JP2000234641A

JP2000234641A - 電動式ブレーキ装置

Info

Publication number: JP2000234641A
Application number: JP11036301A
Authority: JP
Inventors: Satoru Niwa; 悟丹羽; Yasunari Yoshino; 康徳吉野; Hiroaki Aizawa; 相澤　　博昭
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ブレーキモータを動力源とする電
動式ブレーキ装置に関し、簡素な構成で精度よく摩擦部
材の摩耗度合いを検出することを目的とする。【解決手段】摩擦部材３８ａ，４０ａに摩耗が生じる
と、ピストン６０の、ブレーキパッド３８，４０がディ
スクロータ３２に当接するまでのピストンストロークＳ
が増加する。このため、上記のピストンストロークＳを
検出することにより、摩擦部材３８ａ，４０ａの摩耗量
を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキ装置に係
り、特に、ブレーキモータを動力源として摩擦部材を車
輪と共に回転する回転体に押圧することにより制動力を
発生する電動式ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平１０−９３０７
号に開示される如く、摩擦部材の摩耗度合いを電気的に
検出する装置が知られている。具体的には、上記従来の
装置は、摩擦部材の電気抵抗値に基づいて摩擦部材の摩
耗度合いを検出する。摩擦部材の断面積が減少すると、
摩擦部材の電気抵抗値は、その断面積に反比例して増加
することになる。このため、摩擦部材の電気抵抗値が検
出されれば、摩擦部材の摩耗度合いを検出することが可
能となる。従って、上記従来の装置によれば、機械的な
インジケータを取付けることなく、摩擦部材の摩耗度合
いを電気的に検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置においては、摩擦部材の温度に応じて電気抵抗値が変
動する。具体的には、電気抵抗値は、摩擦部材の温度が
上昇するほど増加し、摩擦部材の温度が下降するほど減
少することになる。このため、上記従来の装置では、摩
擦部材の摩耗度合いを正確に検出することはできない。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、簡素な構成で精度よく、摩擦部材の摩耗度合い
を検出することが可能な電動式ブレーキ装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、ブレーキモータを動力源として摩擦部
材を車輪と共に回転する回転体に押圧する電動式ブレー
キ装置において、前記摩擦部材が前記回転体に当接した
か否かを判別する当接判別手段と、前記摩擦部材が前記
回転体に当接するまでの前記ブレーキモータの回転数に
基づいて、前記摩擦部材の摩耗度合いを検出する摩耗度
検出手段と、を備えることを特徴とする電動式ブレーキ
装置により達成される。

【０００６】本発明において、摩擦部材は、ブレーキモ
ータを動力源として、車輪と共に回転する回転体に押圧
される。摩擦部材が回転体に摺動することにより制動力
が生じるため、摩擦部材には摩耗が生ずる。摩擦部材に
摩耗が生ずると、摩擦部材が回転体に押圧されるまでの
ブレーキモータの回転数が増加する。従って、ブレーキ
モータの回転数に基づいて摩擦部材の摩耗度合いを検出
することができる。このため、本発明によれば、摩擦部
材の摩耗度合いを検出するための機械的なインジケータ
を設けることが不要となり、簡素な構成で精度よく摩擦
部材の摩耗度合いを検出することができる。

【０００７】また、上記の目的は、請求項２に記載する
如く、ブレーキモータを動力源として摩擦部材を車輪と
共に回転する回転体に押圧する電動式ブレーキ装置にお
いて、前記摩擦部材と前記回転体との間の押圧力を検出
する押圧力検出手段と、前記ブレーキモータの回転数お
よび前記押圧力に基づいて、前記摩擦部材の摩耗度合い
を検出する摩耗度検出手段と、を備えることを特徴とす
る電動式ブレーキ装置により達成される。

【０００８】本発明において、摩擦部材が回転体に摺動
することにより制動力が生じるため、摩擦部材には摩耗
が生ずる。摩擦部材に摩耗が生じると、その摩耗に応じ
て摩擦部材の厚さが小さくなることで、一定の荷重に対
する摩擦部材の厚さ方向の弾性圧縮変形量は減少する。
この場合、摩擦部材が回転体に当接した後に摩擦部材と
回転体との間に所定の押圧力が発生するまでのブレーキ
モータの回転数は、摩耗が進行するのに応じて小さくな
る。従って、ブレーキモータの回転数、および、摩擦部
材と回転体との押圧力に基づいて摩擦部材の摩耗度合い
が検出される。このため、本発明によれば、摩擦部材の
摩耗度合いを検出するための機械的なインジケータを設
けることが不要となり、簡素な構成で精度よく摩擦部材
の摩耗度合いを検出することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
電動式ブレーキ装置のシステム構成図を示す。本実施例
の電動式ブレーキ装置は、電子制御ユニット（以下、Ｅ
ＣＵと称す）１０を備えており、ＥＣＵ１０に制御され
ることによりブレーキ操作に応じた制動力を発生する。

【００１０】本実施例の電動式ブレーキ装置は、ブレー
キペダル１２を備えている。ブレーキペダル１２は、作
動軸１４を介してストロークシミュレータ１６に連結さ
れている。ブレーキペダル１２が踏み込まれると、作動
軸１４がストロークシミュレータ１６に進入する。スト
ロークシミュレータ１６は、作動軸への進入量に応じた
反力を発生する。このため、ブレーキペダル１２には、
ペダルストロークＰsに応じた反力が伝達される。

【００１１】ブレーキペダル１２の近傍には、ペダルス
イッチ１８が配設されている。ペダルスイッチ１８は、
ブレーキペダル１２の踏み込みが解除されている場合に
オフ状態を維持し、ブレーキペダル１２の踏み込みが行
われている場合にオン信号を出力する。ペダルスイッチ
１８の出力信号は、ＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣ
Ｕ１０は、ペダルスイッチ１８の出力信号に基づいてブ
レーキ操作が行われているか否かを判断する。

【００１２】作動軸１４には、ペダルストロークセンサ
２０が配設されている。ペダルストロークセンサ２０
は、ブレーキペダル１２のペダルストロークＰs に応じ
た電気信号を出力する。ペダルストロークセンサ２０の
出力信号は、ＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０
は、ペダルストロークセンサ２０の出力信号に基づいて
ブレーキペダル１２のペダルストロークＰs を検出す
る。

【００１３】ＥＣＵ１０には、後述する回転センサ２
２、インターロックスイッチ２４、および、加圧力セン
サ２５が接続されている。また、ＥＣＵ１０には、警報
ランプ２６が接続されている。ＥＣＵ１０は、異常が発
生した場合に後述する論理に従って警報ランプ２６を点
灯させる。これにより、運転者に対して注意が喚起され
る。

【００１４】ＥＣＵ１０には、更に、各車輪２７に配設
されるブレーキモータ２８が接続されている。ブレーキ
モータ２８は、ＥＣＵ１０から供給される指令信号に応
じて制御される。各車輪２７には、ブレーキモータ２８
を動力源とするディスクブレーキ３０が配設されてい
る。ディスクブレーキ３０は、ブレーキモータ２８の作
動状態に応じた制動力を発生する。

【００１５】図２は、本実施例の電動式ブレーキ装置が
備えるディスクブレーキ３０の断面図を示す。図２に示
す如く、ディスクブレーキ３０は、車輪と共に回転する
ディスクロータ３２、および、ディスクロータ３２の外
周部に配設されたキャリパ３４を備えている。ディスク
ロータ３２は、鋳鉄性の耐熱性材料により構成された環
状の部材であり、両面に摩擦面３２ａ，３２ｂを有して
いる。キャリパ３４は、車体に固定されたマウンティン
グブラケット３６に固定されており、ディスクロータ３
２の摩擦面３２ａ，３２ｂと所定のクリアランスを隔て
て対向するブレーキパッド３８，４０を備えている。ブ
レーキパッド３８，４０は、それぞれ、耐摩耗性および
耐熱性に優れた材料で構成された摩擦部材３８ａ，４０
ａ、および、剛性の大きい材料で構成された裏金３８
ｂ，４０ｂにより構成されており、摩擦部材３８ａ，４
０ａを裏金３８ｂ，４０ｂに固定することにより形成さ
れる。ブレーキパッド３８，４０は、摩擦部材３８ａ，
４０ａがディスクロータ３２の摩擦面３２ａ，３２ｂに
対向するように配設されている。

【００１６】キャリパ３４には、上述したブレーキモー
タ２８が固定されている。ブレーキモータ２８は、永久
磁石で構成された回転子４２、および、コイル４４とコ
ア４６とを有する固定子４８を備えるＤＣブラシレスモ
ータにより構成されている。回転子４２は、固定子４８
にモータ電流が供給されていない場合には回転子４２に
作用する摩擦力により実質的に回転が禁止された状態と
なり、固定子４８にモータ電流が供給されている場合に
そのモータ電流に応じた回転トルクが発生し得る状態と
なる。

【００１７】回転子４２には、ブレーキモータ２８のモ
ータ軸５０が固定されている。モータ軸５０は、中空の
ロッド状に構成された部材であり、ベアリング５２，５
４によりキャリパ３４に対して回転可能に支持されてい
る。ブレーキモータ２８は、固定子４８にモータ電流が
供給されることで生じる磁界により、モータ軸５０をキ
ャリパ３４に対して回転させる。

【００１８】モータ軸５０には、その外周部に所定間隔
ごとに設けられた複数の歯を有するロータ（図示せず）
が形成されている。モータ軸５０の外周には、キャリパ
３４側に固定され、ホール素子からなる上述した回転セ
ンサ２２（図２において図示せず）が配設されている。
回転センサ２２の上方には、キャリパ３４側に固定され
たマグネットが配設されている。マグネットが発する磁
束は、マグネットと回転センサ２２との間に形成された
エアギャップを介して回転センサ２２に伝達される。上
記の経路を辿って還流する磁束の強度は、回転センサ２
２がロータの歯のいずれかに対向している場合に大き
く、対向していない場合に小さくなる。回転センサ２２
は、磁束の強度に応じた電気信号をＥＣＵ１０に向けて
出力する。ＥＣＵ１０は、回転センサ２２の出力信号に
基づいて、モータ軸５０の回転角θを検出する。

【００１９】モータ軸５０の中空部には、ローラねじ５
６を介してモータ軸５０と同軸となるようにピストン６
０が螺合されている。ピストン６０は、導電性を有する
材料により構成されたロッド状の部材であり、キャリパ
３４に対する相対回転が禁止され、かつ、軸方向に変位
できるようにシール部材６２により支持されている。上
記の構成によれば、ブレーキモータ２８の回転運動がピ
ストン６０の直線運動に変換される。従って、ＥＣＵ１
０は、モータ軸５０の回転角θに基づいて、ピストン６
０の変位量を検出することができる。

【００２０】キャリパ３４には、上記したインターロッ
クスイッチ２４が固定されている。インターロックスイ
ッチ２４は、ピストン６０の図２における左端面に対向
するように配置されている。インターロックスイッチ２
４は、ピストン６０が接触していない場合にオフ状態を
維持し、ピストン６０が接触することによりオン状態と
なる。インターロックスイッチ２４の出力信号は、ＥＣ
Ｕ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、インターロッ
クスイッチ２４の出力信号に基づいてピストン６０が所
定位置に到達したか否かを判断する。以下、インターロ
ックスイッチ２４がオン信号を出力する場合のピストン
６０の位置を「基準位置」と、ピストン６０の基準位置
からの変位量を「ピストンストロークＳ」と、それぞれ
称す。

【００２１】また、ピストン６０の、ディスクロータ３
２側の端部には、上記の加圧力センサ２５（図２におい
て図示せず）が配設されている。加圧力センサ２５は、
ピストン６０とブレーキパッド３８の裏金３８ｂとの間
に生じる圧力に応じた電気信号を出力する。加圧力セン
サ２５の出力信号は、ＥＣＵ１０に供給されている。Ｅ
ＣＵ１０は、加圧力センサ２５の出力信号に基づいて、
ピストン６０とブレーキパッド３８の裏金３８ｂとの間
の圧力Ｆを検出する。

【００２２】上記の構成において、ブレーキモータ２８
にモータ電流が供給されていない場合、ディスクロータ
３２の摩擦面３２ａとブレーキパッド３８との間、およ
び、ディスクロータ３２の摩擦面３２ｂとブレーキパッ
ド４０との間には、所定のクリアランスが確保されてい
る。かかる状況下でブレーキペダル１２が踏み込まれる
と、ＥＣＵ１０は、ペダルストロークＰs に基づいて運
転者が要求する制動力を検出する。そして、その制動力
と等しい制動力が車両に生ずるようにブレーキモータ２
８にモータ電流を供給する。

【００２３】ブレーキモータ２８にモータ電流が供給さ
れると、モータ軸５０が回転すると共に、モータ軸５０
の回転に応じてピストン６０が軸方向に変位する。ピス
トン６０は、ディスクロータ３２に向けて変位する過程
でブレーキパッド３８の裏金３８ｂに当接する。ピスト
ン６０が裏金３８ｂに当接した後、ピストン６０の変位
が継続すると、ブレーキパッド３８がディスクロータ３
２に向けて変位し始める。ブレーキパッド３８が上記の
クリアランスだけ変位すると、ブレーキパッド３８の摩
擦部材３８ａがディスクロータ３２の摩擦面３２ａに押
圧される。この際、摩擦部材３８ａと摩擦面３２ａとの
間に摩擦力が発生する。ピストン６０の変位が更に継続
すると、キャリパ３４の全体が図２における左方に変位
し、ブレーキパッド４０の摩擦部材４０ａがディスクロ
ータ３２の摩擦面３２ｂに押圧されることとなる。この
際、摩擦部材４０ａと摩擦面３２ｂとの間に摩擦力が発
生する。

【００２４】摩擦部材３８ａと摩擦面３２ａとの間、お
よび、摩擦部材４０ａと摩擦面３２ｂとの間に生じる摩
擦力は、車輪を制動させる制動力として作用する。従っ
て、上記の構成によれば、ブレーキモータ２８を要求制
動力に対応して駆動することで、車両に制動力を発生さ
せることができる。尚、車両の制動力を増加させるため
のブレーキモータ２８の回転方向を「正回転」と、ブレ
ーキモータ２８を正回転させるためのモータ電流を「正
電流」と、それぞれ称す。

【００２５】車両に制動力が発生している状況下でブレ
ーキペダル１２の踏み込みが解除されると、ＥＣＵ１０
は、その制動力を減少させるべく、ブレーキモータ２８
のモータ軸５０を正回転とは逆方向に回転させることに
より、ピストン６０を図２における左方に変位させる。
この場合、ブレーキパッド３８の摩擦部材３８ａがディ
スクロータ３２の摩擦面３２ａから離間すると共に、そ
れに応じてキャリパ３４が図２における右方に戻り、ブ
レーキパッド４０の摩擦部材４０ａがディスクロータ３
２の摩擦面３２ｂから離間する。この際、摩擦部材３８
ａと摩擦面３２ａとの間、および、摩擦部材４０ａと摩
擦面３２ｂとの間の摩擦力が減少し、最終的には消滅す
る。従って、上記の構成によれば、ブレーキモータ２８
を要求制動力に対応して駆動することで、車両の制動力
を解除することができる。尚、車両の制動力を減少させ
るためのブレーキモータ２８の回転方向を「逆回転」
と、ブレーキモータ２８を逆回転させるためのモータ電
流を「逆電流」と、それぞれ称す。

【００２６】ところで、車両に制動力が生じる場合に
は、ブレーキパッド３８，４０の摩擦部材３８ａ，４０
ａとディスクロータ３２の摩擦面３２ａ，３２ｂとの間
に摩擦が生じる。このため、車両が制動されるのに従っ
て、摩擦部材３８ａ，４０ａの摩耗が進行する。摩擦部
材３８ａ，４０ａの摩耗量が大きくなると、すなわち、
摩擦部材３８ａ，４０ａの軸方向の厚さ（以下、この厚
さを残厚と称す）が小さくなると、最終的には摩擦部材
３８ａ，４０ａが消滅する。この場合、ブレーキパッド
３８，４０とディスクロータ３２との間に大きな摩擦力
が生じ難くなり、車両に適正な制動力を発生させること
ができなくなってしまう。従って、車両の制動力を適正
に発生させるためには、摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚
を監視し、その残厚が所定値以下となった場合にはかか
る状態を運転者に警報することが必要である。

【００２７】摩擦部材３８ａ，４０ａに摩耗が生じてい
ない状態では、ブレーキモータ２８が、基準位置からブ
レーキパッド３８，４０がディスクロータ３２に当接す
る当接位置まで回転するのに要する回転数、すなわち、
ピストン６０が基準位置から上記の当接位置まで変位す
るのに要するピストンストロークＳは、所定の値に維持
されている。

【００２８】摩擦部材３８ａ，４０ａの摩耗が進行する
と、その残厚が小さくなるのに応じて上記のピストンス
トロークＳは大きくなる。従って、摩擦部材３８ａ，４
０ａの残厚は、ピストンストロークＳに基づいて検出す
ることが可能である。このため、ピストンストロークＳ
が摩擦部材３８ａ，４０ａの許容摩耗量に対応した値を
上回ったことを検知することにより、摩擦部材３８ａ，
４０ａに許容量を越える摩耗が生じたことを検出するこ
とができる。

【００２９】また、摩擦部材３８ａ，４０ａに摩耗が生
じていない状態では、摩擦部材３８ａ，４０ａの厚さは
大きく維持され、摩擦部材３８ａ，４０ａの摩耗が進行
するにつれて、その残厚は小さくなる。摩擦部材３８
ａ，４０ａは、その残厚が小さくなるのに応じて、一定
の荷重に対する厚さ方向の弾性変形量が減少することに
なる。すなわち、摩擦部材３８ａ，４０ａは、その残厚
が小さくなるのに応じてその厚さ方向の剛性が大きくな
る。このため、摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚は、その
厚さ方向の剛性に基づいても検出することが可能であ
る。

【００３０】上述の如く、上記の摩耗が進行すると、摩
擦部材３８ａ，４０ａに弾性変形が生じ難くなる。この
場合、ピストン６０が、摩擦部材３８ａ，４０ａがディ
スクロータ３２の摩擦面３２ａ，３２ｂに当接した位置
から、摩擦部材３８ａ，４０ａと摩擦面３２ａ，３２ｂ
との間に所定の圧力が生じる位置まで変位するのに要す
る変位量は小さくなる。すなわち、摩擦部材３８ａ，４
０ａが摩擦面３２ａ，３２ｂに当接した後、ピストン６
０の変位量に対して摩擦部材３８ａ，４０ａと摩擦面３
２ａ，３２ｂとの間に作用する圧力は、摩耗の進行に応
じて大きくなる。従って、摩擦部材３８ａ，４０ａの厚
さ方向の剛性は、摩擦部材３８ａ，４０ａと摩擦面３２
ａ，３２ｂとの間の圧力、および、ピストン６０の変位
量に基づいて検出することが可能である。

【００３１】上記の剛性が最大許容量を上回る場合は、
摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚が小さ過ぎる、あるい
は、摩擦部材３８ａ，４０ａが消滅していると判断でき
る。このため、摩擦部材３８ａ，４０ａの厚さ方向の剛
性が最大許容量を上回ったことを検知することにより、
摩擦部材３８ａ，４０ａに許容量を越える摩耗が生じた
ことを検出することができる。

【００３２】図３は、摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚を
検出すべく、本実施例の電動式ブレーキ装置においてＥ
ＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャー
トを示す。図３に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り
返し起動される定時割り込みルーチンである。図３に示
すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理
が実行される。

【００３３】ステップ１００では、前回の処理サイクル
から今回の処理サイクルにかけてペダルスイッチ１８が
オン状態からオフ状態に変化したか否かが判別される。
その結果、上記の条件が成立しないと判別された場合、
すなわち、ペダルスイッチ１８がオフ状態のまま、ある
いは、オン状態のままであると判別された場合は、以
後、何ら処理が進められることなく今回のルーチンが終
了される。一方、ペダルスイッチ１８がオン状態からオ
フ状態に変化した場合は、ブレーキ操作が解除されたと
判断できる。従って、上記の条件が成立したと判別され
た場合は、次にステップ１０２の処理が実行される。

【００３４】ステップ１０２では、ブレーキモータ２８
を逆回転させるための処理、すなわち、所定の逆電流を
ブレーキモータ２８に対して供給する処理が実行され
る。本ステップ１０２の処理が実行されると、以後、ブ
レーキモータ２８が逆回転することになる。ステップ１
０４では、インターロックスイッチ２４がオン信号を出
力しているか否かが判別される。その結果、インターロ
ックスイッチ２４がオン信号を出力していない場合は、
ピストン６０がインターロックスイッチ２４に当接して
いないと判断できる。この場合は、ブレーキモータ２８
の逆回転を継続することが適切である。従って、かかる
判別がなされた場合は、上記ステップ１０２の処理が繰
り返し実行される。一方、インターロックスイッチ２４
がオン信号を出力している場合は、ピストン６０がイン
ターロックスイッチ２４に当接していると判断できる。
この場合は、ブレーキモータ２８の逆回転を停止するこ
とが適切である。従って、かかる判別がなされた場合
は、次にステップ１０６の処理が実行される。

【００３５】ステップ１０６では、ブレーキモータ２８
の逆回転を停止するための処理、すなわち、ブレーキモ
ータ２８へのモータ電流の供給を禁止する処理が実行さ
れる。ステップ１０８では、上記ステップ１０４の条件
が成立した時点におけるピストン６０の位置を基準位置
として記憶する処理、および、かかる時点におけるピス
トン６０とブレーキパッド３８との間の圧力、すなわ
ち、ピストン６０とブレーキパッド３８とが離間してい
る際の圧力を基準圧力として記憶する処理が実行され
る。具体的には、上記の時点でのピストンストロークＳ
を“０”にする処理が実行されると共に、上記の時点で
の圧力Ｆを所定値Ｆ0 にする処理が実行される。本ステ
ップ１０８の処理が実行されると、ピストン６０の基準
位置が検出されると共に、ピストン６０がブレーキパッ
ド３８を押圧していない場合のピストン６０とブレーキ
パッド３８との間の基準圧力が検出される。尚、所定値
Ｆ0 は、ピストン６０とブレーキパッド３８とが離間し
ている際の圧力であり、大気圧近傍の値に設定されてい
る。

【００３６】ステップ１１０では、ブレーキモータ２８
を正回転させるための処理、すなわち、所定の正電流を
ブレーキモータ２８に対して供給する処理が実行され
る。本ステップ１１０の処理が実行されると、以後、ブ
レーキモータ２８が正回転することになる。ステップ１
１２では、ピストン６０とブレーキパッド３８との間に
作用する圧力Ｆが、基準圧力Ｆ0 に所定値αを加算して
得られた値以上であるか否かが判別される。尚、所定値
αは、ピストン６０がブレーキパッド３８に当接した後
に、ピストン６０を、ブレーキパッド３８，４０がディ
スクロータ３２を押圧するまで変位させるのに必要な圧
力である。その結果、Ｆ≧Ｆ0 ＋αが成立しない場合
は、ブレーキパッド３８，４０がディスクロータ３２に
当接していないと判断できる。この場合は、ブレーキモ
ータ２８の正回転を継続することが適切である。従っ
て、Ｆ≧Ｆ0 ＋αが成立しないと判別された場合は、上
記ステップ１１０の処理が繰り返し実行されることとな
る。一方、Ｆ≧Ｆ0 ＋αが成立する場合は、ブレーキパ
ッド３８，４０がディスクロータ３２に当接していると
判断できる。この場合は、ブレーキモータ２８の正回転
を停止することが適切である。従って、Ｆ≧Ｆ0 ＋αが
成立すると判別された場合は、次にステップ１１４の処
理が実行される。

【００３７】ステップ１１４では、ブレーキモータ２８
の正回転を停止するための処理、すなわち、ブレーキモ
ータ２８へのモータ電流の供給を禁止する処理が実行さ
れる。ステップ１１６では、上記ステップ１１２の条件
が成立した時点でのピストンストロークＳを記憶する処
理が実行される。上記の処理によれば、ピストン６０
が、基準位置から変位し始めて、ブレーキパッド３８，
４０がディスクロータ３２に当接する位置まで変位する
のに要した距離を把握することができる。

【００３８】ステップ１１８では、上記ステップ１１６
で記憶されたピストンストロークＳが、初期ストローク
Ｓ0 に所定値Ｌ0 を加算して得られた値以上であるか否
かが判別される。尚、初期ストロークＳ0 は、摩擦部材
３８ａ，４０ａに摩耗が生じていない場合に、ピストン
６０が、基準位置からブレーキパッド３８，４０がディ
スクロータ３２に当接する位置まで変位するのに要した
距離であり、予めＥＣＵ１０に記憶されている。また、
所定値Ｌ0 は、摩擦部材３８ａ，４０ａが最大限許容さ
れる摩耗量であり、予めＥＣＵ１０に記憶されている。

【００３９】本ステップ１１８の処理の結果、Ｓ≧Ｓ0
＋Ｌ0 が成立する場合は、摩擦部材３８ａ，４０ａが許
容量以上に摩耗している、すなわち、摩擦部材３８ａ，
４０ａの残厚が小さいと判断できる。この場合は、運転
者に対して警報を発する必要がある。従って、Ｓ≧Ｓ0
＋Ｌ0 が成立すると判別された場合は、次にステップ１
２０の処理が実行される。一方、Ｓ≧Ｓ0 ＋Ｌ0 が成立
しない場合は、摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚が十分に
残っていると判断できる。従って、Ｓ≧Ｓ0 ＋Ｌ0 が成
立しないと判別された場合は、ステップ１２０がジャン
プされ、次にステップ１２２の処理が実行される。

【００４０】ステップ１２０では、警報ランプ２６を駆
動するための処理が実行される。本ステップ１２０の処
理が実行されると、以後、警報ランプ２６が点灯し、運
転者に対して注意が喚起される。ステップ１２２では、
ピストン６０を基準位置に復帰させるべく、ブレーキモ
ータ２８を逆回転させるための処理が実行される。

【００４１】ステップ１２４では、ピストンストローク
Ｓが“０”になったか否かが判別される。その結果、Ｓ
＝０が成立しない場合は、ピストン６０が基準位置まで
到達していないと判断できる。この場合は、ブレーキモ
ータ２８の逆回転を継続する必要がある。従って、Ｓ＝
０が成立すると判別された場合は、上記ステップ１２２
の処理が繰り返し実行される。一方、Ｓ＝０が成立する
場合は、ピストン６０が基準位置まで到達したと判断で
きる。従って、Ｓ＝０が成立すると判別された場合は、
次にステップ１２６の処理が実行される。

【００４２】ステップ１２６では、ブレーキモータ２８
の逆回転を停止するための処理が実行される。本ステッ
プ１２６が実行されると、以後、ピストン６０は基準位
置に維持される。本ステップ１２６の処理が終了する
と、今回のルーチンが終了される。上記の処理によれ
ば、ピストン６０のピストンストロークＳに基づいて、
摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚を検出することができ
る。このため、本実施例によれば、摩擦部材３８ａ，４
０ａの摩耗量を検出するための検出器を新たに設けるこ
とが不要となり、部品点数の削減を図ることができると
共に、検出器を組み付けための工数や組み付けコストの
低減を図ることができる。従って、本実施例の電動式ブ
レーキ装置によれば、簡素な構成で精度よく、摩擦部材
３８ａ，４０ａの摩耗量を検出することができる。

【００４３】また、上記の処理によれば、摩擦部材３８
ａ，４０ａの摩耗量が過大になった場合に、警報ランプ
２６を点灯させることができる。このため、本実施例に
よれば、運転者に対して摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚
異常を知らせることで、ブレーキパッド３８，４０の交
換時期を運転者に把握させることができる。従って、本
実施例によれば、摩擦部材３８ａ，４０ａの信頼性の向
上を図ることができる。

【００４４】図４は、摩擦部材３８ａ，４０ａの厚さ方
向の剛性を検出すべく、本実施例の電動式ブレーキ装置
においてＥＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフ
ローチャートを示す。図４に示すルーチンは、所定時間
ごとに繰り返し起動される定時割り込みルーチンであ
る。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ
１４０の処理が実行される。

【００４５】ステップ１４０では、前回の処理サイクル
から今回の処理サイクルにかけてペダルスイッチ１８が
オフ状態からオン状態に変化したか否かが判別される。
その結果、上記の条件が成立しないと判別された場合、
すなわち、ペダルスイッチ１８がオフ状態のまま、ある
いは、オン状態のままであると判別された場合は、以
後、何ら処理が進められることなく今回のルーチンが終
了される。一方、ペダルスイッチ１８がオフ状態からオ
ン状態に変化した場合は、ブレーキ操作が開始されたと
判断できる。従って、上記の条件が成立したと判別され
た場合は、次にステップ１４２の処理が実行される。

【００４６】ステップ１４２では、ブレーキモータ２８
を正回転させるための処理、すなわち、ブレーキペダル
１２のペダルストロークＰs に応じたモータ電流を、ブ
レーキモータ２８に対して供給する処理が実行される。
本ステップ１４２の処理が実行されると。以後、ブレー
キモータ２８が正回転することになる。ステップ１４４
では、ピストン６０とブレーキパッド３８との間に作用
する圧力Ｆがしきい値Ｆsh以上であるか否かが判別され
る。尚、しきい値Ｆshは、ブレーキパッド３８，４０が
ディスクロータ３２を押圧していると判断できる最小の
圧力である。その結果、Ｆ≧Ｆshが成立しない場合は、
ブレーキパッド３８，４０がディスクロータ３２を押圧
していないと判断できる。この場合は、摩擦部材３８
ａ，４０ａの剛性を検出することは不可能である。従っ
て、Ｆ≧Ｆshが成立しないと判別された場合は、今回の
ルーチンが終了される。一方、Ｆ≧Ｆshが成立する場合
は、ブレーキパッド３８，４０がディスクロータ３２を
押圧していると判断でき、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛
性を検出することが可能になる。従って、Ｆ≧Ｆshが成
立すると判別された場合は、次にステップ１４６の処理
が実行される。

【００４７】ステップ１４６では、圧力Ｆを、今回のル
ーチンが実行される時点でのピストンストロークＳから
しきい値Ｓshを減算して得られた値で除算して得られた
値を、摩擦部材３８ａ，４０ａの厚さ方向の剛性Ｋとす
る処理が実行される。尚、しきい値Ｓshは、ブレーキパ
ッド３８，４０がディスクロータ３２を押圧する際のピ
ストンストロークであり、摩擦部材３８ａ，４０ａの残
厚に応じて変更される。

【００４８】ステップ１４８では、上記ステップ１４６
で演算された剛性Ｋが、第１の所定値Ｋ1 以上であり、
かつ、第２の所定値Ｋ2 以下であるか否かが判別され
る。尚、第１の所定値Ｋ1 は、摩擦部材３８ａ，４０ａ
に摩耗が生じていない場合の剛性に比して小さい値に設
定されており、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛性が許容さ
れる最小境界値である。また、第２の所定値Ｋ2 は、摩
擦部材３８ａ，４０ａに許容量を越える摩耗が生じる際
の剛性であり、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛性が許容さ
れる最大境界値である。その結果、上記の条件が成立す
る場合は、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛性が許容範囲内
にあると判断でき、摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚が十
分に残っていると判断できる。従って、上記の条件が成
立すると判別された場合は、今回の処理が終了される。

【００４９】一方、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛性が大
きいことにより上記の条件が成立しない場合は、摩擦部
材３８ａ，４０ａの残厚が小さいと判断でき、運転者に
対して摩擦部材３８ａ，４０ａの残厚異常を警報する必
要がある。また、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛性が小さ
いことにより上記の条件が成立しない場合は、センサ異
常が生じている、あるいは、通常のブレーキパッドが使
用されていないと判断でき、運転者に対してセンサ異常
等を警報する必要がある。従って、上記の条件が成立し
ないと判別された場合は、次にステップ１５０の処理が
実行される。

【００５０】ステップ１５０では、警報ランプ２６を駆
動するための処理が実行される。本ステップ１５０の処
理が実行されると、以後、警報ランプ２６が点灯し、運
転者に対して注意が喚起される。上記の処理によれば、
ピストン６０の変位量、および、ピストン６０とブレー
キパッド３８との間に作用する圧力Ｆに基づいて、摩擦
部材３８ａ，４０ａの厚さ方向の剛性を検出することが
できる。上述の如く、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛性
は、摩擦部材３８ａ，４０ａの摩耗が進行するのに応じ
て大きくなる。このため、本実施例によれば、摩擦部材
３８ａ，４０ａの剛性に基づいてその摩耗量を検出する
ことができる。すなわち、本実施例の電動式ブレーキ装
置によれば、ピストン６０の変位量、および、ピストン
６０とブレーキパッド３８との間に作用する圧力Ｆに基
づいて、摩擦部材３８ａ，４０ａの摩耗量を検出するこ
とができる。

【００５１】また、上記の処理によれば、摩擦部材３８
ａ，４０ａの剛性が過大である場合に摩擦部材３８ａ，
４０ａの残厚が小さ過ぎると判断でき、また、その剛性
が過小である場合にセンサ等の異常が生じていると判断
できる。かかる場合、ブレーキパッド３８，４０の異常
として警報ランプ２６が点灯される。このため、本実施
例によれば、ブレーキパッド３８，４０の異常を運転者
に知らせることで、ブレーキパッド３８，４０の信頼性
の向上を図ることができる。

【００５２】尚、上記の実施例においては、ディスクロ
ータ３２が請求項１記載の「回転体」に、摩擦部材３８
ａ，４０ａの摩耗量が請求項１記載の「摩耗度合い」
に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ１０が、上記
ステップ１１２の処理を実行することにより請求項１記
載の「当接判別手段」が、上記ステップ１１６の処理を
実行することにより請求項１記載の「摩耗度検出手段」
が、加圧力センサ２５の出力信号に基づいてピストン６
０とブレーキパッド３８との間に作用する圧力を検出す
ることにより請求項２記載の「押圧力検出手段」が、上
記ステップ１４６の処理を実行することにより請求項２
記載の「摩耗度検出手段」が、それぞれ実現されてい
る。

【００５３】ところで、上記の実施例においては、ペダ
ルスイッチ１８がオン状態からオフ状態に変化した場合
にブレーキパッド３８，４０の摩擦部材３８ａ、４０ａ
の残厚を検出するための処理を実行することとしている
が、例えば残厚検出用のスイッチが操作されている等の
所定の状況下において上記の処理を実行することとして
もよい。

【００５４】また、上記の実施例においては、ピストン
６０とブレーキパッド３８の裏金３８ｂとの間に作用す
る圧力Ｆが所定値を越えて大きくなった場合に、ブレー
キパッド３８，４０の摩擦部材３８ａ，４０ａがディス
クロータ３２の摩擦面３２ａ，３２ｂに当接したと判別
することとしているが、ブレーキモータ２８に所定のモ
ータ電流が供給されている状況下でブレーキモータ２８
のモータ軸５０の変化速度が所定値以下になった場合
に、摩擦部材３８ａ，４０ａが摩擦面３２ａ，３２ｂに
当接したと判別することとしてもよい。

【００５５】また、上記の実施例においては、ＥＣＵ１
０が加圧力センサ２５の出力信号に基づいてピストン６
０とブレーキパッド３８との間に作用する圧力を検出す
ることにより押圧力検出手段が実現されているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、ブレーキパッド３
８，４０とディスクロータ３２との間にセンサを配設
し、ブレーキパッド３８のディスクロータへの押圧力を
直接的に検出することとしてもよい。

【００５６】また、上記の実施例においては、摩擦部材
３８ａ，４０ａの残厚が所定値以下になった場合、およ
び、摩擦部材３８ａ，４０ａの剛性が所定領域外になっ
た場合に警報ランプ２５を点灯することにより運転者に
視覚を通じて注意を喚起することとしているが、運転者
への警報はこれに限定されるものではなく、警報器を駆
動することにより運転者に聴覚を通じて注意を喚起する
こととしてもよい。

【００５７】更に、上記の実施例においては、ディスク
ブレーキ３０を構成するブレーキパッド３８，４０の摩
耗度合いを検出することとしているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、ドラム型ブレーキに適用する
ことも可能である。

【００５８】

【発明の効果】上述の如く、請求項１および２記載の発
明によれば、簡素な構成で精度よく摩擦部材の摩耗度合
いを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電動式ブレーキ装置の
システム構成図である。

【図２】本実施例の電動式ブレーキ装置が備えるディス
クブレーキの断面図である。

【図３】本実施例の電動式ブレーキ装置においてブレー
キパッドの残厚を検出すべく実行される制御ルーチンの
一例のフローチャートである。

【図４】本実施例の電動式ブレーキ装置においてブレー
キパッドの剛性を検出すべく実行される制御ルーチンの
一例のフローチャートである。

【符号の説明】

１０電子制御ユニット（ＥＣＵ）２８ブレーキモータ３２ディスクロータ３２ａ，３２ｂ摩擦面３８，４０ブレーキパッド３８ａ，４０ａ摩擦部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉野康徳愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者相澤博昭愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内Ｆターム(参考） 3J058 AA43 AA48 AA53 AA63 AA73 AA78 AA87 BA60 CC15 CC17 CC62 CD24 CD38 DB02 DB06 DB23 DB27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキモータを動力源として摩擦部材
を車輪と共に回転する回転体に押圧する電動式ブレーキ
装置において、前記摩擦部材が前記回転体に当接したか否かを判別する
当接判別手段と、前記摩擦部材が前記回転体に当接するまでの前記ブレー
キモータの回転数に基づいて、前記摩擦部材の摩耗度合
いを検出する摩耗度検出手段と、を備えることを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【請求項２】ブレーキモータを動力源として摩擦部材
を車輪と共に回転する回転体に押圧する電動式ブレーキ
装置において、前記摩擦部材と前記回転体との間の押圧力を検出する押
圧力検出手段と、前記ブレーキモータの回転数および前記押圧力に基づい
て、前記摩擦部材の摩耗度合いを検出する摩耗度検出手
段と、を備えることを特徴とする電動式ブレーキ装置。