JP2010025222A

JP2010025222A - 電動式ディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JP2010025222A
Application number: JP2008187023A
Authority: JP
Inventors: Osamu Adachi; 修足立
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: JP4937972B2

Abstract

【課題】摩擦パッドに作用する面圧分布の偏りをなくし、面圧を均一にするような電動式ディスクブレーキ装置を提供する。
【解決手段】電動式ブレーキキャリパに独立して制御される２つの駆動部を設け、それぞれの駆動部が備える電動モータ２３ｉ，２３ｏの回転力を進退運動に変換して、進退するピストンに荷重センサを設け、ディスクロータと摺接する摩擦パッドの押圧力を測定し、押圧力Ｆin，Ｆoutと車輪速Ｓとを用いて記憶部１００に予め記憶させた指令値データ９８ｉ，９８ｏを参照することにより、駆動部の電動モータ２３ｉ，２３ｏに新たに与える補正押圧力Ｐ*in，Ｐ*outとを演算し、演算された補正押圧力Ｐ*in，Ｐ*outに基づきそれぞれの電動モータ２３ｉ，２３ｏを駆動することにより、摩擦パッドに生じる面圧を均一とするような押圧力を作用させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車などの制動装置に関し、特に摩擦材が押圧部材によって制動回転体に押付けられ回転を抑制する電動式ディスクブレーキ装置に関する。

従来、電動式ディスクブレーキ装置の技術として、例えば特許文献１のように、電動モータを駆動力とし、並列配置された複数のピストンを作動させて摩擦パッドをディスクロータに摺接させる構造が開示されている。
また、特許文献２では、電動モータをブレーキの駆動力とするブレーキキャリパに及ぼす熱の問題に着目し、摩擦パッドに生じる熱をキャリパの駆動部に伝導させないための押圧部材に断熱材などを用いる構造が開示されている。
特表２００６−５０１４１３号公報特開２０００−２１３５７５号公報

しかし、上記文献の構成は、並列配置された複数のピストンを共通の電動モータで駆動する構造は開示されているものの、ディスクブレーキのピストンの押圧による摩擦パッドに作用する面圧の問題については開示されていない。

例えば、図９(ａ)，(ｂ)に示すようにディスクロータ２に摩擦パッド３を押圧するディスクブレーキにおいては、ディスクロータ２がディスクブレーキに入る側を回入側とし、出る側を回出側とした場合に、回出側に比べて、回入側の摩擦パッド３とディスクロータ２との接触面に大きな力が作用するため、特許文献１のような電動式ディスクブレーキにおいて、例えば車両が高速走行している場合や、低速時などでも急ブレーキの操作などの高負荷を与えて２つのモータに同じ押圧力が発生するように作動させた場合、摩擦パッド３の摺接面には、回入側と回出側に作用する面圧が不均衡となり、回入側の摩擦パッドの摩耗が回出側の摩擦パッドよりも激しくなる結果、摩擦パッドに偏摩耗が発生するおそれがある。また、高負荷時に偏摩耗が発生しないように、回出側に押圧力をオフセットすることが考えられるが、この場合低負荷時には逆に回出側に大きな押圧力が作用することになってしまい、偏摩耗が発生するおそれがある。

上記課題を解決するために本発明に係る第一の構成として、キャリパ本体の作用部及び反作用部のそれぞれからディスクロータに摺接可能に設けられた摩擦パッドと、前記摩擦パッドを押圧する押圧部材と、前記作用部側に設けられ前記押圧部材に押圧力を発生させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御部と、記憶手段とを有する電動式ディスクブレーキ装置であって、前記駆動手段は、前記ディスクロータの回入側、回出側のそれぞれに配置された少なくとも第１及び第２の駆動部から成り、前記記憶手段は、予め設定した摩擦パッドに付加させるのに必要な押圧力を得る指令値データを記憶し、前記制御部は、前記記憶手段より読み出した指令値データより得た前記摩擦パッドに付加させるのに必要とする押圧力に応じて、前記第１及び第２の駆動部それぞれの前記押圧部材に対する押圧力を制御するディスクブレーキ装置とした。
本発明によれば、ディスクロータの回入側、回出側に第１及び第２の駆動部を配置し、第１及び第２の駆動部を制御する指令値データを制御部の記憶手段に予め設定して記憶させたことにより、指令値データに基づき第１及び第２の駆動部が個別に制御され、回入側、回出側にそれぞれ異なった押圧力で摩擦パッドをディスクロータに対して摺接させることで摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

本発明に係る他の構成として、前記電動式ディスクブレーキ装置は、駆動部の摩擦パッドにかかる回入側、回出側の押圧力をそれぞれ検出可能な荷重センサを備え、前記指令値データは、前記荷重センサの出力に対応してそれぞれ変化する回入側入力荷重及び回出側入力荷重が得られるように予め個別に設定され、前記制御部は、当該回入側入力荷重及び回出側入力荷重を参照して必要な押圧力を読み出して第１，第２駆動部を個別に制御する構成とした。
本構成によれば、駆動部に荷重センサを備えたことにより駆動部の摩擦パッドにかかる回入側、回出側の押圧力を検出することができ、検出された押圧力に基づき駆動部の回入側入力荷重及び回出側入力荷重を指令値データから読み出して、第１及び第２の駆動部を個別に制御することで摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

本発明に係る他の構成として、前記電動式ディスクブレーキ装置は、車輪速を検知する車輪速センサを備え、記憶手段の指令値データは、車輪速センサの出力する車輪速に応じて荷重が設定される回入側入力荷重及び回出側入力荷重が予め個別に設定され、前記制御部は、当該回入側入力荷重及び回出側入力荷重を参照して必要な押圧力を読み出す構成とした。
本構成によれば、車輪速を検知する車輪速センサを備えたことにより、車輪速センサにより検知された車輪速に基づき、車輪速に応じて荷重が設定される回入側入力荷重及び回出側入力荷重を指令値データから読み出して、回入側、回出側の押圧力を個別に制御することで摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

本発明に係る他の構成として、前記電動式ディスクブレーキ装置は、駆動部の摩擦パッドにかかる回入側、回出側の押圧力をそれぞれ検出可能な荷重センサと、車輪速を検知する車輪速センサとを備え、記憶手段の指令値データは、前記荷重センサの出力する回入側、回出側の押圧力及び前記車輪速センサの出力する車輪速に対応してそれぞれ変化する回入側入力荷重及び回出側入力荷重が得られるように予め個別に設定され、前記制御部は、当該回入側入力荷重及び回出側入力荷重を参照して必要な押圧力を読み出す構成とした。
本構成によれば、荷重センサと車輪速センサを備えたことにより、荷重センサにより検出された駆動部の摩擦パッドにかかる回入側、回出側の押圧力と、車輪速センサにより検知された車輪速とに基づき、それぞれに対応する指令値データから摩擦パッドを押圧する回入側入力荷重及び回出側入力荷重を読み出して個別に制御することにより摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

本発明に係る他の構成として、前記指令値データは、荷重センサの出力するクランプ荷重が大きくなるにつれて回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の方が増加率が大きくなるように予め設定される。
本構成によれば、クランプ荷重が大きくなるに従い、回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の増加率が大きくなるように予め設定したことにより摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

本発明に係る他の構成として、前記指令値データは、車輪速センサの出力する車輪速が大きくなるにつれて回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の方が増加率が大きくなるように予め設定される。
本構成によれば、車輪速が大きくなるに従い、回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の増加率が大きくなるように予め設定したことにより摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

本発明に係る他の構成として、前記指令値データは、車輪速とクランプ荷重の少なくとも一方が大きくなるにつれて回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の方が増加率が大きくなるように予め設定される。
本構成によれば、クランプ荷重と車輪速とのどちらかが大きくなるに従い、回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の増加率が大きくなるように予め設定したことにより摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

本発明に係る他の構成として、前記指令値データは、車輪速とクランプ荷重の少なくとも一方が予め設定された閾値よりも大きいときに回出側入力荷重が回入側入力荷重より大きくなるように予め設定される。
本構成によれば、車輪速又はクランプ荷重のどちらかがそれぞれに設定された閾値よりも大きい場合に、回出側入力荷重が回入側入力荷重より大きくなるように予め設定したことにより摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

実施の形態１
以下、図面に基づき本発明の一実施例を詳述する。
図１は、車両において本発明の電動式ディスクブレーキ装置１を実装した場合のブレーキシステムを示す。図２は、図１の電動式ディスクブレーキ装置１を車両の１輪について実装した場合の概略構成を示す図である。
図２に示す電動式ディスクブレーキ装置１は、電動モータなどを駆動力とする電動式ブレーキ装置であり、ディスクロータ２と、摩擦パッド３と、ブレーキキャリパ４と、制動制御部１３とによって構成される。

ディスクロータ２は、図外の車輪とともに回転する円盤体であり、円盤体の両面に摩擦パッド３が近接し、摺接することにより回転が制動される。
摩擦パッド３は、前記ディスクロータ２を挟んで対向する一対の摩擦パッド３ａと摩擦パッド３ｂとから構成される。摩擦パッド３ａ，３ｂはブレーキキャリパ４が作用することにより互いに近づく方向に押圧され前記ディスクロータ２と摺接すると、ディスクロータ２の回転する運動エネルギーを摩擦により熱エネルギーに変換し、車輪を制動する。

以下ブレーキキャリパ４の構造及び構成について図３と図４とを用いて説明する。
図３(ａ)は、図３（ｂ）におけるブレーキキャリパ４のＫ１−Ｋ１の断面図、図３(ｂ)は、図３（ａ）におけるブレーキキャリパ４のＫ２−Ｋ２の断面図である。
図３に示すようにブレーキキャリパ４は、概略として、キャリパ本体７と、キャリパ本体７をスライド可能に支持するブラケット６と、キャリパ本体７の内部に介挿される一対の駆動部１１，１２を備える。
ブラケット６は、タイヤホイール内側の非回転部分に対してディスクロータ２を跨ぐように取付けられる断面コ字状の部材である。ブラケット６の対向する面には、一対の摩擦パッド３ａ，３ｂが互いに対向するように配置され、摩擦パッド３ａ，３ｂがディスクロータ２の回転方向に動かないよう強固に固着される。ブラケット６は、一対のスライド穴６ａ，６ｂを備え、キャリパ本体７に設けられた取付け孔７ａ，７ｂと位置決めされた状態でスライドボルト８，８が螺入されることにより、ブラケット６とキャリパ本体７がスライド可能に取付けられる。

キャリパ本体７は、作用部９と、前記作用部９と対向し、ディスクロータ２を跨ぐように設けられた反作用部１０とからなる。前記作用部９は、内部に回入側駆動部１１と回出側駆動部１２を備える。当該回入側駆動部１１及び回出側駆動部１２とが後述の制動制御部１３によって制御され駆動されると、作用部９及び反作用部１０を介してディスクロータ２の回転が制動される。
なお、本実施例において回入側駆動部１１とは、図３において矢印で示す方向にディスクロータ２が回転すると仮定した場合に、ディスクロータ２がキャリパ本体７に入る側に位置する駆動部である。これとは逆に回出側駆動部１２とは、ディスクロータ２がキャリパ本体７から出る側に位置する駆動部である。本実施例は車体が前進している場合を示す。従って、車体が後進した場合には回入側駆動部１１が回出側となり、回出側駆動部１２が回入側となる。本実施例においては、回入側駆動部１１と回出側駆動部１２とはディスクロータ２の回転方向に沿って並列に配置される。なお、上記回入側駆動部１１及び回出側駆動部１２については後述する。

図３に示すように前記作用部９は、シリンダボディ３２と、ミドルボディ３３と、ボディエンド３４と、モータカバー３５とに分割構成される。
シリンダボディ３２は、後述の回入側駆動部１１と回出側駆動部１２とを組み込むための回入側シリンダ３６と回出側シリンダ３７と、後述の固定ボルト６８が螺入されるネジ孔６７を有する。回入側シリンダ３６及び回出側シリンダ３７は、車体左右方向に延長する両端開口の孔として形成され、開口部５５よりも縮径した段部４３を備え、当該段部４３よりもディスクロータ２側の空間が基径部３８として形成され、段部４３よりも開口部５５側の空間が拡径部として形成される。基径部３８のディスクロータ２側の端部には内周面に沿ってリング溝３９が形成される。開口部５５の周面には、後述のミドルボディ３３に設けられた穴に対して突出する突起５８が設けられる。

回入側シリンダ３６及び回出側シリンダ３７内には其々、図４に示す回入側駆動部１１、回出側駆動部１２がベアリング４１、シールリング４５、押圧部材４８及びダストシール６５と一体に組み付けられる。以下、回入側シリンダ３６，回出側シリンダ３７内部に組み付けられる部材について詳述する。なお、回入側シリンダ３６，回出側シリンダ３７内に組み付けられる部材は基本的構成が同一であるため、一方の回入側シリンダ３６に一方の回入側駆動部１１を組み付ける場合を例として説明する。

図４（ａ）に示すように、回入側駆動部１１は概略としてピストン部２１と、減速機構２２と、駆動手段としての電動モータ２３とによって構成される。ピストン部２１は、ボールネジとして構成され、内部に軸方向に沿って貫通する貫通孔２６及び貫通孔２６からディスクロータ２側へ突出するボルト５０を有するピストン２４と、当該ピストン２４を収容し、ピストン２４とボールを介して螺合するボールナットとして構成された変換機構２５とからなる。即ち、変換機構２５が後述の電動モータ２３の駆動により回転すると、ピストン２４はディスクロータ２の側に向かって前進または後退する構成であり、ピストン２４と変換機構２５とは、いわゆるボールネジ機構のボールねじとボールナットの関係にある。変換機構２５は、一端開口の筒状体であって、内周壁に前記ピストン２４の外周に切られたネジと螺合するネジ部２５ａを備える。変換機構２５の閉口した他端部は、丸型のフランジ４２が形成される。フランジ４２の一端面５３には、フランジ４２の中心と同心円となるように均等に配置された支持穴２７が複数設けられ、それぞれに後述の減速機構２２の一部が結合する。

減速機構２２は、太陽歯車２８と、複数の遊星歯車２９と、当該複数の遊星歯車２９の回転を支える支持軸３０と、外輪歯車３１とから構成される。太陽歯車２８は、電動モータ２３の出力軸６４に取付けられ、周囲に配置される複数の遊星歯車２９と噛み合うことにより回転力を遊星歯車２９に出力する。
遊星歯車２９は、回転中心にベアリング５７が取付けられ、ベアリング５７を介して支持軸３０と結合する。支持軸３０は、軸部の中間に軸径よりも拡径した厚みを持つフランジ５６を備え、一端が上述のフランジ４２に設けられた支持穴２７に嵌め込まれ、他端が遊星歯車２９のベアリング５７を支持することにより太陽歯車２８の回転を変換機構２５に伝達する。外輪歯車３１は、後述のミドルボディ３３の収容部に固定され、太陽歯車２８の周囲を公転する複数の遊星歯車２９と噛み合う。
減速機構２２よりも電動モータ２３側には円環状のスペーサ６２が設けられる。スペーサ６２の円環内周にはベアリング６３が内挿される。ベアリング６３は、電動モータ２３の出力軸６４を支持する。スペーサ６２は後述のボディエンド３４の内部に収容される。

なお、遊星歯車２９のベアリング５７は、電動モータ２３の出力軸６４が、ボールネジ機構の軸と一致していれば、何れのベアリングを用いて良いが、例えば軸が多少なりともずれる場合には、偏心ベアリング等を用いることで構成や設計を変更しなくとも容易に減速機構２２を構成することができる。

電動モータ２３は、ハーネス６９によって後述のモータ制御部１４に接続され、回転方向または回転角度が制御されるパルスモータである。なお、回転するモータだけでなく、リニアモータやソレノイドなど直動するものなどを用いて構成しても良い。本構成からなる回入側駆動部１１によれば、電動モータ２３の駆動によって出力軸６４に設けられた太陽歯車２８が回転すると、太陽歯車２８の周囲に設けられた複数の遊星歯車２９が回転し、支持軸３０を介して連結された変換機構２５が回転することから、変換機構２５に収容されたピストン２４が進退自在に駆動することができる。

図４（ｂ）を参照し、回入側シリンダ３６の内部構成について詳述する。
回入側シリンダ３６の内部には、ニードルベアリング４１，４１、スラストベアリング４４、シールリング４５、荷重センサ４７、押圧部材４８、ダストシール６５が介挿される。ニードルベアリング４１，４１は基径部３８の周壁に対して直列に内挿され、開口部５５側から挿入される変換機構２５の外周を回転可能に保持する。スラストベアリング４４は、段部４３と、変換機構２５のフランジ４２の他端面４６との間に内挿され、変換機構２５を回転可能に保持する。

シールリング４５は、前記スラストベアリング４４よりも摩擦パッド３ａ側に内挿される部材であって、前記スラストベアリング４４と当接する状態で組み込まれることにより、ベアリング内の円滑油の漏れ、外部からの粉塵等の異物の進入を防ぐ。荷重センサ４７はシールリング４５よりもディスクロータ２側に設けられる部材である。荷重センサ４７は円筒状のロードセルよりなり、ロードセルの起歪体に取付けられた４つのひずみゲージによって後述の摩擦パッド３ａに作用する荷重(クランプ荷重)を検出する。検出された荷重は、ハーネス４７ａを介して後述の制動制御部１３へ出力される。ハーネス４７ａは、基径部３８の先端側に形成されたハーネス取出し孔５２より延出して後述の入力部１０１に接続される。

荷重センサ４７よりも摩擦パッド３ａ側には、摩擦パッド３ａの基台３ｃが押圧する押圧部材４８が取付けられる。押圧部材４８は、荷重センサ４７やピストン２４などに摩擦パッド３ａに生じる熱の流れを妨げる耐熱強度を備えたセラミックやその他複合素材断熱材質からなり、中央部にネジ穴４９を備える。また、押圧部材４８は、押圧面４８ｃから摩擦パッド３ａ側に突出する複数の突起を備え、基台３ｃを保持する。

押圧部材４８及び荷重センサ４７は、変換機構２５が開口部５５側から介挿された状態において、ピストン２４のボルト５０が押圧部材４８のネジ穴４９に螺入されることにより、ピストン２４の先端面５１に固着される。即ち、荷重センサ４７は、押圧部材４８の受圧面４８ａとピストン２４の先端面５１との間に狭持される。
ダストシール６５は、円環状に形成されたシール部材であって、円環の内周面が押圧部材４８の周囲に形成された溝４８ｂに沿って嵌め込まれ、変換機構２５が開口部５５側から介挿された状態において、円環の外周面がリング溝３９に嵌め込まれる。ダストシール６５は、ピストン２４の前進に伴い押圧部材４８がシリンダ３６の開口部３６ａより露出し、摩擦パッド３ａの基台３ｃを押圧する場合に、外部から塵芥等の異物がシリンダ３６内に進入するのを防止する。以上、全ての部材が回入側シリンダ３６内に介挿された後、ピストン部２１が開口部５５側から回入側シリンダ３６内に収容される。

図３（ａ），（ｂ）を参照して、作用部９に設けられた回入側シリンダ３６，回出側シリンダ３７内の其々に回入側駆動部１１及び回出側駆動部１２を組み込んだ状態を説明する。ピストン部２１が両シリンダ３６，３７内に組み込まれると、減速機構２２が支持穴２７を介して組み付けられる。シリンダボディ３２と、ミドルボディ３３とはシリンダボディ３２に設けられた突起５８とミドルボディ３３に設けられた穴とが嵌め合わされることにより位置決めされる。位置決めされた状態においてミドルボディ３３の接触面６０がベアリング５４と当接する。ミドルボディ３３が取付けられることにより減速機構２２の外輪歯車３１が収容され、ピストン部２１及びピストン部２１に組み付けられる減速機構２２とが一体に支持される。

ミドルボディ３３は、固定ボルト６８が貫通する貫通孔６６を有し、電動モータ２３側からボディエンド３４が取付けられる。ボディエンド３４は、ネジ孔６７、ミドルボディ３３に形成された貫通孔６６と一致する貫通孔７０を備え、固定ボルト６８が貫通孔７０，６６を介してネジ孔６７に螺入されることにより、ボディエンド３４、ミドルボディ３３及びシリンダボディ３２とが一体に組み付けられる。ボディエンド３４から突出した電動モータ２３には、モータカバー３５が被着される。

図５は、電気式ディスクブレーキ装置１に係る制動制御部のブロック図を示す。なお、回入側に位置する構成と、回出側に位置する構成との区別を明確とするため、図面や明細書においてｉやｏを添字として用いる場合がある。添字ｉは、回入側に位置する構成を示し、添字ｏは、回出側に位置する構成を示す。
電気式ディスクブレーキ装置１は、記憶部１００、入力部１０１、演算処理部１０２及び出力部１０３を備えた制動制御部１３と、主として車体側に設けられ前記入力部１０１に各種の信号を出力するブレーキスイッチ８１、ペダルセンサ８２及び車輪速センサ８４と、入力部１０１と電気的に接続され荷重信号を出力する回入側荷重センサ４７ｉ及び回出側荷重センサ４７ｏと、出力部１０３と回入側電動モータ２３ｉ及び回出側電動モータ２３ｏと電気的に接続され出力部１０３からの出力信号に基づいて回入側電動モータ２３ｉ及び回出側電動モータ２３ｏの駆動制御を行うモータ制御部１４とから構成される。

ブレーキスイッチ８１は、ブレーキペダル付近に設けられ、ドライバがブレーキの操作を行ったときにブレーキ信号９１を入力部１０１に出力する。ブレーキ信号９１としては、例えば、ブレーキ操作有りのときにはＯＮ、ブレーキ操作なしのときにはＯＦＦとする所謂ＯＮ／ＯＦＦ信号等が好適である。なお、ブレーキスイッチ８１は、後述のペダルセンサ８２によってＯＮ／ＯＦＦ信号を出力しても良い。このブレーキ信号９１により後述の制動制御プログラム２００が実行される。

ペダルセンサ８２は、ブレーキの操作量及び操作方法を検出するセンサでブレーキペダルのストロークする部分（図１参照）に設けられる。ペダルセンサ８２は、ブレーキペダルを操作したときの踏込み角度(踏込角度)及びブレーキペダルを操作したときの踏込み強さ(踏込荷重)として検出し、踏込角信号９２と踏力信号９３とを入力部１０１に出力する。
例えば、踏込角度を検出するセンサにはロータリエンコーダなど回転する角度を検出できるものなら良く、特にロータリエンコーダを使用したときには角度とその角度に至るまでの角速度を同時に検出できるため、同時に踏込角度と踏込速度とを検出することができる。踏込荷重を検出するセンサには荷重センサ、ロードセルなどによって踏込みの強さが検出できる。本実施例においては、ペダルセンサ８２は踏込角度と踏込荷重とが出力できるセンサによって構成される。なお、ブレーキ操作を出力する信号は、踏込角信号と踏力信号とのいずれか一方でも良い。

車輪速センサ８４は、車輪の回転速度を検出するセンサで車輪とともに回転する車軸に設けられるハブなどに取付けられたエンコーダと、ハブ近傍の回転しない部分に取付けられた検出器とによって構成される。エンコーダは、ハブの回転方向に均等の間隔で高さが等しくなるように配置されたマグネットや金属からなる凹凸の集合体で、検出器によって検出される磁束の変化を車輪速信号９４として入力部１０１に出力する。車輪速センサとしては、他の公知のセンサを使用または組み合わせて車輪速センサとしても良い。

回入側荷重センサ４７ｉと回出側荷重センサ４７ｏとは、前述のとおりブレーキキャリパ４内に設けられ、摩擦パッド３ａをディスクロータ２に摺接させるための押圧力を測定する荷重センサで、摩擦パッド３ａを押圧する押圧部材４８の受圧面４８ａとピストン２４の先端面５１とに生じる圧力を回入側荷重信号９５ｉと回出側荷重信号９５ｏとして入力部１０１に出力する。上記各センサから入力された信号は、入力部１０１から演算処理部１０２に出力される。

演算処理部１０２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアによって構成され、例えばＲＯＭに格納された処理プログラム及び記憶部１００に格納された回入側指令値データ９８ｉ，回出側指令値データ９８ｏを参照し、ＲＡＭを用いながら制御対象となる両電動モータ２３ｉ及び２３ｏの押圧力の演算処理を実行する。
記憶部１００は、例えばＲＯＭ等の記憶媒体であり、演算処理部１０２による演算処理に必要な回入側指令値データ９８ｉ，回出側指令値データ９８ｏを記憶する。
なお、記憶部１００は、演算処理部１０２に含まれても良い。

図７は、記憶部１００の記憶する指令値データ９８ｉ及び指令値データ９８ｏを示し、車輪速信号９４に基づく車輪速Ｓと、回入側荷重信号９５ｉと回出側荷重信号９５ｏとに基づく回入側のクランプ荷重としての回入側実押圧力Ｆinと回出側のクランプ荷重としての回出側実押圧力Ｆoutと、回入側入力荷重としての回入側補正押圧力Ｐ*inと回出側入力荷重としての回出側補正押圧力Ｐ*outとの関係を示す。
指令値データ９８ｉは、車輪速Ｓと回入側の実押圧力Ｆinとに応じて補正押圧力Ｐ*inを求めるデータである。指令値データ９８ｏは、車輪速Ｓと回出側の実押圧力Ｆoutとから回出側の補正押圧力Ｐ*outを求めるデータである。
指令値データ９８ｉと指令値データ９８ｏとは、車輪速Ｓと実押圧力ＦinとＦoutの少なくとも一方が大きくなるに従い、回出側の補正押圧力Ｐ*outが回入側の補正押圧力Ｐ*inよりも補正押圧力の増加率が大きくなるように設定される。
また、指令値データ９８ｉと指令値データ９８ｏは、図８（ａ）に示すように、車輪速Ｓと、実押圧力ＦinとＦoutとが小さいときには摩擦パッド３に生じる面圧分布は制御の有無に関わらず変化が見られないため、車輪速Ｓと実押圧力ＦinとＦoutの少なくとも一方が予め設定された値（閾値）よりも大きいときに回出側入力荷重が回入側入力荷重より大きくなるように設定しても良い。
なお、回入側指令値データ９８ｉと回出側指令値データ９８ｏとは、車輪速Ｓに応じるかまたは回入側と回出側で検出される実押圧力ＦinとＦoutの何れか一方によって補正押圧力Ｐ*inとＰ*outとが出力され、回出側の補正押圧力Ｐ*outが回入側の補正押圧力Ｐ*inよりも補正押圧力の増加率が大きくなるように設定しても良い。

モータ制御部１４は、ブレーキキャリパ４に設けられた駆動源である電動モータ２３ｉ，２３ｏと制動制御部１３との間に介在して、制動制御部１３から出力される電動モータ２３ｉ，２３ｏへの目標押圧力信号９６ｉと９６ｏとを電動モータ２３ｉ，２３ｏに適した回入側駆動信号９７ｉと回出側駆動信号９７ｏとに変換して出力する。
例えば電動モータ２３がステッピングモータの場合、モータの回転は、制御信号として送られるパルス信号の数によって行われるため、制動制御部１３から出力される信号が電流の場合には、パルス信号などに変換する。なお、モータ制御部１４は、モータドライバによって構成されても良く、また、その機能が制動制御部１３の中に組み込まれても良い。

上記構成からなる電気式ディスクブレーキ装置１による制御方法を図６のフローチャートに基づいて説明する。
車両の走行時においてブレーキ操作が行われると、ブレーキスイッチ８１の出力するブレーキ信号９１が入力部１０１を介して出力され、演算処理部１０２は、制動制御プログラム２００に基づく制御処理を開始する（Ｓ１）。

ステップ１で、制御処理が開始されたことに基づき演算処理部１０２は、入力部１０１を介して入力される車輪速信号９４、踏込角信号９２及び踏力信号９３を検出する（Ｓ２）。

演算処理部１０２は、ステップ２において検出された踏込角信号９２、踏力信号９３及び車輪速信号９４に基づき、運転者によるブレーキペダルの操作に応じた目標ブレーキ力に近づくようにディスクロータ２への摩擦パッド３ａの目標押圧力Ｐin，Ｐoutを演算し、演算結果を目標押圧力信号９６ｉ，９６ｏとして出力部１０３に出力する(Ｓ３)。

出力部１０３は、ステップ３において演算処理部１０２から出力された目標押圧力信号９６ｉ，９６ｏをモータ制御部１４に出力し、モータ制御部１４は対応する回入側駆動信号９７ｉと回出側駆動信号９７ｏとに変換し、電動モータ２３ｉ，２３ｏに出力する(Ｓ４)。

電動モータ２３ｉ，２３ｏは、ステップ４において出力部１０３から出力された回入側駆動信号９７ｉと回出側駆動信号９７ｏとに従った駆動力により、ピストン２４ｉ，２４ｏとを突出させて摩擦パッド３ａをディスクロータ２に押付ける（Ｓ５）。

ステップ５においてピストン２４ｉ，２４ｏが突出し、押圧部材４８が摩擦パッド３ａの基台３ｃと接触すると、ピストン２４ｉ，２４ｏとの間に設けられた回入側荷重センサ４７ｉ及び回出側荷重センサ４７ｏが、回入側実押圧力Ｆinと回出側実押圧力Ｆoutとを検出し、回入側実押圧力Ｆinと回出側実押圧力Ｆoutとを回入荷重信号９５ｉと回出荷重信号９５ｏとして制動制御部１３の入力部１０１に出力する(Ｓ６)。なお、ブレーキ操作の初期状態においては、回入側荷重センサ４７ｉと回出側荷重センサ４７ｏとが検出した実押圧力ＦinとＦoutにおいては、図８(ｂ)の高負荷時で補正なしの図に示すような面圧分布が摩擦パッド３に生じることとなる。

ステップ６において演算所処理部１０２は、回入荷重信号９５ｉ及び回出荷重信号９５ｏが入力部１０１を介して入力されると、入力された回入側実押圧力Ｆinと回出側実押圧力Ｆout（回入荷重信号９５ｉと回出荷重信号９５ｏ）と、車輪速センサ８４の出力する車輪速Ｓ（車輪速信号９４）とに基づいて記憶部１００に記憶された回入側指令値データ９８ｉと回出側指令値データ９８ｏとを参照しつつ回入側補正押圧力Ｐ*in及び回出側補正押圧力Ｐ*outを演算し、出力部１０３に出力する(Ｓ７)。
例えば、制御例として高速走行からの高負荷な制動とすれば回入側、回出側で検出される実押圧力ＦinとＦoutは大きいため、回入側補正押圧力Ｐ*inと回出側補正押圧力Ｐ*outは、回入側指令値データ９８ｉと回出側指令値データ９８ｏとを参照し、回入側補正押圧力Ｐ*inよりも回出側補正押圧力Ｐ*outの方が大きくなるような回入側補正押圧力Ｐ*inと回出側補正押圧力Ｐ*outとを出力する。

ステップ７において出力部１０３は、回入側補正押圧力Ｐ*inと回出側補正押圧力Ｐ*outとに基づいた補正押圧力信号９６*ｉと９６*ｏとをモータ制御部１４に出力する。

モータ制御部１４は、補正押圧力信号９６*ｉと９６*ｏとを回入側補正駆動信号９７*ｉと回出側補正駆動信号９７*ｏとにそれぞれ変換し電動モータ２３ｉ，２３ｏに出力する(Ｓ８)。回入側補正押圧力Ｐ*inと回出側補正押圧力Ｐ*outとに基づき電動モータ２３ｉ，２３ｏが、摩擦パッド３ａに対して補正押圧力Ｐ*in，Ｐ*outとなるように動作する(Ｓ９)。
以上のＳ６〜Ｓ９を繰り返すことにより摩擦パッド３に作用する面圧分布が均一となるような制御が繰り返される。

上述のように、電動モータ２３は、指令値データ９８ｉ，９８ｏに基づく補正押圧力Ｐ*in，Ｐ*outと、回入側と回出側とに生じる実押圧力Ｆin，Ｆoutとに基づいて制御され、運転者のブレーキ操作力に応じてディスクロータ２に作用する面圧の分布が均一となるようなブレーキ力が得られるように制御される。その結果、摩擦パッド３の面圧の分布が均一になることにより摩擦パッドの偏摩耗を防ぐことができる。

実施の形態２
図１０(ａ)は、本願発明に係る他の実施形態を示す。なお、実施の形態１と同一構成の部材については適宜符合を省略する。本実施形態においては、実施の形態１と同一構成からなる電動式ディスクブレーキ装置１に関し、荷重センサ４７を作用部９でなく反作用部１０に設けた点で異なる。具体的には、本実施例における荷重センサ７７は、反作用部１０側に設けられる。この状態において作用部９のピストン２４ｉ，２４ｏが突出し、押圧部材４８が摩擦パッド３ａの基台３ｃを押圧すると、摩擦パッド３ａはディスクロータ２と摺接する。同時にブラケット６のスライド孔６ａ，６ｂに沿ってキャリパ本体７は反力によってスライドし、反作用部１０側の摩擦パッド３ｂがディスクロータ２に押圧される。これにより、実施の形態１でピストン２４ｉ，２４ｏに設けた荷重センサ４７ｉ，４７ｏと同じ作用が得られる。

即ち、実施の形態２においては、作用部９側によって実押圧力Ｆin及びＦoutを検出するのではなく、反作用部１０側で実押圧力ＦinとＦoutとを測定することを特徴とする。この方法によれば容易にキャリパ本体７に荷重センサ７７を設置することができるとともに、例えば、摩擦パッド３ａを押圧するピストンの数が複数個ある場合には、複数の荷重センサ４７を用いずに１つの荷重センサ７７で各ピストンの押圧力を制御することができる。
なお、荷重センサ７７を単一の構成とするのではなく、反作用部１０側でピストン２４ｉ，２４ｏの軸芯と対応する位置に複数個設けることによっても精度良く実押圧力Ｆin及びＦoutを検出することができる。

実施の形態３
さらに、図１０(ｂ)に示すように、荷重センサ４７ｉ，４７ｏとを荷重センサ７７とを組み合わせて双方向から荷重を検出することでさらに精度の良い制御を行うことができる。例えば上述したように、作用部９のピストン２４ｉ，２４ｏの突出により摩擦パッド３ａがディスクロータ２に摺接することで、ブラケット６のスライド孔６ａ，６ｂに沿ってキャリパ本体７は反力によってスライドし、反作用部１０側の摩擦パッド３ｂがディスクロータ２に摺接する。

即ち、摩擦パッド３ａに作用する押圧力に、摩擦パッド３ｂに作用する押圧力は依存しているため、摩擦パッド３ａ，３ｂとに作用する正確な押圧力を知るためには、作用部９と反作用部１０とに荷重センサ４７と荷重センサ７７とを設けることで精度の良い制御が可能となる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明に係る車両の電動式ディスクブレーキ装置の概念図。本発明に係る車両の一部における電動式ディスクブレーキ装置の斜視図。本発明の実施形態１に係る電動式ブレーキキャリパの断面図。本発明の実施形態１に係る電動式ブレーキキャリパの構成図。本発明の実施形態１に係る制動制御部のブロック図。本発明の実施形態１に係る制動制御プログラムのフローチャート。本発明の実施形態１に係る記憶部の記憶する指令値データグラフ。本発明の実施形態１に係る補正の有無による摩擦パッドに作用する面圧分布図。本発明に係る摩擦パッドに作用する一般的な面圧分布図。本発明の他の実施形態に係る荷重センサの構成図。

符号の説明

１電動式ディスクブレーキ装置、２ディスクロータ、３摩擦パッド、
４ブレーキキャリパ、１１回入側駆動部、１２回出側駆動部、１３制動制御部、１４モータ制御部、２１ピストン部、２２減速機構、２３電動モータ、
４７荷重センサ、８１ブレーキスイッチ、８２ペダルセンサ、
８４車輪速センサ。

Claims

キャリパ本体の作用部及び反作用部のそれぞれからディスクロータに摺接可能に設けられた摩擦パッドと、
前記摩擦パッドを押圧する押圧部材と、
前記作用部側に設けられ前記押圧部材に押圧力を発生させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御部と、
記憶手段とを有する電動式ディスクブレーキ装置であって、
前記駆動手段は、前記ディスクロータの回入側、回出側のそれぞれに配置された少なくとも第１及び第２の駆動部からなり、
前記記憶手段は、予め設定した摩擦パッドに付加させるのに必要な押圧力を得る指令値データを記憶し、
前記制御部は、前記記憶手段より読み出した指令値データより得た前記摩擦パッドに付加させるのに必要とする押圧力に応じて、前記第１及び第２の駆動部それぞれの前記押圧部材に対する押圧力を制御することを特徴とする電動式ディスクブレーキ装置。
前記電動式ディスクブレーキ装置は、駆動部の摩擦パッドにかかる回入側、回出側の押圧力をそれぞれ検出可能な荷重センサを備え、
前記指令値データは、前記荷重センサの出力に対応してそれぞれ変化する回入側入力荷重及び回出側入力荷重が得られるように予め個別に設定され、
前記制御部は、当該回入側入力荷重及び回出側入力荷重を参照して必要な押圧力を読み出して第１，第２駆動部を個別に制御することを特徴とする請求項１に記載の電動式ディスクブレーキ装置。
前記電動式ディスクブレーキ装置は、車輪速を検知する車輪速センサを備え、
記憶手段の指令値データは、車輪速センサの出力する車輪速に応じて荷重が設定される回入側入力荷重及び回出側入力荷重が予め個別に設定され、
前記制御部は、当該回入側入力荷重及び回出側入力荷重を参照して必要な押圧力を読み出すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動式ディスクブレーキ装置。
前記電動式ディスクブレーキ装置は、駆動部の摩擦パッドにかかる回入側、回出側の押圧力をそれぞれ検出可能な荷重センサと、車輪速を検知する車輪速センサとを備え、
記憶手段の指令値データは、前記荷重センサの出力する回入側、回出側の押圧力及び前記車輪速センサの出力する車輪速に対応してそれぞれ変化する回入側入力荷重及び回出側入力荷重が得られるように予め個別に設定され、
前記制御部は、当該回入側入力荷重及び回出側入力荷重を参照して必要な押圧力を読み出すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動式ディスクブレーキ装置。
前記指令値データは、荷重センサの出力するクランプ荷重が大きくなるにつれて回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の方が増加率が大きくなるように予め設定されることを特徴とする請求項２に記載の電動式ディスクブレーキ装置。
前記指令値データは、車輪速センサの出力する車輪速が大きくなるにつれて回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の方が増加率が大きくなるように予め設定されることを特徴とする請求項３に記載の電動式ディスクブレーキ装置。
前記指令値データは、車輪速とクランプ荷重の少なくとも一方が大きくなるにつれて回入側入力荷重よりも回出側入力荷重の方が増加率が大きくなるように予め設定されることを特徴とする請求項４に記載の電動式ディスクブレーキ装置。
前記指令値データは、車輪速とクランプ荷重の少なくとも一方が予め設定された閾値よりも大きいときに回出側入力荷重が回入側入力荷重より大きくなるように予め設定されることを特徴とする請求項４に記載の電動式ディスクブレーキ装置。