JPH1199933A - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動ブレーキ装置においてブレーキパッドの
撓み量変化に拘らず、安定したブレーキフィーリングを
確保する。 【解決手段】 ブレーキパッドの摩耗量が大きくなる
と、ブレーキパッドの撓み量が減少し、同一のブレーキ
操作量に対する制動力が大きくなるため、ブレーキパッ
ドの摩耗が検出された場合に、該検出されたパッド摩耗
量に基づいて、パッド摩耗検出前におけるのと同一のブ
レーキ操作量に対する電動手段の駆動量より少ない駆動
量で該電動手段が駆動されるように、ブレーキ操作量と
電動手段の駆動量との所定の関係を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキパッドを
電動モータによりディスクロータに押圧して制動を得る
電動ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両のブレーキ装置は、ほとんど
が油圧式であり、シリンダとピストンを備え、制動時に
はシリンダ内に油圧を導入し、該油圧によりピストンを
押圧してブレーキパッドをディスクロータに押し付けて
制動を行っていた。そして、制動を解除する際には、ブ
レーキ液の洩れ防止のためピストンとシリンダの間に設
けられた、ゴム製のピストンシールの弾性力を利用して
ピストンを戻すようにしている。

【０００３】しかし、このピストンシールのゴム弾性力
を利用したピストン戻し機構は、ゴム摩擦力の不安定さ
とゴム弾性力の限界から、油圧に応じた正確なピストン
戻し量を得ることは困難である。その結果、ブレーキパ
ッドがディスクロータから完全には離れず、ブレーキの
引き摺りを生ずる恐れがあった。

【０００４】これに対し、ブレーキパッドの正確な戻し
量を確保し、ブレーキの引き摺りを防止するために、ブ
レーキパッドのディスクロータへの押圧・離間を電動モ
ータで行う電動ブレーキ装置が開発されている。

【０００５】例えば、特開平３−４５４６２号公報に
は、運転者によるブレーキ操作手段の操作に応じて、車
輪と共に回転するディスクロータに対し、車体側に支持
されたブレーキパッドを押圧、離間させる電動手段と、
前記ブレーキ操作手段の操作量を検出するブレーキ操作
量検出手段を備え、検出されたブレーキ操作量と前記電
動手段の駆動量とが所定の関係となるように、前記電動
手段を駆動制御する電動ブレーキ装置が開示されてい
る。即ち、ブレーキペダル解放時のブレーキパッドの位
置（ディスクロータとブレーキパッドとの隙間が所定の
値となる位置）からフルブレーキ状態のブレーキパッド
の位置までのストロークを「フルストローク」と定義し
たときに、フルブレーキ状態におけるブレーキパッドの
位置からフルストローク戻した位置がブレーキペダル解
放時のパッド位置となるようにパッド位置を制御するよ
うにして適正な戻し量を確保している。又、制動時に
は、ブレーキペダルストロークと電動モータの回転角と
が所定の関係となるように電動モータを駆動するように
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電動ブレーキ装置のように、常にベダルストローク
と電動モータの回転角が所定の関係となるように電動モ
ータを駆動していると、ブレーキパッドが摩耗して薄く
なった場合、加圧時におけるブレーキパッドの撓みが少
なくなり、撓みによるピストンストロークの吸収量が減
るため、同じ電動手段の駆動量に対し、ディスクロータ
に対するブレーキパッドの制動圧が大きくなってしまう
という問題がある。

【０００７】即ち、ブレーキパッドの摩耗に伴い、同じ
ブレーキ操作に対し、過敏なフィーリングとなってしま
う。

【０００８】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、ブレーキパッドの摩耗による撓み量変化
に拘らず、安定したブレーキフィーリングを維持するこ
とのできる電動ブレーキ装置を提供することを課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、その要旨を図
１に示すように、運転者によるブレーキ操作手段の操作
に応じて、車輪と共に回転するディスクロータに対し車
体側に支持されたブレーキパッドを押圧・離間させる電
動手段と、前記ブレーキ操作手段の操作量を検出するブ
レーキ操作量検出手段とを備え、該ブレーキ操作量検出
手段により検出されたブレーキ操作量と前記電動手段の
駆動量とが所定の関係となるように、前記電動手段を駆
動制御する電動ブレーキ装置において、前記ブレーキパ
ッドの摩耗を検出するパッド摩耗検出手段と、ブレーキ
パッドの摩耗が検出された場合に、同一の前記ブレーキ
操作量に対し前記電動手段の駆動量が減少するように、
前記所定の関係を変更する手段と、を備えたことにより
前記課題を解決したものである。

【００１０】本発明によれば、ブレーキパッドの摩耗が
検出されると、運転者のパッド摩耗検出前と同一のブレ
ーキ操作量に対し、電動手段の駆動量が減少するように
前記所定の関係を変更する。そのため、摩耗によりブレ
ーキパッドの撓み量が減少していても、制動力が大きく
なってしまうことはなく、撓み量が変化する前と同じブ
レーキ操作量を加えた場合でも、安定したブレーキフィ
ーリングを維持することができる。

【００１１】ここでブレーキ操作量とは、ブレーキ操作
手段がブレーキペダルの場合には、ペダルを踏む踏力あ
るいはペダルストローク等、ブレーキ操作手段が手動ボ
タンならボタンを押す押圧力等を指すものとする。

【００１２】なお、前記ブレーキ操作手段がブレーキペ
ダルであり、前記ブレーキ操作量検出手段が検出するブ
レーキ操作量が該ブレーキペダルの踏力であった場合
は、運転者の制動意思を最も適確に実際の制動に反映す
ることができ、良好なブレーキフィーリングを得ること
ができる。

【００１３】更に、前記パッド摩耗状態検出手段は、前
記ブレーキパッドにかかる圧力を検出する圧力センサと
前記電動手段の駆動量を検出する駆動量検出手段とから
なり、ブレーキ作動初期における前記電動手段の駆動量
からパッド摩耗を量的に検出するような構成としてもよ
い。これにより、ブレーキパッドが摩耗すると、その厚
みの変化から制動初期（制動開始時）における電動手段
の駆動量が変化することを利用して、ブレーキパッドの
摩耗を量的に正確に検出することができる。更に、これ
を基にして、「所定の関係」を変更するようにすると、
一層安定したブレーキフィーリングを維持するようにす
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を詳細に説明する。

【００１５】図２は、本発明の適用された電動ブレーキ
装置の全体構成を示す概略構成図であり、そのうちモー
タ駆動ディスクブレーキ１４を拡大して図３に示す。
又、図３のIV−IV線に沿う断面図を図４に示し、図４の
Ｖ−Ｖ線に沿う断面図を図５に、VI−VI線に沿う断面図
を図６に示す。

【００１６】ブレーキペダル２には、運転者が該ブレー
キペダル２を踏むときの踏力を検出する踏力センサ４、
ペダルストロークを検出するストロークセンサ６が設け
られている。運転者によるブレーキペダル２の操作量
（踏力及びペダルストローク）は、モータ制御部８に伝
えられる。モータ制御部８は、ブレーキ操作量（特に踏
力）とモータ１２の駆動量（モータ回転角）が所定の関
係となるように、電源部１０を制御することによりモー
タ１２を制御し、適宜モータ駆動ディスクブレーキ１４
に制動力を発生させる。又、モータ制御部（変更手段）
８は、各ブレーキパッド２０、２２の摩耗が検出された
場合には、前記所定の関係を変更する。モータ１２に
は、モータ回転角センサ（駆動量検出手段）１６が取り
付けられている。

【００１７】モータ駆動ディスクブレーキ１４は、モー
タ１２の駆動により、ディスクロータ１８の両側からブ
レーキパッド２０及び２２を該ディスクロータ１８に押
し付ける構造となっている。ブレーキパッド２０と後述
するピストン３６との間には、ブレーキパッド２０に掛
る圧力を検出する圧力センサ２４が設けられている。こ
の圧力センサ２４は数ｋｇの弱い力を検出することがで
きるものである。後述するようにこの圧力センサ２４と
前記モータ回転角センサ１６によりパッド摩耗量が検出
される。又、ブレーキパッド２２とキャリパ２６との間
には、制動トルクを検出する制動トルクセンサ２８が設
けられている。

【００１８】図４〜６に示すように、モータ駆動ディス
クブレーキ１４のシリンダ３０の内部には、シャフト３
４及びピストン３６が設けられている。ピストン３６
は、斜め（螺旋状）に設けられた溝３６ａを有してい
る。又、シャフト３４の湾曲した腕の先端３４ｂが、こ
の溝３６ａに嵌め合わされている。シャフト３４はギヤ
３４ａを有し、このギヤ３４ａはモータ１２と直結した
ギヤ１２ａと噛合している。モータ１２の回転によりギ
ヤ１２ａが回転し、ギヤ３４ａが回転することにより、
シャフト３４の腕の先端部３４ｂがピストン３６の溝３
６ａ内を滑り、ピストン３６がシリンダ３０内を図４、
図６の左右へ移動する。非制動時には、ブレーキパッド
２０には力が加わらず、ブレーキパッド２０及びパッド
裏金２０ａは、固定されておらず、浮いた状態となって
いる。制動時には、ピストン３６が図４、図６の左へ移
動し、ピストン３６はパッド裏金２０ａを加圧し、ブレ
ーキパッド２０をディスクロータ１８へ押し付ける。ブ
レーキパッド２０がディスクロータ１８に押し付けられ
ると、ディスクロータ１８からの反力によりシリンダ３
０及びキャリパ２６が図の右側へ付勢され、ブレーキパ
ッド２２が図４、図６の左側からディスクロータ１８に
押し付けられる。図４に矢印ａで示す方向にディスクロ
ータ１８が回転している場合、その方向にブレーキパッ
ド２０、２２も引き摺られ、パッド裏金２２ａの端がキ
ャリパ２６に衝突する。この衝突による力から制動トル
クを検出するために制動トルクセンサ２８が設けられて
いる。

【００１９】以下、本実施形態の作用を説明する。

【００２０】運転者がブレーキペダル２を踏み始めたこ
とを踏力センサ４、ストロークセンサ６が感知すると、
モータ制御部８は電源部１０に指令を出し、モータ１２
を回転させ始める。前回の制動後のピストン戻しによっ
て、ピストン３６とパッド裏金２０ａとの間、あるいは
ブレーキパッド２０とディスクロータ１８との間には引
き摺り防止のための隙間が空いている。ブレーキ作動初
期においては、まずこの隙間を埋めるだけのピストン移
動が行われる。図７に示す初期ストローク分である。こ
の初期ストローク分のピストン移動は、圧力センサ２４
がオンになる程度の力を感じるまでモータ１２を回転さ
せることによって行われる。圧力センサ２４がオンにな
った後は、圧力は検出せず運転者がブレーキペダル２を
踏む踏力とモータ回転角（電動手段の駆動量）とが所定
の関係となるようにモータ制御部８によって制動力が制
御される。この踏力とモータ回転角との関係は、図７に
示すように、例えば直線Ｌ１のように予め設定される。
図７に破線Ｘ、Ｙで示すようにこの設定のし方を変える
ことにより、ブレーキフィーリングを容易に変えること
ができる。例えば、破線Ｘのように踏力が大きくなる程
モータ回転角の増加量が減少するようにしてもよいし、
破線Ｙのように踏力が大きくなる程モータの回転角の増
加量が増大するように設定することもできる。

【００２１】ブレーキを解除する場合には、運転者がブ
レーキペダル２から足を離したことを踏力センサ４及び
ストロークセンサ６が検出すると、圧力センサ２４がオ
フになるまでモータ１２を逆回転させる。その後、決ま
ったピストン戻し量となるよう、モータ１２をさらに逆
回転させ、ピストン３６とパッド裏金２０ａあるいはブ
レーキパッド２０とディスクロータ１８との隙間を確保
する。これにより、圧力センサ２４がオフとなった後の
理想的なピストン戻し量（リトラクション）を確保する
ことができる。

【００２２】又、ブレーキパッド２０あるいは２２が摩
耗して薄くなると、パッド撓みが少なくなるため、圧力
センサ２４がオンになった後のピストンストローク（モ
ータ回転角）が同じでもブレーキ加圧力が高くなる。こ
のままだと踏力に対して過敏なブレーキフィーリングに
なってしまうため、補正が必要となる。

【００２３】圧力センサ２４がオフになってから一定量
ピストン３６を戻すようにしているため、ブレーキパッ
ド２０が磨耗して薄くなるとブレーキパッド２０がディ
スクロータ１８に接する位置でのモータ回転角が増える
ためブレーキパッド２０の摩耗量は、前記初期ストロー
クにおけるモータ回転角の進みとして感知できる。即
ち、ブレーキ作動初期において、圧力センサ２４がオン
となるまでモータ１２を回転させる回転角の増加により
ブレーキパッド２０の摩耗量を検出する。そして、検出
した摩耗量に応じた補正をする。具体的には、ブレーキ
パッド２０が薄くなるほど踏力に対するモータ回転角を
減らすようにする。例えば、図７に示す踏力とモータ回
転角との関係において、グラフＬ１の傾きをグラフＬ２
のように小さくする。このように、同じ踏力に対してモ
ータ回転角が減少するように「所定の関係」を補正する
ことにより、ブレーキパッド２０の撓みが少なくなって
も、安定したブレーキフィーリングを維持することがで
きる。

【００２４】なお、本発明に係る電動ブレーキ装置は、
上の実施形態で説明したものに限定されるものではな
く、様々なものが考えられる。

【００２５】例えば、図８及びそのIX−IX線に沿う断面
図である図９に示すものでは、シャフト３４の代わりに
カム１３５を用いると共に、ピストン１３６もその形状
が前記実施形態とはかなり異なったものとなっている。

【００２６】図８に示すように、ピストン１３６は方形
状で内部に細長い孔１３６ａを有している。一方カム１
３５は、ピン１３７を支点として回転可能となってお
り、ピストン１３６側は図８に示すように、２つに分か
れて、図９に示すような細長い円弧状の孔１３５ａを有
し、該孔１３５ａ中をピストン１３６の１辺１３６ｂが
貫通するよう組み合わされている。又、カム１３５のピ
ストン１３６とは反対側は、歯１３５ｂが形成され、モ
ータ１１２に直結するギヤ１１２ａと噛合し、いわゆる
ピニオン・ラック機構を構成している。

【００２７】モータ１１２により、ギヤ１１２ａが回転
すると、カム１３５がピン１３７を支点として回転し、
円弧状の孔１３５ａの回転移動によりピストン１３６が
図の左右方向に移動し、制動及び解除が行われる。

【００２８】上に説明した実施形態等においては、運転
席のブレーキペダル２には踏力センサ４及びストローク
センサ６が設けられていたが、ブレーキペダル２にスト
ロークシミュレータを設けることにより、ブレーキペダ
ル２に適度な反力とストロークを与えることができ、運
転者に対して、油圧式ブレーキと同様のブレーキフィー
リングを確保することが可能となる。

【００２９】又、電動ブレーキの場合、ブレーキ操作手
段は、将来的には必ずしもフットペダルが用いられ続け
るとは限らず、押しボタンや手動レバー等の手段が用い
られることも有り得る。この場合には、これらの手段を
操作する操作力（ボタンを押す押圧力やレバーを引く力
等）を検出してこれらの操作力を前記踏力の代りに用い
ることもできる。

【００３０】なお、比較例として従来技術を改良するた
めにブレーキ使用域の全域をカバーし得る、数ｔのレン
ジを有する圧力センサを用い、踏力に対して圧力をフィ
ードバック制御するものが考えられる。

【００３１】この場合、圧力センサが数ｔのレンジであ
り、ブレーキ効き始めの数〜数十kgの力を検知するのは
難しいため、ブレーキ解除時の戻し量と同じ量を初期ス
トロークとして用いることになる。その後のモータ制御
は踏力に対して圧力をフィードバック制御することで制
動力を調整する。この制御法によれば、ブレーキパッド
の摩擦係数の変化による制動力変化を自動調整でき、運
転者は踏力が同じなら常に同じ制動力を得ることができ
る。又、自動的にブレーキパッドの摩耗に対する対策も
行われることとなるため、特別な摩耗対策は不要とな
る。

【００３２】しかし、この例ではフィードバック制御を
行うことにより自動的にブレーキパッドの摩耗対策が行
われるが、ブレーキ使用全域をカバーする圧力センサが
必要であり、又フィードバック制御を行うためのシステ
ムをも必要とし、装置が大型化、複雑化し、コストも高
くなるという欠点がある。

【００３３】これに対し、本実施形態は、圧力センサは
数kgを検知できるものであればよく、初期のブレーキ作
動を検知するのみで、後は、圧力は検知せず踏力とモー
タ回転角とが予め設定された一定の関係となるように制
御するものであり、ブレーキパッドの摩耗が進んだ場合
には、それに対応して前記一定の関係を変更するもので
ある。

【００３４】従って、本実施形態では、装置の大型化、
複雑化を招くことなく、ブレーキパッドの摩耗に対応す
ることができ、安定したブレーキフィーリングを確保す
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ブレーキパッドの撓み量変化に拘らず、安定したブレー
キフィーリングを維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を示すブロック図

【図２】本発明が適用された電動ブレーキ装置の全体構
成を示す概略構成図

【図３】本発明の実施形態に係るモータ駆動ディスクブ
レーキを拡大して示す正面図

【図４】図３のモータ駆動ディスクブレーキのIV−IV線
に沿う断面図

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図

【図６】図４のVI−VI線に沿う断面図

【図７】本実施形態における踏力とモータ回転角との関
係を示す線図

【図８】モータ駆動ディスクブレーキの他の例を示す平
面図

【図９】図８のIX−IX線に沿う断面図

【符号の説明】

２…ブレーキペダル ４…踏力センサ ６…ストロークセンサ ８…モータ制御部 １０…電源部 １２…モータ １４…モータ駆動ディスクブレーキ １６…モータ回転角センサ １８…ディスクロータ ２０、２２…ブレーキパッド ２４…圧力センサ ２６…キャリパ ２８…制動トルクセンサ ３０…シリンダ ３４…シャフト ３６…ピストン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運転者によるブレーキ操作手段の操作に応
   じて、車輪と共に回転するディスクロータに対し車体側
   に支持されたブレーキパッドを押圧・離間させる電動手
   段と、前記ブレーキ操作手段の操作量を検出するブレー
   キ操作量検出手段とを備え、該ブレーキ操作量検出手段
   により検出されたブレーキ操作量と前記電動手段の駆動
   量とが所定の関係となるように、前記電動手段を駆動制
   御する電動ブレーキ装置において、 前記ブレーキパッドの摩耗を検出するパッド摩耗検出手
   段と、 ブレーキパッドの摩耗が検出された場合に、同一の前記
   ブレーキ操作量に対し前記電動手段の駆動量が減少する
   ように、前記所定の関係を変更する手段と、 を備えたことを特徴とする電動ブレーキ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ブレーキ操作手段
   がブレーキペダルであり、前記ブレーキ操作量検出手段
   が検出するブレーキ操作量が、該ブレーキペダルの踏力
   であることを特徴とする電動ブレーキ装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記パッド摩耗
   検出手段は、前記ブレーキパッドにかかる圧力を検出す
   る圧力センサと、前記電動手段の駆動量を検出する駆動
   量検出手段とからなり、ブレーキ作動初期における前記
   電動手段の駆動量からパッド摩耗を量的に検出すること
   を特徴とする電動ブレーキ装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記所定の関係の変更
   を、検出されたパッド摩耗量に基づいて行うことを特徴
   とする電動ブレーキ装置。