電気ブレーキ装置
【課題】 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、制動時の応答性を高める。
【解決手段】 制動操作が直後に開始される状態で、電動モータ４を正方向に回転させてブレーキパッド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、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た状態で、電動モータ４を逆方向に回転させてブレーキパッド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の引きずりを防止する。
【解決手段】 制動操作が直後に開始される状態で、電動モータ４を正方向に回転させてブレーキパッド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、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た状態で、電動モータ４を逆方向に回転させてブレーキパッド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の引きずりを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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）。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１４００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態例に係る電気ブレーキ装置の概略構成図である。
【図２】ブロック構成図である。
【図３】制御フローチャートである。
【図４】制御フローチャートである。
【図５】タイムチャートである。
【図６】制御マップである。
【図７】制御マップである。
【図８】制御マップである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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）。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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）。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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）。
【００６５】
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）。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
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。
【符号の説明】
【００７１】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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）。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１４００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態例に係る電気ブレーキ装置の概略構成図である。
【図２】ブロック構成図である。
【図３】制御フローチャートである。
【図４】制御フローチャートである。
【図５】タイムチャートである。
【図６】制御マップである。
【図７】制御マップである。
【図８】制御マップである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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）。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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）。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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）。
【００６５】
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）。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
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。
【符号の説明】
【００７１】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。
【請求項２】
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
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。
【請求項３】
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
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。
【請求項１】
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
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。
【請求項２】
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
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。
【請求項３】
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
ことを特徴とする電気ブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５１４４４（Ｐ２０１１−５１４４４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１４４７（Ｐ２００９−２０１４４７）
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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