JP2005106153A

JP2005106153A - Braking device

Info

Publication number: JP2005106153A
Application number: JP2003339298A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamura; 健山村; Touma Yamaguchi; 東馬山口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable braking device which can detect abnormalities of a piston thrust sensor precisely. <P>SOLUTION: The braking device comprises a thrust mechanism 40 which presses brake pads 14, 15 against a disk rotor 11, an actuator 19 which drives the thrust mechanism 40, a pressing force detection means 46 which detects the pressing force by the thrust mechanism 40, a position detection means which detects the displacement of the thrust mechanism 40, and a control means 100 which controls the actuator 19 to generate the braking force according to a pressing force signal of the pressing force detection means 46 and a braking indication signal of a vehicle. The control means 100 of the braking device is provided with an abnormality sensing means which senses the abnormalities of the pressing force detection means 46 based on the relative relation between the pressing force signal of the pressing force detection means 46 and a displacement signal of the position detection means 20. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両の制動用に用いられるブレーキ装置に関するものである。 The present invention relates to a brake device used for braking a vehicle.

従来、電動ブレーキは、モータで発生させた駆動力を減速機や回動−直動変換機構などの構成要素を介してキャリパピストンに伝達して、制動力の作用や解除を行っている。この種の電動ブレーキとして、運転者のブレーキペダル操作や車両運動制御に基づいて作成される目標ピストン推力と、電動キャリパ内に設けられたピストン推力センサからの信号をコントローラにフィードバックすることでピストン推力制御を行う技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００１−３４１６２６号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric brake transmits a driving force generated by a motor to a caliper piston through components such as a speed reducer and a rotation / linear motion conversion mechanism, thereby applying and releasing a braking force. As this type of electric brake, piston thrust is generated by feeding back to the controller the target piston thrust created based on the driver's brake pedal operation and vehicle motion control and the signal from the piston thrust sensor provided in the electric caliper. A technique for performing control has been proposed (see Patent Document 1).
JP 2001-341626 A

一方、ピストン推力制御では、車輪のブレーキ装置に前記ピストン推力センサの異常が発生すると、この推力センサからフィードバックされて得られる制動力が適切な制動力に対して過大または過小なものなってしまう。この場合には、車両が片側に寄って走行してしまう車両の片流れが発生したり、制動力が不足するおそれがあるため、前記推力センサの異常を即座に検知することが望まれる。 On the other hand, in the piston thrust control, when an abnormality occurs in the piston thrust sensor in the wheel brake device, the braking force obtained by feedback from the thrust sensor becomes excessive or insufficient with respect to an appropriate braking force. In this case, there is a possibility that the vehicle will flow toward one side and the vehicle may run away, or the braking force may be insufficient. Therefore, it is desirable to immediately detect the abnormality of the thrust sensor.

従って本発明は、ピストン推力センサの異常を精度よく検知することができ、信頼性の高いブレーキ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable brake device that can accurately detect abnormality of a piston thrust sensor.

請求項１に係る発明は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と、該推力機構を駆動するアクチュエータと、前記推力機構による押圧力を検出する押圧力検出手段と、前記推力機構の変位を検出する位置検出手段と、前記押圧力検出手段の押圧力信号と車両の制動指示信号とに応じて制動力を発生すべく前記アクチュエータを制御する制御手段とからなるブレーキ装置において、前記制御手段は、前記押圧力検出手段の押圧力信号と前記位置検出手段の変位信号との相対関係に基づいて前記押圧力検出手段の異常を検知する異常検知手段を有することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a thrust mechanism that presses the brake pad against the disc rotor, an actuator that drives the thrust mechanism, a pressing force detection means that detects a pressing force by the thrust mechanism, and a displacement of the thrust mechanism. In the brake device comprising position detecting means for detecting, and control means for controlling the actuator to generate a braking force in response to a pressing force signal of the pressing force detecting means and a braking instruction signal of the vehicle, the control means includes: And an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the pressing force detecting means based on a relative relationship between a pressing force signal of the pressing force detecting means and a displacement signal of the position detecting means.

この発明によれば、検知される前記押圧力信号と前記変位信号との関係が前記相対関係と異なっている場合には、前記押圧力検出手段の異常を検知することができるので、前記押圧力検出手段の異常を速やかに把握することができる。 According to this invention, when the relationship between the detected pressing force signal and the displacement signal is different from the relative relationship, it is possible to detect an abnormality in the pressing force detection means. Abnormality of the detection means can be quickly grasped.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のものであって、前記異常検出手段は、前記押圧力検出手段の温度によるゼロ点ドリフト量を加味した前記押圧力検出手段の押圧力信号と前記位置検出手段の変位信号との相対関係に基づく限界値が予め記憶され、該限界値により前記押圧力検出手段の異常を検知することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the one according to claim 1, wherein the abnormality detecting means includes a pressing force signal of the pressing force detecting means including a zero point drift amount due to a temperature of the pressing force detecting means, and A limit value based on a relative relationship with the displacement signal of the position detection means is stored in advance, and an abnormality of the pressing force detection means is detected based on the limit value.

この発明によれば、前記押圧力検出手段の押圧力信号には前記温度によるゼロ点ドリフト量が加味されており、検出された前記押圧力信号や前記変位信号が前記限界値を超えている場合には、前記押圧力検出手段の異常を判定することができるため、前記押圧力検出手段の異常の検出精度を高めることができる。 According to this invention, when the zero point drift amount due to the temperature is added to the pressing force signal of the pressing force detecting means, and the detected pressing force signal or the displacement signal exceeds the limit value Since the abnormality of the pressing force detection means can be determined, the detection accuracy of the abnormality of the pressing force detection means can be increased.

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記異常検知手段には、前記ブレーキパッドの剛性変動を加味した前記押圧力検出手段の押圧力信号と前記位置検出手段の変位信号との相対関係に基づく限界値が予め記憶され、該限界値により前記押圧力検出手段の異常を検知することを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the abnormality detection means includes a pressing force signal of the pressing force detection means taking into account a rigidity variation of the brake pad, and the abnormality detection means. A limit value based on a relative relationship with the displacement signal of the position detection means is stored in advance, and an abnormality of the pressing force detection means is detected based on the limit value.

この発明によれば、前記押圧力検出手段の押圧力信号にはブレーキパッドの剛性変動が加味されており、検出された前記押圧力信号や前記変位信号が前記限界値を超えている場合には、前記押圧力検出手段の異常を判定することができるため、前記押圧力検出手段の異常の検出精度を高めることができる。 According to this invention, the pressure signal of the pressing force detection means takes into account the rigidity variation of the brake pad, and when the detected pressing force signal or the displacement signal exceeds the limit value, Since the abnormality of the pressing force detection means can be determined, the detection accuracy of the abnormality of the pressing force detection means can be increased.

請求項１に記載した発明によれば、押圧力検出手段の異常を速やかに把握することができる。したがって、信頼性の高いブレーキ装置を提供することが可能となる。
請求項２に記載した発明によれば、押圧力検出手段の検出値がゼロ点ドリフトしているものであっても、より適格に押圧力検出手段の異常を検知することができ、信頼性が向上する。
請求項３に記載した発明によれば、ブレーキパッドの剛性が変動している場合であっても、より適格に押圧力検出手段の異常を検知することができ、信頼性がさらに向上する。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to quickly grasp the abnormality of the pressing force detecting means. Therefore, it is possible to provide a highly reliable brake device.
According to the invention described in claim 2, even if the detection value of the pressing force detecting means drifts at zero point, the abnormality of the pressing force detecting means can be detected more appropriately, and the reliability is improved. improves.
According to the third aspect of the present invention, even when the rigidity of the brake pad is fluctuating, the abnormality of the pressing force detecting means can be detected more appropriately, and the reliability is further improved.

以下、本発明の実施の形態におけるブレーキ装置について図面を用いて詳細に説明する。
本発明の一実施形態のブレーキ装置を図面を参照しつつ以下に説明する。
図１に示すように、本実施形態のブレーキ装置は電動キャリパ１０を有する電動ディスクブレーキ装置である。 Hereinafter, a brake device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A brake device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the brake device of this embodiment is an electric disc brake device having an electric caliper 10.

電動キャリパ１０は、図示せぬ車輪とともに回転するディスクロータ１１の軸線方向における一側にキャリパ本体１２が配置されており、このキャリパ本体１２には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ１１を跨いで反対側へ延びる爪部１３が一体的に結合されている。ディスクロータ１１の軸線方向における両側にそれぞれブレーキパッド１４，１５が設けられている。ブレーキパッド１４，１５は、車体側に固定されるキャリア１６によってディスクロータ１１の軸方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリア１６に伝達するようになっており、また、キャリパ本体１２は、キャリア１６に取付けられた図示せぬスライドピンによってディスクロータ１１の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。 The electric caliper 10 has a caliper body 12 disposed on one side in the axial direction of a disk rotor 11 that rotates with a wheel (not shown). The caliper body 12 is formed in a substantially C shape and straddles the disk rotor 11. The claw portion 13 extending to the opposite side is integrally coupled. Brake pads 14 and 15 are provided on both sides of the disk rotor 11 in the axial direction. The brake pads 14 and 15 are supported by a carrier 16 fixed on the vehicle body side so as to be movable along the axial direction of the disc rotor 11, and transmit braking torque to the carrier 16. 12 is guided so as to be slidable along the axial direction of the disk rotor 11 by a slide pin (not shown) attached to the carrier 16.

キャリパ本体１２には、略円筒伏のケース１８が結合され、このケース１８内には、電動モータ（電動アクチュエータ）１９および位置検出器（位置検出手段）２０が内包されている。一方、キャリパ本体１２には、電動モータ１９の回転運動を直線運動に変換するボールランプ機構（回動−直動変換機構）２１および電動モータ１９の回転トルクを増幅する差動歯車減速機構（減速機構）２２が内包されている。ケース１８の後端部には、カバー２３が取付けられている。 A caliper-shaped case 18 is coupled to the caliper body 12, and an electric motor (electric actuator) 19 and a position detector (position detection means) 20 are included in the case 18. On the other hand, the caliper body 12 includes a ball ramp mechanism (rotation-linear motion conversion mechanism) 21 that converts the rotational motion of the electric motor 19 into a linear motion and a differential gear reduction mechanism (deceleration) that amplifies the rotational torque of the electric motor 19. Mechanism) 22 is included. A cover 23 is attached to the rear end of the case 18.

電動モータ１９は、ケース１８の内周部に固定されたステータ２５と、ステータ２５に挿入されて軸受２６，２７によってケース１８に回転可能に支持されたロータ２８とを備えている。位置検出器２０は、ケース１８側に固定されたレゾルバステータ２９およびロータ２８に取付けられたレゾルバロータ３０からなり、これらの相対回転に基づいて電動モータ１９のロータ２８の回転位置（以下モータ位置と称す）を検出する（言い換えればブレーキパッド１４，１５の移動位置を検出する）ものである。 The electric motor 19 includes a stator 25 fixed to the inner periphery of the case 18, and a rotor 28 inserted into the stator 25 and rotatably supported by the case 18 by bearings 26 and 27. The position detector 20 includes a resolver stator 29 fixed to the case 18 side and a resolver rotor 30 attached to the rotor 28. Based on the relative rotation of these, the rotational position of the rotor 28 of the electric motor 19 (hereinafter referred to as the motor position). (In other words, the movement positions of the brake pads 14 and 15 are detected).

ボールランプ機構２１は、環状の第１ディスク３２および第２ディスク３３と、これらの間に介装された複数のボール３４とから構成されている。第１ディスク３２は、軸受３５によってキャリパ本体１２に回転可能に支持され、ロータ２８内に挿入される円筒部３６が一体的に形成されている。第２ディスク３３には、円筒部３６よりも小径の円筒状のスリーブ３７が一体的に形成され、このスリーブ３７が円筒部３６内に挿通されている。 The ball ramp mechanism 21 includes an annular first disk 32 and second disk 33, and a plurality of balls 34 interposed therebetween. The first disk 32 is rotatably supported by the caliper body 12 by a bearing 35, and a cylindrical portion 36 that is inserted into the rotor 28 is integrally formed. A cylindrical sleeve 37 having a smaller diameter than the cylindrical portion 36 is integrally formed on the second disk 33, and the sleeve 37 is inserted into the cylindrical portion 36.

ボールランプ機構２１の第１ディスク３２および第２ディスク３３の対向面には、それぞれ円周方向に沿って延びる円弧状の例えば３つのボール溝３８，３９が形成されている。これらのボール溝３８，３９は、等しい中心角（例えば９０゜）の範囲に延ばされて、同じ方向に傾斜されている。そして、第１ディスク３２および第２ディスク３３に形成されたボール溝３８，３９間にボール３４が装入され、第１ディスク３２および第２ディスク３３の相対回転によって、ボール溝３８，３９内をボール３４が転動することにより、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが軸方向に相対変位するようになっている。このとき、第１ディスク３２が第２ディスク３３に対して反時計回りに回転したとき、これらが離間する方向に変位する。 For example, three ball grooves 38 and 39 each having an arc shape extending along the circumferential direction are formed on the opposing surfaces of the first disk 32 and the second disk 33 of the ball ramp mechanism 21. These ball grooves 38 and 39 are extended in the range of an equal central angle (for example, 90 °) and inclined in the same direction. Then, a ball 34 is inserted between the ball grooves 38 and 39 formed in the first disk 32 and the second disk 33, and the ball grooves 38 and 39 are moved by the relative rotation of the first disk 32 and the second disk 33. As the ball 34 rolls, the first disk 32 and the second disk 33 are relatively displaced in the axial direction. At this time, when the first disk 32 rotates counterclockwise with respect to the second disk 33, they are displaced in the direction of separation.

第２ディスク３３とブレーキパッド１４との間には、ピストン４０が設けられている。ピストン４０は、外周にネジ部４１を形成した円筒部材４２ａを有している。円筒部材４２ａは、第２ディスク３３のスリーブ３７内に挿入され、その内周に形成されたネジ部４３に螺合されている。円筒部材４２ａには、ケース１８にブラケット４４を介して取付けられた軸４５の図示せぬ二面取部が嵌合されて、その回転が規制されている。また、ピストン４０は、円筒部材４２ａの軸４５に対し反対側に回転が規制された状態で連結される略円板状の押圧部材４２ｂを有している。そして、円筒部材４２ａと押圧部材４２ｂとの間に、ピストン４０が受けるピストン推力を検出する推力センサ４６が設けられている。 A piston 40 is provided between the second disk 33 and the brake pad 14. The piston 40 has a cylindrical member 42a in which a screw portion 41 is formed on the outer periphery. The cylindrical member 42a is inserted into the sleeve 37 of the second disk 33 and is screwed into a screw portion 43 formed on the inner periphery thereof. The cylindrical member 42a is fitted with a two-side chamfered portion (not shown) of a shaft 45 attached to the case 18 via a bracket 44, and its rotation is restricted. Further, the piston 40 has a substantially disk-shaped pressing member 42b that is connected to the shaft 45 of the cylindrical member 42a in a state in which the rotation is restricted on the opposite side. A thrust sensor 46 that detects a piston thrust received by the piston 40 is provided between the cylindrical member 42a and the pressing member 42b.

ピストン４０の円筒部材４２のネジ部４１と、第２ディスク３３のスリーブ３７のネジ部４３とで不可逆ねじを形成しており、ピストン４０は、その軸方向に力が作用しても移動することはないが、第２ディスク３３を反時計回りに回転させることにより、ディスクロータ１１側へ移動するようになっている。 The screw portion 41 of the cylindrical member 42 of the piston 40 and the screw portion 43 of the sleeve 37 of the second disk 33 form an irreversible screw, and the piston 40 moves even if a force acts in the axial direction. However, the second disk 33 is moved counterclockwise to move toward the disk rotor 11 side.

軸４５の外周部および第２ディスク３３のスリーブ３７の内周部にそれぞれ形成されたバネ受４７，４８間に弾性部材４９が介装され、そのばね力によって第２ディスク３３がボール３４を第１ディスク３２との間で挟みつけるように付勢されている。軸４５は、調整ネジ５０およびロックナット５１によってブラケット４４に取付けられている。 An elastic member 49 is interposed between spring receivers 47 and 48 formed on the outer peripheral portion of the shaft 45 and the inner peripheral portion of the sleeve 37 of the second disc 33, respectively, and the second disc 33 causes the ball 34 to be It is urged to be sandwiched between one disk 32. The shaft 45 is attached to the bracket 44 by an adjustment screw 50 and a lock nut 51.

電動モータ１９、位置検出器２０、推力センサ４６には、コントローラ（制御手段，電流値調整手段，粘性係数推定手段，ブレーキ予兆検出手段）１００が接続されている。このコントローラ１００には、運転者が制動意思に応じて操作を行うブレーキペダル１０１の操作量を検出するペダルセンサ１０２とブレーキペダル１０１の操作の有無を検出するブレーキスイッチ１０３とが接続されており、これらペダルセンサ１０２からのペダルセンサ信号（制動指示信号）およびブレーキスイッチ１０３からのブレーキスイッチ信号が入力されるようになっている。なお、ペダルセンサ１０２としては、ブレーキペダル１０１の操作量を圧力により検出する圧力センサやブレーキペダル１０１の操作量を変位により検出する変位センサ等が用いられる。 A controller (control means, current value adjustment means, viscosity coefficient estimation means, brake sign detection means) 100 is connected to the electric motor 19, the position detector 20, and the thrust sensor 46. The controller 100 is connected to a pedal sensor 102 that detects an operation amount of a brake pedal 101 that is operated by a driver according to a braking intention, and a brake switch 103 that detects whether or not the brake pedal 101 is operated. A pedal sensor signal (braking instruction signal) from the pedal sensor 102 and a brake switch signal from the brake switch 103 are input. As the pedal sensor 102, a pressure sensor that detects an operation amount of the brake pedal 101 by pressure, a displacement sensor that detects an operation amount of the brake pedal 101 by displacement, or the like is used.

コントローラ１００は、主としてペダルセンサ１０２の検出結果すなわちブレーキペダル１０１の操作量と、位置検出器２０の検出結果すなわち電動モータ１９の回転位置に対応する実際のピストン位置と、電動モータ１９の電流値と、推力センサ４６の検出結果すなわち実際のピストン推力とに基づいて電動モータ１９を制御することで、ピストン推力が目標推力となるように制御を行う。 The controller 100 mainly detects the detection result of the pedal sensor 102, that is, the operation amount of the brake pedal 101, the detection result of the position detector 20, that is, the actual piston position corresponding to the rotational position of the electric motor 19, and the current value of the electric motor 19. By controlling the electric motor 19 based on the detection result of the thrust sensor 46, that is, the actual piston thrust, control is performed so that the piston thrust becomes the target thrust.

第２ディスク３３のスリーブ３７の先端外周部には、円筒状のスプリングホルダ６７が取付けられている。スプリングホルダ６７の一端部が、第１ディスク３２の円筒部３６の先端部に係合して、これらの相対回転を一定範囲に制限している。スプリングホルダ６７の周りには、コイルスプリング６９が巻装され、コイルスプリング６９は、所定のセット荷重をもって捻られて、その一端部がスプリングホルダ６７に結合され、他端部が第１ディスク３２の円筒部３６に結合されている（結合部は図示略）。 A cylindrical spring holder 67 is attached to the outer periphery of the tip of the sleeve 37 of the second disk 33. One end portion of the spring holder 67 engages with the tip end portion of the cylindrical portion 36 of the first disk 32 to limit the relative rotation thereof to a certain range. A coil spring 69 is wound around the spring holder 67, and the coil spring 69 is twisted with a predetermined set load, one end of which is coupled to the spring holder 67, and the other end of the first disk 32. It is coupled to the cylindrical portion 36 (the coupling portion is not shown).

以上のように構成した本実施形態のブレーキ装置の電動キャリパ１０の基本作動について次に説明する。
非制動状態では、ボールランプ機構２１のボール３４がボール溝３８，３９の最も深い端部にあり、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが最も近い位置にある。コントローラ１００は、制動力を発生させる際に、電動モータ１９のロータ２８を時計回りに回転させる。すると、ロータ２８の回転トルクが差動歯車減速機構２２で増幅されて第１ディスク３２に伝達される。 Next, the basic operation of the electric caliper 10 of the brake device of the present embodiment configured as described above will be described.
In the non-braking state, the ball 34 of the ball ramp mechanism 21 is at the deepest end of the ball grooves 38 and 39, and the first disk 32 and the second disk 33 are closest. When generating the braking force, the controller 100 rotates the rotor 28 of the electric motor 19 clockwise. Then, the rotational torque of the rotor 28 is amplified by the differential gear reduction mechanism 22 and transmitted to the first disk 32.

第１ディスク３２の回転力は、コイルスプリング６９を介して第２ディスク３３に伝達される。ピストン４０がブレーキパッド１４，１５を押圧する前は、ピストン４０に軸方向の荷重が殆ど作用せず、ピストン４０と第２ディスク３３との間のネジ部４１，４３に生じる抵抗が小さいので、コイルスプリング６９のセット荷重によって第２ディスク３３が第１ディスク３２と一体に回転し、第２ディスク３３とピストン４０との間に相対回転が生じて、ネジ部４１，４３の作用によってピストン４０が推力を発生させてディスクロータ１１側ヘ前進する。 The rotational force of the first disk 32 is transmitted to the second disk 33 via the coil spring 69. Before the piston 40 presses the brake pads 14 and 15, almost no axial load acts on the piston 40, and the resistance generated in the screw portions 41 and 43 between the piston 40 and the second disk 33 is small. The set load of the coil spring 69 causes the second disk 33 to rotate integrally with the first disk 32, causing relative rotation between the second disk 33 and the piston 40, and the piston 40 is moved by the action of the screw portions 41 and 43. A thrust is generated to move forward toward the disk rotor 11 side.

そして、ピストン４０が一方のブレーキパッド１４に接触してこれをディスクロータ１１ヘ押圧させ、その反力によってキャリパ本体１２がキャリア１６のスライドピンに沿って移動して、爪部１３が他方のブレーキパッド１５をディスクロータ１１に押圧させる。 Then, the piston 40 comes into contact with one brake pad 14 and presses it against the disk rotor 11, and the caliper body 12 moves along the slide pin of the carrier 16 by the reaction force, so that the claw portion 13 moves to the other brake. The pad 15 is pressed against the disk rotor 11.

両ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧された後は、その反力によってピストン４０に軸方向の大きな荷重が作用するため、ネジ部４１，４３の抵抗が増大してコイルスプリング６９のセット荷重を超えて、第２ディスク３３が回転を停止させることになり、その結果、コイルスプリング６９が撓んでボールランプ機構２１の第１ディスク３２および第２ディスク３３間に相対回転が生じる。これにより、ボール３４がボール溝３８，３９内を転動して第２ディスク３３およびピストン４０を一体に前進（すなわち直線運動）させ、ピストン４０によってブレーキパッド１４，１５をディスクロータ１１にさらに押付ける。 After the brake pads 14 and 15 are pressed against the disk rotor 11, a large axial load acts on the piston 40 due to the reaction force, so that the resistance of the screw portions 41 and 43 increases and the coil spring 69 is set. When the load exceeds the load, the rotation of the second disk 33 is stopped. As a result, the coil spring 69 is bent and relative rotation occurs between the first disk 32 and the second disk 33 of the ball ramp mechanism 21. As a result, the ball 34 rolls in the ball grooves 38 and 39 to advance the second disk 33 and the piston 40 together (that is, linear movement), and the piston 40 further pushes the brake pads 14 and 15 against the disk rotor 11. wear.

ここで、上記のようにして電動モータ１９の回転でピストン４０を進退させる差動歯車減速機構２２およびボールランプ機構２１が、ディスクロータ１１にブレーキパッド１４，１５を押圧させる推力機構１０５を構成しており、この推力機構１０５における相対回転部分にはグリス等の潤滑剤が塗布されている。 Here, the differential gear reduction mechanism 22 and the ball ramp mechanism 21 that move the piston 40 forward and backward by the rotation of the electric motor 19 as described above constitute the thrust mechanism 105 that presses the brake pads 14 and 15 against the disk rotor 11. A lubricant such as grease is applied to the relative rotating portion of the thrust mechanism 105.

そして、この推力機構１０５は、特に潤滑剤によって生じる粘性抵抗が温度により大きく変化することから、低温での粘性抵抗増大による電動キャリパ１０の応答性の低下や、高温での粘性抵抗減少による電動キャリパ１０の制御安定性の低下等の影響を低減するために、本実施形態では、主としてペダルセンサ１０２から出力されるペダルセンサ信号に応じた電流を電動モータ１９に供給して制動力を制御するコントローラ１００で、推力機構１０５の粘性係数の推定値を算出し、電動モータ１９へ供給する電流値をこの粘性係数に応じて調整する制御を行う。 In this thrust mechanism 105, since the viscous resistance generated by the lubricant varies greatly depending on the temperature, the electric caliper 10 is reduced in response due to an increase in the viscous resistance at a low temperature, and the electric caliper due to a decrease in the viscous resistance at a high temperature. In this embodiment, in order to reduce the influence of a decrease in the control stability of the controller 10, a controller that mainly controls the braking force by supplying a current corresponding to the pedal sensor signal output from the pedal sensor 102 to the electric motor 19. At 100, an estimated value of the viscosity coefficient of the thrust mechanism 105 is calculated, and control is performed to adjust the current value supplied to the electric motor 19 in accordance with the viscosity coefficient.

次に、コントローラ１００における電動キャリパ１０の制御内容について図２のフローチャートに沿って説明する。本処理は一定制御周期毎に行われる。
まず、ステップＳＡ１にてブレーキスイッチ１０３のオンオフ判定を行う。ブレーキスイッチ１０３がＯＮであれば、ステップＳＡ２以降のピストン推力を制御する処理へ、そうでなければステップＳＡ４以降のピストン位置を制御する処理に移行する。ステップＳＡ１においてブレーキスイッチ１０３がＯＮであった時は、ステップＳＡ２において目標ピストン推力を求める。目標ピストン推力は、ペダルセンサ１０２の信号の値に基づいて、予め設定した関数により算出する。 Next, the control content of the electric caliper 10 in the controller 100 will be described along the flowchart of FIG. This process is performed every fixed control cycle.
First, on / off determination of the brake switch 103 is performed in step SA1. If the brake switch 103 is ON, the process proceeds to the process for controlling the piston thrust after step SA2, and otherwise the process proceeds to the process for controlling the piston position after step SA4. When the brake switch 103 is ON in step SA1, the target piston thrust is obtained in step SA2. The target piston thrust is calculated by a preset function based on the signal value of the pedal sensor 102.

ステップＳＡ３では、目標ピストン推力とフィードバック値である推力センサ４６の値から、ピストン推力を制御するためのモータの電流値（制御量）を計算する。一例を図３を用いて説明する。図３はＰＩＤ制御を適用したコントローラ１００の制御ブロック図である。同図に示すように、目標ピストン推力と実ピストン推力との偏差から比例ゲイン（Ｋｐ）、偏差の微分値から微分ゲイン（Ｋｄ）を計算し、これらの和をモータ電流を制御するための目標モータ電流値を作成する。 In step SA3, the current value (control amount) of the motor for controlling the piston thrust is calculated from the target piston thrust and the value of the thrust sensor 46 which is a feedback value. An example will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a control block diagram of the controller 100 to which PID control is applied. As shown in the figure, the proportional gain (Kp) is calculated from the deviation between the target piston thrust and the actual piston thrust, the differential gain (Kd) is calculated from the differential value of the deviation, and the sum of these is the target for controlling the motor current. Create a motor current value.

ステップＳＡ１においてブレーキスイッチ１０３がオフであった時は、ステップＳＡ４では、パッド接触位置検出手段によって求められるパッド接触位置を目標モータ位置として設定する。パッド接触位置は、ピストン４０がピストン推力の発生方向に移動した時にディスクロータ１１とブレーキパッド１４、１５が接触を開始する時のモータ位置である。パッド接触位置検出手段は推力センサの信号に基づいてパッド接触位置の補正を行う。例えば、推力センサ４６の信号がゼロ点電圧となったときのピストンの位置をパッド接触位置の補正を行う。例えば、推力センサ４６の信号がゼロ点電圧となった時のピストン４０の位置をバッド接触位置として検出できるほか、従来公報に記されている方法によってもパッド接触位置の検出が可能である。ステップＳＡ６では目標電流値に従いモータ１９を制御する。ステップＳＡ７では後述のピストン推力センサ４６の異常検出処理を行う。以上が一定制御周期で行うコントローラ１００の制御内容である。 When the brake switch 103 is off in step SA1, in step SA4, the pad contact position obtained by the pad contact position detection means is set as the target motor position. The pad contact position is a motor position when the disk rotor 11 and the brake pads 14 and 15 start to contact when the piston 40 moves in the direction in which the piston thrust is generated. The pad contact position detection means corrects the pad contact position based on the signal from the thrust sensor. For example, the pad contact position is corrected for the position of the piston when the signal of the thrust sensor 46 becomes the zero point voltage. For example, the position of the piston 40 when the signal of the thrust sensor 46 becomes the zero point voltage can be detected as a bad contact position, and the pad contact position can also be detected by a method described in the conventional publication. In step SA6, the motor 19 is controlled according to the target current value. In step SA7, an abnormality detection process for the piston thrust sensor 46 described later is performed. The above is the control content of the controller 100 performed at a constant control cycle.

次に、ピストン推力センサ４６の異常検出処理について図４に沿って説明する。同図に示したラインＮは、ブレーキパッド１４，１５が新品の状態におけるモータ位置とピストン推力センサの関係を表しており、この関係は電動キャリパ機構部の弾性変形量およびブレーキパッド１４，１５の弾性変形量により決定される関係である。しかし、長期に渡るパッドの使用により摩耗や偏摩耗が生じた場合や、繰り返しの制動によりブレーキパッド１４，１５自体の温度が上昇した場合には、ブレーキパッド１４，１５が新品である通常の時の関係と比較して変動が生じる。例えば、ブレーキパッド１４，１５が摩耗した場合には、ブレーキパッド１４，１５の弾性変形量は小さくなるため、図４のラインＡのような関係となる。また、ブレーキパッド１０が偏摩耗した場合には、ブレーキパッド１４，１５の弾性変形量は大きくなるため、図４のラインＢのような関係となる。 Next, the abnormality detection process of the piston thrust sensor 46 will be described with reference to FIG. A line N shown in the figure represents the relationship between the motor position and the piston thrust sensor when the brake pads 14 and 15 are new, and this relationship indicates the amount of elastic deformation of the electric caliper mechanism and the brake pads 14 and 15. The relationship is determined by the amount of elastic deformation. However, when wear or uneven wear occurs due to the use of the pad for a long time, or when the temperature of the brake pad 14 or 15 itself increases due to repeated braking, the normal time when the brake pad 14 or 15 is new. Fluctuation occurs compared to the relationship. For example, when the brake pads 14 and 15 are worn, the amount of elastic deformation of the brake pads 14 and 15 is small, so that the relationship shown by line A in FIG. Further, when the brake pad 10 is unevenly worn, the amount of elastic deformation of the brake pads 14 and 15 becomes large, and the relationship is as shown by line B in FIG.

さらに、ブレーキパッド１４，１５自体の温度が上昇した時には、ブレーキパッド１４，１５の弾性変形量は大きくなるため、図４のラインＣのような関係となる。ここで、これらブレーキパッド状態の変動の限界値は予め実験によって決められる。例えば、摩耗側の限界値についてはブレーキパッド１４，１５の図示しない摩擦材の厚さをゼロとした時の関係から求められる。また、偏摩耗、温度側の限界値についても偏摩耗温度、温度上層限度に対する関係から求めることができる。 Further, when the temperature of the brake pads 14 and 15 themselves rises, the amount of elastic deformation of the brake pads 14 and 15 increases, so that the relationship as shown by line C in FIG. Here, the limit value of the variation of the brake pad state is determined in advance by experiment. For example, the limit value on the wear side is obtained from the relationship when the thickness of the friction material (not shown) of the brake pads 14 and 15 is zero. Further, the limit value on the uneven wear and temperature side can also be obtained from the relationship to the uneven wear temperature and the upper temperature limit.

さらに、電動キャリパ１０は低温から高温までの環境温度で使用されるため、ピストン推力センサ４６にはゼロ点電圧の温度ドリフトが発生する。従って、剛性カーブは、図５のラインＤ、Ｅに示すように温度ドリフトが発生していない通常の場合と比較して一定のオフセットを持つ関係となる。ここで、前記温度ドリフトの限界値は予め実験によって求められる。 Further, since the electric caliper 10 is used at an environmental temperature from a low temperature to a high temperature, a temperature drift of zero point voltage occurs in the piston thrust sensor 46. Therefore, the rigidity curve has a certain offset as compared to the normal case where no temperature drift occurs as indicated by lines D and E in FIG. Here, the limit value of the temperature drift is obtained in advance by experiments.

以上、ブレーキパッド１４，１５の状態変化とピストン推力センサ４６の温度ドリフトを考慮すると、モータ位置とピストン推力の取りうる関係は図で示される２本の破線で表された限界値以内にあることが定められる。上方の限界線はパッド１４，１５が摩耗限度に達しており、かつピストン推力センサ４６のゼロ点電圧がプラスドリフト限界に達した状態にある時のモータ位置とピストン推力センサ４６の関係を表しており（ラインＡ＋ラインＤ）、下方の限界線はパッド１４，１５が偏摩耗限度かつ温度上昇温度に達した状態にある時のモータ位置とピストン推力位置にある時の関係を表している（ラインＢ＋ラインＣ＋ラインＥ）。ここで、モータ位置をｘとして、図６のラインＡ＋ラインＤで表される上方限界線をｆｔ（Ｘ）、ラインＢ＋ラインＣ＋ラインＥで表される下方限界線をｆｕ（Ｘ）とする。ここで、関数ｆｔ（Ｘ）、ｆｕ（Ｘ）はＸに関する多次元多項式で予め定めておくことができる。 As described above, when the change in the state of the brake pads 14 and 15 and the temperature drift of the piston thrust sensor 46 are taken into consideration, the relationship between the motor position and the piston thrust can be within the limit value represented by the two broken lines shown in the figure. Is determined. The upper limit line represents the relationship between the motor position and the piston thrust sensor 46 when the pads 14 and 15 have reached the wear limit and the zero point voltage of the piston thrust sensor 46 has reached the plus drift limit. The lower limit line represents the relationship between the motor position and the piston thrust position when the pads 14 and 15 reach the partial wear limit and reach the temperature rise temperature (line A + line D). B + line C + line E). Here, it is assumed that the motor position is x, the upper limit line represented by line A + line D in FIG. 6 is ft (X), and the lower limit line represented by line B + line C + line E is fu (X). Here, the functions ft (X) and fu (X) can be determined in advance by a multidimensional polynomial related to X.

ピストン推力センサ４６の異常検出処理はピストン推力とモータ位置の関係が前記限界線の範囲内にあるか否かを判定する。この異常検出処理について図７を用いて説明する。
ステップＳＢ１ではピストン推力センサ４６の値を読み込みＹに格納する。ステップＳＢ２ではモータ位置を読み込みＸに格納する。ステップＳＢ３では前述した上方限界値ｆｔ（Ｘ）、下方限界値ｆｕ（Ｘ）を計算し、ステップＳＢ１で読み込んだピストン推力Ｙとの比較を行う。ここで、ピストン推力センサ４６の異常は発生していないと判断し処理を終了する。そうでなければ、ステップＳＢ４へ移行し、ピストン推力センサ４６が異常であると判断する。このようにすることで、環境温度の変化によりピストン推力センサ４６の異常を速やかに把握することができ、ブレーキ装置の信頼性が向上する。 The abnormality detection process of the piston thrust sensor 46 determines whether the relationship between the piston thrust and the motor position is within the limit line. This abnormality detection process will be described with reference to FIG.
In step SB1, the value of the piston thrust sensor 46 is read and stored in Y. In step SB2, the motor position is read and stored in X. In step SB3, the upper limit value ft (X) and the lower limit value fu (X) described above are calculated and compared with the piston thrust Y read in step SB1. Here, it is determined that no abnormality has occurred in the piston thrust sensor 46, and the process is terminated. Otherwise, the process proceeds to step SB4, and it is determined that the piston thrust sensor 46 is abnormal. By doing in this way, abnormality of piston thrust sensor 46 can be grasped quickly by change of environmental temperature, and the reliability of a brake device improves.

また、ピストン推力センサ４６の異常を検知した場合には、センサ４６で検出された推力を上方限界値ｆｔ（Ｘ）側または下方限界値ｆｕ（Ｘ）側に補正をすることで、適切な制動力を付与することができる。すなわち、センサ４６で検出された推力が上方限界値ｆｔ（Ｘ）を上回っている場合には、その差分だけ制動力を減算補正する。また、センサ４６で検出された推力が下方限界値ｆｕ（Ｘ）を下回っている場合には、その差分だけ制動力を加算補正する。上記のような対応をとることで、ピストン推力センサ４６の異常を検知した場合であっても、適切な制動力を付与することができ、このような適切な対応をとることで車両の片流れの発生やブレーキパッドの引きずりなどの問題を防止することができる。 In addition, when an abnormality is detected in the piston thrust sensor 46, the thrust detected by the sensor 46 is corrected to the upper limit value ft (X) side or the lower limit value fu (X) side, so that appropriate control is performed. Power can be applied. That is, when the thrust detected by the sensor 46 exceeds the upper limit value ft (X), the braking force is subtracted and corrected by the difference. When the thrust detected by the sensor 46 is below the lower limit value fu (X), the braking force is added and corrected by the difference. By taking the above measures, it is possible to apply an appropriate braking force even when an abnormality of the piston thrust sensor 46 is detected. Problems such as generation and brake pad dragging can be prevented.

次に本発明の第２の実施の形態について図８〜図１２を用いて説明する。本実施の形態においては、ブレーキパッド１４，１５の状態によって変動する弾性変形量を予め計算することで、さらに精度良くピストン推力センサ４６の異常検知を行うことができる。図８は、図２に示した処理にステップＳＡ８の剛性推定の処理を追加するとともに、ステップＳＡ９の異常検出処理を後述のように変更している。なお、その他の点は図２に示した処理と同様であるので、同一の番号を付して適宜その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the abnormality of the piston thrust sensor 46 can be detected with higher accuracy by calculating in advance the amount of elastic deformation that varies depending on the state of the brake pads 14 and 15. FIG. 8 adds the rigidity estimation process of step SA8 to the process shown in FIG. 2 and changes the abnormality detection process of step SA9 as described later. Since the other points are the same as the processing shown in FIG. 2, the same numbers are given and the description thereof is omitted as appropriate.

ステップＳＡ８の剛性推定定理について図９、図１０を用いて説明する。ブレーキスイッチ１０３がオンとなり、ステップＳＡ８の剛性推定処理に入ると、ステップＳＣ１ではモータ位置が予め定めた既定値Ｘｉと等しくなったかが判定される。検出されたモータ位置と既定値Ｘｉとが等しければＳＣ２にてピストン推力センサ４６の値を読み込みＹｉに格納する。ステップＳＣ３ではカウンタｉをインクリメントする。ステップＳＣ４ではカウンタｉが既定回数に達していたらＳＣ５にて剛性推定値を計算する。ステップＳＣ５の時点でモータ位置Ｘｉとピストン推力Ｙｉの関係は図１０で示される点のようになっており、剛性推定は図１０の点を多項式近似することで求められる。多項式近似については最小二乗法などにより求められる。多項式近似したモータ位置とピストン推力の関係をｆ（Ｘ）と表す。 The rigidity estimation theorem in step SA8 will be described with reference to FIGS. When the brake switch 103 is turned on and the rigidity estimation process in step SA8 is entered, it is determined in step SC1 whether the motor position is equal to a predetermined value Xi. If the detected motor position is equal to the predetermined value Xi, the value of the piston thrust sensor 46 is read in SC2 and stored in Yi. In step SC3, the counter i is incremented. In step SC4, if the counter i has reached the predetermined number of times, an estimated stiffness value is calculated in SC5. At the time of step SC5, the relationship between the motor position Xi and the piston thrust Yi is as shown in FIG. 10, and rigidity estimation is obtained by polynomial approximation of the points in FIG. The polynomial approximation can be obtained by the least square method. The relation between the motor position approximated by the polynomial and the piston thrust is expressed as f (X).

異常検出処理について図１１及び図１２に沿って説明する。この処理は、図１１に示すように、ピストン推力センサ４６の異常検出範囲を前述の上方限界線ｆｔ（Ｘ）、下方限界線ｆｕ（Ｘ）より狭くしてセンサ４６の異常検知の精度を高めることを目的としている。 The abnormality detection process will be described with reference to FIGS. In this process, as shown in FIG. 11, the abnormality detection range of the piston thrust sensor 46 is narrower than the upper limit line ft (X) and the lower limit line fu (X) described above, and the accuracy of abnormality detection of the sensor 46 is improved. The purpose is that.

図１１中、ｆｔ’（Ｘ）、ｆｕ’（Ｘ）は剛性推定によって求めたモータ位置とピストン推力の関係ｆ（Ｘ）からブレーキパッド１４，１５自体の温度変化分を考慮した関係である。
ステップＳＤ１ではピストン推力センサ４６の値を読み込みＹに格納する。ステップＳＤ２ではモータ位置を読み込みＸに格納する。ステップＳＤ３では推力センサ４６が正常であり、前述の剛性推定が正常に行われたならば、ステップＳＤ４では前述した上方限界値ｆｔ’（Ｘ）、下方限界値ｆｕ’（Ｘ）を計算し、ステップＳＤ１で読み込んだピストン推力Ｙとの比較を行う。ここで、ピストン推力Ｙが上方限界値ｆｔ’（Ｘ）以下、下方限界値ｆｕ’（Ｘ）以上であれば、ピストン推力センサ４６の異常は発生していないと判断し処理を終了する。そうでなければ、ステップＳＤ５へ移行し、ピストン推力センサ４６が異常であると判断する。
このような処理を付加することにより、ブレーキパッドの剛性が変動している場合でも前記推力センサ４６の異常の検出精度を高めることができる。従って、より適切な対応をとることが可能となり、信頼性が向上する。 In FIG. 11, ft ′ (X) and fu ′ (X) are relationships that take into account the temperature change of the brake pads 14 and 15 themselves from the relationship f (X) between the motor position and the piston thrust obtained by the rigidity estimation.
In step SD1, the value of the piston thrust sensor 46 is read and stored in Y. In step SD2, the motor position is read and stored in X. In step SD3, if the thrust sensor 46 is normal and the above-described rigidity estimation is normally performed, in step SD4, the above-described upper limit value ft ′ (X) and lower limit value fu ′ (X) are calculated. The piston thrust Y read in step SD1 is compared. Here, if the piston thrust Y is not more than the upper limit value ft ′ (X) and not less than the lower limit value fu ′ (X), it is determined that the abnormality of the piston thrust sensor 46 has not occurred, and the process is terminated. Otherwise, the process proceeds to step SD5, where it is determined that the piston thrust sensor 46 is abnormal.
By adding such processing, even when the rigidity of the brake pad is fluctuating, it is possible to improve the detection accuracy of the abnormality of the thrust sensor 46. Therefore, it is possible to take a more appropriate measure and improve reliability.

本発明の第１の実施の形態におけるブレーキ装置を示す電動キャリパの断面図である。It is sectional drawing of the electric caliper which shows the brake device in the 1st Embodiment of this invention. コントローラの制御フローチャートである。It is a control flowchart of a controller. ピストン推力機構の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a piston thrust mechanism. パッド状態によって変動するピストン推力とモータ位置の関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the piston thrust which fluctuates with a pad state, and a motor position. ピストン推力センサのゼロ点ドリフトによって変動するピストン推力とモータ位置の関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship of the piston thrust and motor position which are fluctuate | varied by the zero point drift of a piston thrust sensor. ピストン推力センサとモータ位置が取りうる限界線を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the limit line which a piston thrust sensor and a motor position can take. ピストン推力センサの異常検知方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the abnormality detection method of a piston thrust sensor. 本発明の第２の実施の形態におけるコントローラの制御フローチャートであって、図２に相当する図である。It is a control flowchart of the controller in the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure equivalent to FIG. 剛性推定定理処理のフローチャートである。It is a flowchart of a rigidity estimation theorem process. モータ位置とピストン推力との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a motor position and piston thrust. 異常検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of an abnormality detection process. モータ位置とピストン推力との関係と、モータ位置に対するピストン推力の上限および下限を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a motor position and piston thrust, and the upper limit and lower limit of piston thrust with respect to a motor position.

Explanation of symbols

１０電動キャリパ
１４、１５ブレーキパッド
１９電動モータ（アクチュエータ）
２０位置検出器（位置検出手段）
４０ピストン（推力機構）
４６ピストン推力センサ（押圧力検出手段）
１００コントローラ（制御手段） 10 Electric caliper 14, 15 Brake pad 19 Electric motor (actuator)
20 position detector (position detecting means)
40 piston (thrust mechanism)
46 Piston thrust sensor (pressing force detection means)
100 controller (control means)

Claims

A thrust mechanism that presses the brake pad against the disc rotor, an actuator that drives the thrust mechanism, a pressing force detection means that detects a pressing force by the thrust mechanism, a position detection means that detects a displacement of the thrust mechanism, In a brake device comprising control means for controlling the actuator to generate a braking force in response to a pressing force signal of the pressing force detection means and a braking instruction signal of the vehicle,
The brake includes an abnormality detecting unit that detects an abnormality of the pressing force detecting unit based on a relative relationship between a pressing force signal of the pressing force detecting unit and a displacement signal of the position detecting unit. apparatus.

The abnormality detecting means stores in advance a limit value based on the relative relationship between the pressing force signal of the pressing force detecting means and the displacement signal of the position detecting means in consideration of the zero point drift amount due to the temperature of the pressing force detecting means. 2. The brake device according to claim 1, wherein an abnormality of the pressing force detecting means is detected based on the limit value.

The abnormality detection means stores in advance a limit value based on the relative relationship between the pressing force signal of the pressing force detection means and the displacement signal of the position detection means in consideration of the rigidity variation of the brake pad. The brake device according to claim 1 or 2, wherein an abnormality of the pressing force detection means is detected.