JP3964039B2 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いて好適な電動ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動ブレーキ装置として、例えば、特開平３−４５４６２号公報に開示されたもの等がある。この種の電動ブレーキ装置は、モータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構部と、モータをフィードバック制御する制御手段とを有し、変換機構部による直線運動でパッドをディスクに押圧させて制動力を発生させるようになっており、このような電動ブレーキ装置が各車輪それぞれに配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような電動ブレーキ装置の従来のものは、変換機構部に異常が発生してもこれを検出するようにはなっていない。このため、変換機構部に異常が発生しても正常時と同様に制御が実行されることになり、制動時の車両の挙動が不安定になるおそれがある。
したがって、本発明の目的は、変換機構部に異常が発生した場合にこれを検出することができる電動ブレーキ装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電動ブレーキ装置は、モータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構部と、ブレーキペダルの操作量に応じた前記モータの回転位置となるように電流を出力して前記モータをフィードバック制御する制御手段とを有し、前記変換機構部による直線運動でパッドをディスクに押圧させて制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、前記制御手段は、前記パッドが前記ディスクから離れた時点の位置と予め定められた前記パッドが前記ディスクから離間した規定位置との間で一定速度の指令値を与えられた前記モータによるパッドクリアランス調整制御の最中に前記モータのフィードバック制御信号の電流値に基づく値が所定のしきい値を超えた場合に、前記変換機構部の異常を検出して前記モータの制御を中止することを特徴としている。
【０００５】
このように、制御手段は、パッドがディスクから離れた時点の位置と予め定められたパッドがディスクから離間した規定位置との間で一定速度の指令値を与えられたモータによるパッドクリアランス調整制御の最中にモータのフィードバック制御信号の電流値に基づく値が所定のしきい値を超えた場合に、変換機構部の異常を検出してモータの制御を中止することなるため、変換機構部に異常が発生した場合にフェイルセーフ処理を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の電動ブレーキ装置の一の実施の形態を図１〜図６を参照して以下に説明する。
この実施の形態の電動ブレーキ装置１１は、車両の非回転部に固定されるキャリア１２と、このキャリア１２にディスク１３の両側に配設された状態で摺動自在に支持される一対のインナパッド１４およびアウタパッド１５と、キャリア１２とで構成される二カ所の摺動案内部１６，１６において該キャリア１２にディスク１３の軸線方向に摺動自在となるよう支持された、パッド１４，１５を両側から挾持可能なキャリパ１７とで主に構成されている。
【０００７】
キャリア１２は、ガイド穴２０がそれぞれ穿設される二カ所の支持部２１，２１と、これら支持部２１，２１のガイド穴２０，２０の開口側同士を連結させる第１連結部２２ａと、これら支持部２１，２１のガイド穴２０，２０に対し反対側同士を連結させる第２連結部２２ｂとを有している。
【０００８】
そして、キャリア１２は、支持部２１，２１がディスク１３の周方向における両端位置となり、かつ支持部２１，２１に穿設されたガイド穴２０，２０がディスク１３の軸線方向（図１，図２における左右方向）に沿うようにディスク１３に対し配置された状態で車体側に固定される。
【０００９】
支持部２１，２１の内側位置には相互に対向するように一対のパッドガイド２３，２３が設けられており、これらパッドガイド２３，２３により、インナパッド１４およびアウタパッド１５はディスク１３の軸線方向に沿って摺動自在となるようにそれぞれの両端位置において支持されることになる。
【００１０】
キャリパ１７は、略円筒状の筒状部材２５と、該筒状部材２５の一側に固定されこれを閉塞させる底部材２６と、筒状部材２５の他側に固定される先端部材２７とを有するハウジング２８を具備している。
【００１１】
筒状部材２５には、その中心軸線を中心として相反する方向に突出する突出部３０，３０が形成されており、これら突出部３０，３０には、それぞれ、筒状部材２５の軸線方向と平行してピン３１が底部材２６に対し反対方向に延出するように固定されている。
そして、これらのピン３１，３１がキャリア１２のガイド穴２０，２０に摺動自在に嵌合されることで、キャリパ１７はキャリア１２にディスク１３の軸線方向に沿って摺動自在に支持されることになる。
【００１２】
ハウジング２８には、モータ３３と、このモータ３３の回転運動を直線運動に変換するボールネジ（変換機構部）３４とが設けられている。
モータ３３は、筒状部材２５および底部材２６と、筒状部材２５の内周部に取り付けられたコイル３５と、筒状部材２５の底部材２６に対し反対側の内周部に取り付けられたベアリング３６と、このベアリング３６を介して回転自在に支持されたボールネジ３４のナット部材３７と、コイル３５の内側に位置するようにナット部材３７の外周部に固定されたマグネット３８とを有している。
【００１３】
ボールネジ３４は、内周部にメネジ部３７ａが形成された上記ナット部材３７と、このナット部材３７の内側に配置されるとともに外周部にオネジ部４０ａが形成されたネジ部材４０と、ナット部材３７のメネジ部３７ａとネジ部材４０のオネジ部４０ａとの間に介在されたボール４１とを有している。
ここで、ボールネジ３４のネジ部材４０は、底部材２６に対し、相対回転が規制された状態で軸線方向移動が可能なスライド機構部４３を介して連結されている。
すなわち、このスライド機構部４３は、底部材２６に形成されたスプライン穴４４と、このスプライン穴４４に嵌合するよう形成されるとともにネジ部材４０の一端側に固定されたスプライン部材４５とで構成されている。
【００１４】
底部材２６には、スプライン穴４４と同軸をなしてシリンダ穴４６が形成されており、このシリンダ穴４６には、スプライン部材４５のネジ部材４０に対し反対側に当接可能なピストン４７が摺動自在に嵌合されている。そして、底部材２６には、このピストン４７とシリンダ穴４６とでピストン４７より反スプライン部材４５側に形成される室４８を外部に連通させるポート４９が形成されている。なお、シリンダ穴４６の内周部にはピストン４７の外周面との隙間をシールするシール部材５０が設けられている。
【００１５】
筒状部材２５の底部材２６に対し反対側の端部には、ベアリング３６を筒状部材２５に保持させる取付部材５２が固定されており、この取付部材５２には、ナット部材３７に固定された回転円板５３の回転位置を検出することによりナット部材３７の回転位置を検出する位置検出器５４が固定されている。
【００１６】
筒状部材２５の底部材２６に対し反対側の端部には、先端部材２７が固定されている。この先端部材２７は、一端側で筒状部材２５に固定されるディスクパス部５６と、該ディスクパス部５６の他端側から略垂直に延出する爪部５７とを有しており、爪部５７がボールネジ３４のネジ部材４０に対向する状態で筒状部材２５に固定されている。
【００１７】
ここで、キャリパ１７をキャリア１２に支持させた状態で、モータ３３およびボールネジ３４はそれぞれの軸線をディスク１３の軸線に平行させることになり、ボールネジ３４はそのネジ部材４０がインナパッド１４のディスク１３に対し反対側に当接可能に対向配置され、先端部材２７は、ディスクパス部５６がディスク１３の外周部を跨ぐように延出し爪部５７がアウタパッド１５のディスク１３に対し反対側に当接可能に対向配置されることになる。
【００１８】
また、先端部材２７および取付部材５２には、ボールネジ３４のネジ部材４０の外側を覆うように蓋部材５８が固定されており、この蓋部材５８の内周部とネジ部材４０の外周部との間には、ボールネジ３４の螺合部分等にほこり等が入るのを防止するダストブーツ５９が設けられている。
【００１９】
そして、図３に示すように、上記構成の電動ブレーキ装置１１が、車両の前後左右の各車輪に対しそれぞれ設けられており、すべての電動ブレーキ装置１１のモータ３３および位置検出器５４がコントローラ（制御手段）６０に接続されている。ここで、各モータ３３はそれぞれを駆動するためにコントローラ６０に設けられた図示せぬモータドライバに接続されている。
【００２０】
ここで、図３において符号６３は、運転者により操作入力がなされるブレーキペダルであり、符号６４はブレーキペダル６３の操作量を検出する操作量検出センサ、符号６５はブレーキペダル６３への入力でブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダをそれぞれ示しており、すべての電動ブレーキ装置１１のうち、前二輪に配置されるものには、マスタシリンダ６５からのブレーキ液圧がポート４９を介して室４８に導入されている。
【００２１】
コントローラ６０は、操作量検出センサ６４で検出されたブレーキペダル６３の操作量に応じて各車輪にブレーキ力を発生させるように、各電動ブレーキ装置１１のそれぞれについて、モータ３３を位置検出器５４の回転位置データに基づいてフィードバック制御する。
【００２２】
すなわち、コントローラ６０は、後二輪の電動ブレーキ装置１１においては電動ブレーキ装置１１のみで必要なブレーキ力を発生させるように各モータ３３を制御する一方、前二輪の電動ブレーキ装置１１においては必要なブレーキ力に対しマスタシリンダ６５で発生するブレーキ液圧によるブレーキ力を補充するブレーキ力を電動ブレーキ装置１１で発生させるように各モータ３３を制御する。
【００２３】
コントローラ６０は、ブレーキ力を発生させる際に、モータ３３でボールネジ３４のナット部材３７を正方向に回転させる。すると、スライド機構部４３で回転が規制されたネジ部材４０が、ディスク１３方向に移動しインナパッド１４をディスク１３に接触させる一方、その反力でキャリパ１７がキャリア１２に対し移動して爪部５７をディスク方向に移動させることになり、このようにして最終的に、ネジ部材４０と爪部５７とでインナパッド１４およびアウタパッド１５がディスク１３の方向に押圧され、これらパッド１４，１５がディスク１３に接触してブレーキ力を発生させる。
【００２４】
なお、マスタシリンダ６５からのブレーキ液圧が室４８に導入されている電動ブレーキ装置１１においては、上記に加えて、このブレーキ液圧による推進力がピストン４７を介してネジ部材４０に伝達される。すると、ボールネジ３４は回転運動と直線運動との可逆性を有するため、この推進力でネジ部材４０が回転しつつモータ３３による推進力と合わせてパッド１４，１５をディスク１３に押圧してブレーキ力を発生させる。
【００２５】
他方、コントローラ６０は、この状態からブレーキ力を緩める際に、モータ３３でナット部材３７を上記正方向に対し逆の戻し方向に回転させる。すると、回転が規制されたネジ部材４０がディスク１３から離間する方向に移動し、その結果、インナパッド１４およびアウタパッド１５がディスク１３から離間してブレーキ力を解除させる。なお、マスタシリンダ６５からのブレーキ液圧が室に導入されている電動ブレーキ装置１１においては、このブレーキ液圧の低下も合わせてブレーキ力を解除させる。
【００２６】
そして、この実施の形態の電動ブレーキ装置１１は、コントローラ６０が、例えばブレーキペダル６３の操作量が有から無の状態に切り換わった時等において必要に応じてパッドクリアランス調整制御を行うようになっている。
【００２７】
このパッドクリアランス調整制御は、コントローラ６０が、ブレーキ力を解除させるべくモータ３３でボールネジ３４のナット部材３７を戻し方向に回転させるよう制御している最中に、モータトルクに対応するモータ３３へのフィードバック制御信号の電流値が予め定められた所定値に達すると、パッド１４，１５がディスク１３から離れたことを検出し、この時点のネジ部材４０の位置を０点とすると該０点から予め定められた規定位置までネジ部材４０をディスク１３から離間させるのに必要な予め定められた所定回転量分ナット部材３７が回転したことが位置検出器５４で検出されるまでモータ３３でナット部材３７を戻し方向に回転させる。
【００２８】
ここで、この間のコントローラ６０からモータ３３への制御信号の電流値と、ナット部材３７の回転位置から割り出されるネジ部材４０の位置との関係は、ボールネジ３４が正常であれば、図４（ａ）に示すように制御信号の電流値が概ね一定で図４（ｂ）に示すようにネジ部材４０の位置が規定位置まで概ね比例的に移動することになる。
【００２９】
他方、ボールネジ３４が異常状態にあると、上記のようにコントローラ６０がブレーキ力を解除させるべくモータ３３でナット部材３７を戻し方向に回転させようと制御している最中に、図５（ｂ）に示すように、０点から規定位置に近付けようとする指令値（二点鎖線）に対し、実際には規定位置までネジ部材４０が移動することがなく（実線）、図５（ａ）に示すように、モータドライバからモータ３３へ出力されるフィードバック制御信号の電流値が徐々に大きくなり、最終的にはモータドライバの許容値を越えて該モータドライバがエラー状態になってしまう。
【００３０】
このため、コントローラ６０は、モータ３３でボールネジ３４のナット部材３７を戻し方向に回転させようと制御している最中に、図６（ｂ）に示すように、０点から規定位置に近付けようとするフィードバック制御の指令値（二点鎖線）に対する実際のネジ部材４０の位置（ナット部材３７の回転位置から検出される）の実測値（実線）の偏差が大きく、該偏差が予め定められたしきい値を越えた場合に、ボールネジ３４に異常が生じていると判定して、この時点でモータ３３の制御を中止するとともにフェイルセーフ処理を実行する。なお、このとき、図６（ａ）に示すように、モータ３３へのフィードバック制御信号の電流値が増大するため、この電流値が予め定められたしきい値を越えたことを条件に、モータ３３の制御を中止するとともにフェイルセーフ処理を実行してもよい。
【００３１】
具体的に、コントローラ６０は、すべての電動ブレーキ装置１１について上記のようなパッドクリアランス調整制御を行っている最中に、いずれかの電動ブレーキ装置１１のモータ３３で上記のようなボールネジ３４の異常が検出された場合には、フェイルセーフ処理として、この電動ブレーキ装置１１でブレーキ力が発生し得ない場合に最も車両の挙動を安定させることができるように他の電動ブレーキ装置１１を制御する。
【００３２】
例えば、異常があった電動ブレーキ装置１１と前後方向が同じ電動ブレーキ装置１１をブレーキ力を発生させない状態として、正常な電動ブレーキ装置１１のうち前後方向の同じ二つの電動ブレーキ装置１１のみを使用したり、異常があった電動ブレーキ装置１１と対角関係にある電動ブレーキ装置１１をブレーキ力を発生させない状態として、正常な電動ブレーキ装置１１のうち他の対角関係にある二つの電動ブレーキ装置１１のみを使用したりするのである。
【００３３】
なお、以上においては、パッドクリアランス調整時に各電動ブレーキ装置１１のボールネジ３４の異常の検出を行う場合において説明したが、単にブレーキペダル６３の操作量が有から無の状態に切り換わった時に行うようにしてもよい。
【００３４】
以上の実施の形態によれば、コントローラ６０が、モータ３３のフィードバック制御の状態に基づいてボールネジ３４の異常を検出することなるため、ボールネジ３４に異常が発生した場合にこれを検出することができる。
したがって、ボールネジ３４に異常があった場合に、上記のようなフェイルセーフ処理を行うことができるため、制動時の車両の挙動を安定させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の電動ブレーキ装置によれば、制御手段は、パッドがディスクから離れた時点の位置と予め定められたパッドがディスクから離間した規定位置との間で一定速度の指令値を与えられたモータによるパッドクリアランス調整制御の最中にモータのフィードバック制御信号の電流値に基づく値が所定のしきい値を超えた場合に、変換機構部の異常を検出してモータの制御を中止することなるため、フェイルセーフ処理を行うことができる。したがって、このフェイルセーフ処理を行った場合には、異常検出後であっても制動時の車両の挙動を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電動ブレーキ装置の一の実施の形態を示す側断面図である。
【図２】 本発明の電動ブレーキ装置の一の実施の形態を示す平面図である。
【図３】 本発明の電動ブレーキ装置の一の実施の形態が適用されたブレーキシステムを示す概略構成図である。
【図４】 本発明の電動ブレーキ装置の一の実施の形態のボールネジが正常である場合のモータへの制御電流値（ａ）と、ネジ部材の位置（ｂ）とを示すタイムチャートである。
【図５】 ボールネジが異常である場合のモータへの制御電流値（ａ）と、ネジ部材の位置の指令値および実測値（ｂ）を示すタイムチャートである。
【図６】 本発明の電動ブレーキ装置の一の実施の形態のボールネジが異常である場合のモータへの制御電流値（ａ）と、ネジ部材の位置の指令値および実測値（ｂ）を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
３３ モータ
３４ ボールネジ（変換機構部）
６０ コントローラ（制御手段）

Claims (1)

1. モータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構部と、ブレーキペダルの操作量に応じた前記モータの回転位置となるように電流を出力して前記モータをフィードバック制御する制御手段とを有し、前記変換機構部による直線運動でパッドをディスクに押圧させて制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、
   前記制御手段は、前記パッドが前記ディスクから離れた時点の位置と予め定められた前記パッドが前記ディスクから離間した規定位置との間で一定速度の指令値を与えられた前記モータによるパッドクリアランス調整制御の最中に前記モータのフィードバック制御信号の電流値に基づく値が所定のしきい値を超えた場合に、前記変換機構部の異常を検出して前記モータの制御を中止することを特徴とする電動ブレーキ装置。

Images