JP4554428B2

JP4554428B2 - Disc brake and method of calculating the amount of thermal collapse of the disc brake

Info

Publication number: JP4554428B2
Application number: JP2005131949A
Authority: JP
Inventors: 裕樹岡田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2025-04-28
Also published as: JP2006307994A

Description

この発明は、ディスクブレーキ及びディスクブレーキの熱倒れ量算出方法に関する。 The present invention relates to a disc brake and a method for calculating the amount of thermal collapse of the disc brake.

従来、例えば電動ディスクブレーキの空転時にロータの温度を検出するとともに、熱倒れ、ロータの肉厚変動を抑制するディスクブレーキが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３６６５７号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a disk brake is known that detects the temperature of a rotor during idling of an electric disk brake and suppresses thermal collapse and thickness fluctuation of the rotor (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-36657 A

ところで、上記従来技術の一例に係るディスクブレーキにおいては、ロータ温度を検出するために温度検出センサを設ける必要があり、温度検出センサや配線の装着に煩雑な手間がかかると共に、温度検出センサの配置位置が車輪周辺となることで、振動や、ディスクブレーキの高温の排熱によって温度検出センサに異常が発生してしまう可能性が高くなるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、温度検出センサを用いることなく、ディスクロータの熱歪み量を算出し、ディスクロータの肉厚変動の発生を抑制してジャダーの発生を抑制することが可能なディスクブレーキ及びディスクブレーキの熱倒れ量算出方法を提供することを目的としている。 By the way, in the disc brake according to the above-described prior art, it is necessary to provide a temperature detection sensor in order to detect the rotor temperature, and it takes time and labor to install the temperature detection sensor and wiring, and the arrangement of the temperature detection sensor When the position is in the vicinity of the wheel, there is a problem that there is a high possibility that an abnormality occurs in the temperature detection sensor due to vibration or high-temperature exhaust heat from the disc brake.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and calculates the amount of thermal distortion of the disk rotor without using a temperature detection sensor, and suppresses the occurrence of judder by suppressing the occurrence of disk rotor wall thickness fluctuations. It is an object of the present invention to provide a disc brake and a method for calculating the amount of thermal collapse of the disc brake.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のディスクブレーキは、ディスク部とハット部とからなるディスクロータにブレーキパッドを押圧して制動力を発生させるべく、電動アクチュエータ（例えば、実施の形態での電動モータ１５）の駆動により前記ブレーキパッドを移動させるディスクブレーキであって、前記ディスク部と前記ハット部との各温度（例えば、実施の形態での各温度θ_１，θ_２）を算出し、当該ディスク部及びハット部の各温度から前記ディスクロータの熱倒れ量（例えば、実施の形態での熱倒れ量δ）を算出する算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）と、前記算出手段により算出された前記熱倒れ量に応じた移動量で前記ディスクロータから前記ブレーキパッドを離間させる制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０４）とを備え、前記算出手段は、前記ディスク部と前記ハット部との各温度を、前記ディスクロータの回転数（例えば、実施の形態でのディスクロータ１１の回転速度）と前記ブレーキパッドによる制動トルク（例えば、実施の形態でのブレーキパッド１２による制動トルクに係る状態量）とに基づいて算出することを特徴としている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the disc brake of the present invention according to claim 1 is to generate a braking force by pressing a brake pad against a disc rotor composed of a disc portion and a hat portion. A disc brake that moves the brake pad by driving an electric actuator (for example, the electric motor 15 in the embodiment), and each temperature of the disc portion and the hat portion (for example, each in the embodiment) (Temperature θ ₁ , θ ₂ ) is calculated, and calculation means (for example, implementation) for calculating the amount of thermal collapse of the disk rotor (for example, the amount of thermal collapse δ in the embodiment) from each temperature of the disk unit and the hat unit. In step S02), and the brake pad is separated from the disk rotor by a movement amount corresponding to the thermal collapse amount calculated by the calculation means. Control means (for example, step S04 in the embodiment), and the calculation means calculates the temperature of the disk portion and the hat portion according to the rotational speed of the disk rotor (for example, in the embodiment). rotational speed) and the braking torque by the brake pads of the disc rotor 11 (for example, a calculation to said isosamples basis of the state quantity) of the braking torque by the brake pad 12 in the embodiment.

上記のディスクブレーキによれば、ディスクロータのディスク部およびハット部の各温度を検出する温度センサを設ける必要無しに、各温度をいわばリアルタイムで算出することができ、これらの算出結果に応じてディスクロータの熱倒れ量を精度良く算出することができる。これにより、算出した熱倒れ量に応じて、制動時以外の状態でディスクロータとブレーキパッドとが接触しないように設定することができ、ジャダーやブレーキパッドの偏摩耗等が生じることを防止することができる。 According to the above-mentioned disc brake, each temperature can be calculated in real time without the need to provide a temperature sensor for detecting each temperature of the disc portion and the hat portion of the disc rotor. The amount of heat collapse of the rotor can be calculated with high accuracy. As a result, according to the calculated amount of heat collapse, it can be set so that the disc rotor and the brake pad do not come into contact with each other in the state other than during braking, thereby preventing the occurrence of uneven wear of the judder and the brake pad. Can do.

さらに、上記のディスクブレーキによれば、制動時にブレーキパッドがディスク部に接触して発生する熱エネルギーのうちディスク部に流入する熱流束は、ディスクロータの回転速度を検出する回転数センサから出力されるディスクロータの回転数と、ディスク部に押圧されるブレーキパッドの推力およびディスク部の摺動面の摩擦係数に応じたブレーキパッドによる制動トルクとに基づいて精度良く算出することができ、この熱流束に基づきディスクロータのディスク部およびハット部の各温度を精度良く算出することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明のディスクブレーキでは、前記電動アクチュエータは、電動モータを有し、前記ブレーキパッドによる制動トルクは、前記電動モータの推力と、前記電動モータの回転位置を検出する回転角センサの検出結果とに基づいて算出されることを特徴としている。 Furthermore, according to the above-described disc brake, the heat flux flowing into the disc portion out of the thermal energy generated when the brake pad comes into contact with the disc portion during braking is output from the rotational speed sensor that detects the rotational speed of the disc rotor. This heat flow can be accurately calculated based on the number of revolutions of the disc rotor, the braking force applied by the brake pad in accordance with the thrust of the brake pad pressed against the disc portion and the friction coefficient of the sliding surface of the disc portion. Based on the bundle, each temperature of the disk portion and the hat portion of the disk rotor can be accurately calculated.
Furthermore, in the disc brake of the present invention according to claim 2, the electric actuator has an electric motor, and the braking torque by the brake pad detects the thrust of the electric motor and the rotational position of the electric motor. It is calculated based on the detection result of the rotation angle sensor.

さらに、請求項３に記載の本発明のディスクブレーキの熱倒れ量算出方法は、ディスク部とハット部とからなるディスクロータにブレーキパッドを押圧して制動力を発生させるべく、電動アクチュエータの駆動により前記ブレーキパッドを移動させるディスクブレーキの熱倒れ量算出方法であって、前記ディスクロータの回転数と前記ブレーキパッドによる制動トルクとに基づいて前記ディスク部と前記ハット部との各温度を算出し、前記ディスク部の温度と前記ハット部の温度との差から前記ディスクロータの熱倒れ量を算出することを特徴としている。 Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided a method for calculating the amount of thermal collapse of a disc brake according to the present invention by driving an electric actuator so as to generate a braking force by pressing a brake pad against a disc rotor composed of a disc portion and a hat portion. A method of calculating the amount of thermal collapse of a disc brake that moves the brake pad, wherein each temperature of the disc portion and the hat portion is calculated based on the rotational speed of the disc rotor and the braking torque by the brake pad, The amount of thermal collapse of the disk rotor is calculated from the difference between the temperature of the disk portion and the temperature of the hat portion.

上記のディスクブレーキの熱倒れ量算出方法によれば、制動時にブレーキパッドがディスク部に接触して発生する熱エネルギーのうちディスク部に流入する熱流束は、ディスクロータの回転数とブレーキパッドによる制動トルクとに基づいて精度良く算出することができ、さらに、この熱流束に基づきディスクロータのディスク部およびハット部の各温度をいわばリアルタイムで算出することができ、これらの算出結果に応じてディスクロータの熱倒れ量を精度良く算出することができる。これにより、算出した熱倒れ量に応じて、制動時以外の状態でディスクロータとブレーキパッドとが接触しないように設定することができ、ジャダーやブレーキパッドの偏摩耗等が生じることを防止することができる。 According to the above-described method of calculating the amount of heat fall of the disc brake, the heat flux flowing into the disc portion out of the thermal energy generated when the brake pad contacts the disc portion during braking is determined by the rotational speed of the disc rotor and the braking by the brake pad. It is possible to calculate with high accuracy based on the torque, and furthermore, based on this heat flux, each temperature of the disk portion and the hat portion of the disk rotor can be calculated in real time, and according to these calculation results, the disk rotor The amount of heat collapse can be calculated with high accuracy. As a result, according to the calculated amount of heat collapse, it can be set so that the disc rotor and the brake pad do not come into contact with each other in the state other than during braking, thereby preventing the occurrence of uneven wear of the judder and the brake pad. Can do.

以上説明したように、請求項１及び２に記載の本発明のディスクブレーキによれば、ディスクロータのディスク部およびハット部の各温度を検出する温度センサを設ける必要無しに、各温度をいわばリアルタイムで算出することができ、これらの算出結果に応じてディスクロータの熱倒れ量を精度良く算出することができる。
また、請求項３に記載の本発明のディスクブレーキの熱倒れ量算出方法によれば、ディスクロータの回転数とブレーキパッドによる制動トルクとに基づき、ディスクロータのディスク部およびハット部の各温度をいわばリアルタイムで算出することができ、これらの算出結果に応じてディスクロータの熱倒れ量を精度良く算出することができる。 As described above, according to the disk brake of the present invention as set forth in claims 1 and 2, each temperature is so-called real time without the need to provide a temperature sensor for detecting each temperature of the disk part and the hat part of the disk rotor. The amount of thermal collapse of the disk rotor can be accurately calculated according to these calculation results.
According to the method for calculating the amount of thermal collapse of the disc brake according to the third aspect of the present invention, the temperatures of the disc portion and the hat portion of the disc rotor are calculated based on the rotational speed of the disc rotor and the braking torque by the brake pads. In other words, it can be calculated in real time, and the amount of thermal collapse of the disk rotor can be accurately calculated according to these calculation results.

以下、本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ及びディスクブレーキの熱倒れ量算出方法について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるディスクブレーキ１０は、例えば図１および図２に示すように、車両の図示せぬ車輪とともに回転するディスクロータ１１と、ディスクロータ１１の軸線方向の両側からディスクロータ１１を挟み込むようにして配置されると共にディスクロータ１１に接触可能な一対のブレーキパッド１２，１２と、車両の非回転の取付部１３に固定されると共に一対のブレーキパッド１２，１２をディスクロータ１１の軸線方向に移動可能に支持し、これら一対のブレーキパッド１２，１２を介して制動トルクが入力されるキャリア１４と、キャリア１４にディスクロータ１１の軸線方向に移動可能に支持されると共に、内蔵された電動モータ１５の回転により一対のブレーキパッド１２，１２をディスクロータ１１の軸線方向の両側から挟持してディスクロータ１１に押圧して車両に制動力を発生させる電動キャリパ１６と、電動キャリパ１６の電動モータ１５を制御するＣＰＵ（中央演算装置）１７とを備えて構成されている。 Hereinafter, a disc brake and a method of calculating the amount of thermal collapse of the disc brake according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The disc brake 10 according to the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, sandwiches the disc rotor 11 from both sides in the axial direction of the disc rotor 11 and the disc rotor 11 that rotates with a wheel (not shown) of the vehicle. And a pair of brake pads 12 and 12 that can contact the disc rotor 11 and a non-rotating mounting portion 13 of the vehicle, and the pair of brake pads 12 and 12 are arranged in the axial direction of the disc rotor 11. A carrier 14 that is movably supported and receives braking torque via the pair of brake pads 12, 12, and is supported by the carrier 14 so as to be movable in the axial direction of the disk rotor 11, and a built-in electric motor 15, the pair of brake pads 12, 12 are moved to both sides of the disk rotor 11 in the axial direction. An electric caliper 16 to generate a braking force by pressing the disc rotor 11 by Luo sandwiched vehicle is configured by a CPU (central processing unit) 17 for controlling the electric motor 15 of the electric caliper 16.

ディスクロータ１１は、例えばストレートフィンタイプのベンチレーテッドロータであって、図示しない車輪に対して同軸に連結されている。このディスクロータ１１では、例えば円板状のインナーディスク部（図示略）とアウターディスク部（図示略）との互いに対向する面同士を接続する複数のリブ（図示略）が放熱フィンとして軸心から径方向に沿って放射状に列設され、周方向で隣り合う放熱フィン同士の間にはディスクロータ１１の内周部と外周部とを連通する通風路が形成されている。これにより、ディスクロータ１１の回転時には各通風路を経て内周部から外周部へと空気が流通して冷却作用を奏するようになっている。 The disk rotor 11 is, for example, a straight fin type ventilated rotor, and is coaxially connected to a wheel (not shown). In this disk rotor 11, for example, a plurality of ribs (not shown) that connect mutually opposing surfaces of a disk-shaped inner disk part (not shown) and an outer disk part (not shown) serve as heat radiating fins from the axial center. A ventilation path that communicates the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the disk rotor 11 is formed between the radiating fins that are arranged radially along the radial direction and that are adjacent to each other in the circumferential direction. Thereby, when the disk rotor 11 rotates, air flows from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion through the respective air passages, thereby performing a cooling action.

そして、ディスクロータ１１は、央部に有底円筒状の取付部（ハット部）２５を備え、このハット部２５の底部に対し反対側から径方向外側にフランジ状に延出するディスク部２６を有するいわゆるハット型のディスクロータであって、ハット部２５において車輪に固定され、ディスク部２６においてブレーキパッド１２に接触可能とされている。
ブレーキパッド１２は、ディスクロータ１１に接触するライニング２８と、このライニング２８を一側に保持するとともに逆側が電動キャリパ１６で押圧される裏金２９とを有しており、ライニング２８をディスクロータ１１に対向させた状態で裏金２９においてキャリア１４に支持される。 The disc rotor 11 includes a bottomed cylindrical mounting portion (hat portion) 25 at the center, and a disc portion 26 extending in a flange shape radially outward from the opposite side to the bottom portion of the hat portion 25. A so-called hat-type disc rotor having a hat portion 25 fixed to a wheel and a disc portion 26 being able to contact the brake pad 12.
The brake pad 12 has a lining 28 that contacts the disk rotor 11, and a back metal 29 that holds the lining 28 on one side and is pressed by the electric caliper 16 on the opposite side. The lining 28 is attached to the disk rotor 11. In a state of being opposed to each other, the carrier 14 is supported by the back metal 29.

電動キャリパ１６は、ディスクロータ１１の一側に配置されるキャリパ本体３１と、このキャリパ本体３１に一体的に固定されるとともにディスクロータ１１を跨いで反対側へ延びる爪部３２とを有しており、キャリパ本体３１が、キャリア１４に取り付けられたスライドピン３３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る。ここで、ディスクロータ１１とキャリパ本体３１との間およびディスクロータ１１と爪部３２の先端部との間に、それぞれブレーキパッド１２が設けられる。 The electric caliper 16 includes a caliper main body 31 disposed on one side of the disk rotor 11 and a claw portion 32 that is integrally fixed to the caliper main body 31 and extends to the opposite side across the disk rotor 11. The caliper body 31 is guided by the slide pins 33 attached to the carrier 14 so as to be slidable along the axial direction of the disk rotor 11. Here, the brake pads 12 are provided between the disc rotor 11 and the caliper body 31 and between the disc rotor 11 and the tip of the claw portion 32, respectively.

キャリパ本体３１には、電動モータ１５と、電動モータ１５の回転位置を検出する位置検出器３５と、電動モータ１５の回転を直線運動に変換する直線運動変換機構３６（例えば、ボールアンドランプ機構、ボールねじ機構、ローラねじ機構等）と、この直線運動変換機構３６に連結され、電動モータ１５の回転でディスクロータ１１の軸線方向に直線的に往復移動するピストン３７と、ピストン推力を検出する推力センサ３８とが設けられている。 The caliper body 31 includes an electric motor 15, a position detector 35 that detects the rotational position of the electric motor 15, and a linear motion conversion mechanism 36 that converts the rotation of the electric motor 15 into linear motion (for example, a ball and ramp mechanism, A ball screw mechanism, a roller screw mechanism, and the like) and a piston 37 that is connected to the linear motion converting mechanism 36 and linearly reciprocates in the axial direction of the disk rotor 11 by the rotation of the electric motor 15, and a thrust that detects the piston thrust. A sensor 38 is provided.

この電動キャリパ１６は、電動モータ１５の正回転でピストン３７をディスクロータ１１に近接する方向に前進させることにより、ピストン３７と爪部３２とで両ブレーキパッド１２，１２を両側から挟持してディスクロータ１１のディスク部２６に接触させて制動力を発生させる一方、電動モータ１５の逆回転でピストン３７をディスクロータ１１から離間する方向に後退させることで、両ブレーキパッド１２，１２の挟持を解除してディスクロータ１１への接触を解除させる。 The electric caliper 16 moves the piston 37 forward in the direction close to the disk rotor 11 by forward rotation of the electric motor 15, thereby sandwiching both brake pads 12 and 12 from both sides by the piston 37 and the claw portion 32. While bringing the braking force into contact with the disk portion 26 of the rotor 11, the piston 37 is retracted in the direction away from the disk rotor 11 by reverse rotation of the electric motor 15, thereby releasing the holding of both brake pads 12, 12. Then, the contact with the disk rotor 11 is released.

ＣＰＵ１７には、位置検出器３５および推力センサ３８から出力される各検出信号に加えて、電動モータ１５の通電電流の電流値を検出する電流センサ（図示略）およびブレーキペダル４１の操作量を検出するペダル操作量検出センサ４２および車体速度を検出する車速センサ４３および車輪の回転速度つまりディスクロータ１１の回転速度を検出する回転数センサ４４から出力される各検出信号が入力されている。 In addition to the detection signals output from the position detector 35 and the thrust sensor 38, the CPU 17 detects the operation amount of a current sensor (not shown) that detects the current value of the energization current of the electric motor 15 and the brake pedal 41. The detection signals output from the pedal operation amount detection sensor 42 for detecting the vehicle speed, the vehicle speed sensor 43 for detecting the vehicle body speed, and the rotation speed sensor 44 for detecting the rotation speed of the wheel, that is, the rotation speed of the disk rotor 11 are input.

そして、ＣＰＵ１７は、ペダル操作量検出センサ４２および車速センサ４３の各検出結果に基づいて所望の制動力を得るためのピストン３７の目標推力を算出する一方、位置検出器３５の検出結果と電動モータ１５の電流値および推力センサ３８の検出結果に基づいて、実際のピストン推力が目標推力となるように電動モータ１５を制御する制動力発生制御を行う。 Then, the CPU 17 calculates the target thrust of the piston 37 for obtaining a desired braking force based on the detection results of the pedal operation amount detection sensor 42 and the vehicle speed sensor 43, while detecting the detection result of the position detector 35 and the electric motor. Based on the current value of 15 and the detection result of the thrust sensor 38, braking force generation control is performed to control the electric motor 15 so that the actual piston thrust becomes the target thrust.

さらに、このＣＰＵ１７は、制動力発生制御に加えて、回転数センサ４４の検出結果（つまりディスクロータ１１の回転速度）と、ブレーキパッド１２による制動トルクに係る状態量（例えば、推力センサ３８により検出されるピストン推力およびブレーキパッド１２が接触するディスクロータ１１の摺動面の摩擦係数等）とに基づき、ディスクロータ１１のディスク部２６およびハット部２５の各温度θ_１，θ_２を算出し、さらに、各温度θ_１，θ_２に応じてディスクロータ１１の熱倒れ量δを算出する。 Further, in addition to the braking force generation control, the CPU 17 detects the detection result of the rotational speed sensor 44 (that is, the rotational speed of the disk rotor 11) and the state quantity related to the braking torque by the brake pad 12 (for example, detected by the thrust sensor 38). And the respective temperatures θ ₁ and θ ₂ of the disk portion 26 and the hat portion 25 of the disk rotor 11 are calculated based on the piston thrust force and the friction coefficient of the sliding surface of the disk rotor 11 with which the brake pad 12 contacts, Furthermore, the amount of thermal collapse δ of the disk rotor 11 is calculated according to the temperatures θ ₁ and θ ₂ .

なお、ディスクロータ１１の熱倒れは、制動時にディスクロータ１１のハット部２５とディスク部２６との間に温度勾配が生じた際に、相対的に高温状態で熱膨張が増大するディスク部２６に対して、相対的に低温状態のハット部２５での熱膨張の増大が抑制され、ディスク部２６が、いわばすり鉢状に変形して、ディスク部２６がディスクロータ１１の軸直交方向に対して傾く状態である。 It should be noted that the thermal collapse of the disk rotor 11 occurs in the disk part 26 whose thermal expansion increases at a relatively high temperature when a temperature gradient is generated between the hat part 25 and the disk part 26 of the disk rotor 11 during braking. On the other hand, an increase in thermal expansion in the hat portion 25 in a relatively low temperature state is suppressed, the disk portion 26 is deformed in a so-called bowl shape, and the disk portion 26 is inclined with respect to the direction perpendicular to the axis of the disk rotor 11. State.

そして、ＣＰＵ１７は、算出した熱倒れ量δに応じて、制動時以外の状態でディスクロータ１１と一対のブレーキパッド１２，１２とが接触しないようにして、ディスクロータ１１と一対のブレーキパッド１２，１２との間に確保すべき所望の距離を設定し、この距離を確保するようにして電動モータ１５を駆動制御する。 Then, the CPU 17 prevents the disk rotor 11 and the pair of brake pads 12 and 12 from contacting each other in a state other than during braking in accordance with the calculated amount of heat fall δ, and the disk rotor 11 and the pair of brake pads 12 and 12. A desired distance to be secured is set between the motor 12 and the electric motor 15 is driven and controlled so as to secure this distance.

本実施の形態によるディスクブレーキ１０は上記構成を備えており、次に、このディスクブレーキ１０の動作、特に、ディスクブレーキ１０の熱倒れ量算出方法について添付図面を参照しながら説明する。
まず、図３に示すステップＳ０１においては、例えばブレーキパッドの押圧力つまりピストン３７のピストン推力を検出する推力センサ３８から出力される検出信号に基づき、車両の走行状態が制動動作の実行による減速状態か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、例えば下記数式（１），（２）に示すディスクロータ１１内の伝熱状態を記述する熱容量モデルによる熱微分方程式により、ディスクロータ１１のディスク部２６およびハット部２５の各温度θ_１，θ_２を算出する。 The disc brake 10 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the disc brake 10, particularly the method for calculating the amount of thermal collapse of the disc brake 10 will be described with reference to the accompanying drawings.
First, in step S01 shown in FIG. 3, for example, based on a detection signal output from a thrust sensor 38 that detects the pressing force of the brake pad, that is, the piston thrust of the piston 37, the traveling state of the vehicle is a deceleration state due to execution of the braking operation. It is determined whether or not.
When the determination result is “NO”, the series of processes is terminated.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 02.
In step S02, for example, the disk portion 26 and the hat portion 25 of the disk rotor 11 are obtained by a thermal differential equation based on a heat capacity model describing the heat transfer state in the disk rotor 11 shown in the following mathematical formulas (1) and (2). Each temperature θ ₁ , θ ₂ is calculated.

この熱容量モデルでは、例えば図４に示すように、ディスク部２６を第１の熱容量体とし、ハット部２５を第２の熱容量体とし、ディスクロータ１１の摺動面から厚さ方向に所定深さｄの領域の質量をディスク部質量ｍ_１とし、ディスクロータ１１の摺動面上の適宜の位置（例えば、有効径部２６ａ）の温度を温度θ_１とし、ディスクロータ１１のディスク部２６よりも内周側の領域の質量をハット部質量ｍ_２とし、ハット部２５の適宜の位置（例えば、屈曲部２５ａ）の温度を温度θ_２とする。そして、ディスク部２６とハット部２５との間には、ディスク部２６およびハット部２５の各寸法に係る状態量（例えば、断面積等）により算出可能な伝熱抵抗ｋを設ける。 In this heat capacity model, for example, as shown in FIG. 4, the disk portion 26 is a first heat capacity body, the hat portion 25 is a second heat capacity body, and a predetermined depth from the sliding surface of the disk rotor 11 in the thickness direction. The mass of the area d is the disk part mass m _1, and the temperature at an appropriate position (for example, the effective diameter part 26 a) on the sliding surface of the disk rotor 11 is the temperature θ _{1, which} is higher than the disk part 26 of the disk rotor 11. The mass of the inner peripheral region is defined as hat portion mass m _2, and the temperature at an appropriate position (for example, bent portion 25 a) of hat portion 25 is defined as temperature θ ₂ . And between the disk part 26 and the hat part 25, the heat transfer resistance k which can be calculated by the state quantity (for example, cross-sectional area etc.) concerning each dimension of the disk part 26 and the hat part 25 is provided.

そして、制動時にブレーキパッド１２がディスク部２６に接触して発生する熱エネルギーのうちディスク部２６に流入する熱流束Ｑ_ｉｎは、例えば、回転数センサ４４により検出されるディスクロータ１１の回転速度と、ブレーキパッド１２による制動トルクに係る状態量（例えば、推力センサ３８により検出されるピストン推力およびブレーキパッド１２が接触するディスクロータ１１の摺動面の摩擦係数等）とに基づき算出される。 Of the thermal energy generated when the brake pad 12 contacts the disk part 26 during braking, the heat flux Q _in flowing into the disk part 26 is, for example, the rotational speed of the disk rotor 11 detected by the rotational speed sensor 44. , Based on the state quantity related to the braking torque by the brake pad 12 (for example, the piston thrust detected by the thrust sensor 38 and the friction coefficient of the sliding surface of the disk rotor 11 with which the brake pad 12 contacts).

また、熱伝達によるディスクロータ１１からの放熱は、ディスク部２６の放熱フィンおよび他の部材と、ハット部２５とにおいて発生すると仮定し、各放熱量Ｑ_ｆｉｎ，Ｑ_{ｏｔｈｅｒ}，Ｑ_ｈａｔは、例えば下記数式（３）に示すように記述される。
なお、下記数式（３）において、例えば、各放熱面積Ｓ_{（ｆｉｎ，ｏｔｈｅｒ，ｈａｔ）}は予め設定された所定値であって、各熱伝達率ｈ_{（ｆｉｎ，ｏｔｈｅｒ，ｈａｔ）}は回転数センサ４４により検出されるディスクロータ１１の回転速度に応じて変化する所定の変数であって、例えばディスクロータ１１の回転速度を変数とする所定の関数あるいはディスクロータ１１の回転速度の適宜の値と各熱伝達率ｈ_{（ｆｉｎ，ｏｔｈｅｒ，ｈａｔ）}の値との対応関係を示すマップ等により算出され、各熱伝達率補正係数ｃ_{（ｆｉｎ，ｏｔｈｅｒ，ｈａｔ）}は予め設定された所定値であって、冷却風温度θ_ａｉｒは所定値（例えば、雰囲気温度等）である。 In addition, it is assumed that heat dissipation from the disk rotor 11 due to heat transfer occurs in the heat dissipation fins and other members of the disk portion 26 and the hat portion 25, and each heat dissipation amount _Qfin , _Qother , _Qhat is, for example, It is described as shown in Equation (3).
In the following mathematical formula (3), for example, each heat radiation area S _{(fin, other, hat)} is a predetermined value set in advance, and each heat transfer coefficient h _{(fin, other, hat)} is the rotational speed sensor 44. Is a predetermined variable that changes in accordance with the rotational speed of the disk rotor 11 detected by the above, for example, a predetermined function using the rotational speed of the disk rotor 11 as a variable, or an appropriate value of the rotational speed of the disk rotor 11 and each heat. The heat transfer coefficient correction coefficient c _{(fin, other, hat)} is a predetermined value set in advance and calculated by a map or the like showing the correspondence with the value of the transfer coefficient h _{(fin, other, hat).} The wind temperature θ _air is a predetermined value (for example, atmospheric temperature or the like).

そして、予め、メモリに格納された数値解法プログラムを使用して、各温度θ_１，θ_２について上記数式（１），（２）の連立微分方程式を逐一解くことにより、リアルタイムに各温度θ_１，θ_２が得られる。 Then, using the numerical solution program stored in the memory in advance, the simultaneous differential equations of the above formulas (1) and (2) are solved one by one for each temperature θ ₁ , θ ₂ , so that each temperature θ ₁ , Θ ₂ is obtained.

ステップＳ０３においては、各温度θ_１，θ_２に応じてディスクロータ１１の熱倒れ量δを算出する。ここでは、例えば図５に示すように、ディスク部２６の温度θ_１に所定の相関係数αを乗算して得た値に比べて、各温度θ_１，θ_２の差（θ_１−θ_２）に所定の相関係数βを乗算して得た値の方が、熱倒れ量δの実測値（例えば、図５においては、ディスクロータ１１を所定減速度で繰り返し制動した際の実測値）をより精度良く再現することができることから、算出した各温度θ_１，θ_２の差（θ_１−θ_２）に、予め設定した相関係数βを乗算して熱倒れ量δを算出する。 In step S03, the amount of thermal collapse δ of the disk rotor 11 is calculated according to the temperatures θ ₁ and θ ₂ . Here, for example, as shown in FIG. 5, the difference (θ ₁ −θ) between the temperatures θ ₁ and θ ₂ is compared with a value obtained by multiplying the temperature θ ₁ of the disk portion 26 by a predetermined correlation coefficient α. ₂ ) multiplied by a predetermined correlation coefficient β is the actual value of the amount of thermal collapse δ (for example, in FIG. 5, the actual value when the disk rotor 11 is repeatedly braked at a predetermined deceleration). ) Can be reproduced with higher accuracy, and the difference (θ ₁ −θ ₂ ) between the calculated temperatures θ ₁ and θ ₂ is multiplied by a preset correlation coefficient β to calculate the thermal collapse amount δ. .

そして、ステップＳ０４においては、算出した熱倒れ量δに応じて、制動後にディスクロータ１１と一対のブレーキパッド１２，１２とが接触しないようにして、ディスクロータ１１と一対のブレーキパッド１２，１２との間に確保すべき所望の距離を設定し、この距離を確保するようにして電動モータ１５を駆動制御し、一連の処理を終了する。 In step S04, the disc rotor 11 and the pair of brake pads 12, 12 are not contacted with each other after braking according to the calculated heat fall amount δ. A desired distance to be secured is set, and the electric motor 15 is driven and controlled so as to secure this distance, and a series of processing is completed.

上述したように、本実施の形態によるディスクブレーキ１０によれば、ディスクロータ１１のディスク部２６およびハット部２５の各温度θ_１，θ_２を検出する温度センサを設ける必要無しに、制動時の各温度θ_１，θ_２をいわばリアルタイムで算出することができ、これらの算出結果に応じてディスクロータ１１の熱倒れ量δを精度良く算出することができる。これにより、算出した熱倒れ量δに応じて、制動後にディスクロータ１１と一対のブレーキパッド１２，１２とが接触しないように設定することができ、ジャダーやブレーキパッド１２の偏摩耗等が生じることを防止することができる。 As described above, according to the disc brake 10 according to the present embodiment, it is not necessary to provide temperature sensors for detecting the temperatures θ ₁ and θ ₂ of the disc portion 26 and the hat portion 25 of the disc rotor 11, and at the time of braking. Each temperature θ ₁ , θ ₂ can be calculated in real time, and the amount of thermal collapse δ of the disk rotor 11 can be calculated with high accuracy according to these calculation results. Accordingly, the disc rotor 11 and the pair of brake pads 12 and 12 can be set so as not to come into contact with each other after braking according to the calculated amount of heat fall δ, and uneven wear or the like of the judder or the brake pad 12 occurs. Can be prevented.

なお、上述した実施の形態においては、ブレーキパッド１２による制動トルクに係る状態量を、推力センサ３８により検出されるピストン推力およびブレーキパッド１２が接触するディスクロータ１１の摺動面の摩擦係数に基づき算出するとしたが、これに限定されず、例えば制動時の電動モータ１５の推力と、電動モータ１５のロータの磁極位置を検出する回転角センサの検出結果とから算出してもよい。 In the above-described embodiment, the state quantity related to the braking torque by the brake pad 12 is based on the piston thrust detected by the thrust sensor 38 and the friction coefficient of the sliding surface of the disc rotor 11 with which the brake pad 12 contacts. However, the present invention is not limited to this, and may be calculated from, for example, the thrust of the electric motor 15 during braking and the detection result of the rotation angle sensor that detects the magnetic pole position of the rotor of the electric motor 15.

本発明の一実施形態のディスクブレーキを概略的に示す側面図である。1 is a side view schematically showing a disc brake according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態のディスクブレーキの電動キャリパ等を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric caliper etc. of the disc brake of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のディスクブレーキの動作、特に、ディスクブレーキの熱倒れ量算出方法の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the disc brake of one Embodiment of this invention, especially the process of the amount-of-heat fall calculation method of a disc brake. ディスクロータの熱容量モデルを示す図である。It is a figure which shows the heat capacity model of a disk rotor. 熱倒れ量δの一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of heat fall amount (delta).

Explanation of symbols

１０ディスクブレーキ
１１ディスクロータ
１２ブレーキパッド
２５ハット部
２６ディスク部
ステップＳ０２算出手段
ステップＳ０４制御手段

10 Disc brake 11 Disc rotor 12 Brake pad 25 Hat portion 26 Disc portion Step S02 Calculation means Step S04 Control means

Claims

A disc brake that moves the brake pad by driving an electric actuator to generate a braking force by pressing the brake pad against a disc rotor composed of a disc portion and a hat portion,
Calculating each temperature of the disk part and the hat part, calculating means for calculating the amount of thermal collapse of the disk rotor from each temperature of the disk part and the hat part;
Control means for separating the brake pad from the disk rotor by an amount of movement corresponding to the amount of thermal collapse calculated by the calculating means ;
The calculating means, the disc brake characterized that you calculated based on the temperature of said disk portion the hat portion, the braking torque by the brake pad and the rotational speed of the disc rotor.

The electric actuator has an electric motor, the braking torque by the brake pads, the thrust of the electric motor, the Rukoto is calculated based on the detection result of the rotation angle sensor for detecting a rotational position of the electric motor 2. The disc brake according to claim 1, wherein

A method of calculating the amount of thermal collapse of a disc brake in which the brake pad is moved by driving an electric actuator so as to generate a braking force by pressing the brake pad against a disc rotor composed of a disc portion and a hat portion,
Each temperature of the disk portion and the hat portion is calculated based on the rotational speed of the disk rotor and a braking torque by the brake pad, and the disk rotor is calculated from a difference between the temperature of the disk portion and the temperature of the hat portion. A method for calculating the amount of heat fall of a disc brake, characterized in that the amount of heat fall of the disc brake is calculated.