JP3964039B2 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。
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