JP4215856B2

JP4215856B2 - Electric brake device

Info

Publication number: JP4215856B2
Application number: JP08222098A
Authority: JP
Inventors: 浩隆及川; 東馬山口; 洋一久米村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: JPH11280799A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the abrasion loss also partial abrasion loss of a pad without damage to a disk, the generation of harsh noise, and the increase of a cost. SOLUTION: This device has: a motor 33, a conversion mechanism part 34 for converting the rotation movement of the motor 33 into the rectlinear movement of a piston 40, a position detecting means 57 for detecting the stroke position of the piston 40, and a control means for controlling the motor 33 based on the detected result of the means 57; and presses pads 14 and 15 to a disk 13 by the rectilinear movement by the piston 40 to generate braking force. At that time, the control means detects the abrasion condition of the pads 14 and 15 based on the detected result by the means 57.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いて好適な電動ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動ブレーキ装置として、例えば、特開平３−４５４６２号公報に開示されたもの等がある。この種の電動ブレーキ装置は、モータと、該モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、モータの回転位置等からピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の検出結果に基づいてモータを制御する制御手段とを有するもので、ピストンによる直線運動でパッドをディスクに押圧させて制動力を発生させるようになっており、このような電動ブレーキ装置が車両の各車輪それぞれに配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液圧作動式のブレーキ装置においては、パッドの摩耗量を検出するために、パッドが摩耗するとディスクに接触して音を発生させる摩耗センサをパッドに取り付けることが行われており、上述のような電動ブレーキ装置においても、このような機械式の摩耗センサを設けることを考えた。
しかしながら、このような機械式の摩耗センサではパッドが斜めに減るいわゆる偏摩耗の量までは検出することができないという問題があった。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、パッドの偏摩耗量の検出を可能な電動ブレーキ装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の電動ブレーキ装置は、モータと、該モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の検出結果に基づいて前記モータを制御する制御手段とを有し、前記ピストンによる直線運動でパッドをディスクに押圧させて制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、前記制御手段は、パッドがディスクへ接触を開始する接触開始位置からパッドがディスクに全面的に接触する全面接触位置までの間に前記位置検出手段で検出されるピストンのストローク値からパッドの偏摩耗量を検出することを特徴としている。
このように、パッドをディスクに押圧させるピストンのストローク位置を位置検出手段で、直接または間接的に検出することにより、パッドの偏摩耗量を検出することが可能となる。
すなわち、パッドがディスクへ接触を開始する接触開始位置からパッドがディスクに全面的に接触する全面接触位置までの間のピストンのストローク値が大きくなるほどパッドの偏摩耗の量が大きくなるため、制御手段は、これらの間のピストンのストローク値を位置検出手段で検出することでパッドの偏摩耗量を検出する。
【０００８】
本発明の請求項２記載の電動ブレーキ装置は、請求項１記載のものに関して、前記制御手段は、パッドのディスクへの接触状態を前記モータへの駆動電流値から割り出すことを特徴としている。
すなわち、パッドがディスクに接触することでピストンを駆動するモータへの駆動電流値が変化することになるため、制御手段は、この駆動電流値からパッドのディスクへの接触状態を割り出すことになる。
本発明の請求項３記載の電動ブレーキ装置は、請求項２記載のものに関して、前記制御手段は、パッドがディスクへ接触を開始する時点と、パッドがディスクに最大限に接触する時点とを前記モータへの駆動電流値から割り出すことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
参考技術の電動ブレーキ装置を図１〜図４を参照して以下に説明する。
参考技術の電動ブレーキ装置１１は、車両の非回転部に固定されるキャリア１２と、このキャリア１２にディスク１３の軸線方向両側に配設された状態で摺動自在に支持される一対のインナパッド１４およびアウタパッド１５と、二カ所の図示せぬ摺動案内部においてキャリア１２にディスク１３の軸線方向に摺動自在となるよう支持された、パッド１４，１５を両側から挾持可能なキャリパ１７とで主に構成されている。
【００１０】
キャリア１２は、互いにほぼ平行をなして配置される第１連結部２２ａおよび第２連結部２２ｂと、第１連結部２２ａおよび第２連結部２２ｂの各端部同士を連結させる二カ所の図示せぬ支持部とを有している。
そして、キャリア１２は、支持部がディスク１３の周方向における両端位置となるようにディスク１３に対し配置された状態で車体側に固定される。なお、各支持部に摺動案内部が設けられる。
【００１１】
キャリア１２の各支持部の内側位置には相互に対向するように一対の図示せぬパッドガイドが設けられており、これらパッドガイドにより、インナパッド１４およびアウタパッド１５はディスク１３の軸線方向に沿って摺動自在となるようにそれぞれの両端位置において支持されることになる。なお、この支持状態でインナパッド１４およびアウタパッド１５は、ディスク１３の軸線に平行な軸線回りの回転が規制されている。
【００１２】
キャリパ１７は、略円筒状の筒状部材２５と、該筒状部材２５の一側に固定されこれを閉塞させる底部材２６と、筒状部材２５の他側に固定される先端部材２７とを有するハウジング２８を具備している。
【００１３】
このハウジング２８には、モータ３３と、このモータ３３の回転運動を直線運動に変換するボールネジ（変換機構部）３４とが設けられている。
モータ３３は、ハウジング２８と、筒状部材２５の内周部に取り付けられたコイル３５と、筒状部材２５の底部材２６に対し反対側の端面に当接した状態で先端部材２７に取り付けられたベアリング３６と、このベアリング３６を介して回転自在に支持されたボールネジ３４のナット部材３７と、コイル３５の内側に位置するようにナット部材３７の外周部に固定されたマグネット３８とを有している。
【００１４】
ボールネジ３４は、内周部にメネジ部３７ａが形成された上記ナット部材３７と、このナット部材３７の内側に配置されるとともに外周部にオネジ部４０ａが形成されたピストンとしてのネジ部材４０と、ナット部材３７のメネジ部３７ａとネジ部材４０のオネジ部４０ａとの間に介在されたボール４１とを有している。
【００１５】
ここで、ネジ部材４０およびインナパッド１４には、これらをディスク１３の軸線方向に沿って所定量離間可能としつつこれらの相対回転を規制する回止部４３が設けられており、これにより、ネジ部材４０は、ディスク１３の軸線に平行な軸線回りにおける回転が規制されている。
なお、この回止部４３は、ネジ部材４０に形成された溝部４４と、この溝部４４に摺動自在に嵌合するようインナパッド１４に突出形成された突起部４５とで構成されている。
【００１６】
底部材２６には、モータ３３の軸線と同軸をなしてシリンダ穴４６が形成されており、このシリンダ穴４６には、ネジ部材４０に当接可能な液圧ピストン４７が摺動自在に嵌合されている。そして、底部材２６には、この液圧ピストン４７とシリンダ穴４６とで形成される室４８を外部に連通させるポート４９が形成されている。なお、液圧ピストン４７の外周部にはシリンダ穴４６の内周部との隙間をシールするシール部材５０が設けられている。
【００１７】
筒状部材２５の底部材２６に対し反対側の端部には、先端部材２７が固定されている。この先端部材２７は、筒状部材２５に略同軸をなして固定される略円筒状の筒部５１と、該筒部５１の径方向における一側から筒状部材２５に対し反対側に延出するディスクパス部５２と、該ディスクパス部５２の先端側から筒部５１と対向するように延出する爪部５３とを有している。
【００１８】
先端部材２７の筒部５１の内周部には、上述したベアリング３６が嵌合されており、ベアリング３６に近接して、該ベアリング３６を筒状部材２５の端面との間に挟持する取付部材５５が固定されている。この取付部材５５には、ナット部材３７に固定された回転円板５６の回転位置を検出することによりナット部材３７の回転位置を検出し、その結果ネジ部材４０のストローク位置を検出する位置検出器５７が固定されている。
【００１９】
ここで、キャリパ１７をキャリア１２に支持させた状態で、モータ３３およびボールネジ３４はそれぞれの軸線をディスク１３の軸線に平行させることになり、ボールネジ３４はそのネジ部材４０がインナパッド１４のディスク１３に対し反対側に当接可能に対向配置され、先端部材２７は、ディスクパス部５２がディスク１３の外周部を跨ぐように延出し爪部５３がアウタパッド１５のディスク１３に対し反対側に当接可能に対向配置されることになる。
【００２０】
また、取付部材５５の内周部とボールネジ３４のネジ部材４０の外周部との間には、ボールネジ３４の螺合部分等にほこり等が入るのを防止するダストブーツ５９が設けられている。
【００２１】
そして、図２に示すように、上記構成の電動ブレーキ装置１１が、車両の前後左右の各車輪に対しそれぞれ設けられており、すべての電動ブレーキ装置１１のモータ３３および位置検出器５７がコントローラ（制御手段）６０に接続されている。ここで、各モータ３３はそれぞれを駆動するためにコントローラ６０に設けられた図示せぬモータドライバに接続されている。
【００２２】
ここで、図２において符号６３は運転者により操作入力がなされるブレーキペダルを、符号６４はブレーキペダル６３の操作量を検出する操作量検出センサを、符号６５はブレーキペダル６３への入力でブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダを、符号６６は運転者に対し表示で報知を行う警報ランプを、それぞれ示しており、すべての電動ブレーキ装置１１のうち、前二輪に配置されるものには、マスタシリンダ６５からのブレーキ液圧がポート４９を介して室４８に導入されている。なお、後二輪に配置される電動ブレーキ装置１１には、マスタシリンダ６５からのブレーキ液圧が導入されないため、室４８、ポート４９および液圧ピストン４７をなくした構成とすることができる。
【００２３】
コントローラ６０は、操作量検出センサ６４で検出されたブレーキペダル６３の操作量に応じて各車輪にブレーキ力を発生させるように、各電動ブレーキ装置１１のそれぞれについて、モータ３３を位置検出器５７の回転位置データに基づいてフィードバック制御する。
【００２４】
すなわち、コントローラ６０は、後二輪の電動ブレーキ装置１１においては電動ブレーキ装置１１のみで必要なブレーキ力を発生させるように各モータ３３を制御する一方、前二輪の電動ブレーキ装置１１においては必要なブレーキ力に対しマスタシリンダ６５で発生するブレーキ液圧によるブレーキ力を補充するブレーキ力を電動ブレーキ装置１１で発生させるように各モータ３３を制御する。
【００２５】
コントローラ６０は、ブレーキ力を発生させる際に、モータ３３でボールネジ３４のナット部材３７を正方向に回転させる。すると、回止部４３で回転が規制されたネジ部材４０が、ディスク１３方向に移動しインナパッド１４をディスク１３に接触させる一方、その反力でキャリパ１７がキャリア１２に対し移動して爪部５３をディスク１３の方向に移動させることになり、このようにして最終的に、ネジ部材４０と爪部５３とでインナパッド１４およびアウタパッド１５がディスク１３の方向に押圧され、これらパッド１４，１５がディスク１３に接触してブレーキ力を発生させる。
【００２６】
なお、マスタシリンダ６５からのブレーキ液圧が室４８に導入されている電動ブレーキ装置１１においては、上記に加えて、このブレーキ液圧による推進力が液圧ピストン４７を介してネジ部材４０に伝達される。すると、ボールネジ３４は回転運動と直線運動との可逆性を有するため、この推進力でネジ部材４０が回転しつつモータ３３による推進力と合わせてパッド１４，１５をディスク１３に押圧してブレーキ力を発生させる。
【００２７】
他方、コントローラ６０は、この状態からブレーキ力を緩める際に、モータ３３でナット部材３７を上記正方向に対し逆の戻し方向に回転させる。すると、回転が規制されたネジ部材４０がディスク１３から離間する方向に移動し、その結果、インナパッド１４およびアウタパッド１５がディスク１３から離間してブレーキ力を解除させる。なお、マスタシリンダ６５からのブレーキ液圧が室４８に導入されている電動ブレーキ装置１１においては、このブレーキ液圧の低下も合わせてブレーキ力を解除させる。
【００２８】
そして、コントローラ６０は、イグニッションがＯＮされるタイミングで常に一度、図３に示すパッド摩耗量検出処理を行うようになっている。このパッド摩耗量検出処理について以下に説明する。
【００２９】
まず、コントローラ６０は、モータ３３でボールネジ３４のナット部材３７を戻し方向に回転させ、液圧ピストン４７が底部材２６の底に当接することにより変位が不可となる初期位置までネジ部材４０を移動させる（ステップＳＡ１）。ここで、このようにネジ部材４０を移動させている間、位置検出器５７で検出されるナット部材３７の回転位置に対応するネジ部材４０の変位とモータ３３のトルクに対応する駆動電流値との関係は、図４にＡで示すようにモータ３３への駆動電流値が立ち上がった後、Ｂ→Ｃに示すようにほぼ無負荷電流値（−Ｉｎ）のままネジ部材４０が移動する状態が維持される。
【００３０】
そして、液圧ピストン４７が底部材２６の底に当接するまでネジ部材４０が移動すると、図４にＣ→Ｄで示すようにネジ部材４０は変位せずにモータ３３への駆動電流値の絶対値が増大する。よって、コントローラ６０は、モータ３３への駆動電流値がマイナスの一定値からその絶対値が予め定められたしきい値を越えると、ネジ部材４０が初期位置に位置したと判定してモータ３３を停止させるとともに、このときのネジ部材４０のストローク位置を、位置検出器５７で検出されるナット部材３７の回転位置に対応させて初期位置Ｘ₁として記憶する。
【００３１】
次に、コントローラ６０は、モータ３３でボールネジ３４のナット部材３７を正方向に回転させ、ネジ部材４０で押圧されるパッド１４，１５がディスク１３に接触する作動位置までネジ部材４０を移動させる（ステップＳＡ２）。ここで、このようにネジ部材４０を移動させている間、ネジ部材４０の変位とモータ３３への駆動電流値との関係は、図４にＥ→Ｆに示すように、モータ３３への駆動電流値が、ほぼ無負荷電流値（Ｉｎ）のままネジ部材４０が移動する状態が維持される。
【００３２】
そして、パッド１４，１５がディスク１３に接触するまでネジ部材４０が移動すると、図４にＦ→Ｇで示すようにネジ部材４０の単位変位量に要するモータ３３への駆動電流値の絶対値が増大する。よって、コントローラ６０はモータ３３への駆動電流値がプラスの一定値からその絶対値が予め定められたしきい値を越えると同時に、ネジ部材４０が作動位置に位置したと判定してモータ３３を停止させるとともに、このときのネジ部材４０のストローク位置を、位置検出器５７で検出されるナット部材３７の回転位置から割り出して作動位置Ｘ₂として記憶する。
【００３３】
次に、コントローラ６０は、ネジ部材４０の初期位置Ｘ₁から作動位置Ｘ₂までのストローク値（Ｘ₂−Ｘ₁）を割り出し、このストローク値とパッド１４，１５の新品の厚さにおけるストローク値（Ｘｉ：車種およびブレーキ型式から既定）とからパッド１４，１５の摩耗量Ｘｍを次式に従い算出する（ステップＳＡ３）。
Ｘｍ＝（Ｘ₂−Ｘ₁）−Ｘｉ
【００３４】
そして、コントローラ６０は、パッド１４，１５の摩耗量Ｘｍを予め設定されている限界摩耗の規定量Ｘｇと比較し（ステップＳＡ４）、Ｘｍ＞Ｘｇである場合、パッド１４，１５の摩耗量が限界量を越えていると判定して警報ランプ６６を点灯させる（ステップＳＡ５）。
【００３５】
このステップＳＡ５の実行後および上記ステップＳＡ４でＸｍ≦Ｘｇと判定された場合には、コントローラ６０は、図４にＦ→Ｈで示すように、作動位置Ｘ₂で停止されているネジ部材４０を予め定められた所定値Ｘｓ分だけ戻した制動準備位置Ｘ₄に位置させたことが位置検出器５７で検出されるナット部材３７の回転位置から割り出されるまでモータ３３でナット部材３７を戻し方向に回転させた後、モータ３３を停止させる（ステップＳＡ６）。ここで、Ｘｓは制動を待機するために必要なパッド１４，１５とディスク１３とのクリアランスの最適値である。
【００３６】
以上のように、参考技術によれば、パッド１４，１５をディスク１３に押圧させるネジ部材４０のストローク位置を位置検出器５７でナット部材３７の回転位置から検出することにより、パッド１４，１５の摩耗量を検出することができる。すなわち、パッド１４，１５がディスク１３に接触するまでの間のネジ部材４０の初期位置からのストローク値が大きくなるほどパッド１４，１５の摩耗量が比例的に大きくなるため、コントローラ６０は、位置検出器５７で検出されるネジ部材４０のストローク値からパッド１４，１５の摩耗量を検出する。
したがって、ディスク１３に傷をつけたり耳障りな騒音を発生させたりコストを増大させたりすることなくパッド１４，１５の摩耗量を検出することができる。
【００３７】
また、パッド１４，１５がディスク１３に接触することでネジ部材４０を駆動するモータ３３への駆動電流値が変化することから、コントローラ６０は、この駆動電流値から上述のようにパッド１４，１５のディスク１３への接触位置を割り出すことになる。
したがって、パッド１４，１５のディスク１３への接触状態を容易に割り出すことができる。
【００３８】
なお、以上においては、モータ３３のナット部材３７の回転位置からネジ部材４０のストローク値を検出する場合を例にとり説明したが、ネジ部材４０のストローク値を直接検出してもよい。
【００３９】
本発明の電動ブレーキ装置の第１の実施の形態を図５および図６を参照して以下に参考技術との相違部分を中心に説明する。なお、参考技術と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
第１の実施の形態では、コントローラ６０が、イグニッションがＯＮされるタイミングで一度、図５に示すパッド偏摩耗量検出処理を、参考技術のパッド摩耗量検出処理に先行して行うようになっている。このパッド偏摩耗量検出処理について以下に説明する。
【００４０】
まず、コントローラ６０は、モータ３３でボールネジ３４のナット部材３７を正方向に回転させるとともに、その一方で、ネジ部材４０がパッド１４，１５のディスク１３への接触を開始させたか否かを判定する（ステップＳＢ１）。
【００４１】
ここで、ネジ部材４０がパッド１４，１５のディスク１３への接触を開始させるまで移動する際には、まず図６にＪ→Ｋで示すように、モータ３３への駆動電流値が、ほぼ無負荷電流値のままネジ部材４０が移動する状態が維持される。そして、パッド１４，１５が偏摩耗の状態にあって、ディスク１３への接触を開始すると、図６にＫ→Ｌで示すように、モータ３３への駆動電流値がやや増大する。よって、コントローラ６０はステップＳＢ１において、モータ３３への駆動電流値がプラスの一定値から上昇しかつその単位時間当りの上昇勾配が予め定められた上下二つのしきい値（下側のしきい値＞０）の範囲内にあると、ネジ部材４０がパッド１４，１５のディスク１３への接触を開始させる接触開始位置に位置したと判定して、このときのネジ部材４０のストローク位置を位置検出器５７で検出されるナット部材３７の回転位置に対応させて接触開始位置として記憶する（ステップＳＢ２）。
【００４２】
なお、上昇勾配のしきい値は、図６に破線で示す偏摩耗のない正常状態のパッド１４，１５における上昇勾配の設計値を基準値として設定することになるが、実際の測定値を基準値として設定してもよい。また、左右輪の上昇勾配を比較しその偏差に応じて左右輪のしきい値を補正してもよい。
【００４３】
次に、このステップＳＢ２の後およびステップＳＢ１でパッド１４，１５がディスク１３への接触を開始していないと判定していない場合に、パッド１４，１５がディスク１３に全面的に接触したか否かを判定する（ステップＳＢ３）。
【００４４】
ここで、ネジ部材４０がパッド１４，１５をディスク１３へ全面的に接触させるまで移動すると、図６のＬ以降に示すように、モータ３３への駆動電流値が偏摩耗しているパッド１４，１５の接触開始時点の駆動電流値の上昇勾配より大きい勾配（正常時の勾配と等しい）で増大する。よって、コントローラ６０はステップＳＢ３において、モータ３３への駆動電流値が上昇しかつその単位時間当りの上昇勾配が予め定められたしきい値（上述した接触開始を判定したときの上側のしきい値より大）を越えていると、ネジ部材４０がパッド１４，１５をディスク１３へ全面的に接触させる全面接触位置に位置したと判定して、このときのネジ部材４０のストローク位置を、位置検出器５７で検出されるナット部材３７の回転位置から割り出して全面接触位置として記憶する（ステップＳＢ４）。
【００４５】
そして、コントローラ６０は、ネジ部材４０の接触開始位置から全面接触位置までのストローク値を（全面接触位置−接触開始位置）で割り出し、このストローク値を偏摩耗量とする（ステップＳＢ４）。
【００４６】
ここで、パッド１４，１５に偏摩耗がない場合は、図６に破線で示すようになり、ステップＳＢ１の判定がＹＥＳにはならずにステップＳＢ３の判定がＹＥＳになる。よって、コントローラ６０では、接触開始位置が記憶されることなく全面接触位置のみが記憶されることになり、このような状況下ではステップＳＢ４において、全面接触位置＝接触開始位置とする。その結果、パッド１４，１５の偏摩耗量は０となる。
【００４７】
そして、このようにしてパッド偏摩耗量検出処理を行った後に、参考技術のパッド摩耗量検出処理を行うことになるが、コントローラ６０は、その際に偏摩耗量に応じた補正を行うことになる。具体的には、ステップＳＡ４で使用される限界摩耗の規定量Ｘｇを、偏摩耗がない正常時の規定量から偏摩耗量を減算した値にする。
【００４８】
以上のように、第１の実施の形態では、パッド１４，１５がディスク１３へ接触を開始する時点からパッド１４，１５がディスク１３に最大限に接触する時点までの間のネジ部材４０のストローク値が大きくなるほどパッド１４，１５の偏摩耗の量が比例的に大きくなることから、コントローラ６０が、これらの時点をモータ３３への駆動電流値から割り出すとともにこれらの時点間のネジ部材４０のストローク値を位置検出器５７で検出することでパッド１４，１５の偏摩耗量を検出する。そして、この偏摩耗量を考慮してパッド摩耗量検出処理で摩耗量を検出するため、摩耗量の検出精度を向上させることができ、偏摩耗発生時においてもディスク１３とパッド１４，１５の裏金との干渉を回避することができる。
【００４９】
ここで、第１の実施の形態のパッド偏摩耗量検出処理で求めた偏摩耗量を用いてコントローラ６０により以下の制御を行うことも可能である。
左右輪の電動ブレーキ装置１１，１１で偏摩耗量が異なる場合に、偏摩耗量の大きい方がパッドクリアランスが大きくなってしまうため、制動時に、偏摩耗量の大きい車輪側の電動ブレーキ装置１１のネジ部材４０を偏摩耗量の差に応じた分早く送ることで、左右輪の電動ブレーキ装置１１，１１のブレーキ力発生のタイミングを合わせて、左右輪の応答性のバラツキをなくし、車両におけるヨーモーメントの発生を防止することができる。
なお、第１および第２の実施の形態においては、モータ３３の回転運動をピストンとしてのネジ部材４０の直線運動に変換する変換機構部としてボールネジ３４を用いる場合を例にとり説明したが、ローラネジ等の他の種々のものを適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の電動ブレーキ装置によれば、パッドをディスクに押圧させるピストンのストローク位置を位置検出手段で、直接または間接的に検出することにより、パッドの偏摩耗量を検出することが可能となる。
つまり、パッドがディスクへ接触を開始する接触開始位置からパッドがディスクに全面的に接触する全面接触位置までの間のピストンのストローク値が大きくなるほどパッドの偏摩耗の量が大きくなるため、制御手段は、これらの間のピストンのストローク値を位置検出手段で検出することでパッドの偏摩耗量を検出する。
したがって、パッドの偏摩耗量を検出することができる。
【００５３】
本発明の請求項２記載の電動ブレーキ装置によれば、パッドがディスクに接触することでピストンを駆動するモータへの駆動電流値が変化することになるため、制御手段は、この駆動電流値からパッドのディスクへの接触状態を割り出すことになる。
したがって、パッドのディスクへの接触状態を割り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考技術の電動ブレーキ装置を示す側断面図である。
【図２】参考技術の電動ブレーキ装置が適用されたブレーキシステムを示す概略構成図である。
【図３】参考技術の電動ブレーキ装置のパッド摩耗量検出処理の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】参考技術の電動ブレーキ装置のモータへの制御電流値とネジ部材の位置との関係を示す特性線図である。
【図５】本発明の電動ブレーキ装置の第１の実施の形態のパッド偏摩耗量検出処理の制御内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の電動ブレーキ装置の第１の実施の形態のモータへの制御電流値（ａ）とネジ部材の位置（ｂ）とを関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
３３モータ
３４ボールネジ（変換機構部）
５７位置検出器（位置検出手段）
６０コントローラ（制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric brake device suitable for use in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
As an electric brake device, for example, there is one disclosed in JP-A-3-45462. This type of electric brake device includes a motor, a conversion mechanism that converts the rotational motion of the motor into linear motion of the piston, position detection means that detects the stroke position of the piston from the rotational position of the motor, and the position detection. And a control means for controlling the motor based on the detection result of the means, and the pad is pressed against the disk by a linear motion by the piston to generate a braking force. It is arranged on each wheel.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a hydraulically operated brake device, in order to detect the amount of wear of the pad, a wear sensor that generates sound by contacting the disk when the pad is worn is attached to the pad. In such an electric brake device, it was considered to provide such a mechanical wear sensor.
However, such mechanical wear sensors In However, there is a problem that the amount of so-called uneven wear in which the pad is slanted cannot be detected.
[0004]
Therefore, the object of the present invention is , Pa Detection of uneven wear The It is to provide a possible electric brake device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electric brake device according to claim 1 of the present invention detects a motor, a conversion mechanism that converts rotational motion of the motor into linear motion of a piston, and a stroke position of the piston. In an electric brake device having a position detection means and a control means for controlling the motor based on a detection result of the position detection means, and generating a braking force by pressing a pad against a disk by a linear motion by the piston, The control means starts the pad contacting the disc Contact start position Pad to disc Overall Contact Full contact position The amount of uneven wear of the pad is detected from the stroke value of the piston detected by the position detecting means.
In this way, it is possible to detect the amount of uneven wear of the pad by directly or indirectly detecting the stroke position of the piston that presses the pad against the disk by the position detection means.
That is, the pad starts contacting the disc Contact start position Pad to disc Overall Contact Full contact position Since the amount of uneven wear of the pad increases as the stroke value of the piston between the two increases, the control means detects the amount of uneven wear of the pad by detecting the stroke value of the piston between them with the position detection means. To do.
[0008]
Of the present invention Claim 2 The electric brake device described is Claim 1 With respect to what is described, the control means is characterized in that the contact state of the pad with the disk is determined from the drive current value to the motor.
That is, when the pad comes into contact with the disk, the drive current value to the motor that drives the piston changes, so the control means determines the contact state of the pad with the disk from this drive current value.
The electric brake device according to a third aspect of the present invention relates to the electric brake device according to the second aspect, wherein the control means determines when the pad starts to contact the disk and when the pad makes maximum contact with the disk. Calculate from the drive current to the motor It is characterized by that.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Electric brake device of reference technology Is described below with reference to FIGS.
Reference technology The electric brake device 11 includes a carrier 12 fixed to a non-rotating portion of the vehicle, a pair of inner pads 14 slidably supported by the carrier 12 in a state of being disposed on both sides of the disk 13 in the axial direction, and The outer pad 15 and the caliper 17 supported by the carrier 12 so as to be slidable in the axial direction of the disk 13 at two sliding guide portions (not shown) are capable of holding the pads 14 and 15 from both sides. It is configured.
[0010]
The carrier 12 is shown in two places for connecting the first connecting portion 22a and the second connecting portion 22b arranged substantially parallel to each other and the respective ends of the first connecting portion 22a and the second connecting portion 22b. And a supporting portion.
The carrier 12 is fixed to the vehicle body in a state where the carrier 12 is disposed with respect to the disk 13 so that the support portions are positioned at both ends in the circumferential direction of the disk 13. In addition, a sliding guide part is provided in each support part.
[0011]
A pair of pad guides (not shown) are provided at positions inside the support portions of the carrier 12 so as to face each other. With these pad guides, the inner pad 14 and the outer pad 15 are arranged along the axial direction of the disk 13. It is supported at each end position so as to be slidable. In this supported state, the inner pad 14 and the outer pad 15 are restricted from rotating around an axis parallel to the axis of the disk 13.
[0012]
The caliper 17 includes a substantially cylindrical tubular member 25, a bottom member 26 fixed to one side of the tubular member 25 and closing the closed member 25, and a tip member 27 fixed to the other side of the tubular member 25. A housing 28 is provided.
[0013]
The housing 28 is provided with a motor 33 and a ball screw (conversion mechanism unit) 34 that converts the rotational motion of the motor 33 into linear motion.
The motor 33 is attached to the tip member 27 in a state where it abuts on the opposite end surface with respect to the housing 28, the coil 35 attached to the inner peripheral portion of the tubular member 25, and the bottom member 26 of the tubular member 25. A bearing 36, a nut member 37 of a ball screw 34 supported rotatably via the bearing 36, and a magnet 38 fixed to the outer periphery of the nut member 37 so as to be located inside the coil 35. ing.
[0014]
The ball screw 34 includes the nut member 37 having a female screw portion 37a formed on the inner peripheral portion thereof, and a screw member 40 serving as a piston disposed on the inner side of the nut member 37 and having a male screw portion 40a formed on the outer peripheral portion thereof. A ball 41 interposed between the female screw portion 37 a of the nut member 37 and the male screw portion 40 a of the screw member 40 is provided.
[0015]
Here, the screw member 40 and the inner pad 14 are provided with a rotation stop portion 43 that restricts the relative rotation of the screw member 40 and the inner pad 14 while allowing the screw member 40 and the inner pad 14 to be separated by a predetermined amount along the axial direction of the disk 13. The member 40 is restricted from rotating around an axis parallel to the axis of the disk 13.
The rotation stop 43 includes a groove 44 formed in the screw member 40 and a protrusion 45 formed on the inner pad 14 so as to be slidably fitted in the groove 44.
[0016]
A cylinder hole 46 is formed in the bottom member 26 so as to be coaxial with the axis of the motor 33, and a hydraulic piston 47 that can contact the screw member 40 is slidably fitted in the cylinder hole 46. Has been. The bottom member 26 is formed with a port 49 for communicating a chamber 48 formed by the hydraulic piston 47 and the cylinder hole 46 to the outside. A sealing member 50 is provided on the outer peripheral portion of the hydraulic piston 47 to seal the gap with the inner peripheral portion of the cylinder hole 46.
[0017]
A tip member 27 is fixed to the end of the cylindrical member 25 opposite to the bottom member 26. The tip member 27 extends from the one side in the radial direction of the cylindrical portion 51 to the opposite side to the cylindrical member 25 and is fixed to the cylindrical member 25 so as to be substantially coaxial. And a claw portion 53 extending from the front end side of the disc path portion 52 so as to face the tube portion 51.
[0018]
The above-described bearing 36 is fitted to the inner peripheral portion of the cylindrical portion 51 of the tip member 27, and is an attachment member that is close to the bearing 36 and is clamped between the end surface of the cylindrical member 25. 55 is fixed. The mounting member 55 is a position detector that detects the rotational position of the nut member 37 by detecting the rotational position of the rotary disk 56 fixed to the nut member 37, and consequently detects the stroke position of the screw member 40. 57 is fixed.
[0019]
Here, in a state where the caliper 17 is supported on the carrier 12, the motor 33 and the ball screw 34 have their respective axes parallel to the axis of the disk 13, and the ball screw 34 has a screw member 40 of the disk 13 of the inner pad 14. The tip member 27 extends so that the disc path portion 52 straddles the outer peripheral portion of the disc 13 and the claw portion 53 abuts the disc 13 of the outer pad 15 on the opposite side. It will be arranged oppositely as possible.
[0020]
Further, a dust boot 59 is provided between the inner peripheral portion of the mounting member 55 and the outer peripheral portion of the screw member 40 of the ball screw 34 to prevent dust and the like from entering the threaded portion of the ball screw 34 and the like.
[0021]
As shown in FIG. 2, the electric brake device 11 having the above-described configuration is provided for each of the front, rear, left and right wheels of the vehicle, and the motors 33 and the position detectors 57 of all the electric brake devices 11 are controller ( Control means) 60. Here, each motor 33 is connected to a motor driver (not shown) provided in the controller 60 for driving the motor 33.
[0022]
Here, in FIG. 2, reference numeral 63 denotes a brake pedal that is input by the driver, reference numeral 64 denotes an operation amount detection sensor that detects an operation amount of the brake pedal 63, and reference numeral 65 denotes an input to the brake pedal 63. Reference numeral 66 denotes a master cylinder that generates hydraulic pressure, and reference numeral 66 denotes an alarm lamp that notifies the driver by display. Of all the electric brake devices 11, those that are arranged on the front two wheels are the master cylinders. Brake fluid pressure from the cylinder 65 is introduced into the chamber 48 via the port 49. In addition, since the brake hydraulic pressure from the master cylinder 65 is not introduced into the electric brake device 11 disposed in the rear two wheels, the chamber 48, the port 49, and the hydraulic piston 47 can be eliminated.
[0023]
The controller 60 controls the motor 33 of the position detector 57 for each of the electric brake devices 11 so as to generate a braking force on each wheel according to the operation amount of the brake pedal 63 detected by the operation amount detection sensor 64. Feedback control is performed based on the rotational position data.
[0024]
In other words, the controller 60 controls each motor 33 so that the rear two-wheel electric brake device 11 generates a necessary braking force only by the electric brake device 11, while the front two-wheel electric brake device 11 requires a necessary brake. Each motor 33 is controlled such that the electric brake device 11 generates a braking force that supplements the braking force generated by the brake fluid pressure generated in the master cylinder 65 with respect to the force.
[0025]
When generating the braking force, the controller 60 rotates the nut member 37 of the ball screw 34 in the forward direction with the motor 33. Then, the screw member 40 whose rotation is restricted by the rotation stop 43 moves in the direction of the disk 13 to bring the inner pad 14 into contact with the disk 13. On the other hand, the caliper 17 moves relative to the carrier 12 by the reaction force. 53 is moved in the direction of the disk 13, and finally, the inner pad 14 and the outer pad 15 are pressed in the direction of the disk 13 by the screw member 40 and the claw portion 53, and these pads 14, 15 are moved. Contacts the disk 13 to generate a braking force.
[0026]
In the electric brake device 11 in which the brake fluid pressure from the master cylinder 65 is introduced into the chamber 48, in addition to the above, the propulsive force due to this brake fluid pressure is transmitted to the screw member 40 via the fluid pressure piston 47. Is done. Then, since the ball screw 34 has reversibility between rotational movement and linear movement, the screw member 40 is rotated by this propulsive force, and the pads 14 and 15 are pressed against the disc 13 together with the propulsive force by the motor 33 to thereby apply a braking force. Is generated.
[0027]
On the other hand, when the controller 60 loosens the braking force from this state, the motor 33 rotates the nut member 37 in the reverse return direction with respect to the normal direction. Then, the screw member 40 whose rotation is restricted moves in a direction away from the disk 13, and as a result, the inner pad 14 and the outer pad 15 are separated from the disk 13 to release the braking force. In the electric brake device 11 in which the brake fluid pressure from the master cylinder 65 is introduced into the chamber 48, the brake force is released together with the decrease in the brake fluid pressure.
[0028]
Then, the controller 60 always performs the pad wear amount detection process shown in FIG. 3 once at the timing when the ignition is turned on. This pad wear amount detection process will be described below.
[0029]
First, the controller 60 rotates the nut member 37 of the ball screw 34 in the return direction with the motor 33, and moves the screw member 40 to an initial position where the displacement is impossible when the hydraulic piston 47 contacts the bottom of the bottom member 26. (Step SA1). Here, while moving the screw member 40 in this way, the displacement of the screw member 40 corresponding to the rotational position of the nut member 37 detected by the position detector 57 and the drive current value corresponding to the torque of the motor 33 As shown in FIG. 4A, after the drive current value to the motor 33 rises as shown by A in FIG. 4, the state in which the screw member 40 moves with almost no load current value (−In) as shown in B → C is shown. Maintained.
[0030]
When the screw member 40 moves until the hydraulic piston 47 comes into contact with the bottom of the bottom member 26, the screw member 40 is not displaced as shown by C → D in FIG. The value increases. Therefore, the controller 60 determines that the screw member 40 is located at the initial position when the absolute value of the drive current value to the motor 33 exceeds a predetermined threshold value from a negative constant value, and moves the motor 33. The stroke position of the screw member 40 at this time is made to correspond to the rotational position of the nut member 37 detected by the position detector 57, and the initial position X ₁ Remember as.
[0031]
Next, the controller 60 rotates the nut member 37 of the ball screw 34 in the forward direction with the motor 33 and moves the screw member 40 to an operating position where the pads 14 and 15 pressed by the screw member 40 contact the disk 13 ( Step SA2). Here, during the movement of the screw member 40 in this way, the relationship between the displacement of the screw member 40 and the drive current value to the motor 33 is the drive to the motor 33 as shown by E → F in FIG. The state in which the screw member 40 moves while the current value is approximately the no-load current value (In) is maintained.
[0032]
When the screw member 40 moves until the pads 14 and 15 come into contact with the disk 13, the absolute value of the drive current value to the motor 33 required for the unit displacement amount of the screw member 40 as shown by F → G in FIG. Increase. Therefore, the controller 60 determines that the screw member 40 is located at the operating position at the same time that the absolute value of the drive current value to the motor 33 exceeds a predetermined threshold value from a positive constant value, and causes the motor 33 to move. At the same time, the stroke position of the screw member 40 at this time is determined from the rotational position of the nut member 37 detected by the position detector 57 to obtain the operating position X. ₂ Remember as.
[0033]
Next, the controller 60 sets the initial position X of the screw member 40. ₁ To operating position X ₂ Stroke value up to (X ₂ -X ₁ ), And the stroke value and the new thickness of pads 14 and 15 Stroke value at The amount of wear Xm of the pads 14 and 15 is calculated according to the following equation (Step SA3).
Xm = (X ₂ -X ₁ ) -Xi
[0034]
Then, the controller 60 compares the wear amount Xm of the pads 14 and 15 with a predetermined limit wear prescribed amount Xg (step SA4). If Xm> Xg, the wear amount of the pads 14 and 15 is the limit. It is determined that the amount is exceeded, and the alarm lamp 66 is turned on (step SA5).
[0035]
After the execution of step SA5 and when it is determined in step SA4 that Xm ≦ Xg, the controller 60, as shown by F → H in FIG. ₂ The brake preparation position X in which the screw member 40 stopped at is returned by a predetermined value Xs. _Four After the nut member 37 is rotated in the return direction by the motor 33 until it is indexed from the rotation position of the nut member 37 detected by the position detector 57, the motor 33 is stopped (step SA6). Here, Xs is an optimum value of the clearance between the pads 14 and 15 and the disk 13 necessary for waiting for braking.
[0036]
As above Reference technology Accordingly, the amount of wear of the pads 14 and 15 can be detected by detecting the stroke position of the screw member 40 that presses the pads 14 and 15 against the disk 13 from the rotational position of the nut member 37 by the position detector 57. it can. That is, since the wear amount of the pads 14 and 15 increases proportionally as the stroke value from the initial position of the screw member 40 until the pads 14 and 15 contact the disk 13 increases, the controller 60 detects the position. The amount of wear of the pads 14 and 15 is detected from the stroke value of the screw member 40 detected by the device 57.
Therefore, it is possible to detect the wear amount of the pads 14 and 15 without damaging the disc 13, generating harsh noise, or increasing the cost.
[0037]
Further, since the drive current value to the motor 33 that drives the screw member 40 changes when the pads 14 and 15 come into contact with the disk 13, the controller 60 uses the drive current value to change the pads 14 and 15 as described above. The position of contact with the disk 13 is determined.
Therefore, the contact state of the pads 14 and 15 with the disk 13 can be easily determined.
[0038]
In the above description, the case where the stroke value of the screw member 40 is detected from the rotational position of the nut member 37 of the motor 33 has been described as an example. However, the stroke value of the screw member 40 may be directly detected.
[0039]
The electric brake device of the present invention First The embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Reference technology The difference will be mainly described. In addition, Reference technology The same reference numerals are given to the same parts as in FIG.
First In the embodiment, the controller 60 performs the pad uneven wear amount detection process shown in FIG. 5 once at the timing when the ignition is turned ON. Reference technology This is performed prior to the pad wear amount detection process. This pad uneven wear amount detection process will be described below.
[0040]
First, the controller 60 uses the motor 33 to rotate the nut member 37 of the ball screw 34 in the forward direction, while determining whether the screw member 40 has started contact of the pads 14 and 15 with the disk 13. (Step SB1).
[0041]
Here, when the screw member 40 moves until the pads 14 and 15 start to contact the disk 13, first, as indicated by J → K in FIG. The state in which the screw member 40 moves with the load current value maintained. When the pads 14 and 15 are in a state of uneven wear and contact with the disk 13 is started, the drive current value to the motor 33 slightly increases as indicated by K → L in FIG. Therefore, in step SB1, the controller 60 increases the driving current value to the motor 33 from a positive constant value and the rising gradient per unit time is determined by two upper and lower threshold values (lower threshold value). > 0), it is determined that the screw member 40 is located at the contact start position for starting the contact of the pads 14 and 15 with the disk 13, and the stroke position of the screw member 40 at this time is detected. The contact position is stored in correspondence with the rotational position of the nut member 37 detected by the device 57 (step SB2).
[0042]
The threshold value of the ascending gradient is set with the design value of the ascending gradient in the pads 14 and 15 in the normal state without uneven wear shown by broken lines in FIG. It may be set as a value. Further, the rising gradients of the left and right wheels may be compared, and the threshold values of the left and right wheels may be corrected according to the deviation.
[0043]
Next, after step SB2 and when it is not determined in step SB1 that the pads 14 and 15 have started to contact the disk 13, whether or not the pads 14 and 15 have made full contact with the disk 13 or not. Is determined (step SB3).
[0044]
Here, when the screw member 40 moves until the pads 14 and 15 are brought into full contact with the disk 13, as shown after L in FIG. 6, the drive current value to the motor 33 is unevenly worn. The drive current value increases at a gradient (equal to the normal gradient) greater than the increase gradient of the drive current value at the start of the 15 contacts. Therefore, in step SB3, the controller 60 increases the drive current value to the motor 33 and the rising gradient per unit time is a predetermined threshold value (the upper threshold value when the above-described contact start is determined). If it exceeds the larger), it is determined that the screw member 40 is located at the full contact position where the pads 14 and 15 are brought into full contact with the disk 13, and the stroke position of the screw member 40 at this time is detected. It is calculated from the rotational position of the nut member 37 detected by the device 57 and stored as the entire surface contact position (step SB4).
[0045]
Then, the controller 60 calculates the stroke value from the contact start position of the screw member 40 to the full contact position by (full contact position−contact start position), and uses this stroke value as the amount of uneven wear (step SB4).
[0046]
Here, when there is no uneven wear on the pads 14 and 15, it becomes as shown by a broken line in FIG. 6, and the determination at step SB 3 is YES instead of YES at step SB 1. Therefore, in the controller 60, only the entire contact position is stored without storing the contact start position. Under such circumstances, in step SB4, the entire contact position = contact start position. As a result, the uneven wear amount of the pads 14 and 15 becomes zero.
[0047]
And after performing pad uneven wear amount detection processing in this way, Reference technology In this case, the controller 60 performs correction in accordance with the uneven wear amount. Specifically, the specified amount Xg of the limit wear used in step SA4 is set to a value obtained by subtracting the amount of uneven wear from the normal amount without uneven wear.
[0048]
As above First In this embodiment, the pad 14, 15 increases as the stroke value of the screw member 40 increases from the time when the pads 14, 15 start to contact the disk 13 to the time when the pads 14, 15 make maximum contact with the disk 13. Since the amount of uneven wear of 15 is proportionally increased, the controller 60 calculates these time points from the drive current value to the motor 33 and the position detector 57 calculates the stroke value of the screw member 40 between these time points. By detecting this, the amount of uneven wear of the pads 14 and 15 is detected. In addition, since the wear amount is detected by the pad wear amount detection process in consideration of the uneven wear amount, the wear amount detection accuracy can be improved, and the back metal of the disk 13 and the pads 14 and 15 can be obtained even when the uneven wear occurs. Can be avoided.
[0049]
here, First It is also possible to perform the following control by the controller 60 using the uneven wear amount obtained in the pad uneven wear amount detection process of the embodiment.
When the amount of uneven wear differs between the left and right wheel electric brake devices 11 and 11, the pad clearance becomes larger when the amount of uneven wear is larger. By sending the screw member 40 as early as possible according to the difference in the amount of uneven wear, the timing of the braking force generation of the left and right wheel electric brake devices 11 and 11 can be matched to eliminate the variation in the responsiveness of the left and right wheels. Generation of moment can be prevented.
In the first and second embodiments, the case where the ball screw 34 is used as the conversion mechanism unit that converts the rotational motion of the motor 33 into the linear motion of the screw member 40 as a piston has been described as an example. Various other things can be applied.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the electric brake device of the first aspect of the present invention, the position of the piston can be detected directly or indirectly by the position detecting means to press the pad against the disc, thereby the pad It becomes possible to detect the amount of uneven wear.
That is, the pad starts contacting the disc Contact start position Pad to disc Overall Contact Full contact position Since the amount of uneven wear of the pad increases as the stroke value of the piston between the two increases, the control means detects the amount of uneven wear of the pad by detecting the stroke value of the piston between them with the position detection means. To do.
Therefore, the amount of uneven wear of the pad can be detected.
[0053]
Of the present invention Claim 2 According to the electric brake device described above, since the drive current value to the motor that drives the piston changes when the pad comes into contact with the disk, the control means makes contact with the disk from the drive current value. The state will be determined.
Therefore, the contact state of the pad with the disk can be determined.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1] Electric brake device of reference technology FIG.
[Figure 2] Electric brake device of reference technology 1 is a schematic configuration diagram showing a brake system to which is applied.
[Fig. 3] Electric brake device of reference technology It is a flowchart which shows the control content of the pad wear amount detection process of.
[Fig. 4] Electric brake device of reference technology It is a characteristic diagram which shows the relationship between the control current value to the motor of this, and the position of a screw member.
FIG. 5 shows an electric brake device according to the present invention. First It is a flowchart which shows the control content of the pad uneven wear amount detection process of embodiment.
FIG. 6 shows an electric brake device according to the present invention. First It is a time chart which shows the relationship between the control current value (a) to the motor of the embodiment and the position (b) of the screw member.
[Explanation of symbols]
33 Motor
34 Ball screw (conversion mechanism)
57 Position detector (position detection means)
60 controller (control means)

Claims

A motor, a conversion mechanism for converting the rotational motion of the motor into a linear motion of the piston, position detection means for detecting the stroke position of the piston, and control for controlling the motor based on the detection result of the position detection means An electric brake device for generating a braking force by pressing a pad against a disk by a linear motion by the piston,
The control means, pads of the pad from the stroke value of the piston detected by said position detecting means during a period from the contact start position to start the contact to the disk until the entire surface contact position where the pad is entirely in contact with the disk uneven wear An electric brake device characterized by detecting an amount.

2. The electric brake device according to claim 1, wherein the control means calculates a contact state of the pad with the disk from a drive current value to the motor.

3. The electric brake device according to claim 2, wherein the control means calculates from the drive current value to the motor a time point at which the pad starts to contact the disk and a time point at which the pad makes maximum contact with the disk. .