JP5170462B2 - Electric brake device - Google Patents
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Description
本発明は、電動アクチュエータにより制動力を発生させる電気ブレーキ装置に関する。 The present invention relates to an electric brake device that generates a braking force by an electric actuator.
近年の電子技術の発展により、運転者のブレーキペダルの踏み込み状態を電気的に検出し、検出された踏み込み状態に応じて電動モータを駆動して制動力を発生させる電気ブレーキ装置が種々提案されている。電気ブレーキ装置は、電動モータの駆動によりピストンを往復動させ、ピストンに連結されたブレーキパッドをブレーキロータに押し付けて制動力を得ている。 With the recent development of electronic technology, various electric brake devices have been proposed that electrically detect the depression state of a driver's brake pedal and generate an braking force by driving an electric motor according to the detected depression state. Yes. The electric brake device reciprocates a piston by driving an electric motor, and presses a brake pad connected to the piston against a brake rotor to obtain a braking force.
このため、電動モータの駆動電力を制御することにより、任意の特性の制動状態を得ることができ、高い自由度により運転者の意思や要求等に応じた制動特性を持った制動装置とすることができる。 For this reason, by controlling the driving power of the electric motor, a braking state having an arbitrary characteristic can be obtained, and a braking device having a braking characteristic according to the driver's intention or request with a high degree of freedom. Can do.
このような特性を生かして確実に所望の制動力を得るため、ブレーキペダルの操作に対して応答性良くブレーキロータとブレーキパッドが接触して制動力が得られるようにすることが必要である。ブレーキロータとブレーキパッドの隙間を僅かにしておくことで、制動開始時の応答性を高めることができる。 In order to reliably obtain a desired braking force by utilizing such characteristics, it is necessary to obtain a braking force by contacting the brake rotor and the brake pad with good responsiveness to the operation of the brake pedal. By making the gap between the brake rotor and the brake pad small, the responsiveness at the start of braking can be improved.
一方で、ブレーキロータとブレーキパッドの隙間が少なすぎると、非制動時であってもブレーキロータにブレーキパッドが接触して引きずり状態が生じて走行抵抗が生じ、ブレーキパッドの摩耗量が増加してしまうことになる。 On the other hand, if the clearance between the brake rotor and the brake pad is too small, the brake pad will come into contact with the brake rotor even during non-braking and a dragging condition will occur, resulting in running resistance and increased wear on the brake pad. It will end up.
このような状況から、非制動時にはブレーキロータとブレーキパッドの隙間が確保でき、制動時にはブレーキペダルの操作に対して応答性良くブレーキロータとブレーキパッドが接触する特性の電気ブレーキ装置が求められている。 Under such circumstances, there is a need for an electric brake device that can secure a gap between the brake rotor and the brake pad during non-braking and has a characteristic that the brake rotor and the brake pad come into contact with each other with good responsiveness to the operation of the brake pedal during braking. .
バンドブレーキ装置により電動モータの動力伝達を許容する電気ブレーキ装置では、予め電動モータを駆動しておき、ブレーキペダルの操作によりバンドブレーキ装置を作動させることで制動開始時の応答性を高める技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In an electric brake device that allows power transmission of an electric motor by a band brake device, a technique is known in which the electric motor is driven in advance and the band brake device is operated by operating a brake pedal to improve the responsiveness at the start of braking. (For example, refer to Patent Document 1).
しかし、電動モータが車体側の部材に直接取り付けられ、電動モータの作動でのみブレーキパッドの動きを制御する電動ブレーキ装置では、ブレーキロータとブレーキパッドの隙間を管理するためには電動モータの作動を工夫する必要があり、予め電動モータを駆動して応答性を高めることは構造上不可能である。 However, in an electric brake device in which the electric motor is directly attached to a member on the vehicle body side and the movement of the brake pad is controlled only by the operation of the electric motor, the electric motor is operated to manage the gap between the brake rotor and the brake pad. It is necessary to devise, and it is structurally impossible to increase the responsiveness by driving the electric motor in advance.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電動アクチュエータが車体側の部材に直接取り付けられ、電動アクチュエータの作動で制動状況が制御される電動ブレーキ装置において、ブレーキパッドとブレーキロータの隙間を的確に管理し、しかも、制動時の応答性を高めることができる電動ブレーキ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and in an electric brake device in which an electric actuator is directly attached to a member on the vehicle body side and the braking state is controlled by the operation of the electric actuator, the gap between the brake pad and the brake rotor is accurately determined. It is an object of the present invention to provide an electric brake device that can be managed and that can improve the response during braking.
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の電気ブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作に応じて電動アクチュエータのピストンを駆動させ、ブレーキパッドをブレーキロータに押圧して制動力を得る電気ブレーキ装置において、第1の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ピストンを駆動して前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータに接触する状態にして前記ピストンの駆動を停止し、前記第1の所定状態よりも制動側の第2の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ブレーキペダルの操作に応じて前記ピストンを駆動する制動開始手段と、制動操作の状態から前記第2の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ピストンの駆動を停止し、前記ピストンの駆動が停止している状態で前記第1の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータから離反する状態に前記ピストンを所定量駆動する制動終了手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric brake device according to a first aspect of the present invention is an electric brake that obtains a braking force by driving a piston of an electric actuator in response to an operation of a brake pedal and pressing a brake pad against a brake rotor. In the apparatus, when the brake pedal is operated in a first predetermined state, the piston is driven so that the brake pad comes into contact with the brake rotor, and the driving of the piston is stopped. When the brake pedal is operated to a second predetermined state on the brake side with respect to the predetermined state, the brake starting means for driving the piston according to the operation of the brake pedal, and the second state from the state of the braking operation. When the brake pedal is operated in a predetermined state, the driving of the piston is stopped, and the driving of the piston is stopped. When serial first of said brake pedal to a predetermined state is operated, the brake pad, characterized in that the piston in a state away from the brake rotor and a terminal braking means driven by a predetermined amount.
請求項1に係る本発明では、ブレーキペダルが第1の所定状態に操作された際、制動操作が直後に開始されるとして、ブレーキパッドがブレーキロータに接触する状態にピストンを駆動する。制動側の第2の所定状態までブレーキペダルが操作された際、制動開始手段により、ブレーキペダルの操作に応じてピストンを駆動して所望の制動動作が行われる。制動動作が終了して第2の所定状態までブレーキペダルが戻された際、ピストンの駆動を停止し、ピストンの駆動が停止している状態で第1の所定状態まで更にブレーキペダルが戻されると、制動終了手段により、ブレーキパッドがブレーキロータから離反する状態に戻される。 According to the first aspect of the present invention, when the brake pedal is operated to the first predetermined state, the piston is driven so that the brake pad comes into contact with the brake rotor, assuming that the braking operation is started immediately after. When the brake pedal is operated to the second predetermined state on the braking side, the braking start means drives the piston in accordance with the operation of the brake pedal to perform a desired braking operation. When the braking operation is finished and the brake pedal is returned to the second predetermined state, the driving of the piston is stopped, and when the driving of the piston is stopped, the brake pedal is further returned to the first predetermined state. The brake pad is returned to the state of being separated from the brake rotor by the braking end means.
このため、ブレーキパッドとブレーキロータの隙間を的確に管理することができ、しかも、制動時には応答性を高めることができる。 For this reason, the clearance between the brake pad and the brake rotor can be managed accurately, and the responsiveness can be improved during braking.
尚、前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータに接触した状態から、前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータから離反する状態に前記ピストンを所定量駆動し、所定量駆動した位置を前記ピストンの初期位置として予め設定されている。 The piston is driven by a predetermined amount from the state where the brake pad is in contact with the brake rotor to the state where the brake pad is separated from the brake rotor, and the position where the predetermined amount is driven is preset as the initial position of the piston. ing.
そして、請求項2に係る本発明の電気ブレーキ装置は、請求項1に記載の電気ブレーキ装置において、前記電動アクチュエータは駆動軸が正逆回転することにより前記ピストンが往復移動する電動モータであり、前記駆動軸の回転角を検出する回転角検出手段を備え、前記回転角検出手段の検出値に基づいて前記ピストンの駆動量を設定することを特徴とする。 The electric brake device according to a second aspect of the present invention is the electric brake device according to the first aspect, wherein the electric actuator is an electric motor in which the piston reciprocates as the drive shaft rotates forward and backward. Rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the drive shaft is provided, and the drive amount of the piston is set based on the detection value of the rotation angle detection means.
請求項2に係る本発明では、電動モータの回転角を検出することでピストンの移動量が設定される。
In the present invention according to
また、請求項3に係る本発明の電気ブレーキ装置は、請求項2に記載の電気ブレーキ装置において、前記制動開始手段は、前記ブレーキペダルの操作に応じて前記ピストンを駆動する際に、前記電動モータへの指示電力に対する制動度合いが追従しない場合に、指示電力と制動度合いの関係を認識する認識機能を有していることを特徴とする。 An electric brake device according to a third aspect of the present invention is the electric brake device according to the second aspect, wherein the braking start means drives the piston in response to an operation of the brake pedal. It has a recognition function for recognizing the relationship between the command power and the brake level when the brake level with respect to the command power to the motor does not follow.
請求項3に係る本発明では、電動モータへの指示電力に対する制動度合いが追従しない場合、例えば、ブレーキパッドの過熱や摩耗により所望の制動力が得られない場合、認識機能により、指示電力と制動度合いの関係を認識する。認識機能としては、減速度をセンサーで検知してフィードバックする等が実行される。所望の制動力が得られていない場合、ブレーキ装置が過酷な状態にあるとして、その旨を表示することが望ましい。また、ブレーキ装置の安全作動の範囲で指示電力に応じた制動度合いになるように制動力を高める制御を実施することも可能である。 According to the third aspect of the present invention, when the degree of braking with respect to the instruction power to the electric motor does not follow, for example, when a desired braking force cannot be obtained due to overheating or wear of the brake pad, the recognition function and the instruction power Recognize the degree relationship. As a recognition function, a deceleration is detected by a sensor and fed back. When the desired braking force is not obtained, it is desirable to display the fact that the brake device is in a severe state. It is also possible to implement control to increase the braking force so that the braking degree according to the command power is within the range of safe operation of the brake device.
本発明の電気ブレーキ装置は、電動アクチュエータの作動で制動状況が制御される電動ブレーキ装置において、ブレーキパッドとブレーキロータの隙間を的確に管理することが可能になり、しかも、制動時の応答性を高めることが可能になる。 The electric brake device according to the present invention makes it possible to accurately manage the gap between the brake pad and the brake rotor in the electric brake device in which the braking situation is controlled by the operation of the electric actuator, and to improve the response at the time of braking. It becomes possible to increase.
図1に基づいて電気ブレーキ装置の構成を説明する。図1には本発明の一実施形態例に係る電動ブレーキ装置の構成を説明するための概略断面を示してある。 The configuration of the electric brake device will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic cross-section for explaining the configuration of an electric brake device according to an embodiment of the present invention.
図に示すように、車輪と共に回転するブレーキロータ1が備えられ、ブレーキロータ1は一対のブレーキパッド2に押圧されて摩擦力により制動力、減速力を発生させる。即ち、車体側にはキャリパー3が往復移動自在(図中左右方向)に支持され、キャリパー3には電動アクチュエータである電動モータ4が固定されている。また、キャリパー3にはピストン5が摺動自在に嵌合している。
As shown in the figure, a brake rotor 1 that rotates together with wheels is provided, and the brake rotor 1 is pressed by a pair of
ピストン5の内部にはナット部材6が固定され、ナット部材6には電動モータ4の駆動軸7に設けられたねじ部が螺合している。電動モータ4に電力が供給されることにより駆動軸7が正逆回転し、ナット部材6を介してピストン5が軸方向(図中左右方向)に往復駆動する。ブレーキロータ1の一方の面(図中左側の面)に対向するキャリパー3と、ブレーキロータ1の他方の面(図中右側の面)に対向するピストン5の先端部位とに、それぞれブレーキパッド2が取り付けられている。
A
電動モータ4の駆動軸7が、例えば、正方向に回転すると、ピストン5が図中左方向に駆動され、ピストン5に取り付けられたブレーキパッド2がブレーキロータ1に押圧されると同時に、キャリパー3が反力により図中右方向に摺動し、一対のブレーキパッド2によりブレーキロータ1が押圧される。これにより、制動力、減速力が発生する。電動モータ4の駆動軸7が、例えば、逆方向に回転すると、一対のブレーキパッド2がブレーキロータ1から離反する。これにより、制動力、減速力が解放される。
For example, when the drive shaft 7 of the
電動モータ4を制御するためのコントロールユニット(ECU)8が備えられ、ECU8にはブレーキペダルの操作情報(操作量、操作速度)が入力される。ブレーキペダルの操作情報に応じてECU8から電動モータ4に制御信号(電流値の指令信号)が送られ、駆動軸7の回転方向と回転速度が制御される。
A control unit (ECU) 8 for controlling the
電動モータ4には、駆動軸7の回転角を検出する回転角センサー9及び駆動電流を検出する電流検出センサー10が設けられている。駆動軸7の回転角と電動モータ4の電流値が検出され、回転角と電流値がECU8に入力されてフィードバック制御される。
The
上述した電気ブレーキ装置では、運転者の制動操作を検出した際に、電動モータ4の駆動軸7を正方向に回転させ、ブレーキロータ1にブレーキパッド2を接触させて隙間をゼロにし、一旦、電動モータ4の作動を停止する。更に制動操作が進んで制動開始を検出した際に、隙間がゼロの状態からブレーキロータ1にブレーキパッド2を押圧する。これにより、応答性を速めて制動力を得ることができる。
In the electric brake device described above, when the driver's braking operation is detected, the drive shaft 7 of the
また、制動を解除する状態に操作され、制動開始の時点を検出した際、電動モータ4の作動が停止され、更に、運転者の制動操作の時点を検出した際、電動モータ4の駆動軸7を逆方向に回転させ、ブレーキロータ1とブレーキパッド2の間に所定の隙間を確保する。これにより、走行中のブレーキパッド2の引きずりをなくし、燃費向上が図れ、ブレーキパッド2の摩耗を低減することができる。
Further, the operation of the
図1、図2に基づいてECU8を詳細に説明する。図2には応答性を速めると共に、制動解除の際に所定の隙間を設定するためのECU8のブロック構成を示してある。
The
ECU8には制動開始手段11が備えられている。制動開始手段11は、ブレーキペダルの操作量PSが、第1の所定状態である第1のしきい値SP1以上になった際に、電動モータ4の駆動軸7を正方向に駆動回転させ、ブレーキパッド2がブレーキロータ1に接触する状態にしてピストン5の駆動を停止する手段である。ブレーキパッド2の接触は、電動モータ4の電流値の上昇を捕らえて認識する。
The
そして、制動開始手段11は、ブレーキペダルの操作量PSが、第1のしきい値SP1よりも制動側の第2の所定状態である第2のしきい値SP2以上になった際に、ブレーキペダルの操作量PSに応じてピストン5を駆動して所望の制動力を得る手段である。
Then, the braking start means 11 performs braking when the operation amount PS of the brake pedal becomes equal to or greater than the second threshold value SP2, which is the second predetermined state on the braking side with respect to the first threshold value SP1. This is means for obtaining a desired braking force by driving the
また、ECU8には制動終了手段12が備えられている。制動終了手段12は、制動操作の状態から、ブレーキペダルの操作量PSが、第2のしきい値SP2を下回る状態に戻された際に、電動モータ4を停止する手段である。
Further, the
そして、制動終了手段12は、電動モータ4が停止している状態で、ブレーキペダルの操作量PSが、第1のしきい値SP1を下回る状態に戻された際に、ブレーキパッド2がブレーキロータ1から離反する状態に電動モータ4のピストン5を逆方向に駆動回転させる手段である。ピストン5は所定量駆動され、ブレーキパッド2とブレーキロータ1との間に所定の隙間が確保される。
Then, the braking end means 12 is configured such that when the operation amount PS of the brake pedal is returned to a state below the first threshold value SP1 while the
このため、制動開始時に応答性を速めて制動力を得ることができ、制動が終了した走行中にブレーキパッド2の引きずりをなくし、燃費向上が図れ、ブレーキパッド2の摩耗を低減することができる。従って、ブレーキパッド2とブレーキロータ1の隙間を的確に管理することができ、しかも、制動時には応答性を高めることができる。
For this reason, it is possible to obtain a braking force by increasing the responsiveness at the start of braking, eliminating dragging of the
電動モータ4の駆動軸7の回転角は回転角センサー9で検出され、回転角センサー9の検出値に基づいてピストン5の移動量が設定される。ECU8には、回転角センサー9の検出情報、電流検出センサー10の検出情報が入力される。また、ECU8には車両の減速度の情報が、例えば、減速度センサーの情報として入力され、制動度合いが導出される。そして、ECU8には電気ブレーキ駆動手段13が備えられ、電動モータ4に制御信号(電流値の指令信号)を出力する。
The rotation angle of the drive shaft 7 of the
ECU8の制動開始手段11は、ブレーキペダルの操作に応じて電動モータ4のピストン5を駆動する際に、電動モータ4への指示電力に対する制動度合いが追従しない場合に、指示電力と制動度合いの関係を認識する認識機能を有している。指示電力に基づいて電動モータ4が駆動された時の制動力に対し、減速度の情報から導かれた制動度合いが追従していないと認識した場合、表示手段14にその旨を表示させる。
When the braking start means 11 of the
例えば、ブレーキパッドの過熱や摩耗により、ブレーキペダルの操作に応じた指示電力が電動モータ4に送られているにも拘わらず、指示電力に応じた所望の制動力が得られていない(制動度合いが追従していない)と認識した場合、ブレーキ装置が過酷な状況になっているとし、過酷な状況である旨の表示を表示手段14に点灯させる。
For example, although the command power corresponding to the operation of the brake pedal is sent to the
尚、指示電力に応じた所望の制動力が得られていないと認識した場合、ブレーキ装置の安全作動の範囲で、指示電力に応じた制動度合いになるように制動力を高める制御を実施することも可能である。 If it is recognized that a desired braking force according to the command power is not obtained, control is performed to increase the braking force within the range of safe operation of the brake device so that the degree of braking according to the command power is achieved. Is also possible.
また、ECU8の制動開始手段11では、ピストン5の基準位置から、ブレーキロータ1にブレーキパッド2が接触するまでの電動モータ4の駆動軸7の総駆動角度MARが所定の駆動角度MARSを超えた場合、ブレーキパッド2(ブレーキロータ1)が摩耗していると判断し、表示点灯等の警報15に情報が送られる。
Further, in the braking start means 11 of the
図3から図8に基づいて上述した電気ブレーキ装置の動作を具体的に説明する。 The operation of the electric brake device described above will be specifically described with reference to FIGS.
図3、図4には電気ブレーキ装置の制御処理の流れを説明するフローチャート、図5にはブレーキペダルの操作量(a)、電動モータ4の駆動軸7の回転角(b)、電動モータ4の電流値(c)、ブレーキロータ1とブレーキパッド2の隙間(d)、制動減速度(e)の経時変化を説明するタイムチャートを示してある。また、図6にはモータ電流とブレーキペダルの操作量の関係、図7にはモータ電流とブレーキペダルの操作速度の関係、図8には制動減速度とモータ電流の関係を示してある。
3 and 4 are flowcharts for explaining the flow of control processing of the electric brake device, FIG. 5 is an operation amount (a) of the brake pedal, a rotation angle (b) of the drive shaft 7 of the
図3に示すように、ステップS1でブレーキペダルの操作量PSが、第1のしきい値SP1(制動操作が直後に開始される操作量)以上であるか否かが判断され、操作量PSが第1のしきい値SP1以上であると判断された場合(図5(a)中t1)、ステップS2で電動モータ4を正回転させる(図5(b)制動方向)。ステップS1でブレーキペダルの操作量PSが第1のしきい値SP1を下回っていると判断された場合、図5の処理に移行して終了となる(A)。
As shown in FIG. 3, it is determined in step S1 whether or not the operation amount PS of the brake pedal is equal to or greater than a first threshold value SP1 (an operation amount that is started immediately after the braking operation). Is determined to be greater than or equal to the first threshold value SP1 (t1 in FIG. 5 (a)), the
電動モータ4を正回転させ、電流検出センサー10(図1参照)で検出される電動モータ4の電流値(モータ電流値MI)が所定の電流値(モータ電流所定値MIA)を超えたか否かがステップS3で判断される(図5(c)参照)。ステップS3でモータ電流値MIがモータ電流所定値MIA以下であると判断された場合、ブレーキロータ1にブレーキパッド2が接触していないので、ステップS2で電動モータ4の正回転を続行する。
Whether the
ステップS3でモータ電流値MIがモータ電流所定値MIAを超えたと判断された場合(図5(c)参照)、ステップS4で電動モータ4を停止する。つまり、ブレーキペダルが制動開始とされる操作量に達した際に(制動の意思が働いた際に)、ブレーキロータ1にブレーキパッド2を接触させて電動モータ4を停止させる。
If it is determined in step S3 that the motor current value MI has exceeded the predetermined motor current value MIA (see FIG. 5C), the
ステップS4で電動モータ4を停止した後、ステップS5でブレーキペダルの操作量PSが第2のしきい値SP2(実際に制動が必要な操作量)以上であるか否かが判断され、操作量PSが第2のしきい値SP2以上であると判断された場合(図5(a)中t2)、制動操作が直後に開始されるとして、ステップS6に移行してブレーキペダルの操作量PSに応じた所望の制動力を得る操作に進む。
After stopping the
ステップS5でブレーキペダルの操作量PSが第2のしきい値SP2に満たないと判断された場合、ステップS7でブレーキペダルの操作量PSが第1のしきい値SP1以上であるか否かが判断され、操作量PSが第1のしきい値SP1に満たないと判断された場合、制動の意思がなくなったとして図5の処理に移行して終了となる(A)。ステップS7でブレーキペダルの操作量PSが第1のしきい値SP1以上であると判断された場合、ブレーキペダルの操作量PSが第2のしきい値SP2以上になるまでステップS5の処理を繰り返す(図5(a)中t1とt2の間)。 If it is determined in step S5 that the operation amount PS of the brake pedal is less than the second threshold value SP2, whether or not the operation amount PS of the brake pedal is greater than or equal to the first threshold value SP1 is determined in step S7. If it is determined that the manipulated variable PS is less than the first threshold value SP1, it is determined that there is no intention of braking, and the process proceeds to FIG. 5 and ends (A). If it is determined in step S7 that the brake pedal operation amount PS is greater than or equal to the first threshold value SP1, the process of step S5 is repeated until the brake pedal operation amount PS is greater than or equal to the second threshold value SP2. (Between t1 and t2 in FIG. 5A).
従って、ブレーキペダルが第1のしきい値SP1以上に操作された際、制動操作が直後に開始されるとして、ブレーキパッド2がブレーキロータ1に接触する状態にピストン5を駆動し、制動操作時の応答を早めることができる。この場合、図5(d)に示すように、ブレーキパッド2とブレーキロータ1の隙間がゼロになり、図5(e)に示すように、制動減速度αはまだ得られていない。
Therefore, when the brake pedal is operated to be equal to or greater than the first threshold value SP1, it is assumed that the braking operation is started immediately after that, the
図3に戻り、ステップS5でブレーキペダルの操作量PSが第2のしきい値SP2以上であると判断された場合、制動の意思が働いたとされ、ステップS6、ステップS8、ステップS9で、ブレーキペダルの操作量PS(比例特性:PS特性)と操作速度(微分特性:DPS特性)に基づいてモータ電流MIを設定し、電動モータ4に指示電流として供給する。
Returning to FIG. 3, when it is determined in step S5 that the operation amount PS of the brake pedal is equal to or greater than the second threshold value SP2, it is determined that the intention of braking is applied, and in steps S6, S8, and S9, the brake is applied. A motor current MI is set based on the pedal operation amount PS (proportional characteristic: PS characteristic) and the operation speed (differential characteristic: DPS characteristic), and supplied to the
即ち、ステップS6で、比例特性に基づいたモータ電流MIPSと、微分特性に基づいたモータ電流MIDPSを読み込む。比例特性に基づいたモータ電流MIPSは、図6に示すように、ブレーキペダルの操作量PSとの関係でマップ化されて記憶されている。また、微分特性に基づいたモータ電流MIDPSは、図7に示すように、ブレーキペダルの操作速度との関係でマップ化されて記憶されている。 That is, in step S6, the motor current MIPS based on the proportional characteristic and the motor current MIDPS based on the differential characteristic are read. As shown in FIG. 6, the motor current MIPS based on the proportional characteristic is mapped and stored in relation to the operation amount PS of the brake pedal. Further, as shown in FIG. 7, the motor current MIDPS based on the differential characteristics is mapped and stored in relation to the operation speed of the brake pedal.
図6に示すように、ブレーキペダルの操作量PSが増加するに従いモータ電流MIPSは直線状に増加し、図7に示すように、ブレーキペダルの操作速度が遅い領域ではモータ電流MIDPSは緩やかに増加し、ブレーキペダルの操作速度が速い領域でモータ電流MIDPSは急激に増加する。 As shown in FIG. 6, the motor current MIPS increases linearly as the brake pedal operation amount PS increases, and as shown in FIG. 7, the motor current MIDPS gradually increases in a region where the brake pedal operation speed is slow. However, the motor current MIDPS increases rapidly in the region where the operating speed of the brake pedal is fast.
比例特性に基づいたモータ電流MIPSと、微分特性に基づいたモータ電流MIDPSが読み込まれた後、ステップS8で、モータ電流MIPSとモータ電流MIDPSが加えられて指示用のモータ電流MIが求められ、ステップS9で、求められたモータ電流MIにより電動モータ4を作動する。
After the motor current MIPS based on the proportional characteristics and the motor current MIDPS based on the differential characteristics are read, in step S8, the motor current MIPS and the motor current MIDPS are added to obtain the instruction motor current MI. In S9, the
比例特性に基づいたモータ電流MIPS(操作量の成分)と、微分特性に基づいたモータ電流MIDPS(操作速度の成分)により指示用のモータ電流MIが設定されているので、急制動時等に、ブレーキペダルが大きく早く操作されると、指示用のモータ電流MIを増加させて状況に応じた充分な制動力を得ることができる。 Since the motor current MI for instruction is set by the motor current MIPS (operation amount component) based on the proportional characteristics and the motor current MIDPS (operation speed component) based on the differential characteristics, When the brake pedal is operated greatly quickly, the instruction motor current MI can be increased to obtain a sufficient braking force according to the situation.
ステップS9で電動モータ4の作動が開始されて制動が実行されている間(図5(a)中t2からt3の間)、図4に示した処理により(B)、モータ電流MIに基づいて電動モータ4が駆動された時の制動力(制動減速度α)に対し、減速度の情報から導かれた制動度合が追従しているか否かが判断されると共に、ブレーキパッド2(ブレーキロータ1)の摩耗状態が判断される。
While the operation of the
図4に示すように、ステップS10で制動減速度αが(Ga・MI−b)以下であるか否かが判断される。制動減速度αは、図8に示すように、モータ電流MIに対して運転者の感度設定値Gaを乗じた値に設定され(図中実線で示してある)、モータ電流MIで動作した際の制動力よりも低い制動力(制動減速度α)のしきい値が、(Ga・MI−b)で設定されている(図中点線で示してある)。 As shown in FIG. 4, it is determined in step S10 whether the braking deceleration rate α is equal to or less than (Ga · MI-b). As shown in FIG. 8, the braking deceleration rate α is set to a value obtained by multiplying the motor current MI by the driver sensitivity setting value Ga (shown by a solid line in the figure), and when operating with the motor current MI. The threshold value of the braking force (braking deceleration rate α) lower than the braking force of (Ga · MI−b) is set (indicated by a dotted line in the figure).
このため、ステップS10では、制動減速度αがしきい値(Ga・MI−b)以下であるか否かが判断され、実際に要求されている制動減速度αが所定の制動減速度αに追従しているか否かが判断される。 Therefore, in step S10, it is determined whether or not the braking deceleration rate α is equal to or less than the threshold value (Ga · MI-b), and the actually requested braking deceleration rate α becomes a predetermined braking deceleration rate α. It is determined whether or not it is following.
ステップS10で制動減速度αが(Ga・MI−b)以下であると判断された場合、モータ電流MIに基づいて電動モータ4が駆動された時の制動力に対し、減速度の情報から導かれた制動度合いが追従していないと判断される。
If it is determined in step S10 that the braking deceleration rate α is equal to or less than (Ga · MI−b), the braking force when the
例えば、長い下り坂での制動中に、ブレーキパッド2(ブレーキロータ1)に過熱や摩耗が生じると、ブレーキペダルの操作に応じたモータ電流MIが電動モータ4に送られているにも拘わらず、モータ電流MIに応じた所望の制動力が得られていない虞がある。万一、このような状況が生じると、制動減速度αが(Ga・MI−b)以下であると判断される。
For example, if the brake pad 2 (brake rotor 1) is overheated or worn during braking on a long downhill, the motor current MI corresponding to the operation of the brake pedal is sent to the
フローチャートに戻り、ステップS10で制動減速度αが(Ga・MI−b)以下であると判断された場合、ステップS11でモータ電流MIに対して増加分MIbを加算して新たなモータ電流MIを設定する。ステップS11で増加分MIbを含めたモータ電流MIを設定した後、ステップS12で表示手段14を点灯する。つまり、ブレーキ装置が過酷な状況である旨を表示手段14で表示する。
Returning to the flowchart, when it is determined in step S10 that the braking deceleration rate α is equal to or less than (Ga · MI−b), in step S11, the increment MIb is added to the motor current MI to obtain a new motor current MI. Set. After setting the motor current MI including the increment MIb in step S11, the
ステップS10で制動減速度αが(Ga・MI−b)を越えていると判断された場合、ステップS13で表示手段14を消灯するとともに、ステップS13aでモータ電流MIから増加分MIbを減じ(MI=MI−MIbを実行)、苛酷状態が改善しているかどうかを確認する。過酷状態が改善されていない場合は、次のループで再びMIbが加算され表示ランプが点灯する。これが繰り返されるので表示ランプは点滅するとともに車体減速度にハンチングが生じてドライバーに過酷状態を知らせることができる。尚、過酷状態が改善されればモータ電流MIは初期MIに戻るので、過酷な状況である旨が表示されないように表示手段14は消灯される。ここで、MIbの初期値はゼロに設定してある。
If it is determined in step S10 that the braking deceleration rate α exceeds (Ga · MI-b), the
ステップS12で表示手段14を点灯した後、もしくは、ステップS13で表示手段14を消灯した後、ステップS14でブレーキパッド2(ブレーキロータ1)の摩耗状況を判断する。 After the display means 14 is turned on in step S12 or after the display means 14 is turned off in step S13, the wear state of the brake pad 2 (brake rotor 1) is determined in step S14.
即ち、ステップS14で、ピストン5の基準位置から、ブレーキロータ1にブレーキパッド2が接触するまでの電動モータ4の駆動軸7の総駆動角度MARが、所定の駆動角度MARS以下であるか否かが判断される。総駆動角度MARが所定の駆動角度MARS以下ではない、即ち、総駆動角度MARが所定の駆動角度MARSを超えていると判断された場合、ブレーキロータ1にブレーキパッド2が接触するまでのピストン5のストロークが大きくなってブレーキパッド2(ブレーキロータ1)に摩耗が生じていると判断される。そして、ステップS15で警報15に摩耗情報が送られる。
That is, in step S14, whether or not the total drive angle MAR of the drive shaft 7 of the
以上の処理は図5(a)のt2からt3の間で実行され、ブレーキペダルの操作(図5(a)参照)に応じたモータ電流MI(図5(c)参照)により電動モータ4が作動し(図5(b)参照)、制動力(減速度α:図5(e)参照)が制御される。そして、図5(d)に示すように、ブレーキペダルの操作量PSが第1のしきい値PS1を超えた後はブレーキパッド2とブレーキロータ1の隙間がゼロの状態にされている。
The above processing is executed between t2 and t3 in FIG. 5A, and the
フローチャートに戻り、ステップS14でブレーキパッド2(ブレーキロータ1)の摩耗が判断された後(ステップS15で警報15に摩耗情報が送られた後)、ステップS16でブレーキペダルの操作量PSが第2のしきい値SP2を下回ったか否かが判断される。つまり、制動を終了する操作状態になったか否かが判断される。
Returning to the flowchart, after the wear of the brake pad 2 (brake rotor 1) is determined in step S14 (after the wear information is sent to the
ステップS16でブレーキペダルの操作量PSが第2のしきい値SP2を下回ったと判断された場合(図5(a)中t3)、ステップS17で電動モータ4を停止させる(図5(b)参照)。ステップS16でブレーキペダルの操作量PSが第2のしきい値SP2を下回っていないと判断された場合、図3に示したステップS6に移行し(C)、ブレーキペダルの操作に応じたモータ電流MIを設定する制動動作が続行される(図5(a)のt2からt3の間の処理)。
If it is determined in step S16 that the operation amount PS of the brake pedal has fallen below the second threshold value SP2 (t3 in FIG. 5A), the
ステップS17で電動モータ4を停止した後、ステップS18でブレーキペダルの操作量PSが第1のしきい値SP1を下回ったか否かが判断される。つまり、制動を開始する前の操作状態に戻されたか否かが判断される。ステップS18でブレーキペダルの操作量PSが第1のしきい値SP1を下回っていないと判断された場合、ステップS16に移行して制動を終了する操作状態になったか否かの判断を繰り返す(図5(a)のt3とt4の間)。
After stopping the
一方、電動モータ4が停止している際に、ステップS18でブレーキペダルの操作量PSが第1のしきい値SP1を下回ったと判断された場合(図5(a)中t4)、ステップS19で電動モータ4を所定量である回転角Afだけ逆回転させる(図5(b)中戻し方向)。回転角Afだけ逆回転させることで、ブレーキロータ1とブレーキパッド2の間に所定の隙間が確保され(図5(d)参照)、終了となる。
On the other hand, when it is determined that the brake pedal operation amount PS is lower than the first threshold value SP1 in step S18 when the
従って、制動操作状態から制動を終了する操作状態までブレーキペダルが戻されると、ブレーキロータ1とブレーキパッド2の間に所定の隙間が作られ、走行中のブレーキパッド2の引きずりをなくし、燃費向上が図れ、ブレーキパッド2の摩耗を低減することができる。
Therefore, when the brake pedal is returned from the braking operation state to the operation state for ending the braking, a predetermined gap is created between the brake rotor 1 and the
以上の処理により、制動操作が直後に開始される状態でブレーキパッド2をブレーキロータ1に接触させ、制動操作時の応答を早めることができる。また、制動操作状態から制動を終了する状態までブレーキペダルが戻されると、ブレーキパッド2とブレーキロータ1の間に隙間を確保し、走行時のブレーキパッド2の引きずりを確実に防止することができる。
By the above processing, the
このため、上述した電気ブレーキ装置は、ブレーキパッド2とブレーキロータ1の隙間の的確な管理と、制動時の高い応答性の実現を両立させることができる。
For this reason, the electric brake device described above can achieve both accurate management of the gap between the
本発明は、電動アクチュエータにより制動力を発生させる電気ブレーキ装置の産業分野で利用することができる。 The present invention can be used in the industrial field of an electric brake device that generates a braking force by an electric actuator.
1 ブレーキロータ
2 ブレーキパッド
3 キャリパー
4 電動モータ
5 ピストン
6 ナット部材
7 駆動軸
8 コントロールユニット(ECU)
9 回転角センサー
10 電流検出センサー
11 制動開始手段
12 制動終了手段
13 電気ブレーキ駆動手段
14 表示手段
15 警報
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (3)
第1の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ピストンを駆動して前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータに接触する状態にして前記ピストンの駆動を停止し、前記第1の所定状態よりも制動側の第2の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ブレーキペダルの操作に応じて前記ピストンを駆動する制動開始手段と、
制動操作の状態から前記第2の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ピストンの駆動を停止し、前記ピストンの駆動が停止している状態で前記第1の所定状態に前記ブレーキペダルが操作された際に、前記ブレーキパッドが前記ブレーキロータから離反する状態に前記ピストンを所定量駆動する制動終了手段とを備えた
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。 In the electric brake device that drives the piston of the electric actuator according to the operation of the brake pedal and obtains the braking force by pressing the brake pad against the brake rotor,
When the brake pedal is operated in the first predetermined state, the piston is driven so that the brake pad comes into contact with the brake rotor, and the driving of the piston is stopped. From the first predetermined state, Braking start means for driving the piston in response to the operation of the brake pedal when the brake pedal is operated in a second predetermined state on the braking side;
When the brake pedal is operated from the braking operation state to the second predetermined state, the driving of the piston is stopped, and the brake is returned to the first predetermined state in a state where the driving of the piston is stopped. An electric brake device comprising: a brake end means for driving the piston by a predetermined amount so that the brake pad is separated from the brake rotor when a pedal is operated.
前記電動アクチュエータは駆動軸が正逆回転することにより前記ピストンが往復移動する電動モータであり、
前記駆動軸の回転角を検出する回転角検出手段を備え、
前記回転角検出手段の検出値に基づいて前記ピストンの駆動量を設定する
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。 The electric brake device according to claim 1, wherein
The electric actuator is an electric motor in which the piston reciprocates as the drive shaft rotates forward and backward,
A rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the drive shaft;
An electric brake device characterized in that a drive amount of the piston is set based on a detection value of the rotation angle detection means.
前記制動開始手段は、
前記ブレーキペダルの操作に応じて前記ピストンを駆動する際に、前記電動モータへの指示電力に対する制動度合いが追従しない場合に、指示電力と制動度合いの関係を認識する認識機能を有している
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。 The electric brake device according to claim 2,
The braking start means includes
When the piston is driven in accordance with the operation of the brake pedal, a recognition function for recognizing the relationship between the command power and the brake level when the brake level with respect to the command power to the electric motor does not follow is provided. Electric brake device characterized by.
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