JP4160464B2 - 制動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動装置に関し、特に、パッドクリアランス自動調整手段を備えた制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在知られている車両の電気制御ブレーキシステムで、完全な電気式は未だ市場に現れていない。他方、油圧を利用したタイプの電気制御ブレーキシステムは例えばダイムラークライスラー車に採用されている。そのシステムの構成としては、基本的に、（１）運転者の制動要求を検出するセンサ（油圧、圧力、ストローク等を利用したセンシング部）とその検出信号取出し部、（２）運転者の制動要求から各輪の制動力を算出する中央演算部、（３）中央演算部から制御指令を受けて動作するブレーキ駆動用アクチュエータ（油圧駆動方式または電動駆動方式）を備えている。電動制御ブレーキシステムは、従来のブレーキ装置の仕組みと異なり、運転者の踏力に依存することなく四輪車両の四輪の総ブレーキ力を必要に応じて自在に変えることができ、四輪の各ブレーキ力を各車輪に取り付けた荷重センサの値に比例させた値に変更して車両の制動時の安定性を図ることができる。さらに電動制御ブレーキシステムについては、従来、上記の油圧の代わりに、モータと減速機を組み合わせた構成を利用して成る電気モータブレーキ装置（ＥＭＢ：Electric Motor Brake）も知られている。（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８２９３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在使用されている油圧式のブレーキでは比較的低速で転舵をくりかえした後パッドクリアランスの増加により、ブレーキング時の無効ストロークが増えるノックバック（タイヤの転舵によりローターがふれてパッドを押し戻す状態）傾向があり、ブレーキの応答やフィーリングに悪影響を及ぼしている。また、電動ブレーキ装置においては、油圧によるダンピング効果がないため、ノックバックが起きるような転舵時に電動ブレーキ装置の減速機等に過大な負荷がかかり装置の劣化や耐久性に問題が生じる恐れがある。なおかつそのためにパッドクリアランスを大きくすると制動初期レスポンスが不足する。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しない制動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る制動装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００７】
第１の制動装置（請求項１に対応）は、電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とクリアランスを車両の舵角速度が速くなるほど少なくなるように調整するクリアランス調整手段を備えたことで特徴づけられる。
【０００８】
第１の制動装置によれば、電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の舵角速度が速くなるほど少なくなるように調整するため、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、舵角速度が速くなるほど、パッドクリアランスを少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。
【０００９】
第２の制動装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくはクリアランス調整手段は、車両の車速が高車速になるほど舵角速度に対するクリアランスの変化量が大きくなるように調整することで特徴づけられる。
【００１０】
第２の制動装置によれば、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速になるほど、舵角速度に対するパッドクリアランスの変化量を大きくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。また、舵角の代わりにヨーレートや左右の車輪速度、横Ｇを用いても同様の効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る制動装置１０の全体構成図である。左右前後の車輪の各々に設けられた電動ブレーキ１１，１２，１３，１４と、これら各ブレーキの作動状態を制御する主制御装置（中央ＥＣＵ：主制御部）１５，１６と各ブレーキのアクチュエータである電動モータを制御する副制御装置（電動モータＥＣＵ：副制御部）１７，１８，１９，２０とからなるブレーキ制御装置を備えている。電動ブレーキ１１，１２，１３，１４はディスクブレーキであり、左右の前輪・後輪と共に回転するブレーキディスク２１，２２，２３，２４の両側面に摩擦パッド（摩擦部材）２５，２６，２７，２８が電動モータ（アクチュエータ）２９，３０，３１，３２の駆動により押し付けられることにより回転が抑制される。また、各ブレーキには、ブレーキディスク２１，２２，２３，２４の回転速度を検出する回転速度センサ３３，３４，３５，３６を備えている。
【００１３】
上記の電動モータ２９，３０，３１，３２の動作はブレーキ制御装置によって制御される。ブレーキ制御装置は、電気制御ブレーキシステム全体を制御する主制御装置１５，１６と、電動モータ２９，３０，３１，３２をそれぞれ制御するモータ駆動回路（図示せず）を有する副制御装置１７，１８，１９，２０とを含むものであり、これらは、電源として用意された２つのバッテリ３７，３８から供給される電力によって作動させられる。また、主制御装置１５，１６のそれぞれには実線で示された３重系の信号線３９を介してブレーキペダル４０の踏力センサ（ペダル操作量検出部）４１から出力される踏力信号が入力される。さらに副制御装置１７，１８，１９，２０には、バックアップ系としての破線で示された信号線４２によって踏力センサ４１からの踏力信号が入力される。踏力センサ４１から主制御装置１５，１６への踏力信号は例えばアナログ信号形式で３重にして送っている。なお踏力信号はこれに限定されず、踏力センサ４１にコントローラを付設してディジタル信号形式に送ることも可能である。また踏力センサ４１から副制御装置１７〜２０への踏力信号は、１本の信号線４２で送られ、アナログ信号形式である。この場合にも踏力信号をディジタル信号形式とすることも可能である。
【００１４】
さらに、図１において、２つのブロック２０１，２０２は、インジケータランプに係るユニットを示すものである。ユニット２０１からはヨーレート信号、横Ｇ信号、舵角信号などの車両の状態を示す信号が出力される。これらの信号は信号線４３と信号線４４を介して主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０に入力されるようになっている。またユニット２０２からはＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）信号、ＶＳＡ（車両挙動安定化センサ）信号が出力される。これらの信号は、同じく、信号線４３と信号線４４を介して主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０に入力されるようになっている。
【００１５】
主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０をつなぐ上記の信号線４３と信号線４４は、本実施形態に係る電気制御ブレーキシステムにおいては、フェイルセーフのための２重系の信号伝達系として形成されている。上記の主制御装置１５と各副制御装置１７〜２０は信号線４３を介して信号の送受を行い、主制御装置１６と各副制御装置１７〜２０は信号線４４で信号の送受を行うように構成されている。例えば２つの主制御装置１５，１６のいずれか一方でトラブルが生じたときには、正常に動作する主制御装置およびそれに関連する信号線によって各副制御装置１７〜２０に制御指令信号を送り、電動ブレーキ１１〜１４の制動動作を制御することになる。
【００１６】
ここで、主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０との間の信号線４３，４４を経由した通信に係る信号形式について説明する。信号線４３，４４ではディジタル通信形式の信号送受が行われ、信号線４３，４４はバスラインとして形成される。通信形式としてＣＡＮバスを用いる場合には、相互通信形式であるので、信号線４３，４４はフェイルセーフ判断のため２重の信号線構造となっている。この構造の場合、最終的に制御指令信号を送るための他の信号線が必要となる。通信形式としてＴＴＰ（Time Triggered Protocol）バスを用いる場合には、通信の時間が設定された通信形式であるので、信号線４３，４４はフェイルセーフ判断のため１重の信号線構造となっている。この構造の場合、最終的に制御指令の信号を送るためには他の信号線が必要となる。
【００１７】
上記の実施形態では、主制御装置１５，１６の各々による本来の制動制御のための処理に対して、踏力センサ４１から副制御装置１７〜２０の各々へのバックアップ用の信号線４２を設けて各副制御装置で補助的な制動制御のための処理を行わせるようにしたため、主制御装置１５，１６と各副生制御装置１７〜２０の間の通信の構成を簡素にすることが可能となる。
【００１８】
電源については、上記のごとく、２つのバッテリ３７がフェイルセーフのために２重系として設けられている。バッテリ３７からの電力は、電力線４５によって、主制御装置１５を経由して副制御装置１７，１８および電動モータ２９，３０に供給されるようになっている。バッテリ３８からの電力は、電力線４６によって、主制御装置１６を経由して副制御装置１９，２０および電動モータ２９，３０に供給されるようになっている。
【００１９】
また、電動モータ２９，３０，３１，３２を備えた各モータ部からは、図示しない押圧センサからの押圧信号と、図示しない位置検出部からのシリンダ位置信号が副制御装置１７，１８，１９，２０と主制御装置１５，１６にフィードバックされる。
【００２０】
制動制御信号の伝達経路は、図１に示すように、メインの伝達系統である信号線３９とバックアップ用にもう１系統の信号線４２が備えられる。ブレーキペダル４０での制動操作に基づく制動制御指令は、通常、踏力センサ４１、主制御装置（中央ＥＣＵ）１５，１６、副制御装置（モータ駆動ＥＣＵ）１７〜２０という経路を通るために、通信による時間的なロスが発生する。
【００２１】
図２は、電動ブレーキ１１，１２，１３，１４のうちの１つ、例えば電動ブレーキ１１の内部の機械的な構造を示した断面図である。図２で、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００２２】
電動ブレーキ１１は、ブレーキディスク２１の両側に配設された一対の摩擦パッド２５と、円板状のブレーキディスク２１の中心軸の軸線方向に移動自在となるように設けられ、外側と内側に配置された一対の摩擦パッド２５によって両側からブレーキディスク２１を挟持させるキャリパ６０とを備える。外側と内側の一対の摩擦パッド２５は、それぞれ、キャリパ本体すなわちハウジング６１に、その軸線６１ａの方向にスライドする構造で取り付けられている。
【００２３】
キャリパ６０はハウジング（キャリパ本体）６１を有しており、ハウジング６１は車両の支持取付け部（図示せず）に固定されている。このハウジング６１は、円筒状の出力部材（モータロータ）６２を回転させる電動モータ２９を固定するための機構部の一部を構成している。電動モータ２９は、固定されたハウジング６１と、ハウジング６１の内周部に固定されたコイル６３と、コイル６３の両側に配置されたベアリング６５，６６を介して回転自在に支持された円筒状の出力部材６２と、コイル６３の内側に位置するように出力部材６２の外周面に固定されたマグネット６７とを有している。ここで、ベアリング６６の付近には、出力部材６２の回転位置を検出する位置検出器（図示せず）が設けられている。なお電動モータ２９はブレーキ制御装置からの指令信号でトルクを発生させる。
【００２４】
円筒状の出力部材６２の内部には、前述のベアリング６５，６６を介して有底円筒状の回転伝達部材７１が回転自在に設けられている。回転伝達部材７１は図中右端の軸部７１ａで回転自在になるようにハウジング６１によって支持されている。回転伝達部材７１の軸部７１ａには遊星アーム３０１が固定されており、さらにこの遊星アーム３０１には３つの遊星歯車３０２が取り付けられている。また上記出力部材６２の右端部には外歯を有する歯車部材３０３が固定されると共に、ハウジング６１の内部には内歯を有する歯車部材３０４が固定されている。以上において、歯車部材３０３，３０４はそれぞれ太陽歯車であり、上記３つの遊星歯車３０２と共に遊星歯車機構を形成する。一方の太陽歯車である歯車部材３０４はハウジング６１によって固定された状態にあるので、電動モータ２９で出力部材６２を回転させると、上記の遊星歯車機構を介して、その動力が回転伝達部材７１に伝達され、回転伝達部材７１が回転させられる。
【００２５】
回転伝達部材７１の内側にはボールネジ機構７２を介してロッド状のボールネジスピンドル（移動部材）６９が設けられている。ボールネジスピンドル６９の先端部にはパッド押圧部７６が設けられている。内側の摩擦パッド２５はキャリパブラケット７８等の部分で軸線６１ａの方向にスライド自在に取り付けられ、外側の摩擦パッド２５はハウジング６１の爪部７７に軸線６１ａの方向にスライド自在に取り付けられている。両側の摩擦パッド２５とブレーキディスク２１との間には、通常、制動動作が行われない場合には所要のクリアランスが設定される。制動動作が行われるときには、図２に示すごとく、ボールネジスピンドル６９がブレーキディスク方向に移動しパッド押圧部７６が押圧作用を生じて両側の摩擦パッド２５でブレーキディスク２１を挟み込み、クランプする。
【００２６】
上記において、両側の摩擦パッド２５の各々とブレーキディスク２１との間に形成されるクリアランスは、上記ボールネジスピンドル６９の位置に応じて任意に調整することができる。従って、車両の条件に応じて電動モータ２９の動作を制御し、ボールネジスピンドル６９の位置を適宜に設定することにより上記のクリアランスは適宜に設定することができる。
【００２７】
なお、パッド押圧部７６の周面部とハウジング６１との間にはリング形状を有した径方向に蛇腹状の弾性バネ７９が設けられ、パッド押圧部７５を支持している。
【００２８】
なお、ハウジング６１内には、摩擦パッド２５によるクランプ力を測定する押圧センサ（図示せず）が備えられている。
【００２９】
以上の構成により、電動モータ２９がその出力部材６２を例えば正回転させると、上記の遊星歯車機構を介して回転動力が伝達され、回転伝達部材７１が正回転する。そうすると、ボールネジ機構７２が、ボールネジスピンドル６９をブレーキディスク２１の方向に移動させ、一対の摩擦パッド２５がブレーキディスク２１の方向に押圧され、ブレーキディスク２１に接触して制動力を発生させる。このとき押圧センサによりクランプ力を測定し、主制御装置１５と副制御装置１７に入力される。また位置検出器からの信号も主制御装置１５と副制御装置１７に入力される。電動モータ２９がその出力部材６２を逆回転させるときには、上記の動作と反対の動作が生じる。
【００３０】
図３は、主制御装置１５，１６の内部構成の一例を示したブロック構成図である。主制御装置１５，１６は、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆを入力として、電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する目標電圧を副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する装置であり、目標クランプ力決定部８０と偏差演算部８１とＰＩ設定部８２とクランプ力検出部８３と、舵角センサ８４、車速センサ８５からの信号を入力してクリアランスを調整するクリアランス調整部８６を有している。
【００３１】
目標クランプ力決定部８０は、踏力信号Ｆに基づいて目標クランプ力Ｆｃｍを計算し偏差演算部８１とクリアランス調整部８６に出力する。偏差演算部８１は、目標クランプ力Ｆｃｍからクランプ力検出値Ｆｄを減算することにより偏差ＤＦを計算して、ＰＩ設定部８２に出力する。ＰＩ設定部８２は偏差ＤＦを用いた演算の実行により、クランプ力検出値Ｆｄが目標クランプ力Ｆｃｍに追従するように目標電圧Ｖｔを計算する。そして、その目標電圧信号Ｖｔを副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する。クランプ力検出部８３は、電動モータ２９，３０，３１，３２の押圧センサ７５からの信号に基づいてクランプ力Ｆｄを検出し、その値を偏差演算部８１に出力する装置である。
【００３２】
クリアランス調整部８６は、アクチュエータである電動モータ２９，３０，３１，３２を駆動して回転体であるブレーキディスク２１，２２，２３，２４の非制動時における摩擦部材である摩擦パッド２５，２６，２７，２８と回転体であるブレーキディスク２１，２２，２３，２４のクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整する装置であり、目標クリアランス決定部８７と偏差演算部８８とＰＩ設定部８９とクリアランス検出部９０を備えている。
【００３３】
目標クリアランス決定部８７は、舵角センサ８４からの舵角信号、車速センサ８５からの車速信号に基づいて目標クリアランスＣｔを計算し、偏差演算部８８に出力する。偏差演算部８８は、目標クリアランスＣｔから、クリアランス検出部９０による検出クリアランスＣｄを減算することにより偏差ＤＣを計算して、ＰＩ設定部８９に出力する。ＰＩ設定部８９は偏差ＤＣを用いた演算の実行により、検出クリアランスＣｄが目標クリアランスＣｔに追従するように目標電圧Ｖｃを計算し、副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する。クリアランス検出部９０は、モータの位置検出部６８からの信号に基づいてクリアランスを検出し、偏差演算部８８に出力する。
【００３４】
図４は、クリアランス調整部８６を説明するためのブロック構成図である。クリアランス調整部８６は、入力部１００、出力部１０１、ＣＰＵ１０２、記憶部１０３を備えている。このクリアランス調整部８６では、記憶部１０３内の記憶領域１０４に舵角、車速に基づいてクリアランスを調整するクリアランス調整プログラムが記憶されている。記憶部１０３内の記憶領域１０５には、図５（ａ）で示す低車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶されており、記憶領域１０６には、図５（ｂ）で示す中車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶され、記憶領域１０７には、図５（ｃ）で示す高車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶されている。また、記憶領域１０８には、図６（ａ）で示す低車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されており、記憶領域１０９には、図６（ｂ）で示す中車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されており、記憶領域１１０には、図６（ｃ）で示す高車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されている。
【００３５】
次にクリアランス調整部８６の記憶領域１０４に記憶される処理プログラム（クリアランス調整プログラム）を図７のフローチャートを用いて説明する。処理プログラムはイグニッションスイッチオンとともにスタートし、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆに基づいて、目標クランプ力決定部８０で目標クランプ力Ｆｃｍが決定され、その目標クランプ力Ｆｃｍが入力部１００から入力される（ステップＳ１０）。その目標クランプ力Ｆｃｍと記憶部１０３の記憶領域１１１に記憶された所定値とＣＰＵにより比較する（ステップＳ１１）。その結果、目標クランプ力が所定値より大きいときは、クリアランスはその時点の値を維持し、ピストン位置を維持し（ステップＳ１２）、リターンしステップＳ１０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｍが所定値以下のとき、入力された舵角、車速に基づいて、記憶部１０３に記憶されるパッドクリアランステーブルからパッドクリアランスｔＰを決定する（ステップＳ１３）。舵角速度と車速により、記憶部１０３に記憶される舵角速度係数ｋｄｓｗが求められる（ステップＳ１４）。次に、（１）式に従って目標パッドクリアランスｔＰＰが演算される（ステップＳ１５）。ここで、ｔＰＭＩＮは、パッドクリアランス最低値である。
【００３６】
【数１】
【００３７】
位置検出器６８からの値に従ってクリアランス検出部９０からのクリアランス値との目標クリアランスとの偏差から目標電圧を求め、その目標電圧信号を副制御装置に送り電動モータが制御され、スピンドル位置（ボールネジスピンドル６９の位置）が制御されパッドクリアランスが調整される（ステップＳ１６）。そして、再び、ステップＳ１０に戻り、処理を行う。
【００３８】
このように、舵角、車速などの車両の状態によりパッドクリアランスが調整される。
【００３９】
図８は、副制御装置１７，１８，１９，２０のブロック構成図である。副制御装置１７，１８，１９，２０は、主制御装置１５，１６からの目標電圧Ｖｔに従って電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する装置であり、また、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆを入力として、電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する装置であり、目標クランプ力演算部１２０とモータ駆動演算部１２１とモータ駆動回路１２３と実クランプ力変換部１２４と目標クランプ力判定部およびバックアップ判定部（以下「バックアップ判定部」という）１２５を有している。
【００４０】
目標クランプ力演算部１２０は、踏力信号Ｆに基づいて目標クランプ力Ｆｃｂを計算しバックアップ判定部１２５に出力する。バックアップ判定部１２５でバックアップ判定がなされたとき、目標クランプ力Ｆｃｂがモータ駆動演算部１２１に出力され、モータ駆動演算部１２１内の図示しない偏差演算部は、目標クランプ力Ｆｃｂからクランプ力検出値Ｆｄを減算することにより偏差ＤＦを計算して、モータ駆動演算部１２１内の図示しないＰＩ設定部に出力する。ＰＩ設定部は偏差ＤＦを用いた演算の実行により、クランプ力検出値Ｆｄが目標クランプ力Ｆｃｂに追従するように目標電圧Ｖｔ２を計算し、モータ駆動回路１２３に出力する。バックアップ判定部１２５でバックアップしないと判定されたときは、主制御装置１５，１６から入力された目標電圧Ｖｔ１をモータ駆動演算部１２１に出力する。モータ駆動回路１２３は、目標電圧Ｖｔ１あるいはＶｔ２に基づいてモータ２９（３０，３１，３２）を駆動するためのモータ駆動電流を流す装置である。実クランプ力変換部１２４は、押圧センサ７５からの信号によってクランプ力Ｆｄを検出し、モータ駆動演算部１２１に出力する装置である。
【００４１】
バックアップ判定部１２５は、主制御装置１５（１６）からの目標クランプ力Ｆｃｍに基づいて電動モータ２９（３０，３１，３２）を駆動するか、または副制御装置１７（１８，１９，２０）内で演算した目標クランプ力Ｆｃｂに基づいて電動モータ２９（３０，３１，３２）を駆動する（バックアップをする）かを判定し、上記のいずれかの目標クランプ力を出力する装置である。バックアップ判定部１２５は、その内部に、タイマーと目標値判定部と主判定部を備えている。タイマーは、踏力センサ４１から踏力信号が入力された時点からの経過時間のカウントを行い、その経過時間に係るカウント値が上記主判定部に出力される。また目標値判定部は、メイン系の目標クランプ力決定部８０とバックアップ系の目標クランプ力演算部１２０からの出力信号に基づいてバックアップを行うか否かの判定結果を主判定部に出力する。さらに主判定部は、目標値判定部からの信号とタイマーからの信号に基づいて、タイマーで指定される所定時間経過前にはバックアップ系の目標クランプ力演算部１２０からの目標クランプ力Ｆｃｂをモータ駆動演算部１２１に出力する。上記の所定時間が経過したときは、主制御装置１５（１６）からの信号をモータ駆動演算部１２１に出力する。以上のごとく、主判定部は、タイマーで指定される時間の経過前はバックアップ系の制御指令値でクランプ制御を行い、当該指定時間の経過後にはメイン系の制御指令値に置き換えてクランプ制御を行うという機能を有している。なお、このバックアップ判定部１２５は、目標クランプ力に所定の大きさの力を増加させるようにして出力するブレーキアシストロジックも有している。
【００４２】
次に副制御装置１７（１８，１９，２０）の通常時の動作を図９のフローチャートを用いて説明する。踏力センサ４１からの信号に基づいて目標クランプ力Ｆｃｂが目標クランプ力演算部１２０で決定され、バックアップ判定部１２５に入力され、また、主制御装置１５，１６の目標クランプ力決定部８０からの目標クランプ力Ｆｃｍがバックアップ判定部１２５に入力される（ステップＳ２０）。その目標クランプ力Ｆｃｂとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値ｋＢと比較し、また、目標クランプ力Ｆｃｍとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値ｋＭと比較し、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいか判断する（ステップＳ２１）。その結果、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいときは、主制御装置からの目標電圧Ｖｔ１を通すように切り換えられ、タイマークリアされる（ステップＳ２２）。そして、目標電圧Ｖｔ１がモータ駆動回路１２３に信号が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいことが満たされないとき、タイマーがカウントされる（ステップＳ２４）。タイマーのカウントが指定時間経過したかどうか判断する（ステップＳ２５）。タイマーが指定時間経過しないならば、バックアップ判定部１２５は、副制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｂを出力するように制御される（ステップＳ２６）そして、モータ駆動演算部１２１には目標クランプ力信号Ｆｃｂが送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。タイマーが指定時間経過したならば、主制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｍを出力するように制御される（ステップＳ２７）。そして、目標クランプ力信号がモータ駆動演算部１２１に送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしてステップＳ１０が実行される。
【００４３】
次に副制御装置１７（１８，１９，２０）のブレーキアシスト時の動作を図１０のフローチャートを用いて説明する。踏力センサ４１からの信号に基づいて目標クランプ力Ｆｃｂが目標クランプ力演算部１２０で決定され、バックアップ判定部１２５に入力され、また、主制御装置１５，１６の目標クランプ力決定部８０からの目標クランプ力Ｆｃｍがバックアップ判定部１２５に入力される（ステップＳ３０）。このときブレーキアシストロジックによりその目標クランプ力Ｆｃｂとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値（バックアップ系ＢＡ判定しきい値）ｋＢＡＢと比較し、また、目標クランプ力Ｆｃｍとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値（メイン系ＢＡ判定しきい値）ｋＢＡＭと比較し、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいか判断する（ステップＳ３１）。その結果、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいときは、主制御装置からの目標クランプ力を通すように切り換えられ、タイマークリアされる（ステップＳ３２）。そして、目標クランプ力がモータ駆動演算部１２１に信号が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ３０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいことが満たされないとき、タイマーがカウントされる（ステップＳ３４）。タイマーのカウントが指定時間経過したかどうか判断する（ステップＳ３５）。タイマーが指定時間経過しないならば、副制御装置は、ブレーキアシストを判定し、目標クランプ力演算部からの目標クランプ力Ｆｃｂに所定の値αの大きさの力が加えられ、その増加させた目標クランプ力（Ｆｃｂ＋α）を出力するように制御され（ステップＳ３７）そして、モータ駆動演算部には増加させた目標クランプ力信号（Ｆｃｂ＋α）が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。タイマーが指定時間経過したならば、簡易ブレーキアシストを禁止するように判定され、主制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｍを通すように制御される（ステップＳ３６）。そして、目標クランプ力がモータ駆動演算部に送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ１０が実行される。
【００４４】
通常時は図９のように踏力センサからの直接指示値でモータの駆動開始を行うが所定時間（パッドクリアランスにより可変する。）経過してもメイン系の指示がない場合は簡易ＢＡ判定および先行のモータ駆動を停止することにより、通常は制動力が速く立ち上がるが、ノイズやセンサずれの時の不要な制動を禁止できる。
【００４５】
バックアップ時は図１０のように踏力センサからの直接指示値でＢＡ（ブレーキアシスト）簡易判定を行うが所定時間（上記通常時とは異なる。）経過してもメイン系のＢＡ指示またはＢＡ相当のクランプ力指示値がない場合は簡易ＢＡ判定禁止することにより、ＢＡ時の制動力が速く立ち上がるが、メイン系でＢＡ判定しなかった場合の不必要なＢＡを速やかに禁止できる。表でＦｃｍは指示クランプ力、ｋＭはしきい値であるが、単なるＢＡフラグでも良い。
【００４６】
このように、緊急時のブレーキの応答性を向上させることができる。なお、本実施形態においては、クリアランス調整部への車両の状態の信号を舵角と車速に係る信号としたが、その他に、ヨーレート、車輪速度、横Ｇ等に係る信号を用いるようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００４８】
電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整するための舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。
【００４９】
また、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。また、舵角の代わりにヨーレートや左右の車輪速度、横Ｇを用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る制動装置の全体構成図である。
【図２】電動ブレーキの断面図である
【図３】主制御装置のブロック構成図である。
【図４】クリアランス調整部を説明するブロック構成図である。
【図５】パッドクリアランステーブルである。
【図６】舵角速度係数テーブルである。
【図７】クリアランス調整プログラムのフローチャートである。
【図８】副制御装置のブロック構成図である。
【図９】副制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】副制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 制動装置
１１，１２，１３，１４ 電動ブレーキ
１５，１６ 主制御装置
１７，１８，１９，２０ 副制御装置
２１，２２，２３，２４ ブレーキディスク
２５，２６，２７，２８ 摩擦パッド
２９，３０，３１，３２ 電動モータ
３３，３４，３５，３６ 回転速度センサ
３７，３８ バッテリ
３９ 信号線
４０ ブレーキペダル
４１ 踏力センサ
４２ バックアップ系信号線
４３，４４，４５，４６ 信号線
４７，４８，４９，５０ 信号線
６０ キャリパ
８０ 目標クランプ力決定部
８１ 偏差演算部
８２ ＰＩ設定部
８３ クランプ力検出部
８４ 舵角センサ
８５ 車速センサ
８６ クリアランス調整部
８７ 目標クリアランス決定部
８８ 偏差演算部
８９ ＰＩ設定部
９０ クリアランス検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動装置に関し、特に、パッドクリアランス自動調整手段を備えた制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在知られている車両の電気制御ブレーキシステムで、完全な電気式は未だ市場に現れていない。他方、油圧を利用したタイプの電気制御ブレーキシステムは例えばダイムラークライスラー車に採用されている。そのシステムの構成としては、基本的に、（１）運転者の制動要求を検出するセンサ（油圧、圧力、ストローク等を利用したセンシング部）とその検出信号取出し部、（２）運転者の制動要求から各輪の制動力を算出する中央演算部、（３）中央演算部から制御指令を受けて動作するブレーキ駆動用アクチュエータ（油圧駆動方式または電動駆動方式）を備えている。電動制御ブレーキシステムは、従来のブレーキ装置の仕組みと異なり、運転者の踏力に依存することなく四輪車両の四輪の総ブレーキ力を必要に応じて自在に変えることができ、四輪の各ブレーキ力を各車輪に取り付けた荷重センサの値に比例させた値に変更して車両の制動時の安定性を図ることができる。さらに電動制御ブレーキシステムについては、従来、上記の油圧の代わりに、モータと減速機を組み合わせた構成を利用して成る電気モータブレーキ装置（ＥＭＢ：Electric Motor Brake）も知られている。（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８２９３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在使用されている油圧式のブレーキでは比較的低速で転舵をくりかえした後パッドクリアランスの増加により、ブレーキング時の無効ストロークが増えるノックバック（タイヤの転舵によりローターがふれてパッドを押し戻す状態）傾向があり、ブレーキの応答やフィーリングに悪影響を及ぼしている。また、電動ブレーキ装置においては、油圧によるダンピング効果がないため、ノックバックが起きるような転舵時に電動ブレーキ装置の減速機等に過大な負荷がかかり装置の劣化や耐久性に問題が生じる恐れがある。なおかつそのためにパッドクリアランスを大きくすると制動初期レスポンスが不足する。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しない制動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る制動装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００７】
第１の制動装置（請求項１に対応）は、電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とクリアランスを車両の舵角速度が速くなるほど少なくなるように調整するクリアランス調整手段を備えたことで特徴づけられる。
【０００８】
第１の制動装置によれば、電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の舵角速度が速くなるほど少なくなるように調整するため、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、舵角速度が速くなるほど、パッドクリアランスを少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。
【０００９】
第２の制動装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくはクリアランス調整手段は、車両の車速が高車速になるほど舵角速度に対するクリアランスの変化量が大きくなるように調整することで特徴づけられる。
【００１０】
第２の制動装置によれば、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速になるほど、舵角速度に対するパッドクリアランスの変化量を大きくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。また、舵角の代わりにヨーレートや左右の車輪速度、横Ｇを用いても同様の効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る制動装置１０の全体構成図である。左右前後の車輪の各々に設けられた電動ブレーキ１１，１２，１３，１４と、これら各ブレーキの作動状態を制御する主制御装置（中央ＥＣＵ：主制御部）１５，１６と各ブレーキのアクチュエータである電動モータを制御する副制御装置（電動モータＥＣＵ：副制御部）１７，１８，１９，２０とからなるブレーキ制御装置を備えている。電動ブレーキ１１，１２，１３，１４はディスクブレーキであり、左右の前輪・後輪と共に回転するブレーキディスク２１，２２，２３，２４の両側面に摩擦パッド（摩擦部材）２５，２６，２７，２８が電動モータ（アクチュエータ）２９，３０，３１，３２の駆動により押し付けられることにより回転が抑制される。また、各ブレーキには、ブレーキディスク２１，２２，２３，２４の回転速度を検出する回転速度センサ３３，３４，３５，３６を備えている。
【００１３】
上記の電動モータ２９，３０，３１，３２の動作はブレーキ制御装置によって制御される。ブレーキ制御装置は、電気制御ブレーキシステム全体を制御する主制御装置１５，１６と、電動モータ２９，３０，３１，３２をそれぞれ制御するモータ駆動回路（図示せず）を有する副制御装置１７，１８，１９，２０とを含むものであり、これらは、電源として用意された２つのバッテリ３７，３８から供給される電力によって作動させられる。また、主制御装置１５，１６のそれぞれには実線で示された３重系の信号線３９を介してブレーキペダル４０の踏力センサ（ペダル操作量検出部）４１から出力される踏力信号が入力される。さらに副制御装置１７，１８，１９，２０には、バックアップ系としての破線で示された信号線４２によって踏力センサ４１からの踏力信号が入力される。踏力センサ４１から主制御装置１５，１６への踏力信号は例えばアナログ信号形式で３重にして送っている。なお踏力信号はこれに限定されず、踏力センサ４１にコントローラを付設してディジタル信号形式に送ることも可能である。また踏力センサ４１から副制御装置１７〜２０への踏力信号は、１本の信号線４２で送られ、アナログ信号形式である。この場合にも踏力信号をディジタル信号形式とすることも可能である。
【００１４】
さらに、図１において、２つのブロック２０１，２０２は、インジケータランプに係るユニットを示すものである。ユニット２０１からはヨーレート信号、横Ｇ信号、舵角信号などの車両の状態を示す信号が出力される。これらの信号は信号線４３と信号線４４を介して主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０に入力されるようになっている。またユニット２０２からはＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）信号、ＶＳＡ（車両挙動安定化センサ）信号が出力される。これらの信号は、同じく、信号線４３と信号線４４を介して主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０に入力されるようになっている。
【００１５】
主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０をつなぐ上記の信号線４３と信号線４４は、本実施形態に係る電気制御ブレーキシステムにおいては、フェイルセーフのための２重系の信号伝達系として形成されている。上記の主制御装置１５と各副制御装置１７〜２０は信号線４３を介して信号の送受を行い、主制御装置１６と各副制御装置１７〜２０は信号線４４で信号の送受を行うように構成されている。例えば２つの主制御装置１５，１６のいずれか一方でトラブルが生じたときには、正常に動作する主制御装置およびそれに関連する信号線によって各副制御装置１７〜２０に制御指令信号を送り、電動ブレーキ１１〜１４の制動動作を制御することになる。
【００１６】
ここで、主制御装置１５，１６と副制御装置１７〜２０との間の信号線４３，４４を経由した通信に係る信号形式について説明する。信号線４３，４４ではディジタル通信形式の信号送受が行われ、信号線４３，４４はバスラインとして形成される。通信形式としてＣＡＮバスを用いる場合には、相互通信形式であるので、信号線４３，４４はフェイルセーフ判断のため２重の信号線構造となっている。この構造の場合、最終的に制御指令信号を送るための他の信号線が必要となる。通信形式としてＴＴＰ（Time Triggered Protocol）バスを用いる場合には、通信の時間が設定された通信形式であるので、信号線４３，４４はフェイルセーフ判断のため１重の信号線構造となっている。この構造の場合、最終的に制御指令の信号を送るためには他の信号線が必要となる。
【００１７】
上記の実施形態では、主制御装置１５，１６の各々による本来の制動制御のための処理に対して、踏力センサ４１から副制御装置１７〜２０の各々へのバックアップ用の信号線４２を設けて各副制御装置で補助的な制動制御のための処理を行わせるようにしたため、主制御装置１５，１６と各副生制御装置１７〜２０の間の通信の構成を簡素にすることが可能となる。
【００１８】
電源については、上記のごとく、２つのバッテリ３７がフェイルセーフのために２重系として設けられている。バッテリ３７からの電力は、電力線４５によって、主制御装置１５を経由して副制御装置１７，１８および電動モータ２９，３０に供給されるようになっている。バッテリ３８からの電力は、電力線４６によって、主制御装置１６を経由して副制御装置１９，２０および電動モータ２９，３０に供給されるようになっている。
【００１９】
また、電動モータ２９，３０，３１，３２を備えた各モータ部からは、図示しない押圧センサからの押圧信号と、図示しない位置検出部からのシリンダ位置信号が副制御装置１７，１８，１９，２０と主制御装置１５，１６にフィードバックされる。
【００２０】
制動制御信号の伝達経路は、図１に示すように、メインの伝達系統である信号線３９とバックアップ用にもう１系統の信号線４２が備えられる。ブレーキペダル４０での制動操作に基づく制動制御指令は、通常、踏力センサ４１、主制御装置（中央ＥＣＵ）１５，１６、副制御装置（モータ駆動ＥＣＵ）１７〜２０という経路を通るために、通信による時間的なロスが発生する。
【００２１】
図２は、電動ブレーキ１１，１２，１３，１４のうちの１つ、例えば電動ブレーキ１１の内部の機械的な構造を示した断面図である。図２で、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００２２】
電動ブレーキ１１は、ブレーキディスク２１の両側に配設された一対の摩擦パッド２５と、円板状のブレーキディスク２１の中心軸の軸線方向に移動自在となるように設けられ、外側と内側に配置された一対の摩擦パッド２５によって両側からブレーキディスク２１を挟持させるキャリパ６０とを備える。外側と内側の一対の摩擦パッド２５は、それぞれ、キャリパ本体すなわちハウジング６１に、その軸線６１ａの方向にスライドする構造で取り付けられている。
【００２３】
キャリパ６０はハウジング（キャリパ本体）６１を有しており、ハウジング６１は車両の支持取付け部（図示せず）に固定されている。このハウジング６１は、円筒状の出力部材（モータロータ）６２を回転させる電動モータ２９を固定するための機構部の一部を構成している。電動モータ２９は、固定されたハウジング６１と、ハウジング６１の内周部に固定されたコイル６３と、コイル６３の両側に配置されたベアリング６５，６６を介して回転自在に支持された円筒状の出力部材６２と、コイル６３の内側に位置するように出力部材６２の外周面に固定されたマグネット６７とを有している。ここで、ベアリング６６の付近には、出力部材６２の回転位置を検出する位置検出器（図示せず）が設けられている。なお電動モータ２９はブレーキ制御装置からの指令信号でトルクを発生させる。
【００２４】
円筒状の出力部材６２の内部には、前述のベアリング６５，６６を介して有底円筒状の回転伝達部材７１が回転自在に設けられている。回転伝達部材７１は図中右端の軸部７１ａで回転自在になるようにハウジング６１によって支持されている。回転伝達部材７１の軸部７１ａには遊星アーム３０１が固定されており、さらにこの遊星アーム３０１には３つの遊星歯車３０２が取り付けられている。また上記出力部材６２の右端部には外歯を有する歯車部材３０３が固定されると共に、ハウジング６１の内部には内歯を有する歯車部材３０４が固定されている。以上において、歯車部材３０３，３０４はそれぞれ太陽歯車であり、上記３つの遊星歯車３０２と共に遊星歯車機構を形成する。一方の太陽歯車である歯車部材３０４はハウジング６１によって固定された状態にあるので、電動モータ２９で出力部材６２を回転させると、上記の遊星歯車機構を介して、その動力が回転伝達部材７１に伝達され、回転伝達部材７１が回転させられる。
【００２５】
回転伝達部材７１の内側にはボールネジ機構７２を介してロッド状のボールネジスピンドル（移動部材）６９が設けられている。ボールネジスピンドル６９の先端部にはパッド押圧部７６が設けられている。内側の摩擦パッド２５はキャリパブラケット７８等の部分で軸線６１ａの方向にスライド自在に取り付けられ、外側の摩擦パッド２５はハウジング６１の爪部７７に軸線６１ａの方向にスライド自在に取り付けられている。両側の摩擦パッド２５とブレーキディスク２１との間には、通常、制動動作が行われない場合には所要のクリアランスが設定される。制動動作が行われるときには、図２に示すごとく、ボールネジスピンドル６９がブレーキディスク方向に移動しパッド押圧部７６が押圧作用を生じて両側の摩擦パッド２５でブレーキディスク２１を挟み込み、クランプする。
【００２６】
上記において、両側の摩擦パッド２５の各々とブレーキディスク２１との間に形成されるクリアランスは、上記ボールネジスピンドル６９の位置に応じて任意に調整することができる。従って、車両の条件に応じて電動モータ２９の動作を制御し、ボールネジスピンドル６９の位置を適宜に設定することにより上記のクリアランスは適宜に設定することができる。
【００２７】
なお、パッド押圧部７６の周面部とハウジング６１との間にはリング形状を有した径方向に蛇腹状の弾性バネ７９が設けられ、パッド押圧部７５を支持している。
【００２８】
なお、ハウジング６１内には、摩擦パッド２５によるクランプ力を測定する押圧センサ（図示せず）が備えられている。
【００２９】
以上の構成により、電動モータ２９がその出力部材６２を例えば正回転させると、上記の遊星歯車機構を介して回転動力が伝達され、回転伝達部材７１が正回転する。そうすると、ボールネジ機構７２が、ボールネジスピンドル６９をブレーキディスク２１の方向に移動させ、一対の摩擦パッド２５がブレーキディスク２１の方向に押圧され、ブレーキディスク２１に接触して制動力を発生させる。このとき押圧センサによりクランプ力を測定し、主制御装置１５と副制御装置１７に入力される。また位置検出器からの信号も主制御装置１５と副制御装置１７に入力される。電動モータ２９がその出力部材６２を逆回転させるときには、上記の動作と反対の動作が生じる。
【００３０】
図３は、主制御装置１５，１６の内部構成の一例を示したブロック構成図である。主制御装置１５，１６は、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆを入力として、電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する目標電圧を副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する装置であり、目標クランプ力決定部８０と偏差演算部８１とＰＩ設定部８２とクランプ力検出部８３と、舵角センサ８４、車速センサ８５からの信号を入力してクリアランスを調整するクリアランス調整部８６を有している。
【００３１】
目標クランプ力決定部８０は、踏力信号Ｆに基づいて目標クランプ力Ｆｃｍを計算し偏差演算部８１とクリアランス調整部８６に出力する。偏差演算部８１は、目標クランプ力Ｆｃｍからクランプ力検出値Ｆｄを減算することにより偏差ＤＦを計算して、ＰＩ設定部８２に出力する。ＰＩ設定部８２は偏差ＤＦを用いた演算の実行により、クランプ力検出値Ｆｄが目標クランプ力Ｆｃｍに追従するように目標電圧Ｖｔを計算する。そして、その目標電圧信号Ｖｔを副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する。クランプ力検出部８３は、電動モータ２９，３０，３１，３２の押圧センサ７５からの信号に基づいてクランプ力Ｆｄを検出し、その値を偏差演算部８１に出力する装置である。
【００３２】
クリアランス調整部８６は、アクチュエータである電動モータ２９，３０，３１，３２を駆動して回転体であるブレーキディスク２１，２２，２３，２４の非制動時における摩擦部材である摩擦パッド２５，２６，２７，２８と回転体であるブレーキディスク２１，２２，２３，２４のクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整する装置であり、目標クリアランス決定部８７と偏差演算部８８とＰＩ設定部８９とクリアランス検出部９０を備えている。
【００３３】
目標クリアランス決定部８７は、舵角センサ８４からの舵角信号、車速センサ８５からの車速信号に基づいて目標クリアランスＣｔを計算し、偏差演算部８８に出力する。偏差演算部８８は、目標クリアランスＣｔから、クリアランス検出部９０による検出クリアランスＣｄを減算することにより偏差ＤＣを計算して、ＰＩ設定部８９に出力する。ＰＩ設定部８９は偏差ＤＣを用いた演算の実行により、検出クリアランスＣｄが目標クリアランスＣｔに追従するように目標電圧Ｖｃを計算し、副制御装置２１，２２，２３，２４に出力する。クリアランス検出部９０は、モータの位置検出部６８からの信号に基づいてクリアランスを検出し、偏差演算部８８に出力する。
【００３４】
図４は、クリアランス調整部８６を説明するためのブロック構成図である。クリアランス調整部８６は、入力部１００、出力部１０１、ＣＰＵ１０２、記憶部１０３を備えている。このクリアランス調整部８６では、記憶部１０３内の記憶領域１０４に舵角、車速に基づいてクリアランスを調整するクリアランス調整プログラムが記憶されている。記憶部１０３内の記憶領域１０５には、図５（ａ）で示す低車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶されており、記憶領域１０６には、図５（ｂ）で示す中車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶され、記憶領域１０７には、図５（ｃ）で示す高車速での舵角に対するパッドクリアランスｔＰのテーブルが記憶されている。また、記憶領域１０８には、図６（ａ）で示す低車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されており、記憶領域１０９には、図６（ｂ）で示す中車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されており、記憶領域１１０には、図６（ｃ）で示す高車速での舵角速度に対する舵角速度係数ｋｄＳＷのテーブルが記憶されている。
【００３５】
次にクリアランス調整部８６の記憶領域１０４に記憶される処理プログラム（クリアランス調整プログラム）を図７のフローチャートを用いて説明する。処理プログラムはイグニッションスイッチオンとともにスタートし、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆに基づいて、目標クランプ力決定部８０で目標クランプ力Ｆｃｍが決定され、その目標クランプ力Ｆｃｍが入力部１００から入力される（ステップＳ１０）。その目標クランプ力Ｆｃｍと記憶部１０３の記憶領域１１１に記憶された所定値とＣＰＵにより比較する（ステップＳ１１）。その結果、目標クランプ力が所定値より大きいときは、クリアランスはその時点の値を維持し、ピストン位置を維持し（ステップＳ１２）、リターンしステップＳ１０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｍが所定値以下のとき、入力された舵角、車速に基づいて、記憶部１０３に記憶されるパッドクリアランステーブルからパッドクリアランスｔＰを決定する（ステップＳ１３）。舵角速度と車速により、記憶部１０３に記憶される舵角速度係数ｋｄｓｗが求められる（ステップＳ１４）。次に、（１）式に従って目標パッドクリアランスｔＰＰが演算される（ステップＳ１５）。ここで、ｔＰＭＩＮは、パッドクリアランス最低値である。
【００３６】
【数１】
位置検出器６８からの値に従ってクリアランス検出部９０からのクリアランス値との目標クリアランスとの偏差から目標電圧を求め、その目標電圧信号を副制御装置に送り電動モータが制御され、スピンドル位置（ボールネジスピンドル６９の位置）が制御されパッドクリアランスが調整される（ステップＳ１６）。そして、再び、ステップＳ１０に戻り、処理を行う。
【００３８】
このように、舵角、車速などの車両の状態によりパッドクリアランスが調整される。
【００３９】
図８は、副制御装置１７，１８，１９，２０のブロック構成図である。副制御装置１７，１８，１９，２０は、主制御装置１５，１６からの目標電圧Ｖｔに従って電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する装置であり、また、踏力センサ４１からの踏力信号Ｆを入力として、電動モータ２９，３０，３１，３２を制御する装置であり、目標クランプ力演算部１２０とモータ駆動演算部１２１とモータ駆動回路１２３と実クランプ力変換部１２４と目標クランプ力判定部およびバックアップ判定部（以下「バックアップ判定部」という）１２５を有している。
【００４０】
目標クランプ力演算部１２０は、踏力信号Ｆに基づいて目標クランプ力Ｆｃｂを計算しバックアップ判定部１２５に出力する。バックアップ判定部１２５でバックアップ判定がなされたとき、目標クランプ力Ｆｃｂがモータ駆動演算部１２１に出力され、モータ駆動演算部１２１内の図示しない偏差演算部は、目標クランプ力Ｆｃｂからクランプ力検出値Ｆｄを減算することにより偏差ＤＦを計算して、モータ駆動演算部１２１内の図示しないＰＩ設定部に出力する。ＰＩ設定部は偏差ＤＦを用いた演算の実行により、クランプ力検出値Ｆｄが目標クランプ力Ｆｃｂに追従するように目標電圧Ｖｔ２を計算し、モータ駆動回路１２３に出力する。バックアップ判定部１２５でバックアップしないと判定されたときは、主制御装置１５，１６から入力された目標電圧Ｖｔ１をモータ駆動演算部１２１に出力する。モータ駆動回路１２３は、目標電圧Ｖｔ１あるいはＶｔ２に基づいてモータ２９（３０，３１，３２）を駆動するためのモータ駆動電流を流す装置である。実クランプ力変換部１２４は、押圧センサ７５からの信号によってクランプ力Ｆｄを検出し、モータ駆動演算部１２１に出力する装置である。
【００４１】
バックアップ判定部１２５は、主制御装置１５（１６）からの目標クランプ力Ｆｃｍに基づいて電動モータ２９（３０，３１，３２）を駆動するか、または副制御装置１７（１８，１９，２０）内で演算した目標クランプ力Ｆｃｂに基づいて電動モータ２９（３０，３１，３２）を駆動する（バックアップをする）かを判定し、上記のいずれかの目標クランプ力を出力する装置である。バックアップ判定部１２５は、その内部に、タイマーと目標値判定部と主判定部を備えている。タイマーは、踏力センサ４１から踏力信号が入力された時点からの経過時間のカウントを行い、その経過時間に係るカウント値が上記主判定部に出力される。また目標値判定部は、メイン系の目標クランプ力決定部８０とバックアップ系の目標クランプ力演算部１２０からの出力信号に基づいてバックアップを行うか否かの判定結果を主判定部に出力する。さらに主判定部は、目標値判定部からの信号とタイマーからの信号に基づいて、タイマーで指定される所定時間経過前にはバックアップ系の目標クランプ力演算部１２０からの目標クランプ力Ｆｃｂをモータ駆動演算部１２１に出力する。上記の所定時間が経過したときは、主制御装置１５（１６）からの信号をモータ駆動演算部１２１に出力する。以上のごとく、主判定部は、タイマーで指定される時間の経過前はバックアップ系の制御指令値でクランプ制御を行い、当該指定時間の経過後にはメイン系の制御指令値に置き換えてクランプ制御を行うという機能を有している。なお、このバックアップ判定部１２５は、目標クランプ力に所定の大きさの力を増加させるようにして出力するブレーキアシストロジックも有している。
【００４２】
次に副制御装置１７（１８，１９，２０）の通常時の動作を図９のフローチャートを用いて説明する。踏力センサ４１からの信号に基づいて目標クランプ力Ｆｃｂが目標クランプ力演算部１２０で決定され、バックアップ判定部１２５に入力され、また、主制御装置１５，１６の目標クランプ力決定部８０からの目標クランプ力Ｆｃｍがバックアップ判定部１２５に入力される（ステップＳ２０）。その目標クランプ力Ｆｃｂとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値ｋＢと比較し、また、目標クランプ力Ｆｃｍとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値ｋＭと比較し、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいか判断する（ステップＳ２１）。その結果、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいときは、主制御装置からの目標電圧Ｖｔ１を通すように切り換えられ、タイマークリアされる（ステップＳ２２）。そして、目標電圧Ｖｔ１がモータ駆動回路１２３に信号が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＭより大きいことが満たされないとき、タイマーがカウントされる（ステップＳ２４）。タイマーのカウントが指定時間経過したかどうか判断する（ステップＳ２５）。タイマーが指定時間経過しないならば、バックアップ判定部１２５は、副制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｂを出力するように制御される（ステップＳ２６）そして、モータ駆動演算部１２１には目標クランプ力信号Ｆｃｂが送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。タイマーが指定時間経過したならば、主制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｍを出力するように制御される（ステップＳ２７）。そして、目標クランプ力信号がモータ駆動演算部１２１に送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ２３）。そして、リターンしてステップＳ１０が実行される。
【００４３】
次に副制御装置１７（１８，１９，２０）のブレーキアシスト時の動作を図１０のフローチャートを用いて説明する。踏力センサ４１からの信号に基づいて目標クランプ力Ｆｃｂが目標クランプ力演算部１２０で決定され、バックアップ判定部１２５に入力され、また、主制御装置１５，１６の目標クランプ力決定部８０からの目標クランプ力Ｆｃｍがバックアップ判定部１２５に入力される（ステップＳ３０）。このときブレーキアシストロジックによりその目標クランプ力Ｆｃｂとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値（バックアップ系ＢＡ判定しきい値）ｋＢＡＢと比較し、また、目標クランプ力Ｆｃｍとバックアップ判定部１２５の記憶部に記憶された所定値（メイン系ＢＡ判定しきい値）ｋＢＡＭと比較し、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいか判断する（ステップＳ３１）。その結果、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいときは、主制御装置からの目標クランプ力を通すように切り換えられ、タイマークリアされる（ステップＳ３２）。そして、目標クランプ力がモータ駆動演算部１２１に信号が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ３０が実行される。また、目標クランプ力Ｆｃｂが所定値ｋＢＡＢより大きくかつ目標クランプ力Ｆｃｍが所定値ｋＢＡＭより大きいことが満たされないとき、タイマーがカウントされる（ステップＳ３４）。タイマーのカウントが指定時間経過したかどうか判断する（ステップＳ３５）。タイマーが指定時間経過しないならば、副制御装置は、ブレーキアシストを判定し、目標クランプ力演算部からの目標クランプ力Ｆｃｂに所定の値αの大きさの力が加えられ、その増加させた目標クランプ力（Ｆｃｂ＋α）を出力するように制御され（ステップＳ３７）そして、モータ駆動演算部には増加させた目標クランプ力信号（Ｆｃｂ＋α）が送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ２０が実行される。タイマーが指定時間経過したならば、簡易ブレーキアシストを禁止するように判定され、主制御装置からの目標クランプ力Ｆｃｍを通すように制御される（ステップＳ３６）。そして、目標クランプ力がモータ駆動演算部に送られ、クランプ力が制御される（ステップＳ３３）。そして、リターンしステップＳ１０が実行される。
【００４４】
通常時は図９のように踏力センサからの直接指示値でモータの駆動開始を行うが所定時間（パッドクリアランスにより可変する。）経過してもメイン系の指示がない場合は簡易ＢＡ判定および先行のモータ駆動を停止することにより、通常は制動力が速く立ち上がるが、ノイズやセンサずれの時の不要な制動を禁止できる。
【００４５】
バックアップ時は図１０のように踏力センサからの直接指示値でＢＡ（ブレーキアシスト）簡易判定を行うが所定時間（上記通常時とは異なる。）経過してもメイン系のＢＡ指示またはＢＡ相当のクランプ力指示値がない場合は簡易ＢＡ判定禁止することにより、ＢＡ時の制動力が速く立ち上がるが、メイン系でＢＡ判定しなかった場合の不必要なＢＡを速やかに禁止できる。表でＦｃｍは指示クランプ力、ｋＭはしきい値であるが、単なるＢＡフラグでも良い。
【００４６】
このように、緊急時のブレーキの応答性を向上させることができる。なお、本実施形態においては、クリアランス調整部への車両の状態の信号を舵角と車速に係る信号としたが、その他に、ヨーレート、車輪速度、横Ｇ等に係る信号を用いるようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００４８】
電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、電子制御装置は、アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の旋回状態に基づき調整するための舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。
【００４９】
また、舵角によりパッドクリアランスを増加する手段と車速によってその増加量を少なくする手段によって、低速の大舵角では電動ブレーキ装置の減速機構等の負担を低減できるようになり耐久性に優れ、制動初期レスポンスが不足しないようにすることができる。また、高車速や舵角速度が速いときには、パッドクリアランスをさらに少なくすることにより、高速時や低速時でも回避操作時のブレーキの応答性を高くできる。また、舵角の代わりにヨーレートや左右の車輪速度、横Ｇを用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る制動装置の全体構成図である。
【図２】電動ブレーキの断面図である
【図３】主制御装置のブロック構成図である。
【図４】クリアランス調整部を説明するブロック構成図である。
【図５】パッドクリアランステーブルである。
【図６】舵角速度係数テーブルである。
【図７】クリアランス調整プログラムのフローチャートである。
【図８】副制御装置のブロック構成図である。
【図９】副制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】副制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 制動装置
１１，１２，１３，１４ 電動ブレーキ
１５，１６ 主制御装置
１７，１８，１９，２０ 副制御装置
２１，２２，２３，２４ ブレーキディスク
２５，２６，２７，２８ 摩擦パッド
２９，３０，３１，３２ 電動モータ
３３，３４，３５，３６ 回転速度センサ
３７，３８ バッテリ
３９ 信号線
４０ ブレーキペダル
４１ 踏力センサ
４２ バックアップ系信号線
４３，４４，４５，４６ 信号線
４７，４８，４９，５０ 信号線
６０ キャリパ
８０ 目標クランプ力決定部
８１ 偏差演算部
８２ ＰＩ設定部
８３ クランプ力検出部
８４ 舵角センサ
８５ 車速センサ
８６ クリアランス調整部
８７ 目標クリアランス決定部
８８ 偏差演算部
８９ ＰＩ設定部
９０ クリアランス検出部
Claims (2)
- 電子制御装置からの信号に基づき摩擦部材を回転体に対して相対的に移動させるアクチュエータを備えた制動装置において、
前記電子制御装置は、前記アクチュエータを駆動して回転体の非制動時における摩擦部材と回転体とのクリアランスを車両の舵角速度が速くなるほど少なくなるように調整するクリアランス調整手段を備えたことを特徴とする制動装置。 - 前記クリアランス調整手段は、前記車両の車速が高車速になるほど前記舵角速度に対する前記クリアランスの変化量が大きくなるように調整することを特徴とする請求項１記載の制動装置。
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