JPH11147458A - 車両用電動ブレーキ装置 - Google Patents
車両用電動ブレーキ装置Info
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- JPH11147458A JPH11147458A JP9317279A JP31727997A JPH11147458A JP H11147458 A JPH11147458 A JP H11147458A JP 9317279 A JP9317279 A JP 9317279A JP 31727997 A JP31727997 A JP 31727997A JP H11147458 A JPH11147458 A JP H11147458A
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Abstract
に駆動源であるモータに電気が流れ、電力消費が大きい
ので問題を無くすることである。 【解決手段】 電動アクチュエータ6として不可逆機構
(図のそれはウォームギヤ12)を有するものを用い
る。また、ブレーキパッド5の押圧力を検出する押圧セ
ンサ15を追設し、このセンサ15の出力の微分値の絶
対値が第1閾値より小、踏力センサ2又は押圧センサ1
5の出力が第2閾値より大の条件が成立したときに、モ
ータ11への通電を止め、ウォームギヤ12の働きでブ
レーキピストン8の戻りを阻止して制動力保持を行うよ
うにした。この制動力保持は、踏力センサ2の出力の微
分値の絶対値が第3閾値を上回ったときには解除する。
Description
ーキ装置(所謂バイワイヤ方式のブレーキ装置)、より
詳しくは、電力消費の低減効果を高めた電動ブレーキ装
置に関する。
作力又はブレーキ操作量を検出するセンサの出力に基づ
いてセンサ出力に応じた駆動力を生じるように電動アク
チュエータを制御し、その電動アクチュエータで摩擦材
をロータに押圧して車輪に制動力を付与するようになっ
ている。
車両状態検出器で車両が停止状態にあるか否かを検出
し、停止時は、電動アクチュエータの動力伝達部に組込
んだ不可逆機構によりブレーキパッドの戻りを阻止して
電動アクチュエータへの通電を止めた状態で駐車ブレー
キ機能を発揮させるようにした特開平4−108058
号公報に開示のシステムや、電動アクチュエータに機械
的ブレーキ作動機構を組込んで電気系統失陥時にも制動
機能を維持し、かつ駐車ブレーキとしても利用できるよ
うにした実開平5−22234号公報に開示のブレーキ
アクチュエータ、或いはブレーキパッドによるディスク
押圧力が所定値になったときに電動アクチュエータのモ
ータを止め、代わりに圧電素子に電圧を印加してその素
子の膨張力で必要制動力の増加分をまかなうようにした
特開平7−89420号公報に開示の装置などがある。
8号のシステムは、駐車ブレーキをかけるときには電動
アクチュエータへの通電を止めることができるが、通常
ブレーキ時(車両非停止時)の制動では常に電動アクチ
ュエータに電力を供給する必要があり、電力消費の抑制
ができない。モータを駆動源とする電動ブレーキ装置で
は、一般的に数10〜数100Wの電力を消費するの
で、車両非停止時の電力消費が多くなる。また、制動中
はモータに大電流が流れ続けるため、寿命(信頼性)に
も問題が残る。
クチュエータも同様である。
は、パッドの押圧力が所定値を上回るとモータへの通電
が止まるため、制動中にモータに大電流が流れ続けると
云う問題は解消されるが、圧電素子に通電し続けること
になるので、これもやはり電力消費に問題がある。
電力消費性を改善することを課題としている。
め、この発明においては、ブレーキ操作力又はブレーキ
操作量を検出する第1センサの出力に基づいて電動アク
チュエータを制御し、その電動アクチュエータで摩擦材
をロータに押圧して車輪に制動力を付与する車両用電動
ブレーキ装置において、制動力を検知する第2センサ
と、第1、第2センサ出力の微分回路と、第2センサ出
力の微分値を第1閾値と比較する回路、第1センサ又は
第2センサの出力を第2閾値と比較する回路及び第1セ
ンサの出力の微分値を第3閾値と比較する回路と、第2
センサ出力の微分値の絶対値が第1閾値より小、かつ、
第1センサ又は第2センサの出力が第2閾値より大の条
件が成立したときに電動アクチュエータに制動力の保持
指令を出し、第1センサ出力の微分値の絶対値が第3閾
値より大きいときには制動力保持の解除指令を出す制御
回路とを設け、さらに、電動アクチュエータによる制動
力保持が機械的になされるようにし、信号待ち等制動力
保持が可能な条件が整ったときに制動力保持がなされる
ようにする。
る押圧センサでよい。この押圧センサとしては圧電素子
やロードセルなどを用いたものが周知であり、これ等の
素子を利用できる。
に応じて変動するので、第2センサ出力の微分値の代わ
りに第1センサ出力の微分値を代用する装置構成にして
もよい。この装置は、第2センサが不要であるので、第
2センサが無いときや第2センサを採用し難いときに有
効であるが、例えば、電動アクチュエータの応答性が遅
い、或いは指令信号の変化が早すぎるなどの理由によ
り、実際の制動力が安定する前に制動力を保持してしま
う可能性があるので、低応答電動アクチュエータ使用時
や高速制御が要求される用途での使用には向かない。
ュエータを用いてアクチュエータ内の不可逆機構で押圧
部材(例えば、後述するブレーキピストン)の戻りを阻
止する方法と、可逆アクチュエータに電磁ブレーキを伴
わせ、この電磁ブレーキでアクチュエータの動きを止め
て押圧部材の戻りを阻止する方法が考えられる。
組込んだ不可逆機構の働きにより、駆動用のモータが止
まっているときには押圧部材の押圧反力等による戻りが
阻止され、モータ逆転時にはその戻りが許容されるもの
を云う。また、可逆アクチュエータとは、モータ停止時
に押圧部材の戻りが許容されるものを云う。
型の2種類があり、どちらを選んでもよいが、フェール
セーフ面では電力供給がストップしたときに制動力がロ
ックされる非励磁作動型より励磁作動型の方がよいと考
えられる。
ータと一体でモータの回転軸の動きを拘束するもの、モ
ータからの作動伝達径路中に設けられて動力伝達要素の
動きを拘束するもののどちらであってもよい。
制動力の保持指令でその不可逆アクチュエータへの通電
を止め、制動力保持の解除指令で不可逆アクチュエータ
への通電を開始するようにしておく。
クチュエータと組合わせて用いる場合には、制動力の保
持指令で非励磁作動型電磁ブレーキと可逆アクチュエー
タへの通電を止め、制動力保持の解除指令で非励磁作動
型電磁ブレーキと可逆アクチュエータへの通電を開始す
るようにし、一方、励磁作動型電磁ブレーキと可逆アク
チュエータを組合わせて用いる場合には、制動力の保持
指令で励磁作動型電磁ブレーキに通電し、かつ可逆アク
チュエータへの通電を止め、制動力保持の解除指令で励
磁作動型電磁ブレーキへの通電を止め、かつ可逆アクチ
ュエータへの通電を開始するようにしておく。
表わすので、この値が一定の閾値(第1閾値)より小さ
いときには、制動力がバラツキ範囲内で一定であると云
え、制動力保持が可能と考えられる。この発明では、こ
の制動力保持を機械的に行って電力消費を抑制する。
力が消費される。これに対し、この発明の装置は、制動
力保持を不可逆アクチュエータを用いて行うもの及び非
励磁作動型電磁ブレーキを伴う可逆アクチュエータを用
いて行うものについては、制動力保持中の電力消費がほ
ぼゼロになり、また、その間はモータへの通電が止まる
ため、アクチュエータ寿命も向上する。
アクチュエータを用いて制動力保持を行うものは、電磁
ブレーキに通電するだけでよい。電動アクチュエータに
通電して制動力保持を行う場合には、数100Wの電気
エネルギーを消費するが、電磁ブレーキの消費電力は数
10W程度で桁違いに少なく、従って、この形態の装置
も消費電力の低減が図れる。
のは、制動力の増減をモータの正逆回転によって行うた
め制御が複雑化し、応答性や制御精度にも問題が生じる
場合があるが、可逆アクチュエータと電磁ブレーキを組
合わせたものは、その問題も解消される。
を保持する必要がないので、ブレーキ操作力又はブレー
キ操作量を表わす第1センサの出力又は制動力を表わす
第2センサの出力が一定閾値(第2閾値)より大きいと
きのみこの発明を特徴づける要素によって構成される制
動力保持システムを作動させる。また、第1センサ出力
の微分値が一定閾値(第3閾値)を超えたときには、制
動力変更の意思表示がなされたことになるので、制動力
保持が解除されるようにしておく。
置の実施形態について述べる。
この図1において、1はブレーキペダル、2はブレーキ
ペダル1に加えられた踏力を検出する踏力センサ(第1
センサ)である。踏力センサ2は、ブレーキペダルの踏
込量を検出するストロークセンサで代替してもよい。3
は各種センサからの情報を入力して電動アクチュエータ
6を制御する電子制御装置、4はディスクロータ、5は
電動アクチュエータ6でディスクロータ4の両端面に押
圧するブレーキパッド(摩擦材)である。
のそれは浮動型)のシリンダ穴に挿入してブレーキパッ
ド5で回り止めした(回り止めはキャリパで行ってもよ
い)ブレーキピストン8、ブレーキピストン8に固定し
たボールナット9、そのボールナット9に螺合させたス
クリューシャフト10、電動式のモータ11、ウォーム
12aとウォームホイル12bから成るウォームギヤ1
2を主たる要素とするものであって、モータ11の動力
がウォームギヤ12経由で伝達されてスクリューシャフ
ト10が回転し、そのスクリューシャフト回転でブレー
キピストン8が推進してブレーキパッド5がディスクロ
ータ4に押圧されるようになっている。図中13はウォ
ームギヤ12を収納するハウジング、14はスクリュー
シャフト10を支える軸受ベアリングであり、ハウジン
グ13はキャリパ7に固定されている。
108025号公報に開示されたものと同様のものであ
って、モータ11停止時にスクリューシャフト10の逆
転がウォームギヤ12によって阻止され、これにより、
ブレーキピストン8が押圧点に保持される。このアクチ
ュエータ6は、ウォームギヤ12を不可逆機構とした不
可逆アクチュエータであるので、制動力の解除、減少は
モータ11を逆電圧印により逆転させて行われる。
トン8と、これに押されるインナー側のブレーキパッド
5との間にブレーキパッド5の押付け圧を検出する押圧
センサ15を設けてある。その押圧センサ15は、キャ
リパ7のアウター爪とアウター側のブレーキパッドとの
間に設けてもよい。
ように、踏力センサ2と押圧センサ15の出力をそれぞ
れ微分する微分回路21、22、押圧センサ15の出力
の微分値を、制動力が一定しているか否かの判定基準に
なる第1閾値と比較する回路23、踏力センサ2(押圧
センサ15でもよい)の出力を、制動が行われているか
否かの判定基準になる第2閾値と比較する回路24、踏
力センサ2の出力の微分値を、制動力変更の意思確認の
基準となる第3閾値と比較する回路25及び押圧センサ
15の出力の微分値の絶対値が第1閾値より小、かつ踏
力センサ2(押圧センサ15でもよい)の出力が第2閾
値より大の条件が成立したか否かを判定して条件成立時
に図1の電動アクチュエータ6に制動力保持の指令を出
し、また、踏力センサ2の出力の微分値の絶対値が第3
閾値より大きくなったときには制動力保持の解除指令を
出す制御回路26が設けられている。
が出るとモータ11への通電が止められ、制動力保持の
解除指令が出るまでその状態が保持される。
電動ブレーキ装置は、電動アクチュエータ6としてモー
タ11の回転をピニオンギヤ16と平歯車17を介して
スクリューシャフト10に伝達する可逆アクチュエータ
(これは実開平5−22234号に示されている)を用
い、そのアクチュエータの動きを電磁ブレーキ18で止
めてブレーキピストン8の戻りを阻止するようにしてい
る。
ているので、電磁ブレーキ18が作動していないときに
モータ11への通電を止めると、ブレーキピストン8が
スクリューシャフト10を逆転させて押し戻され、従っ
て、モータ11の逆転制御を行わなくても制動力を解除
でき、不可逆アクチュエータを採用した図1の装置に比
べて制御が容易で、応答性や制御精度を高め易い。その
他の構成は、ボールナット9をブレーキピストン8内に
軸方向摺動可能、かつ、相対回転不可に挿入した点を除
いて図1の装置とほぼ同じである。ボールナット9は、
スリーブ19がスプリング20を圧縮してブレーキピス
トン8の端壁に当たる位置までブレーキピストン8内で
移動することができる。
磁作動型のものを用いる場合には、電子制御装置3から
制動力保持の指令が出たときにモータ11と電磁ブレー
キ18への通電が止まり、制動力保持の解除指令で両者
の通電が再開されるようにしておく。また、励磁作動型
の電磁ブレーキ18を用いる場合には、制動力保持の指
令で電磁ブレーキ18への通電が開始され、かつモータ
11への通電が止まり、制動力保持の解除指令で両者の
通電状態が元に戻るようにしておく。
の動きを電磁ブレーキで拘束する電磁ブレーキ付きモー
タを用いたが、電磁ブレーキ18は、図2のスクリュー
シャフト10の左端部に設けてそのスクリューシャフト
10の回転を拘束するようにしてもよい。
輪速センサなどを用いて車両の停止/非停止を検出し、
この検出信号を基にして下記のような制御を行ってもよ
い。
作動させるようにする。 車両停止時には、ある程度制動力のばらつきがあっ
ても制動力保持システムを働かせるために、第1閾値を
車両非停止時の時の値よりも大きくする。 車両停止時には、第1センサ出力の微分値が負(減
圧側)の場合には制動力保持システムを働かせ、第1セ
ンサ出力がある閾値より低くなったとき、又はアクセル
センサでアクセルペダルの踏込みを検知したときに制動
力保持システムの働きを止める。
励磁作動型の電磁ブレーキを伴う可逆アクチュエータを
用いた装置は、制動力保持中の電力消費がゼロとなるの
で、長時間の駐車ブレーキをかけることもできる。
ンジンのオフ信号を指令信号にして電動アクチュエータ
6を作動させ、押圧センサ15の出力が所定値に達した
ら制動力保持を行わしめ、エンジンオン、或いはアクセ
ルペダルの踏込み信号で制動力保持を解除すると云った
機能を付与すれば、駐車ブレーキを自動的にかけること
ができる。このような方法で駐車ブレーキをかける場
合、制動力保持がなされたらタイマー信号等で電源が自
動的に遮断されるようにしておくとよい。
センサ15が無い場合にはそのセンサ15の出力の微分
値に代えて踏力センサ2(又はストロークセンサ)の出
力の微分値を代用することができる。
ーキ装置は、制動力保持が可能な条件が整ったときに電
動アクチュエータの動きを機械的に拘束して制動力を保
持するようにしたので、駐車ブレーキ時だけでなく、通
常制動時にも制動力保持システムを作動させて電力消費
を抑制することができる。
及び非励磁作動型の電磁ブレーキと可逆アクチュエータ
を組合せて用いるものは、制動力保持中の電力消費がほ
ぼゼロとなるため、電力消費性の改善効果が大きい。ま
た、制動力保持がなされている間は電動アクチュエータ
への通電が止まるため、アクチュエータの寿命が向上し
て信頼性も高まる。
を組合わせて用いるものは、不可逆アクチュエータを用
いるものに比べて応答性や制御精度に優れる。
クチュエータを組合わせたものは、制動力保持中に電磁
ブレーキによる電力消費があるが、この装置も、制動力
保持中はモータに通電する必要がないので従来装置に比
べると電力消費の低減効果が得られる。また、この装置
は電源失陥時に制動力のロックが起こらず、フェールセ
ーフ面で非励磁作動型電磁ブレーキを用いるものよりも
優れる。
断面図
Claims (5)
- 【請求項1】 ブレーキ操作力又はブレーキ操作量を検
出する第1センサの出力に基づいて電動アクチュエータ
を制御し、その電動アクチュエータで摩擦材をロータに
押圧して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装
置において、制動力を検知する第2センサと、第1、第
2センサ出力の微分回路と、第2センサ出力の微分値を
第1閾値と比較する回路、第1センサ又は第2センサの
出力を第2閾値と比較する回路及び第1センサの出力の
微分値を第3閾値と比較する回路と、第2センサ出力の
微分値の絶対値が第1閾値より小、かつ、第1センサ又
は第2センサの出力が第2閾値より大の条件が成立した
ときに電動アクチュエータに制動力の保持指令を出し、
第1センサ出力の微分値の絶対値が第3閾値より大きい
ときには制動力保持の解除指令を出す制御回路とを設
け、さらに、電動アクチュエータによる制動力保持が機
械的になされるようにしたことを特徴とする車両用電動
ブレーキ装置。 - 【請求項2】 ブレーキ操作力又はブレーキ操作量を検
出する第1センサの出力に基づいて電動アクチュエータ
を制御し、その電動アクチュエータで摩擦材をロータに
押圧して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装
置において、第1センサ出力の微分回路と、第1センサ
出力の微分値を第1閾値及び第3閾値と比較する回路、
及び第1センサの出力を第2閾値と比較する回路と、第
1センサ出力の微分値の絶対値が第1閾値より小、か
つ、第1センサ出力が第2閾値より大の条件が成立した
ときに電動アクチュエータに制動力の保持指令を出し、
第1センサ出力の微分値の絶対値が第3閾値より大きい
ときは制動力保持の解除指令を出す制御回路とを設け、
さらに、電動アクチュエータによる制動力保持が機械的
になされるようにしたことを特徴とする車両用電動ブレ
ーキ装置。 - 【請求項3】 前記電動アクチュエータとして不可逆ア
クチュエータを用い、制動力の保持指令でその不可逆ア
クチュエータへの通電を止め、制動力保持の解除指令で
不可逆アクチュエータへの通電を開始するようにした請
求項1又は2記載の車両用電動ブレーキ装置。 - 【請求項4】 前記電動アクチュエータとして、非励磁
作動型電磁ブレーキを伴う可逆アクチュエータを用い、
制動力の保持指令で非励磁作動型電磁ブレーキと可逆ア
クチュエータへの通電を止め、制動力保持の解除指令で
非励磁作動型電磁ブレーキと可逆アクチュエータへの通
電を開始するようにした請求項1又は2記載の車両用電
動ブレーキ装置。 - 【請求項5】 前記電動アクチュエータとして、励磁作
動型電磁ブレーキを伴う可逆アクチュエータを用い、制
動力の保持指令で励磁作動型電磁ブレーキに通電し、か
つ可逆アクチュエータへの通電を止め、制動力保持の解
除指令で励磁作動型電磁ブレーキへの通電を止め、かつ
可逆アクチュエータへの通電を開始するようにした請求
項1又は2記載の車両用電動ブレーキ装置。
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