JP4316213B2 - Brake device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brake device capable of accurately determining a contact start position where the contact of a disc rotor and a brake pad is started. <P>SOLUTION: This brake device comprises an actuator for linearly moving a piston 40 along the axial direction of the disc rotor 11, the brake pads 14, 15 pressed by the linear motion of the piston 40 to be brought into contact with the disc rotor 11, a thrust detecting means 46 for detecting the piston thrust received by the piston 40, and a position detecting means 20 for detecting a position of the piston as the displacement of the piston 40. A position obtained by returning the piston 40 to a brake releasing side by a predetermined amount from the position of the piston at the time when the piston thrust becomes less than a predetermined threshold value which is more than 0, is determined as the contact start position of the disc rotor 11 and the brake pads 14, 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動用に用いられるブレーキ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両の制動用に用いられるブレーキ装置として、電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換して制動力を発生させるものがある。このような電動ブレーキ装置には、例えば、ディスクロータと、このディスクロータの軸線方向に沿ってピストンを直線運動させる電動アクチュエータと、ピストンの直線運動によって押圧されてディスクロータに接触するブレーキパッドと、ピストンが受けるピストン推力を検出する推力センサと、ピストンの変位であるピストン位置を検出する位置検出器とを有するものがある。
【0003】
ところで、上記のような電動アクチュエータを用いたブレーキ装置においては、非制動時のブレーキパッドの引きずりを防止したり、次回制動時の応答性を確実に向上させる等のために、ディスクロータとブレーキパッドとが実質的に接触を開始する接触開始位置の検出が重要になっており、また、液圧アクチュエータを用いたブレーキ装置においても、制動力を制御することで車両の姿勢制御を行う場合等には、接触開始位置の検出が重要になっている。
そして、このような接触開始位置の検出に関するものとして、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3に開示されたものがある。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−137841号公報
【特許文献2】
特開2000−18294号公報
【特許文献3】
特開2001−225741号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献1には、ブレーキ解除時に推力センサで検出されるピストン推力が0となるピストン位置を接触開始位置とすることが記載されている。しかし、ピストン推力が0になる近傍では推力センサの出力にノイズが特に多く含まれることになり、ピストン推力が0となったことを正確に検出することができないという問題があった。
【0006】
また、上記した特許文献2には、ブレーキ解除時に、ピストン位置の微小変化量に対するピストン推力の微小変化の比が所定の閾値より小さくなった場合のピストン位置を接触開始位置とすることが記載されている。しかし、この場合も、ピストン位置の微小変化量に対するピストン推力の微小変化の比が所定の閾値より小さくなる時点のピストン推力が0に近いと、信号にノイズが多く含まれていて上記比が急激に変化し、接触開始位置の検出が正確にできないという問題があった。
【0007】
さらに、上記した特許文献3には、ブレーキ解除時に、ピストン推力の減少勾配が設定勾配より緩やかになった場合に、その時点でのピストン位置を暫定の0点とし、ブレーキパッドの非復元量に対応する量だけ後退側の位置を0点位置とすることが記載されている。しかし、この場合も、ピストン推力の減少勾配が設定勾配より緩やかになる時点のピストン推力が0に近いと、信号にノイズが多く含まれていて、接触開始位置の検出が正確にできないという問題があった。
【0008】
したがって、本発明は、ディスクロータとブレーキパッドとが接触を開始する接触開始位置を正確に求めることができるブレーキ装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1のブレーキ装置は、ディスクロータと、該ディスクロータの軸線方向に沿ってピストンを直線運動させるアクチュエータと、前記ピストンの直線運動によって押圧されて前記ディスクロータに接触するブレーキパッドと、前記ピストンが受けるピストン推力を検出する推力検出手段と、前記ピストンの変位であるピストン位置を検出する位置検出手段とを有し、ブレーキペダルの操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記ピストンに推力を発生させるブレーキ装置において、前記ディスクロータと前記ブレーキパッドとが接触を開始する接触開始位置を設定する接触開始位置設定手段を有し、該接触開始位置設定手段は、前記ピストン位置の変化量に対する前記ピストン推力の変化量の変化に基づく可変値として所定量を設定し、前記ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、前記ピストン推力が0より大きい所定の閾値以下になった時点での前記ピストン位置から前記ピストンをブレーキ解除側へ前記所定量戻した位置を接触開始位置に設定することを特徴とする。
【0010】
このように、接触開始位置設定手段が、前記ピストン位置の変化量に対する前記ピストン推力の変化量の変化に基づいて可変値として所定量を設定し、ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、推力検出手段においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避け、0より大きい所定の閾値以下になった時点でのピストン位置から、前記所定量ピストンをブレーキ解除側に戻した位置をディスクロータとブレーキパッドとが接触を開始する接触開始位置に設定する。
【0011】
本発明の請求項2記載のブレーキ装置は、請求項1記載のものに関して、前記接触開始位置設定手段は、前記ピストン位置の変化量に対する前記ピストン推力の変化量の変化率を演算する演算部を有し、演算部により演算された前記変化率から前記ブレーキパッドの摩耗状態を検出して該摩耗状態に応じて可変に前記所定量を変更して設定することを特徴としている。
【0012】
このように、ブレーキ解除時に、推力検出手段においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避け、0より大きい所定の閾値以下になった時点でのピストン位置から、ブレーキパッドの摩耗状態に相当する、ピストン位置の変化量に対するピストン推力の変化量の変化率に応じた所定量ピストンをブレーキ解除側に戻した位置を接触開始位置に設定する。
【0013】
本発明の請求項3記載のブレーキ装置は、請求項1記載のものに関して、前記接触開始位置設定手段は、前記演算部により演算された前記変化率に基づき、前記変化率が前記ブレーキパッド新品時の中間値よりも大きければ小さな所定量を、また、前記変化率が前記ブレーキパッド新品時の中間値よりも小さければ大きな所定量を、前記所定量として設定することを特徴としている。
【0015】
本発明の請求項4記載のブレーキ装置は、ディスクロータと、該ディスクロータの軸線方向に沿ってピストンを直線運動させるアクチュエータと、前記ピストンの直線運動によって押圧されて前記ディスクロータに接触するブレーキパッドと、前記ピストンが受けるピストン推力を検出する推力検出手段と、前記ピストンの変位であるピストン位置を検出する位置検出手段とを有し、ブレーキペダルの操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記ピストンに推力を発生させるものであって、前記ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、前記ピストン推力が0より大きい所定の閾値以下になった時点での前記ピストン位置から前記ピストンをブレーキ解除側へ所定量戻した位置を前記ディスクロータと前記ブレーキパッドとの暫定接触位置として検出する暫定接触位置検出手段と、前記位置検出手段により検出されるピストン位置に基づいて前記暫定接触位置を設定するまでのピストン速度を算出し、該ピストン速度により前記暫定接触位置の信頼度を算出する暫定接触位置信頼度算出手段と、前記信頼度に基づいて前記暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する接触位置検出手段とを有することを特徴としている。
【0016】
このように、暫定接触位置検出手段が、ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、推力検出手段においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避け、0より大きい所定の閾値以下になった時点でのピストン位置から、所定量ピストンをブレーキ解除側に戻した位置をディスクロータとブレーキパッドとが接触を開始する暫定接触開始位置に設定する。
また、暫定接触位置検出手段が、ピストン推力に基づいてディスクロータとブレーキパッドとの暫定接触位置を検出する一方で、暫定接触位置信頼度算出手段が、位置検出手段により検出されるピストン位置に基づいて暫定接触位置を設定するまでのピストン速度を算出し、該ピストン速度により暫定接触位置の信頼度を算出すると、この信頼度に基づいて接触位置検出手段が、暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する。これにより、例えばピストン速度が急峻でサンプリングデータ数が少なく信頼度が低い場合に、接触位置検出手段は暫定接触位置検出手段で検出した暫定接触位置の重み付けを小さくして接触位置を決めることができる。
【0017】
本発明の請求項5記載のブレーキ装置は、請求項4記載のものに関し、前記暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に前記接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間に基づいて前回接触位置の信頼度を算出する前回接触位置信頼度算出手段を有し、前記接触位置検出手段は、前記前回接触位置の信頼度と前記暫定接触位置信頼度算出手段による信頼度とに基づいて前記暫定接触位置を修正して接触位置として記憶することを特徴としている。
【0018】
これにより、前回接触位置信頼度算出手段が、暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間に基づいて前回接触位置の信頼度を算出すると、接触位置検出手段は、前記前回接触位置の信頼度と暫定接触位置信頼度算出手段による信頼度とに基づいて暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する。これにより、例えば暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間が長く、ブレーキパッドに摩耗や熱膨張、熱収縮等を生じている可能性が高くて前回接触位置の信頼度が低い場合に、接触位置検出手段は、暫定接触位置検出手段で検出した今回暫定接触位置の重み付けを大きくして接触位置を決めることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の第1実施形態のブレーキ装置を図1〜図5を参照しつつ以下に説明する。
【0020】
図1に示すように、第1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。
【0021】
電動キャリパ10は、図示せぬ車輪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。
【0022】
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(アクチュエータ)19および位置検出器(位置検出手段)20が設けられている。一方、キャリパ本体12の内側には、ボールランプ機構21および減速機構22が設けられている。ケース18の後端部には、カバー23が取付けられている。
【0023】
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ロータ28の回転位置すなわち電動モータ19のモータ回転位置を検出するものである。
【0024】
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(鋼球)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。
【0025】
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。
【0026】
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(推力検出手段)46が設けられている。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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)100が接続され、コントローラ100には、ブレーキペダル101の操作量を検出するペダルセンサ102が接続されている。コントローラ100は、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。
【0030】
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)。
【0031】
以上のように構成した第1実施形態の電動ディスクブレーキの電動キャリパ10の基本作動について次に説明する。
【0032】
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、ローラ28の回転トルクが減速機構22で増幅されて第1ディスク32に伝達される。
【0033】
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がディスクロータ11側ヘ前進する。なお、これにより、ネジ部41,43は電動モータ19の回転運動をピストン40の直線運動に変換する変換機構部を構成している。
【0034】
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。
【0035】
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。なお、これにより、ボールランプ機構21も電動モータ19の回転運動をピストン40の直線運動に変換する変換機構部を構成している。
【0036】
次に、コントローラ100の制御内容について図2のフローチャートにしたがって説明する。なお、このフローチャートに示される制御は一定制御周期毎に実行される処理である。
【0037】
コントローラ100は、まず、ペダルセンサ102から出力されるペダルセンサ信号を読み込む(STEP00)。そして、読み込んだペダルセンサ信号が示すブレーキペダル101の操作量であるペダル操作量に基づいて電動キャリパ10の制動力すなわちピストン40に発生させる目標推力を求める(STEP01)。
【0038】
STEP01で算出した目標推力がゼロより大きいか否かを判定し(STEP02)、目標推力がゼロより大きければ、推力センサ46からピストン40の推力を示す推力センサ信号を読み込み(STEP03)、目標推力をピストンに発生させるように電動モータ19に対し、推力センサ46で検出されたピストン推力をフィードバックとするピストン推力制御を行う(STEP04)。
【0039】
STEP05では、ピストン推力が予め設定された基準閾値を下回ったか否かを判定し、ピストン推力が基準閾値を下回ったらピストン位置を読み込み(STEP06)、そのピストン位置から所定量α戻した位置をディスクロータ11とブレーキパッド14,15とが実質的に接触を開始する接触開始位置として設定して記憶する(STEP07)。また、STEP05においてピストン推力が基準閾値を下回った状態でなければ処理を終了する。
【0041】
STEP02において、目標推力がゼロであった場合、ピストン位置を読み込み(STEP08)、ピストン40をディスクロータ11とブレーキパッド14,15とが実質的に接触を開始する接触開始位置に制御する(STEP09)。
【0042】
ここで、図3に示すように、ブレーキパッド14,15の状態が、通常摩耗で摩耗量が大きい高剛性状態と、新品のノミナル状態と、偏摩耗した低剛性状態とで、ピストン推力が上記した基準閾値Fthとなった後にピストン40が接触開始位置まで後退するための後退量は、A1,A2,A3と異なることになる(A1<A2<A3)。このため、このようなブレーキパッド14,15の摩耗状態に応じて所定値αを可変値とする
【0043】
ここで、ブレーキパッド14,15の摩耗状態は、コントローラ100がその演算部において、位置検出器20で検出されるピストン位置の変化量に対する推力センサ46で検出されるピストン推力の変化量の変化率から検出する。すなわち、図4に示すように、推力センサ46から出力されるピストン推力センサ信号が示すピストン推力が予め設定されたピストン推力Faとなった時点で位置検出器20から出力されるピストン位置信号が示すピストン位置Paと、推力センサ46から出力されるピストン推力センサ信号が示すピストン推力が予め設定されたピストン推力Fbとなった時点で位置検出器20から出力されるピストン位置信号が示すピストン位置Pbとを検出する。そして、位置検出器20で検出されるピストン位置の変化量dP(=Pa−Pb)に対する推力センサ46で検出されるピストン推力の変化量dF(=Fa−Fb)の変化率dF/dPを、dF/dP=(Fa−Fb)/(Pa−Pb)にしたがって演算する。
【0044】
そして、この変化率dF/dPが大きければ高剛性状態にあり、変化率dF/dPが中間値であればノミナル状態にあり、変化率dF/dPが小さければ低剛性状態にあるため、図5に示すような制御テーブルを予め実験的に求めておき、変化率dF/dPに応じたαを設定する。変化率dF/dPが大きければ高剛性状態にあるため小さいA1を所定値αとして設定し、この変化率dF/dPが中間値であればノミナル状態にあるため中間のA2を所定値αとして設定し、この変化率dF/dPが小さければ低剛性状態にあるため大きいA3を所定値αとして設定する。
【0045】
なお、ブレーキペダル101が軽く踏まれて所定のピストン推力Fa,Fbまで達しなかった場合は、前回計算した変化率dF/dPを使用する。また、変化率dF/dPを演算するタイミングをブレーキ解除時とすれば、最新のパッド状態に基づいて処理を行うことができる。さらに、ピストン推力Fa,Fbを低推力側に設定すれば、ブレーキペダル101が軽く踏まれた場合でも、ピストン推力が検出推力Fa,Fbに達する確率が高くなり、変化率dF/dPの更新頻度を高くすることができる。
なお、変化率dF/dPに応じて、所定値αを固定とし、基準閾値を可変としても良い。
【0046】
そして、上記STEP06において設定し記憶された接触開始位置まで、位置検出器20で検出されたピストン位置をフィードバックとする、ノイズの影響が少ない位置制御でピストン40を後退させて停止させる(STEP07)。
【0047】
以上に述べた第1実施形態のブレーキ装置によれば、ブレーキ解除時に、推力センサ46においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避け、0より大きい所定の基準閾値以下になった時点において位置検出器20で検出されているピストン位置から、ブレーキパッド14,15の摩耗状態に相当する、ピストン位置の変化量dPに対するピストン推力の変化量dFの変化率dF/dPに応じた所定量αだけピストンをブレーキ解除側に戻した位置をディスクロータ11とブレーキパッド14,15とが接触を開始する接触開始位置に設定する。したがって、ノイズの影響を回避できるとともに、ブレーキパッド14,15の摩耗状態を加味して接触開始位置を設定するため、接触開始位置を正確に求めることができる。その結果、非制動時のブレーキパッド14,15の引きずりを確実に防止することができるとともに、次回制動時の応答性を確実に向上させることができる。
【0048】
なお、以上はアクチュエータとして電動モータを用いる場合を例にとり説明したが、液圧アクチュエータを用いてブレーキパッドをディスクロータに接触させる場合にも適用可能である。例えば、ピストン位置の変化量に対するピストン推力の変化量の変化率dF/dPからブレーキパッドの摩耗状態を検出し、これを液圧アクチュエータを用いたブレーキ装置を有する車両の姿勢制御等に利用できるのである。
【0049】
本発明の第2実施形態のブレーキ装置を図6〜図13を参照しつつ第1実施形態との相違部分を中心として以下に説明する。
【0050】
図6に示すように、第2実施形態のブレーキ装置も、第1実施形態と同様、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って、車体の挙動を検出する車体挙動センサ103がコントローラ100に接続されており、コントローラ100は、ペダルセンサ102および車体挙動センサ103の信号に基づいて電動キャリパ10を制御する。なお、車体挙動センサ103としては、加速度センサ、ヨーレイトセンサ、車輪速センサ、ステアリングセンサ等が用いられる。
【0051】
次に、第2実施形態のコントローラ100の制御内容について図7のフローチャートにしたがって説明する。なお、このフローチャートに示される制御は一定制御周期毎に実行される処理である。
【0052】
コントローラ100は、まず、ペダルセンサ102から出力されるペダルセンサ信号を読み込む(STEPa0)とともに、車体挙動センサ103から出力される車体挙動センサ信号を読み込む(STEPa1)。そして、読み込んだペダルセンサ信号が示すブレーキペダル101の操作量であるペダル操作量と車体挙動センサ信号が示す車体の挙動量である挙動量とに基づいて電動キャリパ10の制動力すなわちピストン40に発生させる目標推力を求める(STEPa2)。
【0053】
STEPa2で算出した目標推力がゼロより大きいか否かを判定し(STEPa3)、目標推力がゼロより大きければ、推力センサ46からピストン40の推力を示す推力センサ信号を読み込み(STEPa4)、目標推力をピストン40に発生させるように電動モータ19に対し、推力センサ46で検出されたピストン推力をフィードバックとするピストン推力制御を行う(STEPa5)。
【0054】
そして、コントローラ100は、その暫定接触位置検出手段において、ピストン推力に基づいてディスクロータ11とブレーキパッド14,15との暫定接触位置を検出する暫定接触位置検出処理(詳細は後述)を行う(STEPa6)。
【0055】
続いて、コントローラ100は、その暫定接触位置信頼度算出手段において、位置検出器20から出力されるピストン位置信号すなわちピストン40の位置であるピストン位置に基づいて、暫定接触位置を設定するまでのピストン40の速度であるピストン速度を算出し、このピストン速度により暫定接触位置の信頼度を算出するとともに、接触位置検出手段において、この信頼度に基づいてSTEPa6で検出した暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する接触位置決定処理(詳細は後述)を行う(STEPa7)。
【0056】
ここで、コントローラ100は、STEPa7の接触位置決定処理において、その前回接触位置信頼度算出手段が、暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間に基づいて前回接触位置の信頼度を算出することになり、その接触位置検出手段は、この前回接触位置の信頼度と暫定接触位置信頼度算出手段による信頼度とに基づいて暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する(詳細は後述)。
【0057】
上記STEPa3において、目標推力がゼロより大きくない、言い換えればゼロであるならば、コントローラ100は、位置検出器20から出力されるピストン位置信号すなわちピストン位置を読み込んで(STEPa8)、その時点で記憶されている接触位置にピストン位置を一致させるように、電動モータ19に対し、ピストン位置をフィードバックとする位置制御を行う(STEPa9)。これにより、ピストン40が接触位置に位置することになる。
【0058】
次に、上記したSTEPa6の暫定接触位置検出処理について図8に示すフローチャートを参照して説明する。
【0059】
まず、暫定接触位置の補正フラグをリセットする(STEPb0)。次に、推力センサ46で検出されるピストン推力Fがゼロより大きいか否かを判定し(STEPb1)、ピストン推力Fがゼロより大きい場合は、前回のピストン推力F’が予め設定された基準閾値Fthより小さく、かつ、今回のピストン推力Fが前記基準閾値Fth以上となっているか、否かを判定する(STEPb2)。
【0060】
そして、STEPb2で、前回のピストン推力F’が予め設定された基準閾値Fthより小さく、かつ、今回のピストン推力Fが前記基準閾値Fth以上となっていると判定されると、位置検出器20から出力されるピストン位置信号すなわち現在のピストン位置を読み込んで(STEPb4)、この現在のピストン位置から所定値α戻した位置を暫定接触位置Qとして設定し(STEPb5)、補正フラグをセットする(STEPb6)。最後に今回のピストン推力FをF’として記憶して(STEPb7)、処理を終了する。
【0061】
一方、STEPb2で、前回のピストン推力F’が予め設定された基準閾値Fthより小さく、かつ、今回のピストン推力Fが前記基準閾値Fth以上となっている、とは判定されなかった場合、STEPb3において、前回のピストン推力F’が予め設定された基準閾値Fthより大きく、かつ、今回のピストン推力Fが前記基準閾値Fth以下となっているか否かを判定する。そして、前回のピストン推力F’が予め設定された基準閾値Fthより大きく、かつ、今回のピストン推力Fが前記基準閾値Fth以下となっている場合については、STEPb4,b5,b6,b7によって、位置検出器20から出力されるピストン位置信号すなわち現在のピストン位置を読み込んで、この現在のピストン位置から所定値α戻した位置を暫定接触位置Qとして設定し、補正フラグをセットして、最後に今回のピストン推力FをF’として記憶して処理を終了する。
【0062】
なお、ピストン位置とピストン推力との関係は、図9に示すように、予め実験的に求められるものであるため、ピストン推力が予め設定された基準閾値Fthとなる時点から接触位置までに戻すために必要な所定値αは、この関係から求められる。つまり基準閾値Fthと所定値αとの関係は予め実験的に求められる。この関係を使用することで第1実施形態と同様、推力センサ46においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避けることになる。
【0063】
また、STEPb1で、推力センサ46で検出されるピストン推力Fがゼロより大きくない場合、すなわちピストン推力Fがゼロの場合と、STEPb3において、前回のピストン推力F’が予め設定された基準閾値Fthより大きく、かつ、今回のピストン推力Fが前記基準閾値Fth以下となっている、とは判定されなかった場合とについては、暫定接触位置を設定することなく、最後にステップSb7において今回のピストン推力FをF’として記憶して処理を終了する。
【0064】
次に、上記したSTEPa7の接触位置決定処理について図10に示すフローチャートを参照して説明する。
【0065】
まず、先行して実行される暫定接触位置検出処理でセットおよびリセットが設定される補正フラグがセットされているか否かを判定する(STEPc0)。このSTEPc0で補正フラグが設定されていなければ、図示せぬタイマにおいて経過時間Tを積算して(STEPc1)、接触位置決定処理を終了する。なお、経過時間は前回補正フラグがセットされた時刻から現在までの経過時間である。
【0066】
一方、STEPc0で補正フラグがセットされていれば、算出テーブルにしたがって、経過時間に対する前回値信頼度Yの算出を行う(STEPc2)。前回値(前回の接触位置)は、時間経過によりブレーキパッド14,15の状態が膨張あるいは収縮等の変化を生じている可能性が高く、その結果、認識している接触位置に対し変動している確率が高いため、前回値信頼度Yは低くなる。よって、例えば図11に示すように、経過時間Tの増加にしたがって前回値信頼度Yが低下するように算出テーブルを設定することになる。
【0067】
続いて、経過時間Tをリセットし(STEPc3)、STEPc2で算出した時間経過に対する前回値信頼度Yと、前回値の補正信頼度X’の積を計算して前回値(前回の接触位置)の総合信頼度Zを求める。なお、前回値の総合信頼度Zの算出に、制動時の仕事量を加味しても良い。例えば、ブレーキ操作中なら、ピストン推力の時間積分値Sfと、車輪速センサや加速度センサなどの出力から仕事量を推定し、例えばピストン推力の時間積分値Sfが大きく、かつ車両の減速が行われていると(車輪速センサや加速度センサから判断)、ブレーキパッド14,15の状態が変化している可能性があるため、前回値信頼度Yを低下させる。
【0068】
次に、位置検出器20から出力されるピストン位置信号すなわちピストン位置に基づいてピストン変位の時間微分を行い、ピストン40の移動速度Vpを算出する(STEPc5)。そして、このピストンの移動速度Vpから今回値信頼度Xを算出する(STEPc6)。算出方法は、例えば図12に示すようにピストン40の戻し速度Vpの所定値以上の増加にしたがって今回値信頼度Xが低下するように設定する。これは、ピストン40の戻し速度Vpが大きいと、コントローラ100における推力センサ46の信号の標本点数が少なくなり、補正した接触位置に誤差が生じる確率が高くなるためである。
【0069】
以上の今回値信頼度Xと前回値信頼度Yに基づく前回値の総合信頼度Zとから、次式により今回検出した暫定接触位置Qと前回値P(n−1)とに重み付けを行って接触位置P(n)を算出する(STEPc7)。
P(n)=Q・X/(X+Z)+P(n−1)・Z/(X+Z)
【0070】
なお、STEPc7において、今回の暫定接触位置Qを優先させ、今回値信頼度Xが、前回値の補正信頼度X’より小さかった場合にのみ接触位置Pを補正するように例えば次式で算出するようにしても良い。
今回値信頼度Xが前回値の補正信頼度X’以上であるとき(X≧X’)。
P=P(n)
前回値の補正信頼度X’の方が今回値信頼度Xよりも高いとき(X<X’)
P=P(n)+(P(n)−P(n−1))・(X−X’)
【0071】
そして、今回値信頼度Xを補正信頼度X’として記憶し(STEPc8)、今回の接触位置P(n)を接触位置P(n−1)として設定し記憶する(STEPc9)。そして、以後次に変更されるまでこれらの補正信頼度X’および接触位置P(n−1)が使用される。
【0072】
ここで、図13は、制動終了時点t2において暫定接触位置を計算し、制動開始時点t1で補正した前回値(前回の接触位置)を加味して接触位置の補正を行う場合を説明するための一例のタイミングチャート図を示している。
時刻t2においてピストン推力が閾値(Fth)を下回り(STEPb3)、暫定接触位置Qを得たとする(STEPb5)。また、この時点での信頼度はXであるとする。さらに、前回値P(n−1)は、時刻t1において信頼度X’で補正が行われていたとする。このとき、前回値P(n−1)の時間経過による信頼度Yはt2−t1で求められ、さらに総合信頼度はZ=X’・Yとなる。したがって、次式を用いれば、接触位置P(n)を求めることができる。なお、図13は今回値信頼度Xが低い場合の補正概略を示している。
P(n)=Q・X/(X+Z)+P(n−1)・Z/(X+Z)
【0073】
以上に述べた第2実施形態のブレーキ装置によれば、コントローラ100は、暫定接触位置検出手段が、ピストン推力に基づいてディスクロータ11とブレーキパッド14,15との暫定接触位置Qを検出する一方で、暫定接触位置信頼度算出手段が、位置検出器20により検出されるピストン位置に基づいて暫定接触位置Qを設定するまでのピストン速度Vpを算出し、ピストン速度Vpにより暫定接触位置の信頼度Xを算出すると、この信頼度Xに基づいて接触位置検出手段が、暫定接触位置Qを修正して接触位置P(n)として記憶する。これにより、例えばピストン速度Vpが急峻でサンプリングデータ数が少なく信頼度が低い場合に、接触位置検出手段は暫定接触位置検出手段で検出した暫定接触位置Qの重み付けを小さくして接触位置を決めることができる。したがって、ディスクロータ11とブレーキパッド14,15とが接触を開始する接触位置を正確に求めることができる。よって、非制動時のブレーキパッド14,15の引きずりを防止することができるとともに、次回制動時の応答性を向上させることができる。
【0074】
また、コントローラ100は、前回接触位置信頼度算出手段が、暫定接触位置検出手段により暫定接触位置Qが検出される以前に接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間Tに基づいて前回接触位置の信頼度Yを算出すると、接触位置検出手段は、前回接触位置の信頼度Yに基づく総合信頼度Zと暫定接触位置信頼度算出手段による信頼度Xとに基づいて暫定接触位置Qを修正して接触位置として記憶する。これにより、例えば暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間Tが長く、ブレーキパッド14,15に摩耗や熱膨張、熱収縮等を生じている可能性が高くて前回接触位置の信頼度Yが低い場合に、接触位置検出手段は、暫定接触位置検出手段で検出した今回暫定接触位置Qの重み付けを大きくして接触位置を決めることができる。したがって、ディスクロータ11とブレーキパッド14,15とが接触を開始する接触位置を正確に求めることができる。よって、非制動時のブレーキパッド14,15の引きずりを確実に防止することができるとともに、次回制動時の応答性を確実に向上させることができる。
【0075】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1記載のブレーキ装置によれば、接触開始位置設定手段が、前記ピストン位置の変化量に対する前記ピストン推力の変化量の変化に基づいて可変値として所定量を設定するとともに、ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、推力検出手段においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避け、0より大きい所定の閾値以下になった時点でのピストン位置から、前記所定量ピストンをブレーキ解除側に戻した位置をディスクロータとブレーキパッドとが接触を開始する接触開始位置に設定する。したがって、ノイズの影響を回避でき、また、ピストン位置の変化量に対する前記ピストン推力の変化量の変化を加味するため、接触開始位置を正確に求めることができる。よって、非制動時のブレーキパッドの引きずりを防止することができるとともに、次回制動時の応答性を向上させることができる。
【0076】
本発明の請求項2記載のブレーキ装置によれば、ブレーキ解除時に、推力検出手段においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避け、0より大きい所定の閾値以下になった時点でのピストン位置から、ブレーキパッドの摩耗状態に相当する、ピストン位置の変化量に対するピストン推力の変化量の変化率に応じた所定量ピストンをブレーキ解除側に戻した位置を接触開始位置に設定する。したがって、ブレーキパッドの摩耗状態を加味して接触開始位置を設定するため、接触開始位置をさらに正確に求めることができる。よって、非制動時のブレーキパッドの引きずりを確実に防止することができるとともに、次回制動時の応答性を確実に向上させることができる。
【0078】
本発明の請求項4記載のブレーキ装置によれば、ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、推力検出手段においてノイズの影響が大きいピストン推力が0となる点を避け、0より大きい所定の閾値以下になった時点でのピストン位置から、所定量ピストンをブレーキ解除側に戻した位置をディスクロータとブレーキパッドとが接触を開始する暫定接触開始位置に設定する。したがって、ノイズの影響を回避できるため、暫定接触開始位置を正確に求めることができる。
また、暫定接触位置検出手段が、ピストン推力に基づいてディスクロータとブレーキパッドとの暫定接触位置を検出する一方で、暫定接触位置信頼度算出手段が、位置検出手段により検出されるピストン位置に基づいて暫定接触位置を設定するまでのピストン速度を算出し、該ピストン速度により暫定接触位置の信頼度を算出すると、この信頼度に基づいて接触位置検出手段が、暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する。これにより、例えばピストン速度が急峻でサンプリングデータ数が少なく信頼度が低い場合に、接触位置検出手段は暫定接触位置検出手段で検出した暫定接触位置の重み付けを小さくして接触位置を決めることができる。したがって、ディスクロータとブレーキパッドとが接触を開始する接触開始位置を正確に求めることができる。よって、非制動時のブレーキパッドの引きずりを防止することができるとともに、次回制動時の応答性を向上させることができる。
【0079】
本発明の請求項5記載のブレーキ装置によれば、前回接触位置信頼度算出手段が、暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間に基づいて前回接触位置の信頼度を算出すると、接触位置検出手段は、前記前回接触位置の信頼度と暫定接触位置信頼度算出手段による信頼度とに基づいて暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する。これにより、例えば暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間が長く、ブレーキパッドに摩耗や熱膨張、熱収縮等を生じている可能性が高くて前回接触位置の信頼度が低い場合に、接触位置検出手段は、暫定接触位置検出手段で検出した今回暫定接触位置の重み付けを大きくして接触位置を決めることができる。したがって、ディスクロータとブレーキパッドとが接触を開始する接触開始位置を正確に求めることができる。よって、非制動時のブレーキパッドの引きずりを確実に防止することができるとともに、次回制動時の応答性を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態のブレーキ装置を示す電動キャリパを断面とした構成図である。
【図2】 本発明の第1実施形態のブレーキ装置のコントローラの制御内容を示すフローチャート図である。
【図3】 ピストン位置に対するピストン推力の状態を、ブレーキパッドの高剛性状態、ノミナル状態、低剛性状態のそれぞれについて示す特性線図である。
【図4】 ピストン位置に対するピストン推力の状態を示す特性線図である。
【図5】 本発明の第1実施形態のブレーキ装置のコントローラにおける変化率dF/dPから所定値αを割り出すための制御テーブルを示す図である。
【図6】 本発明の第2実施形態のブレーキ装置を示す電動キャリパを断面とした構成図である。
【図7】 本発明の第2実施形態のブレーキ装置のコントローラの制御内容を示すメインのフローチャート図である。
【図8】 本発明の第2実施形態のブレーキ装置のコントローラの暫定接触位置検出処理の制御内容を示すフローチャート図である。
【図9】 ピストン位置に対するピストン推力の関係を示す特性線図である。
【図10】 本発明の第2実施形態のブレーキ装置のコントローラの接触位置決定処理の制御内容を示すフローチャート図である。
【図11】 時間経過Tに対する前回値信頼度Yの算出テーブルを示す図である。
【図12】 ピストン戻し速度Vpに対する今回値信頼度Xの算出テーブルを示す図である。
【図13】 本発明の第2実施形態のブレーキ装置のコントローラの制御により接触位置の補正を行う場合を説明するための一例のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
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(アクチュエータ)
20 位置検出器(位置検出手段)
40 ピストン
46 推力センサ(推力検出手段)
100 コントローラ(暫定接触位置検出手段,暫定接触位置信頼度算出手段,接触位置検出手段,前回接触位置信頼度算出手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brake device used for braking a vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a brake device used for braking a vehicle, there is one that generates a braking force by converting a rotational motion of an electric motor into a linear motion of a piston. In such an electric brake device, for example, a disk rotor, an electric actuator that linearly moves the piston along the axial direction of the disk rotor, a brake pad that is pressed by the linear movement of the piston and contacts the disk rotor, Some have a thrust sensor that detects a piston thrust received by the piston and a position detector that detects a piston position, which is a displacement of the piston.
[0003]
By the way, in the brake device using the electric actuator as described above, in order to prevent the brake pad from being dragged at the time of non-braking or to improve the responsiveness at the time of next braking, etc., the disc rotor and the brake pad It is important to detect the contact start position where the contact starts substantially, and also in the brake device using the hydraulic actuator, when controlling the vehicle posture by controlling the braking force, etc. The detection of the contact start position is important.
And what was disclosed by patent document 1, patent document 2, and patent document 3 is related to the detection of such a contact start position, for example.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-137841
[Patent Document 2]
JP 2000-18294 A
[Patent Document 3]
JP 2001-225741 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Patent Document 1 described above describes that the piston position at which the piston thrust detected by the thrust sensor when the brake is released becomes 0 is set as the contact start position. However, especially in the vicinity where the piston thrust becomes zero, the output of the thrust sensor includes a lot of noise, and there is a problem that it is impossible to accurately detect that the piston thrust is zero.
[0006]
Further, Patent Document 2 described above describes that when the brake is released, the piston position when the ratio of the minute change of the piston thrust to the minute change amount of the piston position becomes smaller than a predetermined threshold is set as the contact start position. ing. However, also in this case, if the piston thrust at the time when the ratio of the minute change of the piston thrust to the minute change amount of the piston position becomes smaller than the predetermined threshold is close to 0, the signal contains a lot of noise, and the ratio is rapidly increased. There is a problem that the contact start position cannot be detected accurately.
[0007]
Furthermore, in the above-mentioned Patent Document 3, when the decrease gradient of the piston thrust becomes gentler than the set gradient when the brake is released, the piston position at that time is set to a temporary 0 point, and the non-restoring amount of the brake pad is set. It is described that the position on the reverse side is set to the zero point position by a corresponding amount. However, also in this case, if the piston thrust at the time when the gradient of decrease of the piston thrust becomes gentler than the set gradient, the signal contains a lot of noise, and the contact start position cannot be accurately detected. there were.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a brake device that can accurately determine a contact start position at which a disk rotor and a brake pad start contact.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a brake device according to claim 1 of the present invention includes a disk rotor, an actuator that linearly moves a piston along an axial direction of the disk rotor, and the disk pressed by the linear motion of the piston. A brake pad in contact with the rotor; thrust detection means for detecting piston thrust received by the piston; and position detection means for detecting a piston position, which is displacement of the piston, based on an operation amount of the brake pedal In a brake device that drives an actuator to generate thrust in the piston,DeContact start position setting means for setting a contact start position at which the disk rotor and the brake pad start contactThe contact start position setting means has a change in the piston position.A predetermined amount is set as a variable value based on a change in the amount of change in the piston thrust with respect to the amount, and when the brake is released based on the operation amount of the brake pedal, the piston thrust is a predetermined value greater than zero.The position where the piston is returned to the brake release side by the predetermined amount from the piston position at the time when the pressure becomes equal to or lower than the threshold is set as the contact start position.It is characterized by that.
[0010]
  Thus, the contact start position setting meansA predetermined amount is set as a variable value based on a change in the amount of change in the piston thrust with respect to the amount of change in the piston position,When releasing the brake based on the operation amount of the brake pedal, avoiding the point where the piston thrust, which is greatly influenced by noise in the thrust detection means, becomes zero, and the predetermined amount from the piston position at the time when the threshold value falls below a predetermined threshold value greater than zero. The position where the piston is returned to the brake release side is set as a contact start position where the disc rotor and the brake pad start contact.
[0011]
  The brake device according to claim 2 of the present invention relates to the brake device according to claim 1,The contact start position setting means includesA calculation unit that calculates a change rate of the change amount of the piston thrust with respect to the change amount of the piston position;TheCalculation unitByCalculated rate of changeFrom the above, the wear state of the brake pad is detected and variable according to the wear state.Predetermined amountChangeIt is characterized by setting.
[0012]
Thus, when the brake is released, the point where the piston thrust, which is greatly influenced by noise in the thrust detection means, becomes 0 is avoided, and the brake pad wear state is changed from the piston position when it becomes less than a predetermined threshold value greater than 0. The corresponding position where the piston is returned to the brake release side by a predetermined amount corresponding to the change rate of the change amount of the piston thrust with respect to the change amount of the piston position is set as the contact start position.
[0013]
  The brake device according to claim 3 of the present invention relates to the brake device according to claim 1,The contact start position setting means, based on the change rate calculated by the calculation unit, if the change rate is larger than an intermediate value when the brake pad is new, a small predetermined amount, and the change rate is the brake If it is smaller than the intermediate value when the pad is new, a large predetermined amount is set as the predetermined amount.It is characterized by that.
[0015]
  The brake device according to claim 4 of the present invention is a disk rotor, an actuator that linearly moves the piston along the axial direction of the disk rotor, and a brake pad that is pressed by the linear movement of the piston and contacts the disk rotor. And a thrust detection means for detecting a piston thrust received by the piston, and a position detection means for detecting a piston position which is a displacement of the piston.And driving the actuator based on the amount of operation of the brake pedal to generate thrust on the piston.AndWhen releasing the brake based on the operation amount of the brake pedal, a position where the piston is returned to the brake release side by a predetermined amount from the piston position when the piston thrust is below a predetermined threshold value greater than 0.Temporary contact position between the disc rotor and the brake padAsBased on the detected temporary contact position detection means and the piston position detected by the position detection means, the piston speed until the provisional contact position is set is calculated, and the reliability of the temporary contact position is calculated based on the piston speed. Provisional contact position reliability calculation means, and contact position detection means for correcting the provisional contact position based on the reliability and storing it as a contact position.
[0016]
  In this way, the provisional contact position detection means avoids a point where the piston thrust, which is greatly influenced by noise in the thrust detection means, is zero when the brake is released based on the amount of operation of the brake pedal, and falls below a predetermined threshold value greater than zero. The position at which the piston is returned to the brake release side by a predetermined amount from the piston position at that time is set as a temporary contact start position where the disk rotor and the brake pad start to contact each other.
  Also,The provisional contact position detecting means detects the provisional contact position between the disc rotor and the brake pad based on the piston thrust, while the provisional contact position reliability calculation means is provisionally based on the piston position detected by the position detection means. When the piston speed until the contact position is set is calculated and the reliability of the temporary contact position is calculated based on the piston speed, the contact position detecting means corrects the temporary contact position based on the reliability and stores it as the contact position. To do. Thereby, for example, when the piston speed is steep, the number of sampling data is small, and the reliability is low, the contact position detection means can determine the contact position by reducing the weight of the temporary contact position detected by the temporary contact position detection means. .
[0017]
The brake device according to claim 5 of the present invention relates to the brake device according to claim 4, from the point in time when the contact position is stored by the contact position detection means before the provisional contact position detection means is detected by the provisional contact position detection means. It has a previous contact position reliability calculation means for calculating the reliability of the previous contact position based on the elapsed time, and the contact position detection means has the reliability of the previous contact position and the reliability of the temporary contact position reliability calculation means. The temporary contact position is corrected based on the degree and stored as a contact position.
[0018]
As a result, the reliability of the previous contact position is calculated based on the elapsed time from when the previous contact position reliability calculation means stores the contact position by the contact position detection means before the temporary contact position detection means detects the temporary contact position. When the degree is calculated, the contact position detection unit corrects the temporary contact position based on the reliability of the previous contact position and the reliability of the temporary contact position reliability calculation unit, and stores the corrected position as the contact position. As a result, for example, the elapsed time from the time when the contact position is memorized by the contact position detecting means before the provisional contact position is detected by the provisional contact position detecting means is long, and wear, thermal expansion, heat shrinkage, etc. occur in the brake pad. When the reliability of the previous contact position is low, the contact position detection unit can determine the contact position by increasing the weight of the current temporary contact position detected by the temporary contact position detection unit.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A brake device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0020]
As shown in FIG. 1, the brake device of the first embodiment is an electric disc brake device having an electric caliper 10.
[0021]
The electric caliper 10 has a caliper body 12 disposed on one side in the axial direction of a disk rotor 11 that rotates with a wheel (not shown). The caliper body 12 is formed in a substantially C shape and straddles the disk rotor 11. The claw portion 13 extending to the opposite side is integrally coupled. Brake pads 14 and 15 are provided on both sides of the disk rotor 11 in the axial direction. The brake pads 14 and 15 are supported by a carrier 16 fixed on the vehicle body side so as to be movable along the axial direction of the disc rotor 11, and transmit braking torque to the carrier 16. 12 is guided so as to be slidable along the axial direction of the disk rotor 11 by a slide pin (not shown) attached to the carrier 16.
[0022]
A caliper case 18 is coupled to the caliper body 12, and an electric motor (actuator) 19 and a position detector (position detection means) 20 are provided in the case 18. On the other hand, a ball ramp mechanism 21 and a speed reduction mechanism 22 are provided inside the caliper body 12. A cover 23 is attached to the rear end of the case 18.
[0023]
The electric motor 19 includes a stator 25 fixed to the inner periphery of the case 18, and a rotor 28 inserted into the stator 25 and rotatably supported by the case 18 by bearings 26 and 27. The position detector 20 includes a resolver stator 29 fixed to the case 18 side and a resolver rotor 30 attached to the rotor 28. Based on these relative rotations, the rotational position of the rotor 28, that is, the motor rotational position of the electric motor 19 is determined. It is to detect.
[0024]
The ball ramp mechanism 21 includes an annular first disk 32 and second disk 33, and a plurality of balls (steel balls) 34 interposed therebetween. The first disk 32 is rotatably supported by the caliper body 12 by a bearing 35, and a cylindrical portion 36 that is inserted into the rotor 28 is integrally formed. A cylindrical sleeve 37 having a smaller diameter than the cylindrical portion 36 is integrally formed on the second disk 33, and the sleeve 37 is inserted into the cylindrical portion 36.
[0025]
For example, three ball grooves 38 and 39 each having an arc shape extending along the circumferential direction are formed on the opposing surfaces of the first disk 32 and the second disk 33 of the ball ramp mechanism 21. These ball grooves 38 and 39 are extended in the range of an equal central angle (for example, 90 °) and inclined in the same direction. Then, a ball 34 is inserted between the ball grooves 38 and 39 formed in the first disk 32 and the second disk 33, and the ball grooves 38 and 39 are moved by the relative rotation of the first disk 32 and the second disk 33. As the ball 34 rolls, the first disk 32 and the second disk 33 are relatively displaced in the axial direction. At this time, when the first disk 32 rotates counterclockwise with respect to the second disk 33, they are displaced in the direction of separating.
[0026]
A piston 40 is provided between the second disk 33 and the brake pad 14. The piston 40 has a cylindrical member 42a in which a screw portion 41 is formed on the outer periphery. The cylindrical member 42a is inserted into the sleeve 37 of the second disk 33 and is screwed into a screw portion 43 formed on the inner periphery thereof. The cylindrical member 42a is fitted with a two-side chamfered portion (not shown) of a shaft 45 attached to the case 18 via a bracket 44, and its rotation is restricted. Further, the piston 40 has a substantially disk-shaped pressing member 42b that is connected to the shaft 45 of the cylindrical member 42a in a state in which the rotation is restricted on the opposite side. And between the cylindrical member 42a and the press member 42b, the thrust sensor (thrust detection means) 46 which detects the piston thrust which the piston 40 receives is provided.
[0027]
The screw portion 41 of the cylindrical member 42 of the piston 40 and the screw portion 43 of the sleeve 37 of the second disk 33 form an irreversible screw, and the piston 40 moves even if a force acts in the axial direction. However, the second disk 33 is moved counterclockwise to move toward the disk rotor 11 side.
[0028]
An elastic member 49 is interposed between spring receivers 47 and 48 formed on the outer peripheral portion of the shaft 45 and the inner peripheral portion of the sleeve 37 of the second disc 33, respectively, and the second disc 33 causes the ball 34 to be It is urged to be sandwiched between one disk 32. The shaft 45 is attached to the bracket 44 by an adjustment screw 50 and a lock nut 51.
[0029]
A controller (control means) 100 is connected to the electric motor 19, the position detector 20, and the thrust sensor 46, and a pedal sensor 102 that detects an operation amount of the brake pedal 101 is connected to the controller 100. The controller 100 detects the detection result of the pedal sensor 102, that is, the operation amount of the brake pedal 101, the detection result of the position detector 20, that is, the actual piston position corresponding to the rotational position of the electric motor 19, the current value of the electric motor 19, By controlling the electric motor 19 based on the detection result of the thrust sensor 46, that is, the actual piston thrust, control is performed so that the piston thrust becomes the target thrust.
[0030]
A cylindrical spring holder 67 is attached to the outer periphery of the tip of the sleeve 37 of the second disk 33. One end portion of the spring holder 67 engages with the tip end portion of the cylindrical portion 36 of the first disk 32 to limit the relative rotation thereof to a certain range. A coil spring 69 is wound around the spring holder 67, and the coil spring 69 is twisted with a predetermined set load, one end of which is coupled to the spring holder 67, and the other end of the first disk 32. It is coupled to the cylindrical portion 36 (the coupling portion is not shown).
[0031]
Next, the basic operation of the electric caliper 10 of the electric disc brake according to the first embodiment configured as described above will be described.
[0032]
In the non-braking state, the ball 34 of the ball ramp mechanism 21 is at the deepest end of the ball grooves 38 and 39, and the first disk 32 and the second disk 33 are closest. When generating the braking force, the controller 100 rotates the rotor 28 of the electric motor 19 clockwise. Then, the rotational torque of the roller 28 is amplified by the speed reduction mechanism 22 and transmitted to the first disk 32.
[0033]
The rotational force of the first disk 32 is transmitted to the second disk 33 via the coil spring 69. Before the piston 40 presses the brake pads 14 and 15, almost no axial load acts on the piston 40, and the resistance generated in the screw portions 41 and 43 between the piston 40 and the second disk 33 is small. The set load of the coil spring 69 causes the second disk 33 to rotate integrally with the first disk 32, causing relative rotation between the second disk 33 and the piston 40, and the piston 40 is moved by the action of the screw portions 41 and 43. It advances to the disk rotor 11 side. Thereby, the screw portions 41 and 43 constitute a conversion mechanism portion that converts the rotational motion of the electric motor 19 into the linear motion of the piston 40.
[0034]
Then, the piston 40 comes into contact with one brake pad 14 and presses it against the disk rotor 11, and the caliper body 12 moves along the slide pin of the carrier 16 by the reaction force, so that the claw portion 13 moves to the other brake. The pad 15 is pressed against the disk rotor 11.
[0035]
After the brake pads 14 and 15 are pressed against the disk rotor 11, a large axial load acts on the piston 40 due to the reaction force, so that the resistance of the screw portions 41 and 43 increases and the coil spring 69 is set. When the load exceeds the load, the rotation of the second disk 33 is stopped. As a result, the coil spring 69 is bent and relative rotation occurs between the first disk 32 and the second disk 33 of the ball ramp mechanism 21. As a result, the ball 34 rolls in the ball grooves 38 and 39 to advance the second disk 33 and the piston 40 together (that is, linear movement), and the piston 40 further pushes the brake pads 14 and 15 against the disk rotor 11. wear. As a result, the ball ramp mechanism 21 also constitutes a conversion mechanism that converts the rotational motion of the electric motor 19 into the linear motion of the piston 40.
[0036]
Next, the control contents of the controller 100 will be described with reference to the flowchart of FIG. The control shown in this flowchart is a process executed at regular control cycles.
[0037]
First, the controller 100 reads a pedal sensor signal output from the pedal sensor 102 (STEP 00). Then, based on the pedal operation amount that is the operation amount of the brake pedal 101 indicated by the read pedal sensor signal, the braking force of the electric caliper 10, that is, the target thrust generated in the piston 40 is obtained (STEP01).
[0038]
It is determined whether or not the target thrust calculated in STEP01 is greater than zero (STEP02). If the target thrust is greater than zero, a thrust sensor signal indicating the thrust of the piston 40 is read from the thrust sensor 46 (STEP03). Piston thrust control is performed on the electric motor 19 so that the piston thrust detected by the thrust sensor 46 is fed back so as to be generated in the piston (STEP 04).
[0039]
In STEP 05, it is determined whether or not the piston thrust falls below a preset reference threshold value. When the piston thrust falls below the reference threshold value, the piston position is read (STEP 06), and the position returned by a predetermined amount α from the piston position is determined by the disk rotor. 11 and the brake pads 14 and 15 are set and stored as contact start positions at which contact is substantially started (STEP 07). In STEP 05, if the piston thrust is not below the reference threshold value, the process is terminated.
[0041]
In STEP02, when the target thrust is zero, the piston position is read (STEP08), and the piston 40 is controlled to the contact start position where the disk rotor 11 and the brake pads 14, 15 substantially start to contact (STEP09). .
[0042]
  here, FIG.As shown in FIG. 4, the piston thrust is the reference threshold value Fth described above when the brake pads 14 and 15 are in a high rigidity state with a large amount of wear due to normal wear, a new nominal state, and a low rigidity state with partial wear. After that, the retracting amount for the piston 40 to retract to the contact start position is different from A1, A2 and A3 (A1 <A2 <A3). Therefore, the predetermined value α is set to a variable value according to the wear state of the brake pads 14 and 15.Do.
[0043]
Here, the wear state of the brake pads 14 and 15 is the rate of change of the change amount of the piston thrust detected by the thrust sensor 46 with respect to the change amount of the piston position detected by the position detector 20 in the calculation unit of the controller 100. Detect from. That is, as shown in FIG. 4, the piston position signal output from the position detector 20 when the piston thrust indicated by the piston thrust sensor signal output from the thrust sensor 46 becomes a preset piston thrust Fa is indicated. The piston position Pa and the piston position Pb indicated by the piston position signal output from the position detector 20 when the piston thrust indicated by the piston thrust sensor signal output from the thrust sensor 46 becomes a preset piston thrust Fb. Is detected. Then, the change rate dF / dP of the piston thrust change amount dF (= Fa-Fb) detected by the thrust sensor 46 with respect to the piston position change amount dP (= Pa−Pb) detected by the position detector 20, Calculation is performed according to dF / dP = (Fa−Fb) / (Pa−Pb).
[0044]
If the rate of change dF / dP is large, it is in a highly rigid state, if the rate of change dF / dP is an intermediate value, it is in a nominal state, and if the rate of change dF / dP is small, it is in a low rigid state. A control table as shown in FIG. 5 is experimentally obtained in advance, and α corresponding to the change rate dF / dP is set. If the rate of change dF / dP is large, it is in the high rigidity state, so a small A1 is set as a predetermined value α, and if the rate of change dF / dP is an intermediate value, it is in a nominal state, so an intermediate A2 is set as the predetermined value α. If the change rate dF / dP is small, the rigidity is low, so a large A3 is set as the predetermined value α.
[0045]
When the brake pedal 101 is lightly depressed and does not reach the predetermined piston thrusts Fa and Fb, the rate of change dF / dP calculated last time is used. Further, if the timing for calculating the rate of change dF / dP is when the brake is released, the processing can be performed based on the latest pad state. Furthermore, if the piston thrusts Fa and Fb are set to the low thrust side, even when the brake pedal 101 is lightly depressed, the probability that the piston thrust reaches the detected thrusts Fa and Fb increases, and the update rate dF / dP is updated. Can be high.
The predetermined value α may be fixed and the reference threshold value may be variable according to the change rate dF / dP.
[0046]
Then, until the contact start position set and stored in STEP06, the piston position detected by the position detector 20 is used as feedback, and the piston 40 is retracted and stopped by position control with little influence of noise (STEP07).
[0047]
According to the brake device of the first embodiment described above, when the brake is released, the point at which the piston thrust, which is greatly influenced by noise in the thrust sensor 46, becomes 0 is avoided, and the time when the threshold becomes below a predetermined reference threshold value greater than 0. The predetermined amount corresponding to the change rate dF / dP of the change amount dF of the piston thrust relative to the change amount dP of the piston position corresponding to the wear state of the brake pads 14 and 15 from the piston position detected by the position detector 20 in FIG. The position where the piston is returned to the brake release side by α is set as a contact start position where the disk rotor 11 and the brake pads 14 and 15 start to contact each other. Therefore, the influence of noise can be avoided and the contact start position is set in consideration of the wear state of the brake pads 14 and 15, so that the contact start position can be accurately obtained. As a result, it is possible to reliably prevent dragging of the brake pads 14 and 15 at the time of non-braking, and to improve the responsiveness at the time of next braking.
[0048]
In the above description, the case where an electric motor is used as the actuator has been described as an example. For example, the wear state of the brake pad can be detected from the change rate dF / dP of the change amount of the piston thrust with respect to the change amount of the piston position, and this can be used for posture control of a vehicle having a brake device using a hydraulic actuator. is there.
[0049]
A brake device according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 to 13 focusing on differences from the first embodiment.
[0050]
As shown in FIG. 6, the brake device of the second embodiment is also an electric disk brake device having an electric caliper 10 as in the first embodiment, and a vehicle body behavior sensor 103 for detecting the behavior of the vehicle body is provided in the controller 100. The controller 100 controls the electric caliper 10 based on signals from the pedal sensor 102 and the vehicle body behavior sensor 103. Note that an acceleration sensor, a yaw rate sensor, a wheel speed sensor, a steering sensor, or the like is used as the vehicle body behavior sensor 103.
[0051]
Next, the control contents of the controller 100 of the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control shown in this flowchart is a process executed at regular control cycles.
[0052]
First, the controller 100 reads the pedal sensor signal output from the pedal sensor 102 (STEPa0) and also reads the vehicle body behavior sensor signal output from the vehicle body behavior sensor 103 (STEPa1). Then, the braking force of the electric caliper 10, that is, the piston 40 is generated based on the pedal operation amount that is the operation amount of the brake pedal 101 indicated by the read pedal sensor signal and the behavior amount that is the behavior amount of the vehicle body indicated by the vehicle body behavior sensor signal. The target thrust to be obtained is determined (STEPa2).
[0053]
It is determined whether or not the target thrust calculated in STEPa2 is larger than zero (STEPa3). If the target thrust is larger than zero, a thrust sensor signal indicating the thrust of the piston 40 is read from the thrust sensor 46 (STEPa4), and the target thrust is calculated. Piston thrust control is performed on the electric motor 19 so as to be generated in the piston 40, using the piston thrust detected by the thrust sensor 46 as feedback (STEP 5).
[0054]
Then, the controller 100 performs provisional contact position detection processing (details will be described later) for detecting the provisional contact position between the disc rotor 11 and the brake pads 14 and 15 based on the piston thrust in the provisional contact position detection means (STEPa6). ).
[0055]
Subsequently, the controller 100 uses the provisional contact position reliability calculation means to determine the piston until the provisional contact position is set based on the piston position signal output from the position detector 20, that is, the piston position which is the position of the piston 40. The piston speed, which is 40, is calculated, and the reliability of the temporary contact position is calculated based on the piston speed, and the contact position detecting means corrects the temporary contact position detected in STEPa6 based on the reliability and makes contact. A contact position determination process (details will be described later) stored as a position is performed (STEPa7).
[0056]
Here, in the contact position determination process of STEPa7, the controller 100 stores the contact position by the contact position detection unit before the temporary contact position detection unit detects the temporary contact position by the temporary contact position detection unit. The reliability of the previous contact position is calculated based on the elapsed time from the time point, and the contact position detecting means is based on the reliability of the previous contact position and the reliability of the temporary contact position reliability calculating means. The temporary contact position is corrected and stored as the contact position (details will be described later).
[0057]
In STEPa3, if the target thrust is not greater than zero, in other words, zero, the controller 100 reads the piston position signal output from the position detector 20, that is, the piston position (STEPa8), and is stored at that time. Position control using the piston position as feedback is performed on the electric motor 19 so that the piston position coincides with the contact position (STEPa9). Thereby, piston 40 is located in a contact position.
[0058]
Next, the temporary contact position detection process of STEPa6 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0059]
First, the temporary contact position correction flag is reset (STEPb0). Next, it is determined whether or not the piston thrust F detected by the thrust sensor 46 is greater than zero (STEPb1). If the piston thrust F is greater than zero, the previous piston thrust F ′ is a preset reference threshold value. It is determined whether it is smaller than Fth and whether the current piston thrust F is equal to or greater than the reference threshold Fth (STEPb2).
[0060]
When it is determined in STEPb2 that the previous piston thrust F ′ is smaller than a preset reference threshold Fth and the current piston thrust F is greater than or equal to the reference threshold Fth, the position detector 20 The output piston position signal, that is, the current piston position is read (STEPb4), the position returned from the current piston position by a predetermined value α is set as the temporary contact position Q (STEPb5), and the correction flag is set (STEPb6). . Finally, the current piston thrust F is stored as F '(STEPb7), and the process is terminated.
[0061]
On the other hand, if it is not determined in STEPb2 that the previous piston thrust F ′ is smaller than a preset reference threshold Fth and the current piston thrust F is greater than or equal to the reference threshold Fth, in STEPb3 Then, it is determined whether or not the previous piston thrust F ′ is larger than a preset reference threshold Fth and the current piston thrust F is equal to or less than the reference threshold Fth. When the previous piston thrust F ′ is larger than the preset reference threshold Fth and the current piston thrust F is equal to or less than the reference threshold Fth, the position is determined by STEP b4, b5, b6, b7. The piston position signal output from the detector 20, that is, the current piston position is read, the position returned from the current piston position by a predetermined value α is set as the temporary contact position Q, the correction flag is set, and finally this time The piston thrust F is stored as F ′, and the process is terminated.
[0062]
Since the relationship between the piston position and the piston thrust is obtained experimentally in advance as shown in FIG. 9, the piston thrust is returned to the contact position from the time when the piston thrust reaches the preset reference threshold Fth. The predetermined value α required for the above is obtained from this relationship. That is, the relationship between the reference threshold value Fth and the predetermined value α is experimentally obtained in advance. By using this relationship, as in the first embodiment, the thrust sensor 46 avoids a point where the piston thrust, which is greatly influenced by noise, becomes zero.
[0063]
Further, in STEPb1, when the piston thrust F detected by the thrust sensor 46 is not larger than zero, that is, when the piston thrust F is zero, and in STEPb3, the previous piston thrust F ′ is larger than a preset reference threshold Fth. In the case where it is not determined that the piston thrust F is large and the current piston thrust F is equal to or less than the reference threshold Fth, the current piston thrust F is finally set in step Sb7 without setting the temporary contact position. Is stored as F ′ and the process is terminated.
[0064]
Next, the contact position determination process of STEPa7 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0065]
First, it is determined whether or not a correction flag for setting and resetting is set in the provisional contact position detection process executed in advance (STEPc0). If the correction flag is not set in STEPc0, the elapsed time T is accumulated in a timer (not shown) (STEPc1), and the contact position determination process is terminated. The elapsed time is the elapsed time from the time when the previous correction flag was set to the present.
[0066]
On the other hand, if the correction flag is set in STEPc0, the previous value reliability Y for the elapsed time is calculated according to the calculation table (STEPc2). The previous value (previous contact position) is likely to change in the state of the brake pads 14 and 15 over time, such as expansion or contraction, and as a result, varies with respect to the recognized contact position. Since there is a high probability, the previous value reliability Y is low. Therefore, for example, as shown in FIG. 11, the calculation table is set so that the previous value reliability Y decreases as the elapsed time T increases.
[0067]
Subsequently, the elapsed time T is reset (STEPc3), and the product of the previous value reliability Y for the time elapsed calculated in STEPc2 and the correction reliability X ′ of the previous value is calculated to obtain the previous value (previous contact position). The overall reliability Z is obtained. Note that the amount of work during braking may be added to the calculation of the overall reliability Z of the previous value. For example, if the brake is being operated, the work amount is estimated from the time integral value Sf of the piston thrust and the output of the wheel speed sensor, the acceleration sensor, etc. For example, the time integral value Sf of the piston thrust is large and the vehicle is decelerated. If it is determined (determined from a wheel speed sensor or an acceleration sensor), the state of the brake pads 14 and 15 may be changed, so that the previous value reliability Y is lowered.
[0068]
Next, time differentiation of the piston displacement is performed based on the piston position signal output from the position detector 20, that is, the piston position, and the moving speed Vp of the piston 40 is calculated (STEPc5). Then, the current value reliability X is calculated from the moving speed Vp of the piston (STEPc6). For example, as shown in FIG. 12, the calculation method is set such that the current value reliability X decreases as the return speed Vp of the piston 40 increases by a predetermined value or more. This is because if the return speed Vp of the piston 40 is large, the number of sample points of the signal of the thrust sensor 46 in the controller 100 decreases, and the probability that an error occurs in the corrected contact position increases.
[0069]
The provisional contact position Q and the previous value P (n−1) detected this time are weighted by the following equation from the previous value reliability X and the previous total reliability Z based on the previous value reliability Y. The contact position P (n) is calculated (STEPc7).
P (n) = Q · X / (X + Z) + P (n−1) · Z / (X + Z)
[0070]
In STEPc7, the current temporary contact position Q is prioritized and, for example, the following position is calculated so that the contact position P is corrected only when the current value reliability X is smaller than the correction reliability X ′ of the previous value. You may do it.
When the current value reliability X is equal to or higher than the correction reliability X ′ of the previous value (X ≧ X ′).
P = P (n)
When the correction reliability X ′ of the previous value is higher than the current value reliability X (X <X ′)
P = P (n) + (P (n) -P (n-1)). (X-X ')
[0071]
Then, the current value reliability X is stored as the correction reliability X '(STEP c8), and the current contact position P (n) is set and stored as the contact position P (n-1) (STEP c9). The correction reliability X ′ and the contact position P (n−1) are used until the next change.
[0072]
Here, FIG. 13 illustrates a case where the provisional contact position is calculated at the braking end time t2 and the contact position is corrected in consideration of the previous value (previous contact position) corrected at the braking start time t1. The timing chart figure of an example is shown.
It is assumed that the piston thrust falls below the threshold value (Fth) at time t2 (STEPb3) and the temporary contact position Q is obtained (STEPb5). Further, it is assumed that the reliability at this time is X. Furthermore, it is assumed that the previous value P (n−1) has been corrected with the reliability X ′ at time t1. At this time, the reliability Y over time of the previous value P (n−1) is obtained by t2−t1, and the total reliability is Z = X ′ · Y. Therefore, the contact position P (n) can be obtained by using the following equation. FIG. 13 shows an outline of correction when the current value reliability X is low.
P (n) = Q · X / (X + Z) + P (n−1) · Z / (X + Z)
[0073]
According to the brake device of the second embodiment described above, in the controller 100, the temporary contact position detection means detects the temporary contact position Q between the disc rotor 11 and the brake pads 14, 15 based on the piston thrust. Thus, the temporary contact position reliability calculation means calculates the piston speed Vp until the temporary contact position Q is set based on the piston position detected by the position detector 20, and the temporary contact position reliability is calculated based on the piston speed Vp. When X is calculated, the contact position detecting means corrects the temporary contact position Q based on the reliability X and stores it as the contact position P (n). Thereby, for example, when the piston speed Vp is steep, the number of sampling data is small, and the reliability is low, the contact position detection means determines the contact position by reducing the weight of the temporary contact position Q detected by the temporary contact position detection means. Can do. Therefore, the contact position where the disk rotor 11 and the brake pads 14 and 15 start to contact each other can be accurately obtained. Therefore, drag of the brake pads 14 and 15 during non-braking can be prevented, and responsiveness during the next braking can be improved.
[0074]
Further, the controller 100 is based on the elapsed time T from the time when the previous contact position reliability calculation means stores the contact position by the contact position detection means before the temporary contact position Q is detected by the temporary contact position detection means. When the reliability Y of the previous contact position is calculated, the contact position detecting means determines the temporary contact position Q based on the total reliability Z based on the reliability Y of the previous contact position and the reliability X based on the temporary contact position reliability calculation means. Is corrected and stored as a contact position. Thus, for example, the elapsed time T from when the contact position is stored by the contact position detection means before the temporary contact position is detected by the temporary contact position detection means is long, and wear, thermal expansion, heat When there is a high possibility that contraction or the like has occurred and the reliability Y of the previous contact position is low, the contact position detection means increases the weight of the current temporary contact position Q detected by the temporary contact position detection means to increase the contact position. Can be decided. Therefore, the contact position where the disk rotor 11 and the brake pads 14 and 15 start to contact each other can be accurately obtained. Therefore, drag of the brake pads 14 and 15 at the time of non-braking can be surely prevented, and responsiveness at the time of next braking can be reliably improved.
[0075]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the brake device of claim 1 of the present invention, the contact start position setting means isWhile setting a predetermined amount as a variable value based on the change of the change amount of the piston thrust with respect to the change amount of the piston position,When releasing the brake based on the operation amount of the brake pedal, avoiding the point where the piston thrust, which is greatly influenced by noise in the thrust detection means, becomes zero, and the predetermined amount from the piston position at the time when the threshold value falls below a predetermined threshold value greater than zero. The position where the piston is returned to the brake release side is set as a contact start position where the disc rotor and the brake pad start contact. Therefore, the influence of noise can be avoided,In addition, the change of the piston thrust change with respect to the piston position change is taken into account.Therefore, the contact start position can be accurately obtained. Therefore, it is possible to prevent the brake pad from being dragged during non-braking, and to improve the responsiveness during the next braking.
[0076]
According to the brake device of claim 2 of the present invention, at the time of releasing the brake, a point where the piston thrust, which has a large influence of noise in the thrust detecting means, becomes 0 is avoided, and when the threshold becomes less than a predetermined threshold value greater than 0. A position where the piston is returned to the brake release side by a predetermined amount corresponding to the change rate of the change amount of the piston thrust with respect to the change amount of the piston position, corresponding to the wear state of the brake pad, is set as the contact start position. Therefore, since the contact start position is set in consideration of the wear state of the brake pad, the contact start position can be obtained more accurately. Therefore, it is possible to reliably prevent the brake pad from being dragged at the time of non-braking and to improve the responsiveness at the time of the next braking.
[0078]
  According to the brake device of claim 4 of the present invention,When releasing the brake based on the operation amount of the brake pedal, avoid the point where the piston thrust, which has a large noise effect in the thrust detecting means, becomes zero, and start from the piston position when the threshold value is below a predetermined threshold value greater than zero, Is set to a temporary contact start position at which the disk rotor and the brake pad start to contact each other. Therefore, since the influence of noise can be avoided, the provisional contact start position can be accurately obtained.
  Also,The provisional contact position detecting means detects the provisional contact position between the disc rotor and the brake pad based on the piston thrust, while the provisional contact position reliability calculation means is provisionally based on the piston position detected by the position detection means. When the piston speed until the contact position is set is calculated and the reliability of the temporary contact position is calculated based on the piston speed, the contact position detecting means corrects the temporary contact position based on the reliability and stores it as the contact position. To do. Thereby, for example, when the piston speed is steep, the number of sampling data is small, and the reliability is low, the contact position detection means can determine the contact position by reducing the weight of the temporary contact position detected by the temporary contact position detection means. . Therefore, the contact start position where the disk rotor and the brake pad start contact can be accurately obtained. Therefore, it is possible to prevent the brake pad from being dragged during non-braking, and to improve the responsiveness during the next braking.
[0079]
According to the brake device of claim 5 of the present invention, from the time when the previous contact position reliability calculation means stores the contact position by the contact position detection means before the provisional contact position detection means detects the provisional contact position. When the reliability of the previous contact position is calculated based on the elapsed time, the contact position detection unit corrects the temporary contact position based on the reliability of the previous contact position and the reliability of the temporary contact position reliability calculation unit. And memorize it as the contact position. As a result, for example, the elapsed time from the time when the contact position is memorized by the contact position detecting means before the provisional contact position is detected by the provisional contact position detecting means is long, and wear, thermal expansion, heat shrinkage, etc. occur in the brake pad. When the reliability of the previous contact position is low, the contact position detection unit can determine the contact position by increasing the weight of the current temporary contact position detected by the temporary contact position detection unit. Therefore, the contact start position where the disk rotor and the brake pad start contact can be accurately obtained. Therefore, it is possible to reliably prevent the brake pad from being dragged at the time of non-braking and to improve the responsiveness at the time of the next braking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric caliper showing a brake device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the control contents of the controller of the brake device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a state of piston thrust with respect to a piston position in each of a high rigidity state, a nominal state, and a low rigidity state of a brake pad.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a state of piston thrust with respect to a piston position.
FIG. 5 is a diagram showing a control table for calculating a predetermined value α from a change rate dF / dP in the controller of the brake device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an electric caliper showing a brake device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a main flowchart showing the control contents of a controller of a brake device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the control content of provisional contact position detection processing of the controller of the brake device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship of piston thrust to piston position.
FIG. 10 is a flowchart showing the control content of a contact position determination process of a controller of a brake device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a calculation table of previous value reliability Y with respect to time lapse T;
FIG. 12 is a diagram showing a calculation table of current value reliability X with respect to piston return speed Vp.
FIG. 13 is an example timing chart for explaining a case where the contact position is corrected under the control of the controller of the brake device according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Electric caliper
11 Disc rotor
14,15 Brake pads
19 Electric motor (actuator)
20 position detector (position detecting means)
40 piston
46 Thrust sensor (thrust detection means)
100 controller (provisional contact position detection means, provisional contact position reliability calculation means, contact position detection means, previous contact position reliability calculation means)

Claims (5)

ディスクロータと、
該ディスクロータの軸線方向に沿ってピストンを直線運動させるアクチュエータと、
前記ピストンの直線運動によって押圧されて前記ディスクロータに接触するブレーキパッドと、
前記ピストンが受けるピストン推力を検出する推力検出手段と、
前記ピストンの変位であるピストン位置を検出する位置検出手段とを有し、
ブレーキペダルの操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記ピストンに推力を発生させるブレーキ装置において、
記ディスクロータと前記ブレーキパッドとが接触を開始する接触開始位置設定する接触開始位置設定手段を有し、
該接触開始位置設定手段は、前記ピストン位置の変化量に対する前記ピストン推力の変化量の変化に基づく可変値として所定量を設定し、前記ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、前記ピストン推力が0より大きい所定の閾値以下になった時点での前記ピストン位置から前記ピストンをブレーキ解除側へ前記所定量戻した位置を接触開始位置に設定することを特徴とするブレーキ装置。
A disk rotor,
An actuator for linearly moving the piston along the axial direction of the disk rotor;
A brake pad that is pressed by a linear motion of the piston and contacts the disk rotor;
Thrust detecting means for detecting piston thrust received by the piston;
Position detecting means for detecting a piston position which is a displacement of the piston,
In a brake device that drives the actuator based on an operation amount of a brake pedal to generate a thrust in the piston,
Have a contact start position setting means for pre Kide Isukurota and said brake pad to set the contact start position to start the contact,
The contact start position setting means sets a predetermined amount as a variable value based on a change in the change amount of the piston thrust with respect to a change amount in the piston position, and when the brake is released based on the operation amount of the brake pedal, the piston thrust is A brake device , wherein a position where the predetermined amount of the piston is returned to the brake release side from the piston position when the threshold value becomes equal to or less than a predetermined threshold value greater than 0 is set as a contact start position .
前記接触開始位置設定手段は、前記ピストン位置の変化量に対する前記ピストン推力の変化量の変化率を演算する演算部を有し、該演算部により演算された前記変化率から前記ブレーキパッドの摩耗状態を検出して該摩耗状態に応じて可変に前記所定量を変更して設定することを特徴とする請求項1記載のブレーキ装置。  The contact start position setting means has a calculation unit that calculates a change rate of the change amount of the piston thrust with respect to the change amount of the piston position, and the wear state of the brake pad from the change rate calculated by the calculation unit The brake device according to claim 1, wherein the predetermined amount is variably set in accordance with the wear state. 前記接触開始位置設定手段は、前記演算部により演算された前記変化
率に基づき、前記変化率が前記ブレーキパッド新品時の中間値よりも大きければ小さな所定量を、また、前記変化率が前記ブレーキパッド新品時の中間値よりも小さければ大きな所定量を、前記所定量として設定することを特徴とする請求項記載のブレーキ装置。
The contact start position setting means, based on the change rate calculated by the calculation unit, sets a small predetermined amount if the change rate is larger than an intermediate value when the brake pad is new, and the change rate is the brake rate. The brake device according to claim 2 , wherein a predetermined amount larger than the intermediate value when the pad is new is set as the predetermined amount.
ディスクロータと、
該ディスクロータの軸線方向に沿ってピストンを直線運動させるアクチュエータと、
前記ピストンの直線運動によって押圧されて前記ディスクロータに接触するブレーキパッドと、
前記ピストンが受けるピストン推力を検出する推力検出手段と、
前記ピストンの変位であるピストン位置を検出する位置検出手段とを有し、
ブレーキペダルの操作量に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記ピストンに推力を発生させるブレーキ装置において、
前記ブレーキペダルの操作量に基づくブレーキ解除時に、前記ピストン推力が0より大きい所定の閾値以下になった時点での前記ピストン位置から前記ピストンをブレーキ解除側へ所定量戻した位置を前記ディスクロータと前記ブレーキパッドとの暫定接触位置として検出する暫定接触位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出されるピストン位置に基づいて前記暫定接触位置を設定するまでのピストン速度を算出し、該ピストン速度により前記暫定接触位置の信頼度を算出する暫定接触位置信頼度算出手段と、
前記信頼度に基づいて前記暫定接触位置を修正して接触位置として記憶する接触位置検出手段とを有することを特徴とするブレーキ装置。
A disk rotor,
An actuator for linearly moving the piston along the axial direction of the disk rotor;
A brake pad that is pressed by a linear motion of the piston and contacts the disk rotor;
Thrust detecting means for detecting piston thrust received by the piston;
Position detecting means for detecting a piston position which is a displacement of the piston,
In a brake device that drives the actuator based on an operation amount of a brake pedal to generate a thrust in the piston,
When the brake is released based on the operation amount of the brake pedal, a position where the piston is returned to the brake release side by a predetermined amount from the piston position when the piston thrust becomes a predetermined threshold value greater than 0 is defined as the disc rotor. Provisional contact position detection means for detecting the provisional contact position with the brake pad;
A provisional contact position reliability calculation means for calculating a piston speed until the provisional contact position is set based on a piston position detected by the position detection means, and calculating a reliability of the provisional contact position based on the piston speed; ,
And a contact position detecting means for correcting the temporary contact position based on the reliability and storing the corrected position as a contact position.
前記暫定接触位置検出手段により暫定接触位置が検出される以前に前記接触位置検出手段により接触位置を記憶した時点からの経過時間に基づいて前回接触位置の信頼度を算出する前回接触位置信頼度算出手段を有し、
前記接触位置検出手段は、前記前回接触位置の信頼度と前記暫定接触位置信頼度算出手段による信頼度とに基づいて前記暫定接触位置を修正して接触位置として記憶することを特徴とする請求項4記載のブレーキ装置。
Previous contact position reliability calculation that calculates the reliability of the previous contact position based on the elapsed time from the time when the contact position was stored by the contact position detection unit before the temporary contact position was detected by the temporary contact position detection unit Having means,
The contact position detection means corrects the temporary contact position based on the reliability of the previous contact position and the reliability of the temporary contact position reliability calculation means, and stores it as a contact position. 4. The brake device according to 4.
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