JP2023144890A - 車両用のブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過大な引き摺りトルクの発生を抑制する。【解決手段】 車両用のブレーキ装置は、ディスクロータと、一対のブレーキパッドと、一対のブレーキパッドを支持するブレーキキャリパと、ブレーキキャリパのキャリパシリンダに配置されたキャリパピストンと、キャリパシリンダとキャリパピストンとの間に配置されたピストンリングシールと、キャリパシリンダに供給されるブレーキ液圧を検出する液圧センサと、キャリパピストンをディスクロータに対して進退させる電動アクチュエータと、液圧センサによる検出値に基づいて、電動アクチュエータの動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ブレーキ作動中に液圧センサによる検出値が所定の閾値を超えたときは、その後のブレーキ解除時に、キャリパピストンがディスクロータから退避する方向へ前記電動アクチュエータを動作させる。【選択図】図６

Description

本明細書に開示される技術は、車両用のブレーキ装置に関する。

特許文献１に、車両用のブレーキ装置が記載されている。このブレーキ装置は、車両の車輪とともに回転するディスクロータと、ディスクロータを挟んで対向する一対のブレーキパッドと、一対のブレーキパッドを支持するブレーキキャリパと、ブレーキキャリパのキャリパシリンダに配置され、ブレーキキャリパに供給されるブレーキ液圧に応じて、一対のブレーキパッドの一方をディスクロータに押し付けるキャリパピストンと、キャリパシリンダとキャリパピストンとの間に配置されたピストンリングシールとを備える。

特開２０１０－２４１３８９号公報

上記のようなブレーキ装置では、ブレーキ液圧の供給が中止されるブレーキ解除時に、引き摺りトルクが発生することが知られている。この引き摺りトルクは、ブレーキ作動中のブレーキ液圧の大きさに応じて変化し、ブレーキ液圧が大きいときほど、引き摺りトルクも大きくなる。過大な引き摺りトルクの発生は、無用なエネルギー損失を招くことから、車両のエネルギー効率（走行距離あたりのエネルギー消費量）を低下させる要因となり得る。

上記を鑑み、本明細書は、大きなブレーキ液圧によるブレーキの作動後でも、過大な引き摺りトルクの発生を回避又は抑制し得る技術を提供する。

本明細書が開示する技術は、車両用のブレーキ装置に具現化される。このブレーキ装置は、前記車両の車輪とともに回転するディスクロータと、前記ディスクロータを挟んで対向する一対のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドを支持するとともに、キャリパシリンダを有するブレーキキャリパと、前記キャリパシリンダ内に配置されており、前記キャリパシリンダに供給されるブレーキ液圧に応じて、前記一対のブレーキパッドの一方を前記ディスクロータに押し付けるキャリパピストンと、前記キャリパシリンダに供給される前記ブレーキ液圧を検出する液圧センサと、前記キャリパピストンを前記ディスクロータに対して進退させる電動アクチュエータと、前記液圧センサによる検出値に基づいて、前記電動アクチュエータの動作を制御する制御装置とを備える。そして、前記制御装置は、前記ブレーキキャリパに前記ブレーキ液圧が供給されるブレーキ作動中に、前記液圧センサによる検出値が所定の閾値を超えたときは、その後に前記ブレーキ液圧の供給が中止されるブレーキ解除時に、前記キャリパピストンが前記ディスクロータから退避する方向へ前記電動アクチュエータを動作させる。

前述したように、ブレーキ作動中のブレーキ液圧が大きいときほど、その後に生じる引き摺りトルクは大きくなる。これは、ブレーキ液圧が大きいときほど、ブレーキキャリパやブレーキパッドに大きな歪が生じることによって、キャリパピストンの移動量が増大するためである。キャリパピストンの移動量が増大すると、ブレーキ液圧の供給が中止された後に、キャリパピストンが初期位置へ復帰するときの移動量も大きくなる。その結果、ピストンリングシールには逆向きの歪が発生し、その復元力がブレーキパッドをディスクロータに押し付けることで、比較的に大きな引き摺りトルクが発生する。

上述した知見に基づき、本技術に係るブレーキ装置では、電動アクチュエータが設けられている。この電動アクチュエータは、キャリパピストンをディスクロータに対して進退させることができる。そして、ブレーキの作動中はブレーキ液圧が監視され、ブレーキ液圧が所定の閾値を超えたときは、その後にブレーキが解除されるタイミングで、電動アクチュエータがキャリパピストンをディスクロータから退避させる。これにより、大きなブレーキ液圧によるブレーキの作動後でも、過大な引き摺りトルクの発生を回避又は抑制することができる。

実施例のブレーキ装置１０の構成を模式的に示す。 通常のブレーキ液圧で作動するブレーキ装置１０を模式的に示す。 図３に示す状態から作動解除されたブレーキ装置１０の様子を模式的に示す。 閾値を超えるブレーキ液圧で作動するブレーキ装置１０を模式的に示す。 図４に示す状態から作動解除されたブレーキ装置１０の様子を模式的に示す。ピストンリングシール２２は、図４と比較して、逆向きに弾性変形している。 制御装置２８が実行する一連の処理を示すフローチャート。

本技術の一実施形態において、前記制御装置は、前記液圧センサによる検出値が大きいときほど、前記電動アクチュエータの動作量を大きくしてもよい。このような構成によると、ブレーキの作動中に生じたブレーキ液圧の大きさに応じて、電動アクチュエータを過不足なく動作させることができる。

本技術の一実施形態において、電動アクチュエータは、パーキングブレーキ用のアクチュエータであってもよい。近年、電動パーキングブレーキが普及しており、ブレーキキャリパにパーキングブレーキ用のアクチュエータが搭載されることも多い。この場合、パーキングブレーキ用のアクチュエータを利用することで、本技術に係るブレーキ装置を低コストで製造することができる。

本技術の一実施形態において、前記ブレーキキャリパに供給される前記ブレーキ液圧は、ユーザによる操作に応じて調整されてもよい。この場合、一例ではあるが、ユーザによる操作とは、ユーザによるブレーキペダルの操作であってよい。また、ユーザによるブレーキペダルの操作が、ブレーキマスタシリンダによって、ブレーキ液圧に変換されてもよい。

上記に加え、又は代えて、前記ブレーキキャリパに供給される前記ブレーキ液圧は、ブレーキアクチュエータによって調整されてもよい。ここでいうブレーキアクチュエータとは、電動ポンプや電動バルブ等を有し、ユーザによる操作を必要とすることなく、ブレーキ液圧を調整し得る装置を意味する。

図面を参照して、実施例のブレーキ装置１０について説明する。本実施例のブレーキ装置１０は、車両用のブレーキ装置であって、車両が有する車輪のそれぞれに設けられる。特に限定されないが、実施例のブレーキ装置１０は、路面を走行する電動車に採用することができる。ここでいう電動車には、バッテリ式電動車、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、燃料電池車等が含まれる。

図１に示すように、ブレーキ装置１０は、車両の車輪（図示省略）とともに回転するディスクロータ１２と、ディスクロータ１２を挟んで対向する一対のブレーキパッド１４ａ、１４ｂと、一対のブレーキパッド１４ａ、１４ｂを支持するブレーキキャリパ１６とを備える。ブレーキキャリパ１６は、一対のブレーキパッド１４ａ、１４ｂを、ディスクロータ１２に押し付けることによって、ディスクロータ１２とともに回転する車輪に制動力を加える。

ブレーキキャリパ１６には、キャリパシリンダ１８と、キャリパピストン２０が設けられている。キャリパシリンダ１８は、図中の左右方向に延びる円筒形状を有しており、その内部にキャリパピストン２０を収容している。キャリパシリンダ１８内は、ブレーキ液で満たされている。キャリパシリンダ１８には、ブレーキ配管４０を介して、ブレーキアクチュエータ４６やブレーキマスタシリンダ４４が接続されている。

ブレーキマスタシリンダ４４は、ユーザによるブレーキペダル４２の操作に応じて、キャリパシリンダ１８にブレーキ液圧を供給する。キャリパシリンダ１８に供給されるブレーキ液圧は、ブレーキペダル４２に加えられた操作力（即ち、踏力）に応じて変化し、ユーザがブレーキペダル４２を強く操作するほど、キャリパシリンダ１８には高いブレーキ液圧が供給される。なお、ブレーキマスタシリンダ４４の具体的な構成については、特に限定されない。

ブレーキアクチュエータ４６は、ブレーキマスタシリンダ４４とキャリパシリンダ１８との間に設けられている。ブレーキアクチュエータ４６は、電動ポンプや電動バルブ等を有しており、ユーザによるブレーキペダル４２の操作を必要とすることなく、ブレーキ液圧を調整することができる。ブレーキアクチュエータ４６は、アンチロックブレーキシステム、衝突回避支援システム、自動運転システムにおいて、ブレーキ装置１０を操作するアクチュエータとして機能する。なお、ブレーキアクチュエータ４６は、必ずしも必要とされない。

キャリパピストン２０は、キャリパピストン２０内の軸方向に沿って（即ち、図中の左右方向に沿って）、摺動可能に支持されている。キャリパピストン２０には、一方のブレーキパッド１４ａが取り付けられている。キャリパピストン２０は、キャリパピストン２０内を摺動することにより、一方のブレーキパッド１４ａをディスクロータ１２に対して進退させる。

キャリパシリンダ１８とキャリパピストン２０との間には、ピストンリングシール２２が設けられている。ピストンリングシール２２は、環状の部材であり、キャリパシリンダ１８とキャリパピストン２０との間の隙間をシールする。ピストンリングシール２２は、例えばゴムといった高分子材料で構成されており、弾性変形することができる。

図２に示すように、例えばブレーキペダル４２の操作により、キャリパシリンダ１８にブレーキ液圧が供給されると、キャリパピストン２０がディスクロータ１２に向けて移動する。これにより、一方のブレーキパッド１４ａがディスクロータ１２に押し付けられる。これと同時に、ブレーキキャリパ１６の本体は、反対方向（図中右側）へ移動する。ブレーキキャリパ１６の本体が移動することにより、当該本体に取り付けられた他方のブレーキパッド１４ｂは、反対側からディスクロータ１２に押し付けられる。その結果、ブレーキ装置１０は作動した状態となり、ディスクロータ１２を介して車輪に制動力が加えられる。

ブレーキ装置１０の作動中、ピストンリングシール２２には、弾性変形が生じている。従って、図３に示すように、例えばブレーキペダル４２の操作が解除され、ブレーキ液圧の供給が中止されると、ピストンリングシール２２の復元力によって、キャリパピストン２０は初期位置へ復帰する。その結果、一対のブレーキパッド１４ａ、１４ｂは、ディスクロータ１２から離間した状態（又は、僅かに接触した状態）となり、ブレーキ装置１０の作動が解除される。

図１に戻り、ブレーキ装置１０は、電動アクチュエータ２４と、液圧センサ２６と、制御装置２８とをさらに備える。電動アクチュエータ２４は、ブレーキキャリパ１６に設けられており、キャリパピストン２０をディスクロータ１２に対して進退させることができる。電動アクチュエータ２４は、本来、パーキングブレーキ用のアクチュエータである。電動アクチュエータ２４の動作は、制御装置２８によって制御される。制御装置２８は、電動アクチュエータ２４を制御することにより、車両の停車中にブレーキ装置１０を継続的に作動させることができる。電動アクチュエータ２４は、例えば電動モータであってよいが、電動モータに限定されない。

一例ではあるが、本実施例における電動アクチュエータ２４は、送りねじ２５を介して、キャリパピストン２０に接続されている。電動アクチュエータ２４が送りねじ２５を一方方向へ回転させると、キャリパピストン２０は一方のブレーキパッド１４ａとともにディスクロータ１２に向けて移動する。このとき、他方のブレーキパッド１４ｂについても、ブレーキキャリパ１６の本体とともに、反対側からディスクロータ１２に向けて移動する。電動アクチュエータ２４が送りねじ２５を他方方向へ回転させると、キャリパピストン２０は一方のブレーキパッド１４ａとともにディスクロータ１２から離反するように移動する。このとき、他方のブレーキパッド１４ｂについても、ブレーキキャリパ１６の本体とともに、ディスクロータ１２から離間するように移動する。

液圧センサ２６は、ブレーキ配管４０に設けられており、キャリパシリンダ１８に供給されるブレーキ液圧を検出する。なお、液圧センサ２６の位置については、ブレーキ配管４０に限定されない。液圧センサ２６は、制御装置２８と電気的に接続されており、制御装置２８による検出値は、制御装置２８へ入力されるように構成されている。

本実施例のブレーキ装置１０では、ブレーキ液圧の供給が中止されるブレーキ解除時に、引き摺りトルクが発生する。この引き摺りトルクは、ブレーキ作動中のブレーキ液圧の大きさに応じて変化し、ブレーキ液圧が大きいときほど、引き摺りトルクも大きくなる。この点について、図４、図５を参照して説明する。図４に示すように、ブレーキ液圧が大きいときほど、ブレーキキャリパ１６やブレーキパッド１４ａ、１４ｂには大きな歪が生じることによって、キャリパピストン２０の移動量は増大する。キャリパピストン２０の移動量が大きくなると、ブレーキ液圧の供給が中止された後に、キャリパピストン２０が初期位置まで復帰するときの移動量も大きくなる。その結果、図５に示すように、ピストンリングシール２２には逆向きの歪が発生し、その復元力が一対のブレーキパッド１４ａ、１４ｂをディスクロータ１２に押し付けることで、比較的に大きな引き摺りトルクが発生する。

過大な引き摺りトルクの発生は、無用なエネルギー損失を招くことから、車両のエネルギー効率（走行距離あたりのエネルギー消費量）を低下させる要因となり得る。そこで、本実施例のブレーキ装置１０では、制御装置２８が図６に示す一連の処理を実行することによって、過大な引き摺りトルクの発生を回避又は抑制するように構成されている。以下、図６を参照して、制御装置２８が実行する一連の処理について説明する。

図６に示すように、制御装置２８は、ユーザによるブレーキペダル４２の操作や、ブレーキアクチュエータ４６の動作により、ブレーキ装置１０が作動しているのか否かを判定する（Ｓ１２）。ブレーキ装置１０が作動している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御装置２８は、液圧センサ２６によって検出されたブレーキ液圧を取得する。検出されたブレーキ液圧が、所定の閾値を超えている場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御装置２８は所定のフラグを記憶する（Ｓ１８）。即ち、このフラグは、ブレーキ装置１０の作動中に、ブレーキ液圧が所定の閾値を超えたことを示すパラメータである。以上の処理は、ブレーキ装置１０の作動が解除されるまで、繰り返し実行される（Ｓ２０）。

ブレーキ装置１０の作動が解除されると（Ｓ２０でＹＥＳ）、制御装置２８は、前述したフラグが記憶されているのか否かを判定する（Ｓ２２）。そして、当該フラグが記憶されている場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、制御装置２８は、キャリパピストン２０がディスクロータ１２から退避する方向へ、電動アクチュエータ２４を動作させる。これにより、閾値を超える大きなブレーキ液圧によるブレーキの作動後でも、過大な引き摺りトルクの発生を回避又は抑制することができる。

上記した実施例において、制御装置２８による電動アクチュエータ２４を動作量は、液圧センサ２６による検出値にかかわらず、一定であってもよい。あるいは、制御装置２８は、液圧センサ２６による検出値が大きいときほど、電動アクチュエータ２４の動作量を大きくしてもよい。このような構成によると、ブレーキ装置１０の作動中に生じたブレーキ液圧の大きさに応じて、電動アクチュエータ２４を過不足なく動作させることができる。

以上、本技術の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０ ：ブレーキ装置
１２ ：ディスクロータ
１４ａ ：ブレーキパッド
１４ｂ ：ブレーキパッド
１６ ：ブレーキキャリパ
１８ ：キャリパシリンダ
２０ ：キャリパピストン
２２ ：ピストンリングシール
２４ ：電動アクチュエータ
２５ ：送りねじ
２６ ：液圧センサ
２８ ：制御装置
４０ ：ブレーキ配管
４２ ：ブレーキペダル
４４ ：ブレーキマスタシリンダ
４６ ：ブレーキアクチュエータ

Claims (5)

1. 車両用のブレーキ装置であって、
   前記車両の車輪とともに回転するディスクロータと、
   前記ディスクロータを挟んで対向する一対のブレーキパッドと、
   前記一対のブレーキパッドを支持するとともに、キャリパシリンダを有するブレーキキャリパと、
   前記キャリパシリンダ内に配置されており、前記キャリパシリンダに供給されるブレーキ液圧に応じて、前記一対のブレーキパッドの一方を前記ディスクロータに押し付けるキャリパピストンと、
   前記キャリパシリンダと前記キャリパピストンとの間に設けられたピストンリングシールと、
   前記キャリパピストンを前記ディスクロータに対して進退させる電動アクチュエータと、
   前記キャリパシリンダに供給される前記ブレーキ液圧を検出する液圧センサと、
   前記液圧センサによる検出値に基づいて、前記電動アクチュエータの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記ブレーキキャリパに前記ブレーキ液圧が供給されるブレーキ作動中に、前記液圧センサによる検出値が所定の閾値を超えたときは、その後に前記ブレーキ液圧の供給が中止されるブレーキ解除時に、前記キャリパピストンが前記ディスクロータから退避する方向へ前記電動アクチュエータを動作させる、
   ブレーキ装置。
2. 前記制御装置は、前記液圧センサによる検出値が大きいときほど、前記電動アクチュエータの動作量を大きくする、請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記電動アクチュエータは、パーキングブレーキ用のアクチュエータである、請求項１又は２に記載のブレーキ装置。
4. 前記キャリパシリンダに供給される前記ブレーキ液圧は、ユーザによる操作に応じて調整される、請求項１から３のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
5. 前記キャリパシリンダに供給される前記ブレーキ液圧は、ブレーキアクチュエータによって調整される、請求項１から４のいずれか一項に記載のブレーキ装置。

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