電動ディスクブレーキ
【課題】電動ディスクブレーキにおいて、非制動時のブレーキパッドとの接触によるディスクロータの偏摩耗を防止する。
【解決手段】電動モータ２３の回転を差動減速機構１８によって減速し、ボールランプ機構１７によってピストン１６の直線運動に変換し、ピストン１６によってブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂをディスクロータ８に押圧して制動力を発生させる。非制動時には、電動モータ２３を逆回転させてピストン１６を後退させ、一定のパッドクリアランスを保持する。非制動時に、ピストン１６の位置を維持しつつピストン１６を後退させる方向に付勢するように電動モータ２３にパッド後退制御電流を供給する。非制動時に面振れによってディスクロータ８がブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに接触したとき、ピストン１６が容易に後退するので、ディスクロータ８の偏摩耗を抑制することができる。
【解決手段】電動モータ２３の回転を差動減速機構１８によって減速し、ボールランプ機構１７によってピストン１６の直線運動に変換し、ピストン１６によってブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂをディスクロータ８に押圧して制動力を発生させる。非制動時には、電動モータ２３を逆回転させてピストン１６を後退させ、一定のパッドクリアランスを保持する。非制動時に、ピストン１６の位置を維持しつつピストン１６を後退させる方向に付勢するように電動モータ２３にパッド後退制御電流を供給する。非制動時に面振れによってディスクロータ８がブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに接触したとき、ピストン１６が容易に後退するので、ディスクロータ８の偏摩耗を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータによってブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動ディスクブレーキとしては、例えば特許文献1に記載されているように、電動モータのロータの回転運動をボールねじ機構、ボールランプ機構等の回転−直動変換機構を用いてピストンの直線運動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるものが知られている。電動ディスクブレーキは、運転者によるブレーキペダルの踏力（又は変位量）をセンサによって検出し、制御装置によって、この検出値に基づいて電動モータの回転を制御することより、所望の制動力を発生させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０２０４２号公報
【０００４】
この種の電動ディスクブレーキでは、適宜、ピストンの推力又は電動モータの回転位置に基づいて制動力を制御することによって制御精度を高めることができる。また、非制動状態においては、電動モータの回転位置に基づいて、ディスクロータとブレーキパッドとの間に一定のパッドクリアランスを維持するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の電動モータの回転位置に基づいてパッドクリアランスを一定に維持するようにした電動ディスクブレーキでは、次のような問題がある。例えば、制動終了直後に制動による熱変形等によってディスクロータに面振れが生じると、ディスクロータが非制動位置にあるブレーキパッドに不規則に接触することがある。これは、制動動作を速やかに行うため、パッドクリアランスを小さく設定していることに起因している。このとき、ディスクロータがブレーキパッドに接触してピストンを後退させようとしても、上記電動ディスクブレーキにおいては、位置制御が実行され、電動モータを回転させてブレーキパッドを元の非制動位置に保持しようとする。このため、ブレーキパッドがディスクロータに押付けられることになり、ディスクロータが回転方向に波打ったように偏摩耗し易くなる。このようにディスクロータが偏摩耗するとブレーキジャダーが発生しやすくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ディスクロータの偏摩耗を防止するようにした電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、非制動時に前記パッド押圧部材がブレーキパッドとディスクロータとのクリアランスを一定に保持する電動ディスクブレーキにおいて、前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記パッド押圧部材の後退を許すことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、前記パッド押圧部材は、所定位置まで戻った後、前記制御手段が前記電動モータへの電流の供給を遮断してもその位置に保持される電動ディスクブレーキにおいて、前記制御手段は、非制動時に、前記パッド押圧部材の位置を維持しつつ該パッド押圧部材を後退させる方向に付勢するように前記電動モータに所定のパッド後退制御電流を供給して、前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記ブレーキパッドの後退を促進することを特徴とする。
請求項３の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項２の構成において、前記パッド後退制御電流は、非制動時に前記ディスクロータの接触によって前記ブレーキパッドが後退したとき、その後退位置が維持される大きさの電流であることを特徴とする。
請求項４の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項２の構成において、前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、前記電動モータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給し、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置まで戻してその位置で保持する制御手段とを有する電動ディスクブレーキにおいて、前記制御手段は、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置に保持し得る最低電流であるパッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする。
請求項６の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項５の構成において、前記制御手段は、非制動時に前記位置検出手段の検出に基づいて前記パッド押圧部材を所定位置に戻した後、前記パッド押圧部材を所定位置に保持するために前記パッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする。
請求項７の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項６の構成において、前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする。
請求項８の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項５乃至７のいずれかの構成において、前記パッド押圧部材は、付勢手段により後退方向に常時付勢されていることを特徴とする。
請求項９の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項１乃至８のいずれかの構成において、前記制御手段は、車両の旋回時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする。
請求項１０の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項１乃至９のいずれかの構成において、前記制御手段は、車両の悪路走行時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電動ディスクブレーキによれば、非制動時に面振れ等発生によりディスクロータがブレーキパッドに接触したとき、パッド押圧部材が容易に後退するので、ディスクロータの偏摩耗を抑制することができ、ディスクロータの偏摩耗によるブレーキジャダー等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
本実施形態に係る電動ディスクブレーキの概略構成を図２に示す。図２に示すように、電動ディスクブレーキ１は、自動車の各車輪に設けられた電動ディスクブレーキ本体２と、ブレーキペダル３に連結されたストロークシミュレータ４と、運転者によるブレーキペダル３の操作ストロークを検出するストロークセンサ５と、ストロークセンサ５及び車速センサ６等の各種センサの検出に基づいて電動ディスクブレーキ本体２に制御電流を供給するコントローラ７（制御手段）とを備えている。
【００１０】
図１に示すように、電動ディスクブレーキ本体２は、キャリパ浮動型ディスクブレーキであって、車輪と共に回転するディスクロータ８と、サスペンション部材等の車体側の非回転部分（図示せず）に固定されるキャリア９と、ディスクロータ８の両側に配置されてキャリア９によって支持される一対のブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂと、ディスクロータ８を跨ぐように配置されてキャリア９に対してディスクロータ８の軸方向に沿って移動可能に支持されたキャリパ本体１１とを備えている。
【００１１】
キャリパ本体１１には、ディスクロータ２の一側に対向して開口する貫通穴を有する円筒状のシリンダ部１２及びシリンダ部１２からディスクロータ２を跨いで反対側へ延びる爪部１３が一体的に形成されている。キャリパ本体１１のシリンダ部１２内には、ピストンユニット１４及びモータユニット１５が設けられている。
【００１２】
ピストンユニット１４は、シリンダ部１２に摺動可能に嵌装される有底円筒状のピストン１６（パッド押圧部材）と、ピストン１６の内部に収容されたボールランプ機構１７（回転−直動変換機構）及び差動減速機構１８と、パッド摩耗補償機構１９とを一体化したものである。ボールランプ機構１７は、回転ディスク２０と直動ディスク２１との間の傾斜溝にボール２２（鋼球）が介装されており、回転ディスク２０と直動ディスク２１とを相対回転させることにより、傾斜溝間でボール２２が転動して、回転ディスク２０と直動ディスク２１とを回転角度に応じて軸方向に相対移動させる。これにより、回転運動を直線運動に変換する。なお、本実施形態においては、回転−直動変換機構をボールランプ機構１７としているが、ボールネジ機構やローラランプ機構、精密ローラネジ機構等としてもよい。
【００１３】
差動減速機構１８は、ボールランプ機構１７と、モータユニット１５の電動モータ２３との間に介装され、電動モータ２３のロータ２４の回転を所定の減速比で減速してボールランプ機構１７の回転ディスク２０に伝達する。パッド摩耗補償機構１９は、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの摩耗（ディスクロータ８との接触位置の変化）に対して、調整スクリュ２５を前進させて、ボールランプ機構１７を追従させるものである。
【００１４】
モータユニット１５には、電動モータ２３及びレゾルバ２６（位置検出手段）が組込まれている。電動モータ２３のステータ２７のコイルへの通電によって、ロータ２４を回転させ、差動減速機構１８を介してボールランプ機構１７を駆動し、このとき、レゾルバ２６によってロータ２４の回転位置を検出する。
【００１５】
次に電動ディスクブレーキ本体２の作動について説明する。
ストロークセンサ５によって検出した運転者によるブレーキペダル３の操作に基づいて、コントローラ７によって電動モータ２３に制御電流を供給してロータ２４を回転させる。ロータ２４の回転は、差動減速機構１８によって所定の減速比で減速され、ボールランプ機構１７によって直線運動に変換されてピストン１６を前進させる。ピストン１６の前進によって、一方のブレーキパッド１０Ｂがディスクロータ８に押圧され、その反力によってキャリパ本体１１が移動して、爪部１３が他方のブレーキパッド１０Ａをディスクロータ２に押圧して制動力を発生させる。ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの摩耗に対しては、パッド摩耗補償機構１９の調整スクリュ２５が前進してボールランプ機構１７を摩耗に追従させることによって補償する。
【００１６】
また、コントローラ７によって、車速センサ６等の各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角および車両横加速度等の車両状態を検出し、これらの検出に基づいて電動モータ２３の回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を実行することができる。
【００１７】
コントローラ７による電動ディスクブレーキ本体２の制御について図７を参照して説明する。
図７を参照して、ステップＳ１でブレーキペダル３が操作されている否かを判断し、ブレーキペダル３が操作されていれば（ノー）、ステップＳ５で通常のブレーキ制御（後述）を実行する。ブレーキペダル３が操作されていなければ（イエス）、ステップＳ２でブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂがディスクロータ８に接触する位置（パッド接触位置）が既に検知されているか否かを判断する。パッド接触位置が検知済みであれば（イエス）、そのままステップＳ４に進み、未検知であれば（ノー）、ステップＳ３でパッド接触位置を検知してステップＳ４に進む。ステップＳ４では、パッドクリアランス制御を実行する。
【００１８】
図７のステップＳ５における通常のブレーキ制御について、図８を参照して説明する。
図８を参照して、ステップＳ５−１でブレーキペダル３が操作されている否かを判断し、ブレーキペダル３の操作が解除されるまで、ステップＳ５−２及びＳ５−３を実行する。ステップＳ５−２で、ブレーキペダル３のストロークに応じたブレーキ力（ピストン16の推力）が発生するように電動モータ２３の目標回転位置を設定し、ステップＳ５−３で電動モータ２３の回転位置が目標回転位置となるように制御電流を供給して回転位置制御を実行する。
【００１９】
このとき、ブレーキペダル３のストロークと目標ブレーキ力との関係は、例えば図６に示すように予め設定した目標ブレーキ力−ペダルストローク特性によって決定する。また、目標ブレーキ力（ピストン１６の目標推力）を発生させるための電動モータ２３の回転位置及び制御電流の関係は、電動ディスクブレーキ本体２の機械的特性に応じて予め設定する。電動ディスクブレーキ本体２の機械的特性は、ボールランプ機構、差動減速機構等の各構成要素の仕様、各部の摩擦、剛性等によって決定される
【００２０】
電動ディスクブレーキ本体２の機械的特性について、図３乃至図５を参照して説明する。
図３に示す機械的特性は、ボールランプ機構、差動減速機構等の各構成要素の機械効率が良い場合のもので、図３（Ｂ）に示すように、電動モータ２３の回転位置とブレーキ力との関係は、ブレーキ力の増力時と減力時とでほぼ一致するが、図３（Ａ）に示すように、電動モータ２３に供給する電流とブレーキ力との関係は、同じブレーキ力に対して、減力時の電流は、増力時の電流よりもやや小さく、僅かなヒステリシスを有している。この場合、ヒステリシスが小さいので、減力時に電流値を０にすれば、ブレーキ力もほぼ０になる。
【００２１】
図４に示す機械的特性は、ボールランプ機構、差動減速機構等の各構成要素の機械効率があまり良くない場合のもので、図４（Ｂ）に示すように、電動モータ２３の回転位置とブレーキ力との関係は、ブレーキ力の増力時と減力時とでほぼ一致するが、図４（Ａ）に示すように、電動モータ２３に供給する電流とブレーキ力との関係は、同じブレーキ力に対して、減力時の電流は、増力時の電流よりも小さく、ヒステリシスを有しており、減力時に電流値を０にしても、ブレーキ力は０にならない。この場合、減力時にブレーキ力を０にするためには、電動モータ２３を逆回転させるための電流を供給する必要がある。
【００２２】
図５は、図３に示す機械的特性を有する電動ディスクブレーキ本体２に、戻しばねを設けてピストン１６を後退方向に常時付勢するようにしたものの機械的特性を示している。この機械的特性では、図３に示すものと同様、図５（Ｂ）に示すように、電動モータ２３の回転位置とブレーキ力との関係は、ブレーキ力の増力時と減力時とでほぼ一致し、図５（Ａ）に示すように、電動モータ２３に供給する電流とブレーキ力との関係は、同じブレーキ力に対して、減力時の電流は、増力時の電流よりもやや小さく、僅かなヒステリシスを有している。そして、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに後退方向に戻しバネのバネ力が常時作用しているため、電動モータ２３を増力方向に回転させるためには、このばね力に抗して回転する必要があり、減力時の電流も、図３に示すものよりも電流が大きくなっている。このため、電流を０にすれば、ブレーキ力は確実に０になるが、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂとディスクロータ８とのクリアランスを一定量とするためには０よりも大きな電流をかけておく必要がある。
【００２３】
次に、上述の通常のブレーキ制御によるブレーキ動作の一例について図１１のタイミングチャートを参照して説明する。
図１１を参照して、時間Ｔ０でブレーキペダル３が踏込まれると、ブレーキ動作開始時に制御電流を増大させてブレーキ力を迅速に立ち上げた後、ペダルストロークに応じたブレーキ力となるように電動モータ２３の回転位置を制御する。時間Ｔ１でペダルストロークが一定になると、電動モータ２３の回転位置を一定に維持する。このとき、ブレーキ力は増力方向であったから、時間Ｔ１の制御電流を維持することによってブレーキ力を一定に維持することができる。
【００２４】
時間Ｔ２でブレーキペダル３が戻されると、ペダルストローク３に応じたブレーキ力となるように電動モータ２３の回転位置を制御する。このとき、ブレーキ力が減力方向となるので、図３乃至図５で説明した電動ディスクブレーキ本体２の機械的なヒステリシスの分だけ制御電流を減少させる。時間Ｔ３でペダルストロークが一定になると、電動モータ２３の回転位置を一定に維持する。このとき、ブレーキ力は減力方向であるから、電動ディスクブレーキ本体２の機械的なヒステリシスの分だけ制御電流を増大させてブレーキ力を一定に維持する。時間Ｔ４でブレーキペダルが戻されると、ペダルストローク３に応じたブレーキ力となるように電動モータ２３の回転位置を制御する。
【００２５】
時間Ｔ５でペダルストロークが０となったとき、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂがディスクロータ８に接触するパッド接触位置に電動モータ２３の回転位置を調整する。時間Ｔ６でペダルストローク０が一定時間継続すると、パッドクリアランス制御を実行してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂのディスクロータ８とのクリアランスが一定量になるように電動モータ２３の回転位置を制御する。時間Ｔ７でパッドクリアランスが一定量になると、電動モータ２３を停止し、その回転位置制御を継続する。
【００２６】
次に、図７のステップＳ３におけるパッド接触位置検知について、図９及び図１２を参照して説明する。
図９を参照して、ステップＳ３−１で電動モータ２３への制御電流を監視し、制御電流が規定電流に達するまで、ステップＳ３−２及びＳ３−３を実行してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを前進させる。電動モータ２３への制御電流が規定電流に達したら、ステップＳ３−４で制御電流を０に設定し、ステップＳ３−５で電動モータ２３への通電を停止し、ステップＳ３−６で電動モータ２３の回転位置（停止位置）を監視する。電動モータ２３の回転が停止したら、ステップＳ３−７で、その位置を基準位置とする。そして、ステップＳ３−１０で電動モータ２３の回転位置を監視しながらステップＳ３−８及びＳ３−９を実行してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを一定量だけ後退させ、その位置をパッド接触位置とする。
【００２７】
上述のパッド接触位置検知を実行したときの電動ディスクブレーキの動作について図１２のタイミングチャートを参照して説明する。
時間Ｔ０でパッド接触位置検知動作を開始し、電動モータ２３に制御電流を供給してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを前進させる。時間Ｔ２でブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂがディスクロータ８に接触すると、電動モータ２３の負荷（ピストン推力）が増大して制御電流が増大する（なお、この制御電流の増大の開始を直接検知することは困難である）。時間Ｔ２で制御電流が規定電流ＣＳに達したら、制御電流を停止する。制御電流の停止によってブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂが後退し、時間Ｔ３で解放位置（フェールオープン）に達する（なお、これを直接検知することは困難である）。時間Ｔ４で電動モータ２３の回転の停止を検知しとき、その位置を基準位置Ｘｆとする。そして、パッド後退制御電流Ｃｃによって電動モータ２３を一定量だけ逆回転させて通電を停止し、その位置をパッド接触位置とする（時間Ｔ５）。その後もブレーキペダルの操作がないので、時間Ｔ６で一定量だけブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを後退させる方向に電動モータ２３を回転させて一定のパッドクリアランスを得る（時間Ｔ７）。
【００２８】
次に、パッドクリアランス制御について図１０及び図１３を参照して説明する。
図１０を参照して、ステップＳ４−１でブレーキの作動を監視し、ブレーキ作動中であれば、メインルーチンに戻る。ブレーキ作動中でなければ、ステップＳ４−２で現在のパッドクリアランスを検出し、ステップＳ４−３で現在のパッドクリアランスが規定値に達しているか否かを判断し、達していない場合には、達するまでステップＳ４−４、Ｓ４−５及びＳ４−６を実行して、電動モータ２３を後退方向に回転させてブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを後退させる。これにより、所定のパッドクリアランスを得る。
【００２９】
パッドクリアランスが規定値に達したとき、ステップＳ４−７に進み、ステップＳ４−７で、パッド後退制御の要否を判断する。このとき、電動ディスクブレーキ本体２に大きな加速度が作用する車両の悪路走行時、旋回時等においては、その加速度によってブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂ及びピストン１６が移動する虞があるため、パッド後退制御を実行せず（ノー）、ステップＳ４−８及びＳ４−９を実行して、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの位置（パッドクリアランス）が一定（一般的には０．３ｍｍ程度）になるように電動モータ２３に制御電流を供給してその位置を制御する。
【００３０】
通常走行時には（イエス）、ステップＳ４−１０に進み、ステップＳ４−１０でパッドクリアランスを監視し、パッドクリアランスが制限値（一般的には０．４ｍｍ程度）に達している場合は（イエス）、ステップＳ４−１１でパッドクリアランスの目標値を制限値に設定し、ステップＳ４−９を実行してパッドクリアランスを制限値に調整する。これにより、パッドクリアランスが過度に大きくなるのを防止する。
【００３１】
パッドクリアランスが制限値に達していない場合には（ノー）、ステップＳ４−１２でパッド後退制御を実行する。パッド後退制御は、所定のパッドクリアランスに調整されたブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに対して、電動モータ２３にピストン１６を後退させる方向に、ピストン１６が後退しない（位置が保持される）程度の最低電流であるパッド後退制御電流を供給することによって行われる。この場合の最低電流とは、ブレーキ力が０となるときの下限電流値付近の電流値のことであり、図３（Ａ）に示される機械効率が良い電動ディスクブレーキ場合には、電流値の０付近（図３（Ａ）中、ａで示される部分）が最低電流となる。また、図４（Ａ）に示される機械効率があまり良くない電動ディスクブレーキ場合には、電動モータ２３を逆回転させるため電流値の下限値電流値付近（図４（Ａ）中、ａで示される部分）が最低電流となる。さらに、図５（Ａ）に示される戻しばねを設けてピストン１６を後退方向に常時付勢するようにした電動ディスクブレーキ場合には、戻しばねに抗して電動モータ２３の回転を保持するとともにピストン１６が後退方向に押圧されたときに戻しばねにしたがって電動モータ２３の逆回転させるための電流値の下限値電流値付近（図５（Ａ）中、ｂで示される部分）が最低電流となる。
【００３２】
このようにパッド後退制御電流を最低電流とすることで、ディスクロータ８に面振れが生じて、ディスクロータ８がブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに接触したとき、ピストン１６が容易に後退するようになる。これにより、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂは、通常は、所定のパッドクリアランスを有する位置に保持されているが、制動による熱変形等によって面振れが生じてディスクロータ８がブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに接触した場合には、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを円滑に後退させることができ、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの偏摩耗を抑制して、偏摩耗によるブレーキジャダーの発生を防止ことができる。
【００３３】
次に、パッド後退制御を実行したときの電動ディスクブレーキ本体２の動作について、図１３のタイミングチャートを参照して説明する。なお、図１３に示す例では、車速に基づいて、パッド後退制御の要否を決定しており、車速が基準車速Ｖｓに達するまでは、パッド後退制御を実行せず、車速が基準車速Ｖｓに達したときパッド後退制御を実行するようにしている。これは、低速時にはディスクロータ８の面振れが発生しにくくなっているためである。
【００３４】
図１３を参照して、時間Ｔ０で車速が基準車速Ｖｓに達したとき、パッド後退制御の実行を開始し、電動モータ２３にパッド後退制御電流Ｃｃを供給してパッドクリアランスを維持したままピストン１６を後退方向に付勢する。時間Ｔ１で車速が基準車速Ｖｓ未満に低下したとき、パッド後退制御を終了してパッド後退制御電流Ｃｃを０にし、通常のパッドクリアランス制御（ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの位置制御）を実行する。
【００３５】
そして、図１４に示すように、パッド後退制御が実行されると、回転するディスクロータ８の面振れ等によるディスクロータ８のディスク面位置の変化に対して、ディスクロータ８のブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂへの接触によってピストンが円滑に後退することによって、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの偏摩耗を抑制する。
【００３６】
上述のパッド後退制御では、ディスクロータ８の接触によって後退したピストン１６は、その位置で保持されるが、このときのピストン１６の移動を監視し、面振れ等によってディスクロータ８が接触してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂ（ピストン１６）が後退したとき、パッド後退制御電流を増大させて、その後退位置から更に一定量だけピストン１６を後退させるようにしてもよい。これにより、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの偏摩耗を効果的に抑制することができる。
【００３７】
また、上述の例では、パッド後退制御電流Ｃｃとして一定の電流を供給するようにしているが、パッド後退制御電流を所定のパターンで変動させてもよく、いわゆるディザ電流を重畳するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキ装置の概略構成を示す図である。
【図３】機械的ヒステリシスが小さい電動ディスクブレーキのヒステリシス特性を示すグラフ図である。
【図４】機械的ヒステリシスが大きい電動ディスクブレーキのヒステリシス特性を示すグラフ図である。
【図５】戻しバネを備えた電動ディスクブレーキのヒステリシス特性を示すグラフ図である。
【図６】図２に示す電動ディスクブレーキ装置のブレーキ力とペダルストロークとの関係を示すグラフ図である。
【図７】図２に示すディスクブレーキ装置のコントローラによる制御を示すフローチャートである。
【図８】図７に示すフローチャートのブレーキ制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図７に示すフローチャートのパッド接触位置検知のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図７に示すフローチャートのパッドクリアランス制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図８に示すブレーキ制御を実行した場合の電動ディスクブレーキの作動を示すタイムチャートである。
【図１２】図９に示すパッド位置検知を実行した場合の電動ディスクブレーキの作動を示すタイムチャートである。
【図１３】図１０に示すパッド後退制御を実行した場合の電動ディスクブレーキの作動を示すタイムチャートである。
【図１４】図１０に示すパッド後退制御を実行した場合のディスクロータのディスク面位置とピストンの位置との関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１ 電動ディスクブレーキ、７ コントローラ（制御手段）、８ ディスクロータ、１０Ａ、１０Ｂブレーキパッド、１６ ピストン（パッド押圧部材）、１７ ボールランプ機構（回転−直動変換機構）、２３ 電動モータ、２６ レゾルバ（位置検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータによってブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動ディスクブレーキとしては、例えば特許文献1に記載されているように、電動モータのロータの回転運動をボールねじ機構、ボールランプ機構等の回転−直動変換機構を用いてピストンの直線運動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるものが知られている。電動ディスクブレーキは、運転者によるブレーキペダルの踏力（又は変位量）をセンサによって検出し、制御装置によって、この検出値に基づいて電動モータの回転を制御することより、所望の制動力を発生させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０２０４２号公報
【０００４】
この種の電動ディスクブレーキでは、適宜、ピストンの推力又は電動モータの回転位置に基づいて制動力を制御することによって制御精度を高めることができる。また、非制動状態においては、電動モータの回転位置に基づいて、ディスクロータとブレーキパッドとの間に一定のパッドクリアランスを維持するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の電動モータの回転位置に基づいてパッドクリアランスを一定に維持するようにした電動ディスクブレーキでは、次のような問題がある。例えば、制動終了直後に制動による熱変形等によってディスクロータに面振れが生じると、ディスクロータが非制動位置にあるブレーキパッドに不規則に接触することがある。これは、制動動作を速やかに行うため、パッドクリアランスを小さく設定していることに起因している。このとき、ディスクロータがブレーキパッドに接触してピストンを後退させようとしても、上記電動ディスクブレーキにおいては、位置制御が実行され、電動モータを回転させてブレーキパッドを元の非制動位置に保持しようとする。このため、ブレーキパッドがディスクロータに押付けられることになり、ディスクロータが回転方向に波打ったように偏摩耗し易くなる。このようにディスクロータが偏摩耗するとブレーキジャダーが発生しやすくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ディスクロータの偏摩耗を防止するようにした電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、非制動時に前記パッド押圧部材がブレーキパッドとディスクロータとのクリアランスを一定に保持する電動ディスクブレーキにおいて、前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記パッド押圧部材の後退を許すことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、前記パッド押圧部材は、所定位置まで戻った後、前記制御手段が前記電動モータへの電流の供給を遮断してもその位置に保持される電動ディスクブレーキにおいて、前記制御手段は、非制動時に、前記パッド押圧部材の位置を維持しつつ該パッド押圧部材を後退させる方向に付勢するように前記電動モータに所定のパッド後退制御電流を供給して、前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記ブレーキパッドの後退を促進することを特徴とする。
請求項３の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項２の構成において、前記パッド後退制御電流は、非制動時に前記ディスクロータの接触によって前記ブレーキパッドが後退したとき、その後退位置が維持される大きさの電流であることを特徴とする。
請求項４の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項２の構成において、前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、前記電動モータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給し、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置まで戻してその位置で保持する制御手段とを有する電動ディスクブレーキにおいて、前記制御手段は、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置に保持し得る最低電流であるパッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする。
請求項６の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項５の構成において、前記制御手段は、非制動時に前記位置検出手段の検出に基づいて前記パッド押圧部材を所定位置に戻した後、前記パッド押圧部材を所定位置に保持するために前記パッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする。
請求項７の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項６の構成において、前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする。
請求項８の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項５乃至７のいずれかの構成において、前記パッド押圧部材は、付勢手段により後退方向に常時付勢されていることを特徴とする。
請求項９の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項１乃至８のいずれかの構成において、前記制御手段は、車両の旋回時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする。
請求項１０の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項１乃至９のいずれかの構成において、前記制御手段は、車両の悪路走行時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電動ディスクブレーキによれば、非制動時に面振れ等発生によりディスクロータがブレーキパッドに接触したとき、パッド押圧部材が容易に後退するので、ディスクロータの偏摩耗を抑制することができ、ディスクロータの偏摩耗によるブレーキジャダー等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
本実施形態に係る電動ディスクブレーキの概略構成を図２に示す。図２に示すように、電動ディスクブレーキ１は、自動車の各車輪に設けられた電動ディスクブレーキ本体２と、ブレーキペダル３に連結されたストロークシミュレータ４と、運転者によるブレーキペダル３の操作ストロークを検出するストロークセンサ５と、ストロークセンサ５及び車速センサ６等の各種センサの検出に基づいて電動ディスクブレーキ本体２に制御電流を供給するコントローラ７（制御手段）とを備えている。
【００１０】
図１に示すように、電動ディスクブレーキ本体２は、キャリパ浮動型ディスクブレーキであって、車輪と共に回転するディスクロータ８と、サスペンション部材等の車体側の非回転部分（図示せず）に固定されるキャリア９と、ディスクロータ８の両側に配置されてキャリア９によって支持される一対のブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂと、ディスクロータ８を跨ぐように配置されてキャリア９に対してディスクロータ８の軸方向に沿って移動可能に支持されたキャリパ本体１１とを備えている。
【００１１】
キャリパ本体１１には、ディスクロータ２の一側に対向して開口する貫通穴を有する円筒状のシリンダ部１２及びシリンダ部１２からディスクロータ２を跨いで反対側へ延びる爪部１３が一体的に形成されている。キャリパ本体１１のシリンダ部１２内には、ピストンユニット１４及びモータユニット１５が設けられている。
【００１２】
ピストンユニット１４は、シリンダ部１２に摺動可能に嵌装される有底円筒状のピストン１６（パッド押圧部材）と、ピストン１６の内部に収容されたボールランプ機構１７（回転−直動変換機構）及び差動減速機構１８と、パッド摩耗補償機構１９とを一体化したものである。ボールランプ機構１７は、回転ディスク２０と直動ディスク２１との間の傾斜溝にボール２２（鋼球）が介装されており、回転ディスク２０と直動ディスク２１とを相対回転させることにより、傾斜溝間でボール２２が転動して、回転ディスク２０と直動ディスク２１とを回転角度に応じて軸方向に相対移動させる。これにより、回転運動を直線運動に変換する。なお、本実施形態においては、回転−直動変換機構をボールランプ機構１７としているが、ボールネジ機構やローラランプ機構、精密ローラネジ機構等としてもよい。
【００１３】
差動減速機構１８は、ボールランプ機構１７と、モータユニット１５の電動モータ２３との間に介装され、電動モータ２３のロータ２４の回転を所定の減速比で減速してボールランプ機構１７の回転ディスク２０に伝達する。パッド摩耗補償機構１９は、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの摩耗（ディスクロータ８との接触位置の変化）に対して、調整スクリュ２５を前進させて、ボールランプ機構１７を追従させるものである。
【００１４】
モータユニット１５には、電動モータ２３及びレゾルバ２６（位置検出手段）が組込まれている。電動モータ２３のステータ２７のコイルへの通電によって、ロータ２４を回転させ、差動減速機構１８を介してボールランプ機構１７を駆動し、このとき、レゾルバ２６によってロータ２４の回転位置を検出する。
【００１５】
次に電動ディスクブレーキ本体２の作動について説明する。
ストロークセンサ５によって検出した運転者によるブレーキペダル３の操作に基づいて、コントローラ７によって電動モータ２３に制御電流を供給してロータ２４を回転させる。ロータ２４の回転は、差動減速機構１８によって所定の減速比で減速され、ボールランプ機構１７によって直線運動に変換されてピストン１６を前進させる。ピストン１６の前進によって、一方のブレーキパッド１０Ｂがディスクロータ８に押圧され、その反力によってキャリパ本体１１が移動して、爪部１３が他方のブレーキパッド１０Ａをディスクロータ２に押圧して制動力を発生させる。ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの摩耗に対しては、パッド摩耗補償機構１９の調整スクリュ２５が前進してボールランプ機構１７を摩耗に追従させることによって補償する。
【００１６】
また、コントローラ７によって、車速センサ６等の各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角および車両横加速度等の車両状態を検出し、これらの検出に基づいて電動モータ２３の回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を実行することができる。
【００１７】
コントローラ７による電動ディスクブレーキ本体２の制御について図７を参照して説明する。
図７を参照して、ステップＳ１でブレーキペダル３が操作されている否かを判断し、ブレーキペダル３が操作されていれば（ノー）、ステップＳ５で通常のブレーキ制御（後述）を実行する。ブレーキペダル３が操作されていなければ（イエス）、ステップＳ２でブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂがディスクロータ８に接触する位置（パッド接触位置）が既に検知されているか否かを判断する。パッド接触位置が検知済みであれば（イエス）、そのままステップＳ４に進み、未検知であれば（ノー）、ステップＳ３でパッド接触位置を検知してステップＳ４に進む。ステップＳ４では、パッドクリアランス制御を実行する。
【００１８】
図７のステップＳ５における通常のブレーキ制御について、図８を参照して説明する。
図８を参照して、ステップＳ５−１でブレーキペダル３が操作されている否かを判断し、ブレーキペダル３の操作が解除されるまで、ステップＳ５−２及びＳ５−３を実行する。ステップＳ５−２で、ブレーキペダル３のストロークに応じたブレーキ力（ピストン16の推力）が発生するように電動モータ２３の目標回転位置を設定し、ステップＳ５−３で電動モータ２３の回転位置が目標回転位置となるように制御電流を供給して回転位置制御を実行する。
【００１９】
このとき、ブレーキペダル３のストロークと目標ブレーキ力との関係は、例えば図６に示すように予め設定した目標ブレーキ力−ペダルストローク特性によって決定する。また、目標ブレーキ力（ピストン１６の目標推力）を発生させるための電動モータ２３の回転位置及び制御電流の関係は、電動ディスクブレーキ本体２の機械的特性に応じて予め設定する。電動ディスクブレーキ本体２の機械的特性は、ボールランプ機構、差動減速機構等の各構成要素の仕様、各部の摩擦、剛性等によって決定される
【００２０】
電動ディスクブレーキ本体２の機械的特性について、図３乃至図５を参照して説明する。
図３に示す機械的特性は、ボールランプ機構、差動減速機構等の各構成要素の機械効率が良い場合のもので、図３（Ｂ）に示すように、電動モータ２３の回転位置とブレーキ力との関係は、ブレーキ力の増力時と減力時とでほぼ一致するが、図３（Ａ）に示すように、電動モータ２３に供給する電流とブレーキ力との関係は、同じブレーキ力に対して、減力時の電流は、増力時の電流よりもやや小さく、僅かなヒステリシスを有している。この場合、ヒステリシスが小さいので、減力時に電流値を０にすれば、ブレーキ力もほぼ０になる。
【００２１】
図４に示す機械的特性は、ボールランプ機構、差動減速機構等の各構成要素の機械効率があまり良くない場合のもので、図４（Ｂ）に示すように、電動モータ２３の回転位置とブレーキ力との関係は、ブレーキ力の増力時と減力時とでほぼ一致するが、図４（Ａ）に示すように、電動モータ２３に供給する電流とブレーキ力との関係は、同じブレーキ力に対して、減力時の電流は、増力時の電流よりも小さく、ヒステリシスを有しており、減力時に電流値を０にしても、ブレーキ力は０にならない。この場合、減力時にブレーキ力を０にするためには、電動モータ２３を逆回転させるための電流を供給する必要がある。
【００２２】
図５は、図３に示す機械的特性を有する電動ディスクブレーキ本体２に、戻しばねを設けてピストン１６を後退方向に常時付勢するようにしたものの機械的特性を示している。この機械的特性では、図３に示すものと同様、図５（Ｂ）に示すように、電動モータ２３の回転位置とブレーキ力との関係は、ブレーキ力の増力時と減力時とでほぼ一致し、図５（Ａ）に示すように、電動モータ２３に供給する電流とブレーキ力との関係は、同じブレーキ力に対して、減力時の電流は、増力時の電流よりもやや小さく、僅かなヒステリシスを有している。そして、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに後退方向に戻しバネのバネ力が常時作用しているため、電動モータ２３を増力方向に回転させるためには、このばね力に抗して回転する必要があり、減力時の電流も、図３に示すものよりも電流が大きくなっている。このため、電流を０にすれば、ブレーキ力は確実に０になるが、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂとディスクロータ８とのクリアランスを一定量とするためには０よりも大きな電流をかけておく必要がある。
【００２３】
次に、上述の通常のブレーキ制御によるブレーキ動作の一例について図１１のタイミングチャートを参照して説明する。
図１１を参照して、時間Ｔ０でブレーキペダル３が踏込まれると、ブレーキ動作開始時に制御電流を増大させてブレーキ力を迅速に立ち上げた後、ペダルストロークに応じたブレーキ力となるように電動モータ２３の回転位置を制御する。時間Ｔ１でペダルストロークが一定になると、電動モータ２３の回転位置を一定に維持する。このとき、ブレーキ力は増力方向であったから、時間Ｔ１の制御電流を維持することによってブレーキ力を一定に維持することができる。
【００２４】
時間Ｔ２でブレーキペダル３が戻されると、ペダルストローク３に応じたブレーキ力となるように電動モータ２３の回転位置を制御する。このとき、ブレーキ力が減力方向となるので、図３乃至図５で説明した電動ディスクブレーキ本体２の機械的なヒステリシスの分だけ制御電流を減少させる。時間Ｔ３でペダルストロークが一定になると、電動モータ２３の回転位置を一定に維持する。このとき、ブレーキ力は減力方向であるから、電動ディスクブレーキ本体２の機械的なヒステリシスの分だけ制御電流を増大させてブレーキ力を一定に維持する。時間Ｔ４でブレーキペダルが戻されると、ペダルストローク３に応じたブレーキ力となるように電動モータ２３の回転位置を制御する。
【００２５】
時間Ｔ５でペダルストロークが０となったとき、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂがディスクロータ８に接触するパッド接触位置に電動モータ２３の回転位置を調整する。時間Ｔ６でペダルストローク０が一定時間継続すると、パッドクリアランス制御を実行してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂのディスクロータ８とのクリアランスが一定量になるように電動モータ２３の回転位置を制御する。時間Ｔ７でパッドクリアランスが一定量になると、電動モータ２３を停止し、その回転位置制御を継続する。
【００２６】
次に、図７のステップＳ３におけるパッド接触位置検知について、図９及び図１２を参照して説明する。
図９を参照して、ステップＳ３−１で電動モータ２３への制御電流を監視し、制御電流が規定電流に達するまで、ステップＳ３−２及びＳ３−３を実行してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを前進させる。電動モータ２３への制御電流が規定電流に達したら、ステップＳ３−４で制御電流を０に設定し、ステップＳ３−５で電動モータ２３への通電を停止し、ステップＳ３−６で電動モータ２３の回転位置（停止位置）を監視する。電動モータ２３の回転が停止したら、ステップＳ３−７で、その位置を基準位置とする。そして、ステップＳ３−１０で電動モータ２３の回転位置を監視しながらステップＳ３−８及びＳ３−９を実行してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを一定量だけ後退させ、その位置をパッド接触位置とする。
【００２７】
上述のパッド接触位置検知を実行したときの電動ディスクブレーキの動作について図１２のタイミングチャートを参照して説明する。
時間Ｔ０でパッド接触位置検知動作を開始し、電動モータ２３に制御電流を供給してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを前進させる。時間Ｔ２でブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂがディスクロータ８に接触すると、電動モータ２３の負荷（ピストン推力）が増大して制御電流が増大する（なお、この制御電流の増大の開始を直接検知することは困難である）。時間Ｔ２で制御電流が規定電流ＣＳに達したら、制御電流を停止する。制御電流の停止によってブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂが後退し、時間Ｔ３で解放位置（フェールオープン）に達する（なお、これを直接検知することは困難である）。時間Ｔ４で電動モータ２３の回転の停止を検知しとき、その位置を基準位置Ｘｆとする。そして、パッド後退制御電流Ｃｃによって電動モータ２３を一定量だけ逆回転させて通電を停止し、その位置をパッド接触位置とする（時間Ｔ５）。その後もブレーキペダルの操作がないので、時間Ｔ６で一定量だけブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを後退させる方向に電動モータ２３を回転させて一定のパッドクリアランスを得る（時間Ｔ７）。
【００２８】
次に、パッドクリアランス制御について図１０及び図１３を参照して説明する。
図１０を参照して、ステップＳ４−１でブレーキの作動を監視し、ブレーキ作動中であれば、メインルーチンに戻る。ブレーキ作動中でなければ、ステップＳ４−２で現在のパッドクリアランスを検出し、ステップＳ４−３で現在のパッドクリアランスが規定値に達しているか否かを判断し、達していない場合には、達するまでステップＳ４−４、Ｓ４−５及びＳ４−６を実行して、電動モータ２３を後退方向に回転させてブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを後退させる。これにより、所定のパッドクリアランスを得る。
【００２９】
パッドクリアランスが規定値に達したとき、ステップＳ４−７に進み、ステップＳ４−７で、パッド後退制御の要否を判断する。このとき、電動ディスクブレーキ本体２に大きな加速度が作用する車両の悪路走行時、旋回時等においては、その加速度によってブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂ及びピストン１６が移動する虞があるため、パッド後退制御を実行せず（ノー）、ステップＳ４−８及びＳ４−９を実行して、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの位置（パッドクリアランス）が一定（一般的には０．３ｍｍ程度）になるように電動モータ２３に制御電流を供給してその位置を制御する。
【００３０】
通常走行時には（イエス）、ステップＳ４−１０に進み、ステップＳ４−１０でパッドクリアランスを監視し、パッドクリアランスが制限値（一般的には０．４ｍｍ程度）に達している場合は（イエス）、ステップＳ４−１１でパッドクリアランスの目標値を制限値に設定し、ステップＳ４−９を実行してパッドクリアランスを制限値に調整する。これにより、パッドクリアランスが過度に大きくなるのを防止する。
【００３１】
パッドクリアランスが制限値に達していない場合には（ノー）、ステップＳ４−１２でパッド後退制御を実行する。パッド後退制御は、所定のパッドクリアランスに調整されたブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに対して、電動モータ２３にピストン１６を後退させる方向に、ピストン１６が後退しない（位置が保持される）程度の最低電流であるパッド後退制御電流を供給することによって行われる。この場合の最低電流とは、ブレーキ力が０となるときの下限電流値付近の電流値のことであり、図３（Ａ）に示される機械効率が良い電動ディスクブレーキ場合には、電流値の０付近（図３（Ａ）中、ａで示される部分）が最低電流となる。また、図４（Ａ）に示される機械効率があまり良くない電動ディスクブレーキ場合には、電動モータ２３を逆回転させるため電流値の下限値電流値付近（図４（Ａ）中、ａで示される部分）が最低電流となる。さらに、図５（Ａ）に示される戻しばねを設けてピストン１６を後退方向に常時付勢するようにした電動ディスクブレーキ場合には、戻しばねに抗して電動モータ２３の回転を保持するとともにピストン１６が後退方向に押圧されたときに戻しばねにしたがって電動モータ２３の逆回転させるための電流値の下限値電流値付近（図５（Ａ）中、ｂで示される部分）が最低電流となる。
【００３２】
このようにパッド後退制御電流を最低電流とすることで、ディスクロータ８に面振れが生じて、ディスクロータ８がブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに接触したとき、ピストン１６が容易に後退するようになる。これにより、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂは、通常は、所定のパッドクリアランスを有する位置に保持されているが、制動による熱変形等によって面振れが生じてディスクロータ８がブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂに接触した場合には、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂを円滑に後退させることができ、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの偏摩耗を抑制して、偏摩耗によるブレーキジャダーの発生を防止ことができる。
【００３３】
次に、パッド後退制御を実行したときの電動ディスクブレーキ本体２の動作について、図１３のタイミングチャートを参照して説明する。なお、図１３に示す例では、車速に基づいて、パッド後退制御の要否を決定しており、車速が基準車速Ｖｓに達するまでは、パッド後退制御を実行せず、車速が基準車速Ｖｓに達したときパッド後退制御を実行するようにしている。これは、低速時にはディスクロータ８の面振れが発生しにくくなっているためである。
【００３４】
図１３を参照して、時間Ｔ０で車速が基準車速Ｖｓに達したとき、パッド後退制御の実行を開始し、電動モータ２３にパッド後退制御電流Ｃｃを供給してパッドクリアランスを維持したままピストン１６を後退方向に付勢する。時間Ｔ１で車速が基準車速Ｖｓ未満に低下したとき、パッド後退制御を終了してパッド後退制御電流Ｃｃを０にし、通常のパッドクリアランス制御（ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの位置制御）を実行する。
【００３５】
そして、図１４に示すように、パッド後退制御が実行されると、回転するディスクロータ８の面振れ等によるディスクロータ８のディスク面位置の変化に対して、ディスクロータ８のブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂへの接触によってピストンが円滑に後退することによって、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの偏摩耗を抑制する。
【００３６】
上述のパッド後退制御では、ディスクロータ８の接触によって後退したピストン１６は、その位置で保持されるが、このときのピストン１６の移動を監視し、面振れ等によってディスクロータ８が接触してブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂ（ピストン１６）が後退したとき、パッド後退制御電流を増大させて、その後退位置から更に一定量だけピストン１６を後退させるようにしてもよい。これにより、ブレーキパッド１０Ａ、１０Ｂの偏摩耗を効果的に抑制することができる。
【００３７】
また、上述の例では、パッド後退制御電流Ｃｃとして一定の電流を供給するようにしているが、パッド後退制御電流を所定のパターンで変動させてもよく、いわゆるディザ電流を重畳するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキ装置の概略構成を示す図である。
【図３】機械的ヒステリシスが小さい電動ディスクブレーキのヒステリシス特性を示すグラフ図である。
【図４】機械的ヒステリシスが大きい電動ディスクブレーキのヒステリシス特性を示すグラフ図である。
【図５】戻しバネを備えた電動ディスクブレーキのヒステリシス特性を示すグラフ図である。
【図６】図２に示す電動ディスクブレーキ装置のブレーキ力とペダルストロークとの関係を示すグラフ図である。
【図７】図２に示すディスクブレーキ装置のコントローラによる制御を示すフローチャートである。
【図８】図７に示すフローチャートのブレーキ制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図７に示すフローチャートのパッド接触位置検知のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図７に示すフローチャートのパッドクリアランス制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図８に示すブレーキ制御を実行した場合の電動ディスクブレーキの作動を示すタイムチャートである。
【図１２】図９に示すパッド位置検知を実行した場合の電動ディスクブレーキの作動を示すタイムチャートである。
【図１３】図１０に示すパッド後退制御を実行した場合の電動ディスクブレーキの作動を示すタイムチャートである。
【図１４】図１０に示すパッド後退制御を実行した場合のディスクロータのディスク面位置とピストンの位置との関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１ 電動ディスクブレーキ、７ コントローラ（制御手段）、８ ディスクロータ、１０Ａ、１０Ｂブレーキパッド、１６ ピストン（パッド押圧部材）、１７ ボールランプ機構（回転−直動変換機構）、２３ 電動モータ、２６ レゾルバ（位置検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、非制動時に前記パッド押圧部材がブレーキパッドとディスクロータとのクリアランスを一定に保持する電動ディスクブレーキにおいて、
前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記パッド押圧部材の後退を許すことを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】
電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、前記パッド押圧部材は、所定位置まで戻った後、前記制御手段が前記電動モータへの電流の供給を遮断してもその位置に保持される電動ディスクブレーキにおいて、
前記制御手段は、非制動時に、前記パッド押圧部材の位置を維持しつつ該パッド押圧部材を後退させる方向に付勢するように前記電動モータに所定のパッド後退制御電流を供給して、前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記ブレーキパッドの後退を促進することを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項３】
前記パッド後退制御電流は、非制動時に前記ディスクロータの接触によって前記ブレーキパッドが後退したとき、その後退位置が維持される大きさの電流であることを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項５】
電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、前記電動モータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給し、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置まで戻してその位置で保持する制御手段とを有する電動ディスクブレーキにおいて、
前記制御手段は、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置に保持し得る最低電流であるパッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項６】
前記制御手段は、非制動時に前記位置検出手段の検出に基づいて前記パッド押圧部材を所定位置に戻した後、前記パッド押圧部材を所定位置に保持するために前記パッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする請求項５に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項７】
前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする請求項６に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項８】
前記パッド押圧部材は、付勢手段により後退方向に常時付勢されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項９】
前記制御手段は、車両の旋回時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする請求項1乃至８のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項１０】
前記制御手段は、車両の悪路走行時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする請求項1乃至８のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項１】
電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、非制動時に前記パッド押圧部材がブレーキパッドとディスクロータとのクリアランスを一定に保持する電動ディスクブレーキにおいて、
前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記パッド押圧部材の後退を許すことを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】
電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、制動時に前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給する制御手段とを有し、前記パッド押圧部材は、所定位置まで戻った後、前記制御手段が前記電動モータへの電流の供給を遮断してもその位置に保持される電動ディスクブレーキにおいて、
前記制御手段は、非制動時に、前記パッド押圧部材の位置を維持しつつ該パッド押圧部材を後退させる方向に付勢するように前記電動モータに所定のパッド後退制御電流を供給して、前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触したとき、前記ブレーキパッドの後退を促進することを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項３】
前記パッド後退制御電流は、非制動時に前記ディスクロータの接触によって前記ブレーキパッドが後退したとき、その後退位置が維持される大きさの電流であることを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項５】
電動モータと、該電動モータの回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構と、該回転−直動変換機構の直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧するパッド押圧部材と、前記電動モータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記パッド押圧部材に目標推力を発生させるように前記電動モータに電流を供給し、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置まで戻してその位置で保持する制御手段とを有する電動ディスクブレーキにおいて、
前記制御手段は、非制動時に前記パッド押圧部材を所定位置に保持し得る最低電流であるパッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項６】
前記制御手段は、非制動時に前記位置検出手段の検出に基づいて前記パッド押圧部材を所定位置に戻した後、前記パッド押圧部材を所定位置に保持するために前記パッド後退制御電流を前記電動モータに供給することを特徴とする請求項５に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項７】
前記制御手段は、非制動時に前記ディスクロータが前記ブレーキパッドに接触して前記パッド押圧部材が後退したとき、該パッド押圧部材をその位置から更に所定量だけ後退させることを特徴とする請求項６に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項８】
前記パッド押圧部材は、付勢手段により後退方向に常時付勢されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項９】
前記制御手段は、車両の旋回時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする請求項1乃至８のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項１０】
前記制御手段は、車両の悪路走行時には、前記電動モータへのパッド後退制御電流の供給を停止することを特徴とする請求項1乃至８のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−３５０６９（Ｐ２００９−３５０６９Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９９５３７（Ｐ２００７−１９９５３７）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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