(57)【要約】  ブレーキパッドの温度を精度良く推定し、十分な制動力と応答性を確保できる電動ブレーキ装置を提供する。このために、車輪と共に回転するディスクロータと、電動モータを用いて前記ディスクロータの軸線方向にピストンを直線運動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御装置と、前記ピストンによって押圧され、前記ディスクロータに回転方向の摩擦抵抗を与えるブレーキパッドと、前記ディスクロータと前記ブレーキパッドが接触するときの前記ピストンの位置である制動開始位置を検出する制動開始位置検出手段とを有する電動ブレーキ装置において、前記駆動制御装置が、前記制動開始位置検出手段によって検出された制動開始位置を最大制動開始位置として記憶し、前記制動開始位置が押圧増加方向に変化したとき、前記最大制動開始位置の記憶値を更新する。
2007091337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するディスクロータと、電動モータを用いて前記ディスクロータの軸線方向にピストンを直線運動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御装置と、前記ピストンによって押圧され、前記ディスクロータに回転方向の摩擦抵抗を与えるブレーキパッドと、前記ディスクロータと前記ブレーキパッドが接触するときの前記ピストンの位置である制動開始位置を検出する制動開始位置検出手段とを有する電動ブレーキ装置において、
前記駆動制御装置が、前記制動開始位置検出手段によって検出された制動開始位置を最大制動開始位置として記憶し、前記制動開始位置が押圧増加方向に変化したとき、前記最大制動開始位置の記憶値を更新することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記駆動制御装置が、前記制動開始位置検出手段によって検出された制動開始位置を現制動開始位置として、前記最大制動開始位置よりも短い期間で更新し、前記最大制動開始位置と前記現制動開始位置の差に基づいて、前期ブレーキパッドの熱膨張量を算出することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、前記駆動制御装置が、前記ブレーキパッドの組付け時の制動開始位置を初期制動開始位置として記憶し、前記最大制動開始位置と前記初期制動開始位置の差に基づいて、前記ブレーキパッドの磨耗量を算出することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電動ブレーキ装置において、前記駆動制御装置が、前記最大制動開始位置と前記現制動開始位置の差、または前記最大制動開始位置と前記初期制動開始位置の差に基づいて、前記ピストンの推力またはピストン位置を変化させることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項５】
請求項２に記載の電動ブレーキ装置において、前記アクチュエータが前記ピストンの位置を機械的に保持するパーキングブレーキ機構を備え、前記駆動制御装置は、前記パーキングブレーキ機構が前記ピストンの位置の保持するときの前記ピストンの推力を、前記ブレーキパッドの熱膨張量に基づいて変化させることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項６】
請求項２に記載の電動ブレーキ装置において、前記アクチュエータが前記ピストンの位置を機械的に保持するパーキングブレーキ機構を備え、前記駆動制御装置は、パーキングブレーキ機構が前記ピストンの位置の保持するときの前記ピストンの位置を前記最大制動開始位置に基づいて変化させることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のブレーキ装置に係り、特に、電動モータを用いて制動力を発生する電動ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ブレーキペダルの踏込み量に応じて電動モータを回転駆動させ、この電動モータの回転トルクを用いて制動力を発生させる、電動ブレーキ装置の開発が知られている。例えば、特開２００１−３２８６８号で提案されている電動ブレーキ装置は、電動モータを備えたアクチュエータを備え、ブレーキペダルの踏込量に応じてブレーキパッドをディスクロータに押圧し、車輪に制動力を加えるようになっている。
上記従来例における電動ブレーキ装置は、制動終了時に推力センサで検出される推力が解除されたときのブレーキパッド位置を制動開始位置とし、ブレーキ解除時には、ブレーキパッドがこの制動開始位置から所定量だけ離間するようにブレーキロータとブレーキパッドの空隙（以下、パッド空隙と呼ぶ）を制御し、制動力発生時には、推力センサの検出推力に応じてピストン推力を制御している。
ブレーキ解除時には、ディスクロータの熱変形に伴って生じるディスクロータとブレーキパッドとの接触（ブレーキの引き摺り）を回避するために、ディスクロータ温度やブレーキパッドの温度（以下、パッド温度と呼ぶ）を温度センサで検出するか、もしくは、車速、外気温度、制動状態をもとに算出したディスクロータの熱エネルギーの累積値に基づいてディスクロータ温度を推定し、ディスクロータの熱変形量に応じてブレーキパッドをディスクロータから離間するようにしている。
【発明の開示】
【０００３】
上記従来例にあるように、電動ブレーキ装置では、ブレーキディスクとブレーキパッドの温度変化に伴って、パッド空隙や推力が変化する。制動解除中であれば、ブレーキパッドの冷却に伴う熱収縮によってパッド空隙が拡大し、制動開始までの無駄時間が拡大してしまう。また、制動中にブレーキパッドの温度が上昇し、ブレーキパッドの硬さ（剛性）が低下すれば、所定の制動力を発生するためのモータ回転量が増加するため、制動力発生の応答性が悪化してしまう。また、ブレーキパッドの温度が変化すれば、ブレーキパッドとディスクロータの間の摩擦係数が変化するため、同じ推力でブレーキパッドを押圧しても車両の減速度が変化することがある。また、パーキングブレーキ中にブレーキパッド温度が低下し、熱収縮すれば、推力が減少してしまうため、それを補うために予め大きい制動力でパーキングブレーキをセットする必要があり、消費電力の増加と機構部品の消耗を促してしまう。これらブレーキパッドの温度変化に伴うパッド空隙と推力の変化に対して、十分な制動力と応答性を確保するためには、ブレーキパッドの温度を正確に把握し、温度変化と熱膨張に応じて、制動力制御を調整する必要がある。
しかしながら、上記従来技術のような温度センサによる温度検出では、構造の複雑化とアクチュエータの大型化を招いてしまう。さらに、消耗部品であるディスクロータとブレーキパッドに温度センサを組込むと、製造コストだけでなくメンテナンスコストの増大も招くといった問題がある。
一方、上記従来技術のような熱エネルギー収支による温度推定方法では、熱エネルギの収支が外気温度や走行風だけでなく、自然風や路面温度などにも影響を受けるため、パッド温度の正確な推定は難しい。特に電動ブレーキ装置の電源遮断後に長時間放置される場合には、推定誤差が拡大し、熱エネルギ収支を正確に把握することはさらに困難になる。したがって、熱エネルギー収支による温度推定方法によって、あらゆる環境下のパッド温度を精度良く推定することは困難である。
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたものであり、ブレーキパッドの温度を、温度センサを用いることなく精度良く推定し、ブレーキパッドの温度が変化する状況においても、十分な制動力と応答性を確保できる電動ブレーキ装置を提供することを目的としている。
上記の目的は、駆動制御装置が、制動開始位置検出手段によって検出された制動開始位置を、最大制動開始位置として記憶し、制動開始位置が押圧増加方向に変化したとき、またはパッド交換検出手段によってブレーキパッド交換が検出されたときに、最大制動開始位置の値を更新することにより達成される。これにより、最大制動開始位置を、高温時の制動開始位置やパッド交換後の制動開始位置と比較することでブレーキパッドの熱膨張量や磨耗量を推定でき、ブレーキパッドの温度が変化する状況においても、十分な制動力と応答性を確保できる電動ブレーキ装置を提供できる。
このとき、駆動制御装置が、制動開始位置検出手段によって検出された制動開始位置を現制動開始位置として、最大制動開始位置よりも短い期間で更新し、最大制動開始位置と現制動開始位置の差に基づいて、ブレーキパッドの熱膨張量を算出するようにするとよい。これにより、制動開始位置を検出する度にブレーキパッドの熱膨張量を精度よく検出することができ、熱膨張量に応じた制動力制御を施せば、ブレーキパッドの温度が変化する状況においても、十分な制動力と応答性を確保できる電動ブレーキ装置を提供できる。
また、駆動制御装置が、ブレーキパッドの磨耗初期、またはブレーキパッドの交換時の制動開始位置を初期制動開始位置として記憶し、最大制動開始位置と初期制動開始位置の差に基づいて、ブレーキパッドの磨耗量を算出するようにするとよい。これにより、最大制動開始位置を更新する度にブレーキパッドの磨耗量を検出することができ、ブレーキパッドの磨耗量が変化する状況においても、磨耗量に応じた制動力制御を施せば、十分な制動力と応答性を確保できる電動ブレーキ装置を提供できる。
また、駆動制御装置が、最大制動開始位置と現制動開始位置の差、または最大制動開始位置と初期制動開始位置の差に基づいて、ピストンの推力またはピストン位置を変化させるとよい。これにより、ブレーキパッドの温度や磨耗量の変化によってピストン推力やブレーキパッド摩擦係数が変化する状況においても、十分な制動力と応答性を確保できる電動ブレーキ装置を提供できる。
また、駆動制御装置が、パーキングブレーキ機構の保持動作が開始されるときの推力を、ブレーキパッドの熱膨張量または磨耗量に基づいて変化させるとよい。これにより、パーキングブレーキのセット後にブレーキパッドの温度や磨耗量が変化する状況においても、必要かつ十分なパーキングブレーキの制動力を確保できる電動ブレーキ装置を提供できる。
また、駆動制御装置が、パーキングブレーキ機構の保持動作が開始されるときのピストン位置を、最大制動開始位置に基づいて変化させるとよい。これにより、パーキングブレーキのセット後にブレーキパッドの温度や磨耗量が変化する状況においても、必要かつ十分なパーキングブレーキの制動力を確保できる電動ブレーキ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図は、本発明のフローチャートを示す図である。
第２図は、本発明の実施形態を示す図である。
第３図は、本発明の制動開始位置を示す図である。
第４図は、本発明の制動開始位置を示す図である。
第５図は、本発明のパーキングブレーキ状態を示す図である。
第６図は、本発明の状態推定を示す図である。
第７図は、本発明の推力制御における補正動作を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
第１図に、この発明のブレーキ装置の実施形態を示す。
ブレーキ装置は、ブレーキペダル１と、ブレーキペダルの踏込量を検出するペダルセンサ２と、運転状態検出装置３と、制動力を算出する車両運動制御装置４と、電力供給源５と、電動の制動力発生機構であるアクチュエータ６と、アクチュエータ６を駆動すると同時に信号の送受信を行う駆動制御装置７と、キャリパ８で構成される。
アクチュエータ６は、ハウジング９と、モータ１１と、モータ１１のハウジング９への固定部であるステータ１２と、モータ１１の回転部であるモータロータ１３と、モータロータ１３の回転を直動に変換するねじ部１４と、モータロータ１３を支持する軸受１５と、モータロータ１３の回転動力から推力を得るピストン１６と、ソレノイドのプランジャをモータロータ１３の溝に引掛けることでモータロータ１３とピストン１６の位置を機械的に固定するパーキングブレーキ機構２０と、ピストン１６の推力を受けてディスクロータ２２を挟み込む２つのブレーキパッド２１とで構成される。
アクチュエータ６とブレーキパッド２１は浮動式のキャリパ８に固定されている。キャリパ８は、サスペンションや操舵の動きに連動する車軸固定部に対して、モータ１１の軸方向（図面の左右方向）に摺動可能なように支持されている。２つのブレーキパッド２１の間には、タイヤと共に回転するディスクロータ２２が配置されている。ピストン１６の推力によってブレーキパッド２１とディスクロータ２２に摩擦力が発生し、タイヤを介して路面に伝達され、各車輪の制動力となる。
アクチュエータ６には、モータ１１の回転角を検出する回転角センサ３１と、ピストン１６の推力を検出し、制動力の変化に応じて信号値変化する推力センサ３２が設置されている。回転角センサ３１は、例えばホール素子、エンコーダ、レゾルバなどである。推力センサ３２は、例えば歪みゲージ式ロードセルである。これらのセンサから出力されるアナログ信号は、それぞれのセンサと駆動制御装置７を接続する信号線４１を介して駆動制御装置７へ送られる。
電力供給源５と駆動制御装置７は、電力線４２で接続され、駆動制御装置７とモータ１１を駆動するための電力が供給される。車両運動制御装置４と駆動制御装置７は信号線４１で接続される。信号線４１によって、車両運動制御装置４の信号が駆動制御装置７へ伝送されると同時に、駆動制御装置に設置された複数のセンサの情報が車両運動制御装置４へ伝送される。
以下、上述の構成をもつブレーキ装置の動作について説明する。
ペダルセンサ２は、ブレーキペダル１の踏込量に応じた電気信号を出力する。運転状態検出装置３は、例えば、車両の速度、車両の加速度、車両の旋回角速度、運転者のアクセルペダルの踏込量、エンジンのスロットル開度、操舵装置の舵角、前方走行車との車間距離や相対速度、障害物の有無、道路勾配、などを検出し、各運転状態に応じた電気信号を車両運動制御装置４へ送るものである。駆動制御装置７からは、モータ回転角、ピストン推力などのアクチュエータの情報が車両運動制御装置４へ送られる。
車両運動制御装置４は、ペダルセンサ２、運転状態検出装置３、駆動制御装置７からの信号に基づいて各車輪の制動力要求値を演算し、目標ピストン推力へ変換する。車両運動制御装置４は、この目標ピストン推力の大きさに応じた信号を駆動制御装置７へ送信する。車両運動制御装置４から制動力要求がある場合には、推力センサ３２のセンサ信号値が目標ピストン推力になるように、駆動制御装置７がモータ１１を制御する。ピストン１６がパッド側（第２図の右方向）へ前進する方向（正転方向）にモータロータ１３を回転させると、推力が増加する。また、ピストン１６が後退する方向（逆転方向）へモータロータ１３を回転させると、推力が減少する。ブレーキパッド２１とディスクロータ２２にクリアランスが生じると、ピストン推力がゼロとなり、制動力が解除される。
車両運動制御装置４からパーキングブレーキの要求信号がある場合には、推力センサ３２のセンサ信号値が所定のピストン推力値に達するまで、駆動制御装置７がモータ１１を制御し、所定のピストン推力に到達後、パーキングブレーキ機構２０によって、モータロータ１３の回転を機械的にロックする。パーキングブレーキ機構２０によって制動力が保持された後は、モータ１１への通電を遮断しても制動力が保持される。
制動力要求の値がゼロの状態、すなわちピストン推力発生要求がない制動力解除時には、ピストン推力がゼロになるように、駆動制御装置７がモータ１１を制御する。ブレーキパッド２１とディスクロータ２２が接触し、パッド引きずりが発生してしまうことを防ぐため、ブレーキパッド２１とディスクロータ２２の間に所定量の間隙を設ける。パッド間隙の位置制御では、ブレーキパッド２１とディスクロータ２２が接触する位置である制動開始位置を基準に、ディスクロータ２２が所定量離れるようにモータ１１が制御される。
第３図に示すように、制動開始位置Ｘ０は、制動力が発生する際、または解除される際に、ピストン推力Ｆが所定の閾値Ｆｔｈになったピストン位置から所定量ΔＸα差し引いた位置として求められる。制動開始位置Ｘ０は、検出動作毎の検出値を用いても良いし、過去数回の検出値の平均値など、複数の検出値に基づいて演算した値でも良い。
第４図に示すように、駆動制御装置７は検出時期の異なる３種類の制動開始位置（現制動開始位置Ｘ０ｃｒｎｔ、初期制動開始位置Ｘ０ｉｎｉｔ、最大制動開始位置Ｘ０ｍａｘ）を記憶し、それらの制動開始位置から、ブレーキパッド２１の磨耗量ΔＸｗｅａｒ（以下、単に磨耗量と呼ぶ）と、熱膨張量ΔＸｔｈｒｍ（以下、単に熱膨張量と呼ぶ）を求める。
現制動開始位置は、検出動作によって制動開始位置が求められる度に更新される。すなわち、現制動開始位置は、最も短い周期で更新され、現在に最も近い時期に検出された制動開始位置を示している。
最大制動開始位置は、新たに検出された制動開始位置が、その時点で記憶されている最大制動開始位置よりも大きい（磨耗進行方向が正）とき、またはブレーキパッド２１が交換されたときにのみ更新される。すなわち、最大制動開始位置は、特定のブレーキパッド２１の磨耗が進行していく過程で、最も検出位置が大きいときの制動開始位置を示す。また、ブレーキパッド２１は低温時ほど収縮し、厚みが薄くなり、制動開始位置が増加する。外気温度（およそ−４０℃〜＋４０℃）は、制動後のパッド温度（＋１００℃以上）に比べると低温である。車両の始動時など、パッド温度が外気温度とほぼ等しくなっている状態で制動開始位置を検出すれば、最大制動開始位置は、ブレーキパッド２１の磨耗進行を反映し、かつ低温時の制動開始位置を検出したことになる。
初期制動開始位置には、ブレーキパッド２１が組み付けられた直後の制動開始位置が記憶される。例えば、製品の生産時、またはブレーキパッド交換の交換動作時に記憶値が更新される。このとき、パッド温度が外気温度とほぼ等しくなっているので、初期制動開始位置は、ブレーキパッド２１の磨耗が進行する初期状態で、外気と温度が等しいときの制動開始位置である。
駆動制御装置７は、検出時期の異なる３種類の制動開始位置から、ブレーキパッド２１の磨耗量と熱膨張量を推定する。磨耗量は初期制動開始位置と最大制動開始位置の差から求められる。初期制動開始位置と最大制動開始位置は共に外気温時の制動開始位置であり、検出時のパッド温度の差が、パッド厚さの差へ与える影響は少ない。したがって、初期制動開始位置と最大制動開始位置の差がブレーキパッド２１の磨耗量と等しくなる。熱膨張量は現制動開始位置と最大制動開始位置の差から求められる。最大制動開始位置に比べ、制動制御後の現制動開始位置は、パッドの温度が上昇し、厚みが増している場合がある。パッド磨耗の進行速度は、熱膨張量の変化に比べ格段に遅いので、現制動開始位置と最大制動開始位置の差は、ブレーキパッド２１の熱膨張によって生じたことになる。
最大制動開始位置の更新時の外気温度と、制動時の外気温度とに比較的大きな差があった場合、最大制動開始位置と現制動開始位置の差によって推定したパッドの熱膨張量が、制動時の外気温度を基準とした熱膨張量を正確に示していないことになる。このような場合、最大制動開始位置がどのような外気温度で更新されたかを判断できれば、更新時の外気温度に応じて最大制動開始位置と現制動開始位置の差を補正することによって、制動時の外気温度を基準とした熱膨張量をより正確に推定することができる。例えば、最大制動開始位置の更新時に、更新後の値が、更新前の値に比べて、所定値以上大きい場合には、前回の更新時に比べて低い外気温度で更新されたと推定できる。また、現制動開始位置の更新時に、最大制動開始位置と現制動開始位置の差が所定値以上ある状態が、所定回数以上を続く場合には、最大制動開始位置が低い外気温度で更新されたと推定できる。また、更新時の外気温度は、外気温度センサによって直接検出することもできる。このように、最大制動開始位置がどのような外気温度で更新されたかを判断できれば、更新時の外気温度に応じて最大制動開始位置と現制動開始位置の差を補正し、制動時の外気温度を基準としたパッドの熱膨張量をより正確に求めることができる。
このように、熱エネルギー収支による推定ではなく、異なるタイミングで検出した制動開始位置の比較によって、ブレーキパッド２１の熱膨張量を求めることで、外界の状態や、電源遮断後の放置期間の影響を受けずに、精度良くパッドの熱膨張量を求めることができる。
以下、熱膨張量と磨耗量を推定する手法について、第１図に示すフローチャートに従って説明する。Ｓ１では制動開始位置の検出基準値である閾値Ｆｔｈをピストン推力が通過したか否かを判断する。現在時刻ｔでの推力センサ値Ｆ［ｔ］と直前の計算ステップの推力センサ値Ｆ［ｔ−１］からそれぞれ閾値Ｆｔｈを差し引いたものを掛けて、ゼロ未満であれば閾値を通過したと判断する。閾値を通過していればＳ２へ、そうでなければ本処理を一旦終了し、次の計算ステップで同様の処理を再開する。Ｓ２では、暫定の制動開始位置Ｘ０ｔｍｐを算出する。現在時刻ｔのピストン位置Ｘ［ｔ］と直前の計算ステップのピストン位置Ｘ［ｔ−１］の平均値を求め、所定変位ΔＸαを引いたもの暫定の制動開始位置Ｘ０ｔｍｐとする。Ｓ３では、暫定の制動開始位置Ｘ０ｔｍｐを現制動開始位置Ｘ０ｃｒｎｔとして更新する。Ｓ４では、暫定の制動開始位置Ｘ０ｔｍｐが、最大制動開始位置Ｘ０ｍａｘよりも大きいかどうか、又は、パッド組付け直後であるかどうかを判断する。真であればＳ５へ、否であればＳ９へ移る。Ｓ５では、暫定の制動開始位置Ｘ０ｔｍｐを最大制動開始位置Ｘ０ｍａｘとして更新する。Ｓ６では、パッド組付け直後であるかどうかを判断する。真であればＳ７へ、否であれば次のＳ８へ移る。Ｓ７では、暫定の制動開始位置Ｘ０ｔｍｐを初期制動開始位置Ｘ０ｉｎｉｔとして更新する。Ｓ８では、初期制開始位置Ｘ０ｉｎｉｔと最大制動開始位置Ｘ０ｍａｘの差を磨耗量ΔＸｗｅａｒとして求め、Ｓ９へ進む。Ｓ９では、現制動開始位置Ｘ０ｃｒｎｔと最大制動開始位置Ｘ０ｍａｘの差を熱膨張量ΔＸｔｈｒｍとして求め、次の計算ステップへ移る。
熱膨張量が推定できれば、熱収縮による制動力減少を想定したパーキングブレーキ動作を実現できる。熱膨張量が大きいときは、必要な保持制動力より大きめのピストン推力に設定することで、熱収縮後の制動力減少に対しても必要な制動力を確保することができる。例えば第５図に示すように、現制動開始位置が最大制動開始位置とは異なっており、ブレーキパッド２１が熱膨張していると考えられる場合、点（ａ）で制動力を保持してしまうと、パッド温度の低下後に、保持制動力が点（ｂ）まで下がってしまい、必要な制動力を確保できない。しかし、現制動開始位置と最大制動開始位置の差に基づいて熱膨張量を推定することができる。ブレーキパッド２１の熱収縮を予測して、点（ｃ）で制動力を保持すれば、熱収縮後は点（ｄ）に変化するので、必要保持制動力以上の制動力を確保できる。さらに、熱膨張量が小さいときは、点（ｄ）のように弱めのピストン推力に設定することで、必要以上の制動力でパーキングブレーキをセットする必要がなくなり、消費電力を低減でき、機構に対する負担も軽減できる。パーキングブレーキ動作の制御対象として保持制動力を考えたが、保持するピストン位置を制御対象としても良い。この場合、熱膨張や熱収縮に関係なく、最大制動開始位置を基準にピストン位置をセットすることで、点（ｄ）の保持制動力を確保することができる。
駆動制御装置７は、ブレーキパッド２１の熱膨張量と磨耗量から、ブレーキパッド２１の温度、摩擦係数、剛性特性（ピストン変位に対するピストン推力の特性）を推定する。駆動制御装置７は、熱膨張量、磨耗量、パッド温度の関係を予め記憶しておき、熱膨張量、磨耗量から、パッド温度を推定する。例えば、理論的または実験的な方法によって第６図−（Ａ）に示すような特性を記憶しておくことで、パッド温度を推定できる。パッド磨耗が進行すれば、パッドの厚さが減少するため、ある温度変化に対する熱膨張量は比較的小さくなる。また、ブレーキパッド２１の摩擦係数は主にパッド温度によって変化するが、第６図−（Ｂ）に示すように、温度と摩擦係数の関係を予め記憶しておくことで、ブレーキパッド２１の摩擦係数を推定できる。ブレーキパッド２１の摩擦係数は、材料によって複雑に変化するため、実験的に特性変化を求めておく。また、ブレーキパッド２１の剛性特性は主にパッド温度と磨耗量によって変化するが、第６図−（Ｃ）に示すように、パッド温度、磨耗量と剛性特性の関係を予め記憶しておくことで、ブレーキパッド２１の剛性特性を推定できる。図中の（ａ）と（ｂ）は磨耗量が少ないときの剛性特性であり、（ａ）は低温のときの、（ｂ）は高温のときの剛性特性である。高温時にはブレーキパッド２１が柔らかくなり、ピストン位置に対するピストン推力の増加が緩やかになる。図中の（ｃ）と（ｄ）は磨耗量が多いときの剛性特性であり、（ｃ）は低温のときの、（ｄ）は高温のときの剛性特性である。磨耗量が多いときは変形するブレーキパッドの量も減少するため、ピストン位置に対するピストン推力の増加が急になり、温度変化に対する剛性特性の変化は少なくなる。このように、温度と磨耗量の関数としてブレーキパッド２１の剛性特性を記憶しておくことで剛性特性を推定できる。
ブレーキパッド２１の温度が推定できれば、パッドの摩擦係数変化に応じた推力制御を実現できる。パッド温度による摩擦係数の変化が車両の減速度に影響しないように、予めピストン推力の目標値に対する補正ゲインを設定しておく。摩擦係数が小さいパッド温度のときは、ピストン推力を大きく設定し、摩擦係数が大きいパッド温度のとき、ピストン推力を小さくに設定することで、パッド温度変化による車両の減速度変動を抑制できる。第７図−（Ａ）に示すように、温度に対して摩擦係数とは逆の大小関係を持つ補正係数をピストン推力制御の制御目標に掛けて、ピストン推力の補正を行う。第７図−（Ｂ）に、制動制御開始時にパッド温度の低下が検出される場合の時間応答を示す。本例は、ピストンが制動開始位置に達する前は、パッド温度の推定値がＴ１であったが、時刻ｔ１にはパッド温度がＴ２に低下している状況を想定している。制動解除時にはパッド間隙が確保されており、時刻ｔ１にて制動制御を開始する。時刻ｔ２で制動開始位置が更新されると、パッド温度の推定値がＴ１より低いＴ２に更新される。パッド温度の推定値がＴ１のままであれば、図中の（ａ）のような時間応答になるが、パッド温度の推定値がＴ２に更新されたため、図中の（ｂ）のような時間応答へ変化する。温度Ｔ２のときのほうがブレーキパッド２１の摩擦係数が低いため、温度Ｔ１の補正ゲインＧ１より大きい補正ゲインＧ２になる。したがって、ピストン推力の立ち上がり勾配が大きくなり、収束値も温度Ｔ１時のＦ１より大きいＦ２へ変化する。
また、パッドの熱膨張量とパッド温度が推定できれば、パッドの剛性を推定でき、推力センサを用いないでピストン推力制御を実現することができる。第６図−（Ｃ）に示すように、ブレーキパッド２１は、温度が高ければ剛性が低くなり、温度が低ければ剛性は高くなる。第６図−（Ｃ）のような、ピストン位置に対する、ピストン推力の変化を予め記憶しておけば、ピストン推力の要求値に応じたピストン位置を求めることができ、推力センサを用いずにピストン変位をフィードバック制御することで、ピストン推力制御を実現することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2007091337.tif 000011
2007091337.tif 000012
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