JP5730694B2 - Electric disc brake device - Google Patents
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Description
本発明は、電動モータを使用してディスクロータに制動力を発生させるディスクブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a disc brake device that uses an electric motor to generate a braking force on a disc rotor.
電動ディスクブレーキ装置は、ドライバーのブレーキペダル操作により生じる制動要求に応じて、電動モータを使用してブレーキパッドをディスクロータに押し付けて制動力を発生させる。ブレーキパッドとディスクロータとの接触による摩耗によって、ディスクロータに肉厚差が生じてくる。そのため、制動要求に応じてブレーキパッドの移動量を制御する方式よりも、制動要求に応じてブレーキパッドの押し付け力を制御する方式が好ましい。 The electric disc brake device generates a braking force by pressing a brake pad against a disc rotor using an electric motor in response to a braking request generated by a driver's brake pedal operation. Due to wear due to contact between the brake pads and the disk rotor, a difference in thickness occurs in the disk rotor. Therefore, a method of controlling the pressing force of the brake pad according to the braking request is preferable to a method of controlling the movement amount of the brake pad according to the braking request.
例えば、特許文献1には、ディスクロータに対してインナ側に位置する摩擦パッドによる加圧力を検出する荷重センサを設け、この荷重センサからの出力信号に基づきモータによる摩擦パッドの押し付けを制御することが記載されている。 For example, Patent Document 1 includes a load sensor that detects a pressure applied by a friction pad positioned on the inner side of the disk rotor, and controls the pressing of the friction pad by a motor based on an output signal from the load sensor. Is described.
特許文献1に記載の技術のように、インナ側の摩擦パッドによるディスクロータに対する加圧力を検出するだけでは、加圧力の変動がロータの肉厚差により生じているのかロータ振れにより生じているのかを区別できないという問題がある。 As in the technique described in Patent Document 1, whether only the pressure applied to the disk rotor by the friction pad on the inner side is detected, is the fluctuation in the pressure applied due to the rotor wall thickness difference or the rotor runout? There is a problem that cannot be distinguished.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動ディスクブレーキ装置におけるロータ肉厚差とロータ振れとを区別する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for distinguishing between rotor thickness difference and rotor runout in an electric disk brake device.
本発明のある態様の電動ディスクブレーキ装置は、車輪とともに回転するディスクロータと、前記ディスクロータの車両内側および車両外側の摩擦摺動面に相対してそれぞれ配置されるインナ側ブレーキパッドおよびアウタ側ブレーキパッドと、駆動機構を介して前記インナ側ブレーキパッドおよび前記アウタ側ブレーキパッドを前記摩擦摺動面に押し付ける電動モータと、前記インナ側ブレーキパッドの前記摩擦摺動面への押付力を検出する第1押付力検出部と、前記アウタ側ブレーキパッドの前記摩擦摺動面への押付力を検出する第2押付力検出部と、前記第1押付力検出部および前記第2押付力検出部による検出信号に基づいて、前記電動モータによる前記インナ側ブレーキパッドおよび前記アウタ側ブレーキパッドの押付力を制御するモータ制御部と、を備える。 An electric disc brake device according to an aspect of the present invention includes a disc rotor that rotates together with a wheel, an inner brake pad and an outer brake that are disposed to face the friction sliding surfaces on the vehicle inner side and the vehicle outer side of the disc rotor, respectively. A pad, an electric motor that presses the inner brake pad and the outer brake pad against the friction sliding surface via a drive mechanism, and a first force that detects the pressing force of the inner brake pad on the friction sliding surface. Detection by one pressing force detection unit, a second pressing force detection unit that detects pressing force of the outer brake pad against the friction sliding surface, detection by the first pressing force detection unit, and the second pressing force detection unit Based on the signal, the pressing force of the inner brake pad and the outer brake pad by the electric motor is controlled. Comprising a motor control section.
この態様によると、ディスクロータのインナ側とアウタ側の両方の押付力を検出することで、ロータ肉厚差とロータ振れとを区別することができる。 According to this aspect, the rotor wall thickness difference and the rotor runout can be distinguished by detecting the pressing force on both the inner side and the outer side of the disk rotor.
前記第1押付力検出部による検出信号と、前記第2押付力検出部による検出信号との位相差が所定値以上の場合、前記モータ制御部は前記電動モータによる押付力の制御を行わないようにしてもよい。インナ側の検出信号とアウタ側の検出信号との位相差が所定値以上の場合は、ディスクロータの肉厚差で荷重変動が生じているのではなく、ロータ振れが発生していると判断できる。ロータ振れの場合にはモータの制御を行わないようにすることで、モータの作動頻度を低下させてモータにかかる負荷を軽減することができる。 When the phase difference between the detection signal from the first pressing force detection unit and the detection signal from the second pressing force detection unit is greater than or equal to a predetermined value, the motor control unit does not control the pressing force from the electric motor. It may be. If the phase difference between the detection signal on the inner side and the detection signal on the outer side is greater than or equal to a predetermined value, it can be determined that the rotor runout has occurred, not the load fluctuation due to the thickness difference of the disk rotor. . In the case of rotor runout, by not controlling the motor, it is possible to reduce the operating frequency of the motor and reduce the load on the motor.
本発明によれば、電動ディスクブレーキ装置においてロータ肉厚差とロータ振れとを区別することができる。 According to the present invention, it is possible to distinguish between rotor thickness difference and rotor runout in the electric disk brake device.
図1は、本実施形態に係る車両用の電動ディスクブレーキ装置100の概略構成図である。図1では、ブレーキユニット10を断面図として示している。ブレーキユニット10はいわゆるディスクブレーキの一種であり、ブレーキECU60からの指令により制動力を発生させるように構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric
ブレーキユニット10は、図示しない車両の車輪とともに回転するディスクロータ16と、摩擦材としてのブレーキパッド14a、14bと、ブレーキパッドを移動させるキャリパ12とを備える。
The
インナ側ブレーキパッド14aは、ディスクロータ16の車両内側に配置され、アウタ側ブレーキパッド14bは、ディスクロータ16の車両外側に配置される。ブレーキパッド14a、14bは、ディスクロータ16の軸方向に摺動可能に支持されている。アウタ側ブレーキパッド14bの背部には、キャリパ12から鉛直下方に延び出した爪部18が配置される。また、インナ側ブレーキパッド14aの背部にはピストン20が取り付けられている。
The
キャリパ12の内部には電動モータ30が配設されている。電動モータ30は、制動時にブレーキパッド14a、14bをディスクロータ16に向けて押し付けるとともに、非制動時にブレーキパッド14a、14bをディスクロータ16から離隔させるための駆動手段である。
An
電動モータ30の出力軸には、上述のピストン20が連結される。ピストン20の内部には、電動モータ30の出力軸の回転運動をピストン20の直線運動に変換するためのボールねじ機構24が配設されている。また、キャリパ12内にはエンコーダ32も設けられている。エンコーダ32は、電動モータ30の回転角を検出してブレーキECU60に送信する。
The
車室内にはドライバーが操作するブレーキペダル56が設置される。ブレーキペダル56がドライバーによって踏まれると、その操作量がセンサ58によって検出されてブレーキECU60に伝えられる。代替的に、ブレーキ踏力をセンサによって検出しこれをブレーキECU60に伝えてもよい。ブレーキECU60は、操作量に応じた制動力を発揮するように電動モータ30に駆動信号を与える。
A
電動モータ30が駆動されると、ピストン20が図中の右方向、すなわちブレーキパッド14aの方向に移動する。これによって、ピストン20の先端に取り付けられたブレーキパッド14aがディスクロータ16の車体内側の摩擦摺動面16aに押し付けられる。このとき、ピストン20の反力によって、キャリパ12がピストン20の移動方向とは反対の方向(図中の左方向)に移動する。すると、キャリパ12の先端の爪部18によってブレーキパッド14bがディスクロータ16の車両外側の摩擦摺動面16bに押し付けられる。これにより、ディスクロータ16が一対のブレーキパッド14a、14bにより挟圧されて、車輪に制動力が発生する。
When the
ブレーキペダル56が操作されていない場合、電動モータ30は、ブレーキパッド14a、14bがディスクロータ16との間に所定のクリアランスを空けて位置するように、ピストン20を所定のゼロ点位置に移動させる。
When the
インナ側ブレーキパッド14aの背面にはインナ側荷重センサ28aが設置され、アウタ側ブレーキパッド14bの背面にはアウタ側荷重センサ28bが設置される。荷重センサ28a、28bは、それぞれディスクロータ16に対するブレーキパッド14a、14bの押し付け力を検出し、その検出信号をブレーキECU60に送信する。
An
図2は、図1に示したブレーキECU60の構成を示すブロック図である。各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
ブレーキECU60は、ドライバーによるブレーキペダル操作量または踏力に応じた制動力を発生させるようにブレーキユニット10を制御する。ブレーキECU60は、第1押付力検出部62a、第2押付力検出部62b、位相差判定部64、制動力計算部66およびモータ制御部68を含む。
The
制動力計算部66は、センサ58によって検出された操作量または踏力に応じて、車輪に発生させる制動力を計算する。
The braking
第1押付力検出部62aは、インナ側荷重センサ28aから、インナ側ブレーキパッド14aのディスクロータ16への押付力を検出した検出信号を受け取る。第2押付力検出部62bは、アウタ側荷重センサ28bから、アウタ側ブレーキパッド14bのディスクロータ16への押付力を検出した検出信号を受け取る。
The first pressing
モータ制御部68は、電動モータ30によるインナ側ブレーキパッド14aおよびアウタ側ブレーキパッド14bの押し付けを制御する。すなわち、モータ制御部68は、制動力計算部66によって計算された制動力に対して予め設定されている押付力でブレーキパッド14a、14bをディスクロータ16に対して押し付けるように、電動モータ30を制御する。このとき、第1押付力検出部62aおよび第2押付力検出部62bの受け取る押付力の検出信号によるフィードバックループが構成される。
The
位相差判定部64は、第1押付力検出部による検出信号と第2押付力検出部による検出信号との位相差を求め、この位相差が所定値以上か否かを判定する。位相差が所定値未満の場合、位相差判定部64は、インナ側荷重センサ28aとアウタ側荷重センサ28bによる検出信号の変動に合わせて、押付力を一定に制御するようにモータ制御部68に指令する。位相差が所定値以上の場合、位相差判定部64は、電動モータ30をその状態で保持するようモータ制御部68に指令する。
The phase
以下、位相差判定部64による判定について説明する。
Hereinafter, the determination by the phase
図3(a)、(b)は、第1押付力検出部によるインナ側の検出信号と、第2押付力検出部によるアウタ側の検出信号との位相差を説明するグラフである。 FIGS. 3A and 3B are graphs for explaining the phase difference between the inner detection signal from the first pressing force detection unit and the outer detection signal from the second pressing force detection unit.
図3(a)は、車両制動時に、インナ側荷重センサ28aの検出信号とアウタ側荷重センサ28bの検出信号との位相差が比較的小さい場合を示す。位相差が小さい場合は、肉厚差であると判定される。図3(b)は、車両制動時に、インナ側荷重センサ28aの検出信号とアウタ側荷重センサ28bの検出信号との位相差が所定値よりも大きい場合を示す。位相差が大きい場合、ロータ振れであると判定される。
FIG. 3A shows a case where the phase difference between the detection signal of the inner
インナ側荷重センサ28aとアウタ側荷重センサ28bとは、ディスクロータ16の両側のほぼ同位置に設置される。したがって、ロータ振れが生じている場合、インナ側荷重センサ28aによる検出信号と、アウタ側荷重センサ28bによる検出信号とは、約180°の位相差が発生することになる。そこで、上記所定値を180°に近い値に設定しておき、この所定値以上の位相差がある場合にはロータ振れと判断するのである。上記所定値は、ロータ振れが生じているブレーキユニットとロータ振れのないブレーキユニットとを用いて実験的に設定されることが好ましい。
The inner
従来の単一の荷重センサを用いたフィードバック制御を行う電動ディスクブレーキ装置では、センサにより検出される荷重変動が、ディスクロータの肉厚差が原因であるのかロータ振れが原因であるのかをあるのかを区別することができなかった。そのため、ロータ振れが原因である場合でも、肉厚差が原因であるときと同様に電動モータを制御することで、ブレーキユニットに異常振動を発生させてしまったり、モータの作動頻度が増加してモータが焼き付いてしまうおそれがあった。 In an electric disc brake device that performs feedback control using a conventional single load sensor, is the load variation detected by the sensor caused by a disc rotor thickness difference or rotor runout? Could not be distinguished. Therefore, even when the rotor runout is the cause, controlling the electric motor in the same way as when the thickness difference is causing the brake unit may cause abnormal vibrations or increase the frequency of motor operation. There was a risk that the motor would burn.
これに対して、本実施形態に係る電動ディスクブレーキ装置によれば、ブレーキパッドのディスクロータへの押付力を検出する荷重センサを、インナ側とアウタ側の両方に設け、二つの荷重センサの検出信号の位相差に基づいて、ロータ振れと肉厚差とを区別するようにした。そして、ロータ振れのときは荷重変動に追従させてモータを駆動しないようにすることで、ブレーキ振動を抑制しつつ、不要な電動モータの作動を抑制することができる。 On the other hand, according to the electric disc brake device according to the present embodiment, the load sensors for detecting the pressing force of the brake pads against the disc rotor are provided on both the inner side and the outer side, and the two load sensors are detected. Based on the phase difference of the signal, the rotor run-out and the wall thickness difference are distinguished. In addition, when the rotor is shaken, the motor is not driven by following the load fluctuation, so that unnecessary operation of the electric motor can be suppressed while suppressing brake vibration.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組み合わせ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組み合わせなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. These embodiments are merely examples, and modifications such as any combination of the embodiments, each component of the embodiment, and any combination of each processing process are also within the scope of the present invention. It will be understood by those skilled in the art.
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art. The configuration shown in each drawing is for explaining an example, and can be appropriately changed as long as the configuration can achieve the same function.
10 ブレーキユニット、 12 キャリパ、 14a インナ側ブレーキパッド、 14b アウタ側ブレーキパッド、 16 ディスクロータ、 16a、16b 摩擦摺動面、 20 ピストン、 28a、28b 荷重センサ、 30 電動モータ、 56 ブレーキペダル、 60 ブレーキECU、 62a 第1押付力検出部、 62b 第2押付力検出部、 64 位相差判定部、 66 制動力計算部、 68 モータ制御部、 100 電動ディスクブレーキ装置。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ディスクロータの車両内側および車両外側の摩擦摺動面に相対してそれぞれ配置されるインナ側ブレーキパッドおよびアウタ側ブレーキパッドと、
駆動機構を介して前記インナ側ブレーキパッドおよび前記アウタ側ブレーキパッドを前記摩擦摺動面に押し付ける電動モータと、
前記インナ側ブレーキパッドの前記摩擦摺動面への押付力を検出する第1押付力検出部と、
前記アウタ側ブレーキパッドの前記摩擦摺動面への押付力を検出する第2押付力検出部と、
前記第1押付力検出部および前記第2押付力検出部による検出信号に基づいて、前記電動モータによる前記インナ側ブレーキパッドおよび前記アウタ側ブレーキパッドの押付力を制御するモータ制御部と、
を備え、
前記第1押付力検出部による検出信号と、前記第2押付力検出部による検出信号との位相差が所定値以上の場合、前記モータ制御部は前記電動モータによる押付力の制御を行わないことを特徴とする電動ディスクブレーキ装置。 A disk rotor that rotates with the wheels;
An inner side brake pad and an outer side brake pad respectively disposed relative to the friction sliding surfaces on the vehicle inner side and the vehicle outer side of the disk rotor;
An electric motor that presses the inner brake pad and the outer brake pad against the friction sliding surface via a drive mechanism;
A first pressing force detector for detecting a pressing force of the inner brake pad against the friction sliding surface;
A second pressing force detector for detecting a pressing force of the outer brake pad against the friction sliding surface;
A motor control unit for controlling the pressing force of the inner brake pad and the outer brake pad by the electric motor based on detection signals from the first pressing force detection unit and the second pressing force detection unit;
Equipped with a,
When the phase difference between the detection signal from the first pressing force detection unit and the detection signal from the second pressing force detection unit is greater than or equal to a predetermined value, the motor control unit does not control the pressing force from the electric motor. Electric disc brake device characterized by.
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