JP4421063B2

JP4421063B2 - Control method for electric brake device for vehicle and electric brake device for vehicle

Info

Publication number: JP4421063B2
Application number: JP2000104873A
Authority: JP
Inventors: 知之菊田
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: JP2001289273A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling a motor-driven brake device for a vehicle capable of easily releasing parking and to provide the motor-driven brake device for a vehicle. SOLUTION: Power supply fed to an electric motor 11 is set such that a supply voltage applied on the electric motor 11 when the electric motor 11 is reversed and displacement is effected in a direction in which a brake pad is brought into non-contact (separation from) with a disc is increased to a value higher than a supply voltage applied on the electric motor 11 when the electric motor 11 is rotated forward and displacement is effected in a direction in which the brake pad is brought into contact with the disc.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用電動ブレーキ装置の制御方法及び車両用電動ブレーキ装置に係り、特にパーキングブレーキ装置に好適な車両用電動ブレーキ装置の制御方法及び車両用電動ブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両用パーキングブレーキ装置には、電動モータを駆動源としたアクチュエータで作動するものが提案されている。つまり、この種のパーキングブレーキ装置は、車両の駐車（または停車）時に電動モータにて直接ブレーキパッドを押しパーキングブレーキをかけるようになっている。
【０００３】
一般に、電動パーキングでは、電動モータが制動時無負荷回転数から、１秒未満でブレーキパッドを駆動して車輪と連動する回転体を押さえてパーキングブレーキがかかるようになっている。つまり、前記回転体は短時間で電動モータで駆動されるブレーキパッドにより拘束され拘束状態に陥る。そのため、前記回転体とブレーキパッドとの間では、電動モータの拘束トルクによる制動力が発生するほかに移動体としてのブレーキパッドの慣性力も発生する。
【０００４】
この慣性力に最も大きく寄与するのは、電動モータの回転子で発生する慣性トルクＴ（Ｉ）である。つまり、Ｔ（Ｉ）＝Ｉ×ｄω／ｄｔ（ここで、Ｉはモータの慣性モーメントであり、ｄω／ｄｔはモータの角加速度である）となる電動モータの慣性トルクＴ（Ｉ）は、ブレーキ装置の減速部で増力され、大きな慣性力となる。
【０００５】
従って、前記回転体とブレーキパッドとの間では、その慣性力が発生するため、拘束トルクのみによる発生される拘束制動力以上の制動力が発生している。そして、電動パーキング（駐車）を続ける間、この制動力を保持するために、機械力伝達経路に敢えて機械ロスを作り、その反力を受け止め続けるようにしている。また、電動パーキング（駐車）の解除は、前記電動モータを逆回転させ前記ブレーキパッドを回転体から離間させることによって行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来では、電動パーキング（駐車）の解除時において、ブレーキ装置の制御手段が電動モータに対して電動パーキング（駐車）の作動時と同じ大きさの電流を供給するため、電動モータの逆回転開始時には、前記拘束トルクを抗するトルク（起動トルク）しか発生されない。
【０００７】
従って、電動モータは前記拘束制動力以上の制動力を打ち勝ってブレーキパッドを回転体から離間させるのは時間がかかり電動パーキング（駐車）を解除し難かった。
【０００８】
また、一般に、パーキングをする時は、走行直後であってモータに供給するバッテリ電源の電圧が高くなっている。一方、パーキングを解除する時は、エンジン始動直後であってバッテリ電源の電圧はスタータ等でバッテリ電源を消費した直後なので低くなっている。そのため、パーキング解除時、電動モータに供給する駆動電圧は低くなっていることから、同電動モータに発生する起動トルクが小さいものとなる。その結果、電動モータによるパーキングの解除はより一層難しくしている。
【０００９】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、電動モータによるパーキング（駐車）の解除を容易に行うことができる車両用電動ブレーキ装置の制御方法及び車両用電動ブレーキ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車軸とともに回転する回転体に対して、電動モータの作用に基づいて摩擦部材を接触・非接触状態の間で変位させて、所望の制動力を発生させる車両用電動ブレーキ装置の制御方法において、前記電動モータの供給電力を、前記摩擦部材を接触させる方向に変位させる時より前記摩擦部材を非接触させる方向に変位させる時のほうが大きくなるようにしたことを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、車軸とともに回転する回転体と前記回転体に対して摩擦部材が圧接するブレーキパッドと、正逆回転する電動モータと、前記電動モータの正逆回転を減速させる減速手段と、前記減速手段にて減速された正逆回転に基づいて前記ブレーキパッドの摩擦部材を回転体に対して接触・非接触状態の間で変位させる移動伝達手段と、前記電動モータに供給する供給電力を、同電動モータを正回転させてブレーキパッドの摩擦部材を接触させる方向に変位させる時より、同電動モータを逆回転させてブレーキパッドの摩擦部材を非接触させる方向に変位させる時のほうが大きくなるように制御する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１２】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、摩擦部材を非接触させる方向に変位させる時、すなわち、ブレーキを解除する時に電動モータに供給する供給電力を大きくしたので、電動モータは大きな起動トルクを発生することができる。この大きな起動トルクによる摩擦部材の接触位置からの解除力は、摩擦部材が回転体を圧接する際に発生する拘束制動力以上の制動力に打ち勝つことができる。その結果、ブレーキ解除は容易に行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、制御手段にて摩擦部材を非接触させる方向に変位させる時、すなわち、ブレーキを解除する時に電動モータに供給する供給電力を大きくしたので、電動モータは大きな起動トルクを発生することができる。この大きな起動トルクによる摩擦部材の接触位置からの解除力は、摩擦部材が回転体を圧接する際に発生する拘束制動力以上の制動力に打ち勝つことができる。その結果、ブレーキ解除は容易に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両の車両用電動ブレーキ装置としての電動パーキングブレーキ装置に具体化した一の実施形態を図面に従って説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の電動パーキングブレーキ装置１０の電動モータ１１は、電機子１２と、該電機子１２を収容支持するモータハウジング１３とを備えている。電機子１２の回転軸１４の出力端には、該回転軸１４とともに回転するウォーム１５が固着されている。そのウォーム１５は、ウォームハウジング１６に回転可能に設けたウォームホイール１７と噛合されている。ウォームホイール１７は、移動変換手段を構成する回転ウォーム１８と噛合されている。つまり、ウォームホイール１７と回転ウォーム１８は、回転軸１４すなわちモータ１１の回転を減速するものであって、電動パーキングブレーキ装置１０の減速手段に構成している。
【００１６】
また、前記回転ウォーム１８の上下両面には、移動変換手段を構成するローラネジ１９が形成されている。そのローラネジ１９は、スライダ２０のネジ部２１と駆動連結されている。つまり、ローラネジ１９は、回転ウォーム１８の回転をスライダ２０の直線運動に変換するようになっている。
【００１７】
前記スライダ２０は、図１に示すように、ブレーキケース２２により往復移動可能に保持され、その先端部２３がシリンダ機構２４内に挿入している。
シリンダ機構２４は、油圧シリンダ２５と、該油圧シリンダ２５内に往復移動可能に配置されたピストン２６とを備えている。油圧シリンダ２５は図示しないブレーキペダルが踏まれたとき同油圧シリンダ２５に形成された入口２５ａから圧油がシリンダ室内に導入されるようになっている。ピストン２６は、その基端に前記スライダ２０の先端部２３と当接する当接部としての当接凹部２７が形成され、その先端に摩擦部材としてのブレーキパッド２８が固着されている。該ブレーキパッド２８と相対向して、ブレーキパッド２９がパッド固定部材３０に設けられている。パッド固定部材３０はキャリパ（図示せず）を介して前記油圧シリンダ２５と連結されている。また、前記両ブレーキパッド２８，２９間には車両の車軸（図示せず）に固定された回転体としてのディスク３１が配置されている。そして、回転ウォーム１８、ローラネジ１９、スライダ２０とシリンダ機構２４は、電動パーキングブレーキ装置１０の移動伝達手段に構成している。
【００１８】
なお、本実施形態では、前記ピストン２６は前記スライダ２０又は圧油の押圧によって図１で示す矢印Ａ方向へ移動するとき、油圧シリンダ２５はピストン２６を押す反力で矢印Ａ方向と反対する矢印Ｂ方向へ移動するようになっている。従って、ピストン２６の往復移動によって前記両ブレーキパッド２８，２９は互いに離接するように移動される。また、ピストン２６と油圧シリンダ２５との間にはピストンシール（図示せず）が設けられている。このピストンシールの戻り作用によってピストン２６が押圧されていないときピストン２６を常に両ブレーキパッド２８，２９がディスク３１と所定隙間にて離間するように作用することになっている。
【００１９】
次に、上記のように構成した電動パーキングブレーキ装置１０の電気的構成について説明する。
図２において、制御手段としてのブレーキコントローラ４０は、ブレーキ操作スイッチ４１と接続されている。ブレーキ操作スイッチ４１は、車両に装備されている駐車ブレーキ操作レバーの操作に基づいてオン・オフし、そのオン・オフ信号をブレーキコントローラ４０に出力する。つまり、駐車ブレーキ操作レバーを駐車位置に操作すると、ブレーキ操作スイッチ４１はオン信号をブレーキコントローラ４０に出力する。また、駐車ブレーキ操作レバーを駐車解除位置に操作すると、ブレーキ操作スイッチ４１オフ信号をブレーキコントローラ４０に出力する。
【００２０】
ブレーキコントローラ４０は、ブレーキ操作スイッチ４１のオフ信号からオン信号の立ち上がりに応答して駐車ブレーキモードを実行するとともに、ブレーキ操作スイッチ４１のオン信号からオフ信号の立ち下がりに応答して駐車ブレーキ解除モードを実行する。
【００２１】
駐車ブレーキモードは、電動モータ１１を正回転させてブレーキパッド２８，２９をディスク３１に挟持圧接させるモードである。詳述すると、電動モータ１１が正回転すると、その正回転はウォーム１５及びウォームホイール１７にて減速されるとともに、回転ウォーム１８、ローラネジ１９及びスライダ２０にてブレーキパッド２８，２９が挟持方向に移動するように直線移動に変換される。
【００２２】
また、駐車ブレーキ解除モードは、電動モータ１１を逆回転させてブレーキパッド２８，２９をディスク３１に反挟持圧接させるモードである。詳述すると、電動モータ１１が逆回転すると、その逆回転はウォーム１５及びウォームホイール１７にて減速されるとともに、回転ウォーム１８、ローラネジ１９及びスライダ２０にてブレーキパッド２８，２９が反挟持方向に移動するように直線移動に変換される。
【００２３】
そして、ブレーキコントローラ４０は、駐車ブレーキモードにはモータ駆動回路４２に対して電動モータ１１を正回転させるための第１及び第２のパーキング制御信号ＰＲＫ１，ＰＲＫ２を出力する。反対に、ブレーキコントローラ４０は、駐車解除ブレーキモードにはモータ駆動回路４２に対して電動モータ１１を逆回転させるための第１及び第２のパーキング解除制御信号ＲＥＬ１，ＲＥＬ２を出力する。
【００２４】
モータ駆動回路４２は、第１及び第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ１，Ｔｆ２と第１及び第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２とを備えている。
【００２５】
第１の正回転用スイッチング素子Ｔｆ１と第１の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１はＰＮＰトランジスタよりなり、第１の正回転用スイッチング素子Ｔｆ１のベースは抵抗Ｒ１を介して第１のパーキング制御信号ＰＲＫ１が入力され、第１の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１のベースは抵抗Ｒ２を介して第１のパーキング解除制御信号ＲＥＬ１が入力される。また、第１の正回転用スイッチング素子Ｔｆ１と第１の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１のエミッタは、共に車両に搭載されたバッテリのプラス電源端子に接続されている。
【００２６】
第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ２と第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ２はＰＮＰトランジスタよりなり、第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ２のベースは抵抗Ｒ３を介して第２のパーキング制御信号ＰＲＫ２が入力され、第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ２のベースは抵抗Ｒ４を介して第２のパーキング解除制御信号ＲＥＬ２が入力される。また、第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ２と第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ２のエミッタは、共に車両に搭載されたバッテリのマイナス電源端子（グランド）に接続されている。
【００２７】
第１の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１のコレクタと第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ２のコレクタは互いに接続されているとともに、第１の正回転用スイッチング素子Ｔｆ１のコレクタと第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ２のコレクタは供給電圧調整用抵抗４３を介して互いに接続されている。また、第１の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１のコレクタと第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ２のコレクタとの間には前記電動モータ１１が接続されている。
【００２８】
そして、ブレーキコントローラ４０から第１及び第２のパーキング制御信号ＰＲＫ１，ＰＲＫ２が出力されるとき、第１及び第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ１，Ｔｆ２がオンされる。その結果、電流が第１の正回転用スイッチング素子Ｔｆ１→供給電圧調整用抵抗４３→電動モータ１１→第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ２という経路を介して流れ、電動モータ１１は正回転する。
【００２９】
一方、ブレーキコントローラ４０から第１及び第２のパーキング解除制御信号ＲＥＬ１，ＲＥＬ２が出力されるとき、第１及び第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２がオンされる。その結果、電流が第１の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ１→電動モータ１１→第２の逆回転用スイッチング素子Ｔｒ２という経路を介して流れ、電動モータ１１は逆回転する。
【００３０】
尚、本実施形態では、電動モータ１１が正回転するとき、電動モータ１１に供給される電流は供給電圧調整用抵抗４３を介して供給される。従って、図３に示すように、正回転時に同電動モータ１１に印加される電圧Ｖ１は逆回転時に同電動モータ１１に印加される電圧Ｖ２より供給電圧調整用抵抗４３での電圧降下分ΔＶだけ小さい。言い換えると、電動モータ１１が逆回転するときには、正回転するときより大きな供給電力が供給されるようになっている。
【００３１】
つまり、電動モータ１１の逆回転時、すなわち、駐車ブレーキを解除する時には、電動モータ１１の起動トルクを大きくし、その大きな起動トルクによるブレーキパッド２８，２９の圧接位置からの解除力を、ブレーキパッド２８，２９が駐車ブレーキモード時にディスク３１と圧接する際に発生する拘束制動力以上の制動力に打ち勝つことができるようにしている。
【００３２】
なお、本実施形態では、通常ブレーキ状態である場合、つまり、駐車ブレーキ操作レバーが操作されずブレーキペダル（図示せず）が踏まれたときにおいて、前記ブレーキコントローラ４０はモータ１１に供給電力を供給せずシリンダ機構２４に圧油を供給するように制御する。このとき、シリンダ機構２４は、圧油の供給によってピストン２６が圧油に押圧され図１に示す矢印Ａ方向に移動されるとともに、油圧シリンダ２５がその圧油の反力によって図１に示す矢印Ｂ方向に移動される。すると、ディスク３１が両ブレーキパッド２８，２９により圧接され、通常ブレーキはかけられる。その後、ブレーキペダルが緩めたとき、圧油の作用が解除されシリンダ機構２４内のピストンシール（図示せず）の戻り作用によって油圧シリンダ２５は戻される。そして、両ブレーキパッド２８，２９はディスク３１から離間され通常ブレーキが解除される。
【００３３】
本実施形態の電動パーキングブレーキ装置１０によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）本実施形態では、電動モータ１１に供給する供給電力を、電動モータ１１を正回転させてディスク３１にブレーキパッド２８，２９を接触させる方向に変位させる時に電動モータ１１に印加する供給電圧Ｖ１より、電動モータ１１を逆回転させてディスク３１にブレーキパッド２８，２９を非接触（離間）させる方向に変位させる時に電動モータ１１に印加する供給電圧Ｖ２を大きくした。
【００３４】
従って、電動モータ１１を逆回転させてディスク３１にブレーキパッド２８，２９を非接触（離間）させる方向に変位させる時に電動モータ１１により大きな起動トルクを発生することができる。この大きな起動トルクによるブレーキパッド２８，２９の接触位置からの解除力は、ブレーキパッド２８，２９がディスク３１を圧接する際に発生する拘束制動力以上の制動力に打ち勝つことができる。その結果、電動パーキングブレーキ装置１０のパーキング解除を容易に行うことができる。
【００３５】
（２）本実施形態では、移動伝達手段は、前記ウォーム１５及びウォームホイール１７にて減速された正逆回転をスライダ２０の往復直線移動に変換する回転ウォーム１８及びローラネジ１９と、ブレーキパッド２８，２９を固着しスライダ２０の押圧を受けて移動するとともにブレーキペダル操作による圧油の作用を受けて移動するピストン２６を有するシリンダ機構２４とを備えている。
【００３６】
従って、パーキングブレーキと普通のブレーキを一体化することができ、車両のブレーキシステムの簡略化を図ることができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
【００３７】
○上記モータ駆動回路４２を図４に示す回路で実施してもよい。詳述すると、図４に示すモータ駆動回路４２において、供給電圧調整用抵抗４３を省略している。そして、供給電圧調整用抵抗４３を省略した代わりに、第２の正回転用スイッチング素子Ｔｆ２のベースにパルス幅変調（ＰＷＭ）した第２のパーキング制御信号ＰＲＫ２をブレーキコントローラ４０から出力するようにする。これによって、電動モータ１１の正回転時には、パルス幅変調（ＰＷＭ）に基づいて電動モータ１１に供給される電力は調整され、正回転時に同電動モータ１１に供給される電力は逆回転時に同電動モータ１１に供給される電力より小さい。言い換えると、電動モータ１１が逆回転時には正回転時より大きな供給電力が供給されるようになっている。従って、上記実施形態と同様な効果を有することになる。
【００３８】
○上記モータ駆動回路４２を図５に示す回路で実施してもよい。詳述すると、図５において、前記電動モータ１１の一方のモータ入力端子は第１のリレースイッチ５１に接続されている。第１のリレースイッチ５１は切り替わって、１２ボルトのバッテリのマイナス電源端子（グランド）又は供給電圧調整用抵抗Ｒ１０を介してプラス電源端子のいずれか一方とそのモータ入力端子とを接続するようになっている。また、電動モータ１１の他方のモータ入力端子は第２のリレースイッチ５２に接続されている。第２のリレースイッチ５２は切り替わって、前記マイナス電源端子（グランド）又はプラス電源端子のいずれか一方とそのモータ入力端子とを接続するようになっている。
【００３９】
つまり、電動モータ１１を正回転させる場合、第１のリレースイッチ５１及び第２のリレースイッチ５２を切換制御して、一方のモータ入力端子を抵抗Ｒ１０を介してプラス電源端子に接続させ、他方のモータ入力端子をグランドに接続させる。反対に電動モータ１１を逆回転させる場合、第１のリレースイッチ５１及び第２のリレースイッチ５２を切換制御して、一方のモータ入力端子をグランドに接続させ、他方のモータ入力端子をプラス電源端子に接続させる。
【００４０】
第１のリレースイッチ５１は、第１のリレー回路５４のリレーコイル５４ａの励磁・非励磁によって切り替わる。リレーコイル５４ａが励磁（通電）されるとき、同リレーコイル５４ａは第１のリレースイッチ５１を一方のモータ入力端子とプラス電源端子とを抵抗Ｒ１０を介して接続させる。反対に、リレーコイル５４ａが非励磁（非通電）の時、同リレーコイル５４ａは図５に実線で示すように第１のリレースイッチ５１を一方のモータ入力端子とグランドとを接続させる。
【００４１】
第１のリレー回路５４に設けたリレーコイル５４ａの励磁・非励磁は、上記実施形態のブレーキコントローラ４０からの第２のパーキング制御信号ＰＲＫ２によって制御される。つまり、第２のパーキング制御信号ＰＲＫ２が入力されると、第１のトランジスタＴ１がオンされる。第１のトランジスタＴ１のオンに基づいて第１のリレー回路５４に１２ボルトのバッテリ電源が印加されリレーコイル５４ａは励磁される。第２のパーキング制御信号ＰＲＫ２が消失すると、第１のトランジスタＴ１がオフされる。第１のトランジスタＴ１のオフに基づいて第１のリレー回路５４に１２ボルトのバッテリ電源の供給が遮断されリレーコイル５４ａは非励磁となる。
【００４２】
第２のリレースイッチ５２は、第２のリレー回路５５のリレーコイル５５ａの励磁・非励磁によって切り替わる。リレーコイル５５ａが励磁されるとき、同リレーコイル５５ａは第２のリレースイッチ５２を他方のモータ入力端子とプラス電源端子とを接続させる。反対に、リレーコイル５５ａが非励磁の時、同リレーコイル５５ａは図５に実線で示すように第２のリレースイッチ５２を他方のモータ入力端子とグランドとを接続させる。
【００４３】
第２のリレー回路５５に設けたリレーコイル５５ａの励磁・非励磁は、上記実施形態のブレーキコントローラ４０からの第２のパーキング解除制御信号ＲＥＬ２によって制御される。つまり、第２のパーキング解除制御信号ＲＥＬ２が入力されると、第２のトランジスタＴ２がオンされる。第２のトランジスタＴ２のオンに基づいて第２のリレー回路５５に１２ボルトのバッテリ電源が印加されリレーコイル５５ａは励磁される。第２のパーキング解除制御信号ＲＥＬ２が消失すると、第２のトランジスタＴ２がオフされる。第２のトランジスタＴ２のオフに基づいて第２のリレー回路５５に１２ボルトのバッテリ電源の供給が遮断されリレーコイル５５ａは非励磁となる。
【００４４】
従って、第２のパーキング制御信号ＰＲＫ２が入力される駐車時においては電動モータ１１は正回転を行い、第２のパーキング解除制御信号ＲＥＬ２が入力される駐車時においては電動モータ１１は逆回転を行うことになる。
【００４５】
この場合においても、正回転時に同電動モータ１１に印加される電圧は、逆回転時に同電動モータ１１に印加される電圧より供給電圧調整用抵抗Ｒ１０での電圧降下分だけ小さくなる。従って、上記実施形態と同様な効果を発揮することになる。
【００４６】
○上記実施形態では、ピストン２６の一端にスライダ２０の先端部２３と当接する当接部としての当接凹部２７が形成されて実施したが、スライダ２０の先端部２３に当接凹部を形成させ、ピストン２６の一端にその当接凹部と当接する当接凸部を形成させるように実施してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）及び（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００４７】
○上記実施形態では、スライダ２０はシリンダ機構２４を介してブレーキパッド２８，２９と連結して実施したが、スライダ２０は、図６に示すように、その先端部２３が該先端部２３に固着されたパッド連結部材３２を介してブレーキパッド２８，２９と連結して実施してもよい。つまり、回転ウォーム１８、ローラネジ１９、スライダ２０とパッド連結部材３２は、電動パーキングブレーキ装置１０の移動伝達手段に構成し、直動式となっている。この場合、上記実施形態の特徴（１）及び（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
○上記実施形態では、回転体はディスク３１にて実施したが、回転体をドラムにて実施してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）及び（２）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
【００４９】
○上記実施形態では、本発明を車両の電動パーキングブレーキ装置に具体化して実施したが、本発明をその他の電動ブレーキ装置に具体化して実施してもよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）及び（２）に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１及び２に記載の発明によれば、ブレーキ解除は容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の車両用電動ブレーキ装置の要部断面図。
【図２】同じく車両用電動ブレーキ装置の制御回路。
【図３】電動モータへの印加電圧と電動ブレーキ装置の制動力を示す説明図。
【図４】別例の車両用電動ブレーキ装置の制御回路。
【図５】別例の車両用電動ブレーキ装置の制御回路。
【図６】別例の車両用電動ブレーキ装置。
【符号の説明】
１０…車両用電動ブレーキ装置、１１…電動モータ、１５…減速手段を構成するウォーム、１７…減速手段を構成するウォームホイール、１８…移動変換手段を構成する回転ウォーム、１９…移動変換手段を構成するローラネジ、２０…スライダ、２４…シリンダ機構、２５…シリンダ機構を構成する油圧シリンダ、２６…シリンダ機構を構成するピストン、２８，２９…摩擦部材としてのブレーキパッド、３１…回転体としてのディスク。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method for an electric brake device for a vehicle and an electric brake device for a vehicle, and more particularly to a control method for an electric brake device for a vehicle suitable for a parking brake device and an electric brake device for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a vehicle parking brake device that operates with an actuator using an electric motor as a drive source has been proposed. That is, this type of parking brake device applies a parking brake by directly pressing a brake pad with an electric motor when the vehicle is parked (or stopped).
[0003]
In general, in an electric parking, an electric motor drives a brake pad in less than 1 second from a no-load rotation speed during braking, and presses a rotating body interlocking with a wheel to apply a parking brake. That is, the rotating body is restrained by the brake pad driven by the electric motor in a short time and falls into a restrained state. Therefore, between the rotating body and the brake pad, in addition to the braking force generated by the restraining torque of the electric motor, the inertia force of the brake pad as the moving body is also generated.
[0004]
The greatest contribution to this inertial force is the inertial torque T (I) generated by the rotor of the electric motor. In other words, the inertia torque T (I) of the electric motor that satisfies T (I) = I × dω / dt (where I is the moment of inertia of the motor and dω / dt is the angular acceleration of the motor) is The force is increased at the decelerating part of the device, resulting in a large inertial force.
[0005]
Therefore, an inertial force is generated between the rotating body and the brake pad, so that a braking force greater than the restraining braking force generated only by the restraining torque is generated. In order to maintain this braking force while continuing electric parking (parking), a mechanical loss is intentionally created in the mechanical force transmission path, and the reaction force is continuously received. Further, the electric parking (parking) is released by rotating the electric motor in the reverse direction and separating the brake pad from the rotating body.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, conventionally, when the electric parking (parking) is released, the control means of the brake device supplies the same electric current to the electric motor as when the electric parking (parking) is operated. At the start, only a torque (starting torque) against the restraining torque is generated.
[0007]
Therefore, it takes time for the electric motor to overcome the braking force greater than the restraining braking force and separate the brake pad from the rotating body, and it is difficult to release the electric parking (parking).
[0008]
In general, when parking, the voltage of the battery power supplied to the motor is high immediately after traveling. On the other hand, when the parking is released, the voltage of the battery power supply is low immediately after the engine is started and the battery power supply is consumed immediately by a starter or the like. Therefore, since the drive voltage supplied to the electric motor is low when parking is released, the starting torque generated in the electric motor is small. As a result, the parking release by the electric motor is made more difficult.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a control method for an electric brake device for a vehicle and an electric motor for a vehicle that can easily release parking (parking) by an electric motor. It is to provide a brake device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is configured to displace a friction member between a contact state and a non-contact state based on an action of an electric motor with respect to a rotating body rotating together with an axle. In the control method for an electric brake device for a vehicle that generates a desired braking force, the electric power supplied to the electric motor is more displaced in a direction in which the friction member is not contacted than in a direction in which the friction member is contacted. The gist of this is to make it larger.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotating body that rotates together with an axle, a brake pad that a friction member presses against the rotating body, an electric motor that rotates forward and backward, and a deceleration that decelerates forward and reverse rotation of the electric motor. Means, a movement transmission means for displacing the friction member of the brake pad between a contact state and a non-contact state with respect to the rotating body based on forward and reverse rotations decelerated by the speed reduction means, and supply to the electric motor When the electric power is displaced in the direction in which the electric motor is rotated in the forward direction and the friction member in the brake pad is not contacted, the electric power is displaced in the direction in which the electric motor is rotated in the reverse direction and the friction member in the brake pad is not contacted. The gist of the present invention is that it is provided with control means for controlling the size to be larger.
[0012]
(Function)
According to the first aspect of the present invention, since the power supplied to the electric motor is increased when the friction member is displaced in the non-contact direction, that is, when the brake is released, the electric motor generates a large starting torque. can do. The release force from the contact position of the friction member due to the large starting torque can overcome a braking force that is greater than the restraining braking force generated when the friction member presses the rotating body. As a result, the brake can be easily released.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, when the control means displaces the friction member in the non-contact direction, that is, when the brake is released, the power supplied to the electric motor is increased, so the electric motor is large. A starting torque can be generated. The release force from the contact position of the friction member due to the large starting torque can overcome a braking force that is greater than the restraining braking force generated when the friction member presses the rotating body. As a result, the brake can be easily released.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric parking brake device as a vehicle electric brake device for a vehicle will be described with reference to the drawings.
[0015]
As shown in FIG. 1, the electric motor 11 of the electric parking brake device 10 of this embodiment includes an armature 12 and a motor housing 13 that accommodates and supports the armature 12. A worm 15 that rotates together with the rotary shaft 14 is fixed to the output end of the rotary shaft 14 of the armature 12. The worm 15 is meshed with a worm wheel 17 rotatably provided on the worm housing 16. The worm wheel 17 is meshed with a rotating worm 18 that constitutes the movement converting means. In other words, the worm wheel 17 and the rotating worm 18 decelerate the rotation of the rotating shaft 14, that is, the motor 11, and constitute a decelerating means of the electric parking brake device 10.
[0016]
Further, roller screws 19 constituting movement converting means are formed on the upper and lower surfaces of the rotating worm 18. The roller screw 19 is drivingly connected to the screw portion 21 of the slider 20. That is, the roller screw 19 converts the rotation of the rotary worm 18 into a linear motion of the slider 20.
[0017]
As shown in FIG. 1, the slider 20 is held by a brake case 22 so as to be reciprocally movable, and a tip portion 23 thereof is inserted into a cylinder mechanism 24.
The cylinder mechanism 24 includes a hydraulic cylinder 25 and a piston 26 that can be reciprocated in the hydraulic cylinder 25. In the hydraulic cylinder 25, when a brake pedal (not shown) is depressed, pressure oil is introduced into the cylinder chamber from an inlet 25a formed in the hydraulic cylinder 25. The piston 26 has a contact concave portion 27 as a contact portion that contacts the front end portion 23 of the slider 20 at the base end, and a brake pad 28 as a friction member is fixed to the front end. A brake pad 29 is provided on the pad fixing member 30 so as to face the brake pad 28. The pad fixing member 30 is connected to the hydraulic cylinder 25 via a caliper (not shown). Further, a disc 31 is disposed between the brake pads 28 and 29 as a rotating body fixed to a vehicle axle (not shown). The rotating worm 18, the roller screw 19, the slider 20 and the cylinder mechanism 24 are configured as movement transmission means of the electric parking brake device 10.
[0018]
In the present embodiment, when the piston 26 moves in the direction of arrow A shown in FIG. 1 by pressing the slider 20 or pressure oil, the hydraulic cylinder 25 is an arrow that opposes the direction of arrow A by a reaction force that pushes the piston 26. It moves in the B direction. Therefore, the two brake pads 28 and 29 are moved away from each other by the reciprocating movement of the piston 26. A piston seal (not shown) is provided between the piston 26 and the hydraulic cylinder 25. When the piston 26 is not pressed by the return action of the piston seal, the piston 26 always acts so that the brake pads 28 and 29 are separated from the disk 31 by a predetermined gap.
[0019]
Next, the electrical configuration of the electric parking brake device 10 configured as described above will be described.
In FIG. 2, a brake controller 40 as control means is connected to a brake operation switch 41. The brake operation switch 41 is turned on / off based on an operation of a parking brake operation lever provided on the vehicle, and outputs an on / off signal to the brake controller 40. That is, when the parking brake operation lever is operated to the parking position, the brake operation switch 41 outputs an ON signal to the brake controller 40. When the parking brake operation lever is operated to the parking release position, a brake operation switch 41 off signal is output to the brake controller 40.
[0020]
The brake controller 40 executes the parking brake mode in response to the rise of the on signal from the off signal of the brake operation switch 41, and the parking brake release mode in response to the fall of the off signal from the on signal of the brake operation switch 41. Execute.
[0021]
The parking brake mode is a mode in which the electric motor 11 is rotated forward and the brake pads 28 and 29 are clamped and pressed against the disk 31. More specifically, when the electric motor 11 rotates forward, the forward rotation is decelerated by the worm 15 and the worm wheel 17, and the brake pads 28 and 29 move in the clamping direction by the rotating worm 18, the roller screw 19 and the slider 20. Is converted to linear movement.
[0022]
The parking brake release mode is a mode in which the electric motor 11 is rotated in the reverse direction so that the brake pads 28 and 29 are pressed against the disc 31 by anti-clamping pressure. More specifically, when the electric motor 11 rotates in the reverse direction, the reverse rotation is decelerated by the worm 15 and the worm wheel 17, and the brake pads 28 and 29 are moved in the anti-clamping direction by the rotating worm 18, the roller screw 19 and the slider 20. It is converted to linear movement to move.
[0023]
In the parking brake mode, the brake controller 40 outputs first and second parking control signals PRK1, PRK2 for causing the motor drive circuit 42 to rotate the electric motor 11 in the forward direction. Conversely, the brake controller 40 outputs first and second parking release control signals REL1 and REL2 for rotating the electric motor 11 in the reverse direction with respect to the motor drive circuit 42 in the parking release brake mode.
[0024]
The motor drive circuit 42 includes first and second forward rotation switching elements Tf1 and Tf2 and first and second reverse rotation switching elements Tr1 and Tr2.
[0025]
The first forward rotation switching element Tf1 and the first reverse rotation switching element Tr1 are composed of PNP transistors, and the base of the first forward rotation switching element Tf1 is connected to the first parking control signal PRK1 via the resistor R1. The first parking release control signal REL1 is input to the base of the first reverse rotation switching element Tr1 via the resistor R2. The emitters of the first forward rotation switching element Tf1 and the first reverse rotation switching element Tr1 are both connected to a positive power supply terminal of a battery mounted on the vehicle.
[0026]
The second forward rotation switching element Tf2 and the second reverse rotation switching element Tr2 are composed of PNP transistors, and the base of the second forward rotation switching element Tf2 is supplied with a second parking control signal PRK2 via a resistor R3. The second parking release control signal REL2 is input to the base of the second reverse rotation switching element Tr2 via the resistor R4. The emitters of the second forward rotation switching element Tf2 and the second reverse rotation switching element Tr2 are both connected to a negative power supply terminal (ground) of a battery mounted on the vehicle.
[0027]
The collector of the first reverse rotation switching element Tr1 and the collector of the second normal rotation switching element Tf2 are connected to each other, and the collector of the first normal rotation switching element Tf1 and the second reverse rotation switching element are connected. The collectors of the elements Tr2 are connected to each other via a supply voltage adjusting resistor 43. The electric motor 11 is connected between the collector of the first reverse rotation switching element Tr1 and the collector of the second reverse rotation switching element Tr2.
[0028]
When the first and second parking control signals PRK1, PRK2 are output from the brake controller 40, the first and second forward rotation switching elements Tf1, Tf2 are turned on. As a result, the current flows through a path of the first forward rotation switching element Tf1 → the supply voltage adjusting resistor 43 → the electric motor 11 → the second forward rotation switching element Tf2, and the electric motor 11 rotates forward.
[0029]
On the other hand, when the first and second parking release control signals REL1 and REL2 are output from the brake controller 40, the first and second reverse rotation switching elements Tr1 and Tr2 are turned on. As a result, a current flows through a path of the first reverse rotation switching element Tr1 → the electric motor 11 → the second reverse rotation switching element Tr2, and the electric motor 11 rotates reversely.
[0030]
In the present embodiment, when the electric motor 11 rotates forward, the current supplied to the electric motor 11 is supplied via the supply voltage adjusting resistor 43. Therefore, as shown in FIG. 3, the voltage V1 applied to the electric motor 11 during forward rotation is equal to the voltage drop ΔV at the supply voltage adjusting resistor 43 than the voltage V2 applied to the electric motor 11 during reverse rotation. small. In other words, when the electric motor 11 rotates in the reverse direction, a larger amount of power is supplied than when the electric motor 11 rotates in the forward direction.
[0031]
That is, when the electric motor 11 rotates in reverse, that is, when the parking brake is released, the starting torque of the electric motor 11 is increased, and the releasing force from the pressure contact position of the brake pads 28 and 29 by the large starting torque is applied to the brake pad. The brake force 28 and 29 can overcome a braking force greater than the restraining braking force generated when the discs 31 and 28 are pressed against each other in the parking brake mode.
[0032]
In the present embodiment, the brake controller 40 supplies power to the motor 11 in the normal brake state, that is, when the parking brake operation lever is not operated and a brake pedal (not shown) is depressed. Instead, control is performed so that pressure oil is supplied to the cylinder mechanism 24. At this time, in the cylinder mechanism 24, the piston 26 is pressed by the pressure oil by the supply of the pressure oil and is moved in the direction of the arrow A shown in FIG. 1, and the hydraulic cylinder 25 is moved by the reaction force of the pressure oil to the arrow shown in FIG. It is moved in the B direction. Then, the disk 31 is pressed by both brake pads 28 and 29, and the normal brake is applied. Thereafter, when the brake pedal is loosened, the action of the pressure oil is released and the hydraulic cylinder 25 is returned by the return action of a piston seal (not shown) in the cylinder mechanism 24. Both brake pads 28 and 29 are separated from the disk 31 and the normal brake is released.
[0033]
According to the electric parking brake device 10 of the present embodiment, the following features can be obtained.
(1) In the present embodiment, the supply power supplied to the electric motor 11 is supplied to the electric motor 11 when the electric motor 11 is rotated in the forward direction to displace the brake pads 28 and 29 in contact with the disk 31. From V1, the supply voltage V2 applied to the electric motor 11 is increased when the electric motor 11 is rotated in the reverse direction so as to displace the brake pads 28 and 29 in the non-contact (separated) manner with respect to the disk 31.
[0034]
Accordingly, a large starting torque can be generated by the electric motor 11 when the electric motor 11 is rotated in the reverse direction to displace the brake pads 28 and 29 in a non-contact (separated) manner with respect to the disk 31. The releasing force from the contact position of the brake pads 28 and 29 due to the large starting torque can overcome the braking force that is greater than the restraining braking force that is generated when the brake pads 28 and 29 press the disc 31. As a result, parking of the electric parking brake device 10 can be easily performed.
[0035]
(2) In the present embodiment, the movement transmitting means includes a rotating worm 18 and a roller screw 19 that convert the forward / reverse rotation decelerated by the worm 15 and the worm wheel 17 into a reciprocating linear movement of the slider 20, the brake pad 28, And a cylinder mechanism 24 having a piston 26 that moves under the pressure of the brake pedal and moves while receiving the pressure of the slider 20.
[0036]
Therefore, the parking brake and the ordinary brake can be integrated, and the vehicle brake system can be simplified.
In addition, you may change this embodiment as follows.
[0037]
The motor driving circuit 42 may be implemented by the circuit shown in FIG. More specifically, the supply voltage adjusting resistor 43 is omitted from the motor drive circuit 42 shown in FIG. Then, instead of omitting the supply voltage adjustment resistor 43, the brake controller 40 outputs a second parking control signal PRK2 that has been subjected to pulse width modulation (PWM) to the base of the second forward rotation switching element Tf2. . As a result, when the electric motor 11 is rotated forward, the electric power supplied to the electric motor 11 is adjusted based on pulse width modulation (PWM), and the electric power supplied to the electric motor 11 during forward rotation is the same as that during reverse rotation. It is smaller than the power supplied to the motor 11. In other words, larger electric power is supplied when the electric motor 11 rotates in the reverse direction than when it rotates in the forward direction. Therefore, it has the same effect as the above embodiment.
[0038]
The motor driving circuit 42 may be implemented by the circuit shown in FIG. Specifically, in FIG. 5, one motor input terminal of the electric motor 11 is connected to the first relay switch 51. The first relay switch 51 is switched to connect either the negative power supply terminal (ground) of the 12-volt battery or the positive power supply terminal to the motor input terminal via the supply voltage adjusting resistor R10. ing. The other motor input terminal of the electric motor 11 is connected to the second relay switch 52. The second relay switch 52 is switched to connect either the negative power supply terminal (ground) or the positive power supply terminal and its motor input terminal.
[0039]
That is, when the electric motor 11 is rotated forward, the first relay switch 51 and the second relay switch 52 are controlled to switch one motor input terminal to the positive power supply terminal via the resistor R10 and the other one. Connect the motor input terminal to ground. On the contrary, when the electric motor 11 is rotated in the reverse direction, the first relay switch 51 and the second relay switch 52 are controlled to switch one motor input terminal to the ground and the other motor input terminal to the plus power supply terminal. Connect to.
[0040]
The first relay switch 51 is switched by excitation / non-excitation of the relay coil 54 a of the first relay circuit 54. When the relay coil 54a is excited (energized), the relay coil 54a connects the first relay switch 51 to one motor input terminal and a positive power supply terminal via the resistor R10. On the other hand, when the relay coil 54a is de-energized (de-energized), the relay coil 54a connects the first relay switch 51 to one motor input terminal and the ground as shown by a solid line in FIG.
[0041]
Excitation / de-excitation of the relay coil 54a provided in the first relay circuit 54 is controlled by the second parking control signal PRK2 from the brake controller 40 of the above embodiment. That is, when the second parking control signal PRK2 is input, the first transistor T1 is turned on. When the first transistor T1 is turned on, a 12-volt battery power supply is applied to the first relay circuit 54, and the relay coil 54a is excited. When the second parking control signal PRK2 disappears, the first transistor T1 is turned off. Based on the turning off of the first transistor T1, the supply of 12 volt battery power to the first relay circuit 54 is cut off, and the relay coil 54a is de-energized.
[0042]
The second relay switch 52 is switched by excitation / non-excitation of the relay coil 55 a of the second relay circuit 55. When the relay coil 55a is excited, the relay coil 55a connects the second relay switch 52 to the other motor input terminal and the positive power supply terminal. Conversely, when the relay coil 55a is not energized, the relay coil 55a connects the second relay switch 52 to the other motor input terminal and the ground as shown by a solid line in FIG.
[0043]
Excitation / de-excitation of the relay coil 55a provided in the second relay circuit 55 is controlled by the second parking release control signal REL2 from the brake controller 40 of the above embodiment. That is, when the second parking cancellation control signal REL2 is input, the second transistor T2 is turned on. When the second transistor T2 is turned on, a 12-volt battery power supply is applied to the second relay circuit 55, and the relay coil 55a is excited. When the second parking cancellation control signal REL2 disappears, the second transistor T2 is turned off. Based on the turn-off of the second transistor T2, the supply of 12-volt battery power to the second relay circuit 55 is cut off, and the relay coil 55a is de-energized.
[0044]
Therefore, the electric motor 11 rotates forward during parking when the second parking control signal PRK2 is input, and the electric motor 11 performs reverse rotation during parking when the second parking release control signal REL2 is input. It will be.
[0045]
Even in this case, the voltage applied to the electric motor 11 during forward rotation is smaller than the voltage applied to the electric motor 11 during reverse rotation by a voltage drop at the supply voltage adjusting resistor R10. Therefore, the same effect as the above embodiment is exhibited.
[0046]
In the above embodiment, the contact recess 27 as the contact portion that contacts the tip 23 of the slider 20 is formed at one end of the piston 26. However, the contact recess is formed at the tip 23 of the slider 20. In addition, an abutment convex portion that abuts the abutment concave portion may be formed at one end of the piston 26. In this case, the same effects as those described in the features (1) and (2) of the embodiment can be obtained.
[0047]
In the above embodiment, the slider 20 is connected to the brake pads 28 and 29 via the cylinder mechanism 24. However, the slider 20 has its tip 23 fixed to the tip 23 as shown in FIG. The brake pads 28 and 29 may be connected to each other through the pad connecting member 32 formed. That is, the rotary worm 18, the roller screw 19, the slider 20, and the pad connecting member 32 are configured as a movement transmission means of the electric parking brake device 10 and are of direct acting type. In this case, the same effects as those described in the features (1) and (2) of the embodiment can be obtained.
[0048]
In the above embodiment, the rotating body is implemented by the disk 31, but the rotating body may be implemented by a drum. In this case, the same effects as those described in the features (1) and (2) of the embodiment can be obtained.
[0049]
In the above embodiment, the present invention is embodied in an electric parking brake device for a vehicle. However, the present invention may be embodied in another electric brake device. In this case, it is possible to obtain substantially the same effects as those described in the features (1) and (2) of the above embodiment.
[0050]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first and second aspects of the invention, the brake can be released easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an electric brake device for a vehicle according to an embodiment.
FIG. 2 is a control circuit for an electric brake device for a vehicle.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an applied voltage to the electric motor and a braking force of the electric brake device.
FIG. 4 is a control circuit of a vehicle electric brake device according to another example.
FIG. 5 is a control circuit of a vehicle electric brake device according to another example.
FIG. 6 shows another example of an electric brake device for a vehicle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric brake device for vehicles, 11 ... Electric motor, 15 ... Worm which comprises a deceleration means, 17 ... Worm wheel which comprises a deceleration means, 18 ... Rotary worm which comprises a movement conversion means, 19 ... The movement conversion means , 20 ... a slider, 24 ... a cylinder mechanism, 25 ... a hydraulic cylinder constituting the cylinder mechanism, 26 ... a piston constituting the cylinder mechanism, 28, 29 ... a brake pad as a friction member, 31 ... a disk as a rotating body.

Claims

Based on the action of the electric motor (11), the friction member (28, 29) is displaced between a contact state and a non-contact state with respect to the rotating body (31) rotating together with the axle to generate a desired braking force. In a control method for an electric brake device for a vehicle,
The electric power supplied from the electric motor (11) is larger when the friction member (28, 29) is displaced in the non-contact direction than when the friction member (28, 29) is displaced in the contact direction. A control method for an electric brake device for a vehicle, characterized in that

A rotating body (31) that rotates together with the axle, and a brake pad in which a friction member (28, 29) is pressed against the rotating body (31);
An electric motor (11) rotating forward and reverse;
Decelerating means (15, 17) for decelerating forward / reverse rotation of the electric motor (11);
Movement for displacing the friction member (28, 29) of the brake pad with respect to the rotating body (31) between a contact state and a non-contact state based on forward and reverse rotations decelerated by the speed reduction means (15, 17). Transmission means (18, 19, 20, 24, 32);
When the electric power supplied to the electric motor (11) is displaced in the direction in which the electric motor (11) is rotated forward to bring the friction members (28, 29) of the brake pads into contact, the electric motor (11) And a control means (40) for controlling the brake pad friction member (28, 29) so as to be displaced in a non-contacting direction.