JP5234266B2 - Disc brake device - Google Patents
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Description
本発明は、駐車ブレーキ機構を備えた車両用のディスクブレーキ装置に関するものである。 The present invention relates to a disc brake device for a vehicle provided with a parking brake mechanism.
従来、自動車等の車両に搭載される液圧式のディスクブレーキにおいては、例えば特許文献1に記載されているように、電動モータによって駐車ブレーキを作動させるようにしたものが知られている。この特許文献1に記載されたものでは、駐車ブレーキの作動状態を不揮発性メモリ(EEPROM)に記憶しておくことにより、車両のイグニッションスイッチをオフにした後、再度オンにした場合に、確実に駐車ブレーキの制御を継続できるようにしている。
しかしながら、上記特許文献1に記載されているように駐車ブレーキの作動状態を不揮発性メモリに記憶するようにしたものでは、次のような問題がある。電気的なショック等の何らかの原因によって万一、不揮発性メモリの記憶データが消失した場合、正常の駐車ブレーキ制御を行うことができなくなる。また、特定の状況下、例えば、駐車ブレーキを作動させた後、車両の整備のためにイグニッションスイッチをオフにした状態で手動によって駐車ブレーキを解除した場合、イグニッションスイッチをオンにすると、不揮発性メモリには、駐車ブレーキ作動状態が記憶されているにもかかわらず、実際には駐車ブレーキか解除されているという状態が生じ得ることになり、駐車ブレーキの制御上問題がある。
However, in the case where the operation state of the parking brake is stored in the nonvolatile memory as described in
本発明は、実際の駐車ブレーキの作動状態を判定することができるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the disc brake apparatus which can determine the actual operating state of a parking brake.
上記の課題を解決するために、本発明は、車両のディスクロータを挟んで両側に配置された一対のブレーキパッドをシリンダ内に摺動可能に設けられたピストンにより押圧するキャリパに取り付けられ、前記ピストンに当接して前記ピストンを制動位置で固定するネジ機構と、該ネジ機構を電動モータによって作動させる駆動機構と、を有する駐車ブレーキ機構と、
前記電動モータを制御する制御手段と、を備えたディスクブレーキ装置において、
前記制御手段は、
前記電動モータに所定の駆動電流を供給して、前記電動モータの回転を監視し、
前記電動モータが回転したとき、駐車ブレーキ解除状態であると判定し、
前記電動モータが回転しないとき、駐車ブレーキ作動状態であると判定する駐車ブレーキ作動/解除判定処理部を有し、
該駐車ブレーキ作動/解除判定処理部は、車両のイグニッションスイッチをオフにした状態からオンになったときまでの所定のタイミングで、判定処理を行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is mounted to the caliper for pressing the slidably provided a piston with a pair of brake pads disposed on both sides of the disk rotor of the vehicle into the cylinder, before a screw mechanism for fixing the piston at a braking position in contact with the Kipi piston, a parking brake mechanism having a drive mechanism for actuating the screw mechanism by an electric motor,
In the disc brake system and a control means for controlling said electric motor,
The control means includes
Supplying a predetermined drive current to the electric motor to monitor the rotation of the electric motor;
When the electric motor rotates, it is determined that the parking brake is released,
When the electric motor does not rotate, it has a parking brake operation / release determination processing unit that determines that the parking brake is operating.
The parking brake operation / release determination processing unit performs the determination process at a predetermined timing from when the ignition switch of the vehicle is turned off to when it is turned on .
本発明に係るディスクブレーキ装置によれば、実際の駐車ブレーキの作動状態を判定することができる。 The disc brake device according to the present invention can determine the actual operating state of the parking brake.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るディスクブレーキ装置を適用した車両の概略構成を図1に示す。図1を参照して、本実施形態に係るディスクブレーキ装置1の構成について説明する。前輪2には、液圧式のディスクブレーキ3が装着され、後輪4には、駐車ブレーキ機構5Aが組込まれた液圧式のディスクブレーキ5が装着されている。各車輪のディスククブレーキ3、5の液圧管路には、これらに供給する液圧を制御する液圧制御部6が接続されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle to which the disc brake device according to this embodiment is applied. With reference to FIG. 1, the structure of the
液圧制御部6には、運転者によるブレーキペダル7の操作(ペダルストローク、ペダル踏力等)を検出するブレーキセンサ8及び各ディスクブレーキ3、5の液圧を検出する液圧センサ9、10が接続されている。また、液圧制御部6には、車両のドアの開閉状態を検出するドアスイッチ11、キー施錠、開錠状態を検出するキースイッチ12等の車両状態を検出する各種センサ及びエンジンコントローラ等の各種車載機器が接続されている。これらの接続及び以下に説明する各種信号の伝達は、例えば公知の車載ネットワーク(CAN)によって構築することができる。
The hydraulic
そして、運転者によるブレーキ操作に応じて、液圧制御部6によって各ディスクブレーキ3、5に液圧を供給して制動力を発生させる。また、各種センサ、車載機器によって検出した車両情報に基づき、液圧制御部6によって各ディスクブレーキ3、5に供給する液圧を制御することにより、倍力制御、制動力分配制御、ブレーキアシスト制御、アンチロック制御、トラクション制御、車両安定化制御、坂道発進補助制御等のブレーキ制御を実行することができる。
Then, according to the brake operation by the driver, the hydraulic
さらに、ディスクブレーキ装置1には、駐車ブレーキコントローラ13(制御手段)が設けられている。駐車ブレーキコントローラ13は、駐車ブレーキスイッチ14及び液圧制御部6に接続され、運転者による駐車ブレーキスイッチ14の操作、並びに、各種センサ及び車載機器からの情報に基づき、駐車ブレーキ機構5Aが組込まれたディスクブレーキ5及び液圧制御部6に制御信号を出力して駐車ブレーキの作動を制御する。
Further, the
次に、駐車ブレーキ機構5Aが組込まれたディスクブレーキ5の構造について、図3及び図4を参照して説明する。
図3に示すように、ディスクブレーキ5は、キャリパ浮動型液圧ディスクブレーキであって、車輪4(図1参照)とともに回転するディスクロータ15の両側に配置された一対のブレーキパッド16と、ディスクロータ2を跨ぐキャリパ17と、車両の非回転部分に固定されてブレーキパッド16及びキャリパ17をディスクロータ2の軸方向に沿って移動可能に支持するキャリア(図示せず)とを備えている。
Next, the structure of the
As shown in FIG. 3, the
キャリパ17には、一方のブレーキパッド16に対向する部位にシリンダ18が設けられ、また、ディスクロータ2を跨いで他方のブレーキパッド16に対向する爪部17Aが形成されている。シリンダ18には、有底円筒状のピストン19が挿入されており、液圧制御部6からシリンダ18に液圧を供給してピストン19を前進させ、ブレーキパッド16をディスクロータ15に押圧することによって制動力を発生させる。
The
ディスクブレーキ5に組込まれた駐車ブレーキ機構5Aについて説明する。
ピストン19内には、ロックナット20が摺動可能に挿入され、ロックナット20の後端部に形成された外側フランジ部21がピストン19の後端部に当接している。ロックナット20は、フランジ部21に取付けられた軸方向に延びるピン22をピストン19の側壁に挿入することによって回り止めされている。また、ピストン19は、キャリパ17に対して回り止めされている。ロックナット20には、送りネジ23の先端部がねじ込まれ、ロックナット20及び送りネジ23でピストン19を制動位置で固定するためのネジ機構を構成している。送りネジ23の後端部は、シリンダ18の底部を液密的かつ回転可能に挿入、貫通されて、キャリパ17の後端部に取付けられた駆動機構24の内部まで延ばされている。送りネジ23は、その中間部に形成されたフランジ部25、スラストベアリング26及び固定ナット27によってシリンダ18の底部に支持されて、軸方向に固定されている。
The
A
駆動機構24は、電動モータ28(以下、モータ28という)と、モータ28のシャフト29に取付けられたウォーム30及びウォーム30に噛合うウォームホイール31からなる減速機構とを組合わせたものである。ウォームホイール31は、シリンダ18から延出された送りネジ23の後端部に連結されている。これにより、モータ28の回転を減速して送りネジ23を駆動し、送りネジ23の回転によってロックナット20を前進又は後退させることができる。また、モータ28の停止時には、ウォーム30とウォームホイール31との噛合いによって送りネジ23の回転をロックすることができる。
The
そして、ロックナット20は、前進時には、フランジ部21がピストン19を押圧してピストン19を前進させ、後退時には、フランジ部21がピストン19から離間することにより単独で移動することができ、また、液圧によるピストン19の前進時には、フランジ部21がピストン19から離間することにより、ピストン19を単独で前進させることができる。
The
図4に示すように、互いに螺合するロックナット20のネジ部20A及び送りネジ23のネジ部23Aは、軸方向に一定の遊びδを有する台形ネジであり、また、非可逆ネジであって、ロックナット20と送りネジ23との間に軸方向の荷重が作用した場合、摩擦力によって回転がロックされて、これらの軸方向の移動が固定されるようになっている。なお、図4(A)は、送りネジ23に対してロックナット20が前進方向に変位した状態を示し、図4(B)は、送りネジ23に対してロックナット20が後退方向に変位した状態を示している。
As shown in FIG. 4, the
次に、駐車ブレーキの作動について説明する。
駐車ブレーキを作動させる場合は、駐車ブレーキスイッチ14をオンにすることにより、駐車ブレーキコントローラ13は、液圧制御部6及びディスクブレーキ5のモータ28に制御信号を出力して、シリンダ18に液圧を供給すると共に、モータ28を作動させて送りネジ23を回転させる。これにより、ピストン19及びロックナット20が一体となって前進してブレーキパッド16をディスクロータ15に押圧して制動力を発生させる。その後、シリンダ18への液圧を解除し、モータ28を停止させる。このとき、ブレーキパッド16のディスクロータ15への押圧力の反力に対して、送りネジ23のネジ部23Aとロックナット20のネジ部20Aとの間の摩擦力及びウォーム30とウォームホイール31との噛合いにより、送りネジ23の回転がロックされてロックナット20が軸方向に固定される。これにより、シリンダ18への液圧を解除し、モータ28への通電を停止しても、ピストン19を制動位置に保持することができ、駐車ブレーキとしての制動力を保持することができる。
Next, the operation of the parking brake will be described.
When operating the parking brake, the
駐車ブレーキを解除する場合は、駐車ブレーキスイッチ14をオフにすることにより、駐車ブレーキコントローラ13は、液圧制御部6及びディスクブレーキ5のモータ28に制御信号を出力して、シリンダ18に液圧を供給すると共に、モータ28を駐車ブレーキ作動時とは逆方向に回転させる。このとき、シリンダ18の液圧の上昇によってピストン19の推力が増大することにより、ネジ部20A、23A間の摩擦力によるロックが解除される。これにより、送りネジ23が駐車ブレーキの作動時とは逆方向に回転してロックナット20が後退する。その後、シリンダ18の液圧を解除することにより、ピストン19が後退して、駐車ブレーキが解除される。
When releasing the parking brake, the
次に、駐車ブレーキコントローラ13によって、駐車ブレーキが実際に作動状態にあるのか解除状態にあるのかを判定するための駐車ブレーキ作動/解除判定処理について、図2、図5乃至図7を参照して説明する。図2に示すように、駐車ブレーキコントローラ13には、駐車ブレーキ作動/解除判定処理部32が設けられている。駐車ブレーキ作動/解除判定処理部32は、駐車ブレーキ作動/解除判定処理の実行の可否を判定する判定可否判定処理部33と、ディスクブレーキ5のモータ28に駆動信号を出力するモータ駆動部34と、モータ28の回転の有無を検出するモータ回転有無判定処理部35とを有している。
Next, a parking brake operation / release determination process for determining whether the parking brake is actually in an activated state or a released state by the
駐車ブレーキコントローラ13は、所定のタイミングで駐車ブレーキ作動/解除判定処理を実行する。所定のタイミングとしては、例えば、車両停車中の一定時間毎、キースイッチ12によってドアキーの開錠が検知されたとき、ドアスイッチ11によってドア開が検知されたとき、イグニッションスイッチがオンにされたとき等を設定することができる。
The
駐車ブレーキ作動/解除判定処理ルーチンについて、図7のフローチャートを参照して
説明する。駐車ブレーキ作動/解除判定処理が実行されると、判定可否判定処理部33は、車両状態に基づいて、駐車ブレーキ作動/解除判定処理の実行が可能か否かを判定する(ステップS1)。例えば、車両の走行中、あるいは、ブレーキペダル7による制動中等のように駐車ブレーキ作動/解除判定処理の実行に適していない所定の車両状態が検出されている場合、駐車ブレーキ作動/解除判定不可として(ステップS2)、駐車ブレーキ作動/解除判定処理を終了する。
The parking brake operation / release determination processing routine will be described with reference to the flowchart of FIG. When the parking brake operation / release determination process is executed, the determination availability
駐車ブレーキ作動/解除判定処理の実行に適していない所定の車両状態が検出されない場合、モータ駆動部34は、モータ28にロックナット20を前進させる方向(すなわちピストン19がブレーキパッド16を押圧する方向)に一定時間、所定の駆動電流を供給する(ステップS3)。そして、モータ回転有無判定処理部35によってモータ28の回転を監視する(ステップS4)。モータ28の回転が検出されない場合は、ブレーキパッド16がディスクロータ15に押圧された反力によってロックナット20及び送りネジ23のネジ部20A、23A間に摩擦力が生じて送りネジ23の回転がロックされている、すなわち、駐車ブレーキが作動中であると判断して(ステップS5)、本ルーチンを終了する。
なお、ネジ部20A、23A間に摩擦力が生じて送りネジ23の回転がロックされている状態では、モータ28は、いずれの方向にも回転しないので、モータ28の駆動方向は、上記の場合と逆、すなわち、ロックナット20を後退させる方向でもよい。
When a predetermined vehicle state that is not suitable for execution of the parking brake operation / release determination process is not detected, the
In the state where the friction force is generated between the
モータ28の回転が検出された場合は、ロックナット20及び送りネジ23のネジ部20A、23A間に摩擦力が生じておらず、送りネジ23の回転がロックされていない、すなわち、駐車ブレーキは、解除状態であると判断し(ステップS6)、その後、モータ28を逆方向に回転させて送りネジ23を初期位置に戻して(ステップS7)、本ルーチンを終了する。
When the rotation of the
このようにして、モータ28に所定の駆動電流を供給して、その回転の有無を監視することにより、実際に駐車ブレーキが作動状態にあるのか、解除状態あるのかを確実に判定することができる。
In this way, by supplying a predetermined drive current to the
次に、上述のモータ回転有無判定処理部35によるモータ28の回転の有無の判定について図5及び図6を参照して説明する。
モータ駆動部34によってモータ28に駆動電流を供給し、その電流値を監視することにり、モータ28の回転を検出する。モータ28が回転する場合は、図5に示すように、時間T1のモータ停止状態から、時間T2においてモータ28に駆動電流を供給すると、その電流値は、起動電流(ストール電流)が発生した後、モータ28の回転に伴なって低下する。したがって、この電流値を所定の閾値と比較して電流の低下を検知することにより、モータ28の回転を判定することができる。その後、時間T3でモータ28に逆方向の駆動電流を供給して、モータ28の回転位置を初期位置に戻して、時間T4でモータ28を停止する。
Next, determination of the presence / absence of rotation of the
A drive current is supplied to the
モータ28が回転しない場合は、図6に示すように、時間t1のモータ停止状態から、時間t2においてモータ28に駆動電流を供給すると、起動電流(ストール電流)が発生し、その電流値は、モータ28が回転しないので一定に維持されることになる。したがって、この電流値を所定の閾値と比較して、一定時間、電流が低下しないことを検知することにより、モータ28が回転しないことを判定することができる。その後、時間t3でモータ28を停止する。
When the
ここで、モータ28の電流の閾値は、電源電圧、モータ28のコイル温度等によってストール電流が変化するため、これらの条件を考慮して一定の値に決定し、あるいは、これらの条件に応じて変化させることにより、正確な判定を行なえるようにするとよい。また、モータ28の電流を閾値と比較する代わりに、電流の変化率、波形(電流リプルの有無等)を監視することにより、モータ28の回転を検出し、あるいは、回転センサを用いてモータ28の回転を直接検出するようにしてもよい。
Here, since the stall current varies depending on the power supply voltage, the coil temperature of the
なお、駐車ブレーキの作動中であっても、運転者によるブレーキペダル7の操作等によってディスクブレーキ5のシリンダ18に液圧が供給されてピストン19に推力が発生している場合、これにより、ロックナット20及び送りネジ23のネジ部20A、23B間の摩擦力が低下するので、モータ28に駆動電流が供給されたとき、送りネジ23の回転のロックに打ち勝ってモータ28が回転する可能性がある。このため、液圧センサ10によってシリンダ18の液圧が所定値に達していることを検知した場合、あるいは、ブレーキセンサ8によってブレーキペダル7の操作が検出された場合、判定可否判定処理部33によって、駐車ブレーキ作動/解除判定処理を中止するとよい。
また、本実施形態においては、駐車ブレーキの作動・解除の際にシリンダ18に液圧を供給するものに適用するように説明したが、これに限らず、駐車ブレーキの作動・解除の際にシリンダ18に液圧を供給せずに電動モータ28のみでピストン19を進退させるものに適用してもよい。
Even when the parking brake is in operation, if the hydraulic pressure is supplied to the
Further, in the present embodiment, it has been described that the present invention is applied to the one that supplies hydraulic pressure to the
1 ディスクブレーキ装置、5A 駐車ブレーキ機構、13 駐車ブレーキコントローラ(制御手段)、15 ディスクロータ、16 ブレーキパッド、18 シリンダ、19 ピストン、28 電動モータ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電動モータを制御する制御手段と、を備えたディスクブレーキ装置において、
前記制御手段は、
前記電動モータに所定の駆動電流を供給して、前記電動モータの回転を監視し、
前記電動モータが回転したとき、駐車ブレーキ解除状態であると判定し、
前記電動モータが回転しないとき、駐車ブレーキ作動状態であると判定する駐車ブレーキ作動/解除判定処理部を有し、
該駐車ブレーキ作動/解除判定処理部は、車両のイグニッションスイッチをオフにした状態からオンになったときまでの所定のタイミングで、判定処理を行うことを特徴とするディスクブレーキ装置。 Mounted a pair of brake pads disposed on both sides of the disc rotor of a vehicle in the caliper for pressing the piston slidably provided in the cylinder, in braking position said piston front contact with Kipi Stone A parking brake mechanism having a screw mechanism for fixing , and a drive mechanism for operating the screw mechanism by an electric motor ;
In the disc brake system and a control means for controlling said electric motor,
The control means includes
Supplying a predetermined drive current to the electric motor to monitor the rotation of the electric motor;
When the electric motor rotates, it is determined that the parking brake is released,
When the electric motor does not rotate, it has a parking brake operation / release determination processing unit that determines that the parking brake is operating.
The parking brake operation / release determination processing unit performs a determination process at a predetermined timing from when the ignition switch of the vehicle is turned off to when it is turned on .
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