装置の動作におけるロータ温度検出手段の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
13 ディスク
14 インナパッド
15 アウタパッド
33 モータ
34 ボールランプ機構(変換機構部)
40 ピストン部
57 位置検出器(位置検出手段)
60 コントローラ(制御手段)
Claims (3)
- ディスクの両側に配置される一対のブレーキパッドと、
前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方に対向させてキャリパ本体内に設けられたピストンと、
前記キャリパ本体に設けられ、ロータを回転させるモータと、
該モータにより回転するロータの回転運動を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する変換機構部と、
前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、
制動信号の入力と前記位置検出手段の検出結果とに基づいて前記モータを制御する制御手段とを有し、
前記ピストンを介してブレーキパッドをディスクに押圧させることで車輪に制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、
前記ブレーキパッドの偏摩耗を検出するパッド偏摩耗検出手段を有し、
前記制御手段は、前記パッド偏摩耗検出手段の検出結果に応じて、前記ブレーキパッドと前記ディスクのクリアランスを広げるように前記モータを制御することを特徴とする電動ブレーキ装置。 - ディスクの両側に配置される一対のブレーキパッドと、
前記一対のブレーキパッドの少なくとも一方に対向させてキャリパ本体内に設けられたピストンと、
前記キャリパ本体に設けられ、ロータを回転させるモータと、
該モータにより回転するロータの回転運動を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する変換機構部と、
前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、
ブレーキペダルの操作に応じて出力される制動信号の入力と前記位置検出手段の検出結果とに基づいて前記モータを制御する制御手段とを有し、
前記ピストンを介してブレーキパッドをディスクに押圧させることで車輪に制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、
前記ディスクの温度を検出するディスク温度検出手段を有し、
前記制御手段は、ブレーキペダルが踏まれておらず、かつ、車両が停止している状態で、前記ディスク温度検出手段の検出結果が予め設定した温度を超えている場合には、前記ブレーキパッドと前記ディスクのクリアランスを広げるように前記モータを制御することを特徴とする電動ブレーキ装置。 - 前記制御手段は、ブレーキペダルが踏まれておらず、かつ、車両が停止している状態で、前記ディスク温度検出手段の検出結果が予め設定した温度になっていない場合には、前記ブレーキパッドと前記ディスクのクリアランスがゼロとなるように前記モータを制御することを特徴とする請求項2に記載の電動ブレーキ装置。
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