JP5556861B2

JP5556861B2 - ブレーキ装置

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Publication number: JP5556861B2
Application number: JP2012168429A
Authority: JP
Inventors: 一元佐野; 拓也臼井; 英昭石井
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-07-23
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Also published as: JP2012245975A

Description

本発明は、車両用のブレーキ装置に関するものである。

自動車等の車両用のブレーキ装置において、車両の急旋回等によって車輪に大きな荷重が作用したとき、ディスクブレーキのディスクロータに倒れが生じてブレーキパットが押し戻されるいわゆるノックバックが発生することがある。また、悪路走行等による車輪およびその周辺部品の激しい振動によってブレーキキャリパが変位してブレーキパッドがディスクロータに接触することによってノックバックが生じることがある。このようなノックバックが生じると、パッドクリアランスが増大することにより、ブレーキ装置の応答性が低下し、また、ディスクロータとブレーキパッドとの不規則な接触によって、これらが偏摩耗し易くなり、問題となる。

そこで、例えば特許文献１には、ノックバックに対して、ブレーキキャリパのピストン位置を保持することにより、パッドクリアランスの増大を防止してブレーキ装置の応答性の低下を防止する技術が開示されている。

特開２００３−１５４９３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものでは、次のような問題がある。ノックバックに対して、ブレーキキャリパのピストンの位置を保持すると、ディスクロータがブレーキパッドに不規則に接触することになり、ディスクロータ及びブレーキパッドの偏摩耗を助長してブレーキジャダーの原因となる虞がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ノックバックによる応答性の低下を防止しつつ、ディスクロータ及びブレーキパッドの偏摩耗を防止することができるブレーキ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、車両のディスクロータにブレーキパッドを押圧する押圧手段を作動する電動モータを備えた制動機構と、該制動機構をブレーキペダルの操作に基づいて制御し、また、前記ブレーキペダルの操作とは関係なく前記制動機構を制御可能な制御手段とを備えたブレーキ装置において、
非制動中に前記押圧手段が前記ディスクロータから離間する方向に移動する離間移動が起きる状況を検出する第１の検出手段と、
前記ディスクロータが前記ブレーキパッドを押圧したことを検出する第２の検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の検出手段によって前記押圧手段の離間移動が起きる状況が検出されたとき、前記第２の検出手段による検出を開始し、
該第２の検出手段によって前記ブレーキパッドの押圧を検出する毎に、当該検出の度毎に前記電動モータを制御して前記押圧手段を一定量後退させた後、前記押圧手段の位置を保持する位置保持制御を繰り返して行ない、
前記押圧手段を後退させた後、該離間移動の要因が解除されたことを前記第１の検出手段により検出したとき、前記電動モータにより、前記押圧手段を前記ディスクロータに接近させることを特徴とする。

本発明に係るブレーキ装置によれば、ノックバックが生じたとき、ブレーキパッドの後退を許容することにより、ディスクロータ及びブレーキパッドの偏摩耗を防止することができ、また、ノックバックの要因が解除されたとき、ブレーキパッドの押圧手段を前進させることにより、応答性の低下を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すブレーキ装置において、ノックバックによるディスクブレーキのピストンの移動量と車両の横加速度との関係を示すグラフ図である。図１に示すブレーキ装置において、液圧ポンプモータの吐出量とディスクブレーキのピストンの移動量との関係を示すグラフ図である。図１に示すブレーキ装置のコントローラのノックバック制御部による制御を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示すブロック図である。図５に示すブレーキ装置において、コントローラのノックバック制御部による制御を示すタイムチャートである。図５に示すブレーキ装置において、ノックバックによるディスクブレーキのピストンの移動量とシリンダ内の液圧との関係を示すグラフ図である。図５に示すブレーキ装置のコントローラのノックバック制御部による制御を示すフローチャートである。本発明の第３実施形態に係るブレーキ装置において、コントローラのノックバック制御部による制御を示すタイムチャートである。本発明の第３実施形態に係るブレーキ装置のコントローラのノックバック制御部による制御を示すフローチャートである。本発明の第４実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を示すブロック図である。図１１に示すブレーキ装置のディスクブレーキを拡大して示す縦断面図である。図１１に示すブレーキ装置において、コントローラのノックバック制御部による制御を示すタイムチャートである。図１１に示すブレーキ装置のコントローラのノックバック制御部による制御を示すフローチャートである。本発明の第５実施形態に係るブレーキ装置において、コントローラのノックバック制御部による制御を示すタイムチャートである。本発明の第５実施形態に係るブレーキ装置のコントローラのノックバック制御部による制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を図１に示す。図１に示すように、ブレーキ装置１は、各車輪に設けられたディスクブレーキ２（１輪分のみ図示する）と、ディスクブレーキ２に管路３を介して接続されたマスタシリンダ４（第１の制動機構、メインの制動機構）と、管路３に設けられた増圧弁５及びカット弁６と、管路３の増圧弁５とカット弁６と間に接続された液圧ポンプモータ７（液圧ポンプ、第２の制動機構、サブの制動機構）と、液圧ポンプモータ７とリザーバ８との間に設けられた供給弁９と、横加速度センサ１０、車輪速センサ１１、ヨーレートセンサ１２及び操舵角センサ１３等の車両状態を検知するための各種センサ（ノックバック検出手段、検出手段）と、これらの各種センサの検出に基づいて増圧弁５、カット弁６、液圧ポンプモータ７及び供給弁９を制御するコントローラ１４（制御手段）とを備えている。

ディスクブレーキ２は、シリンダ１５に液圧を供給してピストン１６（押圧手段）を前進させ、ブレーキパッド１７を車輪（図示せず）と共に回転するディスクロータ１８に押圧して制動力を発生させる一般的な液圧ディスクブレーキである。

マスタシリンダ４は、ブレーキペダル１９の操作に応じて、ディスクブレーキ２に供給する液圧を発生させるものであり、適宜、気圧式倍力装置等の倍力装置を設けることによってブレーキペダル１９の操作力を軽減することができる。

増圧弁５及びカット弁６は、コントローラ１４からの制御信号に応答して管路３を開閉する常開の電磁開閉弁である。液圧ポンプモータ７は、液圧ポンプと電動モータを一体化したものであり、コントローラ１４からの制御信号に応じて作動して、リザーバ８からディスクブレーキ２に供給する液圧を発生させる。供給弁９は、コントローラ１４からの制御信号に応答してリザーバ８から液圧ポンプモータ７にブレーキ液を供給する管路を開閉する常閉の電磁開閉弁である。

コントローラ１４は、横加速度センサ１０、車輪速センサ１１及びヨーレートセンサ１２等の車両状態を検知するための各種センサの検出に基づいて、増圧弁５、カット弁６、液圧ポンプモータ７及び供給弁９に制御信号を出力してディスクブレーキ２の作動を次のように制御する。

（運転者の操作による通常のブレーキ作動）
コントローラ１４は、通常は、増圧弁５、カット弁６、液圧ポンプモータ７及び供給弁９に制御信号（制御電流）を出力せず、増圧弁５及びカット弁６を開き、液圧ポンプモータ７を停止させ、供給弁９を閉じる。この状態では、運転者がブレーキペダル１９を操作することにより、マスタシリンダ４で発生した液圧が管路３によってディスクブレーキ２のシリンダ１５に供給され、ピストン１６がブレーキパッド１７をディスクロータ１８に押圧してブレーキペダル１の操作力に応じて制動力が発生する。

（コントローラによるブレーキ制御）
コントローラ１４は、制御信号を出力して、カット弁６を閉じ、供給弁９を開き、液圧ポンプモータ７を作動させ、マスタシリンダ４をディスクブレーキ２から遮断すると共に、液圧ポンプモータ７によって発生した液圧をディスクブレーキ２のシリンダ１５に供給することにより、ブレーキペダル１９を操作することなく、制動力を発生させることができる。そして、増圧弁５を閉じてディスクブレーキ２のシリンダ１５内の液圧を保持し、また、増圧弁５を開き、液圧ポンプモータ７を停止し、カット弁６を開くことにより、ディスクブレーキ２のシリンダ内の液圧を減圧することができる。これにより、車両状態に基づいて、各車輪のディスクブレーキ２の制動力を制御することができ、アンチロック制御、トラクション制御及び車両安定化制御等が可能になる。

また、コントローラ１４は、ノックバック制御部２０を有しており、ノックバック制御部２０によって次のノックバック制御を実行する。

（ノックバック検知）
車両の旋回中に車体に大きな横加速度（例えば３ｍ／ｓ^２以上）が生じたとき、車輪に作用する横力によってディスクロータ１８に倒れが生じ、ブレーキパッド１７すなわちピストン１６が押し戻されてノックバックが発生することがある。このとき、ノックバック制御部２０は、横加速度センサ１０の検出に基づき、横加速度が所定の閾値を超えたとき、ノックバックが発生したと判断する。その後、横加速度が所定の閾値以下となっとき、ノックバック要因が解除されたと判断する。そして、ノックバック要因の解除が判断された後、車輪速センサ１１、ヨーレートセンサ１２及び操舵角センサ等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であると判断したとき、液圧ポンプモータ７によってディスクブレーキ２のシリンダ１５に液圧を供給することにより、ノックバックによって後退したピストン１６を前進させてパッドクリアランスを調整する。

（パッドクリアランス調整）
パッドクリアランスの調整は、次のようにして行うことができる。図２に示すように、ノックバックが生じる際に車体に作用する横加速度とピストン１６の後退量（シリンダ１５から排出されるブレーキ液量）との関係を予め実験等を行うことよって決定しておく。また、図３に示すように、液圧ポンプモータ７によってディスクブレーキ２のシリンダ１５にブレーキ液を供給する際のピストン１６の移動量と液圧ポンプモータ７の吐出量（例えば、回転数（ｒｐｍ）×運転時間）との関係を液圧ポンプモータ７の特性等から予め決定しておく。そして、図２及び図３に示す関係から、パッドクリアランスが適正となるように、液圧ポンプモータ７によってディスクブレーキ２のシリンダ１５にブレーキ液を供給し、ピストン１６を前進させてパッドクリアランスを調整する。

次に、ノックバック制御部２０によるノックバック制御について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。図４を参照して、ステップＳ１は、横加速度センサ１０の検出した横加速度が所定の閾値を超えているか否かを判断する。そして、超えている場合には、ステップＳ２に進み、横加速度の検出値に基づき、図２からピストン１６の後退量を算出し、ステップＳ３でピストン１６の後退量を記憶する。

ステップＳ１で横加速度が閾値を超えない場合には、ステップＳ４に進み、車輪速センサ１１、ヨーレートセンサ１２及び操舵角センサ１３等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であるか否かを判断する。ステップＳ４で通常走行状態ではないと判断した場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ４で通常走行状態であると判断した場合は、ステップＳ５に進み、ピストン１６の後退量が記憶されているか否かを判断する。ステップＳ５でピストン１６の後退量が記憶されていない場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ５でピストンの後退量が記憶されている場合には、ステップＳ６に進み、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４によるアンチロック制御、トラクション制御及び車両安定化制御等のブレーキ制御の介入の有無を判断する。

ステップＳ６で、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４のブレーキ制御の介入がないと判断した場合、ステップＳ７に進み、ピストン１６の後退量に応じて液圧ポンプモータ７の吐出量を調整してピストン１６を前進させることによってパッドクリアランスを調整する。そして、ステップＳ８に進んでピストン１６の後退量の記憶をリセットして本周期のルーチンを終了する。ステップＳ６で運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４のブレーキ制御の介入があると判断した場合、ステップＳ８に進み、ピストン１６の後退量の記憶をリセットして本周期のルーチンを終了する。このとき、コントローラ１４によるブレーキ制御の介入は、各車輪毎に実行されるので、ブレーキ制御の介入が実行された車輪については、ステップＳ７のパッドクリアランスの調整が実行されないことになる。

このようにして、ノックバックが生じた場合、ピストン１６の後退を許容することにより、ブレーキパッド１７及びディスクロータ１８の偏摩耗を防止する共に、ノックバックの要因が解除され、通常走行状態になったとき、ピストン１６を前進させてパッドクリアランスを適正に調整することにより、ブレーキ装置１の応答性の低下を防止することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図５乃至図８を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図５に示すように、本実施形態に係るブレーキ装置２１では、ディスクブレーキ２のシリンダ１５の液圧を検知する液圧センサ２２が設けられており、コントローラ１４のノックバック制御部２０は、液圧センサ２２の検出に基づいて次のようにノックバック制御を実行する。

（ノックバック検知）
ノックバック制御部２０のノックバック制御について図６に示すタイムチャートを参照して説明する。ノックバック制御部２０は、横加速度センサ１０の検出に基づき、横加速度が所定の閾値ａを超えた場合、ノックバックが発生の可能性ありと判断し、増圧弁５を閉じて、液圧センサ２２によるディスクブレーキ２のシリンダ１５内の液圧の監視を開始する（時刻ｔ１）。シリンダ内の液圧が所定の液圧閾値ｂを超えた場合（あるいは、液圧変化の時間積分が所定の閾値を超えた場合）、ノックバックの発生を決定する（時刻ｔ２）。そして、ノックバックの発生を決定した場合には、増圧弁５を一定時間開いてシリンダ１５内の液圧をリリーフした後、増圧弁５を閉じてシリンダ１５内の液圧の監視を再開し（時刻ｔ３）、これを繰返す。

その後、横加速度が所定の閾値ａ以下となっとき、ノックバック要因が解除されたと判断する。そして、ノックバック要因の解除が判断された後、車輪速センサ１１、ヨーレートセンサ１２及び操舵角センサ等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であると判断した場合に、液圧ポンプモータ７によってディスクブレーキ２のシリンダ１５に液圧を供給することにより、ノックバックによって後退したピストン１６を前進させてパッドクリアランスを調整する。

（パッドクリアランス調整）
パッドクリアランスの調整は、次のようにして行うことができる。図６に示すように、ノックバックによるピストン１６の後退量は、シリンダ１５内の液圧が液圧閾値ｂを超えた後、増圧弁５が開いて、その液圧がリリーフされる度に増大するので、ノックバックの発生を決定した後、増圧弁５の開弁回数をカウントすることによって決定することができる。あるいは、図７に示すように、シリンダ１５内の液圧とピストン１６の後退量との関係を実験等によって予め設定しておき、シリンダ１５内の液圧を液圧センサ２２によって監視することによって、ピストン１６の後退量を決定することができる。このようにして決定したノックバックによるピストン１６の後退量に対して、上記第１実施形態のものと同様、図３に示すピストン移動量と液圧ポンプモータ７の吐出量との関係に基づき、液圧ポンプモータ７によってシリンダ１５にブレーキ液を供給し、ピストン１６を前進させてパッドクリアランスを調整する。

次に、ノックバック制御部２０によるノックバック制御について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。図８を参照して、ステップＳ１で、横加速度センサ１０の検出した横加速度が所定の閾値ａを超えているか否かを判断する。そして、超えている場合には、ステップＳ２に進み、増圧弁５を閉じて液圧センサ２２によるディスクブレーキ２のシリンダ１５内の液圧の監視を開始し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、シリンダ１５内の液圧が所定の液圧閾値ｂを超えているか否かを判断する。シリンダ１５内の液圧が液圧閾値ｂを超えている場合には、ステップＳ４へ進み、増圧弁５を開き、ステップＳ５で、増圧弁５の開弁頻度あるいはシリンダ１５内の液圧に基づいてピストン１６の後退量を算出し、ステップＳ６でピストン１６の後退量を記憶し、本周期のルーチンを終了する。また、ステップＳ３でシリンダ１５内の液圧が液圧閾値ｂを超えない場合には、そのまま本周期のルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１で、横加速度が閾値ａを超えない場合は、ステップＳ７に進み、車輪速センサ１１、ヨーレートセンサ１２及び操舵角センサ１３等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であるか否かを判断する。ステップＳ７で通常走行状態ではないと判断した場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ７で通常走行状態であると判断した場合は、ステップＳ８に進み、ピストン１６の後退量が記憶されているか否かを判断する。ステップＳ８でピストン１６の後退量が記憶されていない場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ８でピストンの後退量が記憶されている場合には、ステップＳ９に進み、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４によるアンチロック制御、トラクション制御及び車両安定化制御等のブレーキ制御の介入の有無を判断する。

ステップＳ９で、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４のブレーキ制御の介入がないと判断した場合、ステップＳ１０に進み、ピストン１６の後退量に応じて液圧ポンプモータ７の吐出量を調整してピストン１６を前進させることによってパッドクリアランスを調整する。そして、ステップＳ１１に進んでピストン１６の後退量の記憶をリセットして本周期のルーチンを終了する。ステップＳ９で運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４のブレーキ制御の介入があると判断した場合、ステップＳ１１に進み、ピストン１６の後退量の記憶をリセットして本周期のルーチンを終了する。このとき、コントローラ１４によるブレーキ制御の介入は、各車輪毎に実行されるので、ブレーキ制御の介入が実行された車輪については、ステップＳ１０のパッドクリアランスの調整が実行されないことになる。

このようにして、ノックバックが生じた場合、ピストン１６の後退を許容することにより、ブレーキパッド１７及びディスクロータ１８の偏摩耗を防止する共に、ノックバックの要因が解除され、通常走行状態になったとき、ピストン１６を前進させてパッドクリアランスを適正に調整することにより、ブレーキ装置２１の応答性の低下を防止することができる。

次に、本発明の第３実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。なお、上記第２実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

悪路走行等による車輪及びその周辺部品の振動によってブレーキキャリパが変位し、ブレーキパッドがディスクロータに接触してノックバックが生じることがある。本実施形態に係るブレーキ装置は、このようなノックバックに対して応答性の低下を防止し、また、ディスクロータ及びブレーキパッドの偏摩耗を防止するためのものである。

本実施形態に係るブレーキ装置では、図５に示す第２実施形態のものに対して、横加速度センサ１０が省略され、また、コントローラ１４のノックバック制御部２０は、車輪速センサ１１の検出に基づいて、次のようにノックバック制御を実行する。

（ノックバック検知）
ノックバック制御部２０のノックバック制御について図９に示すタイムチャートを参照して説明する。悪路走行中には、車輪がバウンドし、このとき、車輪の回転速度が急激に変化する。ノックバック制御部２０は、車輪速センサ１１が検出する車輪速を監視し、車輪速度の変化（車輪加速度の絶対値）が所定の閾値ｃを超えたとき、ノックバックが発生の可能性ありと判断し、増圧弁５を閉じて、液圧センサ２２によるディスクブレーキ２のシリンダ１５内の液圧の監視を開始する（時刻ｔ１）。シリンダ内の液圧が所定の液圧閾値ｄを超えた場合（あるいは、液圧変化の時間積分が所定の閾値を超えた場合）、ノックバックの発生を決定する（時刻ｔ２）。そして、ノックバックの発生を決定した場合には、増圧弁５を一定時間開いてシリンダ１５内の液圧をリリーフした後、増圧弁５を閉じてシリンダ１５内の液圧の監視を再開し（時刻ｔ３）、これを繰返す。

その後、一定時間以上、車輪加速度の絶対値が所定の閾値ｃ以下となっとき、ノックバック要因が解除されたと判断する。そして、ノックバック要因の解除が判断された後、車輪速センサ１１、ヨーレートセンサ１２及び操舵角センサ等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であると判断した場合に、液圧ポンプモータ７によってディスクブレーキ２のシリンダ１５に液圧を供給することにより、ノックバックによって後退したピストン１６を前進させてパッドクリアランスを調整する。

（パッドクリアランス調整）
パッドクリアランスの調整は、次のようにして行うことができる。図９に示すように、ノックバックによるピストン１６の後退量は、シリンダ１５内の液圧が液圧閾値ｄを超えた後、増圧弁５が開いて、その液圧がリリーフされる度に増大するので、ノックバックの発生を決定した後、増圧弁５の開弁回数をカウントすることによって決定することができる。あるいは、図７に示すように、シリンダ１５内の液圧とピストン１６の後退量との関係を実験等によって予め設定しておき、シリンダ１５内の液圧を液圧センサ２２によって監視することによって、ピストン１６の後退量を決定することができる。このようにして決定したノックバックによるピストン１６の後退量に対して、上記第１実施形態のものと同様、図３に示すピストン移動量と液圧ポンプモータ７の吐出量との関係に基づき、液圧ポンプモータ７によってシリンダ１５にブレーキ液を供給し、ピストン１６を前進させてパッドクリアランスを調整する。

次に、ノックバック制御部２０によるノックバック制御について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。図１０を参照して、ステップＳ１で、車輪速センサ１１が検出する車輪速を監視し、車輪速度の変化（車輪加速度の絶対値）が所定の閾値ｃを超えているか否かを判断する。そして、超えている場合には、ステップＳ２に進み、増圧弁５を閉じて液圧センサ２２によるディスクブレーキ２のシリンダ１５内の液圧の監視を開始し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、シリンダ１５内の液圧が所定の液圧閾値ｄを超えているか否かを判断する。シリンダ１５内の液圧が液圧閾値ｄを超えている場合には、ステップＳ４へ進み、増圧弁５を開き、ステップＳ５で、増圧弁５の開弁頻度あるいはシリンダ１５内の液圧に基づいてピストン１６の後退量を算出し、ステップＳ６でピストン１６の後退量を記憶し、本周期のルーチンを終了する。また、ステップＳ３でシリンダ１５内の液圧が液圧閾値ｄを超えない場合には、そのまま本周期のルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１で、車輪加速度の絶対値が閾値ｃを超えない場合は、ステップＳ７に進み、車輪速センサ１１、ヨーレートセンサ１２及び操舵角センサ１３等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であるか否かを判断する。ステップＳ７で通常走行状態ではないと判断した場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ７で通常走行状態であると判断した場合は、ステップＳ８に進み、ピストン１６の後退量が記憶されているか否かを判断する。ステップＳ８でピストン１６の後退量が記憶されていない場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ８でピストンの後退量が記憶されている場合には、ステップＳ９に進み、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４によるアンチロック制御、トラクション制御及び車両安定化制御等のブレーキ制御の介入の有無を判断する。

次に、本発明の第４実施形態について、図１１乃至図１４を参照して説明する。
本実施形態に係るブレーキ装置の概略構成を図１１に示す。図１１に示すように、ブレーキ装置２３は、各車輪に設けられた電動ディスクブレーキ２４（一輪のみ図示する）と、ブレーキペダル２５に連結されたペダル操作量センサ２６と、ペダル操作量センサ２６に接続された車両側制御部２７と、横加速度センサ２８、車輪速センサ２９、ヨーレートセンサ３０及び操舵角センサ３１等の車両状態を検知するための各種センサと、これらの各種センサからの検出信号及び車両側制御部２７からの指令信号に基づいて、各車輪の電動ディスクブレーキ２４を制御するコントローラ３２（制御手段）とを備えている。これらのブレーキ装置２３を構成する各要素は、車載ネットワークによって相互接続されており、必要な制御信号を授受するようになっている。

図１２に示すように、電動ディスクブレーキ２４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３３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３４と、ディスクロータ３３の両側に配置されてキャリア３４によって支持される一対のブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂと、ディスクロータ３３を跨ぐように配置されてキャリア３４に対してディスクロータ３３の軸方向に沿って移動可能に支持されたキャリパ本体３６とを備えている。

キャリパ本体３６には、ディスクロータ３３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３７及びシリンダ部３７からディスクロータ３３を跨いで反対側へ延びる爪部３８が一体的に形成されている。キャリパ本体３６のシリンダ部３７内には、ピストンユニット５３及びモータユニット３９が設けられている。

ピストンユニット５３は、シリンダ部３７に摺動可能に嵌装される有底円筒状のピストン４０（押圧手段）と、ピストン４０の内部に収容されたボールランプ機構４１（回転−直動変換機構）及び差動減速機構４２と、パッド摩耗補償機構４３とを一体化したものである。ボールランプ機構４１は、回転ディスク４４と直動ディスク４５との間の傾斜溝にボール４６（鋼球）が介装されており、回転ディスク４４と直動ディスク４５とを相対回転させることにより、傾斜溝間でボール４６が転動して、回転ディスク４４と直動ディスク４５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４１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。

差動減速機構４２は、ボールランプ機構４１と、モータユニット３９（電動機構）の電動モータ４７（電動アクチュエータ）との間に介装され、電動モータ４７のロータ４８の回転を所定の減速比で減速してボールランプ機構４１の回転ディスク４４に伝達する。パッド摩耗補償機構４３は、ブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂの摩耗（ディスクロータ３３との接触位置の変化）に対して、調整スクリュ４９を前進させて、ボールランプ機構４１を追従させるものである。

モータユニット３９には、電動モータ４７及びレゾルバ５０が組込まれている。電動モータ４７のステータ５１のコイルへの通電によって、ロータ４８を回転させ、差動減速機構４２を介してボールランプ機構４１を駆動し、このとき、レゾルバ５０によってロータ４８の回転位置を検出する。

次にコントローラ３２による電動ディスクブレーキ２の作動について説明する。
（運転者の操作による通常のブレーキ作動）
車両側制御部２７は、ペダル操作量センサ２６によって検出した運転者によるブレーキペダル２５の操作に基づいて、ピストン４０の推力（制動力）の指令値を決定する。コントローラ３２は、車両制御部２７によって決定されたピストン４０の推力指令値に基づいて、電動モータ４７に制御電流を供給してロータ４８を回転させる。ロータ４８の回転は、差動減速機構４２によって所定の減速比で減速され、ボールランプ機構４１によって直線運動に変換されてピストン４０を前進させる。ピストン４０の前進によって、一方のブレーキパッド３５Ｂがディスクロータ３３に押圧され、その反力によってキャリパ本体３６が移動して、爪部３８が他方のブレーキパッド３５Ａをディスクロータ３３に押圧して制動力を発生させる。そして、レゾルバ５０によって検出したロータ４８の回転位置に基づいて電動モータ４７の回転を調整して、ピストン４０の推力（制動力）を指令値に制御する。ブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂの摩耗に対しては、パッド摩耗補償機構４３の調整スクリュ４９が前進してボールランプ機構４１を摩耗に追従させることによって補償する。

（コントローラによるブレーキ制御）
また、コントローラ３２は、横加速度センサ２８、車輪速センサ２９、ヨーレートセンサ３０、操舵角センサ３１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４７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。

また、コントローラ３２は、ノックバック制御部５２を有しており、ノックバック制御部５２によって次のノックバック制御を実行する。ノックバック制御部５２のノックバック制御について図１３に示すタイムチャートを参照して説明する。

（ノックバック検知）
車両の旋回中に車体に大きな横加速度（例えば３ｍ／ｓ^２以上）が生じたとき、車輪に作用する横力によってディスクロータ３３に倒れが生じ、ブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂが押し戻されてノックバックが発生することがある。このとき、ノックバック制御部５２は、横加速度センサ２８の検出に基づき、横加速度が所定の閾値ｅを超えた場合、ノックバックが発生の可能性ありと判断し、レゾルバ５０が検出するロータ４８の回転位置信号に基づいて、ピストン４０の位置を保持する位置保持制御を開始（オン）すると共に、電動モータ４７の電流を監視する（時刻ｔ１）。そして、電動モータ４７の電流が所定の閾値ｆを超えたとき、ノックバックによってピストン４０にディスクロータ３３から離間する方向の力が作用したことを検知してノックバックの発生を決定し（時刻ｔ２）、ピストン４０の位置保持制御を解除（オフ）し、一定量だけピストン４０を後退させて位置保持制御を再開する（時刻ｔ３）。その後、継続してノックバックの可能性ありと判断されている場合（電動モータ４７の電流＞閾値ｆ）、順次この動作を繰返してノックバックに対してピストン４０を後退させる。なお、上記において、ノックバックの発生の決定は、電動モータ４７の電流を閾値ｆと比較することによって行っているが、このほか、電動モータ４７の電流の時間積分を所定の閾値と比較することによって行うようにしてもよい。

（パッドクリアランス調整）
その後、横加速度が所定の閾値ｅ以下となっとき、ノックバック要因が解除されたと判断する。そして、ノックバック要因の解除が判断された後、車輪速センサ２９、ヨーレートセンサ３０及び操舵角センサ３１等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であると判断した場合、電動モータ４７を作動させ、ピストン４０を前進させて、ブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂとディスクロータ３３との隙間を調整する。このとき、レゾルバ５０が検出するロータ４８の回転位置信号に基づいて、ノックバックが生じる前の位置までピストン４０を前進させることにより、パッドクリアランスを適切に調整することができる。

次に、ノックバック制御部５２によるノックバック制御について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。図１４を参照して、ステップＳ１で、横加速度センサ２８の検出した横加速度が所定の閾値ｅを超えているか否かを判断する。そして、超えている場合には、ステップＳ２に進み、ピストン４０の位置を保持する位置保持制御を開始して、電動モータ４７の電流を監視し、ステップＳ３に進む。ステップＳ３で、電動モータ４７の通電電流を閾値ｆと比較する。電動モータ４７の通電電流が閾値ｆを超えている場合、ステップＳ４に進んでピストン４０の位置を記憶し、ステップＳ５で位置保持制御を停止し、ステップＳ６で、電動モータ４７を作動させてピストントン４０を一定量だけ後退させて本周期のルーチンを終了する。また、ステップＳ３で、電動モータ４７の通電電流が閾値ｆを超えない場合には、そのまま本周期のルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１で、横加速度が閾値ｅを超えない場合は、ステップＳ７に進み、車輪速センサ２９、ヨーレートセンサ３０及び操舵角センサ３１等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であるか否かを判断する。ステップＳ７で通常走行状態ではないと判断した場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ７で通常走行状態であると判断した場合は、ステップＳ８に進み、ピストン４０の位置が記憶されているか否かを判断する。ステップＳ８でピストン４０の位置が記憶されていない場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ８でピストン４０の位置が記憶されている場合には、ステップＳ９に進み、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ３２によるアンチロック制御、トラクション制御及び車両安定化制御等のブレーキ制御の介入の有無を判断する。

ステップＳ９で、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ３２のブレーキ制御の介入がないと判断した場合、ステップＳ１０に進み、電動モータ４７を作動させて、ピストン４０をノックバックが生じる前の記憶位置まで前進させてパッドクリアランスを調整する。そして、ステップＳ１１に進んでピストン４０の記憶位置をリセットして本周期のルーチンを終了する。ステップＳ９で運転者によるブレーキ操作又はコントローラ１４のブレーキ制御の介入があると判断した場合、ステップＳ１１に進み、ピストン４０の記憶位置をリセットして本周期のルーチンを終了する。このとき、コントローラ３２によるブレーキ制御の介入は、各車輪毎に実行されるので、ブレーキ制御の介入が実行された車輪については、ステップＳ１０のパッドクリアランスの調整が実行されないことになる。

このようにして、ノックバックが生じた場合、ピストン４０を後退させることにより、ブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂ及びディスクロータ３３の偏摩耗を防止し、ノックバックの要因が解除され、通常走行状態になったとき、ピストン４０を前進させてパッドクリアランスを適正に調整することにより、ブレーキ装置２３の応答性の低下を防止することができる。

次に、本発明の第５実施形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第４実施形態に対して、コントローラ３２のノックバック制御部によるノックバック制御の一部が異なる以外は、ほぼ同様の構成であるから、同様の部分には同一の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

（ノックバック検知）
本実施形態のノックバック制御について図１５に示すタイムチャートを参照して説明する。本実施形態に係るブレーキ装置では、コントローラ３２のノックバック制御部は、横加速度センサ２８の検出に基づき、横加速度が所定の閾値ｅを超えたとき（時刻ｔ１）、ノックバックが発生の可能性ありと判断する。そして、その時点において、ピストン４０の位置を保持するために必要な電動モータ４７への通電電流及びピストン４０の初期位置（ロータ４８の回転位置）を記憶し、電動モータ４７の通電電流による電流制御を開始すると共に、レゾルバ５０が検出するロータ４８の回転位置信号を監視する。ノックバックによってピストン４０にディスクロータ３３から離間する方向の力が作用すると、ピストン４０が後退して、その後退量がロータ４８の回転位置信号としてレゾルバ５０によって検出される。

（パッドクリアランス調整）
その後、横加速度が所定の閾値ｅ以下となっとき、ノックバック要因が解除されたと判断する。そして、ノックバック要因の解除が判断された後、車輪速センサ２９、ヨーレートセンサ３０及び操舵角センサ３１等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であると判断した場合、電動モータ４７を作動させ、ピストン４０を前進させて、ブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂとディスクロータ３３との隙間を調整する。このとき、レゾルバ５０が検出するロータ４８の回転位置信号に基づいて、ノックバックが生じる前の位置までピストン４０を前進させることにより、パッドクリアランを適切に調整することができる。

次に、ノックバック制御部５２によるノックバック制御について、図１６に示すフローチャートを参照して説明する。図１６を参照して、ステップＳ１で、横加速度センサ２８の検出した横加速度が所定の閾値ｅを超えているか否かを判断する。そして、超えている場合には、ステップＳ２で、ピストン４０の初期位置（ロータ４８の回転位置）を記憶し、ステップＳ３で、電動モータ４７の位置制御を停止して電流制御を開始し、ステップＳ４に進む。ステップＳ４で、ピストン４０の後退量が所定値を超えたとき、ステップＳ５でピストン４０の現在位置を記憶して、ステップＳ５Ａで電流制御を停止し、位置制御を開始して本周期のルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１で、横加速度が閾値ｅを超えない場合は、ステップＳ６に進み、車輪速センサ２９、ヨーレートセンサ３０及び操舵角センサ３１等の検出に基づいて車両の走行状態を判断し、走行状態がノックバックを生じない通常走行状態（直線走行等）であるか否かを判断する。ステップＳ６で通常走行状態ではないと判断した場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ６で通常走行状態であると判断した場合は、ステップＳ７に進み、ピストン４０の現在位置が記憶されているか否かを判断する。ステップＳ７でピストン４０の現在位置が記憶されていない場合には、本周期のルーチンを終了する。ステップＳ７でピストン４０の現在位置が記憶されている場合には、ステップＳ８に進み、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ３２によるアンチロック制御、トラクション制御及び車両安定化制御等のブレーキ制御の介入の有無を判断する。

ステップＳ８で、運転者によるブレーキ操作又はコントローラ３２のブレーキ制御の介入がないと判断した場合、ステップＳ９に進み、電動モータ４７を作動させて、ピストン４０をノックバックが生じる前の初期記憶位置まで前進させてパッドクリアランスを調整する。そして、ステップＳ１０´に進んでピストン４０の初期記憶位置及び現在記憶位置をリセットして本周期のルーチンを終了する。ステップＳ８で運転者によるブレーキ操作又はコントローラ３２のブレーキ制御の介入があると判断した場合、ステップＳ１０´に進み、ピストン４０の記憶位置をリセットして本周期のルーチンを終了する。このとき、コントローラ３２によるブレーキ制御の介入は、各車輪毎に実行されるので、ブレーキ制御の介入が実行された車輪については、ステップＳ９のパッドクリアランスの調整が実行されないことになる。

このようにして、ノックバックが生じた場合、ピストン４０の後退を許容することにより、ブレーキパッド３５Ａ、３５Ｂ及びディスクロータ３３の偏摩耗を防止し、ノックバックの要因が解除され、通常走行状態になったとき、ピストン４０を前進させてパッドクリアランスを適正に調整することにより、ブレーキ装置２３の応答性の低下を防止することができる。

なお、上記第１乃至第３実施形態では、運転者による通常のブレーキ操作に対しては、マスタシリンダによって発生した液圧をディスクブレーキ２のシリンダ１５に直接供給することによって制動力を発生させているが、これらの実施形態において、上記第４及び第５実施形態のように、ブレーキペダル１９の操作を電気的な信号に変換し、コントローラの制御信号によって増圧弁５、液圧ポンプモータ７及び供給弁９を制御することによって制動力を発生させるいわゆる「ブレーキバイワイヤ」システムを採用することもできる。

１ブレーキ装置、４マスタシリンダ（第１の制動機構）、７液圧ポンプモータ（第２の制動機構）、１０横加速度センサ（検出手段）、１６ピストン（押圧手段）、１４コントローラ（制御手段）、１７ブレーキパッド、１８ディスクロータ、１９ブレーキペダル

Claims

車両のディスクロータにブレーキパッドを押圧する押圧手段を作動する電動モータを備えた制動機構と、該制動機構をブレーキペダルの操作に基づいて制御し、また、前記ブレーキペダルの操作とは関係なく前記制動機構を制御可能な制御手段とを備えたブレーキ装置において、
非制動中に前記押圧手段が前記ディスクロータから離間する方向に移動する離間移動が起きる状況を検出する第１の検出手段と、
前記ディスクロータが前記ブレーキパッドを押圧したことを検出する第２の検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の検出手段によって前記押圧手段の離間移動が起きる状況が検出されたとき、前記第２の検出手段による検出を開始し、
該第２の検出手段によって前記ブレーキパッドの押圧を検出する毎に、当該検出の度毎に前記電動モータを制御して前記押圧手段を一定量後退させた後、前記押圧手段の位置を保持する位置保持制御を繰り返して行ない、
前記押圧手段を後退させた後、該離間移動の要因が解除されたことを前記第１の検出手段により検出したとき、前記電動モータにより、前記押圧手段を前記ディスクロータに接近させることを特徴とするブレーキ装置。
前記制御手段は、前記第１の検出手段が前記押圧手段の離間移動が起きる状況を検出したときに、前記押圧手段の離間移動が起きる前の前記押圧手段の位置を記憶し、前記離間移動の要因が解除されたことを前記第１の検出手段により検出したとき、前記電動モータにより前記押圧手段を前記記憶した位置まで戻すことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
前記制御手段は、前記第１の検出手段が前記押圧手段の離間移動が起きる状況を検出したときに、前記押圧手段の離間移動が起きる前の前記押圧手段の位置を記憶し、前記押圧手段の離間移動の要因が解除されたことを前記第１の検出手段により検出し、かつ、ブレーキ操作またはブレーキ制御の介入がないとき、前記制御手段は、前記電動モータにより前記押圧手段を前記記憶した位置まで戻すことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
前記第１の検出手段は、横加速度センサであって、該横加速度センサの検出値が閾値以下の場合、前記押圧手段の離間移動の要因が解除されたと判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のブレーキ装置。