JP2009067264A - 電動駐車ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄な電力消費を回避することができる駐車ブレーキ装置を提供すること。
【解決手段】駐車ブレーキの作動時のブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの温度を算定する温度算定手段と，前記温度算定手段によって算定されたブレーキパッドの温度に基づいて該ブレーキパッドの膨張率から該ブレーキパッドの収縮率を求め、ディスクロータＤＲへの前記ブレーキパッドの押付力を決定し、前記決定した押付力によって前記ディスクロータを前記ブレーキパッドで押し付けるように押付力保持機構５０を制御する駐車ブレーキ力制御手段ＤＣＰとを設け，前記温度算定手段の推定値に基づき、前記駐車ブレーキ力制御手段によって前記ブレーキパッドによる前記駐車ブレーキ力を可変に制御できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用駐車ブレーキ装置に係り、特にブレーキパッドの温度収縮による変化に影響を受けることの少ない駐車ブレーキ装置におけるその制御方法に関する。

近年、車両用駐車ブレーキ装置として、電動モータを駆動源としたアクチュエータで作動するものが提案されている。この電動モータを駆動源としたアクチュエータで作動する駐車ブレーキ装置においては、電動モータで発生したトルクを、機械的な減速機構によってディスクブレーキのパッドをディスクロータに（又はドラムブレーキのシューをドラムに）押し付ける力に変換するようになっている。すなわち、この種の車両用駐車ブレーキ装置は、車両の駐車（または停車）時に、電動モータによって直接ブレーキパッド（又はシュー）を押し付けることによってパーキングブレーキをかけるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１は、ディスクブレーキの場合を例に採ると、電動モータを駆動源としたアクチュエータで作動する電動パーキングの場合、電動モータの作動によってブレーキパッドを駆動し、このブレーキパッドによって車輪と連動する回転体を押さえ、パーキングブレーキがかかるようになっている。したがって、車輪と連動する回転体は、電動モータで駆動されるブレーキパッドにより拘束され拘束状態に陥る。このため、車輪と連動する回転体とブレーキパッドとの間では、電動モータの拘束トルクによる制動力が発生する。

また、ブレーキパッドを駆動する動モータの作動は、パーキングブレーキ装置のブレーキコントローラにより制御されている。具体的には、パーキングブレーキ装置のブレーキコントローラは、パーキング制動時に、電動モータに設けられたモータ電流検知センサの検知値、もしくは、電動パーキングの制動力が、規定値になるように電動モータの回転作動を制御するようになっている。そして、このパーキングブレーキ装置のブレーキコントローラは、電動モータに設けられたモータ電流検知センサの検知値、もしくは、電動パーキングの制動力が、所定値になったときに、電動モータの制動方向回転を停止させるように制御するようになっている。

このような車両の駐車（または停車）時に掛ける駐車ブレーキは、車輪と連動する回転体を押さえ付けるブレーキパッドが、高温の時に作動させると、その後のブレーキパッドの温度の低下に伴って収縮する。このため、車両の駐車（または停車）時に掛ける駐車ブレーキは、ブレーキパッドの温度低下に伴って収縮し、ブレーキパッドによる制動力が時間の経過とともに徐々に低下し、車ブレーキ機能を発揮する上で必要とされる制動力以下になってしまうという問題がある。

このような問題に対し、電動ブレーキ装置においては、電動モータを駆動源としたアクチュエータでブレーキパッドを駆動する電動パーキングであるため、任意の制動力を発生できる。この任意の制動力を発生できることから、駐車ブレーキ作動時のブレーキパッドの温度が高温であり、ブレーキパッドの温度低下によって制動力が低下することを見込んで、駐車ブレーキ作動時の制動力を予め高めに発生させる方法がある。

しかし、このように駐車ブレーキ作動時の制動力を予め高めに発生させる方法の場合には、駐車ブレーキ作動毎に高い値の駐車ブレーキ作動時制動力を発生させるため、耐久性を確保するためにブレーキ装置自体の増大化を招くことになる。

このような耐久性を確保するためにブレーキ装置自体の増大化を回避するために、最初の駐車ブレーキ作動を必要制動力よりやや高めに発生させ、規定時間毎に所定回数駐車ブレーキを作動させたり、または、制動力検出手段を用いて制動力の低下を監視し、制動力が必要制動力になる度に、再度、駐車ブレーキ作動（押付力検出手段による継続監視、モータ駆動及び駐車ブレーキロック機構のソレノイドの駆動を伴う）を行なうにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−４２１９９号公報 特開２００２−２２５７０１号公報

ところが、特許文献２の駐車ブレーキ装置では、規定時間毎に再度駐車ブレーキを作動させるため、エンジン停止後においても、規定時間毎に所定回数駐車ブレーキを作動する必要がある。このため、駐車ブレーキを規定時間毎に再度作動する所定回数が多いと、ブレーキ装置の電源を長時間停止させることができず、バッテリの電力消費が多くなるという問題がある。また、逆に、駐車ブレーキを規定時間毎に再度作動する所定回数が少ないと、ブレーキパッドの温度低下によるブレーキ力低下が起きる恐れがあるという問題がある。

本発明の目的は、無駄な電力消費を回避することができる駐車ブレーキ装置を提供することにある。

上述した問題を解決するため、本発明の駐車ブレーキ装置は、車両側に取り付けられたディスクロータへ電動装置または油圧加圧装置によって駆動されるブレーキパッドを押し付け、このブレーキ力によって前記車輪を制動させるブレーキ本体と、前記ブレーキ本体が発生するブレーキ力を保持することにより駐車ブレーキ作動を行なう押付力保持機構と、前記電動装置または油圧加圧装置及び前記押付力保持機構を制御する制御装置とを備えたブレーキ装置において，前記制御装置に，前記駐車ブレーキの作動時のブレーキパッドの温度を算定する温度算定手段と，前記温度算定手段によって算定されたブレーキパッドの温度に基づいて該ブレーキパッドの膨張率から該ブレーキパッドの収縮率を求め、前記ディスクロータへの前記ブレーキパッドの押付力を決定し、前記決定した押付力によって前記ディスクロータを前記ブレーキパッドで押し付るように前記押付力保持機構を制御する駐車ブレーキ力制御手段とを設け，前記温度推定手段の推定値に基づき、前記駐車ブレーキ力制御手段によって前記ブレーキパッドによる前記駐車ブレーキ力を可変に制御できるようにしたことを特徴とするものである。

ブレーキパッド温度算定手段は，駐車ブレーキ作動時の直前に発生していた電動装置の通電電流と、ディスクロータの回転数との積の時間積分値によりブレーキパッドがディスクロータに行った仕事量を算出して行う。

また、駐車ブレーキ力制御手段は，温度算定手段によって算定されたブレーキパッドの温度に基づいて、ブレーキパッドの膨張率を算定し、ブレーキパッドの膨張率に基づきブレーキパッドの収縮率を求めるブレーキパッドの収縮率によって駐車時のブレーキパッドの収縮に適合するように駐車ブレーキ力を予め高めに増圧して駐車ブレーキ力を設定し、押付力によってディスクロータをブレーキパッドで押し付ることを特徴とするものである。

そして、制御装置は，駐車ブレーキ作動直後のブレーキパッド温度を算定することにより、発生している駐車ブレーキ力が、永続的に十分な駐車ブレーキ力か否か判定し、算定ブレーキパッド温度が定常時より高温で、冷却された場合パッドの収縮により十分な駐車ブレーキ力が維持できない場合、定常時より算定温度に基づく予め高めに増圧した駐車ブレーキ力をブレーキパッド収縮による駐車ブレーキ力低下の影響を受けないように駐車ブレーキ作動を行うことを特徴とするものである。

本発明によれば、駐車ブレーキ作動中に、ブレーキパッドの温度収縮による駐車ブレーキ力低下による、車両のずれ落ちを回避することができる。

また、本発明によれば、駐車ブレーキ作動後、装置を長時間に亘り連続または断続的に作動させることがなく電力消費を回避することができる。

さらに、本発明によれば、ブレーキパッドの熱膨張を推定することにより、駐車ブレーキ作動時の適切なブレーキ力を決定するため、ブレーキ装置自体の過大な負担、機械的強度等の容量増加を回避することができる。

以下、本発明に係るブレーキ制御装置を実施するための最良の形態を図１〜図６に示す実施例１に基づいて説明する。

図１は、電動ブレーキ装置の概念図で、図２は、図１に図示の電動ブレーキ装置の内部構成図である。図３は、図１に図示の電動ブレーキ装置の駆動構成図で、図４は、図１に図示の電動ブレーキ装置の動作パターンを示す図である。図５は、図１に図示の電動ブレーキ装置の動作処理を示す図で、図６は、駐車ブレーキ力指令特性を示す図である。

《電動ブレーキ装置の概念的構成》
電動ブレーキ装置（ＢＲ）の概念的構成について説明する。図１には、本発明による電動ブレーキ装置ＢＲの一実施例が示されている。

図１において、電動ブレーキ装置ＢＲは、キャリパを含む筐体１００の内部に、互いに対向して配置される一対のブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂを具備している。この各ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの間には、車両の車軸に取り付けられ、この車軸の回転に伴って回転するディスクロータＤＲの周辺の一部が設けられて、車体に支持されるようになっている。

そして、この電動ブレーキ装置ＢＲは、駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰとが互いに一体化されて構成されている。これら駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰは、領域が分かれており、この駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰを領域的に別個とすることにより、この駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰを構造的に分離させることも可能となっている。

電動ブレーキ装置の駆動機構部ＤＭＰは、電動ブレーキ装置を駆動するための機構で、電動モータ４２と、減速機４４と、回転直動機構４６を備えている。

電動モータ４２は、キャリアを含む筐体１００に固定されたステータとこのステータ内に配置されるロータとを備えるブラシレスの三相モータから構成されている。

減速機４４は、電動モータ４２の回転を減速させ、これによって、この電動モータ４２のトルクを増大させるようにするものである。

回転直動機構４６は、減速機４４によって減速された電動モータ４２の回転運動を直線運動に変換して、ピストン４８を進退動させるものである。

回転直動機構４６によって進退動するピストン４８には、ブレーキパッド４０Ｂが取り付けられている。このブレーキパッド４０Ｂは、ピストン４８の推力によってディスクロータＤＲを一方の面側（図１の場合、右側）から押圧する。すると、この押圧力を反力としてディスクロータＤＲの軸方向に浮動可能に支持されるキャリパが図中矢印α方向に移動する。これによってブレーキパッド４０ＡがディスクロータＤＲを他方の面側（図１の場合、左側）から押圧するようになる。

電動モータ４２の部分には、駐車ブレーキロック機構５０が設けられている。この駐車ブレーキロック機構５０は、回転直動機構４６によってピストン４８に進退動する推力を供給している状態のままで電動モータ４２の回転を止めることができる機構を有するものである。

また、電動モータ４２の近傍には、この電動モータ４２の回転角を検出する回転角検出センサ５２と、電動モータ４２の駆動によってピストン４８に生じる推力を検出する推力センサ５４と、電動モータ４２の温度を検出するモータ温度センサ５６が配置されている。

そして、これら回転角検出センサ５２の出力と、推力センサ５４の出力と、モータ温度センサ５６の出力のそれぞれの出力は、駆動回路部ＤＣＰ内に配置されている下位制御回路ＥＣＵ（２）に入力されるように構成されている。

電動ブレーキ装置ＢＲの駆動回路部ＤＣＰは、電動ブレーキ装置を駆動するための駆動機構部ＤＭＰの駆動を制御するためのものである。この電動ブレーキ装置ＢＲの駆動回路部ＤＣＰには、電動ブレーキ装置ＢＲの外部に配置されるバッテリＢＴから電源が供給されるようになっている。この駆動回路部ＤＣＰの下位制御回路ＥＣＵ（２）には、エンジンコントロールユニット６２、ＡＴコントロールユニット６４、前記ブレーキペダル１５の踏力および駐車ブレーキの操作スイッチ５８の状態を検出する検出器１６等が接続されたＬＡＮ（Local Area Network）を直接介して、あるいは、このＬＡＮから上位制御回路ＥＣＵ（１）を介して制御信号が供給されるようになっている。

電動ブレーキ装置ＢＲの駆動回路部ＤＣＰには、下位制御装置ＥＣＵ（２）およびインバータ回路ＩＶＣが設けられている。

このインバータ回路ＩＶＣは、電動モータ４２に印加する電圧等を制御するための回路である。

また、下位制御装置ＥＣＵ（２）は、外部に配置されるバッテリＢＴから供給される電源、およびＬＡＮ（Local Area Network）を介して直接に、あるいは、上位制御回路ＥＣＵ（１）を介して制御信号が入力されると、回転角検出センサ５２、推力センサ５４、およびモータ温度センサ５６等からの出力情報に基づいて、インバータ回路ＩＶＣを制御するようになっている。

そして、インバータ回路ＩＶＣからの出力は、電動モータ４２に供給される。このインバータ回路ＩＶＣからの出力が電動モータ４２に供給されると、電動モータ４２は、モータ回転が減速機４４によって減速され、回転直動機構４６によって、ピストン４８に所定の推力を発生させてブレーキパッド４０Ｂを駆動されるようになっている。

なお、図中の他の符号は、車両側の構造物を示している。

６１には、ディスクロータＤＲの回転速度を検出するセンサ５７が設け螺れており、このセンサ５７によってセンシングされた信号は、ＥＣＵ（３）に入力される。このＥＣＵ（３）に入力されたセンサ５７からの信号は、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して直接に、あるいはこのＬＡＮから制御回路ＥＣＵ（２）に供給されるようになっている。

なお、ＥＣＵ（３）には、他の車輪の回転速度信号も入力されている。

《電動ブレーキ装置の具体的構成の断面》
まず、電動ブレーキ装置ＢＲの具体的構成について説明する。図２には、本発明による電動ブレーキ装置ＢＲの具体的な内部構成の一実施例が示されている。この図２は、本発明による電動ブレーキ装置の具体的な内部構成を示す断面図である。

図２において、電動ブレーキ装置ＢＲの駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰの境界は、図２中の線分Ｘ−Ｘの部分に相当し、この線分Ｘ−Ｘの図２中の左側は、駆動機構部ＤＭＰを、図２中の右側は、駆動回路部ＤＣＰをそれぞれ示している。

図１に図示の駐車ブレーキロック機構５０は、図２中の太線枠５０内の構成に相当している。また、図１に図示の減速機４４は、図２中の太線枠４４内の構成に相当し、図１に図示の回転直動機構４６は、図２中の太線枠４６内の構成に相当している。

また、図２において、図１において付した符号と同一の符号の部分は、図１で示した部材と同一の部材を示している。

図２において、電動モータ４２は、たとえば、キャリアを含む筐体１００に固定されたステータとこのステータ内に配置されるロータとを備えるブラシレスの三相モータから構成されている。この電動モータ４２は、上位制御装置ＥＣＵ（１）からの指令によってディスクロータＤＲを所望のトルクで所望の角度だけ回転させるように作動させることができ、ディスクロータＤＲの回転する角度は、回転角度センサ５２によって検出されるようになっている。

また、図２中の減速機４４は、電動モータ４２の回転を減速させ、これによって電動モータ４２のトルクを増大させるように作用している。これにより、電動モータ４２として小型のものを用いることができる。

駆動機構部ＤＭＰの各構成において、図２中、６６は、駆動回路部ＤＣＰ側に配置されたスラストプレートである。このスラストプレート６６は、ピストン４８の推力を反力として受ける板材から構成されており、その中央部には、推力センサ５４が配置されている。

また、このスラストプレート６６は、駆動回路部ＤＣＰが取り付けられる駆動機構部ＤＭＰの筐体１００の端面（図２中の線分Ｘ−Ｘの部分）に対して、ブレーキパッド４０側へ若干奥まった箇所に配置されている。

これに対し、推力センサ５４は、駆動機構部ＤＭＰの筐体１００の端面（図２中の線分Ｘ−Ｘの部分）を越えて駆動回路部ＤＣＰ側に若干突出して設けられている。この推力センサ５４の突出に対して、駆動回路部ＤＣＰの構成部材（たとえば、インターフェースモジュール２００）には、推力センサ５４との干渉を回避するため、凹陥部が形成されている。

したがって、筐体１００を除いた駆動機構部ＤＭＰの構成部材と、駆動回路部ＤＣＰの構成部材との間には、隙間（空間）が形成された構成となっている。

このような駆動機構部ＤＭＰの各構成部材の大部分は、筐体１００とともに金属で構成され、このため、熱の伝導効率が良好なものとして構成されている。このため、熱源であるパッド部（ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂおよびその周辺部）からの熱は、その周辺の駆動機構部ＤＭＰに伝達され、この駆動機構部ＤＭＰの外方の筐体１００を介して放熱され易くなっている。

このように駆動回路部ＤＣＰは、駆動機構部ＤＭＰを間にして、たとえばパッド部（ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂおよびその周辺部）と反対側の面に形成されている。すなわち、図１，２に示す電動ブレーキ装置は、熱が駆動回路部ＤＣＰに伝達されるのを極力少なくさせる構成となっている。また、図１，２に示す電動ブレーキ装置は、駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰの間に隙間（空間）が形成されており、この隙間（空間）によって、駆動機構部ＤＭＰから駆動回路部ＤＣＰへの熱の伝導をさらに少なくさせる構成となっている。

《駆動回路部ＤＣＰの具体的回路》
次に、電動ブレーキ装置ＢＲの駆動機構部ＤＭＰを駆動制御する駆動回路部ＤＣＰの具体的構成について説明する。図３には、本発明による電動ブレーキ装置ＢＲの駆動回路部ＤＣＰの具体的な回路構成の一実施例が示されている。この図３には、本発明による電動ブレーキ装置ＢＲの前記駆動回路部ＤＣＰの回路構成が、駆動機構部ＤＭＰ内に配置される電動モータ４２、推力センサ５４、回転角検出センサ５２等との関係で示されている。

図３において、電動ブレーキ装置ＢＲの駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰの境界は、図２中の線分Ｘ−Ｘの部分に相当し、この線分Ｘ−Ｘの図２中の左側は、駆動機構部ＤＭＰを、図２中の右側は、駆動回路部ＤＣＰをそれぞれ示している。

駆動回路部ＤＣＰの回路は、図３中の太線枠Ａで示してあり、図３中の太線枠Ａ内の一点鎖線で示す枠Ｂの内部の回路は、図１に示されるインバータ回路ＩＶＣに相当している。この図３中の太線枠Ａ内の一点鎖線で示す枠Ｂの内部の回路以外の回路は、図１に示される下位制御回路ＥＣＵ（２）に相当している。そして、駆動機構部ＤＭＰの回路は、図３中の点線で示される枠Ｃによって示されている。

この図３に示される回路は、図示していないが、少なくとも電動ブレーキ装置ＢＲの筐体１００を構成する金属で被われているようになっており、これによって外的傷害から保護されるとともに、各回路等から発生する熱の放熱を図り、また電磁波等に対するシールド効果を備えるようになっている。

次に、図３に図示の駆動回路部ＤＣＰの動作について説明する。

太線枠Ａで囲まれた駆動回路部ＤＣＰの回路には、車両内の電源ラインＰＷＬを介して電動ブレーキ装置ＢＲの外部に配置されるバッテリＢＴから供給される電源が電源回路１１０に入力されるようになっている。また、この電源回路１１０によって得られる安定した電源（Ｖｃｃ、Ｖｄｄ）は、中央制御回路（ＣＰＵ）１１２に供給されるようになっている。

この源回路１１０から供給される電源（Ｖｃｃ）は、ＶＣＣ高電圧検知回路１１４によって常時監視されている。すなわち、このＶＣＣ高電圧検知回路１１４によって、高電圧が検知された場合には、フェールセーフ回路１１６に信号を出力し、フェールセーフ回路１１６を動作させるようになっている。

フェールセーフ回路１１６は、ＶＣＣ高電圧検知回路１１４からの信号が入力されると、三相モータインバータ回路１１８に供給する電源をスイッチングするリレー制御回路１２０を動作させるようになっている。

このリレー制御回路１２０を介して駆動回路部ＤＣＰ内に供給される電源は、フィルタ回路１２２を介することによってノイズが除去され、三相モータインバータ回路１１８に供給されるようになっている。

フェールセーフ回路１１６によってリレー制御回路１２０が動作すると、リレー制御回路１２０は、三相モータインバータ回路１１８に供給する電源の供給をＯＦＦ状態にする。このリレー制御回路１２０の作動すによって三相モータインバータ回路１１８に供給する電源の供給がＯＦＦ状態になると、電動モータ４２は、停止する。

中央制御回路１１２には、図２に図示の上位制御回路ＥＣＵ（１）からの制御信号がＣＡＮ通信インターフェース回路１２４を介して入力されるようになっている。

また、中央制御回路１１２には、駆動機構部ＤＭＰ側に配置された推力センサ５４からの出力が、推力センサインターフェース回路１２６を介して入力されるようになっている。

さらに、中央制御回路１１２には、回転角検出センサ５２からの出力が、回転角検出センサインターフェース回路１２８を介して入力されるようになっている。

またさらに、中央制御回路１１２には、モータ温度センサ５６からの出力が、モータ温度センサインターフェース回路１３０を介して、入力されるようになっている。

このように中央制御回路１１２に図２に図示の上位制御回路ＥＣＵ（１）からの制御信号とともに各種センサからの出力を入力するのは、現時点における電動モータ４２の状況等に関する情報を把握し、図２に図示の上位制御回路ＥＣＵ（１）からの制御信号によってフィードバック制御をすることにより、電動モータ４２に適切な推力が得られるようにするためである。

すなわち、中央制御回路１１２は、図２に図示の上位制御回路ＥＣＵ（１）からの制御信号、および各センサの検出値に基づいて、三相モータプリドライバ回路１３２に適切な信号を出力させ、この三相モータプリドライバ回路１３２は三相モータインバータ回路１１８を制御するようになっている。

この三相モータインバータ回路１１８には、相電流モニタ回路１３４および相電圧モニタ回路１３６が設けられており、これら相電流モニタ回路１３４および相電圧モニタ回路１３６によって、それぞれ電動モータ４２の相電流および相電圧を監視している。

この相電流モニタ回路１３４および相電圧モニタ回路１３６からの出力は、中央制御回路１１２に入力され、この中央制御回路１１２では、相電流モニタ回路１３４および相電圧モニタ回路１３６からの出力を処理して、三相モータプリドライバ回路１３２を適切に動作させるように制御している。

このように三相モータインバータ回路１１８は、駆動機構部ＤＭＰ内の電動モータ４２に接続されており、中央制御回路１１２による制御に応じた駆動がなされるようになっている。

なお、このように三相モータインバータ回路１１８は、電動モータ４２を駆動させる電流および電圧を制御するように構成されることから、それを構成する回路において出力が比較的大きな半導体装置が用いられることになる。このため、その動作において高熱が発生することになるが、本発明の構成によってその対策がなされている。

中央制御回路１１２は、図２に図示の上位制御回路ＥＣＵ（１）からの制御信号、および回転角検出センサ５２、推力センサ５４、モータ温度センサ５６の各センサの検出値等に基づいて、ＰＫＢ（パーキングブレーキ）ソレノイドドライバ回路１３８を介して、駆動機構部ＤＭＰ内のＰＫＢソレノイド５０’を動作させてパーキングブレーキを実行することができるようになっている。

なお、ＰＫＢソレノイドドライバ回路１３８には、三相モータインバータ回路１１８に供給される電源が供給されるようになっている。

駆動回路部ＤＣＰには、監視用制御回路１４０、故障情報等が格納されたＥＥＰＲＯＭからなる記憶回路１４２が設けられている。この監視用制御回路１４０、記憶回路１４２は、中央制御回路１１２に接続されており、中央制御回路１１２との間で信号の送受がされるようになっている。そして、この中央制御回路１１２は、これら監視用制御回路１４０および記憶回路１４２からの情報に基づき電動モータ４２の駆動において適切な推力を得るための制御を行っている。

このように構成される駆動回路部ＤＣＰは、駆動機構部ＤＭＰとの間での結線は多くなっている。しかし、これに対し、駆動機構部ＤＭＰ以外の回路（バッテリＢＴ、上位制御装置ＥＣＵ（１））との間の結線は極めて少なく構成されている。

したがって、駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰとの一体構造からなる電動ブレーキ装置ＢＲにおいて、この駆動機構部ＤＭＰと駆動回路部ＤＣＰとの間の複雑な結線を容易にできる。さらに、電動ブレーキ装置ＢＲとバッテリＢＴあるいは上位制御装置ＥＣＵ（１）との間の結線自体を極めて容易にすることができる。

[駐車ブレーキ作動時]
次に、電動ブレーキ装置ＢＲの駐車ブレーキ作動時の動作について説明する。

いま、操作スイッチ５８の操作により 駐車ブレーキの作動の要求がなされると、操作スイッチ５８の状態は、検出器１６により検出され、その情報は、下位制御装置ＥＣＵ（２）に送信される。下位制御装置ＥＣＵ（２）は、駐車ブレーキ要求を受信すると、まず、電動モータ４２を、制動力を発生する方向に回転し、要求推力（目標推力）を発生させる。
その後、電動モータ４２を、同方向に、所定量回転し、所望の制動力（必要押付力）より大きい制動力（押付力）を発生させ、ＰＫＢソレノイド５０‘にロック方向電流を通電し、駐車ブレーキロック機構５０をロック方向に移動させる。そして、駐車ブレーキロック機構５０のロック方向への移動に伴い、機械的に、ブレーキ力が保持される状態になったら、この状態で、電動モータ４２の電流を徐々に低下させる。すると、電動ブレーキ装置ＢＲの駆動機構部ＤＭＰのキャリパの可逆性により、ピストン４８が徐々に、制動力の大きさが小さくなる方向に戻り、駐車ブレーキ機能が発揮される。

[駐車ブレーキ（ＰＫＢ）解除時]
次に、電動ブレーキ装置ＢＲの駐車ブレーキＰＫＢの解除時の動作について説明する。

作動している駐車ブレーキＰＫＢを解除する場合は、運転者の操作スイッチ５８の駐車ブレーキ解除操作により駐車ブレーキロック機構５０の自己保持型のＰＫＢソレノイド５０‘における一方のコイルへの一時的な通電が行われる。すると、駐車ブレーキロック機構５０がロック解除方向へ移動し、これにより駐車ブレーキロック機構５０がアンロック動作状態となり、電動モータ４２の回転が自由となる。

このとき電動モータ４２に対する通電は、停止されているので、制動の反力でピストン４８が後退し、駐車ブレーキが解除される。

[駐車ブレーキ力制御動作]
さらに、電動ブレーキ装置ＢＲの駐車ブレーキＰＫＢのブレーキ力の制御動作について説明する。

まず、ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの熱収縮による駐車ブレーキ力の低下を補正するための動作について図４を用いて説明する。

図４には、あるブレーキ力及び車輪の回転速度のパターンが示されている。図４中、５９は車輪の回転速度を示し、６０がその車輪に発生しているブレーキ力を示している。また、図４中、６３は、車輪の速度とブレーキ力と車輪の回転速度の積を表している。

一般的に、車両を運行する場合、ドライバーは任意にブレーキを操作し、ブレーキ力を変化させ、その変化によって車輪の回転速度も増減をたどり任意に変化する。

一般に、車輪の回転速度が高く、ブレーキ力が大きい場合ほど、ブレーキ力のディスクロータＤＲに与える仕事量は、大きい。そして、ブレーキ力の仕事の大半は、ブレーキパッド４０Ａ、４０ＢとディスクロータＤＲ間の摩擦熱に変換される。このブレーキ力の仕事によって発生した熱は、ディスクロータＤＲにより大気中に放熱されたり、ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂ以外の周辺部に蓄熱されたりする。

このブレーキ力の仕事によって発生した熱の放熱量は、車輪の速度に比例し、発生した熱の蓄熱量は、周辺部材の材質、および幾何学的な形状から決まる熱容量によって決定される。

ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂ以外の周辺部に蓄熱された熱は、ブレーキ力が発生していない場合は、電動ブレーキ装置ＢＲの駆動機構部ＤＭＰのキャリパと大気間の熱抵抗と熱容量によって決まる時定数によって、大気中に放熱される。

このブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの温度は、仕事量及び蓄熱量、放熱量から推定可能であり、ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの温度が推定されれば、ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの膨張率からどの程度膨張していて、駐車ブレーキ力に対する影響の有無に関して推定可能である。

ここで、ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの熱膨張に関する駐車ブレーキへの影響について説明する。

いま、図４における６３のブレーキ力仕事係数を、Ｗ（ｔ）とする。ある時間、１１から１２における、発熱量Ｗは、下記式で近似できる。図４中すなわち斜線にて記載する領域における面積がＷとなる。

数１において、時間積分の範囲は、ブレーキバッド４０の熱容量と、ブレーキバッド４０から周囲への放熱経路の熱抵抗で決まる時定数を用いる。鉄材のロータと樹脂系のブレーキバッド４０においては、分単位の時定数となる。

ブレーキ装置作動中、数１の演算を、時定数周期で更新し、ブレーキパッドの温度を推定する。

図５には、駐車ブレーキ制御の処理チャートが示されている。図５において、５秒ごとに発熱量Ｗを算出し、駐車ブレーキ力を制御する場合の処理とする。発熱量Ｗを算出する周期は、キャリパが取り付けられる車両によって異なり（車両によって、放熱経路が異なる為）、車両ごとに適合作業が必要となる。

図５において、処理１５０は、ＣＰＵ１１２内部で実行されるリセット割り込みである。この処理１５０のリセット割り込みにおいては、通常ＣＰＵ内部の各種レジスタの初期設定や、各定数の初期化が行われる。

まず、処理１５１において、駐車ブレーキ力制御プログラムの中で用いられる変数の初期化を行っている。

通常、ＣＰＵは、リセット割り込み発生後、定時間割り込みによって、周期タスクプログラムが実行されるような構造のプログラムが実行される。

処理１６０においては、１００ｍｓ周期に実行された場合の、駐車ブレーキ制御タスクについてのフローチャートである。

処理１６０において、駐車ブレーキ制御タスクについてのフローチャートがスタートすると、処理１６１において、キャリパが設置されている車輪速度の取り込みを行う。この処理１６１において車輪速度の取り込みが行われると、処理１６２において、電動モータ４２の通電電流（ブレーキ力に比例するパラメータ）の取り込みを行う。

この処理１６２において通電電流の取り込みを行うと、処理１６３において、処理１６１において取り込んだ車輪速度と、処理１６２において取り込んだ電動モータ４２の通電電流の積をとり、ブレーキパッド４０Ａ、４０ＢがディスクロータＤＲに対して行った仕事量を演算する。この処理１６３においてブレーキパッド４０Ａ、４０ＢがディスクロータＤＲに対して行った仕事量を演算すると、処理１６４において、今回の仕事量Ｗ（ｔｎ）と、前回の演算値Ｗ（ｔｎ＋１）を足し合わせた合計値を求める。

処理１６４において今回の仕事量Ｗ（ｔｎ）と、前回の演算値Ｗ（ｔｎ＋１）を足し合わせた合計値を求めると、処理１６５において、取り込みパラメータを、次の取り込みにすべくインクリメント処理を行う。この処理１６５において
インクリメント処理を行うと、処理１６６において、パラメータｎが、５０より大きいか否かを判定し、パラメータｎが５０に満たない場合は、処理フローを終了し、次の１００ｍｓタスクが実行されるまで待機する。また、パラメータｎが５０より大きいと判定すると、処理１６６において、それまでに積算された、仕事量Ｗ（ｔｎ）を変数Ｗに格納し、Ｗ（ｔｎ），ｎを０に初期化し、処理を終了する。

このように５ｓ毎に、ブレーキパッド４０Ａ、４０ＢがディスクロータＤＲに対して実行する仕事量を連続的に演算する。

処理１７０には、駐車ブレーキ力の制御のフローチャートが示されている。

処理１７０において、駐車ブレーキ力の制御のフローチャートがスタートすると、処理１７１において、１００ｍｓ周期に実行された場合の駐車ブレーキ制御タスクについてのフローチャートである処理１６０において算出された発熱量Ｗを取り込み、その大きさを処理１７１でＷｕｐと比較する。

この処理１７１におけるＷｕｐは、予め設定されたブレーキパッド４０Ａ、４０ＢがディスクロータＤＲに対して実行する仕事量の値であり、駐車ブレーキ力の制御を行え上で、ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの熱収縮を考慮して、駐車ブレーキ力を予め増加させるか否かを判定するために用いる判定値である。

この処理１７１においてＷｕｐの値がＷよりも小さい場合には、処理１７３において、駐車ブレーキ力を予め設定された定数Ｆ０として、駐車ブレーキの制御を実行する。この駐車ブレーキ制御値Ｆについては、図６の如きマップが形成されており、仕事量Ｗによって、駐車ブレーキ制御値Ｆが一義的に決まるようになっている。

また、この処理１７１においてＷｕｐの値がＷよりも大きいと判定した場合には、処理１７２において、図７のマップから決まる駐車ブレーキ制御値Ｆが制御ブレーキ力となる。

処理１７２、処理１７３において駐車ブレーキ制御値Ｆが決まると、処理１７４において、ブレーキ力が強まる方向（正方向）に電動モータ４２が回転し、処理１７５において、制御されている駐車ブレーキ力を監視する。

この処理１７５において制御されている駐車ブレーキ力の監視状態で、処理１７６において駐車ブレーキ力Ｆが目標値ＦＫに達っするまで、電動モータ４２を正回転させ（処理１７４，処理１７５を繰り返す）、駐車ブレーキ力Ｆが目標値ＦＫに達っしたか否かを判定する。

この処理１７６において駐車ブレーキ力Ｆが目標値ＦＫに達っするか、駐車ブレーキ力Ｆが目標値ＦＫよりも大きくなったと判定すると、処理１７７において、電動モータ４２の回転を停止させる処理を行う。この処理１７７において電動モータ４２の回転を停止すると、処理１７８において、駐車ブレーキロック機構５０を作動させ、駐車ブレーキをかける。

このように電動ブレーキ装置ＢＲの駐車ブレーキＰＫＢのブレーキ力を制御することにより、駐車ブレーキ力Ｆの制御時、制御前のブレーキパッド４０Ａ、４０ＢがディスクロータＤＲに対して実行する仕事量により、駐車ブレーキ力Ｆを制御し、ブレーキパッド４０Ａ、４０Ｂの熱収縮による駐車ブレーキ力Ｆの低下を補正し、必要なブレーキ力を維持することが可能となる。

本発明の実施形態を示す電動ブレーキ装置の概念図である。 図１に図示の電動ブレーキ装置の内部構成図である。 図１に図示の電動ブレーキ装置の駆動構成図である。 図１に図示の電動ブレーキ装置の動作パターンを示す図である。 図１に図示の電動ブレーキ装置の動作処理を示す図である。 図１に図示の電動ブレーキ装置の駐車ブレーキ力の指令特性を示す図である。

符号の説明

１５………………………………ブレーキペダル
１６………………………………検出器
４０Ａ，４０Ｂ…………………ブレーキパッド
４２………………………………電動モータ
４４………………………………減速機
４６………………………………回転直動機構
４８………………………………ピストン
５０………………………………駐車ブレーキロック機構
５０´……………………………ＰＫＢソレノイド
５２………………………………回転角検出センサ
５４………………………………推力センサ
５６………………………………モータ温度センサ
５７………………………………センサ
５８………………………………駐車フ゛レーキ操作スイッチ
５９………………………………車輪回転速度
６０………………………………ブレーキ力
６１………………………………車両側構造物
６２………………………………エンジンＣ／Ｕ
６３………………………………ブレーキ力仕事
６４………………………………ＡＴ Ｃ／Ｕ
６６………………………………スラストプレート
１００……………………………筐体
１１０……………………………電源回路
１１２……………………………ＣＰＵ
１１４……………………………ＶＣＣ高電圧検知回路
１１６……………………………フェールセーフ回路
１１８……………………………三相モータインバータ
１２０……………………………リレー制御回路
１２２……………………………フィルタ回路
１２４……………………………ＣＡＮ通信インターフェース回路
１２６……………………………推力センサＩ／Ｆ
１２８……………………………回転角検出センサＩ／Ｆ
１３０……………………………温度センサＩ／Ｆ
１３２……………………………三相モータプリドライバ
１３４……………………………相電流モニタ
１３６……………………………相電圧モニタ
１３８……………………………ＰＫＢソレノイドドライバ
１４０……………………………監視用制御回路
１４２……………………………ＥＥＰＲＯＭ
１５０……………………………リセット割込み処理処理
１５１……………………………駐車ブレーキ力制御変数初期化処理
１５２……………………………変数初期化処理
１５３……………………………変数初期化処理
１６０……………………………１００ｍｓ周期タスク
１６１……………………………車輪速度取り込み処理
１６２……………………………モータ通電電流取込処理
１６３……………………………仕事量演算処理
１６４……………………………仕事量積分処理
１６５……………………………パラメータ演算処理
１６６……………………………カウント判定処理
１６７……………………………変数格納処理
１６８……………………………変数格納処理
１６９……………………………変数格納処理
１７０……………………………駐車ブレーキ力制御処理
１７１……………………………仕事量判定処理
１７２……………………………変数格納処理
１７３……………………………変数格納処理
１７４……………………………モータ回転処理
１７５……………………………ブレーキ力モニタ処理
１７６……………………………ブレーキ力判定処理
１７７……………………………モータ停止処理
１７８……………………………駐車ブレーキロック機構作動処理
２００……………………………インターフェースモジュール

Claims (4)

1. 車両側に取り付けられたディスクロータへ電動装置または油圧加圧装置によって駆動されるブレーキパッドを押し付け、このブレーキ力によって前記車輪を制動させるブレーキ本体と、前記ブレーキ本体が発生するブレーキ力を保持することにより駐車ブレーキ作動を行なう押付力保持機構と、前記電動装置または油圧加圧装置及び前記押付力保持機構を制御する制御装置とを備えたブレーキ装置において，
   前記制御装置に，
   前記駐車ブレーキの作動時のブレーキパッドの温度を算定する温度算定手段と，
   前記温度算定手段によって算定されたブレーキパッドの温度に基づいて該ブレーキパッドの膨張率から該ブレーキパッドの収縮率を求め、前記ディスクロータへの前記ブレーキパッドの押付力を決定し、前記決定した押付力によって前記ディスクロータを前記ブレーキパッドで押し付るように前記押付力保持機構を制御する駐車ブレーキ力制御手段とを設け，
   前記温度算定手段の推定値に基づき、前記駐車ブレーキ力制御手段によって前記ブレーキパッドによる前記駐車ブレーキ力を可変に制御できるようにしたことを特徴とする電動駐車ブレーキ装置。
2. 前記ブレーキパッド温度算定手段は，
   前記駐車ブレーキ作動時の直前に発生していた電動装置の通電電流と、前記ディスクロータの回転数との積の時間積分値により前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに行った仕事量を算出して行うものである請求項１に記載の駐車ブレーキ装置。
3. 前記駐車ブレーキ力制御手段は，
   前記温度算定手段によって算定されたブレーキパッドの温度に基づいて、前記ブレーキパッドの膨張率を算定し、該ブレーキパッドの膨張率に基づき該ブレーキパッドの収縮率を求める前記ブレーキパッドの収縮率によって駐車時の前記ブレーキパッドの収縮に適合するように駐車ブレーキ力を予め高めに増圧して駐車ブレーキ力を設定し、前記押付力によって前記ディスクロータを前記ブレーキパッドで押し付るものである請求項１に記載の駐車ブレーキ装置。
4. 前記制御装置は，
   駐車ブレーキ作動直後のブレーキパッド温度を算定することにより、発生している駐車ブレーキ力が、永続的に十分な駐車ブレーキ力か否か判定し、算定ブレーキパッド温度が定常時より高温で、冷却された場合パッドの収縮により十分な駐車ブレーキ力が維持できない場合、定常時より前記算定温度に基づく予め高めに増圧した駐車ブレーキ力をブレーキパッド収縮による駐車ブレーキ力低下の影響を受けないように駐車ブレーキ作動を行うものである請求項１に記載の駐車ブレーキ装置。

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