JPH09137841A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非制動時における制動用の回転体と摩擦材と
の間のクリアランスを常に一定に維持して、良好なブレ
ーキ操作フィーリングが長期に亘って確保されるブレー
キ装置を得る。 【解決手段】 回転体２に向けて摩擦材３を進退移動さ
せる電動式のアクチュエータ４と、前記摩擦材３に作用
する付勢力を検出する推力センサ７と、前記摩擦材３の
位置を検出する位置センサ８と、前記アクチュエータ４
の動作を制御するコントロール・ユニット１０とを備
え、前記コントロール・ユニット１０には、前記推力セ
ンサ７の検出信号に基づいて前記アクチュエータ４の動
作を制御する推力制御機能と、前記位置センサ８の検出
信号に基づいて前記アクチュエータ４の動作を制御する
位置制御機能とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の制動に使用
される電動式のブレーキ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両に使用され、油圧を駆動源とするブ
レーキ装置等は、油圧配管装備や、油圧調整機構のため
に、構成部品点数が増大し、構成が繁雑化するという問
題があった。また、最近は、アンチロックブレーキシス
テムの装備や、トラクションコントロールシステムの装
備など、ブレーキ機能のインテリジェント化が活発に行
われているが、このようなインテリジェント化に際し
て、油圧駆動式の従来のブレーキ装置等の場合は、車輪
のロック状態やスリップ状態に応じて所定の電気信号を
油圧アクチュエータの機械的動作に変換する電気−油圧
制御回路を付加しなければならず、そのために、制御系
が繁雑化したり、あるいは、その機構上の特徴であるサ
ーボ効果が影響してよりきめ細かなブレーキ制御が困難
になるという問題があり、インテリジェント化になじみ
にくいという問題が指摘されていた。

【０００３】そこで、このような背景から、近年では、
前記駆動源として回転モータを使用し、回転−直線変換
機構や減速機構等を介して摩擦材を制動用の回転体に押
し付けることによって所定の制動力を生じさせる電動式
のブレーキ装置も提案されている（特開昭６４−２１２
２９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このよう回転モータを
駆動源として利用する電動式のブレーキ装置では、アン
チロックブレーキシステムの装備やトラクションコント
ロールシステムの装備などのブレーキ機能のインテリジ
ェント化は図り易くなるが、回転−直線変換機構や減速
機構等の装備のため、ブレーキ装置が大型化になるとい
う問題があった。

【０００５】また、ブレーキ装置では、ブレーキ操作時
における制動動作の応答性や制動力の加減等の操作フィ
ーリングを向上させるために、非制動時におけるドラム
等の制動用の回転体とブレーキシュー等の摩擦材との間
のクリアランスが常に一定に維持されるように、摩擦材
の作動開始位置（原点位置）を摩擦材の摩耗に応じて適
時に修正することが必要になる。そこで、回転モータを
駆動源として利用する従来のブレーキ装置では、例え
ば、制動時に回転−直線変換機構から摩擦材に作用する
付勢力（推力）を制御係にフィードバックして、摩擦材
の作動開始位置への復帰制御に利用することが試みられ
ている。

【０００６】しかし、このような制動動作時に摩擦材に
作用する推力をフィードバックする制御方法では、摩擦
材の摩耗量に応じて、摩擦材の作動開始位置を正確かつ
確実に適正位置に修正することが困難で、ブレーキの操
作状況によっては、制動用の回転体と摩擦材との間のク
リアランスに微小な誤差が生じて、操作フィーリングが
僅かではあるが、変動する虞があった。

【０００７】また、前述の推力のフィードバックによる
一つの制御方式のみで摩擦材の位置を制御した場合は、
万が一、その制御系統の電気回路に障害が発生したとき
に、ブレーキ装置の制動動作自体に支障が生じる虞もあ
った。

【０００８】そこで、本発明の目的は上記課題を解消す
ることにあり、非制動時における制動用の回転体と摩擦
材との間のクリアランスを常に一定に維持して、良好な
操作フィーリングを長期に亘って維持することができ、
また、ブレーキ装置に関係する電気系統の一部に障害等
が発生しても、ブレーキ装置の制動動作自体に支障が生
じることが少なく、更には、インテリジェント化に適す
ると同時に装置のコンパクト化も実現できるブレーキ装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るブレーキ装置は、回転体に向けて摩擦材
を進退移動させる電動式のアクチュエータと、該アクチ
ュエータの進退移動部に装備され該進退移動部から前記
摩擦材に作用する付勢力を検出する推力センサと、前記
摩擦材と前記回転体との間のクリアランスの設定のため
前記進退移動部に近接配置され該摩擦材の位置を検出す
る位置センサと、ブレーキ操作部の操作状態に応じて前
記アクチュエータの動作を制御するコントロール・ユニ
ットとを備え、該コントロール・ユニットは、ブレーキ
解除動作時に、前記推力センサの検出信号に基づいて前
記進退移動部から前記摩擦材に作用する付勢力が零にな
るように前記アクチュエータの動作を制御する推力制御
機能と、同じくブレーキ解除動作時に、前記位置センサ
の検出信号に基づいて前記クリアランスが規定値となる
ように前記アクチュエータの動作を制御する位置制御機
能とを有していることを特徴とする。

【００１０】あるいは、前記アクチュエータとしてリニ
アモータを使用したことを特徴とすることもできる。

【００１１】あるいは、前記アクチュエータとして装備
するリニアモータが、前記摩擦材を進退可能に支持する
摩擦材支持部材に固定される永久磁石と、該永久磁石と
対向配置されたコイル部に印加する電流量の大きさに応
じて前記永久磁石上を直線移動するコイルアッセンブリ
とを具備したボイス・コイル・モータであることを特徴
としてもよい。

【００１２】本発明の上記構成によれば、推力センサの
検出信号に基づく推力制御機能および位置センサの検出
信号に基づく位置制御機能によって、ブレーキ操作の解
除時には摩擦材の作動開始位置を該摩擦材の摩耗量等に
応じて正確、かつ確実に適正位置に修正し、制動用の回
転体と摩擦材との間のクリアランスを常に一定に維持す
ることができる。

【００１３】また、前記推力制御機能および位置制御機
能のいずれか一方のみでも、制動力の解除制御が可能
で、例えば、ブレーキ装置に関係する電気系統の一部に
障害等のトラブルが発生して一方の機能が作動不能にな
ったとしても、制動力解除不能等の不都合の発生を回避
できる。

【００１４】また、摩擦材を進退操作させる駆動源が電
動式であることから、アンチロックブレーキシステムの
装備やトラクションコントロールシステムの装備などの
ブレーキ機能のインテリジェント化に対し好適になると
同時に、前記駆動源としてリニアモータを使用した場合
には、回転−直線変換機構や減速機構等を使用せずとも
摩擦材の進退動作に必要な直線運動を駆動源から直接得
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るブレーキ装置
の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るブレーキ装置の一実施形態を示した
概略構成図である。このブレーキ装置１は、車両用のデ
ィスクブレーキに適用され、制動用の回転体であるブレ
ーキディスク（ロータ）２に摩擦材であるパッド３を押
し付けて制動力を得るため、前記パッド３を前記ブレー
キディスク２に向けて進退移動させる電動式のアクチュ
エータ４と、該アクチュエータ４の進退移動部６に装備
されて、該進退移動部６から前記パッド３に作用する付
勢力（推力）を検出する推力センサ７と、前記パッド３
と前記ブレーキディスク２との間のクリアランスを設定
するため前記進退移動部６に近接配置されて該パッド３
の位置を検出する位置センサ８と、ブレーキ操作部であ
るブレーキペダル９の踏力操作に応じて前記アクチュエ
ータ４の動作を制御するコントロール・ユニット（ＥＣ
Ｕ）１０とを有して構成される。

【００１６】前記パッド３は、対構造のものが前記ブレ
ーキディスク２を挟むように互いに対向配置されると共
に、摩擦材支持部材であるブレーキキャリパ１２によっ
て、ブレーキディスク２に向って進退自在に支持されて
いる。

【００１７】前記アクチュエータ４は、直流電流の印加
によって直線移動するリニアモータにより構成され、こ
の実施形態では、ブレーキキャリパ１２内に埋設固定さ
れた永久磁石（ヨーク）１４と、該永久磁石１４に対向
配置したコイル部１５に印加する電流量に応じて前記永
久磁石１４上を直線移動するコイルアッセンブリ１６と
を具備したボイス・コイル・モータからなる。前記コイ
ル部１５は、前記ブレーキキャリパ１２内に突出形成さ
れた円筒状の支持部１８に対しベアリング１９を介して
外嵌支持されている。このベアリング１９は、前記コイ
ル部１５の直線移動を滑らかにすると同時に、コイル部
１５と永久磁石１４との間のエアギャップを均等に保持
している。また、前記円筒状の支持部１８の突出方向
は、パッド３をブレーキディスク２に向けて進退させる
方向である。

【００１８】前記コイルアッセンブリ１６は、前記コイ
ル部１５と、該コイル部１５の先端（パッド３側の端
部）に固定されて制動時にパッド３を押動する前記進退
移動部６とから構成されている。そして、この進退移動
部６は、前記推力センサ７をパッド３に当接させるよう
に支持した円板部２１と、該円板部２１の中心部に装備
されて前記コイル部１５への通電用の配線２２や前記推
力センサ７の検出信号線２３をブレーキキャリパ１２の
外方へ導くガイド管２４とを具備して構成されている。

【００１９】前記推力センサ７としては、例えば、パッ
ド３に作用する圧力（付勢力）に応じて所定の電気信号
を出力するロードセルや、歪みゲージ等が使用される。
また、前記位置センサ８としては、例えば、渦電流式変
位センサ等が使用される。本実施形態では、前記位置セ
ンサ８は、前記進退移動部６の端縁に突出形成された測
定部２６に対向配置され、該測定部２６との間の離間距
離に応じた電気信号を出力する。

【００２０】前記ブレーキペダル９が運転者によって踏
力操作されると、そのとき押し下げられたストロークま
たは踏力に応じて生じる電気信号が、従来周知のセンサ
２８によってコントロール・ユニット１０に出力され
る。

【００２１】前記コントロール・ユニット１０は、前記
センサ２８からの電気信号によって、運転者の制動指令
を検知し、かつ、このとき算出される制動量に応じて前
記アクチュエータ４を制御するものであるが、この実施
形態では、更に、ブレーキ解除動作時、前記推力センサ
７の検出信号である推力信号３０に基づいて前記進退移
動部６からパッド３に作用する付勢力ｆが零となるよう
に、前記アクチュエータ４の動作を制御する推力制御機
能と、同じくブレーキ解除動作時、前記位置センサ８の
検出信号であるパッド位置信号３１に基づいて、前記パ
ッド３とブレーキディスク２との間のクリアランスが規
定値となるように前記アクチュエータ４の動作を制御す
る位置制御機能とを備える。

【００２２】図２は、コントロール・ユニット１０によ
るアクチュエータ４の制御手順を示したものである。即
ち、前記コントロール・ユニット１０は、ブレーキペダ
ル９の押下によって前記センサ２８が出力する信号を取
り込むことで、制動制御を開始し（ステップ１０１，１
０２）、図３に示すように、前記センサ２８からの信号
強度（ブレーキペダル９の踏力の大きさ等）に応じた電
圧（推力）を入力電圧としてコイル部１５に印加する。
この電圧印加によって、コイルアッセンブリ１６はブレ
ーキディスク２側へ直線移動し、一対のパッド３がブレ
ーキディスク２を挟圧した制動状態となる（ステップ１
０３）。そして、運転者が前記ブレーキペダル９の押下
操作を解除するまで、前記センサ２８からの信号に応じ
た制動を続ける（ステップ１０４）。

【００２３】運転者の、前記ブレーキペダル９の押下操
作が解除されると、コントロール・ユニット１０はその
ときのセンサ２８からの信号変化によって制動制御の解
除指令を行う。この解除指令では、先ず、前述の推力制
御機能を作動させ、前記推力センサ７の検出した推力信
号３０から推力ｆが零となるように、前記コイル部１５
への印加電圧を下げる（ステップ１０５，１０６）。次
いで、前述の位置制御機能を作動させ、前記位置センサ
８の検出したパッド位置信号３１から推力ｆが零となっ
たときの進退移動部６の位置を、制動力解除時の原位置
として設定する。そして、ブレーキ装置１の経時変化に
おいて、進退移動部６が、上記設定された原位置から例
えば常時０．１ｍｍだけブレーキディスク２側へ移動す
るように、言い換えれば、パッド３摩耗量に係わりな
く、ブレーキディスク２とパッド３との間に常に０．１
ｍｍのクリアランスが確保されるように、コイル部１５
への印加電圧を制御して処理を終了する（ステップ１０
７，１０８）。

【００２４】すなわち、コントロール・ユニット１０
は、図４に示すように、制動制御の繰り返しによってパ
ッド３が摩耗したとき、進退移動部６の原位置がその摩
耗量だけ変化するので、前記コイル部１５に印加する入
力電圧を初期電圧からΔＶだけ上昇させることを示して
いる。なお、図４において、横軸は経過時間を示し、縦
軸はコイル部１５への入力電圧を示している。そして、
区間Ａ，Ｃは制動動作時（図２のステップ１０１〜１０
４）を示し、区間Ｂは制動解除動作時（図２のステップ
１０５〜１０８）を示している。

【００２５】以上のブレーキ装置１によれば、推力セン
サ７の検出信号に基づく推力制御機能および位置センサ
８の検出信号に基づく位置制御機能によって、ブレーキ
操作解除時、パッド３の原位置をパッド３の摩耗量等に
応じて正確、かつ確実に適正位置に修正することができ
る。したがって、非制動時におけるブレーキディスク２
とパッド３との間のクリアランスを常に一定に維持し
て、良好な操作フィーリングを長期に亘って確保でき
る。

【００２６】また、推力制御機能および位置制御機能の
いずれか一方のみでも、制動力の解除が可能で、例え
ば、ブレーキ装置１に関係する電気系統の一部に障害等
が発生して一方の機能が作動不能になったとしても、制
動力の解除ができなくなる等の不都合の発生を回避で
き、ブレーキ装置１の制動動作自体に支障が生じること
がなく、信頼性の高いブレーキ装置を実現できる。

【００２７】また、パッド３を進退操作させるアクチュ
エータ４が電動式であることから、アンチロックブレー
キシステムの装備やトラクションコントロールシステム
の装備などのブレーキ機能のインテリジェント化に適す
る。更には、アクチュエータ４がボイス・コイル・モー
タで、それ自体の部品構成が比較的に単純で済むだけで
なく、回転−直線変換機構や減速機構等を使用せずとも
パッド３の進退動作に必要な直線運動を直接得ることが
でき、従って、回転−直線変換機構や減速機構等の機構
の省略によって、装置のコンパクト化を図ることもでき
る。

【００２８】なお、本発明に係るブレーキ装置は、本実
施形態のディスクブレーキに限るものではなく、例えば
ドラムブレーキにも応用可能である。また、パッド３を
進退動作させる駆動部であるアクチュエータを、ボイス
・コイル・モータとしたが、その他のリニアモータ、あ
るいは通常の回転モータとすることもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上、述べたとおり、本発明のブレーキ
装置によれば、推力センサの検出信号に基づく推力制御
機能および位置センサの検出信号に基づく位置制御機能
によって、ブレーキ操作解除時には、摩擦材の作動開始
位置を摩擦材の摩耗に応じて正確、かつ確実に適正位置
に修正することができる。したがって、非制動時におけ
る制動用の回転体と摩擦材との間のクリアランスを常に
一定に維持して、良好な操作フィーリングを長期に亘っ
て確保することができる。また、前記推力制御機能およ
び位置制御機能のいずれか一方のみでも、制動力解除が
可能で、例えば、ブレーキ装置に関係する電気系統の一
部に障害等が発生して一方の機能が作動不能になったと
しても、制動力の解除ができなくなる等のトラブル発生
を回避し、ブレーキ装置の制動動作自体に支障を生じさ
せることがなく、信頼性の高いブレーキ装置を実現でき
る。また、摩擦材を進退操作させる駆動源が電動式であ
ることから、アンチロックブレーキシステムの装備やト
ラクションコントロールシステムの装備などのブレーキ
機能のインテリジェント化に適すると同時に、前記駆動
源としてリニアモータを使用した場合には、回転−直線
変換機構や減速機構等を使用せずとも摩擦材の進退動作
に必要な直線運動を駆動源から直接得ることができ、従
って、回転−直線変換機構や減速機構等の機構の省略に
よって、装置のコンパクト化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブレーキ装置の一実施形態を示す
概略構成図である。

【図２】図１のコントロール・ユニットの制御手順を示
すフローチャートである。

【図３】ブレーキペダル操作とアクチュエータへの入力
電圧との相関図である。

【図４】アクチュエータに印加される入力電圧の説明図
である。

【符号の説明】

１ ブレーキ装置 ２ ブレーキディスク（制動用の回転体） ３ パッド（摩擦材） ４ アクチュエータ ６ 進退移動部 ７ 推力センサ ８ 位置センサ ９ ブレーキペダル（ブレーキ操作部） １０ コントロール・ユニット（ＥＣＵ） １２ ブレーキキャリパ（摩擦材支持部材） １４ 永久磁石（ヨーク） １５ コイル部 １６ コイルアッセンブリ １８ 円筒状の支持部 １９ ベアリング ２１ 円板部 ２２ 配線 ２３ 検出信号線 ２４ ガイド管 ２６ 測定部 ２８ センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体に向けて摩擦材を進退移動させる
   電動式のアクチュエータと、 該アクチュエータの進退移動部に装備され該進退移動部
   から前記摩擦材に作用する付勢力を検出する推力センサ
   と、 前記摩擦材と前記回転体との間のクリアランスの設定の
   ため前記進退移動部に近接配置され該摩擦材の位置を検
   出する位置センサと、 ブレーキ操作部の操作状態に応じて前記アクチュエータ
   の動作を制御するコントロール・ユニットとを備え、 該コントロール・ユニットは、ブレーキ解除動作時に、
   前記推力センサの検出信号に基づいて前記進退移動部か
   ら前記摩擦材に作用する付勢力が零になるように前記ア
   クチュエータの動作を制御する推力制御機能と、同じく
   ブレーキ解除動作時に、前記位置センサの検出信号に基
   づいて前記クリアランスが規定値となるように前記アク
   チュエータの動作を制御する位置制御機能とを有してい
   ることを特徴とするブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータとしてリニアモータ
   を使用したことを特徴とする請求項１記載のブレーキ装
   置。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータとして装備するリニ
   アモータが、前記摩擦材を進退可能に支持する摩擦材支
   持部材に固定される永久磁石と、該永久磁石と対向配置
   されたコイル部に印加する電流量に応じて前記永久磁石
   上を直線移動するコイルアッセンブリとを具備したボイ
   ス・コイル・モータであることを特徴とする請求項２記
   載のブレーキ装置。