JP3740800B2 - 電動式ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを駆動源とするブレーキを備えた車両用の電動式ブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記電動式ブレーキ装置は、一般に、(a) ブレーキペダル等、運転者により操作されるブレーキ操作部材と、(b) バッテリ等、電源と、(c) その電源から供給される電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を車輪と共に回転する回転体に押し付けることにより、車輪を制動するブレーキと、(d) ブレーキ操作時に、電源からモータに電力を供給するとともに、そのときの供給電力値をブレーキ操作部材の操作値に基づいて決定することにより、ブレーキを制御するコントローラとを含むように構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段，作用および効果】
ブレーキにおいては一般に、ブレーキパッド，ブレーキライニング等、摩擦材の摩擦係数が、劣化，摩耗等によって経時的に変動する場合や、熱や水分によって変動する場合があり、さらに、製造ばらつきによって製品間で異なる場合もある。また、上記電動式ブレーキ装置においては、ブレーキ摩擦材の摩擦係数が変化すれば、それに応じて、電源からモータに供給される電力の実際値とブレーキが車輪に付与する制動トルクの実際値との関係が変化する。したがって、この電動式ブレーキ装置においては、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との関係が常に一定であるとは限らない。
【０００４】
しかしながら、従来の電動式ブレーキ装置においては、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係が取得されて利用されるようになってはいなかった。そのため、従来の電動式ブレーキ装置においては、その関係が常に一定であると仮定し、ブレーキ操作部材の操作値に基づき、予め定められた唯一の関係に従ってモータへの供給電力値を決定せざるを得なかった。よって、従来の電動式ブレーキ装置には、ブレーキをブレーキ操作値との関係において十分に高い精度で制御することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その課題は、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係を取得して利用可能な電動式ブレーキ装置を提供することにある。
【０００６】
この課題は下記態様の電動式ブレーキ装置によって解決される。なお、以下の説明において、本発明の各態様を、それぞれに項番号を付して請求項と同じ形式で記載する。各項に記載の特徴を組み合わせて採用することの可能性を明示するためである。また、 (1) 項〜 (3) 項および (6) 項を合わせたものが、特許請求の範囲の請求項１に相当し、請求項１に (4) 項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または２に (5) 項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１〜３のいずれかに (7) 項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項１〜４のいずれかに (8) 項の技術的特徴を付加したものが請求項５に、それぞれ相当する。さらに、請求項５に (9) 項の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項５または６に (10) 項の技術的特徴を付加したものが請求項７に、請求項５〜７のいずれかに (11) 項の技術的特徴を付加したものが請求項８に、請求項５〜８のいずれかに (12) 項の技術的特徴を付加したものが請求項９に、それぞれ相当する。さらにまた、請求項１〜９のいずれかに (20) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１０に、請求項１〜９のいずれかに (22) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１１に相当する。また、請求項５または６に (25) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１２に、請求項１２に (26) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１３に相当し、請求項１〜１３のいずれかに (30) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１４に、請求項１４に (31) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１５に、請求項１４または１５に (36) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１６に、それぞれ相当する。
【０００７】
(1) 運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
電源と、
その電源から供給される電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を車輪と共に回転する回転体に押し付けることにより、車輪を制動するブレーキと、
ブレーキ操作時に、前記電源から前記モータに電力を供給するとともに、そのときの供給電力値を前記ブレーキ操作部材の操作値に基づいて決定することにより、ブレーキを制御するコントローラと
を含む電動式ブレーキ装置において、
車両走行中であって前記ブレーキの作動中に、前記電源から前記モータに供給される電力の実際値とブレーキが前記車輪に付与する制動トルクの実際値である実制動トルク値とを取得し、それら２つの取得値に基づいて供給電力値と制動トルク値との関係を推定するとともに、その推定された関係を利用する関係推定・利用手段を設けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係を車両走行中に推定し得るとともに、その推定された関係を種々の用途に利用し得る。その種々の用途に例えば、後述のブレーキ制御や、運転者への情報提供がある。
このブレーキ装置において「電力値」は、電圧値により表現したり、電流値により表現することができる。また、「モータ」は、超音波モータとしたり、ＤＣモータとすることができる。また、「操作値」は、ブレーキ操作部材の操作力と定義したり、ブレーキ操作部材の操作ストロークと定義することができる。また、このブレーキ装置において「走行中であってブレーキの作動中」なる文言中の「作動」には、ブレーキ操作に基づく本来の作動のみならず、非ブレーキ操作時の、関係推定のための自動的作動も含まれる。
(2）前記供給電力値と制動トルク値との関係が、前記摩擦材の摩擦係数に関連付けられたものである(1) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(3) 前記関係が、前記供給電力値が変化するにつれて前記制動トルク値が変化するパターンで定義されるものであり、前記関係推定・利用手段が、前記パターンが取り得る複数種類の候補パターンの中から、前記２つの取得値が対応するものを該当パターンとして選択することにより、前記関係を推定するパターン型関係推定手段を含む(1) または(2) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(4) 前記パターン型関係推定手段が、(a) 前記複数種類の候補パターンを記憶する候補パターン記憶手段と、(b) 記憶された複数種類の候補パターンの中から前記該当パターンを選択する該当パターン選択手段とを含む(3) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(5) 前記関係推定・利用手段が、前記関係を複数のレベルで段階的に推定する段階的関係推定手段を含む(1) ないし(4) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、関係を連続的に推定する場合に比較して関係の推定にかかる負担を軽減し得る。
(6)前記関係推定・利用手段が、ブレーキ操作時に、前記摩擦材の摩擦係数の変動に伴う前記制動トルクの変動を補償すべく、前記供給電力値を前記推定された関係に従って決定することにおいて、前記推定された関係を利用するものである(1) ないし(5)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(7) 前記関係推定・利用手段が、前記コントローラに設けられ、ブレーキ操作時に、前記操作値に基づいて目標制動トルク値を決定するとともに、前記供給電力値を、決定された目標制動トルク値に基づき、前記推定された関係に従って決定することにおいて、前記推定された関係を利用する関係利用手段を含む(1) ないし(6) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、ブレーキ操作時にモータへの供給電力値が、モータへの供給電力値と制動トルク値との実際の関係を考慮して決定されるため、ブレーキ摩擦材の摩擦係数の変動にもかかわらず、ブレーキをブレーキ操作値との関係において精度よく制御可能となる。
(8) 前記関係推定・利用手段が、車両走行中の非ブレーキ操作時に、前記電源から前記モータに電力を設定電力値で設定時間供給することによって前記ブレーキを作動させ、その間に前記実制動トルク値を取得する非ブレーキ操作時取得手段を含む(1) ないし(7) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、ブレーキが本来の作動を行わせられない時に関係推定を目的として作動を行わせられ、その作動の結果に基づいて関係が推定されるため、関係推定を精度よく行い得る。
また、車両の一連の走行においては一般に、最初の実質的なブレーキ操作に先立って最初の非ブレーキ操作が存在するため、このブレーキ装置によれば、最初の実質的なブレーキ操作に先立ってモータへの供給電流値と制動トルク値との実際の関係を推定可能となる。したがって、推定された関係をブレーキ制御に利用する形態の電動式ブレーキ装置においては、最初の実質的なブレーキ操作の当初から、実際の関係を利用してブレーキを制御可能となる。
このブレーキ装置において「非ブレーキ操作時取得手段」は、非ブレーキ操作時における取得値に基づく関係の推定を、同じ非ブレーキ操作時に行ったり、その非ブレーキ操作に後続するブレーキ操作時に行うことができる。
(9) 前記非ブレーキ操作時取得手段が、(a) ブレーキ操作を検出するブレーキ操作センサと、(b) 車両の走行を検出する車両走行センサとを含み、ブレーキ操作の非検出時かつ車両走行の検出時に前記ブレーキを作動させるものである(8) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(10)車両が、前記車輪を左右にそれぞれ備えたものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら左右輪について同時に前記ブレーキを作動させる手段を含む(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、非ブレーキ操作時にブレーキが左右輪について同時に作動させられるため、それら左右輪についてのブレーキ作動の強さを互いに等しくすれば、非ブレーキ操作時にブレーキの作動によって車体にそれを変向させるモーメントが発生せずに済み、運転者に違和感を与えることなく関係を推定し得る。
(11)車両が、前記車輪を前後にそれぞれ備えたものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら前後輪について互いに異なる時期に前記ブレーキを作動させる手段を含む(8) ないし(10)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、非ブレーキ操作時にブレーキを前後輪について同時に作動させる場合に比較して、そのブレーキの作動によって各時期に車体に発生する減速度が低くて済み、運転者に違和感を与えることなく関係を推定し得る。また、非ブレーキ操作時にブレーキの作動が車体に各時期に生じさせる減速度が低下することから、運転者に違和感を与えることなく、関係の推定精度向上のために非ブレーキ操作時におけるブレーキ作動の強さを増加させ得る。
(12)前記非ブレーキ操作時取得手段が、車両の一連の走行が開始された後の最初の非ブレーキ操作時に限り、前記ブレーキを作動させて前記実制動トルク値を取得する最初非ブレーキ操作時取得手段を含む(8) ないし(11)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(13)車両が、それの走行を開始する際に運転者により操作される走行開始操作部材を含み、前記最初非ブレーキ操作時取得手段が、その走行開始操作部材が操作されたときに前記一連の走行が開始されたと判定する手段を含む(12)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(14)前記関係推定・利用手段が、車両の一連の走行が開始された後、最初に前記関係が推定されるまでの間、前記推定されるべき関係として、メモリに予め記憶された標準的な関係を暫定的に使用する標準的関係暫定的使用手段を含む(1) ないし(13)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(15)前記関係推定・利用手段が、車両の各回の一連の走行時に前記推定された関係をメモリに記憶させるとともに、今回の一連の走行時に最初に前記関係が推定されるまでの間、今回推定されるべき関係として、前回の一連の走行時に前記メモリに記憶させられた関係を暫定的に使用する前回推定関係暫定的使用手段を含む(1) ないし(13)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、車両の今回の一連の走行時に最初に関係が推定されるまでの間、前回の一連の走行時に推定された前回の関係が暫定的に使用されるため、実際の関係とは直接に関係しない標準的な関係を暫定的に使用する場合に比較して、関係推定・利用手段の信頼性を向上させ得る。
(16)前記関係推定・利用手段が、車両走行中のブレーキ操作時に前記供給電力値と前記実制動トルク値とを取得し、それら２つの取得値に基づいて前記関係を推定するブレーキ操作時取得手段を含む(1) ないし(7) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置は、上記(13)ないし(15)項のいずれかに記載の技術と共に実施可能である。
(17)さらに、前記電源と前記モータとの間に、外部からの指令に基づいて電源からモータに電力を供給するドライバが設けられ、前記関係推定・利用手段が、前記指令に基づき、前記電源から前記モータに実際に供給された電力値を推定する実供給電力値推定手段を含み、推定された供給電力値に基づいて前記関係を推定するものである(1) ないし(16)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、モータへの実供給電力値を検出するモータ電力センサなしで、電源からモータに実際に供給された電力値を取得可能となる。
このブレーキ装置においては、前記関係推定・利用手段が、非ブレーキ操作時にブレーキを作動させて実制動トルク値を取得する非ブレーキ操作時取得手段を含む形態である場合には、「前記指令」が、その非ブレーキ操作時取得手段により前記ドライバに供給されたものを意味し、また、ブレーキ操作時にそのブレーキ操作に基づくブレーキの本来の作動を利用して実制動トルク値を取得するブレーキ操作時取得手段を含む形態である場合には、「前記指令」が、ブレーキ操作時に前記コントローラにより前記ドライバに供給されたものを意味することになる。
(18)前記関係推定・利用手段が、前記電源から前記モータに実際に供給された電力を検出するモータ電力センサを含み、検出された実供給電力値に基づいて前記関係を推定するものである(1) ないし(16)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
上記ドライバに供給された指令と、モータに実際に供給された電力値とが必ずしも整合するとは限らず、指令が同じでも、モータの負荷が変化するとそれに応じて電力値が変化する。そのため、上記(17)項に記載のブレーキ装置におけるように、ドライバに供給された指令に基づいて電力値を推定する場合には、実供給電力値を精度よく取得できない場合がある。これに対して、この(18)項に記載のブレーキ装置においては、モータ電力センサにより電力値を精度よく取得可能となり、よって、モータへの供給電力値と制動トルク値との実際の関係も精度よく推定可能となる。
(19)前記関係推定・利用手段が、前記実制動トルクを検出する実制動トルクセンサを含み、その検出値に基づいて前記関係を推定するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(20)前記関係推定・利用手段が、車体減速度を検出する車体減速度検出手段を含み、その検出値に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、実制動トルク値と車体減速度との間に、実制動トルク値が大きいほど車体減速度が高くなるという関係が成立するという事実に基づき、車体減速度に基づいて実制動トルク値が取得される。また、車体減速度は、実制動トルクを直接に検出する場合に比較して比較的容易に検出し得る。したがって、このブレーキ装置によれば、実制動トルク値を比較的容易に取得し得る。
このブレーキ装置において「車体減速度検出手段」は、(a) 車体減速度を直接に検出する車体減速度センサとしたり、(b) 車速センサと、それにより検出された車速から車体減速度を演算する車体減速度演算手段との組合せとしたり、(c) 複数個の車輪の各々の車輪速を検出する複数個の車輪速センサと、それら複数個の車輪速センサにより検出された複数個の車輪速に基づき、複数個の車輪速のうち最も速いものが真の車速に最も近いという事実を利用して、車速を推定する車速推定手段と、推定された車速から車体減速度を演算する車体減速度演算手段との組合せとすることができる。
(21)前記関係推定・利用手段が、車両が走行している路面の傾斜角が実質的に０であるときに車体減速度を検出する車体減速度検出手段を含み、その検出値に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
前述のように、車体減速度は、実制動トルク値が大きいほど高くなるが、実制動トルク値が同じでも、路面の傾斜角が変化すればそれに応じて変化してしまう。この事実に基づき、このブレーキ装置においては、路面の傾斜角が実質的に０であるときの車体減速度に基づいて実制動トルク値が取得される。したがって、このブレーキ装置によれば、車体減速度に基づいて精度よく実制動トルク値を取得し得る。
(22)前記関係推定・利用手段が、前記車輪の回転速度である車輪速を検出する車輪速センサを含み、検出された車輪速に基づいてその車輪速の変化速度である車輪減速度を取得し、その取得された車輪減速度に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
実制動トルク値と車輪減速度との間には、実制動トルク値が大きいほど車輪減速度が高くなるという関係が成立する。この事実に基づき、このブレーキ装置においては、車輪減速度に基づいて実制動トルク値が取得される。また、車輪減速度は、実制動トルクを直接に検出する場合に比較して比較的容易に検出し得る。したがって、このブレーキ装置によれば、実制動トルク値を比較的容易に取得し得る。
車両が複数個の車輪を有して複数個のブレーキを有する場合、それら複数個のブレーキの全部またはそのうちの複数個が作動中であるときの車体減速度は、作動中の複数個のブレーキの影響を総合的に得ることになる。したがって、そのような車体減速度に基づいて各輪の実制動トルク値を個別に精度よく取得することが困難である。これに対して、この(22)項に記載のブレーキ装置によれば、実制動トルク値を各輪毎に個別に取得可能となる。したがって、このブレーキ装置によれば、モータへの供給電力値と制動トルク値との実際の関係を各輪毎に個別に推定可能となる。よって、推定された関係をブレーキの制御に利用する形態の電動式ブレーキ装置においては、各ブレーキの実際の条件を個別に考慮して各ブレーキを制御可能となる。
(23)車両が、前記車輪を複数個有するものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら複数個の車輪について互いに異なる時期に前記ブレーキを作動させるとともに、各輪についてのブレーキの作動に同期して車体減速度を検出し、各輪について検出された車体減速度に基づいてその各輪についての前記実制動トルク値を取得するものである(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、非ブレーキ操作時に、複数の車輪について互いに異なる時期にブレーキが作動させられるとともに、それに同期して車体減速度が検出される。したがって、ある時期に検出された一つの車体減速度は、作動状態にある一つのブレーキの実制動トルクのみを反映したものとなるため、車体減速度に基づいて実制動トルク値を各輪毎に個別に精度よく取得可能となる。さらに、前記関係を各輪毎に個別に推定可能となる。
(24)車両が、前記車輪を前後にそれぞれ有するものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら前後輪について同時に前記ブレーキを作動させるとともに、そのブレーキの作動に同期して車体減速度を検出し、その検出された車体減速度に基づき、前輪の実制動トルク値と後輪の実制動トルク値とを取得し、取得された各輪の実制動トルク値に基づいて前記関係を各輪毎に推定するものである(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、前後輪について同時にブレーキの作動が行われるため、互いに異なる時期にブレーキを作動させる場合に比較して、ブレーキ作動時間を短縮し得る。
前後輪について同時にブレーキの作動が行われる際に検出される車体減速度は、前輪ブレーキの実制動トルク値と後輪ブレーキの実制動トルク値との双方の影響を受けたものとなるが、車体減速度から計算により、前輪ブレーキの実制動トルク値と後輪ブレーキの実制動トルク値とを推定可能である。そこで、この(22)項に記載のブレーキ装置においては、検出された車体減速度に基づき、前輪の実制動トルク値と後輪の実制動トルク値とが取得され、取得された各輪の実制動トルク値に基づいて関係が各輪毎に推定される。したがって、このブレーキ装置によれば、前後輪について同時にブレーキの作動が行われるとともに、複数個のブレーキの影響を総合的に受ける車体減速度に基づいて実制動トルク値を取得する形態であるにもかかわらず、実制動トルク値の取得と関係の推定とを各輪毎に行い得る。
(25)さらに、前記関係推定・利用手段が前記ブレーキを作動させると運転者に違和感を与える可能性がある場合に、その関係推定・利用手段による前記ブレーキの作動を禁止する第１禁止手段を含む(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、非ブレーキ操作時に運転者に違和感を与えることなく実制動トルク値を取得可能となる。
(26)前記第１禁止手段が、車速が基準値より低い時に前記ブレーキの作動を禁止する低速走行時禁止手段を含む(25)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両走行中、車速が基準値より低い時には、高い時におけるより、非ブレーキ操作時にブレーキを作動させると運転者が違和感を抱き易いという本発明者らの知見に基づき、非ブレーキ操作時のうち車速が基準値より低い時にブレーキの作動が禁止される。
(27)前記低速走行時禁止手段が、車速を検出する車速検出手段を含み、検出された車速が前記基準値より低い場合に前記ブレーキの作動を禁止するものである(26)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「車速検出手段」は、(a) 車速を直接に検出する車速センサとしたり、(b) 複数個の車輪の各々の車輪速を検出する複数個の車輪速センサと、それら複数個の車輪速センサにより検出された複数個の車輪速に基づき、複数個の車輪速のうち最も速いものが真の車速に最も近いという事実を利用して、車速を推定する車速推定手段との組合せとすることができる。
(28)前記第１禁止手段が、車両の旋回時に前記ブレーキの作動を禁止する旋回時禁止手段を含む(25)ないし(27)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の旋回時にブレーキを作動させると、車両の挙動が変化して運転者が違和感を抱き易いという本発明者らの知見に基づき、非ブレーキ操作時のうち車両の旋回時にブレーキの作動が禁止される。
(29)前記旋回時禁止手段が、車両の旋回を検出する旋回センサを含み、その旋回センサによる車両旋回の検出時に前記ブレーキの作動を禁止するものである(28)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(30)さらに、前記関係推定・利用手段が前記関係を精度よく推定することができない可能性がある場合に、その関係推定・利用手段による前記推定と前記利用とのうち少なくとも利用を禁止する第２禁止手段を含む(1) ないし(29)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、関係を常に精度よく推定することができるとは限らないという本発明者らの知見に基づき、関係を精度よく推定することができない可能性がある場合に、関係の推定と利用とのうち少なくとも利用が禁止される。したがって、このブレーキ装置によれば、関係推定・利用手段の信頼性を向上させ得る。また、推定された関係をブレーキの制御に利用する形態の電動式ブレーキ装置においては、低い精度で推定された関係に従ってブレーキを制御せずに済み、当該ブレーキ装置の信頼性を向上させ得る。
(31)前記第２禁止手段が、車両の駆動力の変化時に前記少なくとも利用を禁止する車両駆動力変化時禁止手段を含む(30)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の駆動力の変化時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、車両の駆動力の変化時に関係の少なくとも利用が禁止される。
このブレーキ装置において「車両の駆動力の変化」の原因には、原動機の出力の変化，後述の駆動力伝達装置の伝達速度比の変化等がある。
(32)車両が、(a) その車両を駆動する原動機と、(b) その原動機の出力を増加させて車両を加速するために運転者により非操作状態から操作状態に向かって操作される加速操作部材とを含み、前記車両駆動力変化時禁止手段が、その加速操作部材が操作状態にある時に前記少なくとも利用を禁止する加速操作時禁止手段を含む(31)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、加速操作部材が操作状態にある時に、関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、加速操作部材が操作状態にある時に、関係の少なくとも利用が禁止される。
このブレーキ装置において「原動機」は、エンジン（内燃機関）としたり、モータとしたり、それらを併用したものとすることができる。
また、このブレーキ装置においては、加速操作部材の操作状態にあるときに加速操作時と称することができるが、この「加速操作時」は広義である。すなわち、加速操作部材の操作状態は、正確には、原動機の出力を増加させる向きに加速操作部材が操作されている第１の過渡状態と、原動機の出力を維持するように加速操作部材が同じ位置に保持されている定常状態と、原動機の出力を減少させる向きに加速操作部材が操作されている第２の過渡状態とに区別することができ、それらすべてを広義の「加速操作時」と称することができる一方、第１の過渡状態のみを狭義の「加速操作時」と称することもできるのである。そして、このブレーキ装置は、広義の加速操作時、すなわち、狭義の加速操作時，定常操作時または減速操作時に、関係の少なくとも利用が禁止される態様としたり、狭義の加速操作時または減速操作時、すなわち、過渡操作時に、関係の少なくとも利用が禁止される態様としたり、狭義の加速操作時に、関係の少なくとも利用が禁止される態様とすることができる。
ところで、加速操作部材の現在位置を検出する手段として、加速操作部材の現在位置が非操作状態にあるか操作状態にあるかを検出するスイッチと、加速操作部材の現在位置が操作状態にある状態でその現在位置を連続的に検出するセンサとがある。スイッチは、加速操作部材が定常的に非操作状態にあるか操作状態にあるかを検出する手段として使用されるのが一般的であるが、その信号の変化を考慮することにより、加速操作部材が非操作状態から操作状態に移行した時期を検出したり、操作状態から非操作状態に移行した時期を検出することが可能である。しかし、スイッチでは、加速操作部材の操作状態でその加速操作部材の現在位置が変化しても、そのことを検出することができない。すなわち、スイッチでは、広義の加速操作時であるか否かを判定することはできても、狭義の加速操作時であるのか定常操作時であるのか減速操作時であるのかを区別することができないのである。これに対して、センサによれば、狭義の加速操作時であるのか定常操作時であるのか減速操作時であるのかを区別することができる。そして、スイッチの一例は、後述のアクセルペダルスイッチであり、センサの一例は、アクセル操作角センサであり、別の例は、原動機としてのエンジン（内燃機関）の吸気管内に設けられたスロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度センサである。スロットルバルブには、加速操作部材のみに応じて作動する形式や、加速操作部材に応じた作動と自動的な作動との双方を選択的に行う形式とがあり、エンジンの出力変化をより正しく検出するには、そのようなスロットルバルブの開度を検出するセンサが有効である。
(33)車両が、(a) その車両を駆動するエンジンと、(b) そのエンジンの燃焼室に燃料を選択的に供給する燃料供給装置とを含み、前記車両駆動力変化時禁止手段が、その燃料供給装置が燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方へ移行する時に前記少なくとも利用を禁止する燃料供給状態変化時禁止手段を含む(31)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、燃料供給装置が燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方へ移行する時に、関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、燃料供給装置が燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方へ移行する時に、関係の少なくとも利用が禁止される。
車両には、燃料供給装置の、燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方への移行が、前記加速操作部材の非操作状態でも行われる形式の車両がある。このような車両においては、加速操作部材の操作状態でも、エンジンの出力変化に起因して関係を精度よく推定することができない可能性がある。このような車両にこの(33)項に記載のブレーキ装置は特に有効である。
(34)車両が、(a) 原動機と、(b) その原動機の駆動力を前記車輪に伝達するとともにその伝達速度比を変化させる変速を選択的に行う駆動力伝達装置とを含み、前記車両駆動力変化時禁止手段が、その駆動力伝達装置の変速時に前記少なくとも利用を禁止する変速時禁止手段を含む(31)ないし(33)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、駆動力伝達装置の変速時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、駆動力伝達装置の変速時に関係の少なくとも利用が禁止される。
(35)前記変速時禁止手段が、前記駆動力伝達装置の変速を検出する変速センサを含む(34)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(36)前記第２禁止手段が、車両の旋回時に前記少なくとも利用を禁止する旋回時禁止手段を含む(30)ないし(35)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の旋回時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、車両の旋回時に関係の少なくとも利用が禁止される。
(37)前記旋回時禁止手段が、車両の旋回を検出する旋回センサを含む(36)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(38)前記第２禁止手段が、車両が表面の凹凸が激しい悪路を走行している時に前記少なくとも利用を禁止する悪路走行時禁止手段を含む(30)ないし(37)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の悪路走行時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、車両の悪路走行時に関係の少なくとも利用が禁止される。
このブレーキ装置において「悪路」には、じゃり路，ベルジアン路，非舗装路，オフロード，突起路，段差路等がある。
(39)前記悪路走行時禁止手段が、車両の悪路走行を検出する悪路走行検出手段を含む(38)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(40)前記第２禁止手段が、前記車輪のスリップ率が基準値より大きい時に前記少なくとも利用を禁止する大スリップ率時禁止手段を含む(30)ないし(39)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(41)前記大スリップ率時禁止手段が、前記車輪のスリップ率が前記基準値より大きい大スリップ率状態を検出する大スリップ率状態検出手段を含む(40)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(42)前記関係推定・利用手段が、車体減速度の時間的変化量、または前記車輪の回転速度の変化速度である車輪減速度の時間的変化量に基づいて前記実制動トルク値を取得する手段を含む(1) ないし(41)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
車体減速度に基づいて実制動トルク値を取得する場合や、駆動輪である車輪についてそれの車輪減速度に基づいて実制動トルク値を取得する場合には、車体減速度または車輪減速度が車両全体の駆動力または駆動輪の駆動力の変化の影響を受け易い。これに対して、車体減速度の時間的変化量または車輪減速度の時間的変化量に基づいて実制動トルク値を取得する場合には、上記の場合に比較して、駆動力変化の影響を受け難い。したがって、この(42)項に記載のブレーキ装置においては、車両または車輪の駆動力変化の影響を軽減しつつ実制動トルク値を取得し得る。
(43)前記ブレーキが、前記摩擦材と前記回転体との間の摩擦力によってその摩擦力を増加させるセルフサーボ機構を有するセルフサーボ型ブレーキを含む(1) ないし(42)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
図８には、ブレーキがセルフサーボ機構を有する場合に、モータへの供給電力値としてのモータ電流値Ｉとブレーキの制動トルク値Ｔとの関係（Ｉ−Ｔ特性）がブレーキ摩擦材の摩擦係数μによって変化する様子がグラフで示されている。このグラフから明らかなように、制動トルク値Ｔのモータ電流値Ｉに対する変化が、摩擦材の摩擦係数μが高い場合において低い場合におけるより敏感となる。したがって、ブレーキがセルフサーボ機構を有する場合に、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係を推定してブレーキ制御等に利用する必要性が高い。この(43)項に記載の電動式ブレーキ装置によれば、そのような高い必要性が満たされ、また、ブレーキがセルフサーボ機構を有するにもかかわらず、ブレーキの制動トルクをブレーキ操作値との関係において精度よく制御可能となる。
(44)前記セルフサーボ型ブレーキが、前記摩擦材としてのブレーキライニングと前記回転体としてのドラムとを有するドラムブレーキを含む(43)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(45)前記セルフサーボ型ブレーキが、前記摩擦材としてのブレーキパッドと前記回転体としてのディスクとを有するディスクブレーキを含む(43)または(44)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(46)モータの駆動力により摩擦材を車輪と共に回転する回転体に押し付けることにより車輪を制動するとともに、摩擦材と回転体との間の摩擦力によってその摩擦力を増加させるセルフサーボ機構を有するセルフサーボ型電動式ブレーキにおいて、
前記摩擦材と固定部材との間に、摩擦材を前記回転体から離間する向きに付勢する付勢機構を設けたことを特徴とするサルフサーボ型電動式ブレーキ。
セルフサーボ効果の発生状態では、制動トルクを素早く低下させるべく、モータにそれを初期位置に戻すための信号を供給しても、モータの作動遅れと相まって摩擦材が回転体から十分に迅速に離間しようとはしないが、付勢機構があれば、摩擦材が回転体から迅速に離間することが促進され、制動トルクの素早い低下が可能となる。
このブレーキにおいて「付勢機構」は、常時摩擦材を付勢する形式としたり、必要に応じて摩擦材を付勢する形式とすることができる。制動トルクを素早く低下させることが必要である場合に限って摩擦材を付勢する形式とすることができるのである。
(47)前記関係推定・利用手段が、車体の走行状態の、前記ブレーキの作動に起因する変化に基づいて前記実制動トルク値を取得する手段を含む(1) ないし(41)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「車体の走行状態の変化」には例えば、車体減速度が含まれる。
(48)前記関係推定・利用手段が、前記車輪の回転状態の、前記ブレーキの作動に起因する変化に基づいて前記実制動トルク値を取得する手段を含む(1) ないし(41)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「車輪の回転状態の変化」には例えば、車輪減速度，車輪減速度の時間的変化量が含まれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。この電動式ブレーキ装置は、左右前輪ＦＬ，ＦＲと左右後輪ＲＬ，ＲＲとを備えた４輪車両に設けられている。この車両は、原動機としてのエンジン１０（内燃機関）と、駆動力伝達装置としてのオートマチックトランスミッション１２（以下、「Ａ／Ｔ」と略称する。）とを備えており、それらエンジン１０とＡ／Ｔ１２とにより左右前輪と左右後輪との少なくとも一方が駆動されることにより、車両が駆動される。
【００１０】
左右前輪ＦＬ，ＦＲにはモータ２０を駆動源とする電動式ディスクブレーキ２２が設けられている。一方、左右後輪ＲＬ，ＲＲにはモータ３０を駆動源とする電動式ドラムブレーキ３２が設けられている。本実施形態においては、それらモータ２０，３０が共にＤＣモータとされているが、共に超音波モータとしたり、前輪側は超音波モータ、後輪側はＤＣモータとしたり、前輪側はＤＣモータ、後輪側は超音波モータとすることができる。
【００１１】
この車両には、運転者により操作される部材がいくつか設けられている。そのいくつかの操作部材には、主ブレーキ操作部材（ブレーキ操作部材の一例）としてのブレーキペダル４０と、パーキングブレーキ操作部材としてのパーキングペダル４２と、加速操作部材としてのアクセルペダル４４と、ステアリングホイール４６とがある。ブレーキペダル４０が操作されれば、４輪の電動式ブレーキ２２，３２が作動させられ、それにより、車両が制動される。パーキングペダル４２が操作されれば、左右後輪の電動式ドラムブレーキ３２が作動させられ、それにより、車両が駐車される。アクセルペダル４４が操作されれば、エンジン１０の駆動力が増加させられ、それにより、車両が駆動される。ステアリングホイール４６が回転操作されれば、それに応じて操舵車輪が図示しない操舵装置によって操舵される。
【００１２】
この電動式ブレーキ装置においては、ブレーキペダル４０の操作時（主ブレーキ操作時）には、コントローラ５０により４輪の電動式ブレーキ２２，３２がモータ２０，３０の駆動力により作動させられることによって車両が制動される。したがって、この電動式ブレーキ装置においては、ブレーキペダル４０の操作時に運転者がブレーキペダル４０に力を付与することは不可欠ではない。しかし、運転者のペダル操作フィーリングを従来の液圧式ブレーキ装置と同等のものにするためには、運転者がブレーキペダル４０に操作力を付与すればそれに応じてブレーキペダル４０の操作ストロークが変化することが必要である。そのため、本実施形態においては、操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダル４０に発生させるため、ブレーキペダル４０にストロークシミュレータ５２が設けられている。このストロークシミュレータ５２は、(a) ブレーキペダル４０と連動する連動部材５４と、(b) その連動部材５４をガイドするガイド部材５６と、(c) 連動部材５４の移動によって伸縮させられて弾性力が増減させられる弾性部材としてのスプリング５８とを備え、そのスプリング５８の弾性により、操作力に応じた長さの操作ストロークをブレーキペダル４０に発生させる構成とされている。
【００１３】
図２には、左右前輪用の電動式ディスクブレーキ２２の詳細が示されている。ただし、図には、右前輪ＦＲ用の電動式ディスクブレーキ２２のみが代表的に示されている。
【００１４】
この電動式ディスクブレーキ２２は、図示しない車体に取り付けられた固定部材としてのマウンティングブラケット１００と、両側に摩擦面１０２を備えて車輪と共に回転するディスク１０４とを備えている。マウンティングブラケット１００は、(a) 一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂ（摩擦材の一例）をディスク１０４を両側から挟む位置においてディスク１０４の回転軸線に沿って移動可能に支持する部分と、(b) ディスク１０４との接触時に各ブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂに発生する摩擦力を受ける部分（受け部材）とを備えている。図において矢印Ｘは、車体前進時にディスク１０４が回転するディスク回転方向を示している。
【００１５】
一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂのうち車体外側（図において右側）のアウタパッド１０６ａは、ディスク１０４との接触時にディスク１０４との連れ回りが実質的に阻止される状態でマウンティングブラケット１００に支持されている。これに対して、車体内側（図において左側）のインナパッド１０６ｂは、アウタパッド１０６ａとは異なり、ディスク１０４との接触時にディスク１０４との連れ回りが積極的に許容される状態でマウンティングブラケット１００に支持されている。図において矢印Ｙは、インナパッド１０６ｂの連れ回り方向を示している。
【００１６】
ただし、インナパッド１０６ｂの連れ回りは、常に許容されるのではなく、ディスク１０４との間に発生した摩擦力が設定値より小さい状態では阻止され、設定値以上になった状態ではじめて許容されるようになっている。このような連れ回り制御を実現するため、本実施形態においては、インナパッド１０６ｂの後端部１１０が、弾性部材としてのスプリング１１２を介してマウンティングブラケット１００に係合させられている。インナパッド１０６ｂの摩擦力が設定値より小さい状態では、スプリング１１２が弾性変形せずにインナパッド１０６ｂの連れ回りが阻止され、設定値以上となった状態ではじめてスプリング１１２が弾性変形してインナパッド１０６ｂの連れ回りが許容されるのである。また、本実施形態においては、インナパッド１０６ｂの連れ回り量が設定値となったときにマウンティングブラケット１００に当接するストッパ１１４が設けられている。これにより、インナパッド１０６ｂの連れ回り限度が規制され、ひいては、後述のセルフサーボ効果の過大化が防止される。
【００１７】
電動式ディスクブレーキ２２はさらに、ディスク１０４の回転軸線方向には移動可能、ディスク１０４の回転方向には移動不能なボデー１２０を備えている。ボデー１２０は、ディスク１０４の回転軸線に平行に延びる姿勢で車体に取り付けられた図示しない複数本のピンに摺動可能に嵌合されている。ボデー１２０は、ディスク１０４を跨き、一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂを背後から挟む姿勢で車体に取り付けられている。ボデー１２０は、(a) アウタパッド１０６ａに背後から係合するリアクション部１２６と、(b) インナパッド１０６ｂに背後において近接する押圧部１２８と、(c) それらリアクション部１２６と押圧部１２８とを互いに連結する連結部１３０とを含むように構成されている。
【００１８】
押圧部１２８においては、モータ２０が運動変換機構としてのボールねじ機構１３２を介して押圧部材１３４に同軸に連結されている。押圧部材１３４は押圧部１２８により、押圧部材１３４の軸線回りに回転不能かつその軸線方向に移動可能に支持されている。したがって、モータ２０の回転軸１３６が回転すればその回転運動がボールねじ機構１３２によって押圧部材１３４の直線運動に変換される。それにより、押圧部材１３４がそれの軸線に沿って前後に移動させられ、その移動によってインナパッド１０６ｂ、ひいてはアウタパッド１０６ａに押圧力が付与され、それにより、一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂがディスク１０４に押圧される。
【００１９】
アウタパッド１０６ａにおいては、裏板１４０の板厚がディスク回転方向Ｘにおいて均一とされているが、インナパッド１０６ｂにおいては、それの連れ回り方向Ｙにおいて後側（車体において前側）から前側（車体において後側）に進むにつれて板厚が漸減するようにされている。インナパッド１０６ｂの裏板１４０の背面が、ディスク１０４の摩擦面１０２に対する斜面１４２とされ、押圧部材１３４の前端面がその斜面１４２においてインナパッド１０６ｂと接触させられているのである。さらに、その斜面１４２と押圧部材１３４の前端面とはそれらの面に沿って相対移動可能とされている。したがって、インナパッド１０６ｂの連れ回りが行われる状態では、インナパッド１０６ｂと押圧部材１３４との間にくさび効果が発生し、電動式ディスクブレーキ２２のセルフサーボ効果が実現される。なお、本実施形態においては、押圧部材１３４の軸線が斜面１４２と直角とされている。
【００２０】
本実施形態においては、押圧部材１３４の前端面において複数のボール１４４（ローラ等でも可。）が押圧部材１３４の軸線回りの一円周に沿ってほぼ等間隔で保持されるとともに、各ボール１４４が転動可能に保持されている。インナパッド１０６ｂの裏板１４０と押圧部材１３４とがスラストベアリング１４６により互いに接触させられているのであり、それらインナパッド１０６ｂと押圧部材１３４との間の摩擦が低減されている。
【００２１】
次にこの電動式ディスクブレーキ２２の作動を説明する。
【００２２】
運転者によりブレーキペダル４０が操作され、それに伴ってモータ２０が回転させられて押圧部材１３４が非作動位置から前進させられれば、一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂが一緒にディスク１０４に押圧され、それにより、各ブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂとディスク１０４との間に摩擦力が発生し、車輪が制動される。
【００２３】
インナパッド１０６ｂの摩擦力が設定値より低く、スプリング１１２の設定荷重に打ち勝つことができない状態では、スプリング１１２によってインナパッド１０６ｂの連れ回りが阻止され、それにより、セルフサーボ効果の発生が阻止される。したがって、電動式ディスクブレーキ２２の効き当初，弱いブレーキ操作時等であるためにインナパッド１０６ｂの摩擦力が小さい状態では、モータ２０の駆動のみにより車輪が制動される。
【００２４】
これに対して、インナパッド１０６ｂの摩擦力が設定値以上となり、スプリング１１２の設定荷重に打ち勝つことができる状態となれば、スプリング１１２によってインナパッド１０６ｂの連れ回りが許容される。インナパッド１０６ｂが連れ回れば、それに伴って斜面１４２が一体的に移動し、その結果、ディスク１０４の摩擦面１０２と斜面１４２との距離が増加する。それにより、インナパッド１０６ｂがディスク１０４と押圧部材１３４とにより板厚方向に強く圧縮され、その結果、インナパッド１０６ｂが大きな力でディスク１０４に押圧される。したがって、ブレーキペダル４０が強く（例えば、車体に０．３ないし０．６Ｇ程度の減速度が発生する程度に）操作されたためにインナパッド１０６ｂの摩擦力が大きくなった状態では、斜面１４２を介して互いに接触するインナパッド１０６ｂと押圧部材１３４との間にくさび効果が発生し、その結果、モータ２０の駆動とセルフサーボ効果との双方により車輪が制動される。
【００２５】
インナパッド１０６ｂの摩擦力がさらに増加してストッパ１１４がマウンティングブラケット１００と当接すれば、インナパッド１０６ｂの更なる連れ回りが阻止され、それにより、セルフサーボ効果の過大化が阻止される。
【００２６】
図３には、左右後輪用の電動式ドラムブレーキ３２の詳細が示されている。ただし、図には、左後輪用の電動式ドラムブレーキ３２のみが代表的に示されている。
【００２７】
この電動式ドラムブレーキ３２は、図示しない車体に取り付けられた非回転部材としての、ほぼ円板状を成すバッキングプレート２００と、内周面に摩擦面２０２を備えて車輪と共に回転するドラム２０４とを備えている。バッキングプレート２００の一直径方向に隔たった２箇所には、それぞれアンカ部材としてのアンカピン２０６と中継リンクとしてのアジャスタ２０８とが設けられている。アンカピン２０６はバッキングプレート２００に位置固定に取り付けられている。一方、アジャスタ２０８はフローティング式とされている。それらアンカピン２０６とアジャスタ２０８との間には、各々円弧状を成す一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂ（摩擦材の一例）がドラム２０４の内周面に対面するように取り付けられている。一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂは、シューホールドダウン装置２１２ａ，２１２ｂによってバッキングプレート２００にそれの面に沿って移動可能に取り付けられている。なお、バッキングプレート２００の中央に設けられた貫通穴には、図示しないアクスルシャフトが回転可能に突出して設けられるようになっている。
【００２８】
一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂは、一端部同士がアジャスタ２０８により作動的に連結される一方、各他端部がアンカピン２０６と当接することによって回動可能に支持されている。一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの一端部同士は、アジャスタスプリング２１４によりアジャスタ２０８を介して互いに接近する向きに付勢されている。一方、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの各他端部は各シューリターンスプリング２１５ａ，２１５ｂによりアンカピン２０６に向かって付勢されている。各ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの外周面にブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂがドラム２０４の内周面に接触させられることにより、それらブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとドラム２０４との間に摩擦力が発生する。アジャスタ２０８は、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの摩耗に応じて一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとドラム２０４との隙間を調整する。
【００２９】
各ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂはリム２２０とウェブ２２２とから構成されており、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの一方のウェブ２２２には、レバー２３０が回動可能に取り付けられている。そのウェブ２２２にレバー支持部材としてのピン２３２が位置固定に取り付けられ、そのピン２３２にレバー２３０の一端部が回動可能に連結されている。このレバー２３０と他方のブレーキシュー２１０ｂとの互いに対向する部分の切欠きには、力伝達部材としてのストラット２３６の両端が係合させられている。すなわち、この電動式ドラムブレーキ３２は、車体の前進時にも後退時にも、いずれのブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂにもセルフサーボ効果が発生するデュオサーボ型なのである。なお、本実施形態においては、レバー２３０が、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂのうち車体前進時にセカンダリシューとして作用するブレーキシュー２１０ａに取り付けられているが、プライマリシューとして作用するブレーキシュー２１０ｂに取り付けることが可能である。
【００３０】
この電動式ドラムブレーキ３２は、ブレーキペダル４０の操作時であるかパーキングペダル４２の操作時（パーキングブレーキ操作時）であるかを問わず、同じレバー２３０の回動によって作動させられる。そのため、レバー２３０の他端部に主ブレーキケーブル２４０の一端部とパーキングブレーキケーブル２４２の一端部とが連結されている。各ケーブル２４０，２４２は、複数本のワイヤをより合わせて構成されており、フレキシブルである。なお、レバー２３０の他端部とバッキングプレート２００との間には、従来の液圧式ブレーキ装置におけると同様に、圧縮型のスプリング２４４がパーキングブレーキケーブル２４２と同軸に配設されている。
【００３１】
主ブレーキケーブル２４０は、バッキングプレート２００に取り付けられたシュー拡張アクチュエータ２５０により駆動される。シュー拡張アクチュエータ２５０は、図４に拡大して示すように、モータ３０の回転軸に減速機２５２の入力軸が連結され、その減速機２５２の出力軸に運動変換機構としてのボールねじ機構２５４の入力部材が連結されて構成されており、そのボールねじ機構２５４の出力部材に主ブレーキケーブル２４０の他端部が連結されている。ボールねじ機構２５４は、モータ３０の回転運動を直線運動に変換する機構である。図において符号２５６および２５８は共にブラケットを示し、また、符号２６０および２６２は共に、各ブラケット２５６，２５８をバッキングプレート２００へ取り付けるための取付けボルトを示している。
【００３２】
ボールねじ機構２５４は、入力部材としてのおねじ２６４に出力部材としてのナット２６６が図示しない複数個のボールを介して螺合されて構成されている。ナット２６６は固定部材としてのハウジング２６７に回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合されている。それにより、おねじ２６４の回転運動がナット２６６の直線運動に変換される。ナット２６６の両端部のうちおねじ２６４の側とは反対側の端部に出力シャフト２６８が同軸に取り付けられている。それらおねじ２６４，ナット２６６および出力シャフト２６８の相互の摺動部へのダストの侵入が、ハウジング２６７および伸縮可能なダストブーツ２７０により阻止されている。
【００３３】
出力シャフト２６８と主ブレーキケーブル２４０の他端部との結合は次のような構成により行われる。すなわち、出力シャフト２６８の両端部のうちボールねじ機構２５４の側とは反対側の端部にケーブル取付け用おねじ２７２が形成される一方、主ブレーキケーブル２４０の他端部にケーブル取付け用ナット２７４が結合されている。そのケーブル取付け用ナット２７４がケーブル取付け用おねじ２７２に螺合され、そのケーブル取付け用おねじ２７２に回り止め用ナット２７６が螺合されるとともに、その回り止め用ナット２７６がケーブル取付け用ナット２７４に押し付けられることにより、ケーブル取付け用ナット２７４の緩みが防止されている。
【００３４】
以上のように構成されたシュー拡張アクチュエータ２５０は、ブレーキペダル４０の操作時に主ブレーキケーブル２４０に引張力を付与し、それにより、レバー２３０の他端部がブレーキシュー２１０ｂに接近する向きに回動させられ、その結果、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂが拡張される。
【００３５】
この電動式ドラムブレーキ３２は、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂをそれに発生するセルフサーボ効果に打ち勝って収縮させるのに効果的なシュー収縮機構を備えている。シュー収縮機構は、本実施形態においては、レバー２３０とバッキングプレート２００との間に張り渡された主ブレーキリターンスプリング２８０とされている。この主ブレーキリターンスプリング２８０は、主ブレーキケーブル２４０と同軸に張り渡されるとともに、一端部がレバー２３０の他端部に、他端部がシュー拡張アクチュエータ２５０のうちの固定部分（例えば、ハウジング，ブラケット等）にそれぞれ係合させられている。したがって、ブレーキペダル４０の操作の解除時に、シュー拡張アクチュエータ２５０が初期位置に向かって戻されれば、レバー２３０は主ブレーキリターンスプリング２８０の圧縮力によって初期位置に向かって回動させられる。ただし、この電動式ドラムブレーキ３２にそのようなシュー収縮機構を追加することは不可欠なことではなく、例えば、既存のスプリングであるアジャスタスプリング２１４やシューリターンスプリング２１５ａ，２１５ｂの弾性力を増加させることによって同じ目的を達成することは可能である。
【００３６】
パーキングブレーキケーブル２４２の他端部は、図１に示すように、よく知られているパーキングコントロール２８４に連結されている。そのパーキングコントロール２８４は、パーキングペダル４２の操作力により機械的に作動し、パーキングコントロール２８４に引張力を、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂが拡張する向き（以下、単に「シュー拡張方向」という。）にレバー２３０が回動する向きに付与する。
【００３７】
図３に示すように、ブレーキペダル４０の操作時には、シュー拡張アクチュエータ２５０により、主ブレーキケーブル２４０のみに引張力が付与されてレバー２３０がシュー拡張方向に回動させられ、このとき、パーキングブレーキケーブル２４２は撓ませられる。また、パーキングペダル４２の操作時には、パーキングコントロール２８４により、パーキングブレーキケーブル２４２のみに引張力が付与されてレバー２３０がシュー拡張方向に回動させられ、このとき、主ブレーキケーブル２４０は撓ませられる。このように、同じレバー２３０に連結されて互いに異なる時期に作用させられる２つのケーブル２４０，２４２が共にフレキシブルであるため、一方のケーブルの作用が他方のケーブルによって阻害されることがない。
【００３８】
以上、この電動式ブレーキ装置のハードウェア構成を説明したが、次にソフトウェア構成を説明する。
【００３９】
図１に示すように、コントローラ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータ３００を主体として構成されている。このコントローラ５０の入力側にはいくつかのセンサおよびスイッチが接続されている。そのいくつかのセンサおよびスイッチには、操作力センサ３０２，ブレーキペダルスイッチ３０４，アクセルペダルスイッチ３０６，舵角センサ３０８，車体減速度センサ３１０，車速センサ３１２，４個の車輪速センサ３１４およびモータ電流センサ３１６がある。
【００４０】
操作力センサ３０２は、ブレーキペダル４０の操作力Ｆを検出し、その大きさを規定する信号を出力する。ブレーキペダルスイッチ３０４は、ブレーキ操作センサの一例であり、ブレーキペダル４０の非操作時にはＯＦＦ信号（第１信号）、操作時にはＯＮ信号（第２信号）を出力する。アクセルペダルスイッチ４４は、加速操作センサの一例であり、アクセルペダル４４の非操作時にはＯＦＦ信号（第１信号）、操作時にはＯＮ信号（第２信号）を出力する。舵角センサ３０８は、旋回センサの一例であり、ステアリングホイール４６の回転操作角θを検出し、その大きさを規定する信号を出力する。車体減速度センサ３１０は、車体の前後方向における減速度Ｇを検出し、その高さを規定する信号を出力する。車速センサ３１２は、車速Ｖを検出し、その大きさを規定する信号を出力する。４個の車輪速センサ３１４は４輪にそれぞれ設けられ、各輪の車輪速ＶW を検出し、その大きさを規定する信号を出力する。モータ電流センサ３１６は、４輪の電動式ブレーキ２２，３２の各々のモータ２０，３０のコイルに接続され、電源としてのバッテリ３２０からドライバ３２２を経てそのモータ２０，３０に実際に供給された電流を検出し、その実供給電流値Ｉを規定する信号を出力する。その出力信号は、電圧により表されるものであり、結局、モータ電流センサ３１６は、実供給電流値Ｉを電圧の高さとしてコントローラ５０に出力することになる。
【００４１】
一方、コントローラ５０の出力側には、上記ドライバ３２２が接続されている。ブレーキペダル４０の操作時には、コントローラ５０からそのドライバ３２２に指令が供給され、その指令に応じてドライバ３２２が電流をバッテリ３２０から各電動式ブレーキ２２，３２のモータ２０，３０に供給する。コントローラ５０の出力側にはさらに、エンジン１０の図示しないエンジン出力制御装置（スロットル制御装置，燃料供給制御装置，点火時期制御装置等）と、Ａ／Ｔ１２の図示しない変速制御装置（変速ソレノイド等を含む）とが接続されている。コントローラ５０は、車両駆動時に、駆動車輪のスピンを抑制すべく、それらエンジン出力制御装置および変速制御装置に駆動力を抑制する信号を出力する。すなわち、コントローラ５０は、トラクション制御も実行するようになっているのである。
【００４２】
コンピュータ３００のＲＯＭには、ブレーキ制御ルーチンおよび摩擦材μ推定ルーチンを含むいくつかのルーチンが記憶されている。ブレーキ制御ルーチンは図５、摩擦材μ推定ルーチンは図６にそれぞれフローチャートで表されている。さらに、ＲＯＭには、Ｆ−Ｔ特性をテーブル，関数式等で表すデータ、およびＩ−Ｔ特性（モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との関係の一例）をテーブル，関数式等で表すデータを含むいくつかのデータも記憶されている。
【００４３】
Ｆ−Ｔ特性は、ブレーキペダル４０の操作力Ｆ（ブレーキ操作部材の操作値の一例）とブレーキ２２，３２が各輪に付与する制動トルク値Ｔとの関係を表すものであり、図７にグラフで示されている。これに対して、Ｉ−Ｔ特性は、モータ２０，３０への供給電流値Ｉとブレーキ２２，３２が各輪に付与する制動トルク値Ｔとの関係（実験的にまたは計算により取得される）を表すものであり、図８にグラフで示されている。それらＦ−Ｔ特性およびＩ−Ｔ特性はそれぞれ、前後間で共通しないのが普通であることを考慮し、前輪と後輪とに関連付けてＲＯＭに記憶されている。
【００４４】
Ｉ−Ｔ特性は、同図に示すように、供給電流値Ｉに応じて制動トルク値Ｔが変化するパターンで定義されており、そのパターンが複数種類、摩擦材の摩擦係数μ（以下、単に「摩擦材μ」で表す。）の複数個の離散値に関連付けて設けられている。ここに、「摩擦材」は、前輪用の電動式ディスクブレーキ２２の一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂと後輪用の電動式ドラムブレーキ３２の一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとを総称するものであり、以下、同様である。
【００４５】
以下、コントローラ５０によるブレーキ制御および摩擦材μ推定を説明するが、まず、概略的に説明する。
【００４６】
図９には、この電動式ブレーキ装置におけるコントローラ５０とモータ２０，３０と摩擦材３００と車輪３０２との関係が概念的に示されている。コントローラ５０には運転者からの操作情報としてブレーキペダル４０の操作力Ｆが供給され、コントローラ５０はその操作力Ｆに応じてモータ２０，３０に電流値Ｉを供給する。モータ２０，３０は、供給された電流値Ｉに応じて駆動力Ｄを摩擦材３００に供給する。摩擦材３００は、それの実際の摩擦係数μの下に、供給された駆動力Ｄにより車輪３０２に制動トルクＴを付与する。車輪３０２に制動トルクＴが付与されることにより、車体に減速度Ｇが発生するとともに、車輪３０２に減速度ＧW が発生する。
【００４７】
このブレーキ制御においては、ブレーキペダル４０の操作力Ｆに基づいてモータ２０，３０への供給電流値Ｉが決定されるが、操作力Ｆに基づき、Ｆ−Ｔ特性に従って目標制動トルク値Ｔ* が各輪毎に決定され、各輪の目標制動トルク値Ｔ* に基づき、Ｉ−Ｔ特性に従って供給電流値Ｉが各輪毎に決定される。
【００４８】
これに対して、摩擦材μ推定においては、非ブレーキ操作時であり、かつ、加速操作時でなく、かつ、車両直進時であり、かつ、悪路走行時でなく、かつ、低速走行時でなく、かつ、Ａ／Ｔ１２の変速時でない時に、モータ２０，３０が駆動されることによってブレーキ２２，３２が作動させられる。本実施形態においては、車速が０であれば、低速走行時であると判定されるため、結局、車両停止時、すなわち、車両走行時でない時には、非ブレーキ操作時であっても、ブレーキ２２，３２が作動させられないことになる。
【００４９】
さらに、この摩擦材μ推定においては、ブレーキ２２，３２の作動中に、モータ２０，３０の供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとがそれぞれ取得されるとともに、車体減速度Ｇに基づいて各輪の実制動トルク値Ｔが取得される。さらに、前記複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち、取得された実制動トルク値Ｔと供給電流値Ｉとの組合せが対応するものが今回のＩ−Ｔ特性パターンとして選択され、その選択されたＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが実際の摩擦材μとして推定される。この摩擦材μ推定値はＲＡＭに格納される。
【００５０】
摩擦材μは本来、各輪毎に推定すべきであるが、本実施形態においては、摩擦材μが前後輪間では異なるが、左右輪間ではほぼ等しいという前提に基づき、摩擦材μが前後輪については独立に推定されるが、左右輪については共通に推定される。
【００５１】
また、上記ブレーキ制御においては、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭに存在する期間には、その摩擦材μの今回推定値に応じてＩ−Ｔ特性パターンが選択され、その選択されたＩ−Ｔ特性パターンに従って供給電流値Ｉが決定される。一方、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭに存在しない期間には、前回推定値がＲＡＭに存在する場合には、前回推定値に対応するＩ−Ｔ特性パターンが今回推定値が取得されるまで暫定的に使用される一方、前回推定値がＲＡＭに存在しない場合には、摩擦材μの標準値（ＲＯＭに記憶されている）に対応するＩ−Ｔ特性パターンが今回推定値が取得されるまで暫定的に使用される。
【００５２】
次に、ブレーキ制御および摩擦材μ推定を図５および図６のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００５３】
図５のブレーキ制御ルーチンは、車両のイグニションスイッチがＯＮに操作されると実行を開始され、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、操作力センサ３０２により操作力Ｆが検出される。次に、Ｓ２において、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭに存在するか否かが判定される。存在すれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ３において、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭから読み込まれ、それが摩擦材μの今回使用値とされ、これに対して、存在しなければ判定がＮＯとなり、Ｓ４において、摩擦材μの前回推定値がＲＡＭに存在するか否かが判定される。存在すれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ５において、摩擦材μの前回推定値がＲＡＭから読み出され、それが摩擦材μの今回使用値とされ、一方、存在しなければ判定がＮＯとなり、Ｓ６において、摩擦材μの標準値がＲＯＭから読み出され、それが摩擦材μの今回使用値とされる。
【００５４】
いずれの場合にも、その後、Ｓ７において、今回のＩ−Ｔ特性パターンが選択される。前記複数種類のＩ−Ｔ特性パターンの中から、摩擦材μの今回使用値に対応するものが今回のＩ−Ｔ特性パターンとして選択されるのである。続いて、Ｓ８において、検出された操作力Ｆに基づき、前記Ｆ−Ｔ特性に従って、各輪の目標制動トルク値Ｔ* が決定される。その後、Ｓ９において、決定された各輪の目標制動トルク値Ｔ* に基づき、選択された今回のＩ−Ｔ特性パターンに従って、モータ２０，３０へ供給する電流値の目標値Ｉ* が各輪毎に決定される。続いて、Ｓ１０において、決定された各目標供給電流値Ｉ* で電流がモータ２０，３０へ供給される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了し、再びＳ１に戻る。
【００５５】
これに対して、図６の摩擦材μ推定ルーチンも、車両のイグニションスイッチがＯＮに操作されると実行を開始され、まずＳ１１において、初期設定が行われ、それにより、ＲＡＭのμ推定フラグが０とされる。μ推定フラグは、０で一回の車両走行中に摩擦材μが一度も推定されていないことを示し、１で一回の車両走行中に摩擦材μが一度推定されたことを示す。
【００５６】
次に、Ｓ１２〜Ｓ１８において、各種条件の成否が判定される。具体的には、Ｓ１２においては、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。Ｓ１３においては、ブレーキペダルスイッチ３０４がＯＦＦであるか否かにより、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。Ｓ１４においては、アクセルペダルスイッチ３０６がＯＮであるか否かにより、加速操作時（広義の加速操作時）であるか否かが判定される。Ｓ１５においては、舵角センサ３０８により検出されたステアリングホイール４６の回転操作角θが実質的に０でないか否かにより、車両旋回時であるか否かが判定される。Ｓ１６においては、車輪減速度ＧW の符号の変化頻度が基準値以上である車輪３０２が存在するか否かにより、車両の悪路走行時であるか否かが判定される。車輪減速度ＧW は、車輪速センサ３１４により検出された車輪速ＶW を実質的に時間微分することによって取得される。Ｓ１７においては、車速センサ３１２により検出された車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かにより、車両の低速走行時であるか否かが判定される。Ｓ１８においては、Ａ／Ｔ１２からコントローラ５０に供給された信号に基づき、Ａ／Ｔ１２の変速時であるか（過渡状態にあるか）否かが判定される。Ｓ１２およびＳ１３の判定は共にＹＥＳ、Ｓ１４〜Ｓ１８の判定はいずれもＮＯであれば、Ｓ１９以下のステップに移行するが、そうでなければ直ちにＳ１２に戻る。
【００５７】
Ｓ１９においては、左右前輪のブレーキ２２のモータ２０に同時に電流が設定電流値Ｉ0 で設定時間Δｔの間供給されることにより、左右前輪のブレーキ２２が作動させられる。Ｓ２０においては、その作動中、モータ電流センサ３１６によりモータ２０への実供給電流値Ｉが検出される。Ｓ２１においては、その作動中、車体減速度センサ３１０により車体減速度Ｇが検出される。その後、Ｓ２２において、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとから、左右前輪のブレーキ２２の摩擦材μが推定される。具体的には、車体減速度Ｇから左右前輪のブレーキ２２の実制動トルク値Ｔが計算により取得され、前記複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち、実制動トルク値Ｔと実供給電流値Ｉとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが、左右前輪のブレーキ２２の摩擦材μの今回推定値とされる。Ｓ２３〜Ｓ２６においては、Ｓ１９〜Ｓ２２におけると同じ内容が左右後輪のブレーキ３２について実行される。左右前輪のブレーキ２２についても左右後輪のブレーキ３２についても摩擦材μ推定が終了したならば、Ｓ２７において、μ推定フラグが１とされる。その後、Ｓ１２に戻る。その後、Ｓ１２が実行されれば、μ推定フラグが１であるため、以後、今回の車両走行が終了するまで、Ｓ１２の判定がＮＯとし続けられることにより、Ｓ１９〜Ｓ２６による摩擦材μ推定が省略される。
【００５８】
すなわち、本実施形態においては、一回の車両走行中の最初の非ブレーキ操作時に一回限り、摩擦材μ推定が行われ、その車両走行が終了するまでの間、摩擦材μの推定値が更新されないようになっているのである。ただし、更新されるようにして本発明を実施することはもちろん可能である。
【００５９】
図１０には、非ブレーキ操作時にブレーキ２２，３２が作動させられ、それにより、車速Ｖが時間的に低下させられる様子がグラフで示されている。
【００６０】
時期ｔ1 に前述の摩擦材μ推定開始条件が成立すれば、左右前輪のブレーキ２２のモータ２０に電流が設定電流値Ｉ0 で供給され、それにより、左右前輪のブレーキ２２の作動が開始される。その結果、車速Ｖが低下するが、このときの勾配すなわち車体減速度Ｇは左右前輪のブレーキ２２の摩擦材μに依存し、摩擦材μが高い場合には高い車体減速度Ｇ1 、摩擦材μが低い場合には低い車体減速度Ｇ2 が発生することになる。時期ｔ1 から設定時間Δｔが経過して時期ｔ2 になれば、モータ２０への電流供給が中止させられるとともにモータ２０が初期状態に復元される。
【００６１】
その後、わずかな時間が経過した時期ｔ3 には、左右後輪のブレーキ３２のモータ３０に電流が設定電流値Ｉ0 で供給され、それにより、左右後輪のブレーキ３２の作動が開始される。その結果、上記の場合と同様に、車速Ｖが低下するが、このときの勾配すなわち車体減速度Ｇは左右後輪のブレーキ３２の摩擦材μに依存し、上記の場合と同様に、摩擦材μが高い場合には高い車体減速度Ｇ3 、摩擦材μが低い場合には低い車体減速度Ｇ4 が発生することになる。時期ｔ3 から設定時間Δｔが経過して時期ｔ4 になれば、モータ３０への電流供給が中止させられるとともにモータ３０が初期状態に復元される。
【００６２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コントローラ５０のうち図５のルーチンおよび図６のルーチンを実行する部分が「関係推定・利用手段」の一例を構成し、また、図５のルーチンを実行する部分が「関係利用手段」の一例を構成し、また、図６のＳ１３およびＳ１９〜Ｓ２６を実行する部分が「非ブレーキ操作時取得手段」の一例を構成し、また、車体減速度センサ３１０が「車体減速度検出手段」の一例を構成し、また、図６のＳ１５およびＳ１７を実行する部分が「第１禁止手段」の一例を構成し、Ｓ１７を実行する部分が「低速走行時禁止手段」の一例を構成し、また、同図のＳ１４〜Ｓ１６およびＳ１８を実行する部分が「第２禁止手段」の一例を構成し、また、Ｓ１４およびＳ１８を実行する部分が「車両駆動力変化時禁止手段」の一例を構成し、また、Ｓ１５を実行する部分が「旋回時禁止手段」の一例を構成しているのである。
【００６３】
次に第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００６４】
本実施形態においては、非ブレーキ操作時に４輪について同時にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが取得される点で、非ブレーキ操作時に前後輪について互いに異なる時期にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが前後輪について独立に取得される第１実施形態と相違する。
【００６５】
図１１には、本実施形態における摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで表されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００６６】
まず、Ｓ５１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ５２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ５３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ５２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ５４に移行する。Ｓ５４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ５２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ５５に移行する。Ｓ５５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ５２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ５６以下のステップに移行する。
【００６７】
Ｓ５６においては、ブレーキ２２，３２の作動が４輪について同時に行われる。ここに「同時に」とは、厳密に同時であることまで要求する用語はでなく、実質的に同時であれば足りる。Ｓ５７においては、４輪のブレーキ２２，３２の作動に同期して実供給電流値Ｉが各輪毎に検出される。Ｓ５８においては、４輪のブレーキ２２，３２の作動に同期して車体減速度Ｇが検出される。
【００６８】
その後、Ｓ５９において、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとから摩擦材μが推定される。具体的には、まず、検出された車体減速度Ｇに基づき、ブレーキ２２，３２の能力の前後バランス，車両重量の前後バランス等を考慮して、左右前輪のブレーキ２２の実制動トルク値Ｔの合計値と、左右後輪のブレーキ３２の実制動トルク値Ｔの合計値とがそれぞれ推定され、次に、前者の合計値の半値は各前輪のブレーキ２２の実制動トルク値Ｔ、後者の合計値の半値は各後輪のブレーキ３２の実制動トルク値Ｔと推定される。その後、各前輪と各後輪とについて、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。すなわち、本ステップにおいては、４輪のブレーキ２２，３２の作動の総合的な影響を受けた車体減速度Ｇに基づいて摩擦材μを推定するにもかかわらず、摩擦材μが左右輪については共通に推定されるのに対して、前後輪については互いに独立に推定されることになるのである。続いて、Ｓ６０において、μ推定フラグが１とされ、その後、Ｓ５２に戻る。
【００６９】
次に第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００７０】
本実施形態においては、非ブレーキ操作時に前後輪についてのみならず左右輪についても互いに異なる時期にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが各輪毎に独立して取得される点で、非ブレーキ操作時に左右輪について互いに同じ時期にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが左右輪については共通に取得される第１実施形態と相違する。
【００７１】
図１２には、本実施形態における摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで表されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００７２】
まず、Ｓ７１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ７２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ７３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ７２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ７４に移行する。Ｓ７４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ７２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ７５に移行する。Ｓ７５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ７２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ７６以下のステップに移行する。
【００７３】
Ｓ７６においては、ブレーキ２２，３２の作動が４輪について互いに異なる時期に行われる。例えば、左前輪，右前輪，左後輪および右後輪の順に行われる。Ｓ７７においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して実供給電流値Ｉが各輪毎に検出される。Ｓ７８においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して車体減速度Ｇが、作動状態にある各輪に関連付けて検出される。各輪に関連付けて検出された車体減速度Ｇは、各ブレーキ２２，３２の個別的な作動の強さを反映しており、各ブレーキ２２，３２の実制動トルク値Ｔを精度よく反映している。その後、Ｓ７９において、各輪毎に、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとから摩擦材μが推定される。具体的には、まず、各輪に関連する車体減速度Ｇに基づいて各輪の実制動トルク値Ｔが推定され、次に、各輪毎に、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。続いて、Ｓ８０において、μ推定フラグが１とされ、その後、Ｓ７２に戻る。
【００７４】
次に第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００７５】
本実施形態においては、車両が走行している路面の傾斜が急である場合に車体減速度Ｇに基づく実制動トルク値Ｔの取得が行われることがあることを前提として、路面の傾斜が急である場合にはその取得が禁止される点で、路面の傾斜は一般には急ではないことを前提とする第１実施形態と相違する。
【００７６】
図１３には、本実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。本実施形態においては、第１実施形態におけるとは異なり、車両が走行している路面の傾斜を検出する路面傾斜センサ３４０が追加されている。
【００７７】
図１４には、本実施形態におけるコントローラ３４２のコンピュータ３４４のＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで示されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００７８】
まず、Ｓ８１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ８２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ８３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ８２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ８４に移行する。Ｓ８４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ８２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ８５に移行する。Ｓ８５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。さらに、本実施形態においては、路面傾斜もある。路面傾斜の有無は、路面傾斜センサ３４０により検出された路面傾斜角が実質的に０でないか否かにより判定される。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ８２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ８６以下のステップに移行する。
【００７９】
Ｓ８６においては、ブレーキ２２，３２が各種方式で作動させられる。各種方式には、先のいくつかの実施形態におけるように、(a) ４輪について同時に作動させる方式と、(b) 左右輪については同時に作動させる一方、前後輪については互いに異なる時期に作動させる方式と、(c) ４輪について互いに異なる時期に作動させる方式とがある。Ｓ８７においては、ブレーキ２２，３２の作動に同期して、各輪毎に実供給電流値Ｉが検出される。Ｓ８８においては、ブレーキ２２，３２の作動に同期として車体減速度Ｇが検出される。Ｓ８９においては、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとからブレーキ２２，３２の摩擦材μが推定される。その推定方式は、先のいくつかの実施形態に示すように、ブレーキ２２，３２の作動方式に応じて決定される。その後、Ｓ９０において、μ推定フラグが１とされ、続いて、Ｓ８２に戻る。
【００８０】
次に第５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００８１】
本実施形態においては、実制動トルクＴが車輪減速度ＧW に基づいて取得される点で、車体減速度Ｇに基づいて取得される第１実施形態と相違する。
【００８２】
図１５には、本実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。図から明らかなように、本実施形態においては、第１実施形態とは異なり、車体減速度センサ３１０が設けられてはいない。本実施形態においては、第１実施形態とは異なり、実制動トルク値Ｔの取得に車体減速度Ｇの検出が不要であるからである。
【００８３】
図１６には、本実施形態におけるコントローラ３６０のコンピュータ３６２のＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで表されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについて簡単に説明する。
【００８４】
まず、Ｓ１０１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ１０２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ１０３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０４に移行する。Ｓ１０４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ１０５に移行する。Ｓ１０５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ１０６以下のステップに移行する。
【００８５】
Ｓ１０６においては、４輪について同時にブレーキ２２，３２が作動させられる。Ｓ１０７においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して実供給電流値Ｉが各輪毎に検出される。Ｓ１０８においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して車輪減速度ＧW が各輪毎に演算される。車輪減速度ＧW の演算は、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して検出された車輪速ＶW に対して実質的な時間微分を行うことにより行われる。
【００８６】
図１７には、ブレーキ２２，３２の作動によって車輪速ＶW が時間的に変化する様子がグラフで示されている。ブレーキ２２，３２の摩擦材μが高い場合には、車輪速ＶW が急な勾配（車輪減速度）ＧW1で減少するのに対して、摩擦材μが低い場合には、車輪速ＶW が緩い勾配（車輪減速度）ＧW2で減少することになる。
【００８７】
その後、Ｓ１０９において、各輪毎に、実供給電流値Ｉと車輪減速度ＧW とから摩擦材μが推定される。具体的には、まず、各輪の車輪減速度ＧW に基づいて各輪の実制動トルク値Ｔが推定され、次に、各輪毎に、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。続いて、Ｓ１１０において、μ推定フラグが１とされ、その後、Ｓ１０２に戻る。
【００８８】
次に第６実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第５実施形態と摩擦材μ推定ルーチンのみが異なり、他の要素については共通するため、摩擦材μ推定ルーチンのみを詳細に説明する。
【００８９】
本実施形態においては、摩擦材μ推定がブレーキ操作時に行われる点で、非ブレーキ操作時に行われる第５実施形態と異なっている。
【００９０】
図１８には、本実施形態における摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで示されている。まず、Ｓ２０１において、初期設定が行われ、それにより、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ２０２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０３において、ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキペダルスイッチ３０４がＯＮであるか否かが判定され、ＯＮであればブレーキ操作時であると判定されるのである。ブレーキ操作時でなければ判定がＮＯとなり、直ちにＳ２０１に戻るが、ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０４に移行する。Ｓ２０４においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第５実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速があり、さらに、アンチロック制御の実行および車両停止もある。なお、そのアンチロック制御は、コントローラ５０が車輪速センサ３１４からの信号に基づいて各ブレーキ２２，３２の各モータ２０，３０を制御することによって実行される。車両停止の有無は、車速センサ３１２により検出された車速Ｖが設定値以下であるか否かにより判定される。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ２０５以下のステップに移行する。Ｓ２０５以下のステップにおいては、第５実施形態におけるＳ１０７〜Ｓ１１０におけると同様な内容が実行される。
【００９１】
次に第７実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００９２】
本実施形態においては、各ブレーキ２２，３２の実制動トルク値Ｔが専用のセンサにより直接に検出される点で、車体減速度Ｇに基づいて間接に検出される第１実施形態と相違する。
【００９３】
図１９には、本実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。本実施形態においては、第１実施形態におけるとは異なり、(a) 前輪用の電動式ディスクブレーキ２２における実制動トルクＴを力として検出する第１力センサ３８０と、(b) 後輪用の電動式ドラムブレーキ３２における実制動トルクＴを力として検出する第２力センサ３８２とが設けられている。また、本実施形態においては、第１実施形態におけるとは異なり、車体減速度センサ３１０が設けられてはいない。
【００９４】
図２０には、前輪用の電動式ディスクブレーキ２２が示されており、第１力センサ３８０は、スプリング１１２とマウンティングブラケット１００との間に挟まれて設けられている。図２１には、後輪用の電動式ドラムブレーキ３２が示されており、第２力センサ３８２は、一方のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂとしてのセカンダリシュー２１０ａ（負荷が大きい方のブレーキシュー）に設けられている。なお、第２力センサ３８２は、アンカピン２０６に設けることが可能である。
【００９５】
図２２には、本実施形態におけるコントローラ３８４のコンピュータ３８６のＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで示されている。以下、本ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００９６】
まず、Ｓ３０１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ３０２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ３０３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ３０２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０４に移行する。Ｓ３０４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ３０２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ３０５に移行する。Ｓ３０５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ３０２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ３０６以下のステップに移行する。
【００９７】
Ｓ３０６においては、ブレーキ２２，３２が各種方式で作動させられる。各種方式には、前述のように、(a) ４輪について同時に作動させる方式と、(b) 左右輪については同時に作動させる一方、前後輪については互いに異なる時期に作動させる方式と、(c) ４輪について互いに異なる時期に作動させる方式とがある。Ｓ３０７においては、ブレーキ２２，３２の作動に同期して、各輪毎に実供給電流値Ｉが検出される。Ｓ３０８においては、第１力センサ３８０および第２力センサ３８２により、ブレーキ２２，３２の作動に同期として実制動トルク値Ｔが検出される。Ｓ３０９においては、各輪毎に、実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとからブレーキ２２，３２の摩擦材μが推定される。具体的には、各輪毎に、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。その後、Ｓ３０９において、μ推定フラグが１とされ、続いて、Ｓ３０２に戻る。
【００９８】
なお付言すれば、以上説明した実施形態においては、実供給電流値Ｉ，車体減速度Ｇ，車輪減速度ＧW および実制動トルクＴのような各物理量の検出が行われるが、各物理量の検出は例えば、検出期間中における検出値のピーク値を最終的な値として使用したり、検出期間中における複数個の検出値の平均値を最終的な値として使用することができる。また、検出期間中における複数個の検出値の積分値を用いて最終的な値を決定することも可能である。
【００９９】
以上、本発明の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、それらの他にも、特許請求の範囲を逸脱することなく当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した形態で本発明を実施することができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】図１における電動式ディスクブレーキを拡大して示す平面断面図である。
【図３】図１における電動式ドラムブレーキを拡大して示す側面断面図である。
【図４】図３におけるシュー拡張アクチュエータを拡大して示す部分断面側面図である。
【図５】図１のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】上記ＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】上記第１実施形態におけるＦ−Ｔ特性を示すグラフである。
【図８】上記第１実施形態におけるＩ−Ｔ特性を示すグラフである。
【図９】上記第１実施形態の構成を概念的に示す系統図である。
【図１０】上記第１実施形態において非ブレーキ操作時に車速Ｖがブレーキの作動によって低下させられる様子を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態である電動式ブレーキ装置のコントローラのコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態である電動式ブレーキ装置のコントローラのコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図１４】図１３のコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第５実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図１６】図１５におけるコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】上記第５実施形態において非ブレーキ操作時に車輪速ＶW がブレーキの作動によって低下させられる様子を示すグラフである。
【図１８】本発明の第６実施形態である電動式ブレーキ装置のコントローラのコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第７実施形態である電動ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図２０】上記第７実施形態における電動式ディスクブレーキを拡大して示す平面断面図である。
【図２１】上記第７実施形態における電動式ドラムブレーキのシュー拡張アクチュエータを拡大して示す側面断面図である。
【図２２】図１９におけるコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０，３０ モータ
２２ 電動式ディスクブレーキ
３２ 電動式ドラムブレーキ
４０ ブレーキペダル
４２ パーキングペダル
４４ アクセルペダル
５０，３４２，３６０，３８４ コントローラ
３１０ 車体減速度センサ
３１４ 車輪速センサ
３１６ モータ電流センサ
３２０ バッテリ
３８０ 第１力センサ
３８２ 第２力センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを駆動源とするブレーキを備えた車両用の電動式ブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記電動式ブレーキ装置は、一般に、(a) ブレーキペダル等、運転者により操作されるブレーキ操作部材と、(b) バッテリ等、電源と、(c) その電源から供給される電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を車輪と共に回転する回転体に押し付けることにより、車輪を制動するブレーキと、(d) ブレーキ操作時に、電源からモータに電力を供給するとともに、そのときの供給電力値をブレーキ操作部材の操作値に基づいて決定することにより、ブレーキを制御するコントローラとを含むように構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段，作用および効果】
ブレーキにおいては一般に、ブレーキパッド，ブレーキライニング等、摩擦材の摩擦係数が、劣化，摩耗等によって経時的に変動する場合や、熱や水分によって変動する場合があり、さらに、製造ばらつきによって製品間で異なる場合もある。また、上記電動式ブレーキ装置においては、ブレーキ摩擦材の摩擦係数が変化すれば、それに応じて、電源からモータに供給される電力の実際値とブレーキが車輪に付与する制動トルクの実際値との関係が変化する。したがって、この電動式ブレーキ装置においては、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との関係が常に一定であるとは限らない。
【０００４】
しかしながら、従来の電動式ブレーキ装置においては、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係が取得されて利用されるようになってはいなかった。そのため、従来の電動式ブレーキ装置においては、その関係が常に一定であると仮定し、ブレーキ操作部材の操作値に基づき、予め定められた唯一の関係に従ってモータへの供給電力値を決定せざるを得なかった。よって、従来の電動式ブレーキ装置には、ブレーキをブレーキ操作値との関係において十分に高い精度で制御することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その課題は、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係を取得して利用可能な電動式ブレーキ装置を提供することにある。
【０００６】
この課題は下記態様の電動式ブレーキ装置によって解決される。なお、以下の説明において、本発明の各態様を、それぞれに項番号を付して請求項と同じ形式で記載する。各項に記載の特徴を組み合わせて採用することの可能性を明示するためである。また、 (1) 項〜 (3) 項および (6) 項を合わせたものが、特許請求の範囲の請求項１に相当し、請求項１に (4) 項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または２に (5) 項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１〜３のいずれかに (7) 項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項１〜４のいずれかに (8) 項の技術的特徴を付加したものが請求項５に、それぞれ相当する。さらに、請求項５に (9) 項の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項５または６に (10) 項の技術的特徴を付加したものが請求項７に、請求項５〜７のいずれかに (11) 項の技術的特徴を付加したものが請求項８に、請求項５〜８のいずれかに (12) 項の技術的特徴を付加したものが請求項９に、それぞれ相当する。さらにまた、請求項１〜９のいずれかに (20) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１０に、請求項１〜９のいずれかに (22) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１１に相当する。また、請求項５または６に (25) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１２に、請求項１２に (26) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１３に相当し、請求項１〜１３のいずれかに (30) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１４に、請求項１４に (31) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１５に、請求項１４または１５に (36) 項の技術的特徴を付加したものが請求項１６に、それぞれ相当する。
【０００７】
(1) 運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
電源と、
その電源から供給される電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を車輪と共に回転する回転体に押し付けることにより、車輪を制動するブレーキと、
ブレーキ操作時に、前記電源から前記モータに電力を供給するとともに、そのときの供給電力値を前記ブレーキ操作部材の操作値に基づいて決定することにより、ブレーキを制御するコントローラと
を含む電動式ブレーキ装置において、
車両走行中であって前記ブレーキの作動中に、前記電源から前記モータに供給される電力の実際値とブレーキが前記車輪に付与する制動トルクの実際値である実制動トルク値とを取得し、それら２つの取得値に基づいて供給電力値と制動トルク値との関係を推定するとともに、その推定された関係を利用する関係推定・利用手段を設けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係を車両走行中に推定し得るとともに、その推定された関係を種々の用途に利用し得る。その種々の用途に例えば、後述のブレーキ制御や、運転者への情報提供がある。
このブレーキ装置において「電力値」は、電圧値により表現したり、電流値により表現することができる。また、「モータ」は、超音波モータとしたり、ＤＣモータとすることができる。また、「操作値」は、ブレーキ操作部材の操作力と定義したり、ブレーキ操作部材の操作ストロークと定義することができる。また、このブレーキ装置において「走行中であってブレーキの作動中」なる文言中の「作動」には、ブレーキ操作に基づく本来の作動のみならず、非ブレーキ操作時の、関係推定のための自動的作動も含まれる。
(2）前記供給電力値と制動トルク値との関係が、前記摩擦材の摩擦係数に関連付けられたものである(1) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(3) 前記関係が、前記供給電力値が変化するにつれて前記制動トルク値が変化するパターンで定義されるものであり、前記関係推定・利用手段が、前記パターンが取り得る複数種類の候補パターンの中から、前記２つの取得値が対応するものを該当パターンとして選択することにより、前記関係を推定するパターン型関係推定手段を含む(1) または(2) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(4) 前記パターン型関係推定手段が、(a) 前記複数種類の候補パターンを記憶する候補パターン記憶手段と、(b) 記憶された複数種類の候補パターンの中から前記該当パターンを選択する該当パターン選択手段とを含む(3) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(5) 前記関係推定・利用手段が、前記関係を複数のレベルで段階的に推定する段階的関係推定手段を含む(1) ないし(4) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、関係を連続的に推定する場合に比較して関係の推定にかかる負担を軽減し得る。
(6)前記関係推定・利用手段が、ブレーキ操作時に、前記摩擦材の摩擦係数の変動に伴う前記制動トルクの変動を補償すべく、前記供給電力値を前記推定された関係に従って決定することにおいて、前記推定された関係を利用するものである(1) ないし(5)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(7) 前記関係推定・利用手段が、前記コントローラに設けられ、ブレーキ操作時に、前記操作値に基づいて目標制動トルク値を決定するとともに、前記供給電力値を、決定された目標制動トルク値に基づき、前記推定された関係に従って決定することにおいて、前記推定された関係を利用する関係利用手段を含む(1) ないし(6) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、ブレーキ操作時にモータへの供給電力値が、モータへの供給電力値と制動トルク値との実際の関係を考慮して決定されるため、ブレーキ摩擦材の摩擦係数の変動にもかかわらず、ブレーキをブレーキ操作値との関係において精度よく制御可能となる。
(8) 前記関係推定・利用手段が、車両走行中の非ブレーキ操作時に、前記電源から前記モータに電力を設定電力値で設定時間供給することによって前記ブレーキを作動させ、その間に前記実制動トルク値を取得する非ブレーキ操作時取得手段を含む(1) ないし(7) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、ブレーキが本来の作動を行わせられない時に関係推定を目的として作動を行わせられ、その作動の結果に基づいて関係が推定されるため、関係推定を精度よく行い得る。
また、車両の一連の走行においては一般に、最初の実質的なブレーキ操作に先立って最初の非ブレーキ操作が存在するため、このブレーキ装置によれば、最初の実質的なブレーキ操作に先立ってモータへの供給電流値と制動トルク値との実際の関係を推定可能となる。したがって、推定された関係をブレーキ制御に利用する形態の電動式ブレーキ装置においては、最初の実質的なブレーキ操作の当初から、実際の関係を利用してブレーキを制御可能となる。
このブレーキ装置において「非ブレーキ操作時取得手段」は、非ブレーキ操作時における取得値に基づく関係の推定を、同じ非ブレーキ操作時に行ったり、その非ブレーキ操作に後続するブレーキ操作時に行うことができる。
(9) 前記非ブレーキ操作時取得手段が、(a) ブレーキ操作を検出するブレーキ操作センサと、(b) 車両の走行を検出する車両走行センサとを含み、ブレーキ操作の非検出時かつ車両走行の検出時に前記ブレーキを作動させるものである(8) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(10)車両が、前記車輪を左右にそれぞれ備えたものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら左右輪について同時に前記ブレーキを作動させる手段を含む(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、非ブレーキ操作時にブレーキが左右輪について同時に作動させられるため、それら左右輪についてのブレーキ作動の強さを互いに等しくすれば、非ブレーキ操作時にブレーキの作動によって車体にそれを変向させるモーメントが発生せずに済み、運転者に違和感を与えることなく関係を推定し得る。
(11)車両が、前記車輪を前後にそれぞれ備えたものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら前後輪について互いに異なる時期に前記ブレーキを作動させる手段を含む(8) ないし(10)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、非ブレーキ操作時にブレーキを前後輪について同時に作動させる場合に比較して、そのブレーキの作動によって各時期に車体に発生する減速度が低くて済み、運転者に違和感を与えることなく関係を推定し得る。また、非ブレーキ操作時にブレーキの作動が車体に各時期に生じさせる減速度が低下することから、運転者に違和感を与えることなく、関係の推定精度向上のために非ブレーキ操作時におけるブレーキ作動の強さを増加させ得る。
(12)前記非ブレーキ操作時取得手段が、車両の一連の走行が開始された後の最初の非ブレーキ操作時に限り、前記ブレーキを作動させて前記実制動トルク値を取得する最初非ブレーキ操作時取得手段を含む(8) ないし(11)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(13)車両が、それの走行を開始する際に運転者により操作される走行開始操作部材を含み、前記最初非ブレーキ操作時取得手段が、その走行開始操作部材が操作されたときに前記一連の走行が開始されたと判定する手段を含む(12)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(14)前記関係推定・利用手段が、車両の一連の走行が開始された後、最初に前記関係が推定されるまでの間、前記推定されるべき関係として、メモリに予め記憶された標準的な関係を暫定的に使用する標準的関係暫定的使用手段を含む(1) ないし(13)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(15)前記関係推定・利用手段が、車両の各回の一連の走行時に前記推定された関係をメモリに記憶させるとともに、今回の一連の走行時に最初に前記関係が推定されるまでの間、今回推定されるべき関係として、前回の一連の走行時に前記メモリに記憶させられた関係を暫定的に使用する前回推定関係暫定的使用手段を含む(1) ないし(13)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、車両の今回の一連の走行時に最初に関係が推定されるまでの間、前回の一連の走行時に推定された前回の関係が暫定的に使用されるため、実際の関係とは直接に関係しない標準的な関係を暫定的に使用する場合に比較して、関係推定・利用手段の信頼性を向上させ得る。
(16)前記関係推定・利用手段が、車両走行中のブレーキ操作時に前記供給電力値と前記実制動トルク値とを取得し、それら２つの取得値に基づいて前記関係を推定するブレーキ操作時取得手段を含む(1) ないし(7) 項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置は、上記(13)ないし(15)項のいずれかに記載の技術と共に実施可能である。
(17)さらに、前記電源と前記モータとの間に、外部からの指令に基づいて電源からモータに電力を供給するドライバが設けられ、前記関係推定・利用手段が、前記指令に基づき、前記電源から前記モータに実際に供給された電力値を推定する実供給電力値推定手段を含み、推定された供給電力値に基づいて前記関係を推定するものである(1) ないし(16)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、モータへの実供給電力値を検出するモータ電力センサなしで、電源からモータに実際に供給された電力値を取得可能となる。
このブレーキ装置においては、前記関係推定・利用手段が、非ブレーキ操作時にブレーキを作動させて実制動トルク値を取得する非ブレーキ操作時取得手段を含む形態である場合には、「前記指令」が、その非ブレーキ操作時取得手段により前記ドライバに供給されたものを意味し、また、ブレーキ操作時にそのブレーキ操作に基づくブレーキの本来の作動を利用して実制動トルク値を取得するブレーキ操作時取得手段を含む形態である場合には、「前記指令」が、ブレーキ操作時に前記コントローラにより前記ドライバに供給されたものを意味することになる。
(18)前記関係推定・利用手段が、前記電源から前記モータに実際に供給された電力を検出するモータ電力センサを含み、検出された実供給電力値に基づいて前記関係を推定するものである(1) ないし(16)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
上記ドライバに供給された指令と、モータに実際に供給された電力値とが必ずしも整合するとは限らず、指令が同じでも、モータの負荷が変化するとそれに応じて電力値が変化する。そのため、上記(17)項に記載のブレーキ装置におけるように、ドライバに供給された指令に基づいて電力値を推定する場合には、実供給電力値を精度よく取得できない場合がある。これに対して、この(18)項に記載のブレーキ装置においては、モータ電力センサにより電力値を精度よく取得可能となり、よって、モータへの供給電力値と制動トルク値との実際の関係も精度よく推定可能となる。
(19)前記関係推定・利用手段が、前記実制動トルクを検出する実制動トルクセンサを含み、その検出値に基づいて前記関係を推定するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(20)前記関係推定・利用手段が、車体減速度を検出する車体減速度検出手段を含み、その検出値に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、実制動トルク値と車体減速度との間に、実制動トルク値が大きいほど車体減速度が高くなるという関係が成立するという事実に基づき、車体減速度に基づいて実制動トルク値が取得される。また、車体減速度は、実制動トルクを直接に検出する場合に比較して比較的容易に検出し得る。したがって、このブレーキ装置によれば、実制動トルク値を比較的容易に取得し得る。
このブレーキ装置において「車体減速度検出手段」は、(a) 車体減速度を直接に検出する車体減速度センサとしたり、(b) 車速センサと、それにより検出された車速から車体減速度を演算する車体減速度演算手段との組合せとしたり、(c) 複数個の車輪の各々の車輪速を検出する複数個の車輪速センサと、それら複数個の車輪速センサにより検出された複数個の車輪速に基づき、複数個の車輪速のうち最も速いものが真の車速に最も近いという事実を利用して、車速を推定する車速推定手段と、推定された車速から車体減速度を演算する車体減速度演算手段との組合せとすることができる。
(21)前記関係推定・利用手段が、車両が走行している路面の傾斜角が実質的に０であるときに車体減速度を検出する車体減速度検出手段を含み、その検出値に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
前述のように、車体減速度は、実制動トルク値が大きいほど高くなるが、実制動トルク値が同じでも、路面の傾斜角が変化すればそれに応じて変化してしまう。この事実に基づき、このブレーキ装置においては、路面の傾斜角が実質的に０であるときの車体減速度に基づいて実制動トルク値が取得される。したがって、このブレーキ装置によれば、車体減速度に基づいて精度よく実制動トルク値を取得し得る。
(22)前記関係推定・利用手段が、前記車輪の回転速度である車輪速を検出する車輪速センサを含み、検出された車輪速に基づいてその車輪速の変化速度である車輪減速度を取得し、その取得された車輪減速度に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである(1) ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
実制動トルク値と車輪減速度との間には、実制動トルク値が大きいほど車輪減速度が高くなるという関係が成立する。この事実に基づき、このブレーキ装置においては、車輪減速度に基づいて実制動トルク値が取得される。また、車輪減速度は、実制動トルクを直接に検出する場合に比較して比較的容易に検出し得る。したがって、このブレーキ装置によれば、実制動トルク値を比較的容易に取得し得る。
車両が複数個の車輪を有して複数個のブレーキを有する場合、それら複数個のブレーキの全部またはそのうちの複数個が作動中であるときの車体減速度は、作動中の複数個のブレーキの影響を総合的に得ることになる。したがって、そのような車体減速度に基づいて各輪の実制動トルク値を個別に精度よく取得することが困難である。これに対して、この(22)項に記載のブレーキ装置によれば、実制動トルク値を各輪毎に個別に取得可能となる。したがって、このブレーキ装置によれば、モータへの供給電力値と制動トルク値との実際の関係を各輪毎に個別に推定可能となる。よって、推定された関係をブレーキの制御に利用する形態の電動式ブレーキ装置においては、各ブレーキの実際の条件を個別に考慮して各ブレーキを制御可能となる。
(23)車両が、前記車輪を複数個有するものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら複数個の車輪について互いに異なる時期に前記ブレーキを作動させるとともに、各輪についてのブレーキの作動に同期して車体減速度を検出し、各輪について検出された車体減速度に基づいてその各輪についての前記実制動トルク値を取得するものである(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、非ブレーキ操作時に、複数の車輪について互いに異なる時期にブレーキが作動させられるとともに、それに同期して車体減速度が検出される。したがって、ある時期に検出された一つの車体減速度は、作動状態にある一つのブレーキの実制動トルクのみを反映したものとなるため、車体減速度に基づいて実制動トルク値を各輪毎に個別に精度よく取得可能となる。さらに、前記関係を各輪毎に個別に推定可能となる。
(24)車両が、前記車輪を前後にそれぞれ有するものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら前後輪について同時に前記ブレーキを作動させるとともに、そのブレーキの作動に同期して車体減速度を検出し、その検出された車体減速度に基づき、前輪の実制動トルク値と後輪の実制動トルク値とを取得し、取得された各輪の実制動トルク値に基づいて前記関係を各輪毎に推定するものである(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、前後輪について同時にブレーキの作動が行われるため、互いに異なる時期にブレーキを作動させる場合に比較して、ブレーキ作動時間を短縮し得る。
前後輪について同時にブレーキの作動が行われる際に検出される車体減速度は、前輪ブレーキの実制動トルク値と後輪ブレーキの実制動トルク値との双方の影響を受けたものとなるが、車体減速度から計算により、前輪ブレーキの実制動トルク値と後輪ブレーキの実制動トルク値とを推定可能である。そこで、この(22)項に記載のブレーキ装置においては、検出された車体減速度に基づき、前輪の実制動トルク値と後輪の実制動トルク値とが取得され、取得された各輪の実制動トルク値に基づいて関係が各輪毎に推定される。したがって、このブレーキ装置によれば、前後輪について同時にブレーキの作動が行われるとともに、複数個のブレーキの影響を総合的に受ける車体減速度に基づいて実制動トルク値を取得する形態であるにもかかわらず、実制動トルク値の取得と関係の推定とを各輪毎に行い得る。
(25)さらに、前記関係推定・利用手段が前記ブレーキを作動させると運転者に違和感を与える可能性がある場合に、その関係推定・利用手段による前記ブレーキの作動を禁止する第１禁止手段を含む(8) または(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、非ブレーキ操作時に運転者に違和感を与えることなく実制動トルク値を取得可能となる。
(26)前記第１禁止手段が、車速が基準値より低い時に前記ブレーキの作動を禁止する低速走行時禁止手段を含む(25)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両走行中、車速が基準値より低い時には、高い時におけるより、非ブレーキ操作時にブレーキを作動させると運転者が違和感を抱き易いという本発明者らの知見に基づき、非ブレーキ操作時のうち車速が基準値より低い時にブレーキの作動が禁止される。
(27)前記低速走行時禁止手段が、車速を検出する車速検出手段を含み、検出された車速が前記基準値より低い場合に前記ブレーキの作動を禁止するものである(26)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「車速検出手段」は、(a) 車速を直接に検出する車速センサとしたり、(b) 複数個の車輪の各々の車輪速を検出する複数個の車輪速センサと、それら複数個の車輪速センサにより検出された複数個の車輪速に基づき、複数個の車輪速のうち最も速いものが真の車速に最も近いという事実を利用して、車速を推定する車速推定手段との組合せとすることができる。
(28)前記第１禁止手段が、車両の旋回時に前記ブレーキの作動を禁止する旋回時禁止手段を含む(25)ないし(27)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の旋回時にブレーキを作動させると、車両の挙動が変化して運転者が違和感を抱き易いという本発明者らの知見に基づき、非ブレーキ操作時のうち車両の旋回時にブレーキの作動が禁止される。
(29)前記旋回時禁止手段が、車両の旋回を検出する旋回センサを含み、その旋回センサによる車両旋回の検出時に前記ブレーキの作動を禁止するものである(28)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(30)さらに、前記関係推定・利用手段が前記関係を精度よく推定することができない可能性がある場合に、その関係推定・利用手段による前記推定と前記利用とのうち少なくとも利用を禁止する第２禁止手段を含む(1) ないし(29)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、関係を常に精度よく推定することができるとは限らないという本発明者らの知見に基づき、関係を精度よく推定することができない可能性がある場合に、関係の推定と利用とのうち少なくとも利用が禁止される。したがって、このブレーキ装置によれば、関係推定・利用手段の信頼性を向上させ得る。また、推定された関係をブレーキの制御に利用する形態の電動式ブレーキ装置においては、低い精度で推定された関係に従ってブレーキを制御せずに済み、当該ブレーキ装置の信頼性を向上させ得る。
(31)前記第２禁止手段が、車両の駆動力の変化時に前記少なくとも利用を禁止する車両駆動力変化時禁止手段を含む(30)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の駆動力の変化時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、車両の駆動力の変化時に関係の少なくとも利用が禁止される。
このブレーキ装置において「車両の駆動力の変化」の原因には、原動機の出力の変化，後述の駆動力伝達装置の伝達速度比の変化等がある。
(32)車両が、(a) その車両を駆動する原動機と、(b) その原動機の出力を増加させて車両を加速するために運転者により非操作状態から操作状態に向かって操作される加速操作部材とを含み、前記車両駆動力変化時禁止手段が、その加速操作部材が操作状態にある時に前記少なくとも利用を禁止する加速操作時禁止手段を含む(31)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、加速操作部材が操作状態にある時に、関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、加速操作部材が操作状態にある時に、関係の少なくとも利用が禁止される。
このブレーキ装置において「原動機」は、エンジン（内燃機関）としたり、モータとしたり、それらを併用したものとすることができる。
また、このブレーキ装置においては、加速操作部材の操作状態にあるときに加速操作時と称することができるが、この「加速操作時」は広義である。すなわち、加速操作部材の操作状態は、正確には、原動機の出力を増加させる向きに加速操作部材が操作されている第１の過渡状態と、原動機の出力を維持するように加速操作部材が同じ位置に保持されている定常状態と、原動機の出力を減少させる向きに加速操作部材が操作されている第２の過渡状態とに区別することができ、それらすべてを広義の「加速操作時」と称することができる一方、第１の過渡状態のみを狭義の「加速操作時」と称することもできるのである。そして、このブレーキ装置は、広義の加速操作時、すなわち、狭義の加速操作時，定常操作時または減速操作時に、関係の少なくとも利用が禁止される態様としたり、狭義の加速操作時または減速操作時、すなわち、過渡操作時に、関係の少なくとも利用が禁止される態様としたり、狭義の加速操作時に、関係の少なくとも利用が禁止される態様とすることができる。
ところで、加速操作部材の現在位置を検出する手段として、加速操作部材の現在位置が非操作状態にあるか操作状態にあるかを検出するスイッチと、加速操作部材の現在位置が操作状態にある状態でその現在位置を連続的に検出するセンサとがある。スイッチは、加速操作部材が定常的に非操作状態にあるか操作状態にあるかを検出する手段として使用されるのが一般的であるが、その信号の変化を考慮することにより、加速操作部材が非操作状態から操作状態に移行した時期を検出したり、操作状態から非操作状態に移行した時期を検出することが可能である。しかし、スイッチでは、加速操作部材の操作状態でその加速操作部材の現在位置が変化しても、そのことを検出することができない。すなわち、スイッチでは、広義の加速操作時であるか否かを判定することはできても、狭義の加速操作時であるのか定常操作時であるのか減速操作時であるのかを区別することができないのである。これに対して、センサによれば、狭義の加速操作時であるのか定常操作時であるのか減速操作時であるのかを区別することができる。そして、スイッチの一例は、後述のアクセルペダルスイッチであり、センサの一例は、アクセル操作角センサであり、別の例は、原動機としてのエンジン（内燃機関）の吸気管内に設けられたスロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度センサである。スロットルバルブには、加速操作部材のみに応じて作動する形式や、加速操作部材に応じた作動と自動的な作動との双方を選択的に行う形式とがあり、エンジンの出力変化をより正しく検出するには、そのようなスロットルバルブの開度を検出するセンサが有効である。
(33)車両が、(a) その車両を駆動するエンジンと、(b) そのエンジンの燃焼室に燃料を選択的に供給する燃料供給装置とを含み、前記車両駆動力変化時禁止手段が、その燃料供給装置が燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方へ移行する時に前記少なくとも利用を禁止する燃料供給状態変化時禁止手段を含む(31)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、燃料供給装置が燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方へ移行する時に、関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、燃料供給装置が燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方へ移行する時に、関係の少なくとも利用が禁止される。
車両には、燃料供給装置の、燃料を供給する状態と供給しない状態とのいずれか一方から他方への移行が、前記加速操作部材の非操作状態でも行われる形式の車両がある。このような車両においては、加速操作部材の操作状態でも、エンジンの出力変化に起因して関係を精度よく推定することができない可能性がある。このような車両にこの(33)項に記載のブレーキ装置は特に有効である。
(34)車両が、(a) 原動機と、(b) その原動機の駆動力を前記車輪に伝達するとともにその伝達速度比を変化させる変速を選択的に行う駆動力伝達装置とを含み、前記車両駆動力変化時禁止手段が、その駆動力伝達装置の変速時に前記少なくとも利用を禁止する変速時禁止手段を含む(31)ないし(33)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、駆動力伝達装置の変速時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、駆動力伝達装置の変速時に関係の少なくとも利用が禁止される。
(35)前記変速時禁止手段が、前記駆動力伝達装置の変速を検出する変速センサを含む(34)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(36)前記第２禁止手段が、車両の旋回時に前記少なくとも利用を禁止する旋回時禁止手段を含む(30)ないし(35)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の旋回時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、車両の旋回時に関係の少なくとも利用が禁止される。
(37)前記旋回時禁止手段が、車両の旋回を検出する旋回センサを含む(36)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(38)前記第２禁止手段が、車両が表面の凹凸が激しい悪路を走行している時に前記少なくとも利用を禁止する悪路走行時禁止手段を含む(30)ないし(37)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、車両の悪路走行時に関係を精度よく推定することができない可能性があるという本発明者らの知見に基づき、車両の悪路走行時に関係の少なくとも利用が禁止される。
このブレーキ装置において「悪路」には、じゃり路，ベルジアン路，非舗装路，オフロード，突起路，段差路等がある。
(39)前記悪路走行時禁止手段が、車両の悪路走行を検出する悪路走行検出手段を含む(38)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(40)前記第２禁止手段が、前記車輪のスリップ率が基準値より大きい時に前記少なくとも利用を禁止する大スリップ率時禁止手段を含む(30)ないし(39)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(41)前記大スリップ率時禁止手段が、前記車輪のスリップ率が前記基準値より大きい大スリップ率状態を検出する大スリップ率状態検出手段を含む(40)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(42)前記関係推定・利用手段が、車体減速度の時間的変化量、または前記車輪の回転速度の変化速度である車輪減速度の時間的変化量に基づいて前記実制動トルク値を取得する手段を含む(1) ないし(41)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
車体減速度に基づいて実制動トルク値を取得する場合や、駆動輪である車輪についてそれの車輪減速度に基づいて実制動トルク値を取得する場合には、車体減速度または車輪減速度が車両全体の駆動力または駆動輪の駆動力の変化の影響を受け易い。これに対して、車体減速度の時間的変化量または車輪減速度の時間的変化量に基づいて実制動トルク値を取得する場合には、上記の場合に比較して、駆動力変化の影響を受け難い。したがって、この(42)項に記載のブレーキ装置においては、車両または車輪の駆動力変化の影響を軽減しつつ実制動トルク値を取得し得る。
(43)前記ブレーキが、前記摩擦材と前記回転体との間の摩擦力によってその摩擦力を増加させるセルフサーボ機構を有するセルフサーボ型ブレーキを含む(1) ないし(42)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
図８には、ブレーキがセルフサーボ機構を有する場合に、モータへの供給電力値としてのモータ電流値Ｉとブレーキの制動トルク値Ｔとの関係（Ｉ−Ｔ特性）がブレーキ摩擦材の摩擦係数μによって変化する様子がグラフで示されている。このグラフから明らかなように、制動トルク値Ｔのモータ電流値Ｉに対する変化が、摩擦材の摩擦係数μが高い場合において低い場合におけるより敏感となる。したがって、ブレーキがセルフサーボ機構を有する場合に、モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との実際の関係を推定してブレーキ制御等に利用する必要性が高い。この(43)項に記載の電動式ブレーキ装置によれば、そのような高い必要性が満たされ、また、ブレーキがセルフサーボ機構を有するにもかかわらず、ブレーキの制動トルクをブレーキ操作値との関係において精度よく制御可能となる。
(44)前記セルフサーボ型ブレーキが、前記摩擦材としてのブレーキライニングと前記回転体としてのドラムとを有するドラムブレーキを含む(43)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(45)前記セルフサーボ型ブレーキが、前記摩擦材としてのブレーキパッドと前記回転体としてのディスクとを有するディスクブレーキを含む(43)または(44)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(46)モータの駆動力により摩擦材を車輪と共に回転する回転体に押し付けることにより車輪を制動するとともに、摩擦材と回転体との間の摩擦力によってその摩擦力を増加させるセルフサーボ機構を有するセルフサーボ型電動式ブレーキにおいて、
前記摩擦材と固定部材との間に、摩擦材を前記回転体から離間する向きに付勢する付勢機構を設けたことを特徴とするサルフサーボ型電動式ブレーキ。
セルフサーボ効果の発生状態では、制動トルクを素早く低下させるべく、モータにそれを初期位置に戻すための信号を供給しても、モータの作動遅れと相まって摩擦材が回転体から十分に迅速に離間しようとはしないが、付勢機構があれば、摩擦材が回転体から迅速に離間することが促進され、制動トルクの素早い低下が可能となる。
このブレーキにおいて「付勢機構」は、常時摩擦材を付勢する形式としたり、必要に応じて摩擦材を付勢する形式とすることができる。制動トルクを素早く低下させることが必要である場合に限って摩擦材を付勢する形式とすることができるのである。
(47)前記関係推定・利用手段が、車体の走行状態の、前記ブレーキの作動に起因する変化に基づいて前記実制動トルク値を取得する手段を含む(1) ないし(41)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「車体の走行状態の変化」には例えば、車体減速度が含まれる。
(48)前記関係推定・利用手段が、前記車輪の回転状態の、前記ブレーキの作動に起因する変化に基づいて前記実制動トルク値を取得する手段を含む(1) ないし(41)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「車輪の回転状態の変化」には例えば、車輪減速度，車輪減速度の時間的変化量が含まれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。この電動式ブレーキ装置は、左右前輪ＦＬ，ＦＲと左右後輪ＲＬ，ＲＲとを備えた４輪車両に設けられている。この車両は、原動機としてのエンジン１０（内燃機関）と、駆動力伝達装置としてのオートマチックトランスミッション１２（以下、「Ａ／Ｔ」と略称する。）とを備えており、それらエンジン１０とＡ／Ｔ１２とにより左右前輪と左右後輪との少なくとも一方が駆動されることにより、車両が駆動される。
【００１０】
左右前輪ＦＬ，ＦＲにはモータ２０を駆動源とする電動式ディスクブレーキ２２が設けられている。一方、左右後輪ＲＬ，ＲＲにはモータ３０を駆動源とする電動式ドラムブレーキ３２が設けられている。本実施形態においては、それらモータ２０，３０が共にＤＣモータとされているが、共に超音波モータとしたり、前輪側は超音波モータ、後輪側はＤＣモータとしたり、前輪側はＤＣモータ、後輪側は超音波モータとすることができる。
【００１１】
この車両には、運転者により操作される部材がいくつか設けられている。そのいくつかの操作部材には、主ブレーキ操作部材（ブレーキ操作部材の一例）としてのブレーキペダル４０と、パーキングブレーキ操作部材としてのパーキングペダル４２と、加速操作部材としてのアクセルペダル４４と、ステアリングホイール４６とがある。ブレーキペダル４０が操作されれば、４輪の電動式ブレーキ２２，３２が作動させられ、それにより、車両が制動される。パーキングペダル４２が操作されれば、左右後輪の電動式ドラムブレーキ３２が作動させられ、それにより、車両が駐車される。アクセルペダル４４が操作されれば、エンジン１０の駆動力が増加させられ、それにより、車両が駆動される。ステアリングホイール４６が回転操作されれば、それに応じて操舵車輪が図示しない操舵装置によって操舵される。
【００１２】
この電動式ブレーキ装置においては、ブレーキペダル４０の操作時（主ブレーキ操作時）には、コントローラ５０により４輪の電動式ブレーキ２２，３２がモータ２０，３０の駆動力により作動させられることによって車両が制動される。したがって、この電動式ブレーキ装置においては、ブレーキペダル４０の操作時に運転者がブレーキペダル４０に力を付与することは不可欠ではない。しかし、運転者のペダル操作フィーリングを従来の液圧式ブレーキ装置と同等のものにするためには、運転者がブレーキペダル４０に操作力を付与すればそれに応じてブレーキペダル４０の操作ストロークが変化することが必要である。そのため、本実施形態においては、操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダル４０に発生させるため、ブレーキペダル４０にストロークシミュレータ５２が設けられている。このストロークシミュレータ５２は、(a) ブレーキペダル４０と連動する連動部材５４と、(b) その連動部材５４をガイドするガイド部材５６と、(c) 連動部材５４の移動によって伸縮させられて弾性力が増減させられる弾性部材としてのスプリング５８とを備え、そのスプリング５８の弾性により、操作力に応じた長さの操作ストロークをブレーキペダル４０に発生させる構成とされている。
【００１３】
図２には、左右前輪用の電動式ディスクブレーキ２２の詳細が示されている。ただし、図には、右前輪ＦＲ用の電動式ディスクブレーキ２２のみが代表的に示されている。
【００１４】
この電動式ディスクブレーキ２２は、図示しない車体に取り付けられた固定部材としてのマウンティングブラケット１００と、両側に摩擦面１０２を備えて車輪と共に回転するディスク１０４とを備えている。マウンティングブラケット１００は、(a) 一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂ（摩擦材の一例）をディスク１０４を両側から挟む位置においてディスク１０４の回転軸線に沿って移動可能に支持する部分と、(b) ディスク１０４との接触時に各ブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂに発生する摩擦力を受ける部分（受け部材）とを備えている。図において矢印Ｘは、車体前進時にディスク１０４が回転するディスク回転方向を示している。
【００１５】
一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂのうち車体外側（図において右側）のアウタパッド１０６ａは、ディスク１０４との接触時にディスク１０４との連れ回りが実質的に阻止される状態でマウンティングブラケット１００に支持されている。これに対して、車体内側（図において左側）のインナパッド１０６ｂは、アウタパッド１０６ａとは異なり、ディスク１０４との接触時にディスク１０４との連れ回りが積極的に許容される状態でマウンティングブラケット１００に支持されている。図において矢印Ｙは、インナパッド１０６ｂの連れ回り方向を示している。
【００１６】
ただし、インナパッド１０６ｂの連れ回りは、常に許容されるのではなく、ディスク１０４との間に発生した摩擦力が設定値より小さい状態では阻止され、設定値以上になった状態ではじめて許容されるようになっている。このような連れ回り制御を実現するため、本実施形態においては、インナパッド１０６ｂの後端部１１０が、弾性部材としてのスプリング１１２を介してマウンティングブラケット１００に係合させられている。インナパッド１０６ｂの摩擦力が設定値より小さい状態では、スプリング１１２が弾性変形せずにインナパッド１０６ｂの連れ回りが阻止され、設定値以上となった状態ではじめてスプリング１１２が弾性変形してインナパッド１０６ｂの連れ回りが許容されるのである。また、本実施形態においては、インナパッド１０６ｂの連れ回り量が設定値となったときにマウンティングブラケット１００に当接するストッパ１１４が設けられている。これにより、インナパッド１０６ｂの連れ回り限度が規制され、ひいては、後述のセルフサーボ効果の過大化が防止される。
【００１７】
電動式ディスクブレーキ２２はさらに、ディスク１０４の回転軸線方向には移動可能、ディスク１０４の回転方向には移動不能なボデー１２０を備えている。ボデー１２０は、ディスク１０４の回転軸線に平行に延びる姿勢で車体に取り付けられた図示しない複数本のピンに摺動可能に嵌合されている。ボデー１２０は、ディスク１０４を跨き、一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂを背後から挟む姿勢で車体に取り付けられている。ボデー１２０は、(a) アウタパッド１０６ａに背後から係合するリアクション部１２６と、(b) インナパッド１０６ｂに背後において近接する押圧部１２８と、(c) それらリアクション部１２６と押圧部１２８とを互いに連結する連結部１３０とを含むように構成されている。
【００１８】
押圧部１２８においては、モータ２０が運動変換機構としてのボールねじ機構１３２を介して押圧部材１３４に同軸に連結されている。押圧部材１３４は押圧部１２８により、押圧部材１３４の軸線回りに回転不能かつその軸線方向に移動可能に支持されている。したがって、モータ２０の回転軸１３６が回転すればその回転運動がボールねじ機構１３２によって押圧部材１３４の直線運動に変換される。それにより、押圧部材１３４がそれの軸線に沿って前後に移動させられ、その移動によってインナパッド１０６ｂ、ひいてはアウタパッド１０６ａに押圧力が付与され、それにより、一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂがディスク１０４に押圧される。
【００１９】
アウタパッド１０６ａにおいては、裏板１４０の板厚がディスク回転方向Ｘにおいて均一とされているが、インナパッド１０６ｂにおいては、それの連れ回り方向Ｙにおいて後側（車体において前側）から前側（車体において後側）に進むにつれて板厚が漸減するようにされている。インナパッド１０６ｂの裏板１４０の背面が、ディスク１０４の摩擦面１０２に対する斜面１４２とされ、押圧部材１３４の前端面がその斜面１４２においてインナパッド１０６ｂと接触させられているのである。さらに、その斜面１４２と押圧部材１３４の前端面とはそれらの面に沿って相対移動可能とされている。したがって、インナパッド１０６ｂの連れ回りが行われる状態では、インナパッド１０６ｂと押圧部材１３４との間にくさび効果が発生し、電動式ディスクブレーキ２２のセルフサーボ効果が実現される。なお、本実施形態においては、押圧部材１３４の軸線が斜面１４２と直角とされている。
【００２０】
本実施形態においては、押圧部材１３４の前端面において複数のボール１４４（ローラ等でも可。）が押圧部材１３４の軸線回りの一円周に沿ってほぼ等間隔で保持されるとともに、各ボール１４４が転動可能に保持されている。インナパッド１０６ｂの裏板１４０と押圧部材１３４とがスラストベアリング１４６により互いに接触させられているのであり、それらインナパッド１０６ｂと押圧部材１３４との間の摩擦が低減されている。
【００２１】
次にこの電動式ディスクブレーキ２２の作動を説明する。
【００２２】
運転者によりブレーキペダル４０が操作され、それに伴ってモータ２０が回転させられて押圧部材１３４が非作動位置から前進させられれば、一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂが一緒にディスク１０４に押圧され、それにより、各ブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂとディスク１０４との間に摩擦力が発生し、車輪が制動される。
【００２３】
インナパッド１０６ｂの摩擦力が設定値より低く、スプリング１１２の設定荷重に打ち勝つことができない状態では、スプリング１１２によってインナパッド１０６ｂの連れ回りが阻止され、それにより、セルフサーボ効果の発生が阻止される。したがって、電動式ディスクブレーキ２２の効き当初，弱いブレーキ操作時等であるためにインナパッド１０６ｂの摩擦力が小さい状態では、モータ２０の駆動のみにより車輪が制動される。
【００２４】
これに対して、インナパッド１０６ｂの摩擦力が設定値以上となり、スプリング１１２の設定荷重に打ち勝つことができる状態となれば、スプリング１１２によってインナパッド１０６ｂの連れ回りが許容される。インナパッド１０６ｂが連れ回れば、それに伴って斜面１４２が一体的に移動し、その結果、ディスク１０４の摩擦面１０２と斜面１４２との距離が増加する。それにより、インナパッド１０６ｂがディスク１０４と押圧部材１３４とにより板厚方向に強く圧縮され、その結果、インナパッド１０６ｂが大きな力でディスク１０４に押圧される。したがって、ブレーキペダル４０が強く（例えば、車体に０．３ないし０．６Ｇ程度の減速度が発生する程度に）操作されたためにインナパッド１０６ｂの摩擦力が大きくなった状態では、斜面１４２を介して互いに接触するインナパッド１０６ｂと押圧部材１３４との間にくさび効果が発生し、その結果、モータ２０の駆動とセルフサーボ効果との双方により車輪が制動される。
【００２５】
インナパッド１０６ｂの摩擦力がさらに増加してストッパ１１４がマウンティングブラケット１００と当接すれば、インナパッド１０６ｂの更なる連れ回りが阻止され、それにより、セルフサーボ効果の過大化が阻止される。
【００２６】
図３には、左右後輪用の電動式ドラムブレーキ３２の詳細が示されている。ただし、図には、左後輪用の電動式ドラムブレーキ３２のみが代表的に示されている。
【００２７】
この電動式ドラムブレーキ３２は、図示しない車体に取り付けられた非回転部材としての、ほぼ円板状を成すバッキングプレート２００と、内周面に摩擦面２０２を備えて車輪と共に回転するドラム２０４とを備えている。バッキングプレート２００の一直径方向に隔たった２箇所には、それぞれアンカ部材としてのアンカピン２０６と中継リンクとしてのアジャスタ２０８とが設けられている。アンカピン２０６はバッキングプレート２００に位置固定に取り付けられている。一方、アジャスタ２０８はフローティング式とされている。それらアンカピン２０６とアジャスタ２０８との間には、各々円弧状を成す一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂ（摩擦材の一例）がドラム２０４の内周面に対面するように取り付けられている。一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂは、シューホールドダウン装置２１２ａ，２１２ｂによってバッキングプレート２００にそれの面に沿って移動可能に取り付けられている。なお、バッキングプレート２００の中央に設けられた貫通穴には、図示しないアクスルシャフトが回転可能に突出して設けられるようになっている。
【００２８】
一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂは、一端部同士がアジャスタ２０８により作動的に連結される一方、各他端部がアンカピン２０６と当接することによって回動可能に支持されている。一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの一端部同士は、アジャスタスプリング２１４によりアジャスタ２０８を介して互いに接近する向きに付勢されている。一方、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの各他端部は各シューリターンスプリング２１５ａ，２１５ｂによりアンカピン２０６に向かって付勢されている。各ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの外周面にブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂがドラム２０４の内周面に接触させられることにより、それらブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとドラム２０４との間に摩擦力が発生する。アジャスタ２０８は、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの摩耗に応じて一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとドラム２０４との隙間を調整する。
【００２９】
各ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂはリム２２０とウェブ２２２とから構成されており、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの一方のウェブ２２２には、レバー２３０が回動可能に取り付けられている。そのウェブ２２２にレバー支持部材としてのピン２３２が位置固定に取り付けられ、そのピン２３２にレバー２３０の一端部が回動可能に連結されている。このレバー２３０と他方のブレーキシュー２１０ｂとの互いに対向する部分の切欠きには、力伝達部材としてのストラット２３６の両端が係合させられている。すなわち、この電動式ドラムブレーキ３２は、車体の前進時にも後退時にも、いずれのブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂにもセルフサーボ効果が発生するデュオサーボ型なのである。なお、本実施形態においては、レバー２３０が、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂのうち車体前進時にセカンダリシューとして作用するブレーキシュー２１０ａに取り付けられているが、プライマリシューとして作用するブレーキシュー２１０ｂに取り付けることが可能である。
【００３０】
この電動式ドラムブレーキ３２は、ブレーキペダル４０の操作時であるかパーキングペダル４２の操作時（パーキングブレーキ操作時）であるかを問わず、同じレバー２３０の回動によって作動させられる。そのため、レバー２３０の他端部に主ブレーキケーブル２４０の一端部とパーキングブレーキケーブル２４２の一端部とが連結されている。各ケーブル２４０，２４２は、複数本のワイヤをより合わせて構成されており、フレキシブルである。なお、レバー２３０の他端部とバッキングプレート２００との間には、従来の液圧式ブレーキ装置におけると同様に、圧縮型のスプリング２４４がパーキングブレーキケーブル２４２と同軸に配設されている。
【００３１】
主ブレーキケーブル２４０は、バッキングプレート２００に取り付けられたシュー拡張アクチュエータ２５０により駆動される。シュー拡張アクチュエータ２５０は、図４に拡大して示すように、モータ３０の回転軸に減速機２５２の入力軸が連結され、その減速機２５２の出力軸に運動変換機構としてのボールねじ機構２５４の入力部材が連結されて構成されており、そのボールねじ機構２５４の出力部材に主ブレーキケーブル２４０の他端部が連結されている。ボールねじ機構２５４は、モータ３０の回転運動を直線運動に変換する機構である。図において符号２５６および２５８は共にブラケットを示し、また、符号２６０および２６２は共に、各ブラケット２５６，２５８をバッキングプレート２００へ取り付けるための取付けボルトを示している。
【００３２】
ボールねじ機構２５４は、入力部材としてのおねじ２６４に出力部材としてのナット２６６が図示しない複数個のボールを介して螺合されて構成されている。ナット２６６は固定部材としてのハウジング２６７に回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合されている。それにより、おねじ２６４の回転運動がナット２６６の直線運動に変換される。ナット２６６の両端部のうちおねじ２６４の側とは反対側の端部に出力シャフト２６８が同軸に取り付けられている。それらおねじ２６４，ナット２６６および出力シャフト２６８の相互の摺動部へのダストの侵入が、ハウジング２６７および伸縮可能なダストブーツ２７０により阻止されている。
【００３３】
出力シャフト２６８と主ブレーキケーブル２４０の他端部との結合は次のような構成により行われる。すなわち、出力シャフト２６８の両端部のうちボールねじ機構２５４の側とは反対側の端部にケーブル取付け用おねじ２７２が形成される一方、主ブレーキケーブル２４０の他端部にケーブル取付け用ナット２７４が結合されている。そのケーブル取付け用ナット２７４がケーブル取付け用おねじ２７２に螺合され、そのケーブル取付け用おねじ２７２に回り止め用ナット２７６が螺合されるとともに、その回り止め用ナット２７６がケーブル取付け用ナット２７４に押し付けられることにより、ケーブル取付け用ナット２７４の緩みが防止されている。
【００３４】
以上のように構成されたシュー拡張アクチュエータ２５０は、ブレーキペダル４０の操作時に主ブレーキケーブル２４０に引張力を付与し、それにより、レバー２３０の他端部がブレーキシュー２１０ｂに接近する向きに回動させられ、その結果、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂが拡張される。
【００３５】
この電動式ドラムブレーキ３２は、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂをそれに発生するセルフサーボ効果に打ち勝って収縮させるのに効果的なシュー収縮機構を備えている。シュー収縮機構は、本実施形態においては、レバー２３０とバッキングプレート２００との間に張り渡された主ブレーキリターンスプリング２８０とされている。この主ブレーキリターンスプリング２８０は、主ブレーキケーブル２４０と同軸に張り渡されるとともに、一端部がレバー２３０の他端部に、他端部がシュー拡張アクチュエータ２５０のうちの固定部分（例えば、ハウジング，ブラケット等）にそれぞれ係合させられている。したがって、ブレーキペダル４０の操作の解除時に、シュー拡張アクチュエータ２５０が初期位置に向かって戻されれば、レバー２３０は主ブレーキリターンスプリング２８０の圧縮力によって初期位置に向かって回動させられる。ただし、この電動式ドラムブレーキ３２にそのようなシュー収縮機構を追加することは不可欠なことではなく、例えば、既存のスプリングであるアジャスタスプリング２１４やシューリターンスプリング２１５ａ，２１５ｂの弾性力を増加させることによって同じ目的を達成することは可能である。
【００３６】
パーキングブレーキケーブル２４２の他端部は、図１に示すように、よく知られているパーキングコントロール２８４に連結されている。そのパーキングコントロール２８４は、パーキングペダル４２の操作力により機械的に作動し、パーキングコントロール２８４に引張力を、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂが拡張する向き（以下、単に「シュー拡張方向」という。）にレバー２３０が回動する向きに付与する。
【００３７】
図３に示すように、ブレーキペダル４０の操作時には、シュー拡張アクチュエータ２５０により、主ブレーキケーブル２４０のみに引張力が付与されてレバー２３０がシュー拡張方向に回動させられ、このとき、パーキングブレーキケーブル２４２は撓ませられる。また、パーキングペダル４２の操作時には、パーキングコントロール２８４により、パーキングブレーキケーブル２４２のみに引張力が付与されてレバー２３０がシュー拡張方向に回動させられ、このとき、主ブレーキケーブル２４０は撓ませられる。このように、同じレバー２３０に連結されて互いに異なる時期に作用させられる２つのケーブル２４０，２４２が共にフレキシブルであるため、一方のケーブルの作用が他方のケーブルによって阻害されることがない。
【００３８】
以上、この電動式ブレーキ装置のハードウェア構成を説明したが、次にソフトウェア構成を説明する。
【００３９】
図１に示すように、コントローラ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータ３００を主体として構成されている。このコントローラ５０の入力側にはいくつかのセンサおよびスイッチが接続されている。そのいくつかのセンサおよびスイッチには、操作力センサ３０２，ブレーキペダルスイッチ３０４，アクセルペダルスイッチ３０６，舵角センサ３０８，車体減速度センサ３１０，車速センサ３１２，４個の車輪速センサ３１４およびモータ電流センサ３１６がある。
【００４０】
操作力センサ３０２は、ブレーキペダル４０の操作力Ｆを検出し、その大きさを規定する信号を出力する。ブレーキペダルスイッチ３０４は、ブレーキ操作センサの一例であり、ブレーキペダル４０の非操作時にはＯＦＦ信号（第１信号）、操作時にはＯＮ信号（第２信号）を出力する。アクセルペダルスイッチ４４は、加速操作センサの一例であり、アクセルペダル４４の非操作時にはＯＦＦ信号（第１信号）、操作時にはＯＮ信号（第２信号）を出力する。舵角センサ３０８は、旋回センサの一例であり、ステアリングホイール４６の回転操作角θを検出し、その大きさを規定する信号を出力する。車体減速度センサ３１０は、車体の前後方向における減速度Ｇを検出し、その高さを規定する信号を出力する。車速センサ３１２は、車速Ｖを検出し、その大きさを規定する信号を出力する。４個の車輪速センサ３１４は４輪にそれぞれ設けられ、各輪の車輪速ＶW を検出し、その大きさを規定する信号を出力する。モータ電流センサ３１６は、４輪の電動式ブレーキ２２，３２の各々のモータ２０，３０のコイルに接続され、電源としてのバッテリ３２０からドライバ３２２を経てそのモータ２０，３０に実際に供給された電流を検出し、その実供給電流値Ｉを規定する信号を出力する。その出力信号は、電圧により表されるものであり、結局、モータ電流センサ３１６は、実供給電流値Ｉを電圧の高さとしてコントローラ５０に出力することになる。
【００４１】
一方、コントローラ５０の出力側には、上記ドライバ３２２が接続されている。ブレーキペダル４０の操作時には、コントローラ５０からそのドライバ３２２に指令が供給され、その指令に応じてドライバ３２２が電流をバッテリ３２０から各電動式ブレーキ２２，３２のモータ２０，３０に供給する。コントローラ５０の出力側にはさらに、エンジン１０の図示しないエンジン出力制御装置（スロットル制御装置，燃料供給制御装置，点火時期制御装置等）と、Ａ／Ｔ１２の図示しない変速制御装置（変速ソレノイド等を含む）とが接続されている。コントローラ５０は、車両駆動時に、駆動車輪のスピンを抑制すべく、それらエンジン出力制御装置および変速制御装置に駆動力を抑制する信号を出力する。すなわち、コントローラ５０は、トラクション制御も実行するようになっているのである。
【００４２】
コンピュータ３００のＲＯＭには、ブレーキ制御ルーチンおよび摩擦材μ推定ルーチンを含むいくつかのルーチンが記憶されている。ブレーキ制御ルーチンは図５、摩擦材μ推定ルーチンは図６にそれぞれフローチャートで表されている。さらに、ＲＯＭには、Ｆ−Ｔ特性をテーブル，関数式等で表すデータ、およびＩ−Ｔ特性（モータへの供給電力値とブレーキの制動トルク値との関係の一例）をテーブル，関数式等で表すデータを含むいくつかのデータも記憶されている。
【００４３】
Ｆ−Ｔ特性は、ブレーキペダル４０の操作力Ｆ（ブレーキ操作部材の操作値の一例）とブレーキ２２，３２が各輪に付与する制動トルク値Ｔとの関係を表すものであり、図７にグラフで示されている。これに対して、Ｉ−Ｔ特性は、モータ２０，３０への供給電流値Ｉとブレーキ２２，３２が各輪に付与する制動トルク値Ｔとの関係（実験的にまたは計算により取得される）を表すものであり、図８にグラフで示されている。それらＦ−Ｔ特性およびＩ−Ｔ特性はそれぞれ、前後間で共通しないのが普通であることを考慮し、前輪と後輪とに関連付けてＲＯＭに記憶されている。
【００４４】
Ｉ−Ｔ特性は、同図に示すように、供給電流値Ｉに応じて制動トルク値Ｔが変化するパターンで定義されており、そのパターンが複数種類、摩擦材の摩擦係数μ（以下、単に「摩擦材μ」で表す。）の複数個の離散値に関連付けて設けられている。ここに、「摩擦材」は、前輪用の電動式ディスクブレーキ２２の一対のブレーキパッド１０６ａ，１０６ｂと後輪用の電動式ドラムブレーキ３２の一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとを総称するものであり、以下、同様である。
【００４５】
以下、コントローラ５０によるブレーキ制御および摩擦材μ推定を説明するが、まず、概略的に説明する。
【００４６】
図９には、この電動式ブレーキ装置におけるコントローラ５０とモータ２０，３０と摩擦材３００と車輪３０２との関係が概念的に示されている。コントローラ５０には運転者からの操作情報としてブレーキペダル４０の操作力Ｆが供給され、コントローラ５０はその操作力Ｆに応じてモータ２０，３０に電流値Ｉを供給する。モータ２０，３０は、供給された電流値Ｉに応じて駆動力Ｄを摩擦材３００に供給する。摩擦材３００は、それの実際の摩擦係数μの下に、供給された駆動力Ｄにより車輪３０２に制動トルクＴを付与する。車輪３０２に制動トルクＴが付与されることにより、車体に減速度Ｇが発生するとともに、車輪３０２に減速度ＧW が発生する。
【００４７】
このブレーキ制御においては、ブレーキペダル４０の操作力Ｆに基づいてモータ２０，３０への供給電流値Ｉが決定されるが、操作力Ｆに基づき、Ｆ−Ｔ特性に従って目標制動トルク値Ｔ* が各輪毎に決定され、各輪の目標制動トルク値Ｔ* に基づき、Ｉ−Ｔ特性に従って供給電流値Ｉが各輪毎に決定される。
【００４８】
これに対して、摩擦材μ推定においては、非ブレーキ操作時であり、かつ、加速操作時でなく、かつ、車両直進時であり、かつ、悪路走行時でなく、かつ、低速走行時でなく、かつ、Ａ／Ｔ１２の変速時でない時に、モータ２０，３０が駆動されることによってブレーキ２２，３２が作動させられる。本実施形態においては、車速が０であれば、低速走行時であると判定されるため、結局、車両停止時、すなわち、車両走行時でない時には、非ブレーキ操作時であっても、ブレーキ２２，３２が作動させられないことになる。
【００４９】
さらに、この摩擦材μ推定においては、ブレーキ２２，３２の作動中に、モータ２０，３０の供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとがそれぞれ取得されるとともに、車体減速度Ｇに基づいて各輪の実制動トルク値Ｔが取得される。さらに、前記複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち、取得された実制動トルク値Ｔと供給電流値Ｉとの組合せが対応するものが今回のＩ−Ｔ特性パターンとして選択され、その選択されたＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが実際の摩擦材μとして推定される。この摩擦材μ推定値はＲＡＭに格納される。
【００５０】
摩擦材μは本来、各輪毎に推定すべきであるが、本実施形態においては、摩擦材μが前後輪間では異なるが、左右輪間ではほぼ等しいという前提に基づき、摩擦材μが前後輪については独立に推定されるが、左右輪については共通に推定される。
【００５１】
また、上記ブレーキ制御においては、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭに存在する期間には、その摩擦材μの今回推定値に応じてＩ−Ｔ特性パターンが選択され、その選択されたＩ−Ｔ特性パターンに従って供給電流値Ｉが決定される。一方、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭに存在しない期間には、前回推定値がＲＡＭに存在する場合には、前回推定値に対応するＩ−Ｔ特性パターンが今回推定値が取得されるまで暫定的に使用される一方、前回推定値がＲＡＭに存在しない場合には、摩擦材μの標準値（ＲＯＭに記憶されている）に対応するＩ−Ｔ特性パターンが今回推定値が取得されるまで暫定的に使用される。
【００５２】
次に、ブレーキ制御および摩擦材μ推定を図５および図６のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００５３】
図５のブレーキ制御ルーチンは、車両のイグニションスイッチがＯＮに操作されると実行を開始され、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、操作力センサ３０２により操作力Ｆが検出される。次に、Ｓ２において、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭに存在するか否かが判定される。存在すれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ３において、摩擦材μの今回推定値がＲＡＭから読み込まれ、それが摩擦材μの今回使用値とされ、これに対して、存在しなければ判定がＮＯとなり、Ｓ４において、摩擦材μの前回推定値がＲＡＭに存在するか否かが判定される。存在すれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ５において、摩擦材μの前回推定値がＲＡＭから読み出され、それが摩擦材μの今回使用値とされ、一方、存在しなければ判定がＮＯとなり、Ｓ６において、摩擦材μの標準値がＲＯＭから読み出され、それが摩擦材μの今回使用値とされる。
【００５４】
いずれの場合にも、その後、Ｓ７において、今回のＩ−Ｔ特性パターンが選択される。前記複数種類のＩ−Ｔ特性パターンの中から、摩擦材μの今回使用値に対応するものが今回のＩ−Ｔ特性パターンとして選択されるのである。続いて、Ｓ８において、検出された操作力Ｆに基づき、前記Ｆ−Ｔ特性に従って、各輪の目標制動トルク値Ｔ* が決定される。その後、Ｓ９において、決定された各輪の目標制動トルク値Ｔ* に基づき、選択された今回のＩ−Ｔ特性パターンに従って、モータ２０，３０へ供給する電流値の目標値Ｉ* が各輪毎に決定される。続いて、Ｓ１０において、決定された各目標供給電流値Ｉ* で電流がモータ２０，３０へ供給される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了し、再びＳ１に戻る。
【００５５】
これに対して、図６の摩擦材μ推定ルーチンも、車両のイグニションスイッチがＯＮに操作されると実行を開始され、まずＳ１１において、初期設定が行われ、それにより、ＲＡＭのμ推定フラグが０とされる。μ推定フラグは、０で一回の車両走行中に摩擦材μが一度も推定されていないことを示し、１で一回の車両走行中に摩擦材μが一度推定されたことを示す。
【００５６】
次に、Ｓ１２〜Ｓ１８において、各種条件の成否が判定される。具体的には、Ｓ１２においては、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。Ｓ１３においては、ブレーキペダルスイッチ３０４がＯＦＦであるか否かにより、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。Ｓ１４においては、アクセルペダルスイッチ３０６がＯＮであるか否かにより、加速操作時（広義の加速操作時）であるか否かが判定される。Ｓ１５においては、舵角センサ３０８により検出されたステアリングホイール４６の回転操作角θが実質的に０でないか否かにより、車両旋回時であるか否かが判定される。Ｓ１６においては、車輪減速度ＧW の符号の変化頻度が基準値以上である車輪３０２が存在するか否かにより、車両の悪路走行時であるか否かが判定される。車輪減速度ＧW は、車輪速センサ３１４により検出された車輪速ＶW を実質的に時間微分することによって取得される。Ｓ１７においては、車速センサ３１２により検出された車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かにより、車両の低速走行時であるか否かが判定される。Ｓ１８においては、Ａ／Ｔ１２からコントローラ５０に供給された信号に基づき、Ａ／Ｔ１２の変速時であるか（過渡状態にあるか）否かが判定される。Ｓ１２およびＳ１３の判定は共にＹＥＳ、Ｓ１４〜Ｓ１８の判定はいずれもＮＯであれば、Ｓ１９以下のステップに移行するが、そうでなければ直ちにＳ１２に戻る。
【００５７】
Ｓ１９においては、左右前輪のブレーキ２２のモータ２０に同時に電流が設定電流値Ｉ0 で設定時間Δｔの間供給されることにより、左右前輪のブレーキ２２が作動させられる。Ｓ２０においては、その作動中、モータ電流センサ３１６によりモータ２０への実供給電流値Ｉが検出される。Ｓ２１においては、その作動中、車体減速度センサ３１０により車体減速度Ｇが検出される。その後、Ｓ２２において、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとから、左右前輪のブレーキ２２の摩擦材μが推定される。具体的には、車体減速度Ｇから左右前輪のブレーキ２２の実制動トルク値Ｔが計算により取得され、前記複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち、実制動トルク値Ｔと実供給電流値Ｉとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが、左右前輪のブレーキ２２の摩擦材μの今回推定値とされる。Ｓ２３〜Ｓ２６においては、Ｓ１９〜Ｓ２２におけると同じ内容が左右後輪のブレーキ３２について実行される。左右前輪のブレーキ２２についても左右後輪のブレーキ３２についても摩擦材μ推定が終了したならば、Ｓ２７において、μ推定フラグが１とされる。その後、Ｓ１２に戻る。その後、Ｓ１２が実行されれば、μ推定フラグが１であるため、以後、今回の車両走行が終了するまで、Ｓ１２の判定がＮＯとし続けられることにより、Ｓ１９〜Ｓ２６による摩擦材μ推定が省略される。
【００５８】
すなわち、本実施形態においては、一回の車両走行中の最初の非ブレーキ操作時に一回限り、摩擦材μ推定が行われ、その車両走行が終了するまでの間、摩擦材μの推定値が更新されないようになっているのである。ただし、更新されるようにして本発明を実施することはもちろん可能である。
【００５９】
図１０には、非ブレーキ操作時にブレーキ２２，３２が作動させられ、それにより、車速Ｖが時間的に低下させられる様子がグラフで示されている。
【００６０】
時期ｔ1 に前述の摩擦材μ推定開始条件が成立すれば、左右前輪のブレーキ２２のモータ２０に電流が設定電流値Ｉ0 で供給され、それにより、左右前輪のブレーキ２２の作動が開始される。その結果、車速Ｖが低下するが、このときの勾配すなわち車体減速度Ｇは左右前輪のブレーキ２２の摩擦材μに依存し、摩擦材μが高い場合には高い車体減速度Ｇ1 、摩擦材μが低い場合には低い車体減速度Ｇ2 が発生することになる。時期ｔ1 から設定時間Δｔが経過して時期ｔ2 になれば、モータ２０への電流供給が中止させられるとともにモータ２０が初期状態に復元される。
【００６１】
その後、わずかな時間が経過した時期ｔ3 には、左右後輪のブレーキ３２のモータ３０に電流が設定電流値Ｉ0 で供給され、それにより、左右後輪のブレーキ３２の作動が開始される。その結果、上記の場合と同様に、車速Ｖが低下するが、このときの勾配すなわち車体減速度Ｇは左右後輪のブレーキ３２の摩擦材μに依存し、上記の場合と同様に、摩擦材μが高い場合には高い車体減速度Ｇ3 、摩擦材μが低い場合には低い車体減速度Ｇ4 が発生することになる。時期ｔ3 から設定時間Δｔが経過して時期ｔ4 になれば、モータ３０への電流供給が中止させられるとともにモータ３０が初期状態に復元される。
【００６２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、コントローラ５０のうち図５のルーチンおよび図６のルーチンを実行する部分が「関係推定・利用手段」の一例を構成し、また、図５のルーチンを実行する部分が「関係利用手段」の一例を構成し、また、図６のＳ１３およびＳ１９〜Ｓ２６を実行する部分が「非ブレーキ操作時取得手段」の一例を構成し、また、車体減速度センサ３１０が「車体減速度検出手段」の一例を構成し、また、図６のＳ１５およびＳ１７を実行する部分が「第１禁止手段」の一例を構成し、Ｓ１７を実行する部分が「低速走行時禁止手段」の一例を構成し、また、同図のＳ１４〜Ｓ１６およびＳ１８を実行する部分が「第２禁止手段」の一例を構成し、また、Ｓ１４およびＳ１８を実行する部分が「車両駆動力変化時禁止手段」の一例を構成し、また、Ｓ１５を実行する部分が「旋回時禁止手段」の一例を構成しているのである。
【００６３】
次に第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００６４】
本実施形態においては、非ブレーキ操作時に４輪について同時にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが取得される点で、非ブレーキ操作時に前後輪について互いに異なる時期にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが前後輪について独立に取得される第１実施形態と相違する。
【００６５】
図１１には、本実施形態における摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで表されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００６６】
まず、Ｓ５１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ５２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ５３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ５２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ５４に移行する。Ｓ５４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ５２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ５５に移行する。Ｓ５５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ５２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ５６以下のステップに移行する。
【００６７】
Ｓ５６においては、ブレーキ２２，３２の作動が４輪について同時に行われる。ここに「同時に」とは、厳密に同時であることまで要求する用語はでなく、実質的に同時であれば足りる。Ｓ５７においては、４輪のブレーキ２２，３２の作動に同期して実供給電流値Ｉが各輪毎に検出される。Ｓ５８においては、４輪のブレーキ２２，３２の作動に同期して車体減速度Ｇが検出される。
【００６８】
その後、Ｓ５９において、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとから摩擦材μが推定される。具体的には、まず、検出された車体減速度Ｇに基づき、ブレーキ２２，３２の能力の前後バランス，車両重量の前後バランス等を考慮して、左右前輪のブレーキ２２の実制動トルク値Ｔの合計値と、左右後輪のブレーキ３２の実制動トルク値Ｔの合計値とがそれぞれ推定され、次に、前者の合計値の半値は各前輪のブレーキ２２の実制動トルク値Ｔ、後者の合計値の半値は各後輪のブレーキ３２の実制動トルク値Ｔと推定される。その後、各前輪と各後輪とについて、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。すなわち、本ステップにおいては、４輪のブレーキ２２，３２の作動の総合的な影響を受けた車体減速度Ｇに基づいて摩擦材μを推定するにもかかわらず、摩擦材μが左右輪については共通に推定されるのに対して、前後輪については互いに独立に推定されることになるのである。続いて、Ｓ６０において、μ推定フラグが１とされ、その後、Ｓ５２に戻る。
【００６９】
次に第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００７０】
本実施形態においては、非ブレーキ操作時に前後輪についてのみならず左右輪についても互いに異なる時期にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが各輪毎に独立して取得される点で、非ブレーキ操作時に左右輪について互いに同じ時期にブレーキ２２，３２の作動が行われるとともにそれと同期して車体減速度Ｇが検出されることにより、実制動トルク値Ｔが左右輪については共通に取得される第１実施形態と相違する。
【００７１】
図１２には、本実施形態における摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで表されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００７２】
まず、Ｓ７１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ７２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ７３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ７２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ７４に移行する。Ｓ７４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ７２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ７５に移行する。Ｓ７５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ７２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ７６以下のステップに移行する。
【００７３】
Ｓ７６においては、ブレーキ２２，３２の作動が４輪について互いに異なる時期に行われる。例えば、左前輪，右前輪，左後輪および右後輪の順に行われる。Ｓ７７においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して実供給電流値Ｉが各輪毎に検出される。Ｓ７８においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して車体減速度Ｇが、作動状態にある各輪に関連付けて検出される。各輪に関連付けて検出された車体減速度Ｇは、各ブレーキ２２，３２の個別的な作動の強さを反映しており、各ブレーキ２２，３２の実制動トルク値Ｔを精度よく反映している。その後、Ｓ７９において、各輪毎に、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとから摩擦材μが推定される。具体的には、まず、各輪に関連する車体減速度Ｇに基づいて各輪の実制動トルク値Ｔが推定され、次に、各輪毎に、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。続いて、Ｓ８０において、μ推定フラグが１とされ、その後、Ｓ７２に戻る。
【００７４】
次に第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００７５】
本実施形態においては、車両が走行している路面の傾斜が急である場合に車体減速度Ｇに基づく実制動トルク値Ｔの取得が行われることがあることを前提として、路面の傾斜が急である場合にはその取得が禁止される点で、路面の傾斜は一般には急ではないことを前提とする第１実施形態と相違する。
【００７６】
図１３には、本実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。本実施形態においては、第１実施形態におけるとは異なり、車両が走行している路面の傾斜を検出する路面傾斜センサ３４０が追加されている。
【００７７】
図１４には、本実施形態におけるコントローラ３４２のコンピュータ３４４のＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで示されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００７８】
まず、Ｓ８１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ８２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ８３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ８２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ８４に移行する。Ｓ８４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ８２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ８５に移行する。Ｓ８５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。さらに、本実施形態においては、路面傾斜もある。路面傾斜の有無は、路面傾斜センサ３４０により検出された路面傾斜角が実質的に０でないか否かにより判定される。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ８２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ８６以下のステップに移行する。
【００７９】
Ｓ８６においては、ブレーキ２２，３２が各種方式で作動させられる。各種方式には、先のいくつかの実施形態におけるように、(a) ４輪について同時に作動させる方式と、(b) 左右輪については同時に作動させる一方、前後輪については互いに異なる時期に作動させる方式と、(c) ４輪について互いに異なる時期に作動させる方式とがある。Ｓ８７においては、ブレーキ２２，３２の作動に同期して、各輪毎に実供給電流値Ｉが検出される。Ｓ８８においては、ブレーキ２２，３２の作動に同期として車体減速度Ｇが検出される。Ｓ８９においては、実供給電流値Ｉと車体減速度Ｇとからブレーキ２２，３２の摩擦材μが推定される。その推定方式は、先のいくつかの実施形態に示すように、ブレーキ２２，３２の作動方式に応じて決定される。その後、Ｓ９０において、μ推定フラグが１とされ、続いて、Ｓ８２に戻る。
【００８０】
次に第５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００８１】
本実施形態においては、実制動トルクＴが車輪減速度ＧW に基づいて取得される点で、車体減速度Ｇに基づいて取得される第１実施形態と相違する。
【００８２】
図１５には、本実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。図から明らかなように、本実施形態においては、第１実施形態とは異なり、車体減速度センサ３１０が設けられてはいない。本実施形態においては、第１実施形態とは異なり、実制動トルク値Ｔの取得に車体減速度Ｇの検出が不要であるからである。
【００８３】
図１６には、本実施形態におけるコントローラ３６０のコンピュータ３６２のＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで表されている。以下、その摩擦材μ推定ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについて簡単に説明する。
【００８４】
まず、Ｓ１０１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ１０２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ１０３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０４に移行する。Ｓ１０４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ１０５に移行する。Ｓ１０５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ１０６以下のステップに移行する。
【００８５】
Ｓ１０６においては、４輪について同時にブレーキ２２，３２が作動させられる。Ｓ１０７においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して実供給電流値Ｉが各輪毎に検出される。Ｓ１０８においては、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して車輪減速度ＧW が各輪毎に演算される。車輪減速度ＧW の演算は、各ブレーキ２２，３２の作動に同期して検出された車輪速ＶW に対して実質的な時間微分を行うことにより行われる。
【００８６】
図１７には、ブレーキ２２，３２の作動によって車輪速ＶW が時間的に変化する様子がグラフで示されている。ブレーキ２２，３２の摩擦材μが高い場合には、車輪速ＶW が急な勾配（車輪減速度）ＧW1で減少するのに対して、摩擦材μが低い場合には、車輪速ＶW が緩い勾配（車輪減速度）ＧW2で減少することになる。
【００８７】
その後、Ｓ１０９において、各輪毎に、実供給電流値Ｉと車輪減速度ＧW とから摩擦材μが推定される。具体的には、まず、各輪の車輪減速度ＧW に基づいて各輪の実制動トルク値Ｔが推定され、次に、各輪毎に、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。続いて、Ｓ１１０において、μ推定フラグが１とされ、その後、Ｓ１０２に戻る。
【００８８】
次に第６実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第５実施形態と摩擦材μ推定ルーチンのみが異なり、他の要素については共通するため、摩擦材μ推定ルーチンのみを詳細に説明する。
【００８９】
本実施形態においては、摩擦材μ推定がブレーキ操作時に行われる点で、非ブレーキ操作時に行われる第５実施形態と異なっている。
【００９０】
図１８には、本実施形態における摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで示されている。まず、Ｓ２０１において、初期設定が行われ、それにより、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ２０２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０３において、ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキペダルスイッチ３０４がＯＮであるか否かが判定され、ＯＮであればブレーキ操作時であると判定されるのである。ブレーキ操作時でなければ判定がＮＯとなり、直ちにＳ２０１に戻るが、ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０４に移行する。Ｓ２０４においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第５実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速があり、さらに、アンチロック制御の実行および車両停止もある。なお、そのアンチロック制御は、コントローラ５０が車輪速センサ３１４からの信号に基づいて各ブレーキ２２，３２の各モータ２０，３０を制御することによって実行される。車両停止の有無は、車速センサ３１２により検出された車速Ｖが設定値以下であるか否かにより判定される。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ１０２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ２０５以下のステップに移行する。Ｓ２０５以下のステップにおいては、第５実施形態におけるＳ１０７〜Ｓ１１０におけると同様な内容が実行される。
【００９１】
次に第７実施形態を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００９２】
本実施形態においては、各ブレーキ２２，３２の実制動トルク値Ｔが専用のセンサにより直接に検出される点で、車体減速度Ｇに基づいて間接に検出される第１実施形態と相違する。
【００９３】
図１９には、本実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。本実施形態においては、第１実施形態におけるとは異なり、(a) 前輪用の電動式ディスクブレーキ２２における実制動トルクＴを力として検出する第１力センサ３８０と、(b) 後輪用の電動式ドラムブレーキ３２における実制動トルクＴを力として検出する第２力センサ３８２とが設けられている。また、本実施形態においては、第１実施形態におけるとは異なり、車体減速度センサ３１０が設けられてはいない。
【００９４】
図２０には、前輪用の電動式ディスクブレーキ２２が示されており、第１力センサ３８０は、スプリング１１２とマウンティングブラケット１００との間に挟まれて設けられている。図２１には、後輪用の電動式ドラムブレーキ３２が示されており、第２力センサ３８２は、一方のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂとしてのセカンダリシュー２１０ａ（負荷が大きい方のブレーキシュー）に設けられている。なお、第２力センサ３８２は、アンカピン２０６に設けることが可能である。
【００９５】
図２２には、本実施形態におけるコントローラ３８４のコンピュータ３８６のＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンがフローチャートで示されている。以下、本ルーチンを説明するが、第１実施形態における摩擦材μ推定ルーチンと共通するステップについては簡単に説明する。
【００９６】
まず、Ｓ３０１において、初期設定が行われ、μ推定フラグが０とされる。次に、Ｓ３０２において、μ推定フラグが０であるか否かが判定される。今回は０であるから、判定がＮＯとなり、Ｓ３０３において、非ブレーキ操作時であるか否かが判定される。ブレーキ操作時であれば判定がＮＯとなり、直ちにＳ３０２に戻るが、非ブレーキ操作時であれば判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０４に移行する。Ｓ３０４においては、低速走行時であるか否か、すなわち、車速Ｖが基準値Ｖ0 より低いか否かが判定される。低速走行時であれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ３０２に戻るが、低速走行時でなければ判定がＮＯとなり、Ｓ３０５に移行する。Ｓ３０５においては、摩擦材μの推定精度を低下させる要因が発生したか否かが判定される。精度低下要因には、第１実施形態におけると同様に、加速操作，車両旋回，悪路走行およびＡ／Ｔ１２の変速がある。精度低下要因が発生していれば判定がＹＥＳとなり、直ちにＳ３０２に戻るが、発生していなければ判定がＮＯとなり、Ｓ３０６以下のステップに移行する。
【００９７】
Ｓ３０６においては、ブレーキ２２，３２が各種方式で作動させられる。各種方式には、前述のように、(a) ４輪について同時に作動させる方式と、(b) 左右輪については同時に作動させる一方、前後輪については互いに異なる時期に作動させる方式と、(c) ４輪について互いに異なる時期に作動させる方式とがある。Ｓ３０７においては、ブレーキ２２，３２の作動に同期して、各輪毎に実供給電流値Ｉが検出される。Ｓ３０８においては、第１力センサ３８０および第２力センサ３８２により、ブレーキ２２，３２の作動に同期として実制動トルク値Ｔが検出される。Ｓ３０９においては、各輪毎に、実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとからブレーキ２２，３２の摩擦材μが推定される。具体的には、各輪毎に、複数種類のＩ−Ｔ特性パターンのうち実供給電流値Ｉと実制動トルク値Ｔとの組合せに対応するＩ−Ｔ特性パターンに対応する摩擦材μが摩擦材μの今回推定値とされる。その後、Ｓ３０９において、μ推定フラグが１とされ、続いて、Ｓ３０２に戻る。
【００９８】
なお付言すれば、以上説明した実施形態においては、実供給電流値Ｉ，車体減速度Ｇ，車輪減速度ＧW および実制動トルクＴのような各物理量の検出が行われるが、各物理量の検出は例えば、検出期間中における検出値のピーク値を最終的な値として使用したり、検出期間中における複数個の検出値の平均値を最終的な値として使用することができる。また、検出期間中における複数個の検出値の積分値を用いて最終的な値を決定することも可能である。
【００９９】
以上、本発明の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、それらの他にも、特許請求の範囲を逸脱することなく当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した形態で本発明を実施することができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】図１における電動式ディスクブレーキを拡大して示す平面断面図である。
【図３】図１における電動式ドラムブレーキを拡大して示す側面断面図である。
【図４】図３におけるシュー拡張アクチュエータを拡大して示す部分断面側面図である。
【図５】図１のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】上記ＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】上記第１実施形態におけるＦ−Ｔ特性を示すグラフである。
【図８】上記第１実施形態におけるＩ−Ｔ特性を示すグラフである。
【図９】上記第１実施形態の構成を概念的に示す系統図である。
【図１０】上記第１実施形態において非ブレーキ操作時に車速Ｖがブレーキの作動によって低下させられる様子を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態である電動式ブレーキ装置のコントローラのコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態である電動式ブレーキ装置のコントローラのコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図１４】図１３のコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第５実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図１６】図１５におけるコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】上記第５実施形態において非ブレーキ操作時に車輪速ＶW がブレーキの作動によって低下させられる様子を示すグラフである。
【図１８】本発明の第６実施形態である電動式ブレーキ装置のコントローラのコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第７実施形態である電動ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図２０】上記第７実施形態における電動式ディスクブレーキを拡大して示す平面断面図である。
【図２１】上記第７実施形態における電動式ドラムブレーキのシュー拡張アクチュエータを拡大して示す側面断面図である。
【図２２】図１９におけるコンピュータのＲＯＭに記憶されている摩擦材μ推定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０，３０ モータ
２２ 電動式ディスクブレーキ
３２ 電動式ドラムブレーキ
４０ ブレーキペダル
４２ パーキングペダル
４４ アクセルペダル
５０，３４２，３６０，３８４ コントローラ
３１０ 車体減速度センサ
３１４ 車輪速センサ
３１６ モータ電流センサ
３２０ バッテリ
３８０ 第１力センサ
３８２ 第２力センサ
Claims (16)
- 運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
電源と、
その電源から供給される電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を車輪と共に回転する回転体に押し付けることにより、車輪を制動するブレーキと、
ブレーキ操作時に、前記電源から前記モータに電力を供給するとともに、そのときの供給電力値を前記ブレーキ操作部材の操作値に基づいて決定することにより、前記ブレーキを制御するコントローラと、
車両走行中であって前記ブレーキの作動中に、前記電源から前記モータに供給される電力の実際値とブレーキが前記車輪に付与する制動トルクの実際値である実制動トルク値とを取得し、それら２つの取得値に基づいて、前記摩擦材の摩擦係数に関連付けられた供給電力値と制動トルク値との関係を推定するとともに、ブレーキ操作時に、前記摩擦材の摩擦係数の変動に伴う前記制動トルクの変動を補償すべく、前記供給電力値を前記推定された関係に従って決定することにおいて、前記推定された関係を利用する関係推定・利用手段と
を含む電動式ブレーキ装置において、
前記関係が、前記供給電力値が変化するにつれて前記制動トルク値が変化するパターンで定義されるものであり、前記関係推定・利用手段が、前記パターンが取り得る複数種類の候補パターンの中から、前記２つの取得値が対応するものを該当パターンとして選択することにより、前記関係を推定するパターン型関係推定手段を含むことを特徴とする電動式ブレーキ装置。 - 前記パターン型関係推定手段が、 (a) 前記複数種類の候補パターンを記憶する候補パターン記憶手段と、 (b) 記憶された複数種類の候補パターンの中から前記該当パターンを選択する該当パターン選択手段とを含む請求項１に記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記関係推定・利用手段が、前記関係を複数のレベルで段階的に推定する段階的関係推定手段を含む請求項１または２に記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記関係推定・利用手段が、前記コントローラに設けられ、ブレーキ操作時に、前記操作値に基づいて目標制動トルク値を決定するとともに、前記供給電力値を、決定された目標制動トルク値に基づき、前記推定された関係に従って決定することにおいて、前記推定された関係を利用する関係利用手段を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記関係推定・利用手段が、車両走行中の非ブレーキ操作時に、前記電源から前記モータに電力を設定電力値で設定時間供給することによって前記ブレーキを作動させ、その間に前記実制動トルク値を取得する非ブレーキ操作時取得手段を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記非ブレーキ操作時取得手段が、 (a) ブレーキ操作を検出するブレーキ操作センサと、 (b) 車両の走行を検出する車両走行センサとを含み、ブレーキ操作の非検出時かつ車両走行の検出時に前記ブレーキを作動させるものである請求項５に記載の電動式ブレーキ装置。
- 車両が、前記車輪を左右にそれぞれ備えたものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら左右輪について同時に前記ブレーキを作動させる手段を含む請求項５または６に記載の電動式ブレーキ装置。
- 車両が、前記車輪を前後にそれぞれ備えたものであり、前記非ブレーキ操作時取得手段が、それら前後輪について互いに異なる時期に前記ブレーキを作動させる手段を含む請求項５ないし７のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記非ブレーキ操作時取得手段が、車両の一連の走行が開始された後の最初の非ブレーキ操作時に限り、前記ブレーキを作動させて前記実制動トルク値を取得する最初非ブレーキ操作時取得手段を含む請求項５ないし８のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記関係推定・利用手段が、車体減速度を検出する車体減速度検出手段を含み、検出された車体減速度に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである請求項１ないし９のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記関係推定・利用手段が、前記車輪の回転速度である車輪速を検出する車輪速センサを含み、検出された車輪速に基づいてその車輪速の変化速度である車輪減速度を取得し、その取得された車輪減速度に基づいて前記実制動トルク値を取得するものである請求項１ないし９に記載の電動式ブレーキ装置。
- さらに、前記関係推定・利用手段が前記ブレーキを作動させると運転者に違和感を与える可能性がある場合に、その関係推定・利用手段による前記ブレーキの作動を禁止する第１禁止手段を含む請求項５または６に記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記第１禁止手段が、車速が基準値より低い時に前記ブレーキの作動を禁止する低速走行時禁止手段を含む請求項１２に記載の電動式ブレーキ装置。
- さらに、前記関係推定・利用手段が前記関係を精度よく推定することができない可能性がある場合に、その関係推定・利用手段による前記推定と前記利用とのうち少なくとも利用を禁止する第２禁止手段を含む請求項１ないし１３のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記第２禁止手段が、車両の駆動力の変化時に前記少なくとも利用を禁止する車両駆動力変化時禁止手段を含む請求項１４に記載の電動式ブレーキ装置。
- 前記第２禁止手段が、車両の旋回時に前記少なくとも利用を禁止する旋回時禁止手段を含む請求項１４または１５に記載の電動式ブレーキ装置。
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