JP2000264183A

JP2000264183A - 電動式ブレーキ装置

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Publication number: JP2000264183A
Application number: JP11068236A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamamoto; 貴之山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP3736183B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータを駆動源とするブレーキを備えた車両用
の電動式ブレーキ装置において、モータの駆動力をブレ
ーキ操作部材の操作値との関係において適正化する。【解決手段】ブレーキ操作値Ａの時間的変化に起因しな
い時間的変化が制動トルクＴ，車体減速度Ｇおよび車速
Ｖに生じないように、ブレーキ操作値Ａとモータ駆動力
Ｄとの関係を規定する制御ゲインｋを、一連のブレーキ
操作中における車速Ｖの低下と、一連のブレーキ操作中
におけるブレーキの作動の連続時間ｔ_Bの経過とに関連
して減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータを駆動源と
するブレーキを備えた車両用の電動式ブレーキ装置に関
するものであり、特に、そのモータの駆動力を制御する
技術の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用のブレーキ装置の分野において
は、モータを用いてブレーキを電気的に作動させる電動
式ブレーキ装置が既に知られている。そして、特開平１
０−３３１８７６号公報には、次のような電動式ブレー
キ装置が開示されている。それは、(a) ブレーキペダル
等、運転者により操作されるブレーキ操作部材と、(b)
ブレーキ操作部材の操作力，操作ストローク等、操作値
を検出するブレーキ操作値センサと、(c) ブレーキと、
(d) コントローラとを含むように構成されている。

【０００３】ブレーキは、電源から供給される電力によ
り駆動されるモータの駆動力（駆動トルクを含む概念）
により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付
け、それにより、その回転体に制動トルクを発生させ、
その発生させられた制動トルクにより車輪を制動するよ
うに構成される。ブレーキには、ブレーキパッドを摩擦
材、ディスクを回転体としてそれぞれ備えたディスク式
と、ブレーキライニングを摩擦材、ドラムを回転体とし
てそれぞれ備えたドラム式とがある。

【０００４】コントローラは、ブレーキ操作部材の操作
値とモータの駆動力との間に予め定められた関係に従
い、かつ、ブレーキ操作値センサにより検出されたブレ
ーキ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するように
構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発
明の効果】この種の電動式ブレーキ装置においては、モ
ータ駆動力と制動トルクとの関係が常に一定であるとは
限らず、時間的に変化する場合がある。以下、具体的に
説明する。

【０００６】例えば、ブレーキが通常のドラム式である
場合等、ブレーキがセルフサーボ効果を発生可能な形式
である場合には、モータ駆動力が制動トルクに変換され
る比率であるブレーキ効力係数ＢＥＦが常に一定である
わけではなく、ブレーキ操作値が一定であっても時間と
共に増加する。そのため、ブレーキがセルフサーボ効果
を発生可能な形式である場合には、ブレーキ操作値の時
間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに発生す
る。よって、特に、ブレーキ操作に伴って車速が低下す
るにつれて、運転者は車体減速度の変化に違和感を感じ
る。

【０００７】ブレーキ効力係数ＢＥＦは摩擦材の摩擦係
数μに依存する。具体的には、ブレーキ効力係数ＢＥＦ
は、それが大きい領域において小さい領域におけるより
敏感に摩擦材の摩擦係数μの変化に対して変化させられ
る。このことは図７にグラフで示されている。その結
果、制動トルクも、ブレーキ効力係数ＢＥＦが大きい領
域において小さい領域におけるより敏感に摩擦材の摩擦
係数μの変化に対して変化させられる。一方、摩擦材の
摩擦係数μは、その摩擦材の温度に依存し、摩擦材の温
度は、ブレーキが連続して作動させられる時間の増加に
つれて上昇する。そのため、ブレーキがセルフサーボ効
果を発生可能な形式である場合には、摩擦材の温度変化
に起因した摩擦材の摩擦係数μの時間的変化によって
も、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変
化が制動トルクに発生する。

【０００８】ブレーキが通常のディスク式である場合
等、ブレーキがセルフサーボ効果を発生させない形式で
ある場合にも、ブレーキ効力係数ＢＥＦが、ブレーキ操
作値が一定であっても時間と共に増加することがある。
例えば、車両の走行速度が約３０ｋｍ／ｈ以下である状
態等、車両が低速走行させられている状態では、ブレー
キ操作値を一定にしても、ブレーキ効力係数ＢＥＦが時
間と共に増加することがあるのである。これは、摩擦材
が回転体に食いつくことが原因であると予想される。そ
のため、ブレーキがセルフサーボ効果を発生させない形
式である場合にも、ブレーキ操作値の時間的変化に起因
しない時間的変化が制動トルクに発生することがある。

【０００９】ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない
時間的変化が制動トルクに発生することは、その原因の
種類の如何を問わず、運転者のブレーキ操作フィーリン
グを悪化させる要因となる。そのため、上記電動式ブレ
ーキ装置においては、このような制動トルクの時間的変
化を考慮しないでモータ駆動力が制御されると、ブレー
キ操作フィーリングが悪化するおそれがある。

【００１０】このような事情を背景として、本発明は、
モータ駆動力をブレーキ操作値との関係において適正化
することを課題としてなされたものであり、本発明によ
って下記各態様が得られる。各態様は、請求項と同様
に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の
項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書
に記載の技術的特徴およびそれらの組合せのいくつかの
理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的
特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈
されるべきではない。

【００１１】(1) 運転者により操作されるブレーキ操作
部材と、そのブレーキ操作部材の操作値を検出するブレ
ーキ操作値センサと、電力により駆動されるモータの駆
動力により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し
付け、それにより、その回転体に制動トルクを発生さ
せ、その発生させられた制動トルクにより車輪を制動す
るブレーキと、前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モ
ータの駆動力との間に予め定められた関係に従い、か
つ、前記ブレーキ操作値センサにより検出されたブレー
キ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するコントロ
ーラとを含む電動式ブレーキ装置において、一連のブレ
ーキ操作中に、前記ブレーキの作動状態に関する情報を
逐次取得するとともに、その取得した情報の変化に基づ
いて前記関係を変化させる関係変化装置を設けたことを
特徴とする電動式ブレーキ装置〔請求項１〕。この電動
式ブレーキ装置によれば、前記関係が、一連のブレーキ
操作中一定とされるのではなく、一連のブレーキ操作中
に変化させられる。そして、この電動式ブレーキ装置に
よれば、一連のブレーキ操作中に、ブレーキ操作値の時
間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに実質的
に生じないように前記関係を変化させることが可能であ
る。したがって、この電動式ブレーキ装置によれば、モ
ータ駆動力をブレーキ操作値との関係において適正化し
得、その結果、良好なブレーキ操作フィーリングを得る
ことが可能となる。さらに、この電動式ブレーキ装置に
よれば、前記情報の逐次的な取得と前記関係の変化とが
同じ回の一連のブレーキ操作中に行われる。よって、ブ
レーキの作動状態の実際の変化に精度よく追従するよう
に前記関係をリアルタイムで変化させることが容易とな
り、その結果、モータ駆動力の制御精度を容易に向上さ
せ得る。この電動式ブレーキ装置において「一連のブレ
ーキ操作中に前記関係を変化させる」形式には、一連の
ブレーキ操作の途中で１回、前記関係を変化させる形式
を選んだり、複数回変化させる形式を選ぶことができ
る。１回変化させる形式は、一連のブレーキ操作中に前
記関係を２段階に変化させる形式であるということがで
き、また、複数回変化させる形式は、一連のブレーキ操
作中に前記関係を３段階以上に変化させる形式であると
いうことができる。また、この電動式ブレーキ装置にお
いて「一連のブレーキ操作」は、ブレーキ操作部材の操
作を開始してから、その開始時から最初にその操作を終
了するまでの、運転者の動作をいう。また、この電動式
ブレーキ装置において「前記関係を変化させる」技術
は、モータに供給される電力値（以下、「モータ電力
値」という）とモータ駆動力とが１対１に対応する場合
には、ブレーキ操作値に応じてモータ電力値を決定する
過程においては、それらブレーキ操作値とモータ電力値
との関係を変化させる技術として実現でき、また、ブレ
ーキ操作値に応じて車体減速度の目標値を決定してその
目標減速度に応じてモータ電力値を決定する過程におい
ては、ブレーキ操作値と目標減速度との関係を変化させ
る技術として実現できる。また、モータ電力値とモータ
駆動力との関係を電気的にまたは機械的に変化させ得る
場合には、その関係を変化させる技術として実現でき
る。また、この電動式ブレーキ装置においては、ブレー
キをドラム式としたり、ディスク式とすることができ
る。また、ディスク式のブレーキは、セルフサーボ効果
を発生可能な形式としたり、発生させない形式とするこ
とができる。また、この電動式ブレーキ装置において
「前記関係」は、ブレーキ操作値の増加につれてモータ
駆動力が増加することを表す連続的な関係（例えばパタ
ーン）としたり、ある瞬間におけるブレーキ操作値とモ
ータ駆動力との関係とすることができる。また、この電
動式ブレーキ装置において「前記情報」は、車体減速度
を表す情報を含まないものとすることができる。車体減
速度は、ブレーキにとっての外乱として、車輪のタイヤ
の摩擦係数の変動，路面の摩擦係数の変動，路面の傾斜
の影響を受けるからである。なお、本項に記載の上記説
明は、以下の項においても適用され得る。 (2) 前記関係が、前記ブレーキ操作値から前記モータの
駆動力の目標値を求めるためにブレーキ操作値に掛け算
される制御ゲインである(1) 項に記載の電動式ブレーキ
装置。ここに「制御ゲイン」は、ブレーキ操作値の変化
可能領域の全体について共通のものとしたり、ブレーキ
操作値に応じて変化するものとすることができる。 (3) 前記関係変化装置が、前記ブレーキ操作値の時間的
変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに実質的
に生じないように、一連のブレーキ操作中に前記関係を
変化させるものである(1) または(2) 項に記載の電動式
ブレーキ装置。この電動式ブレーキ装置によれば、一連
のブレーキ操作中に、ブレーキ操作値の時間的変化に起
因しない時間的変化が制動トルクに実質的に生じないよ
うに前記関係が変化させられる。したがって、この電動
式ブレーキ装置によれば、良好なブレーキ操作フィーリ
ングが得られる。 (4) 前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作中におけ
る車両の走行速度または車輪の回転速度の変化と、一連
のブレーキ操作中に前記ブレーキの作動が連続するブレ
ーキ作動連続時間の経過と、一連のブレーキ操作中にお
ける前記摩擦材またはそれの周辺の温度の変化と、一連
のブレーキ操作中に前記ブレーキ操作値に時間的変化が
実質的に生じない定常状態にあるか否かを表す情報の変
化との少なくとも一つに関連して前記関係を変化させる
ものである(1) ないし(3) 項のいずれかに記載の電動式
ブレーキ装置。この電動式ブレーキ装置によれば、後述
の(5) ないし(14)項に記載の説明から明らかなように、
車両の走行速度または車輪の回転速度の変化と、ブレー
キ作動連続時間と、摩擦材またはそれの周辺の温度の変
化と、ブレーキ操作値が定常状態にあるか否かを表す情
報との少なくとも一つを考慮することにより、モータ駆
動力をブレーキ操作値との関係において適正化し得る。 (5) 前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作中におけ
る車両の走行速度または車輪の回転速度である速度の変
化に関連して前記関係を変化させる第１変化手段を含む
(1) 項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項２〕。前述
のように、車両の走行速度または車輪の回転速度が小さ
い場合において大きい場合におけるより、摩擦材の回転
体への食いつきが生じ易く、よって、ブレーキ操作値の
時間的増加に起因しない制動トルクの時間的増加が発生
する可能性が高い。また、車両の走行速度が小さい場合
において大きい場合におけるより、運転者は、ブレーキ
操作値の時間的変化に起因しない制動トルクの時間的変
化をブレーキ操作フィーリングの時間的変化として感じ
易く、よって、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しな
い制動トルクの時間的変化を抑制する必要性が高い。ま
た、ブレーキ操作フィーリングの悪化防止は、車両の走
行速度が小さい場合において大きい場合におけるより強
く要望される事項であるのに対して、ブレーキの効き増
加は、車両の走行速度が大きい場合において小さい場合
におけるより強く要望される事項であると考えられる。
一方、ブレーキ操作値の時間的増加に起因しない制動ト
ルクの時間的増加は、ブレーキの効きが増すことを意味
する。したがって、車両の走行速度が大きい場合にはブ
レーキの効き増加を優先させる一方、車両の走行速度が
小さい場合にはブレーキ操作フィーリングの悪化防止を
優先させることが考えられ、その考えに従えば、車両の
走行速度が小さい場合において大きい場合におけるよ
り、ブレーキ操作値の時間的増加に起因しない制動トル
クの時間的増加を抑制する必要性が高い。このように、
車両の走行速度または車輪の回転速度と、ブレーキ操作
値の時間的変化に起因しない制動トルクの時間的変化の
発生可能性および抑制必要性との間には一定の関係が成
立する。このような知見に基づき、本項に記載の電動式
ブレーキ装置においては、一連のブレーキ操作中におけ
る車両の走行速度または車輪の回転速度の変化を考慮し
て前記関係が変化させられる。したがって、この電動式
ブレーキ装置によれば、モータ駆動力をブレーキ操作値
との関係において適正化し得る。 (6) 前記第１変化手段が、同じブレーキ操作値に対応す
るモータ駆動力が、前記速度が小さい場合において大き
い場合におけるより小さくなるように前記関係を変化さ
せる手段を含む(5) 項に記載の電動式ブレーキ装置。こ
の電動式ブレーキ装置によれば、前記(5) 項に記載の説
明から明らかなように、車両の走行速度または車輪の回
転速度が小さいためにモータ駆動力を小さくすることが
望ましい場合にモータ駆動力が小さくされ、それによ
り、制動トルクの変化が抑制されるため、ブレーキ操作
フィーリングが向上する。 (7) 前記第１変化手段が、同じブレーキ操作値に対応す
るモータ駆動力が、一連のブレーキ操作の開始時におけ
る前記速度であるブレーキ操作開始時速度が第１基準値
より小さい場合において大きい場合におけるより小さく
なるように前記関係を設定する手段を含む(5) または
(6) 項に記載の電動式ブレーキ装置。この電動式ブレー
キ装置によれば、ブレーキ操作開始時速度が小さい場合
と大きい場合とで前記関係が互いに異なるように設定さ
れ、その結果、モータ駆動力がブレーキ操作開始時速度
との関係において適正化される。 (8) 前記第１変化手段が、前記ブレーキ操作開始時速度
が前記第１基準値より大きい場合には、同じブレーキ操
作値に対応するモータ駆動力が、前記一連のブレーキ操
作の開始後における前記速度であるブレーキ操作開始後
速度が第２基準値に低下した後の期間において低下する
前の期間におけるより小さくなるように前記関係を変化
させる手段を含む(7) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
この電動式ブレーキ装置によれば、ブレーキ操作開始後
速度が変化するにつれて前記関係が変化させられ、その
結果、ブレーキ操作開始後速度を考慮することにより、
モータ駆動力をブレーキ操作値との関係において適正化
し得る。この電動式ブレーキ装置において「第２基準
値」は、第１基準値と等しい値としたり、異なる値とす
ることができる。 (9) 前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作中に前記
ブレーキの作動が連続するブレーキ作動連続時間の経過
に関連して前記関係を変化させる第２変化手段を含む
(1) ないし(8) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装
置〔請求項３〕。ブレーキ操作値の時間的変化に起因し
ない制動トルクの時間的変化を抑制するためには、前記
関係を時間に依存しつつ変化させることが望ましい。こ
のような知見に基づき、本項に記載の電動式ブレーキ装
置においては、ブレーキ作動連続時間の経過を考慮して
前記関係が変化させられる。したがって、この電動式ブ
レーキ装置によれば、モータ駆動力をブレーキ操作値と
の関係において適正化し得る。 (10)前記第２変化手段が、同じブレーキ操作値に対応す
るモータ駆動力が、前記ブレーキ作動連続時間が長い場
合において短い場合におけるより小さくなるように前記
関係を変化させる手段を含む(9) 項に記載の電動式ブレ
ーキ装置。この電動式ブレーキ装置によれば、前記(5)
項に記載の説明から明らかなように、ブレーキ作動連続
時間が長いためモータ駆動力を小さくすることが望まし
い場合にモータ駆動力が小さくされ、それにより、制動
トルクの変化が抑制されるため、ブレーキ操作フィーリ
ングが向上する。 (11)前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作中におけ
る前記摩擦材またはそれの近傍の温度の変化に関連して
前記関係を変化させる第３変化手段を含む(1)ないし(1
0)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項
４〕。ブレーキ作動連続時間が経過するにつれて、摩擦
材またはそれの近傍の温度が上昇する。このように、ブ
レーキ作動連続時間と摩擦材等の温度との間には一定の
関係が成立する。このような知見に基づき、本項に記載
の電動式ブレーキ装置においては、一連のブレーキ操作
中における摩擦材またはそれの近傍の温度の変化を考慮
して前記関係が変化させられる。 (12)前記第３変化手段が、同じブレーキ操作値に対応す
るモータ駆動力が、前記温度が高い場合において低い場
合におけるより小さくなるように前記関係を変化させる
手段を含む(11)項に記載の電動式ブレーキ装置。この電
動式ブレーキ装置によれば、前記(5) 項に記載の説明か
ら明らかなように、摩擦材等の温度が高いためにモータ
駆動力を小さくすることが望ましい場合にモータ駆動力
が小さくされ、それにより、制動トルクの変化が抑制さ
れるため、ブレーキ操作フィーリングが向上する。 (13)前記関係変化装置が、前記ブレーキ操作値に時間的
変化が実質的に生じていない定常状態にあるか否かに基
づいて前記関係を変化させる第４変化手段を含む(1) な
いし(12)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。ブ
レーキ操作値に時間的変化が実質的に生じていない定常
状態においてそうでない非定常状態におけるより、運転
者は、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない制動ト
ルクの時間的変化をブレーキ操作フィーリングの時間的
変化として感じ易い。このような知見に基づき、本項に
記載の電動式ブレーキ装置においては、ブレーキ操作値
が定常状態にあるか否かに基づいて前記関係が変化させ
られる。 (14)前記第４変化手段が、同じブレーキ操作値に対応す
るモータ駆動力が、前記定常状態において非定常状態に
おけるより小さくなるように前記関係を変化させる手段
を含む(13)項に記載の電動式ブレーキ装置。この電動式
ブレーキ装置によれば、運転者が制動トルクの時間的変
化を感じ易い、ブレーキ操作値の定常状態において、モ
ータ駆動力が小さくされるため、制動トルクの変化量が
低減され、その結果、ブレーキ操作フィーリングの悪化
が抑制される。 (15)前記関係変化装置が、前記関係を段階的に変化させ
るものである(1) ないし(14)項のいずれかに記載の電動
式ブレーキ装置〔請求項５〕。前記(1) ないし(14)項の
いずれかに記載の電動式ブレーキ装置は、前記関係変化
装置が、前記関係を実質的に連続的に変化させる態様で
実施することが可能であるが、本項に記載の電動式ブレ
ーキ装置におけるように、段階的に変化させる態様で実
施すれば、実質的に連続的に変化させる態様で実施する
場合に比較して、前記関係を変化させるための構成、例
えば、コンピュータのプログラム，メモリ等の負荷が軽
減される。 (16)前記関係変化装置が、前記ブレーキ操作値の時間的
変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに生じる
可能性の有無を判定する可能性判定手段を含み、その可
能性判定手段によりその可能性があると判定された場合
に前記関係を変化させるものである(1) ないし(15)項の
いずれかに記載の電動式ブレーキ装置。ここに「可能性
判定手段」は例えば、ブレーキ操作値の時間的変化に起
因しない時間的変化が制動トルクに生じる可能性が、ブ
レーキの作動が連続する時間が長い場合において短い場
合におけるより高いという事実に着目することにより、
その可能性を有無を判定する形式としたり、ブレーキ操
作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルク
に生じる可能性が、摩擦材またはそれの近傍の温度が高
い場合において低い場合におけるより高いという事実に
着目することにより、その可能性を有無を判定する形式
とすることができる。 (17)前記関係変化装置が、さらに、前記ブレーキ操作値
の時間的変化に起因しない時間的変化が前記制動トルク
に実質的に生じないように前記関係を変化させることが
必要であるか否かを判定する必要性判定手段を含み、前
記可能性判定手段により、前記ブレーキ操作値の時間的
変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに生じる
可能性があると判定され、かつ、前記必要性判定手段に
より、前記ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時
間的変化が前記制動トルクに実質的に生じないように前
記関係を変化させることが必要であると判定された場合
に前記関係を変化させるものである(16)項に記載の電動
式ブレーキ装置。ここに「必要性判定手段」は例えば、
ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が
制動トルクに生じると、運転者はその制動トルクの時間
的変化を、車両の走行速度が低い場合において高い場合
におけるより感じ易いという事実に着目することによ
り、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変
化が制動トルクに実質的に生じないように関係を変化さ
せることが必要であるか否かを判定する形式とすること
ができる。また、ブレーキ操作値の時間的変化に起因し
ない時間的変化が制動トルクに生じると、運転者はその
制動トルクの時間的変化を、ブレーキ操作値の時間的変
化がない場合においてある場合におけるより感じ易いと
いう事実に着目することにより、ブレーキ操作値の時間
的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに実質的に
生じないように関係を変化させることが必要であるか否
かを判定する形式とすることもできる。 (18)運転者により操作されるブレーキ操作部材と、その
ブレーキ操作部材の操作値を検出するブレーキ操作値セ
ンサと、電力により駆動されるモータの駆動力により摩
擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それに
より、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生さ
せられた制動トルクにより車輪を制動するブレーキと、
前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力と
の間に予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ
操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づ
き、モータの駆動力を制御するコントローラとを含む電
動式ブレーキ装置において、車両の走行速度または車輪
の回転速度である速度と、前記ブレーキの作動が連続す
る時間と、前記摩擦材またはそれの周辺の温度と、前記
ブレーキ操作値に時間的変化が実質的に生じない定常状
態にあるか否かを表す情報との少なくとも一つに基づい
て前記関係を決定する関係決定装置を設けたことを特徴
とする電動式ブレーキ装置。この電動式ブレーキ装置に
よれば、前記(5) ないし(14)項に記載の説明から明らか
なように、良好なブレーキ操作フィーリングが得られ
る。この電動式ブレーキ装置において「前記関係を決定
する」という用語は、各回の一連のブレーキ操作ごとに
前記関係の初期値を設定することと、各回の一連のブレ
ーキ操作中に前記関係を変化させることとの少なくとも
一方を含むように解釈される。 (19)運転者により操作されるブレーキ操作部材と、その
ブレーキ操作部材の操作値を検出するブレーキ操作値セ
ンサと、電力により駆動されるモータの駆動力により摩
擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それに
より、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生さ
せられた制動トルクにより車輪を制動するブレーキと、
前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力と
の間に予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ
操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づ
き、モータの駆動力を制御するコントローラとを含む電
動式ブレーキ装置において、各回の一連のブレーキ操作
ごとに、各回の一連のブレーキ操作の開始時における車
両の走行速度または車輪の回転速度であるブレーキ操作
開始時速度に基づいて前記関係を設定する関係設定装置
を設けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置〔請求項
６〕。本発明者らは、ブレーキ操作開始時速度が、ある
回の一連のブレーキ操作が、運転者が制動トルクの変化
を感じ易い種類のものであるか難い種類のものであるか
を判別する際に考慮することが有効なパラメータである
ことに気がついた。このような知見に基づき、本項に記
載の電動式ブレーキ装置においては、ブレーキ操作開始
時速度に基づいて前記関係が設定される。したがって、
この電動式ブレーキ装置によれば、一連のブレーキ操作
の種類の如何を問わず、モータ駆動力がブレーキ操作値
との関係において適正化され、その結果、良好なブレー
キ操作フィーリングが得られる。 (20)前記関係が、前記ブレーキ操作値から前記モータの
駆動力の目標値を求めるためにブレーキ操作値に掛け算
される制御ゲインである(19)項に記載の電動式ブレーキ
装置。 (21)前記関係設定装置が、同じブレーキ操作値に対応す
るモータ駆動力が、前記ブレーキ操作開始時速度が小さ
い場合において大きい場合におけるより小さくなるよう
に前記関係を設定する手段を含む(19)または(20)項に記
載の電動式ブレーキ装置。この電動式ブレーキ装置によ
れば、運転者が制動トルクの変化を感じ易い低速走行時
にブレーキ操作フィーリングが悪化することが抑制され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のさらに具体的な実
施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１には、本発明の第１実施形態である電
動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。この電動
式ブレーキ装置は、左右前輪ＦＬ，ＦＲと左右後輪Ｒ
Ｌ，ＲＲとを備えた４輪車両に設けられている。左右前
輪ＦＬ，ＦＲには超音波モータを駆動源とするとともに
流体圧を使用しない電動式ディスクブレーキが設けられ
ている。一方、左右後輪ＲＬ，ＲＲには、ＤＣモータを
駆動源とするとともに流体圧を使用しない電動式ドラム
ブレーキが設けられている。ただし、本実施形態を通し
て本発明を理解するために説明することが特に必要であ
るのは電動式ドラムブレーキであるため、同図には、左
右後輪の一方に設けられた電動式ドラムブレーキ（以
下、単に「ブレーキ」という）１０のみが代表的に示さ
れている。

【００１４】電動式ブレーキ装置は、ブレーキ１０に加
えて、ブレーキペダル１２をブレーキ操作部材として備
えるとともに、図示しない反力付与機構を備えている。
ブレーキペダル１２は、車両左右方向に延びる一軸線ま
わりに回動可能に車体に取り付けられている。反力付与
機構は、ブレーキペダル１２の操作ストロークに応じた
反力をブレーキペダル１２に発生させる。電動式ブレー
キ装置はさらに、ブレーキ操作値センサ１４を備えてい
る。ブレーキ操作値センサ１４は、ブレーキペダル１２
の操作力または操作ストロークをブレーキ操作値として
検出する。ブレーキ操作値センサ１４は、ブレーキペダ
ル１２の操作力を歪みゲージ等により検出する形式とし
たり、ブレーキペダル１２の回動角をロータリポテンシ
ョメータにより検出する形式とすることができる。

【００１５】電動式ブレーキ装置はさらに、車速センサ
１６を備えている。車速センサ１６は、車両の走行速度
である車速Ｖを検出する。電動式ブレーキ装置はさら
に、モータ駆動力センサ１８を備えている。モータ駆動
力センサ１８については後に詳述する。

【００１６】電動式ブレーキ装置はさらに、電子制御ユ
ニット（以下、「ＥＣＵ」と略称する）２０と、電源と
してのバッテリ２２とを備えている。ＥＣＵ２０は、Ｃ
ＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータを主体と
して構成されている。ＲＯＭには、図４および図５にそ
れぞれにフローチャートで表されているブレーキ制御ル
ーチンおよび制御ゲイン決定ルーチンを始めとして各種
ルーチンが記憶されており、それらルーチンがＣＰＵに
よりＲＡＭを使用つつ実行されることにより、ブレーキ
１０が制御される。バッテリ２２は、車両のエンジンの
回転により充電させられる。

【００１７】図２には、ブレーキ１０が拡大されて示さ
れている。

【００１８】ブレーキ１０は、図示しない車体に取り付
けられた非回転部材としての、ほぼ円板状を成すバッキ
ングプレート２００と、内周面に摩擦面２０２を備えて
車輪と共に回転するドラム２０４とを備えている。同図
には、車両前進時に車輪が回転するのに伴ってドラム２
０４が回転するドラム回転方向が矢印で示されている。

【００１９】バッキングプレート２００の一直径方向に
隔たった２箇所には、それぞれアンカ部材としてのアン
カピン２０６と中継リンクとしてのアジャスタ２０８と
が設けられている。アンカピン２０６はバッキングプレ
ート２００に位置固定に取り付けられている。一方、ア
ジャスタ２０８はフローティング式とされている。それ
らアンカピン２０６とアジャスタ２０８との間には、各
々円弧状を成す一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０
ｂがドラム２０４の内周面に対面するように取り付けら
れている。一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂ
は、シューホールドダウン装置２１２ａ，２１２ｂによ
ってバッキングプレート２００にそれの面に沿って移動
可能に取り付けられている。なお、バッキングプレート
２００の中央に設けられた貫通穴には、図示しないアク
スルシャフトが回転可能に突出して設けられるようにな
っている。

【００２０】一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂ
は、一端部同士がアジャスタ２０８により相互に接近は
不能、隔離は可能に連結される一方、各他端部がアンカ
ピン２０６と当接させられており、それにより、各端部
の回りに回動可能に支持されている。一対のブレーキシ
ュー２１０ａ，２１０ｂの一端部同士は、アジャスタス
プリング２１４によりアジャスタ２０８を介して互いに
接近する向きに付勢されている。一方、一対のブレーキ
シュー２１０ａ，２１０ｂの各他端部は各シューリター
ンスプリング２１５ａ，２１５ｂによりアンカピン２０
６に向かって付勢されている。各ブレーキシュー２１０
ａ，２１０ｂの外周面にブレーキライニング２１６ａ，
２１６ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング
２１６ａ，２１６ｂがドラム２０４の内周面に接触させ
られることにより、それらブレーキライニング２１６
ａ，２１６ｂとドラム２０４との間に摩擦力が発生す
る。アジャスタ２０８は、一対のブレーキライニング２
１６ａ，２１６ｂとドラム２０４との隙間を一対のブレ
ーキシュー２１０ａ，２１０ｂの摩耗に応じて自動的に
調整する。

【００２１】各ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂはリ
ム２２０とウェブ２２２とから構成されており、一対の
ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの一方のウェブ２２
２には、レバー２３０がドラム２０４の回転軸線と交差
する方向に回動可能に取り付けられている。ウェブ２２
２にレバー支持部材としてのピン２３２が位置固定に取
り付けられ、そのピン２３２にレバー２３０の一端部が
回動可能に連結されているのである。このレバー２３０
と他方のブレーキシュー２１０ｂとの互いに対向する部
分の切欠きには、力伝達部材としてのストラット２３６
の両端が係合させられている。このストラット２３６は
その長さをねじ機構により調節するアジャスト機能を備
えている。

【００２２】以上の説明から明らかなように、ブレーキ
１０は、車体の前進時にも後退時にも、いずれのブレー
キシュー２１０ａ，２１０ｂにもセルフサーボ効果が発
生するデュオサーボ型なのである。

【００２３】レバー２３０の他端部（自由端部）にはケ
ーブル２４０の一端部が連結されている。このケーブル
２４０は、複数本のワイヤをより合わせて構成されてお
り、フレキシブルである。このケーブル２４０は、バッ
キングプレート２００に取り付けられたシュー拡張アク
チュエータ２５０により駆動される。シュー拡張アクチ
ュエータ２５０は、図３に拡大して示すように、ＤＣモ
ータ（以下、単に「モータ」という）２５１の回転軸に
減速機２５２の入力軸が連結され、その減速機２５２の
出力軸に運動変換機構としてのボールねじ機構２５４の
入力部材が連結されて構成されており、そのボールねじ
機構２５４の出力部材にケーブル２４０の他端部が連結
されている。ボールねじ機構２５４は、モータ２５１の
回転運動を直線運動に変換する機構である。図において
符号２５６および２５８は共にブラケットを示し、ま
た、符号２６０および２６２は共に、各ブラケット２５
６，２５８をバッキングプレート２００へ取り付けるた
めの取付けボルトを示している。

【００２４】ボールねじ機構２５４は、入力部材として
のおねじ２６４に出力部材としてのナット２６６が図示
しない複数個のボールを介して螺合されて構成されてい
る。ナット２６６は固定部材としてのハウジング２６７
に回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合されている。それ
により、おねじ２６４の回転運動がナット２６６の直線
運動に変換される。ナット２６６の両端部のうちおねじ
２６４の側とは反対側の端部に出力シャフト２６８が同
軸に取り付けられている。それらおねじ２６４，ナット
２６６および出力シャフト２６８の相互の摺動部へのダ
ストの侵入が、ハウジング２６７および伸縮可能なダス
トブーツ２７０により阻止されている。

【００２５】出力シャフト２６８とケーブル２４０の他
端部との結合は次のような構成により行われる。すなわ
ち、出力シャフト２６８の両端部のうちボールねじ機構
２５４の側とは反対側の端部にケーブル取付け用おねじ
２７２が形成される一方、ケーブル２４０の他端部にケ
ーブル取付け用ナット２７４が結合されている。そのケ
ーブル取付け用ナット２７４がケーブル取付け用おねじ
２７２に螺合され、そのケーブル取付け用おねじ２７２
に回り止め用ナット２７６が螺合されるとともに、その
回り止め用ナット２７６がケーブル取付け用ナット２７
４に押し付けられることにより、ケーブル取付け用ナッ
ト２７４の緩みが防止されている。

【００２６】以上のように構成されたシュー拡張アクチ
ュエータ２５０は、ブレーキペダル１２の操作時にケー
ブル２４０に引張力を付与し、それにより、レバー２３
０がそれの他端部がブレーキシュー２１０ｂから離隔さ
れる向きに回動させられ、その結果、ストラット２３６
により一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂが拡張
される。

【００２７】ブレーキ１０は、一対のブレーキシュー２
１０ａ，２１０ｂをそれに発生するセルフサーボ効果に
打ち勝って収縮させるのに効果的なシュー収縮機構を備
えている。シュー収縮機構は、本実施形態においては、
図２に示すように、レバー２３０とバッキングプレート
２００との間に張り渡されたリターンスプリング２８０
とされている。このリターンスプリング２８０は、ケー
ブル２４０と同軸に張り渡されるとともに、一端部がレ
バー２３０の他端部に、他端部がシュー拡張アクチュエ
ータ２５０のうちの固定部分（例えば、ハウジング，ブ
ラケット等）にそれぞれ係合させられている。したがっ
て、ブレーキペダル１２の操作の解除時に、シュー拡張
アクチュエータ２５０が初期位置に向かって戻されれ
ば、レバー２３０はリターンスプリング２８０の圧縮力
によって初期位置に向かって回動させられる。

【００２８】前記モータ駆動力センサ１８は、レバー２
３０に装着されている。モータ駆動力センサ１８は、歪
みゲージ方式であり、レバー２３０に生じた歪みを検出
するとともに、その検出した歪みに基づいてそのレバー
２３０にモータ２５１が加えたモータ駆動力Ｄを検出す
る。

【００２９】なお、モータ駆動力センサ１８は、他の方
式でモータ駆動力Ｄを検出するものとすることが可能で
ある。例えば、モータ２５１に供給された電流を検出す
るモータ電流センサをそのモータ２５１に設け、かつ、
モータ２５１に供給された電流と、そのモータ２５１が
レバー２３０に加えたモータ駆動力Ｄとの間に成立する
一定の関係を利用することにより、モータ電流センサに
より検出された電流からモータ駆動力Ｄを検出すること
が可能なのである。

【００３０】以上説明したブレーキ１０のモータ２５１
はＥＣＵ２０のコンピュータにより制御される。以下、
この制御を説明するが、まず、概略的に説明し、次に、
図４および図５のフローチャートを参照しつつ具体的に
説明する。

【００３１】ＥＣＵ２０は、ブレーキ操作値Ａに基づ
き、ブレーキ１０により発生させる車体減速度の目標値
である目標減速度Ｇ^*を決定する。

【００３２】ＥＣＵ２０はさらに、決定された目標減速
度Ｇ^*に制御ゲインｋ（係数）を掛け算することによ
り、モータ駆動力の目標値である目標駆動力Ｄ^*を決定
する。すなわち、目標駆動力Ｄ^*は、Ｄ^*＝ｋ×Ｇ^* なる式を用いて決定されるのである。

【００３３】なお、目標減速度Ｇ^*は、ブレーキ操作値
Ａに対応する値であることから、モータ２５１にとって
入力を意味し、一方、目標駆動力Ｄ^*は、モータ２５１
にとって出力を意味する。そして、それら入力と出力と
の比率を表すのが制御ゲインｋである。すなわち、本実
施形態においては、制御ゲインｋが「関係」を構成して
いるのである。

【００３４】ＥＣＵ２０は、制御ゲインｋの決定を行
う。制御ゲインｋを決定する技術には、各回の一連のブ
レーキ操作ごとに制御ゲインｋの初期値を設定する技術
と、各回の一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋを初期
値から変化させる技術とが含まれている。

【００３５】制御ゲインｋの初期値を設定する技術につ
いては、ＥＣＵ２０は、各回の一連のブレーキ操作ごと
に、各回の一連のブレーキ操作の開始時における車速Ｖ
に基づき、制御ゲインｋの初期値を設定する。ブレーキ
操作値Ａの時間的変化に起因しないブレーキ１０の制動
トルクＴの時間的変化を抑制するためである。制動トル
クＴは、モータ駆動力Ｄとブレーキライニング２１６
ａ，２１６ｂの摩擦係数μとに依存するパラメータであ
る。具体的には、ＥＣＵ２０は、同じブレーキ操作値Ａ
に対応する目標駆動力Ｄ^*が、ブレーキ操作開始時の車
速Ｖが基準値Ｖ₀より小さい場合において大きい場合に
おけるより小さくなるように制御ゲインｋを設定する。
すなわち、ブレーキ操作開始時の車速Ｖが基準値Ｖ₀よ
り小さい場合において大きい場合におけるより小さくな
るように制御ゲインｋを設定するのである。

【００３６】制御ゲインｋを変化させる技術について
は、ＥＣＵ２０は、ブレーキ操作開始時の速度Ｖが基準
値Ｖ₀より大きい場合にのみ、かつ、ブレーキ１０の作
動が連続するブレーキ作動連続時間ｔ_Bが基準値ｔ_B0以
上であるとともに、ブレーキ操作値Ａに時間的変化が実
質的に生じていない定常状態にあることを条件に、一連
のブレーキ操作の開始後における車速Ｖの変化に関連し
て制御ゲインｋを変化させる。ブレーキ操作値Ａの時間
的変化に起因しないブレーキ１０の制動トルクＴの時間
的変化を抑制するためである。具体的には、ＥＣＵ２０
は、同じブレーキ操作値Ａに対応する目標駆動力Ｄ
^*が、ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ ₀に低下
した後の期間において低下する前の期間におけるより小
さくなるように制御ゲインｋを変化させる。すなわち、
ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ ₀に低下した後
の期間において低下する前の期間におけるより小さくな
るように制御ゲインｋを変化させるのである。

【００３７】制御ゲインｋを変化させる技術につき、Ｅ
ＣＵ２０は、制御ゲインｋを実質的に連続的に変化させ
るのではなく、設定複数個の候補値の一例である３個の
候補値ａ，ｂ，ｃのいずれかを選択することによって段
階的に変化させる。それら３個の候補値ａ，ｂ，ｃ間の
大小関係は、ａ＞ｂ＞ｃなる式で表される。

【００３８】次に、このブレーキ制御を図４および図５
のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。

【００３９】図４のブレーキ制御ルーチンは、車両の走
行開始指令スイッチとしてのイグニションスイッチの信
号がＯＦＦからＯＮに操作された後、繰返し実行され
る。各回の実行時には、まず、ステップＳ１（以下、単
に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じ）にお
いて、ブレーキ操作値センサ１２からブレーキ操作値Ａ
が入力される。次に、Ｓ２において、その入力されたブ
レーキ操作値Ａに基づいて目標減速度Ｇ^*が決定され
る。ＥＣＵ２０のコンピュータのＲＯＭには、ブレーキ
操作値Ａが変化するにつれて目標減速度Ｇ^*が変化する
関係がテーブル，マップ等の形態で記憶されており、そ
の関係に従い、今回のブレーキ操作値Ａに対応する今回
の目標減速度Ｇ^*が決定される。その関係は例えば、ブ
レーキ操作値Ａが増加するにつれてリニアに目標減速度
Ｇ^*が増加するように設定される。

【００４０】その後、Ｓ３において、ＲＡＭに記憶され
ている制御ゲインｋが読み込まれる。制御ゲインｋは、
後述の制御ゲイン決定ルーチンにより決定されて記憶さ
れる。

【００４１】続いて、Ｓ４において、目標駆動力Ｄ
^*が、その読み込まれた制御ゲインｋと、前記決定され
た目標減速度Ｇ^*との積として決定される。その後、Ｓ
５において、その決定された目標駆動力Ｄ^*を実現する
のに適当なモータ電流値が決定され、その決定された電
流値でバッテリ２２からモータ２５１に電流が供給さ
れ、それにより、モータ２５１が駆動される。モータ電
流値の決定は、モータ駆動力センサ１８により検出され
たモータ駆動力Ｄがフィードバックされることにより行
われる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。

【００４２】図５の制御ゲイン決定ルーチンは、ブレー
キペダル１２の一連の踏込み操作（一連のブレーキ操
作）が開始されることに応じて一回の実行が開始され
る。一回の実行が開始されると、まず、Ｓ１０１におい
て、車速センサ１６から車速Ｖが入力される。この入力
された車速Ｖは、一連のブレーキ操作の開始時における
車速Ｖを表している。続いて、Ｓ１０２において、その
入力された車速Ｖが基準値Ｖ₀より大きいか否かが判定
される。基準値Ｖ₀は例えば、ブレーキ操作値Ａの時間
的変化に起因しない時間的変化がブレーキ１０の制動ト
ルクＴに生じると、運転者がその制動トルクＴの時間的
変化をブレーキ操作フィーリングの時間的変化として感
じ易い車速Ｖの領域から感じ難い車速Ｖの領域への移行
点を考慮して設定され、例えば、３０km/hに設定され
る。今回は、ブレーキ操作開始時の車速Ｖが基準値Ｖ₀
より大きくはないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ
１１１において、制御ゲインｋが、３個の候補値のうち
最小の候補値ｃに決定されるとともに、その制御ゲイン
ｋの決定値がＲＡＭに記憶される。今回は、低速走行中
であるため、制御ゲインｋをその候補値ｃより大きい値
に決定したのでは、ブレーキ１０のセルフサーボ効果に
よってブレーキ操作フィーリングが悪化するおそれがあ
るからである。以上で本ルーチンの一回の実行が終了す
る。

【００４３】以上、ブレーキ操作開始時の車速Ｖが基準
値Ｖ₀より大きくはない場合を説明したが、大きい場合
には、Ｓ１０２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０３におい
て、ブレーキ作動連続時間ｔ_Bが測定される。ブレーキ
作動連続時間ｔ_Bは例えば、ブレーキペダル１２が非操
作位置にあればＯＦＦ、操作位置にあればＯＮに信号が
変化するストップランプスイッチ（図示しない）と、コ
ンピュータのタイマ機能とを用い、ストップランプスイ
ッチの信号がＯＦＦからＯＮに変化したときからの経過
時間として取得することができる。

【００４４】なお、ブレーキ作動連続時間ｔ_Bは、一連
のブレーキ操作中にブレーキライニング２１６ａ，２１
６ｂがドラム２０４に接触し続ける時間として測定する
のが理想的であるが、上記のように、ストップランプス
イッチを利用してブレーキ操作の連続時間として測定し
た場合であっても十分な測定精度が確保でき、また、こ
の場合には安価に測定できるという利点がある。

【００４５】その後、Ｓ１０４において、その測定され
たブレーキ作動連続時間ｔ_Bが基準値ｔ_B0より長いか否
かが判定される。基準値ｔ_B0の大きさは、ブレーキ１０
のセルフサーボ効果により、ブレーキ操作値Ａの時間的
変化に起因しない時間的変化が制動トルクＴに現れ始め
る時期を考慮して設定される。今回は、ブレーキ作動連
続時間ｔ_Bが基準値ｔ_B0より長くはないと仮定すれば、
判定がＮＯとなり、Ｓ１１０において、制御ゲインｋ
が、３個の候補値のうち最大である候補値ａに決定され
るとともに、その制御ゲインｋの決定値がＲＡＭに記憶
される。現時点では、ブレーキ１０にセルフサーボ効果
が発生していないと推定されるからである。その後、Ｓ
１０３に戻る。

【００４６】その後、Ｓ１０３，Ｓ１０４およびＳ１１
０の実行が繰り返された結果、ブレーキ作動連続時間ｔ
_Bが基準値ｔ_B0より長くなったと仮定すれば、Ｓ１０４
の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０５に移行する。このＳ１
０５においては、ブレーキ操作値Ａの今回値Ａ_(i)から
前回値Ａ_(i-1)を引き算したブレーキ操作値変化量ΔＡ
の絶対値が基準値ΔＡ₀より小さい状態の連続時間ｔ_S
が基準値ｔ_S0以上であるか否かが判定される。ブレーキ
操作値Ａが実質的に定常状態にあるか否かが判定される
のである。今回は、連続時間ｔ_Sが基準値ｔ_S0以上では
ないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、前記の場合と同
様に、Ｓ１１０に移行するが、基準値ｔ _S0以上であると
仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０６に移行す
る。

【００４７】このＳ１０６においては、改めて車速セン
サ１６から車速Ｖが入力される。ブレーキ操作開始後の
車速Ｖが入力されるのである。その後、Ｓ１０７におい
て、そのブレーキ操作開始後の車速Ｖが前記基準値Ｖ₀
以下であるか否かが判定される。今回の一連のブレーキ
操作中に、車速Ｖが基準値Ｖ₀より大きい値から基準値
Ｖ₀と等しい値に低下したか否かが判定されるのであ
る。今回は、ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ₀
以下ではないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１０
９において、Ｓ１１０におけると同様に、制御ゲインｋ
が最大の候補値ａに決定されるとともに、その制御ゲイ
ンｋの決定値がＲＡＭに記憶される。その後、Ｓ１０５
に戻る。その後、Ｓ１０５ないしＳ１０７およびＳ１０
９の実行が何回か繰り返されるうちに、ブレーキ操作開
始後の車速Ｖが基準値Ｖ₀以下となったと仮定すれば、
Ｓ１０７の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０８において、制
御ゲインｋが、３個の候補値の中間である候補値ｂに決
定されるとともに、その制御ゲインｋの決定値がＲＡＭ
に記憶される。現時点では、ブレーキ１０にセルフサー
ボ効果が発生している可能性が高く、かつ、車両が高速
走行状態から低速走行状態に移行したため、制御ゲイン
ｋを候補値ｂより大きい値とすると、ブレーキ１０のセ
ルフサーボ効果によってブレーキ操作フィーリングが悪
化するおそれがあるからである。以上で本ルーチンの一
回の実行が終了する。

【００４８】図６には、一連のブレーキ操作中に制御ゲ
インｋを変化させない場合にブレーキ操作フィーリング
が悪化することを説明するための５つのグラフが示され
ている。それらグラフは、車速Ｖが基準値Ｖ₀より大き
い状態で一連のブレーキ操作が開始され、かつ、その一
連のブレーキ操作中、ブレーキ操作値Ａが一定とされた
場合に、モータ駆動力Ｄ，制動トルクＴ，車体減速度Ｇ
および車速Ｖが時間ｔと共に変化する様子を示してい
る。それらグラフから明らかなように、一連のブレーキ
操作中に制御ゲインｋを変化させない場合には、一連の
ブレーキ操作の末期において制動トルクＴが増加し、そ
れにより、車体減速度Ｇが増加し、その結果、車速Ｖの
減少勾配が増加している。このように、運転者がブレー
キペダル１２を一定のブレーキ操作値Ａで操作し続ける
にもかかわらず、車速Ｖの減少勾配が時間の経過につれ
て増加してしまう。

【００４９】一連のブレーキ操作の末期において車体減
速度Ｇが増加した原因としては、ブレーキ１０にセルフ
サーボ効果を発生したことが考えられる。一方、図７に
は、ブレーキ１０に関し、ブレーキ効力係数ＢＥＦとブ
レーキライニング２１６ａ，２１６ｂの摩擦係数μとの
関係がグラフで表されている。

【００５０】ここで、ブレーキ効力係数ＢＥＦについて
説明すると、ブレーキ効力係数ＢＥＦは、モータ駆動力
Ｄおよび制動トルクＴとの間において、Ｔ＝ＢＥＦ×Ｄなる式で表される関係を有する。一方、モータ駆動力Ｄ
は、前述のように、目標減速度Ｇ^*および制御ゲインｋ
との間において、Ｄ＝ｋ×Ｇ^* なる式で表される関係を有する。したがって、ブレーキ
効力係数ＢＥＦは、制動トルクＴと制御ゲインｋと目標
減速度Ｇ^*すなわちブレーキ操作値Ａとの間において、Ｔ＝ＢＥＦ×ｋ×Ｇ^* なる式で表される関係を有する。

【００５１】そして、同図のグラフから明らかなよう
に、ブレーキ１０においては、摩擦係数μの増加に対す
るブレーキ効力係数ＢＥＦの増加率すなわちグラフの勾
配が、摩擦係数μが増加するにつれて増加している。こ
のことは、ブレーキ１０の作動力すなわち制動トルクＴ
が摩擦係数μの変化に敏感であることを表している。一
方、ブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの摩擦係数
μは、ブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの温度に
よって変化する。よって、ブレーキ効力係数ＢＥＦは、
温度変化に起因した摩擦係数μの変動に対して敏感に変
動する。

【００５２】そのため、ブレーキ１０においては、一連
のブレーキ操作中に制御ゲインｋを変化させずに一定に
保った場合には、セルフサーボ効果が発生してブレーキ
効力係数ＢＥＦが比較的大きい値に増加した後に、温度
上昇に起因した摩擦係数μの変動によって制動トルクＴ
が敏感に変動することになる。

【００５３】これに対して、図８には、一連のブレーキ
操作中に制御ゲインｋを適正に変化させる本実施形態に
おいて、車速Ｖが基準値Ｖ₀より大きい状態で一連のブ
レーキ操作が開始され、かつ、その一連のブレーキ操作
中、ブレーキ操作値Ａが一定とされた場合に、モータ駆
動力Ｄ，制動トルクＴ，車体減速度Ｇおよび車速Ｖが時
間ｔと共に変化する様子が示されている。同図の(b) の
グラフから明らかなように、ブレーキ操作開始後の車速
Ｖが基準値Ｖ₀に低下する前の期間においては、制御ゲ
インｋが最大の候補値ａに決定され、これに対して、基
準値Ｖ₀に低下した後の期間においては、制御ゲインｋ
が中間の候補値ｂに決定される。その結果、一連のブレ
ーキ操作中に制御ゲインｋが車速Ｖの低下につれて減少
させられる。制御ゲインｋが減少させられることは、上
述のいくつかの式から明らかなように、ブレーキ効力係
数ＢＥＦの変動分ΔＢＥＦに起因した制動トルクＴの変
動分ΔＴが減少することを意味する。その結果、同図の
(c) および(d) のグラフに示すように、一連のブレーキ
操作の全体において制動トルクＴも車体減速度Ｇもほと
んど変化しない。それにより、同図の(e) のグラフに示
すように、車速Ｖがほぼ一定の勾配で減少させられるこ
ととなり、良好なブレーキ操作フィーリングが実現され
る。

【００５４】なお、本実施形態においては、一連のブレ
ーキ操作中に制御ゲインｋが２段階に変化させられるよ
うになっているが、３段階以上に変化させることが可能
であり、このようにすれば、制御ゲインｋの変化が滑ら
かとなり、さらに良好なブレーキ操作フィーリングが実
現される。

【００５５】図９には、本実施形態において、車速Ｖが
基準値Ｖ₀以下である状態で一連のブレーキ操作が開始
され、かつ、その一連のブレーキ操作中、ブレーキ操作
値Ａが一定とされた場合に、モータ駆動力Ｄ，制動トル
クＴ，車体減速度Ｇおよび車速Ｖが時間ｔと共に変化す
る様子が示されている。この場合には、同図の(b) のグ
ラフに示すように、一連のブレーキ操作の全体を通し
て、制御ゲインｋが最小の候補値ｃに決定され、これに
より、同図の(c) および(d) のグラフに示すように、制
動トルクＴおよび車体減速度Ｇがブレーキ１０のセルフ
サーボ効果によって増加することが抑制される。その結
果、同図の(e) のグラフに示すように、車速Ｖがほぼ一
定の勾配で減少させられることとなり、良好なブレーキ
操作フィーリングが実現される。

【００５６】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、ＥＣＵ２０のうち図４のブレーキ制御ル
ーチンを実行する部分が、ブレーキ操作値センサ１２と
共同して「コントローラ」を構成し、ＥＣＵ２０のうち
図５の制御ゲイン決定ルーチンを実行する部分が、ブレ
ーキ操作値センサ１２および車速センサ１６と共同して
「関係変化装置」を構成しているのである。また、ＥＣ
Ｕ２０のうち図５のＳ１０７ないしＳ１０９を実行する
部分が「第１変化手段」を構成し、同図のＳ１０３，Ｓ
１０４およびＳ１１０を実行する部分が「第２変化手
段」を構成しているのである。また、ＥＣＵ２０のうち
図５のＳ１０１，Ｓ１０２およびＳ１１１を実行する部
分が、車速センサ１８と共同して「関係設定装置」を構
成しているのである。

【００５７】次に、本発明の第２実施形態を説明する。
ただし、本実施形態は、第１実施形態と、制御ゲイン決
定ルーチンのみが異なり、他の要素については共通であ
るため、共通する要素については同一の符号を使用する
ことによって詳細な説明を省略し、異なる要素について
のみ詳細に説明する。

【００５８】第１実施形態においては、制御ゲインｋが
ブレーキ作動連続時間ｔ_Bの経過につれて減少させられ
るが、本実施形態においては、ブレーキ作動連続時間ｔ
_Bが長いほどブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの
温度が上昇するという事実に着目することにより、その
温度の上昇につれて制御ゲインｋが減少させられる。

【００５９】図１０には、本実施形態である電動式ブレ
ーキ装置の全体構成が示されている。この電動式ブレー
キ装置は、ＥＣＵ２０に相当するＥＣＵ３００を備える
とともに、ブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの一
方またはそれの近傍の温度θを検出する温度センサ３０
２を備えている。温度センサ３０２は、ブレーキライニ
ング２１６ａ，２１６ｂ，ブレーキシュー２１０ａ，２
１０ｂ，レバー２３０およびバッキングプレート２００
の少なくとも一つに装着されている。温度センサ３０２
は例えば、サーミスタを主体として構成することができ
る。

【００６０】図１１には、ＥＣＵ３００のコンピュータ
により実行される制御ゲイン決定ルーチンがフローチャ
ートで表されている。このルーチンは、図５の制御ゲイ
ン決定ルーチンとＳ１０３およびＳ１０４においてのみ
相違し、他のステップにおいては共通する。Ｓ１０３が
置換されたＳ１０３ａにおいては、温度センサ３０２か
ら温度θが入力される。Ｓ１０４が置換されたＳ１０４
ａにおいては、入力された温度θが基準値θ₀より高い
か否かが判定される。

【００６１】その温度θが基準値θ₀より高くはない場
合には、Ｓ１０４ａの判定がＮＯとなり、Ｓ１１０にお
いて、制御ゲインｋが最大の候補値ａに決定される。現
時点では、ブレーキ１０にセルフサーボ効果が発生して
いないと推定されるからである。その後、Ｓ１０３ａに
戻る。

【００６２】その後、Ｓ１０３ａ，Ｓ１０４ａおよびＳ
１１０の実行が繰り返された結果、温度θが基準値θ₀
より高くなったと仮定すれば、Ｓ１０４ａの判定がＹＥ
Ｓとなり、Ｓ１０５に移行する。以後の実行内容は、第
１実施形態におけると同様であるため、説明を省略す
る。

【００６３】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、ＥＣＵ３００のうち図４のブレーキ制御
ルーチンと同じものを実行する部分が、ブレーキ操作値
センサ１２と共同して「コントローラ」を構成し、ＥＣ
Ｕ３００のうち図１１の制御ゲイン決定ルーチンを実行
する部分が、ブレーキ操作値センサ１２，車速センサ１
６および温度センサ３０２と共同して「関係変化装置」
を構成しているのである。また、ＥＣＵ３００のうち図
１１のＳ１０１，Ｓ１０２およびＳ１０７ないしＳ１０
９を実行する部分が「第１変化手段」を構成し、同図の
Ｓ１０３ａ，Ｓ１０４ａおよびＳ１１０を実行する部分
が「第３変化手段」を構成しているのである。また、Ｅ
ＣＵ３００のうち図１１のＳ１０１，Ｓ１０２およびＳ
１１１を実行する部分が、車速センサ１８と共同して
「関係設定装置」を構成しているのである。

【００６４】次に、本発明の第３実施形態を説明する。
ただし、本実施形態は、第１実施形態と制御ゲインｋの
変化態様のみが異なり、他の要素については共通である
ため、その制御ゲインｋの変化態様のみを詳細に説明
し、他の要素については説明を省略する。

【００６５】第１実施形態においては、車速Ｖが基準値
Ｖ₀より大きい状態で一連のブレーキ操作が開始された
場合に、時間ｔの経過につれて制御ゲインｋが大値ａか
ら小値ｂに段階的に減少させられるようになっている。
これに対して、本実施形態においては、図１２にグラフ
で示すように、制御ゲインｋが連続的に変化させられ
る。具体的には、一連のブレーキ操作の末期において制
御ゲインｋが時間ｔの増加に対してリニアに減少するよ
うに変化させられる。したがって、本実施形態によれ
ば、更に良好なブレーキ操作フィーリングが実現され
る。

【００６６】以上、本発明のいくつかの実施形態を図面
に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本
発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決
手段および発明の効果〕の項に記載された態様を始めと
して、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を加え
た形態で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装
置の全体構成を示す系統図である。

【図２】図１における電動式ドラムブレーキを示す正面
図である。

【図３】図２におけるシュー拡張アクチュエータを拡大
して示す正面図である。

【図４】図１のＥＣＵのコンピュータにより実行される
ブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】上記コンピュータにより実行される制御ゲイン
決定ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】ブレーキ操作中に制御ゲインを変化させない場
合にブレーキ操作フィーリングが悪化する様子の一例を
示すグラフである。

【図７】図２の電動式ドラムブレーキにおけるライニン
グ摩擦係数μとブレーキ効力係数ＢＥＦとの関係を示す
グラフである。

【図８】上記第１実施形態の作動を説明するためのグラ
フである。

【図９】上記第１実施形態の作動を説明するための別の
グラフである。

【図１０】本発明の第２実施形態である電動式ブレーキ
装置を示す系統図である。

【図１１】図１０のＥＣＵのコンピュータにより実行さ
れる制御ゲイン決定ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１２】本発明の第３実施形態である電動式ブレーキ
装置において制御ゲインｋが時間ｔの経過につれて連続
的に変化させられる様子を示すグラフである。

【符号の説明】

１０電動式ドラムブレーキ１２ブレーキペダル１４ブレーキ操作値センサ２０，３００電子制御ユニットＥＣＵ２２バッテリ２５１ＤＣモータ３０２温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者により操作されるブレーキ操作部材
と、そのブレーキ操作部材の操作値を検出するブレーキ操作
値センサと、電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を、
車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、そ
の回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた
制動トルクにより車輪を制動するブレーキと、前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力と
の間に予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ
操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づ
き、モータの駆動力を制御するコントローラとを含む電
動式ブレーキ装置において、一連のブレーキ操作中に、前記ブレーキの作動状態に関
する情報を逐次取得するとともに、その取得した情報の
変化に基づいて前記関係を変化させる関係変化装置を設
けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【請求項２】前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作
中における車両の走行速度または車輪の回転速度である
速度の変化に関連して前記関係を変化させる第１変化手
段を含む請求項１に記載の電動式ブレーキ装置。
【請求項３】前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作
中に前記ブレーキの作動が連続するブレーキ作動連続時
間の経過に関連して前記関係を変化させる第２変化手段
を含む請求項１または２に記載の電動式ブレーキ装置。
【請求項４】前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作
における前記摩擦材またはそれの近傍の温度の変化に関
連して前記関係を変化させる第３変化手段を含む請求項
１ないし３のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
【請求項５】前記関係変化装置が、前記関係を段階的に
変化させるものである請求項１ないし４のいずれかに記
載の電動式ブレーキ装置。
【請求項６】運転者により操作されるブレーキ操作部材
と、そのブレーキ操作部材の操作値を検出するブレーキ操作
値センサと、電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を、
車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、そ
の回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた
制動トルクにより車輪を制動するブレーキと、前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力と
の間に予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ
操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づ
き、モータの駆動力を制御するコントローラとを含む電
動式ブレーキ装置において、各回の一連のブレーキ操作ごとに、各回の一連のブレー
キ操作の開始時における車両の走行速度または車輪の回
転速度であるブレーキ操作開始時速度に基づいて前記関
係を設定する関係設定装置を設けたことを特徴とする電
動式ブレーキ装置。