JP4283077B2 - Brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制動用に用いられるディスクブレーキ式のブレーキ装置に関するものである。 The present invention relates to a disc brake type brake device used for braking a vehicle.
従来のブレーキ装置で用いられている油圧式フローティング型ディスクブレーキは、その構造上、非制動状態ではキャリパピストンは移動自在に保持されている。このため、車両が悪路を走行する際には、キャリパピストンが車両の振動によって揺動するとともに、キャリパピストンのガイド部材であるスライドピンも揺動してしまい、スライドピンによる打音が発生してしまう。 The hydraulic floating disc brake used in the conventional brake device has a structure in which the caliper piston is movably held in the non-braking state. For this reason, when the vehicle travels on a rough road, the caliper piston swings due to the vibration of the vehicle, and the slide pin that is a guide member of the caliper piston also swings, and a hitting sound is generated by the slide pin. End up.
一方、特許文献1には、非制動状態時にペダル操作に依らずにキャリパピストンを制御できる電動ブレーキが提案されている。
特許文献1では、車両が悪路を走行するときには、ブレーキペダルが操作されるという予測のもとで、ディスクロータとブレーキパッドのクリアランスを狭めることができるようにしている。しかしながら、ディスクロータとブレーキパッドとの間には、依然として微小ながらもクリアランスが存在するため、キャリパピストンの揺動やこれに伴うスライドピンの打音を防止することができず、搭乗者に不快感を与えるおそれがあるという問題がある。 In Patent Document 1, when the vehicle travels on a rough road, the clearance between the disc rotor and the brake pad can be reduced based on the prediction that the brake pedal is operated. However, since there is still a small clearance between the disc rotor and the brake pad, it is impossible to prevent the caliper piston from swinging and the sound of the slide pin hitting it. There is a problem that there is a risk of giving.
従って本発明は、車両が悪路を走行する場合であってもスライドピンの打音を防止することができ、快適性を高めることができるブレーキ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a brake device that can prevent the hitting sound of the slide pin even when the vehicle travels on a rough road and can enhance the comfort.
請求項1に係る発明は、車輪とともに回転するディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と該推力機構を駆動するアクチュエータとを有し、スライドピンによりキャリアに対して摺動可能に取り付けられたキャリパと、車両の制動指示信号とに応じて制動力を発生すべく前記アクチュエータを制御する制御手段とを有するブレーキ装置において、前記制御手段には、車両走行中の路面が悪路であるか否かを検出する悪路状態検出手段を有し、該悪路状態検出手段による悪路であるとの検出に基づいて前記ディスクロータに前記ブレーキパッドを当接させて前記スライドピンの移動を規制しスライドピンによる打音を防止するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする。 The invention according to claim 1 has a thrust mechanism that presses a brake pad against a disk rotor that rotates with a wheel, and an actuator that drives the thrust mechanism, and is a caliper that is slidably attached to a carrier by a slide pin. And a control means for controlling the actuator to generate a braking force in response to a braking instruction signal of the vehicle, wherein the control means determines whether or not the road surface during traveling of the vehicle is a bad road. A rough road state detecting means for detecting the slide pin, and based on the detection of the rough road state by the bad road state detecting means, the brake pad is brought into contact with the disc rotor to restrict the movement of the slide pin and slide The actuator is controlled so as to prevent a hitting sound caused by a pin .
この発明によれば、前記悪路状態検出手段により走行中の路面が悪路であると検出されたときに、前記ディスクロータに前記ブレーキパッドを当接させることで、前記ディスクロータと前記ブレーキパッドとの間のクリアランスを無くすことができる。これにより、キャリパピストンの揺動を防止できるとともに、該キャリパピストンのガイド部材であるスライドピンの移動を規制することができるので、スライドピンによる打音を防止することができ、快適性を高めることができる。 According to the present invention, the disc rotor and the brake pad are brought into contact with the disc rotor when the rough road condition detecting means detects that the running road surface is a bad road. The clearance between them can be eliminated. As a result, the caliper piston can be prevented from swinging and the movement of the slide pin, which is the guide member of the caliper piston, can be restricted, so that the hitting sound by the slide pin can be prevented and the comfort can be improved. Can do.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、前記制御手段は、前記悪路状態検出手段により前記路面が悪路であると検出されたときに、前記車両の全車輪への制動時における0.07G以下の減速度に相当する制動力を前記アクチュエータを作動させて発生させることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the control means detects all roads of the vehicle when the bad road state detection means detects that the road surface is a bad road. A braking force corresponding to a deceleration of 0.07 G or less during braking is generated by operating the actuator.
この発明によれば、前記発生させる制動力を、前記車両の全車輪への制動時における0.07G以下の減速度に相当する制動力に抑えることで、搭乗者に制動力による違和感を与えることを防止しつつ、前記制動力を発生させることで前記ディスクロータと前記ブレーキパッドが当接した状態を保つことできるため、キャリパピストンの摺動やこれに伴うスライドピンの打音の発生をより確実に防止することができ、快適性をさらに高めることができる。 According to the present invention, the braking force to be generated is suppressed to a braking force corresponding to a deceleration of 0.07 G or less at the time of braking to all the wheels of the vehicle, thereby giving the passenger a sense of incongruity due to the braking force. The disc rotor and the brake pad can be kept in contact with each other by generating the braking force while preventing the caliper piston from sliding and the associated slide pin hitting sound more reliably. Therefore, the comfort can be further enhanced.
請求項1に記載した発明によれば、スライドピンの移動を規制することができるので、スライドピンによる打音を防止することができ、快適性を高めることができる。
請求項2に記載した発明によれば、搭乗者に制動力による違和感を与えることを防止しつつ、快適性をさらに高めることができる。
According to the first aspect of the present invention, since the movement of the slide pin can be restricted, it is possible to prevent the hitting sound by the slide pin and improve the comfort.
According to the invention described in claim 2, the comfort can be further enhanced while preventing the passenger from feeling uncomfortable due to the braking force.
以下、本発明の実施の形態におけるブレーキ装置について図面を用いて詳細に説明する。
本発明の一実施形態のブレーキ装置を図面を参照しつつ以下に説明する。
図1に示すように、本実施形態のブレーキ装置は電動キャリパ10を有する電動ディスクブレーキ装置である。
Hereinafter, a brake device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A brake device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the brake device of this embodiment is an electric disc brake device having an
電動キャリパ10は、車輪91(図2参照)とともに回転するディスクロータ11の軸線方向における一側にキャリパ本体12が配置されており、このキャリパ本体12には、略C字形に形成されてディスクロータ11を跨いで反対側へ延びる爪部13が一体的に結合されている。ディスクロータ11の軸線方向における両側にそれぞれブレーキパッド14,15が設けられている。ブレーキパッド14,15は、車体側に固定されるキャリア16によってディスクロータ11の軸方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリア16に伝達するようになっており、また、キャリパ本体12は、キャリア16に取付けられた図示せぬスライドピンによってディスクロータ11の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。
The
キャリパ本体12には、略円筒伏のケース18が結合され、このケース18内には、電動モータ(電動アクチュエータ)19および位置検出器(位置検出手段)20が内包されている。一方、キャリパ本体12には、電動モータ19の回転運動を直線運動に変換するボールランプ機構(回動−直動変換機構)21および電動モータ19の回転トルクを増幅する差動歯車減速機構(減速機構)22が内包されている。ケース18の後端部には、カバー23が取付けられている。
A caliper-shaped case 18 is coupled to the
電動モータ19は、ケース18の内周部に固定されたステータ25と、ステータ25に挿入されて軸受26,27によってケース18に回転可能に支持されたロータ28とを備えている。位置検出器20は、ケース18側に固定されたレゾルバステータ29およびロータ28に取付けられたレゾルバロータ30からなり、これらの相対回転に基づいて電動モータ19のロータ28の回転位置(以下モータ位置と称す)を検出する(言い換えればブレーキパッド14,15の移動位置を検出する)ものである。
The
ボールランプ機構21は、環状の第1ディスク32および第2ディスク33と、これらの間に介装された複数のボール34とから構成されている。第1ディスク32は、軸受35によってキャリパ本体12に回転可能に支持され、ロータ28内に挿入される円筒部36が一体的に形成されている。第2ディスク33には、円筒部36よりも小径の円筒状のスリーブ37が一体的に形成され、このスリーブ37が円筒部36内に挿通されている。
The
ボールランプ機構21の第1ディスク32および第2ディスク33の対向面には、それぞれ円周方向に沿って延びる円弧状の例えば3つのボール溝38,39が形成されている。これらのボール溝38,39は、等しい中心角(例えば90゜)の範囲に延ばされて、同じ方向に傾斜されている。そして、第1ディスク32および第2ディスク33に形成されたボール溝38,39間にボール34が装入され、第1ディスク32および第2ディスク33の相対回転によって、ボール溝38,39内をボール34が転動することにより、第1ディスク32と第2ディスク33とが軸方向に相対変位するようになっている。このとき、第1ディスク32が第2ディスク33に対して反時計回りに回転したとき、これらが離間する方向に変位する。
For example, three
第2ディスク33とブレーキパッド14との間には、ピストン40が設けられている。ピストン40は、外周にネジ部41を形成した円筒部材42aを有している。円筒部材42aは、第2ディスク33のスリーブ37内に挿入され、その内周に形成されたネジ部43に螺合されている。円筒部材42aには、ケース18にブラケット44を介して取付けられた軸45の図示せぬ二面取部が嵌合されて、その回転が規制されている。また、ピストン40は、円筒部材42aの軸45に対し反対側に回転が規制された状態で連結される略円板状の押圧部材42bを有している。そして、円筒部材42aと押圧部材42bとの間に、ピストン40が受けるピストン推力を検出する推力センサ46が設けられている。
A
ピストン40の円筒部材42のネジ部41と、第2ディスク33のスリーブ37のネジ部43とで不可逆ねじを形成しており、ピストン40は、その軸方向に力が作用しても移動することはないが、第2ディスク33を反時計回りに回転させることにより、ディスクロータ11側へ移動するようになっている。
The screw portion 41 of the cylindrical member 42 of the
軸45の外周部および第2ディスク33のスリーブ37の内周部にそれぞれ形成されたバネ受47,48間に弾性部材49が介装され、そのばね力によって第2ディスク33がボール34を第1ディスク32との間で挟みつけるように付勢されている。軸45は、調整ネジ50およびロックナット51によってブラケット44に取付けられている。
An elastic member 49 is interposed between
電動モータ19、位置検出器20、推力センサ46には、コントローラ(制御手段,電流値調整手段,粘性係数推定手段,ブレーキ予兆検出手段)100が接続されている。このコントローラ100には、運転者が制動意思に応じて操作を行うブレーキペダル101の操作量を検出するペダルセンサ102とブレーキペダル101の操作の有無を検出するブレーキスイッチ103とが接続されており、これらペダルセンサ102からのペダルセンサ信号(制動指示信号)およびブレーキスイッチ103からのブレーキスイッチ信号が入力されるようになっている。なお、ペダルセンサ102としては、ブレーキペダル101の操作量を圧力により検出する圧力センサやブレーキペダル101の操作量を変位により検出する変位センサ等が用いられる。
A controller (control means, current value adjustment means, viscosity coefficient estimation means, brake sign detection means) 100 is connected to the
コントローラ100は、主としてペダルセンサ102の検出結果すなわちブレーキペダル101の操作量と、位置検出器20の検出結果すなわち電動モータ19の回転位置に対応する実際のピストン位置と、電動モータ19の電流値と、推力センサ46の検出結果すなわち実際のピストン推力とに基づいて電動モータ19を制御することで、ピストン推力が目標推力となるように制御を行う。
The
第2ディスク33のスリーブ37の先端外周部には、円筒状のスプリングホルダ67が取付けられている。スプリングホルダ67の一端部が、第1ディスク32の円筒部36の先端部に係合して、これらの相対回転を一定範囲に制限している。スプリングホルダ67の周りには、コイルスプリング69が巻装され、コイルスプリング69は、所定のセット荷重をもって捻られて、その一端部がスプリングホルダ67に結合され、他端部が第1ディスク32の円筒部36に結合されている(結合部は図示略)。
A
以上のように構成した本実施形態のブレーキ装置の電動キャリパ10の基本作動について次に説明する。
非制動状態では、ボールランプ機構21のボール34がボール溝38,39の最も深い端部にあり、第1ディスク32と第2ディスク33とが最も近い位置にある。コントローラ100は、制動力を発生させる際に、電動モータ19のロータ28を時計回りに回転させる。すると、ロータ28の回転トルクが差動歯車減速機構22で増幅されて第1ディスク32に伝達される。
Next, the basic operation of the
In the non-braking state, the
第1ディスク32の回転力は、コイルスプリング69を介して第2ディスク33に伝達される。ピストン40がブレーキパッド14,15を押圧する前は、ピストン40に軸方向の荷重が殆ど作用せず、ピストン40と第2ディスク33との間のネジ部41,43に生じる抵抗が小さいので、コイルスプリング69のセット荷重によって第2ディスク33が第1ディスク32と一体に回転し、第2ディスク33とピストン40との間に相対回転が生じて、ネジ部41,43の作用によってピストン40が推力を発生させてディスクロータ11側ヘ前進する。
The rotational force of the
そして、ピストン40が一方のブレーキパッド14に接触してこれをディスクロータ11ヘ押圧させ、その反力によってキャリパ本体12がキャリア16のスライドピンに沿って移動して、爪部13が他方のブレーキパッド15をディスクロータ11に押圧させる。
Then, the
両ブレーキパッド14,15がディスクロータ11に押圧された後は、その反力によってピストン40に軸方向の大きな荷重が作用するため、ネジ部41,43の抵抗が増大してコイルスプリング69のセット荷重を超えて、第2ディスク33が回転を停止させることになり、その結果、コイルスプリング69が撓んでボールランプ機構21の第1ディスク32および第2ディスク33間に相対回転が生じる。これにより、ボール34がボール溝38,39内を転動して第2ディスク33およびピストン40を一体に前進(すなわち直線運動)させ、ピストン40によってブレーキパッド14,15をディスクロータ11にさらに押付ける。
After the
ここで、上記のようにして電動モータ19の回転でピストン40を進退させる差動歯車減速機構22およびボールランプ機構21が、ディスクロータ11にブレーキパッド14,15を押圧させる推力機構105を構成しており、この推力機構105における相対回転部分にはグリス等の潤滑剤が塗布されている。
Here, the differential
そして、この推力機構105は、特に潤滑剤によって生じる粘性抵抗が温度により大きく変化することから、低温での粘性抵抗増大による電動キャリパ10の応答性の低下や、高温での粘性抵抗減少による電動キャリパ10の制御安定性の低下等の影響を低減するために、本実施形態では、主としてペダルセンサ102から出力されるペダルセンサ信号に応じた電流を電動モータ19に供給して制動力を制御するコントローラ100で、推力機構105の粘性係数の推定値を算出し、電動モータ19へ供給する電流値をこの粘性係数に応じて調整する制御を行う。
In this
また、コントローラ100には、車輪91(図2参照)の速度を検出する車輪速センサ80が接続され、該センサ80により車両走行中の路面が悪路であるか否かを検出する。例えば、所定時間内に検出される車輪速が一定範囲を超えて変動した場合には、悪路であると判定することができる(図3参照)。
The
そして、車輪速センサ80により悪路であると検出された場合には、コントローラ100はピストン40を作動させてディスクロータ11にブレーキパッド14,15を当接させる制御を行う。このようにすると、前記ディスクロータ11と前記ブレーキパッド14、15との間のクリアランスを無くすことができる。このため、ピストン40の揺動を防止できるとともに、該ピストン40のガイド部材であるスライドピンの移動を規制することができる。従って、スライドピンによる打音を防止することができ、快適性を高めることができる。
When the
このときの各ディスクロータ11に付与される制動力は、全車輪による制動時における0.07G以下(0.7m/s^2以下)の減速度に相当するものであることが望ましい。このようにすると、搭乗者に制動力による違和感を与えることを防止しつつ、前記減速度を発生させることで前記ディスクロータ11と前記ブレーキパッド14,15が当接した状態を保つことできるため、ピストン40の摺動やこれに伴うスライドピンの打音の発生をより確実に防止することができ、快適性をさらに高めることができる。
It is desirable that the braking force applied to each
次に、第2実施形態について説明する。この実施の形態では、悪路状態検出手段として、車高センサ92を有しており、この車高センサ92の値で悪路状態を判断する。例えば、所定時間内に車高の変動が所定幅以上になったことを検出した場合には、車両の走行している路面が悪路であると検出することができる(図3参照)。このときには、上述した実施の形態と同様に、コントローラ100によりピストン40を作動させてディスクロータ11にブレーキパッド14,15を当接させる制御を行うことで、ピストン40の揺動やこれに伴うスライドピンによる打音を防止することができ、快適性を高めることができる。
また、ディスクロータ11に付与される制動力を、全車輪による制動時における0.07G以下(0.7m/s^2以下)の減速度に相当するものとすることで、搭乗者に制動力による違和感を与えることを防止しつつ、快適性をさらに高めることができる。
Next, a second embodiment will be described. In this embodiment, the
Further, the braking force applied to the
なお、上記実施の形態では、キャリパ内に電動モータを有する電動ブレーキバイワイヤシステムのブレーキ装置を例に説明したが、これに限らず、油圧ポンプによりキャリパ内のシリンダに液圧を供給する油圧ブレーキバイワイヤのブレーキ装置に適用してもよい。また、悪路状態検出手段としては、上述の車輪速センサ80や車高センサ90の他に、車体の加速センサや、サスペンション93下の加速度センサ等を用いてもよく、これら各種センサを併用してもよい。
In the above embodiment, the brake device of the electric brake by wire system having an electric motor in the caliper has been described as an example. The present invention may be applied to other brake devices. In addition to the
10 電動キャリパ
11 ディスクロータ
14、15 ブレーキパッド
19 電動モータ
20 位置検出器
80 車輪速センサ(悪路状態検出手段)
92 車高センサ(悪路状態検出手段)
100 コントローラ
105 推力機構
DESCRIPTION OF
92 Vehicle height sensor (rough road condition detection means)
100
Claims (2)
前記制御手段には、車両走行中の路面が悪路であるか否かを検出する悪路状態検出手段を有し、該悪路状態検出手段による悪路であるとの検出に基づいて前記ディスクロータに前記ブレーキパッドを当接させて前記スライドピンの移動を規制しスライドピンによる打音を防止するように前記アクチュエータを制御することを特徴とするブレーキ装置。 A caliper that has a thrust mechanism that presses a brake pad against a disc rotor that rotates with the wheel, and an actuator that drives the thrust mechanism, and is slidably attached to the carrier by a slide pin; And a control device for controlling the actuator to generate a braking force in response to
The control means has a rough road condition detecting means for detecting whether or not the road surface during traveling of the vehicle is a bad road, and the disc is detected based on the bad road condition detecting means. The brake device according to claim 1, wherein the actuator is controlled so that the brake pad is brought into contact with a rotor to restrict movement of the slide pin to prevent a hitting sound caused by the slide pin .
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