JP2008008476A - 電動ブレーキ装置及び電動ブレーキ装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】システム終了要求があった場合、区間A、区間Bの処理を繰り返して行い、モータ電流を断続的に低下させる。これに伴い、徐々にモータ変位が減少する。そして、コイルスプリング(戻りバネ)に蓄えられていたトルクなどの戻し力がモータ11及びピストンの戻り変位に徐々に消費され、ロータの回転速度も上がらないようになるので、モータ変位の停止、ひいてはピストンの戻り作動の停止が、スムーズに行われる。このため、前記戻し力がモータ11及びピストンの戻り変位に一度に作用した場合に起こり得る、慣性によるモータ11及びピストンの加速度的な大きな後退(ひいてはピストンの無用な位置までの後退)を回避できる。これにより、システム終了の前に、ピストンを、非制動時の待機位置の近くに適切に停止させることができ、次回の電動ブレーキ装置の立上がりを迅速に行える。
【選択図】図4
Description
また、本発明の第2の目的は、モータ停止時に押圧部材が無用な位置まで後退するような事態の回避を図ることができる電動ブレーキ装置の制御装置を提供することにある。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の電動ブレーキ装置において、前記電動アクチュエータは、電動モータ及び該電動モータの回転を直動に変換する回転直動変換機構からなり、前記押圧部材が前記回転直動変換機構により推進されることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の電動ブレーキ装置において、前記回転直動変換機構の回動部材には、前記ブレーキパッドを押圧する方向と逆方向に前記押圧部材を戻すための戻しバネが設けられるとともに、該戻しバネによる前記回動部材の戻しすぎを規制するための係止部が設けられていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記押圧部材による前記回転体への前記ブレーキパッドの非押圧時に、前記押圧部材を所定電流で待機位置に保持することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の電動ブレーキ装置において、前記電力供給停止手段は、電流値を連続的に低下させていくことを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の電動ブレーキ装置において、前記電動キャリパには、前記押圧部材の位置を検出する位置検出手段が設けられており、前記電力供給停止手段は、前記位置検出手段の検出値に基づいて前記押圧部材を緩やかに戻すように電流値を低下させることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項7記載の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、電力供給を停止したときに前記位置検出手段からの位置信号に所定時間変化がないときに前記押圧部材が終端位置に達したことを検出する終端検出手段を有することを特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項7記載の電動ブレーキ装置において、前記電力供給停止手段は、途中で作動が中断されたのちに、再度、前記電力供給停止手段が作動するときには、中断された位置又は中断位置前の所定位置まで早く戻した後、前記押圧部材を緩やかに戻すことを特徴とする。
図1、図2は、本発明の第1実施形態に係る電動ブレーキ装置を示したものである。図1、図2において、1は電動キャリパで、自動車の各輪にそれぞれ設けられており、この電動キャリパ1は、ディスクロータD(回転体)より車両内側に位置する車両の非回転部(ナックル等)に固定されたキャリア2と、ディスクロータDの両側に配置された一対のブレーキパッド3,4と、ケーシング部5とこのケーシング部5からディスクロータDを跨いで車両外側へ延ばされた爪部6とからなるキャリパ本体7とから大略構成されている。キャリパ本体7は、キャリア1にディスクロータDの軸方向へ移動可能に支持されおり、同様に、ブレーキパッド3,4もディスクロータDの軸方向に移動可能にキャリア1に支持されている。また、キャリパ本体7の爪部6の爪片6aが車両外側のブレーキパッド4の背面に近接して配置されている。なお、ケーシング部5の内面は段付き形状となっており、その後部開口は蓋板8により被蓋されている。
モータ11は、DCブラシレスモータが使用されており、キャリパ本体7のケーシング部5に外付けされたハウジング31内のコントローラ32(制御装置、図1)からの指令でロータ25を所望トルクで所望角度だけ回転させるように作動する。モータ11のロータ25の回転角は、ロータ25の外周面に固定したレゾルバロータ33aとレゾルバステータ33bとからなる回転検出器33(位置検出手段)によって検出されるようになっている。なお、位置検出手段としては、レゾルバ以外の回転検出器でもよく、また、ピストン10の直動変位を検出するポテンショメータ等であってもよい。
また、ケーシング部5内の、蓋板8に隣接する箇所には、輪状の支持板34と後述の歯車部材35とが一体的に配設されており、両者の間には、上記回転体29を支持する軸受36が挟持されている。
揺動アーム62は、前記ねじりばねにより常時は係合つめ61を前記つめ車60から係合離脱させる方向(時計方向R)へ付勢されている。一方、ソレノイド68は、ソレノイド68に対応して設けられるコイル65への通電によりプランジャ67を引込む吸着型ソレノイドとして構成されている。したがって、このソレノイド68への通電に応じて揺動アーム62は、係合つめ61をつめ車60に係合させる方向(反時計方向L)へ揺動する。なお、ソレノイド68のコイル65への通電は、キャリパ本体7のケーシング部5に外付けしたハウジング31内のコントローラ32(図1)に接続した駆動回路74によって制御されるようになっている。
通常の電動ブレーキとして作動する場合は、踏力センサより運転者のブレーキ操作信号の入力があると、上位コントローラ100は各輪への制動配分を計算し、配分値に応じたブレーキ作動要求を各輪のコントローラ32にそれぞれ発生し、これに基づきモータ11のロータ25が図1右方から見て反時計方向Lに回転する。すると、このロータ25と一体の偏心軸46に軸受44を介して取付けられている偏心車50が公転し、これに応じてボールランプ機構12内の第1ディスク(回動部材)37がロータ25と前記した一定の回転比でもって図1右方から見て反時計方向L回りに回転する。すると、ボールランプ機構12内のボール38がボール溝40の間で転動し、これにより第2ディスク(直動部材)39が前進し、その前進運動がパッド摩耗補償機構14を構成するアジャスタ41を介してピストン10に伝達される。
そして、パッド摩耗がない場合は、ピストン10が待機位置からパッドクリアランスを解消する位置を経て推進し、ブレーキパッド3,4をディスクロータDに押圧して、モータ11のトルクに応じた制動力が発生し、この間、ブレーキ解除機構としてのコイルスプリング15にトルクが蓄えられる。
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じて上位コントローラ100およびコントローラ32によりモータ11のロータ25が図1右方から見て時計方向Rに回転し、これに応じてボールランプ機構12を構成するボール38がボール溝40の初期位置に戻る。この時、第2ディスク39には戻しばね43の付勢力が作用しているので、第2ディスク39とパッド摩耗補償機構14を構成するアジャスタ41とは一体的に戻り、これに応じてピストン10が後退し、ディスクロータDからブレーキパッド3,4が離れることで制動が解除される。この時、駐車ブレーキロック機構16のソレノイド68に対する通電が遮断されており、揺動アーム62の先端の係合つめ61は、モータ11のロータ25上のつめ車60からわずか係合離脱する状態を維持する。この結果、ロータ25は円滑に図1右方から見て時計方向Rへ回転し、電動ブレーキの解除が保証される。
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキスイッチの操作信号により上位コントローラ100およびコントローラ32が制動処理を行ない、モータ11のロータ25が図1右方から見て反時計方向Lに回転し、上記した駐車ブレーキ作動時と同様にピストン10が推進してディスクロータDにブレーキパッド3,4が押圧されて制動力が発生する。そして、制動力が所定値に達するとコントローラ32から駆動回路74を通じて駐車ブレーキロック機構16内のソレノイド68のコイル65に短時間通電がなされ、続いてモータ11への通電が遮断される。ソレノイド68のコイル65への短時間通電によりプランジャ67が、ねじりばねの付勢力に抗してハウジング66内に引込まれ、揺動アーム62は、揺動支点(図示省略)を中心に図1右方から見て反時計方向Lへ揺動する。これにより、揺動アーム62の先端の係合つめ61がモータ11のロータ25上のつめ車60の歯部に嵌合(係合)し、この結果、ロータ25は図1右方から見て時計方向Rへの回転が規制され、駐車ブレーキが確立する。なお、モータ11への通電を遮断した際、キャリパ剛性の影響等によってモータ11のロータ25に図1右方から見て時計方向Rへのトルクが発生するので、係合つめ61はつめ車60の歯面に強く押付けられ、これにより駐車ブレーキはより安定して確立するようになる。
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキスイッチの解除操作があると、上位コントローラ100およびコントローラ32によりモータ11への通電がなされ、電動ブレーキ作動時と同様にロータ25が図1右方から見て反時計方向Lへわずか回転し、駐車ブレーキロック機構16のつめ車60もロータ25と一体に図1右方から見て反時計方向へわずか回転する。すると、係合つめ61に作用していた押付力が解放される。この時、ソレノイド68のコイル65への通電が遮断されているので、前記押付力の解放に応じてねじりばねの付勢力で揺動アーム62が図1右方から見て時計方向Rへ揺動し、係合つめ61が、つめ車60の歯部から係合離脱する。その後、適宜タイミングでモータ11のロータ25を図1右方から見て時計方向Rへ回転させれば、ロータ25は、そのつめ車60が係合つめ61と接触することなく図1右方から見て時計方向Rへ回転し、これにより駐車ブレーキが解除される。
この作動は、コントローラ32が、図3に示される制御アルゴリズムを処理することにより果たされる。この作動について、以下、図3及び図4に基づいて説明する。
コントローラ32は、まず、上位コントローラ100からシステム終了要求を受信したか否かの判定を行う(ステップS11)。
ステップ12では、さらに、後述する規定時間Tbと比較するために、図示しないTb用タイマにより計時を開始する。この場合、Tb用タイマによる計時開始に先だって、Tb用タイマについて初期化を行い、それまでの計時データをクリアする。
ここで、規定量θは、戻し力によってモータロータ25が加速し始める回転移動量として実験的に予め設定されているものである。
ステップS14の計時処理では次の処理を行う。すなわち、後述する規定時間Taと比較するために、図示しないTa用タイマにより計時を行う。この際、モータ電流がOFF(図4中の区間A参照)である場合(ステップS13でYESとされて当該ステップS14に進んだ場合)には、計時開始に先だって、Ta用タイマについて初期化を行い、それまでの計時データをクリアし、その後、計時を開始する。一方、モータ電流がON状態(図4中の区間B参照)である場合(後述するステップS15でNOとされて当該ステップS14に進んだ場合)には、初期化は行われず、加算計時が行われる。
図4中の区間Bは、図3の「ステップS15でNO」 → 「ステップS14」 → 「ステップS15」のループを周回している時間に相当する。
ステップS16でYESと判定する、すなわち、規定量θモータ11が変位していない状態で規定時間Tbが経過したと判定すると、モータ変位が回転終端(図示省略)に達したものとして、当該電動ブレーキ装置に係る電力供給を停止し当該電動ブレーキ装置の作動を終了する(ステップS17)。なお、ステップS17では、電動ブレーキ装置の作動終了処理に先だって、現在のモータ変位点が回転終端(以下、単に終端とも言う。)としてコントローラ32に接続されたメモリ101に記録される。このステップS17の終端をメモリ101に記録する処理が終端検出手段を構成している。なお、後述の第2実施形態のステップS22、S23の処理をしない場合には、終端をメモリ101に記録しなくても(終端検出手段を設けなくても)よい。
このため、コイルスプリング15に蓄えられていたトルクなどの戻し力がモータ11及びピストン10の戻り変位に一度に作用した場合に起こり得る、慣性によるモータ11及びピストン10の加速度的な大きな後退(ひいてはピストン10の無用な位置までの後退)を回避できる。これにより、システム終了の前に、ピストン10を、非制動時の待機位置の近くに適切に停止させることができる。
特に、モータ11のロータ25の回転終端を規定した場合、電動ブレーキ装置のモータ11への通電を遮断するときに、モータ電流を断続的に小さくしてロータ25の回転速度を制限しているため、モータ11のロータ25(回転部材)が回転終端に達しても衝突音を発生させずに済む。また、ロータ25(回転部材)が回転終端に達するときの衝撃を緩和できるため、モータ11のロータ25(回転部材)とロータ25を支持する部材の強度低減を図ることができ、装置の小型化につながる。
第2実施形態では、大略、図6左側の部分に示すように1回目のブレーキ作動(通常ブレーキの制御)が行われ、この過程でシステム終了要求があり、これに続く1回目の回転終端検出制御(図6の左側の「AとBの繰り返し」の区間)が行われ、1回目の回転終端検出制御の終了直前にモータ11の位置(回転終端)が記録され、その後に、2回目のブレーキ作動(通常ブレーキの制御)が開始され、パッド押付力が大きくなり制動力が発生し(図6中区間C)、新たにシステム終了要求があり、区間Dの処理を行った後、再度、回転終端検出制御を行う(図6の右側のAとBの繰り返し」の区間)ようにしている。
この後に、システム終了要求があり(ステップS11でYES)、処理がステップS22に進むと、ステップS22でYESと判定する。すると、回転終端のモータ変位点よりも規定量αだけピストン押し出し側の位置にモータ11の回転位置がくるようにモータ変位の制御(図6中の区間Dの領域)が行われる(ステップS23)。ここで、規定量αだけ回転終端のモータ変位点の手前に設定するのは、ロータ25の回転加速による戻り過ぎを防止するためである。なお、このような虞れを無視できる場合には、規定量αをなくすようにしてもよい。
ステップS23の処理を実行することにより、ステップS23が行われた段階で、モータ変位点は終端位置に近くなっており、ステップS23後に行われる区間A及び区間Bの繰り返し回数を少なくして、モータ変位点を終端位置まで案内する。
この第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、コイルスプリング15に蓄えられていたトルクなどの戻し力がモータ11及びピストン10の戻り変位に一度に作用した場合に起こり得る、慣性によるモータ11及びピストン10の大きな後退(ひいてはピストン10の無用な位置までの後退)を回避でき、システム終了の前に、ピストン10を、非制動時の待機位置の近くに停止させることができる。
したがって、再びシステム終了要求がある場合には、あらかじめ、前回中断されたときのモータ変位点、あるいはその手前近くまでモータ11を変位制御で移動させることにより、システム終了に要する時間を短縮することができる。
ステップS34は、ステップS22でNOと判定されたときに実行され、回転終端検出制御は初回ではないか否(初回である)かの判定を行う。ステップS34でNO、すなわち、回転終端検出制御は初回であると判定した場合、ステップS12に進む。この場合(ステップS34でNO、すなわち回転終端検出制御が初回である場合)は、以前に回転終端検出制御が中断されたことはないことを意味する。一方、ステップS34でYES、すなわち回転終端検出制御が初回でない場合は、以前に回転終端検出制御が中断されたことを意味する。
この第4実施形態では、ステップS15でYESと判定した場合、システム終了キャンセルか否かの判定を行う(ステップS25)。ステップS25でNOと判定するとステップS12に戻る。ステップS25でYESと判定すると、終端検出中断フラグをON(オン)し(ステップS26)、モータ11の現在位置を終端検出中断位置とし(ステップS27)、ステップS11に戻る。ステップS27では、上記処理に加えて、終端検出中断位置をメモリ101に記録する処理を行う。
なお、第2実施形態(図5)ステップS23では、回転終端位置+αの位置にモータ11を制御するが、本実施形態のステップS23Aでは、終端検出中断フラグがONの場合、終端検出中断位置+αの位置にモータ11を制御する終端検出中断時モータ位置制御を行い、終端検出中断時モータ位置制御を実施した際は終端検出中断フラグをOFFするようにしている。
ステップS34Aは、ステップS22でNOと判定されたときに実行され、終端検出中断フラグがONか否かの判定を行う。ステップS34AでNO(終端検出中断フラグがOFFである)と判定した場合、ステップS12に進む。ステップS34AでYESと判定した場合、ステップS35に進み、この処理の後、ステップS12に進む。ステップS35では、終端検出中断位置+αの位置にモータ11を制御する終端検出中断時モータ位置制御を行う。ステップS35では、終端検出中断時モータ位置制御を実施した際は終端検出中断フラグをOFFする。
図11において、第6実施形態のコントローラ32は、ステップS11に続くステップS92で、終端検出中断フラグがONであるか否かの判定を行う。ステップS92でYESと判定すると、終端検出中断位置+αの位置にモータ11を制御する終端検出中断時モータ位置制御を行い、かつ終端検出中断フラグをOFFする(ステップS93)。ステップS93に続いて、モータ11への電流を徐々に低下する(ステップS94)。テップS92でNOと判定すると、ステップS94に進む。
ステップS96でYESと判定すると、終端検出中断フラグをONし(ステップS97)、現在位置を終端検出中断位置としてメモリ101に記憶し(ステップS98)、ステップS11に戻る。
ステップS95でYESと判定すると、規定時間Tが経過したか否かの判定を行う(ステップS99)。ステップS99でYESと判定するとシステム終了処理を行い(ステップS17)、システムを終了させる。
このため、第6実施の形態によれば、第1実施形態と同様に、システム終了要求があった場合、ピストン10を、非制動時の待機位置の近くに適切に停止させて、システム終了が行われるので、次回の電動ブレーキ装置の立上がり時には、ピストンを前記非制動時の待機位置に移動させる時間が短くなり、これに伴い、電動ブレーキ装置の稼働を迅速に行える。
Claims (12)
- 電動アクチュエータを備え、回転体にブレーキパッドを押圧する押圧部材が前記電動アクチュエータにより推進される電動キャリパと、前記電動アクチュエータを制御するため、これに電力を供給する制御装置と、からなり、前記電動キャリパは、前記制御装置からの電力供給が停止されたときに、前記押圧部材が前記ブレーキパッドを押圧する方向とは逆方向に戻されるようになっている電動ブレーキ装置において、
前記制御装置は、前記電動アクチュエータヘの電力供給を停止するときに、前記押圧部材を緩やかに戻すように電流値を低下させてから電力供給を停止する電力供給停止手段を有することを特徴とする電動ブレーキ装置。 - 前記電動アクチュエータは、電動モータ及び該電動モータの回転を直動に変換する回転直動変換機構からなり、前記押圧部材が前記回転直動変換機構により推進されることを特徴とする請求項1記載の電動ブレーキ装置。
- 前記回転直動変換機構の回動部材には、前記ブレーキパッドを押圧する方向と逆方向に前記押圧部材を戻すための戻しバネが設けられるとともに、該戻しバネによる前記回動部材の戻しすぎを規制するための係止部が設けられていることを特徴とする請求項2記載の電動ブレーキ装置。
- 前記制御装置は、前記押圧部材による前記回転体への前記ブレーキパッドの非押圧時に、前記押圧部材を所定電流で待機位置に保持することを特徴とする請求項1記載の電動ブレーキ装置。
- 前記電力供給停止手段は、電流値を断続的に低下させていくことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
- 前記電力供給停止手段は、電流値を連続的に低下させていくことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
- 前記電動キャリパには、前記押圧部材の位置を検出する位置検出手段が設けられており、前記電力供給停止手段は、前記位置検出手段の検出値に基づいて前記押圧部材を緩やかに戻すように電流値を低下させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動ブレーキ装置。
- 前記電動キャリパには、前記押圧部材の位置を検出する位置検出手段が設けられており、該位置検出手段は、前記電動モータのロータの回転位置を検出する回転位置検出手段により構成され、前記電力供給停止手段は、前記回転位置検出手段の検出値に基づいて前記押圧部材を緩やかに戻すように電流値を低下させることを特徴とする請求項2または3に記載の電動ブレーキ装置。
- 前記制御装置は、電力供給を停止したときに前記位置検出手段からの位置信号に所定時間変化がないときに前記押圧部材が終端位置に達したことを検出する終端検出手段を有することを特徴とする請求項7記載の電動ブレーキ装置。
- 前記制御装置は、前記終端検出手段が前記押圧部材が終端位置に達したことを検出したのちに、再度、前記電力供給停止手段が作動するときには、前記位置検出手段の位置検出により前記押圧部材を終端位置前の所定位置まで早く戻した後、前記押圧部材を緩やかに戻すことを特徴とする請求項9記載の電動ブレーキ装置。
- 前記電力供給停止手段は、途中で作動が中断されたのちに、再度、前記電力供給停止手段が作動するときには、中断された位置又は中断位置前の所定位置まで早く戻した後、前記押圧部材を緩やかに戻すことを特徴とする請求項7記載の電動ブレーキ装置。
- 回転体にブレーキパッドを押圧する押圧部材が電動アクチュエータにより推進され、前記電動アクチュエータヘの電力供給が停止されたときに前記ブレーキパッドを押圧する方向と逆方向に押圧部材が戻されるようになっている電動キャリパに電力供給する電動ブレーキ装置の制御装置において、前記電動アクチュエータヘの電力供給を停止するときに、前記押圧部材を緩やかに戻すように電流値を緩やかに低下させて電力供給を停止する電力供給停止手段を有することを特徴とする電動ブレーキ装置の制御装置。
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