JP2021088231A - 車両用電動ブレーキ装置 - Google Patents

車両用電動ブレーキ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021088231A
JP2021088231A JP2019218325A JP2019218325A JP2021088231A JP 2021088231 A JP2021088231 A JP 2021088231A JP 2019218325 A JP2019218325 A JP 2019218325A JP 2019218325 A JP2019218325 A JP 2019218325A JP 2021088231 A JP2021088231 A JP 2021088231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric
piston
electric motors
braking force
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019218325A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7238745B2 (ja
Inventor
勝康 大久保
Katsuyasu Okubo
勝康 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2019218325A priority Critical patent/JP7238745B2/ja
Priority to US17/076,221 priority patent/US11608043B2/en
Priority to CN202011155443.XA priority patent/CN112977380B/zh
Publication of JP2021088231A publication Critical patent/JP2021088231A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7238745B2 publication Critical patent/JP7238745B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/746Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive and mechanical transmission of the braking action
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1761Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS responsive to wheel or brake dynamics, e.g. wheel slip, wheel acceleration or rate of change of brake fluid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/14Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/183Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with force-transmitting members arranged side by side acting on a spot type force-applying member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/18Electric or magnetic
    • F16D2121/24Electric or magnetic using motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00Components of actuators
    • F16D2125/18Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40Screw-and-nut
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00Components of actuators
    • F16D2125/18Mechanical mechanisms
    • F16D2125/44Mechanical mechanisms transmitting rotation
    • F16D2125/46Rotating members in mutual engagement
    • F16D2125/48Rotating members in mutual engagement with parallel stationary axes, e.g. spur gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30Signal inputs
    • F16D2500/31Signal inputs from the vehicle
    • F16D2500/3114Vehicle wheels
    • F16D2500/3118Slip of vehicle wheels

Abstract

【課題】 駆動源として2つの電動モータを有する車両用電動ブレーキ装置の実用性を向上させる。【解決手段】 1つのピストン24を有してそのピストンによってブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けるアクチュエータ14を、2つの電動モータ22のいずれの回転動作をもピストンの進退動作に変換する動作変換機構28を含んで構成する。電動モータの小型化によりイナーシャを小さくすることができるため、応答性に優れた電動ブレーキ装置を構築できる。また、1つのピストンを2つの電動モータで動作させるため、2つのピストンを2つの電動モータで駆動させる電動ブレーキ装置よりも、構造がシンプルである。【選択図】 図1

Description

本発明は、車両に搭載される電動ブレーキ装置に関する。
近年、電動ブレーキ装置を車両に搭載することが検討されている。電動ブレーキ装置は、電動モータを駆動源として備えたブレーキ装置であり、一般的には、その電動モータの力によってピストンを前進させ、そのピストンの前進によって車輪とともに回転する回転体に摩擦部材を押し付けるように構成される。駆動源となる電動モータを複数備えることで、例えば、それら複数の電動モータの各々の小型化が図れる。複数の電動モータを備えた車両用電動ブレーキ装置(以下、単に「電動ブレーキ装置」という場合がある)として、例えば、下記特許文献に示すようなブレーキ装置が存在する。
特開2017−94787号公報
上記特許文献に記載されている電動ブレーキ装置は、2つのピストンを備え、それら2つのピストンを、2つの電動モータによって、それぞれ動作させるように構成されている。そのような電動ブレーキ装置は、開発途上であるため、改良の余地が多分に残されており、何等かの改良を施すことによって実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い電動ブレーキ装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の車両用電動ブレーキ装置は、
車輪とともに回転する回転体と、
摩擦部材と、
(a) その摩擦部材と係合するピストンと、(b) それぞれが駆動源としての2つの電動モータと、(c) それら2つの電動モータのいずれの回転動作をも前記ピストンの進退動作に変換する動作変換機構とを有して、前記ピストンを前進させることで前記摩擦部材を前記回転体に押し付けて制動力を発生させ、かつ、前記ピストンを後退させることで前記摩擦部材を前記回転体から離して制動力を解除するアクチュエータと
を備えている。
本発明の電動ブレーキ装置は、駆動源として2つの電動モータを有しているため、2つの電動モータの各々を小型化することが可能である。電動モータの小型化は、電動モータのイナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、本発明によれば、応答性(例えば、制動力発生の指令に対して実際に制動力が発生させられるまでの時間の短さ)において優れた電動ブレーキ装置を実現することが可能である。また、本発明の電動ブレーキ装置は、端的に言えば、1つのピストンを2つの電動モータで動作させる形式の電動ブレーキ装置であり、2つのピストンを2つの電動モータでそれぞれ動作させる形式の電動ブレーキ装置と比較して、構造においてシンプルである。以上のことからして、本発明の電動ブレーキ装置は、実用性が高いものとなるのである。
発明の態様
本発明の車両用電動ブレーキ装置は、コントローラによって、例えば、2つの電動モータをそれぞれ制御することで、言い換えれば、2つの電動モータを個別に制御することで、発生させる制動力を制御するよう構成してもよい。コントローラは、例えば、CPU,ROM,RAM等からなるコンピュータを主要構成要素とし、2つの電動モータの各々のドライバ(駆動回路)を含んで構成すればよい。
コントローラによる制動力の制御に関して説明すれば、例えば、当該電動ブレーキ装置に要求される制動力である要求制動力が設定制動力以下の場合には、2つの電動モータのうちの一方だけを制御して摩擦部材を回転体に押し付け、要求制動力が設定制動力を超える場合には、2つの電動モータの両方を制御して摩擦部材を回転体に押し付けるように構成すればよい。そのような制御を実行することにより、要求制動力が設定制動力以下の場合において、例えば、2つの電動モータの相互干渉の可能性が排除されて、ピストンの円滑な動作が可能となる。
なお、2つの電動モータの両方の力によって摩擦部材を回転体に押し付ける際における、それら2つの電動モータの各々の力の配分は、特に限定されない。例えば、2つの電動モータの一方を、その一方の力によって設定制動力を発生させるように制御し、2つの電動モータの他方を、設定制動力では要求制動力に足らない分をその他方の力によって発生させるように制御してもよく、また、例えば、2つの電動モータの各々を、その各々の力が互いに等しくなるように制御してもよい。
また、例えば、いわゆるABS作動(アンチロック制御におけるアクチュエータの作動)において、車輪のロックが推認されたときに、それまで2つの電動モータの一方だけの力によって摩擦部材を前記回転体に押し付けていたとしても、2つの電動モータの両方を、摩擦部材を回転体から離すように制御することもできる。車輪のロックが発生した場合、制動力を急激に解除することが望ましい。ここに説明した制御によれば、車輪のロックが推認されたときにおいて迅速な制動力の解除が担保されるため、好適なABS作動を実現させることができる。なお、「車輪のロックが推認されたとき」とは、完全にロックしたことが認識されたときだけを意味するのではなく、車輪がロックする蓋然性がかなり高まったと思われたとき、簡単に言えば、いよいよ車輪がロックすると思われたときを含む概念である。言い換えれば、スリップ率が100%になったことを認識したときだけを意味せず、例えば、スリップ率が車輪のロックが始まりそうな程度まで上昇したことを認識したしたときも含まれる。
また、ABS作動において、例えば、車輪のスリップ率が設定スリップ率を超えた状態において2つの電動モータのうちの一方を、ピストンが摩擦部材を回転体に押し付けるように制御しつつ、2つの電動モータのうちの他方を、ピストンが回転体から離れる向きの力である後退力をピストンに付与するように制御し、車輪のロックが推認されたときに、2つの電動モータの両方を、ピストンが前記回転体から離れるように制御してもよい。「車輪のスリップ率が設定スリップ率を超えた状態」とは、簡単に言えば、後に車輪のロックが生じる可能性が高い状態と考えることができる。言い換えれば、車輪のロックに至る過程において、車輪のロックが推認される手前の状態と考えることができる。この状態において、車輪のロックに備えるために、詳しく言えば、車輪のロックが推認されたときに迅速にピストンによる摩擦部材の回転体への押付を解除するために、2つの電動モータの他方による後退力の付与がなされるのである。2つの電動モータの他方によって後退力の付与がなされている状態を、車輪のロックに備えるための状態という意味を込めて、以下、「スタンバイ状態」という場合があることとする。
スタンバイ状態における上記後退力は、2つの電動モータの一方の力に依存したピストンによる摩擦部材の回転体への押付を阻害しないことが望ましい。言い換えれば、2つの電動モータの一方の力によって車輪に付与されている制動力を減少させないことが望ましい。そのことに鑑みれば、車輪のスリップ率が設定スリップ率を超えた状態において、2つの電動モータのうちの他方を、発生させられている制動力が減少しない程度の後退力しかピストンに付与しないように制御することが望ましい。
車輪のスリップ率と、車輪と路面との間の進行方向摩擦力(以下、単に、「摩擦力」という場合がある)との関係は、よく知られている。詳しく言えば、摩擦力は、スリップ率が0%から増加するにつれて増加し、約15%〜20%でピークに達し、さらなるスリップ率の増加にともなって減少し、スリップ率が100%において特定の制動力に至る。そのことに鑑みれば、上記設定スリップ率は、摩擦力が上記ピークとなるスリップ率、つまり、車輪の路面に対するグリップ力が最大となるスリップ率(以下、「ピークスリップ率」という場合がある)に基づいて設定することが望ましい。具体的には、ピークスリップ率自体を設定スリップ率に設定してもよく、ピークスリップ率に対して若干のマージンを採ってピークスリップ率よりも低く若しくは高く設定してもよい。
実施例の車両用電動ブレーキ装置を示す図である。 比較例の車両用電動ブレーキ装置を示す図である。 車輪のスリップ率と車輪と路面との間の進行方向摩擦力との関係を示すグラフである。 実施例の車両用電動ブレーキ装置において実行されるブレーキ制御プログラムのフローチャートである。
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例である車両用電動ブレーキ装置を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
[A]実施例の車両用電動ブレーキ装置の構成
実施例の電動ブレーキ装置は、図1(a)に平面図を、図1(b)に正面図(正面側の一部分を取り除いた正面図)をそれぞれ示すようなディスクブレーキ装置であり、車輪とともに回転する回転体としてディスクロータ10と、ディスクロータ10を挟んで配置された1対のブレーキパッド12と、車輪に対して制動力を付与するためにそれら1対のブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けるアクチュエータ14とを含んで構成されている。ちなみに、図1(a)の一点鎖線は、当該アクチュエータ14の軸線(以下、「アクチュエータ軸線」という場合がある)Lであり、このアクチュエータ軸線Lが、車輪の軸線である車輪軸線と平行となるようにアクチュエータ14は配設されている。なお、以下の説明において、アクチュエータ軸線Lの延びる方向を軸線方向とし、図1(a)の下方を軸線方向における車体側,上方を反車体側と呼ぶこととする。
ディスクロータ10は、図示を省略する車輪とともに、図示を省略するキャリア(車輪が転舵輪である場合にはステアリングナックルと呼ぶこともできる)に、車輪軸線まわりに回転可能に保持されている。各ブレーキパッド12は、ディスクロータ10に押し付けられる摩擦部材12aと、ディスクロータ10側とは反対側の面において摩擦部材12aをバックアップするバックアッププレート12bとを含んで構成される。ブレーキパッド12自体を摩擦部材と考えることができるため、摩擦部材12aをディスクロータ10に押し付けること、および、摩擦部材12aをディスクロータ10から離すこと(厳密には、摩擦部材12aのディスクロータ10からの離間を許容すること)を、以下、ブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付ける、および、ブレーキパッド12をディスクロータ10から離すという場合があることとする。
アクチュエータ14は、上方に開口する概してU字状の断面形状を有する基材20aと、基材20aの両端部が内側において接合された枠状のフレーム20bとが一体化された本体20を有しており、詳しい構造については省略するが、2つのブレーキパッド12のうちの車体側のものは、基材20aに、反車体側のものは、フレーム20bに、それぞれ、軸線方向の変位が許容される状態で保持されている。なお、詳しい構造は省略しているが、本体20自体も、基材20aを軸線方向に貫通するようにして穿設された支持穴20cを利用して、キャリアに、軸線方向の変位が許容される状態で保持されている。
アクチュエータ14は、それぞれが駆動源となる2つの電動モータ22を有しており、それら2つの電動モータ22は、基材20aに固定支持される。また、アクチュエータ14は、ブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けるためのピストン24を有しており、ピストン24は、基材20aに固定された保持筒26を介して、軸線方向に移動可能に基材20aに保持されている。
アクチュエータ14は、2つの電動モータ22のいずれの回転動作(厳密に言えば、電動モータ22のモータ軸の回転動作)をも、ピストン24の軸線方向における進退動作に変換する動作変換機構28を有している。ピストン24が軸線方向において車体側に動くことを後退と、反車体側に動くことを前進と、それぞれ呼べば、アクチュエータ14は、ピストン24を前進させることで、ブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けて制動力を発生させ、ピストン24を後退させることで、ブレーキパッド12をディスクロータ10から離して(厳密には、ブレーキパッド12のディスクロータ10からの離間を許容して)制動力を解除するように構成されているのである。
ピストン24には雌ねじ24aが形成されており、その雌ねじ24aと螺合する雄ねじ30aが形成された主軸30が、基材20aに、回転可能かつ軸線方向に移動不能に保持されている。主軸30を回転させることで、ピストン24は軸線方向に移動する。つまり、ピストン24の雌ねじ24aが形成された部分と、主軸30とによって、動作変換機構28における変換部28aが構成されているのである。
主軸30は、基材20aから車体側に延び出しており、その延び出した部分には、比較的大径の平歯車であるドリブンギヤ32が固定的に嵌められている。一方で、各電動モータ22のモータ軸22aも、基材20aから車体側に延び出しており、その延び出した部分には、比較的小径の平歯車であるドライブギヤ34が固定的に嵌められている。各ドライブギヤ34とドリブンギヤ32とを繋ぐように、2つの中間ギヤ36が、基材20aに、回転可能に保持されている。詳しく言えば、各中間ギヤ36は、比較的大径の平歯車である大径ギヤ36aと、比較的小径の平歯車である小径ギヤ36bとが一体化されたものであり、大径ギヤ36aが対応するドライブギヤ34と噛合し、小径ギヤ36bがドリブンギヤ32と噛合している。このような構造から、ドリブンギヤ32,2つの中間ギヤ36,2つのドライブギヤ34を含んで、各電動モータ22の回転を減速して回転軸30に伝達するための機能部、すなわち、動作変換機構28における減速部28bが構成されているのである。
上記構造から解るように、動作変換機構28は、2つの電動モータ22のいずれの回転動作をもピストン24の進退動作に変換するように構成されている。詳しく言えば、2つの電動モータ22の一方のみに電流を供給することで、その一方の力(以下、「モータトルク」という場合がある)だけで、ピストン24を進退動作させることが可能である。また、2つの電動モータ22の両方が、互いに共同して、それら両方のモータトルクによって、ピストンを進退動作させることも可能である。
ここで、駆動源として1つの電動モータしか備えていない電動ブレーキ装置を、平面図である図2(a),正面図(正面側の一部分を取り除いた正面図)である図2(b)を参照しつつ、比較例の電動ブレーキ装置として説明する。比較例の電動ブレーキ装置のアクチュエータ14’が駆動源として備える電動モータ22’は、実施例の電動ブレーキ装置がそれぞれ駆動源として備える各電動モータ22よりも大型のものとなっている。具体的に言えば、電動モータ22’は、電動モータ22の発生し得るモータトルクの約2倍のモータトルクを発生可能とされているのである。そして大型であることに伴い、電動モータ22’は、電動モータ22に比較して、外径が相当に大きくなっているのである。つまり、図1と図2とを比較して解るように、比較的小型の電動モータ22を駆動源として2つ備える実施例の電動ブレーキ装置は、比較的大型の電動モータ22’を駆動源として1つ備える比較例の電動ブレーキ装置よりも、コンパクトなものとされているのである。なお、比較例の電動ブレーキ装置は、駆動源として1つの電動モータ22’しか有していないことから、実施例の電動ブレーキ装置が有する動作変換機構28(減速部28b)とは異なる構造の動作変換機構28’(減速部28b’)を有している。
電動モータを駆動させる場合、詳しく言えば、モータトルクの発生を開始させたり、モータトルクの大きさや向きを変更させようとする場合、電動モータが有するイナーシャ(慣性力)に逆らって電動モータを駆動させなければならない。そのことに鑑みれば、比較的小型の電動モータ22を備える実施例の電動ブレーキ装置は、比較的大型の電動モータ22’を備える比較例の電動ブレーキ装置に比較して、モータトルクの応答性、ひいては、制動力の応答性において優れたものとなる。ちなみに、電動モータ22の径が電動モータ22’の径と比較して小さいことは、良好な応答性に特に貢献している。
なお、駆動源として2つの電動モータを有する電動ブレーキ装置として、例えば、2つの電動モータが、2つのピストンを、2つの動作変換機構を介して、それぞれ動かすように構成された電動ブレーキ装置も考えられる。しかし、そのような電動ブレーキ装置と比較して、実施例の電動ブレーキ装置は、構造的にシンプルなものとなる。
[B]実施例の車両用電動ブレーキ装置の制御
実施例の電動ブレーキ装置の制御は、つまり、当該電動ブレーキ装置が発生させる制動力の制御は、図示を省略するコントローラによって実行される。コントローラは、CPU,ROM,RAM等を有するコンピュータと、各電動モータ22の駆動回路(ドライバ)とを含んで構成されている。ちなみに、電動モータ22は、いわゆる3相ブラシレスモータであり、駆動回路は、インバータである。図示を省略するが、実施例の電動ブレーキ装置は、ピストン24によるブレーキパッド12のディスクロータ10への押付の反力として、主軸30にかかる軸力(スラスト力)を検出するための軸力センサが設けられており、コントローラは、その軸力センサを利用して検出された軸力に基づいて、各電動モータ22の作動を個別に制御する。簡単に言えば、コントローラは、2つの電動モータ22をそれぞれ制御することで、発生させる制動力を制御するのである。
基本的な制動力の制御について簡単に説明すれば、コントローラは、ブレーキ操作部材であるブレーキペダルの操作量に基づいて、当該電動ブレーキ装置が発生させなければならない制動力、すなわち、当該電動ブレーキ装置に要求される制動力を、要求制動力として、決定し、その要求制動力に基づいて、ピストン24がブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けるべき力、すなわち、目標押付力を決定する。先に説明したように、軸力は押付力の反力であることから、目標押付力は、発生させるべき軸力である目標軸力に等しく、目標押付力の決定は、すなわち、目標軸力を決定することである。コントローラは、軸力センサによって検出された軸力(以下、「実軸力」という場合がある)の目標軸力に対する偏差を、軸力偏差として認定し、この軸力偏差に基づいて、電動モータ22への供給電流をフィードバック制御する。
本実施例の電動ブレーキ装置は、駆動源として2つの電動モータ22を有しており、それら2つの電動モータ22への電流の供給態様は特徴的である。具体的に説明すれば、要求制動力が、1つの電動モータ22によって概ね発生することができる最大の制動力として設定された設定制動力以下である場合には、2つの電動モータ22のうちの一方(以下、「メインモータ」と呼ぶ場合がある)だけで、制動力を発生させるべく、その一方にだけ電流が供給される。要求制動力が設定制動力を超えた場合には、2つの電動モータ22のうちの一方に対して、設定制動力の発生を維持するような電流が供給され、2つの電動モータ22の他方(以下、「サブモータ」という場合がある)に対して、要求制動力が設定制動力を超えた分の制動力、すなわち、制動力不足分を発生させるための電流が供給される。つまり、本実施例の電動ブレーキ装置は、要求制動力が設定制動力以下の場合には、メインモータ22だけを制御してブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付け、要求制動力が設定制動力を超える場合には、メインモータ22とサブモータ22との両方を制御してブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けるように構成されているのである。
本実施例の電動ブレーキ装置では、ABS制御(アンチロック制御若しくはアンチスキッド制御)も実行される。コントローラは、当該電動ブレーキ装置が制動力を付与する車輪(以下、「当該車輪」という場合がある)の回転速度と、当該車輪および他の車輪の回転速度に基づいて定まる車両走行速度とから、当該車輪のスリップ率を把握しており、そのスリップ率に基づいて、ABS制御を実行する。
車輪のスリップ率と、車輪と路面との間の進行方向摩擦係力との関係を示す図3のグラフを参照しつつ説明すれば、コントローラは、当該車輪のスリップ率Sが、当該車輪がロックしたと推認されるスリップ率(閾スリップ率)STHを超えたときに、当該電動ブレーキ装置による制動力を解除する。ちなみに、この閾スリップ率STHは、完全に車輪がロックした状態のスリップ率である100%よりある程度低く設定されている。
ABS制御に関する当該電動ブレーキ装置の作動をABS作動と呼べば、ABS作動における制動力の作動は、迅速に行う必要がある。そのことに考慮して、当該電動ブレーキ装置では、要求制動力が設定制動力以下である場合であっても、つまり、メインモータ22だけの力によってブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けていたとしても、コントローラは、メインモータ22とサブモータ22との両方を制御して、ブレーキパッド12をディスクロータ10から離すように制御する。詳しく言えば、コントローラは、2つの電動モータ22の両方に許容される最大の電流を供給してピストン24を後退させることで、ブレーキパッド12のディスクロータ10からの離間を許容するのである。本電動ブレーキ装置におけるこのような制動力の解除は、上述の利点、つまり、電動モータ22のイナーシャが小さいという利点が活かされて、相当に迅速なものとなる。
さらに、ABS作動において、コントローラは、車輪のロックの予兆を検知して、上記制動力の解除の準備をする。詳しく言えば、車輪のスリップ率Sが設定スリップ率S0を超えた状態においてメインモータ22を、ピストン24がブレーキパッド12をディスクロータ10に押し付けるように制御しつつ、サブモータ22を、ピストン24がディスクロータ10から離れる向きの力である後退力をピストン24に付与するように制御する。このように制御されている状態をスタンバイ状態と呼べば、このスタンバイ状態を、上述の制動力の解除の前に介在させることで、その後の制動力の解除を迅速に行わせることができる。
上記設定スリップ率S0は、図3から解るように、進行方向摩擦力が最大となる上記スリップ率、すなわち、ピークスリップ率SPに基づいて、ピークスリップ率SPの近傍に設定されている。詳しく言えば、実施例の電動ブレーキ装置では、設定スリップ率S0は、通常の路面(濡れた路面等の特殊な状態の路面を除く一般的な舗装路面である)に対するピークスリップ率SPに設定されている。
また、スタンバイ状態においてサブモータ22のモータトルクは、適切な制動力の発生を阻害するものとなることに鑑み、メインモータ22によって発生させられる制動力が減少しない程度とされる。言い換えれば、サブモータ22に供給される逆方向の電流は、メインモータ22に供給される正方向の電流に対して、かなり小さな電流、すなわち、微小電流とされている。より詳しく言えば、例えば、サブモータ22は、サブモータ22に付設されているドライブギヤ34からドリブンギヤ32までの間における動作変換機構28の減速部28b’のバックラッシュが消滅させられる程度のモータトルクを発生させるように制御すればよいのである。
ABS制御を含む上述の制御は、コントローラのコンピュータが、図4にフローチャートを示すブレーキ制御プログラムを、短い時間ピッチ(数m〜数十msec)で繰り返し実行することによって、行われる。以下にそのプログラムに従った処理を、簡単に説明する。
ブレーキ制御プログラムに従った処理では、まず、ステップ1(以下、「S1」と略す。他のステップも同様である)において、ブレーキペダルの操作量に基づいて、要求制動力FB *が決定され、S2において、スリップ率Sが認定される。
続くS3において、スリップ率Sが、上述の設定スリップ率S0を超えているか否かが判定される。スリップ率Sが設定スリップ率S0を超えていないと判定された場合には、S4において、要求制動力FB *が、上述の設定制動力FB0以下であるか否かが判定される。要求制動力FB *が設定制動力FB0以下であると判定された場合には、S5において、2つの電動モータ22のうちの一方であるメインモータ22に、要求制動力FB *を発生させるための電流が供給され、2つの電動モータ22のうちの他方であるサブモータ22は制御されない。つまり、サブモータ22は、外部からの回転入力によっては殆ど抵抗を発生させない状態とされる。一方で、要求制動力FB *が設定制動力FB0を超えていると判定された場合には、S6において、メインモータ22に、設定制動力FB0を発生させるための電流が供給され、サブモータ22に、設定制動力FB0では要求制動力FB *を賄い切れない制動力である不足制動力FISを発生させるための電流が供給される。
S3においてスリップ率Sが設定スリップ率S0を超えていると判定された場合には、S7において、スリップ率Sが上述の閾スリップ率STHを超えているか否かが判定される。スリップ率Sが閾スリップ率STHを超えていないと判定された場合には、S8において、上述のスタンバイ状態を実現させるべく、メインモータ22に、要求制動力FB *を発生させるための電流が供給され、サブモータ22に、上述の微小な後退力をピストン24に付与するための電流が供給される。ちなみに、要求制動力FB *が上記設定制動力FB0を超えている場合には、メインモータ22には、その設定制動力FB0を発生させるだけの電流しか供給されない。このことは、制動力の減少に繋がるが、スタンバイ状態はその後に制動力が解除される可能性が高いことから、その制動力の減少は、当該電動ブレーキ装置の適切な作動を殆ど阻害しない。
S7においてスリップ率Sが閾スリップ率STHを超えていると判定された場合には、S9において、メインモータ22にも、サブモータ22にも、ピストン24を後退させるために供給可能な逆方向の最大電流が、供給される。
10:ディスクロータ〔回転体〕 12:ブレーキパッド 12a:摩擦部材 14:アクチュエータ 20:本体 22:電動モータ〔駆動源〕 24:ピストン 24a:雌ねじ 28:動作変換機構 28a:変換部 28b:減速部 30:主軸 30a:雄ねじ 32:ドリブンギヤ 34:ドライブギヤ 36:中間ギヤ 36a:大径ギヤ 36b:小径ギヤ

Claims (7)

  1. 車輪とともに回転する回転体と、
    摩擦部材と、
    (a) その摩擦部材と係合するピストンと、(b) それぞれが駆動源としての2つの電動モータと、(c) それら2つの電動モータのいずれの回転動作をも前記ピストンの進退動作に変換する動作変換機構とを有して、前記ピストンを前進させることで前記摩擦部材を前記回転体に押し付けて制動力を発生させ、かつ、前記ピストンを後退させることで前記摩擦部材を前記回転体から離して制動力を解除するアクチュエータと
    を備えた車両用電動ブレーキ装置。
  2. 当該車両用電動ブレーキ装置が、さらに、
    前記2つの電動モータをそれぞれ制御することで、発生させる制動力を制御するコントローラを備えた請求項1に記載の車両用電動ブレーキ装置。
  3. 前記コントローラが、
    当該車両用電動ブレーキ装置に要求される制動力である要求制動力が設定制動力以下の場合には、前記2つの電動モータのうちの一方だけを制御して前記摩擦部材を前記回転体に押し付け、要求制動力が前記設定制動力を超える場合には、前記2つの電動モータの両方を制御して前記摩擦部材を前記回転体に押し付けるように構成された請求項2に記載の車両用電動ブレーキ装置。
  4. 前記コントローラが、
    車輪のロックが推認されたときに、それまで前記2つの電動モータの一方だけの力によって前記摩擦部材を前記回転体に押し付けていたとしても、前記2つの電動モータの両方を、前記摩擦部材を前記回転体から離すように制御する請求項3に記載の車両用電動ブレーキ装置。
  5. 前記コントローラが、
    車輪のスリップ率が設定スリップ率を超えた状態において前記2つの電動モータのうちの一方を、前記ピストンが前記摩擦部材を前記回転体に押し付けるように制御しつつ、前記2つの電動モータのうちの他方を、前記ピストンが前記回転体から離れる向きの力である後退力を前記ピストンに付与するように制御し、
    車輪のロックが推認されたときに、前記2つの電動モータの両方を、前記ピストンが前記回転体から離れるように制御するように構成された請求項2または請求項3に記載の車両用電動ブレーキ装置。
  6. 前記コントローラが、
    車輪のスリップ率が前記設定スリップ率を超えた前記状態において、前記2つの電動モータのうちの他方を、発生させられている制動力が減少しない程度の前記後退力しか前記ピストンに付与しないように制御する請求項5に記載の車両用電動ブレーキ装置。
  7. 前記設定スリップ率は、車輪と路面との間の進行方向摩擦力が最大となるスリップ率に基づいて設定されている請求項5または請求項6に記載の車両用電動ブレーキ装置。
JP2019218325A 2019-12-02 2019-12-02 車両用電動ブレーキ装置 Active JP7238745B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019218325A JP7238745B2 (ja) 2019-12-02 2019-12-02 車両用電動ブレーキ装置
US17/076,221 US11608043B2 (en) 2019-12-02 2020-10-21 Vehicle electric brake device
CN202011155443.XA CN112977380B (zh) 2019-12-02 2020-10-26 车辆用电动制动装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019218325A JP7238745B2 (ja) 2019-12-02 2019-12-02 車両用電動ブレーキ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021088231A true JP2021088231A (ja) 2021-06-10
JP7238745B2 JP7238745B2 (ja) 2023-03-14

Family

ID=76091881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019218325A Active JP7238745B2 (ja) 2019-12-02 2019-12-02 車両用電動ブレーキ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11608043B2 (ja)
JP (1) JP7238745B2 (ja)
CN (1) CN112977380B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7061681B2 (ja) * 2018-09-26 2022-04-28 日立Astemo株式会社 電動ブレーキおよび制御装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6260732U (ja) * 1985-10-07 1987-04-15
JPH10181578A (ja) * 1996-12-26 1998-07-07 Akebono Brake Ind Co Ltd 電動ブレーキ
JPH11148522A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Toyota Motor Corp 電動式ブレーキおよび電動式ブレーキシステム
DE102013006896A1 (de) * 2012-04-17 2013-10-17 Mando Corporation Elektrische Parkbremse
JP2017094787A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 Ntn株式会社 ブレーキ装置
DE102018111573A1 (de) * 2017-05-15 2018-11-15 Mando Corporation Elektronische parkbremse

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19611911A1 (de) * 1996-03-26 1997-10-02 Bosch Gmbh Robert Bremsvorrichtung
DE19621533A1 (de) * 1996-05-29 1997-12-04 Bosch Gmbh Robert Elektromotorische Bremsvorrichtung
DE19631592A1 (de) * 1996-08-05 1998-02-12 Bosch Gmbh Robert Elektromechanisch betätigbare Bremse
DE19741869C2 (de) * 1997-09-23 2000-12-07 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Betätigung einer elektromagnetischen Bremse eines Fahrzeuges
US20040124042A1 (en) * 2002-12-31 2004-07-01 Kriz Richard James Electric mechanical brake assembly having a worm or cluster gear set
JP4542832B2 (ja) * 2004-06-14 2010-09-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動ブレーキ装置
KR100957329B1 (ko) * 2008-03-06 2010-05-13 현대자동차주식회사 전동식 브레이크 시스템용 디스크 브레이크 장치
KR101307802B1 (ko) * 2008-11-26 2013-09-12 주식회사 만도 전동식 디스크 브레이크
JP2010230128A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Aisin Seiki Co Ltd インホイールモーター用ブレーキ装置
WO2012029100A1 (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 トヨタ自動車株式会社 車両の制動力制御装置
JP5637067B2 (ja) * 2011-05-24 2014-12-10 株式会社アドヴィックス 電動ブレーキ装置および電動ブレーキ装置の制御方法
JP5498541B2 (ja) * 2012-07-19 2014-05-21 本田技研工業株式会社 車両用制動力発生装置
US20140034432A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Advics North America Electric brake actuator for vehicles
US9447830B2 (en) * 2014-06-06 2016-09-20 Advics Co., Ltd. Electric brake actuator for vehicles
JP6750535B2 (ja) * 2017-02-27 2020-09-02 株式会社アドヴィックス 車両の制動制御装置
KR102139586B1 (ko) * 2018-08-10 2020-07-30 주식회사 만도 브레이크 액추에이터와 이를 이용한 전자기계식 브레이크 및 그 제어방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6260732U (ja) * 1985-10-07 1987-04-15
JPH10181578A (ja) * 1996-12-26 1998-07-07 Akebono Brake Ind Co Ltd 電動ブレーキ
JPH11148522A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Toyota Motor Corp 電動式ブレーキおよび電動式ブレーキシステム
DE102013006896A1 (de) * 2012-04-17 2013-10-17 Mando Corporation Elektrische Parkbremse
JP2017094787A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 Ntn株式会社 ブレーキ装置
DE102018111573A1 (de) * 2017-05-15 2018-11-15 Mando Corporation Elektronische parkbremse

Also Published As

Publication number Publication date
CN112977380A (zh) 2021-06-18
CN112977380B (zh) 2023-04-28
US20210162977A1 (en) 2021-06-03
JP7238745B2 (ja) 2023-03-14
US11608043B2 (en) 2023-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5721068B2 (ja) 電動倍力装置
US10023170B2 (en) Method for braking a vehicle
CN109421685B (zh) 电动制动装置
JP6767573B2 (ja) 車両用ブレーキシステム制御器
JP6056430B2 (ja) 車両用制動制御装置
JPH07144636A (ja) 電気作動ブレーキ装置
CN111002964B (zh) 电动制动装置
JP7033669B2 (ja) 電動ブレーキおよび制御装置
JP7238745B2 (ja) 車両用電動ブレーキ装置
JP7076532B2 (ja) ブレーキ装置及び電動ブレーキ装置、並びにモータ制御装置
WO2019208748A1 (ja) 制動制御装置
JP3867268B2 (ja) 電動ディスクブレーキ装置
KR20150123358A (ko) 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크
JP5251319B2 (ja) 電動ブレーキ装置
US11479218B2 (en) Vehicle operating device
JP4556650B2 (ja) 車両用ブレーキ装置
JPH0522234U (ja) ブレーキアクチユエータ
JP2005114005A (ja) 電動ブレーキ装置
KR20090130601A (ko) 캘리퍼 타입 전자식 주차 브레이크의 홀딩 제어 방법
JP4253963B2 (ja) 電動ディスクブレーキのパッドクリアランス初期調整方法および装置
JP2024065594A (ja) 車両のブレーキ装置
JP2024048594A (ja) 車両のブレーキ装置
JP2004060864A (ja) 電動ディスクブレーキ装置
US20210394735A1 (en) Electromechanical brake system and control method thereof
JPH03265725A (ja) 電気作動式車輪ブレーキ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230213

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7238745

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151