(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
そのブレーキ操作部材の操作力または操作ストロークである操作値を検出するブレーキ操作値センサと、
電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた制動トルクにより車輪を制動し、セルフサーボ効果を発生可能なブレーキと、
前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力との間の予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するコントローラと
を含む電動式ブレーキ装置において、
前記摩擦材の温度を検出する温度センサと、
一連のブレーキ操作中において、前記温度センサにより検出された温度が高く、前記制動トルクをモータ駆動力で割った値であるブレーキ効力係数が、前記摩擦材の摩擦係数の変化に起因して大きく変化させられる温度領域にある場合には、前記温度が低く、前記ブレーキ効力係数の前記摩擦材の摩擦係数の変化に起因する変化が小さい温度領域にある場合より、同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる関係変化装置と
を含むことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【請求項２】
運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
そのブレーキ操作部材の操作力または操作ストロークである操作値を検出するブレーキ操作値センサと、
電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた制動トルクにより車輪を制動するブレーキと、
前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力との間に予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するコントローラと
を含む電動式ブレーキ装置において、
一連のブレーキ操作中において、前記ブレーキの作動が連続するブレーキ作動連続時間が、前記摩擦材の温度が高くなることにより摩擦材の摩擦係数の変化が大きくなり、前記ブレーキ操作値が一定であっても、前記摩擦材の摩擦係数の変化に伴って制動トルクが変化し始める時間である基準時間を超えた場合には、越える以前より、同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる関係変化装置を設けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【請求項３】
前記関係変化装置が、前記ブレーキ作動連続時間が前記基準時間を越え、かつ、前記ブレーキ操作部材が定常操作状態にある場合には、車両の走行速度または車輪の回転速度である速度が小さい場合は大きい場合より同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる第２の変化手段を含む請求項２に記載の電動式ブレーキ装置。
【請求項４】
前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作中における車両の走行速度または車輪の回転速度である速度が小さい場合は大きい場合より同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる第１の変化手段を含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置。
【請求項５】
前記関係が、前記ブレーキ操作値と係数とを掛けた値が前記モータの駆動力の目標値である関係であり、前記関係変化装置が、前記係数を変えることにより前記関係を変化させる手段を含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置。
【請求項６】
当該電動式ブレーキ装置が、さらに、各回の一連のブレーキ操作ごとに、各回の一連のブレーキ操作の開始時における車両の走行速度または車輪の回転速度であるブレーキ操作開始時速度が小さい場合は大きい場合より同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる関係設定装置を含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを駆動源とするブレーキを備えた車両用の電動式ブレーキ装置に関するものであり、特に、そのモータの駆動力を制御する技術の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用のブレーキ装置の分野においては、モータを用いてブレーキを電気的に作動させる電動式ブレーキ装置が既に知られている。そして、特開平１０−３３１８７６号公報には、次のような電動式ブレーキ装置が開示されている。それは、(a) ブレーキペダル等、運転者により操作されるブレーキ操作部材と、(b) ブレーキ操作部材の操作力，操作ストローク等、操作値を検出するブレーキ操作値センサと、(c) ブレーキと、(d) コントローラとを含むように構成されている。
【０００３】
ブレーキは、電源から供給される電力により駆動されるモータの駆動力（駆動トルクを含む概念）により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた制動トルクにより車輪を制動するように構成される。ブレーキには、ブレーキパッドを摩擦材、ディスクを回転体としてそれぞれ備えたディスク式と、ブレーキライニングを摩擦材、ドラムを回転体としてそれぞれ備えたドラム式とがある。
【０００４】
コントローラは、ブレーキ操作部材の操作値とモータの駆動力との間に予め定められた関係に従い、かつ、ブレーキ操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するように構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果】
この種の電動式ブレーキ装置においては、モータ駆動力と制動トルクとの関係が常に一定であるとは限らず、時間的に変化する場合がある。以下、具体的に説明する。
【０００６】
例えば、ブレーキが通常のドラム式である場合等、ブレーキがセルフサーボ効果を発生可能な形式である場合には、モータ駆動力が制動トルクに変換される比率であるブレーキ効力係数ＢＥＦが常に一定であるわけではなく、ブレーキ操作値が一定であっても時間と共に増加する。そのため、ブレーキがセルフサーボ効果を発生可能な形式である場合には、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに発生する。よって、特に、ブレーキ操作に伴って車速が低下するにつれて、運転者は車体減速度の変化に違和感を感じる。
【０００７】
ブレーキ効力係数ＢＥＦは摩擦材の摩擦係数μに依存する。具体的には、ブレーキ効力係数ＢＥＦは、それが大きい領域において小さい領域におけるより敏感に摩擦材の摩擦係数μの変化に対して変化させられる。このことは図７にグラフで示されている。その結果、制動トルクも、ブレーキ効力係数ＢＥＦが大きい領域において小さい領域におけるより敏感に摩擦材の摩擦係数μの変化に対して変化させられる。一方、摩擦材の摩擦係数μは、その摩擦材の温度に依存し、摩擦材の温度は、ブレーキが連続して作動させられる時間の増加につれて上昇する。そのため、ブレーキがセルフサーボ効果を発生可能な形式である場合には、摩擦材の温度変化に起因した摩擦材の摩擦係数μの時間的変化によっても、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに発生する。
【０００８】
ブレーキが通常のディスク式である場合等、ブレーキがセルフサーボ効果を発生させない形式である場合にも、ブレーキ効力係数ＢＥＦが、ブレーキ操作値が一定であっても時間と共に増加することがある。例えば、車両の走行速度が約３０ｋｍ／ｈ以下である状態等、車両が低速走行させられている状態では、ブレーキ操作値を一定にしても、ブレーキ効力係数ＢＥＦが時間と共に増加することがあるのである。これは、摩擦材が回転体に食いつくことが原因であると予想される。そのため、ブレーキがセルフサーボ効果を発生させない形式である場合にも、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに発生することがある。
【０００９】
ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに発生することは、その原因の種類の如何を問わず、運転者のブレーキ操作フィーリングを悪化させる要因となる。そのため、上記電動式ブレーキ装置においては、このような制動トルクの時間的変化を考慮しないでモータ駆動力が制御されると、ブレーキ操作フィーリングが悪化するおそれがある。
【００１０】
このような事情を背景として、本発明は、モータ駆動力をブレーキ操作値との関係において適正化することを課題としてなされたものであり、本発明によって下記各態様が得られる。各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合せのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。
【００１１】
(１)運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
そのブレーキ操作部材の操作力または操作ストロークである操作値を検出するブレーキ操作値センサと、
電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた制動トルクにより車輪を制動し、セルフサーボ効果を発生可能なブレーキと、
前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力との間の予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するコントローラと
を含む電動式ブレーキ装置において、
前記摩擦材の温度を検出する温度センサと、
一連のブレーキ操作中において、前記温度センサにより検出された温度が高く、前記制動トルクをモータ駆動力で割った値であるブレーキ効力係数が、前記摩擦材の摩擦係数の変化に起因して大きく変化させられる温度領域にある場合には、前記温度が低く、前記ブレーキ効力係数の前記摩擦材の摩擦係数の変化に起因する変化が小さい温度領域にある場合より、同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる関係変化装置と
を含むことを特徴とする電動式ブレーキ装置（請求項１）。
(２)運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
そのブレーキ操作部材の操作力または操作ストロークである操作値を検出するブレーキ操作値センサと、
電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた制動トルクにより車輪を制動するブレーキと、
前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力との間に予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するコントローラと
を含む電動式ブレーキ装置において、
一連のブレーキ操作中において、前記ブレーキの作動が連続するブレーキ作動連続時間が、前記摩擦材の温度が高くなることにより摩擦材の摩擦係数の変化が大きくなり、前記ブレーキ操作値が一定であっても、前記摩擦材の摩擦係数の変化に伴って制動トルクが変化し始める時間である基準時間を超えた場合には、越える以前より、同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる関係変化装置を設けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置（請求項２）。
この電動式ブレーキ装置によれば、前記関係が、一連のブレーキ操作中一定とされるのではなく、一連のブレーキ操作中に変化させられる。そして、この電動式ブレーキ装置によれば、一連のブレーキ操作中に、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに実質的に生じないように前記関係を変化させることが可能である。したがって、この電動式ブレーキ装置によれば、モータ駆動力をブレーキ操作値との関係において適正化し得、その結果、良好なブレーキ操作フィーリングを得ることが可能となる。
この電動式ブレーキ装置において「一連のブレーキ操作中に前記関係を変化させる」形式には、一連のブレーキ操作の途中で１回、前記関係を変化させる形式を選んだり、複数回変化させる形式を選ぶことができる。１回変化させる形式は、一連のブレーキ操作中に前記関係を２段階に変化させる形式であるということができ、また、複数回変化させる形式は、一連のブレーキ操作中に前記関係を３段階以上に変化させる形式であるということができる。
この電動式ブレーキ装置において「一連のブレーキ操作」は、ブレーキ操作部材の操作を開始してから、その開始時から最初にその操作を終了するまでの、運転者の動作をいう。
この電動式ブレーキ装置において「前記関係を変化させる」技術は、モータに供給される電力値（以下、「モータ電力値」という）とモータ駆動力とが１対１に対応する場合には、ブレーキ操作値に応じてモータ電力値を決定する過程においては、それらブレーキ操作値とモータ電力値との関係を変化させる技術として実現でき、また、ブレーキ操作値に応じて車体減速度の目標値を決定してその目標減速度に応じてモータ電力値を決定する過程においては、ブレーキ操作値と目標減速度との関係を変化させる技術として実現できる。また、モータ電力値とモータ駆動力との関係を電気的にまたは機械的に変化させ得る場合には、その関係を変化させる技術として実現できる。
この電動式ブレーキ装置においては、ブレーキをドラム式としたり、ディスク式とすることができる。また、ディスク式のブレーキは、セルフサーボ効果を発生可能な形式としたり、発生させない形式とすることができる。
この電動式ブレーキ装置において「前記関係」は、ブレーキ操作値の増加につれてモータ駆動力が増加することを表す連続的な関係（例えばパターン）としたり、ある瞬間におけるブレーキ操作値とモータ駆動力との関係とすることができる。
(1)項に記載の電動ブレーキ装置においては、一連のブレーキ操作中に摩擦材の温度が検出され、その温度を考慮して前記関係が変化させられる。摩擦材等の温度が高いためにモータ駆動力を小さくすることが望ましい場合にモータ駆動力が小さくされ、それにより、制動トルクの変化が抑制されるため、ブレーキ操作フィーリングが向上する。また、本電動式ブレーキ装置によれば、温度の検出が一連のブレーキ操作中に行われる。よって、温度の変化に精度よく追従するように前記関係をリアルタイムで変化させることが容易となり、その結果、モータ駆動力の制御精度を容易に向上させ得る。
(2)項に記載の電動ブレーキ装置において、ブレーキ作動連続時間が経過するにつれて、摩擦材またはそれの近傍の温度が上昇するのであり、ブレーキ作動連続時間と摩擦材等の温度との間には一定の関係が成立する。そこで、ブレーキ作動連続時間が長いためモータ駆動力を小さくすることが望ましい場合にモータ駆動力が小さくされれば、制動トルクの変化を抑制することができ、ブレーキ操作フィーリングを向上させることができる。また、本電動式ブレーキ装置によれば、モータ駆動力をブレーキ操作値との関係において適正化することができる。
(３)前記関係変化装置が、前記ブレーキ作動連続時間が前記基準時間を越え、かつ、前記ブレーキ操作部材が定常操作状態にある場合には、車両の走行速度または車輪の回転速度である速度が小さい場合は大きい場合より同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる第２の変化手段を含む(2)項に記載の電動式ブレーキ装置（請求項３）。
(４)前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作中における車両の走行速度または車輪の回転速度である速度が小さい場合は大きい場合より同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる第１の変化手段を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置（請求項４）。
前述のように、車両の走行速度または車輪の回転速度が小さい場合において大きい場合におけるより、摩擦材の回転体への食いつきが生じ易く、よって、ブレーキ操作値の時間的増加に起因しない制動トルクの時間的増加が発生する可能性が高い。
また、車両の走行速度が小さい場合において大きい場合におけるより、運転者は、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない制動トルクの時間的変化をブレーキ操作フィーリングの時間的変化として感じ易く、よって、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない制動トルクの時間的変化を抑制する必要性が高い。
また、ブレーキ操作フィーリングの悪化防止は、車両の走行速度が小さい場合において大きい場合におけるより強く要望される事項であるのに対して、ブレーキの効き増加は、車両の走行速度が大きい場合において小さい場合におけるより強く要望される事項であると考えられる。一方、ブレーキ操作値の時間的増加に起因しない制動トルクの時間的増加は、ブレーキの効きが増すことを意味する。したがって、車両の走行速度が大きい場合にはブレーキの効き増加を優先させる一方、車両の走行速度が小さい場合にはブレーキ操作フィーリングの悪化防止を優先させることが考えられ、その考えに従えば、車両の走行速度が小さい場合において大きい場合におけるより、ブレーキ操作値の時間的増加に起因しない制動トルクの時間的増加を抑制することは妥当なことである。
本項に記載の電動式ブレーキ装置においては、車両の走行速度または車輪の回転速度が小さいためにモータ駆動力を小さくすることが望ましい場合にモータ駆動力が小さくされることにより、制動トルクの変化が抑制されるため、ブレーキ操作フィーリングが向上する。
(５)前記第１の変化手段が、同じブレーキ操作値に対応するモータ駆動力が、一連のブレーキ操作の開始時における前記速度であるブレーキ操作開始時速度が第１基準値より小さい場合において大きい場合におけるより小さくなるように前記関係を設定する手段を含む(4)項に記載の電動式ブレーキ装置。
この電動式ブレーキ装置によれば、ブレーキ操作開始時速度が小さい場合と大きい場合とで前記関係が互いに異なるように設定され、その結果、モータ駆動力がブレーキ操作開始時速度との関係において適正化される。
(６)前記第１の変化手段が、前記ブレーキ操作開始時速度が前記第１基準値より大きい場合には、同じブレーキ操作値に対応するモータ駆動力が、前記一連のブレーキ操作の開始後における前記速度であるブレーキ操作開始後速度が第２基準値に低下した後の期間において低下する前の期間におけるより小さくなるように前記関係を変化させる手段を含む(5)項に記載の電動式ブレーキ装置。
この電動式ブレーキ装置によれば、ブレーキ操作開始後速度が変化するにつれて前記関係が変化させられ、その結果、ブレーキ操作開始後速度を考慮することにより、モータ駆動力をブレーキ操作値との関係において適正化し得る。
この電動式ブレーキ装置において「第２基準値」は、第１基準値と等しい値としたり、異なる値とすることができる。
(７)前記関係変化装置が、前記ブレーキ操作値に時間的変化が実質的に生じていない定常状態にあるか否かに基づいて前記関係を変化させる第４変化手段を含む(1)ないし(6)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
ブレーキ操作値に時間的変化が実質的に生じていない定常状態においてそうでない非定常状態におけるより、運転者は、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない制動トルクの時間的変化をブレーキ操作フィーリングの時間的変化として感じ易い。
このような知見に基づき、本項に記載の電動式ブレーキ装置においては、ブレーキ操作値が定常状態にあるか否かに基づいて前記関係が変化させられる。
(８)前記第４変化手段が、同じブレーキ操作値に対応するモータ駆動力が、前記定常状態において非定常状態におけるより小さくなるように前記関係を変化させる手段を含む(7)項に記載の電動式ブレーキ装置。
この電動式ブレーキ装置によれば、運転者が制動トルクの時間的変化を感じ易い、ブレーキ操作値の定常状態において、モータ駆動力が小さくされるため、制動トルクの変化量が低減され、その結果、ブレーキ操作フィーリングの悪化が抑制される。
(９)前記関係が、前記ブレーキ操作値と係数とを掛けた値が前記モータの駆動力の目標値である関係であり、前記関係変化装置が、前記係数を変えることにより前記関係を変化させる手段を含む(1)ないし(8)項のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置（請求項５）。
ここに「制御ゲイン」は、ブレーキ操作値の変化可能領域の全体について共通のものとしたり、ブレーキ操作値に応じて変化するものとすることができる。
(１０)前記関係変化装置が、前記ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに実質的に生じないように、一連のブレーキ操作中に前記関係を変化させるものである(1)ないし(9)項のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置。
この電動式ブレーキ装置によれば、一連のブレーキ操作中に、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに実質的に生じないように前記関係が変化させられる。したがって、この電動式ブレーキ装置によれば、良好なブレーキ操作フィーリングが得られる。
(１１)前記関係変化装置が、一連のブレーキ操作中における車両の走行速度または車輪の回転速度の変化と、一連のブレーキ操作中に前記ブレーキの作動が連続するブレーキ作動連続時間の経過と、一連のブレーキ操作中における前記摩擦材またはそれの周辺の温度の変化と、一連のブレーキ操作中に前記ブレーキ操作値に時間的変化が実質的に生じない定常状態にあるか否かを表す情報の変化との少なくとも一つに関連して前記関係を変化させるものである(1)ないし(10)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(１２)前記関係変化装置が、前記関係を段階的に変化させるものである(1)ないし(11)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
前記関係変化装置は、前記関係を実質的に連続的に変化させる態様で実施することが可能であるが、段階的に変化させる態様で実施すれば、実質的に連続的に変化させる態様で実施する場合に比較して、前記関係を変化させるための構成、例えば、コンピュータのプログラム，メモリ等の負荷が軽減される。
(１３)前記関係変化装置が、前記ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに生じる可能性の有無を判定する可能性判定手段を含み、その可能性判定手段によりその可能性があると判定された場合に前記関係を変化させるものである(1)ないし(12)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
ここに「可能性判定手段」は例えば、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに生じる可能性が、ブレーキの作動が連続する時間が長い場合において短い場合におけるより高いという事実に着目することにより、その可能性を有無を判定する形式としたり、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに生じる可能性が、摩擦材またはそれの近傍の温度が高い場合において低い場合におけるより高いという事実に着目することにより、その可能性を有無を判定する形式とすることができる。
(１４)前記関係変化装置が、さらに、前記ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに実質的に生じないように前記関係を変化させることが必要であるか否かを判定する必要性判定手段を含み、前記可能性判定手段により、前記ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに生じる可能性があると判定され、かつ、前記必要性判定手段により、前記ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が前記制動トルクに実質的に生じないように前記関係を変化させることが必要であると判定された場合に前記関係を変化させるものである(13)項に記載の電動式ブレーキ装置。
ここに「必要性判定手段」は例えば、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに生じると、運転者はその制動トルクの時間的変化を、車両の走行速度が低い場合において高い場合におけるより感じ易いという事実に着目することにより、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに実質的に生じないように関係を変化させることが必要であるか否かを判定する形式とすることができる。また、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに生じると、運転者はその制動トルクの時間的変化を、ブレーキ操作値の時間的変化がない場合においてある場合におけるより感じ易いという事実に着目することにより、ブレーキ操作値の時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクに実質的に生じないように関係を変化させることが必要であるか否かを判定する形式とすることもできる。
(１５)当該電動式ブレーキ装置が、さらに、各回の一連のブレーキ操作ごとに、各回の一連のブレーキ操作の開始時における車両の走行速度または車輪の回転速度であるブレーキ操作開始時速度が小さい場合は大きい場合より同じブレーキ操作値に対応する前記モータの駆動力が小さくなるように前記関係を変化させる関係設定装置を含む(1)項ないし(14)項のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置（請求項６）。
本発明者らは、ブレーキ操作開始時速度が、ある回の一連のブレーキ操作が、運転者が制動トルクの変化を感じ易い種類のものであるか難い種類のものであるかを判別する際に考慮することが有効なパラメータであることに気がついた。
このような知見に基づき、本項に記載の電動式ブレーキ装置においては、ブレーキ操作開始時速度に基づいて前記関係が設定される。したがって、この電動式ブレーキ装置によれば、一連のブレーキ操作の種類の如何を問わず、モータ駆動力がブレーキ操作値との関係において適正化され、その結果、良好なブレーキ操作フィーリングが得られる。また、運転者が制動トルクの変化を感じ易い低速走行時にブレーキ操作フィーリングが悪化することが抑制される。
(１６)運転者により操作されるブレーキ操作部材と、
そのブレーキ操作部材の操作値を検出するブレーキ操作値センサと、
電力により駆動されるモータの駆動力により摩擦材を、車輪と共に回転する回転体に押し付け、それにより、その回転体に制動トルクを発生させ、その発生させられた制動トルクにより車輪を制動するブレーキと、
前記ブレーキ操作部材の操作値と前記モータの駆動力との間に予め定められた関係に従い、かつ、前記ブレーキ操作値センサにより検出されたブレーキ操作値に基づき、モータの駆動力を制御するコントローラと
を含む電動式ブレーキ装置において、
車両の走行速度または車輪の回転速度である速度と、前記ブレーキの作動が連続する時間と、前記摩擦材またはそれの周辺の温度と、前記ブレーキ操作値に時間的変化が実質的に生じない定常状態にあるか否かを表す情報との少なくとも一つに基づいて前記関係を決定する関係決定装置を設けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
この電動式ブレーキ装置において「前記関係を決定する」という用語は、各回の一連のブレーキ操作ごとに前記関係の初期値を設定することと、各回の一連のブレーキ操作中に前記関係を変化させることとの少なくとも一方を含むように解釈される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。この電動式ブレーキ装置は、左右前輪ＦＬ，ＦＲと左右後輪ＲＬ，ＲＲとを備えた４輪車両に設けられている。左右前輪ＦＬ，ＦＲには超音波モータを駆動源とするとともに流体圧を使用しない電動式ディスクブレーキが設けられている。一方、左右後輪ＲＬ，ＲＲには、ＤＣモータを駆動源とするとともに流体圧を使用しない電動式ドラムブレーキが設けられている。ただし、本実施形態を通して本発明を理解するために説明することが特に必要であるのは電動式ドラムブレーキであるため、同図には、左右後輪の一方に設けられた電動式ドラムブレーキ（以下、単に「ブレーキ」という）１０のみが代表的に示されている。
【００１４】
電動式ブレーキ装置は、ブレーキ１０に加えて、ブレーキペダル１２をブレーキ操作部材として備えるとともに、図示しない反力付与機構を備えている。ブレーキペダル１２は、車両左右方向に延びる一軸線まわりに回動可能に車体に取り付けられている。反力付与機構は、ブレーキペダル１２の操作ストロークに応じた反力をブレーキペダル１２に発生させる。電動式ブレーキ装置はさらに、ブレーキ操作値センサ１４を備えている。ブレーキ操作値センサ１４は、ブレーキペダル１２の操作力または操作ストロークをブレーキ操作値として検出する。ブレーキ操作値センサ１４は、ブレーキペダル１２の操作力を歪みゲージ等により検出する形式としたり、ブレーキペダル１２の回動角をロータリポテンショメータにより検出する形式とすることができる。
【００１５】
電動式ブレーキ装置はさらに、車速センサ１６を備えている。車速センサ１６は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。電動式ブレーキ装置はさらに、モータ駆動力センサ１８を備えている。モータ駆動力センサ１８については後に詳述する。
【００１６】
電動式ブレーキ装置はさらに、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略称する）２０と、電源としてのバッテリ２２とを備えている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＲＯＭには、図４および図５にそれぞれにフローチャートで表されているブレーキ制御ルーチンおよび制御ゲイン決定ルーチンを始めとして各種ルーチンが記憶されており、それらルーチンがＣＰＵによりＲＡＭを使用つつ実行されることにより、ブレーキ１０が制御される。バッテリ２２は、車両のエンジンの回転により充電させられる。
【００１７】
図２には、ブレーキ１０が拡大されて示されている。
【００１８】
ブレーキ１０は、図示しない車体に取り付けられた非回転部材としての、ほぼ円板状を成すバッキングプレート２００と、内周面に摩擦面２０２を備えて車輪と共に回転するドラム２０４とを備えている。同図には、車両前進時に車輪が回転するのに伴ってドラム２０４が回転するドラム回転方向が矢印で示されている。
【００１９】
バッキングプレート２００の一直径方向に隔たった２箇所には、それぞれアンカ部材としてのアンカピン２０６と中継リンクとしてのアジャスタ２０８とが設けられている。アンカピン２０６はバッキングプレート２００に位置固定に取り付けられている。一方、アジャスタ２０８はフローティング式とされている。それらアンカピン２０６とアジャスタ２０８との間には、各々円弧状を成す一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂがドラム２０４の内周面に対面するように取り付けられている。一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂは、シューホールドダウン装置２１２ａ，２１２ｂによってバッキングプレート２００にそれの面に沿って移動可能に取り付けられている。なお、バッキングプレート２００の中央に設けられた貫通穴には、図示しないアクスルシャフトが回転可能に突出して設けられるようになっている。
【００２０】
一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂは、一端部同士がアジャスタ２０８により相互に接近は不能、隔離は可能に連結される一方、各他端部がアンカピン２０６と当接させられており、それにより、各端部の回りに回動可能に支持されている。一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの一端部同士は、アジャスタスプリング２１４によりアジャスタ２０８を介して互いに接近する向きに付勢されている。一方、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの各他端部は各シューリターンスプリング２１５ａ，２１５ｂによりアンカピン２０６に向かって付勢されている。各ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの外周面にブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂがドラム２０４の内周面に接触させられることにより、それらブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとドラム２０４との間に摩擦力が発生する。アジャスタ２０８は、一対のブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂとドラム２０４との隙間を一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの摩耗に応じて自動的に調整する。
【００２１】
各ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂはリム２２０とウェブ２２２とから構成されており、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂの一方のウェブ２２２には、レバー２３０がドラム２０４の回転軸線と交差する方向に回動可能に取り付けられている。ウェブ２２２にレバー支持部材としてのピン２３２が位置固定に取り付けられ、そのピン２３２にレバー２３０の一端部が回動可能に連結されているのである。このレバー２３０と他方のブレーキシュー２１０ｂとの互いに対向する部分の切欠きには、力伝達部材としてのストラット２３６の両端が係合させられている。このストラット２３６はその長さをねじ機構により調節するアジャスト機能を備えている。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、ブレーキ１０は、車体の前進時にも後退時にも、いずれのブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂにもセルフサーボ効果が発生するデュオサーボ型なのである。
【００２３】
レバー２３０の他端部（自由端部）にはケーブル２４０の一端部が連結されている。このケーブル２４０は、複数本のワイヤをより合わせて構成されており、フレキシブルである。このケーブル２４０は、バッキングプレート２００に取り付けられたシュー拡張アクチュエータ２５０により駆動される。シュー拡張アクチュエータ２５０は、図３に拡大して示すように、ＤＣモータ（以下、単に「モータ」という）２５１の回転軸に減速機２５２の入力軸が連結され、その減速機２５２の出力軸に運動変換機構としてのボールねじ機構２５４の入力部材が連結されて構成されており、そのボールねじ機構２５４の出力部材にケーブル２４０の他端部が連結されている。ボールねじ機構２５４は、モータ２５１の回転運動を直線運動に変換する機構である。図において符号２５６および２５８は共にブラケットを示し、また、符号２６０および２６２は共に、各ブラケット２５６，２５８をバッキングプレート２００へ取り付けるための取付けボルトを示している。
【００２４】
ボールねじ機構２５４は、入力部材としてのおねじ２６４に出力部材としてのナット２６６が図示しない複数個のボールを介して螺合されて構成されている。ナット２６６は固定部材としてのハウジング２６７に回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合されている。それにより、おねじ２６４の回転運動がナット２６６の直線運動に変換される。ナット２６６の両端部のうちおねじ２６４の側とは反対側の端部に出力シャフト２６８が同軸に取り付けられている。それらおねじ２６４，ナット２６６および出力シャフト２６８の相互の摺動部へのダストの侵入が、ハウジング２６７および伸縮可能なダストブーツ２７０により阻止されている。
【００２５】
出力シャフト２６８とケーブル２４０の他端部との結合は次のような構成により行われる。すなわち、出力シャフト２６８の両端部のうちボールねじ機構２５４の側とは反対側の端部にケーブル取付け用おねじ２７２が形成される一方、ケーブル２４０の他端部にケーブル取付け用ナット２７４が結合されている。そのケーブル取付け用ナット２７４がケーブル取付け用おねじ２７２に螺合され、そのケーブル取付け用おねじ２７２に回り止め用ナット２７６が螺合されるとともに、その回り止め用ナット２７６がケーブル取付け用ナット２７４に押し付けられることにより、ケーブル取付け用ナット２７４の緩みが防止されている。
【００２６】
以上のように構成されたシュー拡張アクチュエータ２５０は、ブレーキペダル１２の操作時にケーブル２４０に引張力を付与し、それにより、レバー２３０がそれの他端部がブレーキシュー２１０ｂから離隔される向きに回動させられ、その結果、ストラット２３６により一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂが拡張される。
【００２７】
ブレーキ１０は、一対のブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂをそれに発生するセルフサーボ効果に打ち勝って収縮させるのに効果的なシュー収縮機構を備えている。シュー収縮機構は、本実施形態においては、図２に示すように、レバー２３０とバッキングプレート２００との間に張り渡されたリターンスプリング２８０とされている。このリターンスプリング２８０は、ケーブル２４０と同軸に張り渡されるとともに、一端部がレバー２３０の他端部に、他端部がシュー拡張アクチュエータ２５０のうちの固定部分（例えば、ハウジング，ブラケット等）にそれぞれ係合させられている。したがって、ブレーキペダル１２の操作の解除時に、シュー拡張アクチュエータ２５０が初期位置に向かって戻されれば、レバー２３０はリターンスプリング２８０の圧縮力によって初期位置に向かって回動させられる。
【００２８】
前記モータ駆動力センサ１８は、レバー２３０に装着されている。モータ駆動力センサ１８は、歪みゲージ方式であり、レバー２３０に生じた歪みを検出するとともに、その検出した歪みに基づいてそのレバー２３０にモータ２５１が加えたモータ駆動力Ｄを検出する。
【００２９】
なお、モータ駆動力センサ１８は、他の方式でモータ駆動力Ｄを検出するものとすることが可能である。例えば、モータ２５１に供給された電流を検出するモータ電流センサをそのモータ２５１に設け、かつ、モータ２５１に供給された電流と、そのモータ２５１がレバー２３０に加えたモータ駆動力Ｄとの間に成立する一定の関係を利用することにより、モータ電流センサにより検出された電流からモータ駆動力Ｄを検出することが可能なのである。
【００３０】
以上説明したブレーキ１０のモータ２５１はＥＣＵ２０のコンピュータにより制御される。以下、この制御を説明するが、まず、概略的に説明し、次に、図４および図５のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。
【００３１】
ＥＣＵ２０は、ブレーキ操作値Ａに基づき、ブレーキ１０により発生させる車体減速度の目標値である目標減速度Ｇ* を決定する。
【００３２】
ＥＣＵ２０はさらに、決定された目標減速度Ｇ* に制御ゲインｋ（係数）を掛け算することにより、モータ駆動力の目標値である目標駆動力Ｄ* を決定する。すなわち、目標駆動力Ｄ* は、
Ｄ* ＝ｋ×Ｇ* 
なる式を用いて決定されるのである。
【００３３】
なお、目標減速度Ｇ* は、ブレーキ操作値Ａに対応する値であることから、モータ２５１にとって入力を意味し、一方、目標駆動力Ｄ* は、モータ２５１にとって出力を意味する。そして、それら入力と出力との比率を表すのが制御ゲインｋである。すなわち、本実施形態においては、制御ゲインｋが「関係」を構成しているのである。
【００３４】
ＥＣＵ２０は、制御ゲインｋの決定を行う。制御ゲインｋを決定する技術には、各回の一連のブレーキ操作ごとに制御ゲインｋの初期値を設定する技術と、各回の一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋを初期値から変化させる技術とが含まれている。
【００３５】
制御ゲインｋの初期値を設定する技術については、ＥＣＵ２０は、各回の一連のブレーキ操作ごとに、各回の一連のブレーキ操作の開始時における車速Ｖに基づき、制御ゲインｋの初期値を設定する。ブレーキ操作値Ａの時間的変化に起因しないブレーキ１０の制動トルクＴの時間的変化を抑制するためである。制動トルクＴは、モータ駆動力Ｄとブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの摩擦係数μとに依存するパラメータである。具体的には、ＥＣＵ２０は、同じブレーキ操作値Ａに対応する目標駆動力Ｄ* が、ブレーキ操作開始時の車速Ｖが基準値Ｖ0 より小さい場合において大きい場合におけるより小さくなるように制御ゲインｋを設定する。すなわち、ブレーキ操作開始時の車速Ｖが基準値Ｖ0 より小さい場合において大きい場合におけるより小さくなるように制御ゲインｋを設定するのである。
【００３６】
制御ゲインｋを変化させる技術については、ＥＣＵ２０は、ブレーキ操作開始時の速度Ｖが基準値Ｖ0 より大きい場合にのみ、かつ、ブレーキ１０の作動が連続するブレーキ作動連続時間ｔB が基準値ｔB0以上であるとともに、ブレーキ操作値Ａに時間的変化が実質的に生じていない定常状態にあることを条件に、一連のブレーキ操作の開始後における車速Ｖの変化に関連して制御ゲインｋを変化させる。ブレーキ操作値Ａの時間的変化に起因しないブレーキ１０の制動トルクＴの時間的変化を抑制するためである。具体的には、ＥＣＵ２０は、同じブレーキ操作値Ａに対応する目標駆動力Ｄ* が、ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ0 に低下した後の期間において低下する前の期間におけるより小さくなるように制御ゲインｋを変化させる。すなわち、ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ0 に低下した後の期間において低下する前の期間におけるより小さくなるように制御ゲインｋを変化させるのである。
【００３７】
制御ゲインｋを変化させる技術につき、ＥＣＵ２０は、制御ゲインｋを実質的に連続的に変化させるのではなく、設定複数個の候補値の一例である３個の候補値ａ，ｂ，ｃのいずれかを選択することによって段階的に変化させる。それら３個の候補値ａ，ｂ，ｃ間の大小関係は、
ａ＞ｂ＞ｃ
なる式で表される。
【００３８】
次に、このブレーキ制御を図４および図５のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。
【００３９】
図４のブレーキ制御ルーチンは、車両の走行開始指令スイッチとしてのイグニションスイッチの信号がＯＦＦからＯＮに操作された後、繰返し実行される。各回の実行時には、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じ）において、ブレーキ操作値センサ１２からブレーキ操作値Ａが入力される。次に、Ｓ２において、その入力されたブレーキ操作値Ａに基づいて目標減速度Ｇ* が決定される。ＥＣＵ２０のコンピュータのＲＯＭには、ブレーキ操作値Ａが変化するにつれて目標減速度Ｇ* が変化する関係がテーブル，マップ等の形態で記憶されており、その関係に従い、今回のブレーキ操作値Ａに対応する今回の目標減速度Ｇ* が決定される。その関係は例えば、ブレーキ操作値Ａが増加するにつれてリニアに目標減速度Ｇ* が増加するように設定される。
【００４０】
その後、Ｓ３において、ＲＡＭに記憶されている制御ゲインｋが読み込まれる。制御ゲインｋは、後述の制御ゲイン決定ルーチンにより決定されて記憶される。
【００４１】
続いて、Ｓ４において、目標駆動力Ｄ* が、その読み込まれた制御ゲインｋと、前記決定された目標減速度Ｇ* との積として決定される。その後、Ｓ５において、その決定された目標駆動力Ｄ* を実現するのに適当なモータ電流値が決定され、その決定された電流値でバッテリ２２からモータ２５１に電流が供給され、それにより、モータ２５１が駆動される。モータ電流値の決定は、モータ駆動力センサ１８により検出されたモータ駆動力Ｄがフィードバックされることにより行われる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００４２】
図５の制御ゲイン決定ルーチンは、ブレーキペダル１２の一連の踏込み操作（一連のブレーキ操作）が開始されることに応じて一回の実行が開始される。一回の実行が開始されると、まず、Ｓ１０１において、車速センサ１６から車速Ｖが入力される。この入力された車速Ｖは、一連のブレーキ操作の開始時における車速Ｖを表している。続いて、Ｓ１０２において、その入力された車速Ｖが基準値Ｖ0 より大きいか否かが判定される。基準値Ｖ0 は例えば、ブレーキ操作値Ａの時間的変化に起因しない時間的変化がブレーキ１０の制動トルクＴに生じると、運転者がその制動トルクＴの時間的変化をブレーキ操作フィーリングの時間的変化として感じ易い車速Ｖの領域から感じ難い車速Ｖの領域への移行点を考慮して設定され、例えば、３０km/hに設定される。今回は、ブレーキ操作開始時の車速Ｖが基準値Ｖ0 より大きくはないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１１１において、制御ゲインｋが、３個の候補値のうち最小の候補値ｃに決定されるとともに、その制御ゲインｋの決定値がＲＡＭに記憶される。今回は、低速走行中であるため、制御ゲインｋをその候補値ｃより大きい値に決定したのでは、ブレーキ１０のセルフサーボ効果によってブレーキ操作フィーリングが悪化するおそれがあるからである。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００４３】
以上、ブレーキ操作開始時の車速Ｖが基準値Ｖ0 より大きくはない場合を説明したが、大きい場合には、Ｓ１０２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０３において、ブレーキ作動連続時間ｔB が測定される。ブレーキ作動連続時間ｔB は例えば、ブレーキペダル１２が非操作位置にあればＯＦＦ、操作位置にあればＯＮに信号が変化するストップランプスイッチ（図示しない）と、コンピュータのタイマ機能とを用い、ストップランプスイッチの信号がＯＦＦからＯＮに変化したときからの経過時間として取得することができる。
【００４４】
なお、ブレーキ作動連続時間ｔB は、一連のブレーキ操作中にブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂがドラム２０４に接触し続ける時間として測定するのが理想的であるが、上記のように、ストップランプスイッチを利用してブレーキ操作の連続時間として測定した場合であっても十分な測定精度が確保でき、また、この場合には安価に測定できるという利点がある。
【００４５】
その後、Ｓ１０４において、その測定されたブレーキ作動連続時間ｔB が基準値ｔB0より長いか否かが判定される。基準値ｔB0の大きさは、ブレーキ１０のセルフサーボ効果により、ブレーキ操作値Ａの時間的変化に起因しない時間的変化が制動トルクＴに現れ始める時期を考慮して設定される。今回は、ブレーキ作動連続時間ｔB が基準値ｔB0より長くはないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１１０において、制御ゲインｋが、３個の候補値のうち最大である候補値ａに決定されるとともに、その制御ゲインｋの決定値がＲＡＭに記憶される。現時点では、ブレーキ１０にセルフサーボ効果が発生していないと推定されるからである。その後、Ｓ１０３に戻る。
【００４６】
その後、Ｓ１０３，Ｓ１０４およびＳ１１０の実行が繰り返された結果、ブレーキ作動連続時間ｔB が基準値ｔB0より長くなったと仮定すれば、Ｓ１０４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０５に移行する。このＳ１０５においては、ブレーキ操作値Ａの今回値Ａ(i) から前回値Ａ(i-1) を引き算したブレーキ操作値変化量ΔＡの絶対値が基準値ΔＡ0 より小さい状態の連続時間ｔS が基準値ｔS0以上であるか否かが判定される。ブレーキ操作値Ａが実質的に定常状態にあるか否かが判定されるのである。今回は、連続時間ｔS が基準値ｔS0以上ではないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、前記の場合と同様に、Ｓ１１０に移行するが、基準値ｔS0以上であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０６に移行する。
【００４７】
このＳ１０６においては、改めて車速センサ１６から車速Ｖが入力される。ブレーキ操作開始後の車速Ｖが入力されるのである。その後、Ｓ１０７において、そのブレーキ操作開始後の車速Ｖが前記基準値Ｖ0 以下であるか否かが判定される。今回の一連のブレーキ操作中に、車速Ｖが基準値Ｖ0 より大きい値から基準値Ｖ0 と等しい値に低下したか否かが判定されるのである。今回は、ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ0 以下ではないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１０９において、Ｓ１１０におけると同様に、制御ゲインｋが最大の候補値ａに決定されるとともに、その制御ゲインｋの決定値がＲＡＭに記憶される。その後、Ｓ１０５に戻る。その後、Ｓ１０５ないしＳ１０７およびＳ１０９の実行が何回か繰り返されるうちに、ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ0 以下となったと仮定すれば、Ｓ１０７の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０８において、制御ゲインｋが、３個の候補値の中間である候補値ｂに決定されるとともに、その制御ゲインｋの決定値がＲＡＭに記憶される。現時点では、ブレーキ１０にセルフサーボ効果が発生している可能性が高く、かつ、車両が高速走行状態から低速走行状態に移行したため、制御ゲインｋを候補値ｂより大きい値とすると、ブレーキ１０のセルフサーボ効果によってブレーキ操作フィーリングが悪化するおそれがあるからである。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００４８】
図６には、一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋを変化させない場合にブレーキ操作フィーリングが悪化することを説明するための５つのグラフが示されている。それらグラフは、車速Ｖが基準値Ｖ0 より大きい状態で一連のブレーキ操作が開始され、かつ、その一連のブレーキ操作中、ブレーキ操作値Ａが一定とされた場合に、モータ駆動力Ｄ，制動トルクＴ，車体減速度Ｇおよび車速Ｖが時間ｔと共に変化する様子を示している。それらグラフから明らかなように、一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋを変化させない場合には、一連のブレーキ操作の末期において制動トルクＴが増加し、それにより、車体減速度Ｇが増加し、その結果、車速Ｖの減少勾配が増加している。このように、運転者がブレーキペダル１２を一定のブレーキ操作値Ａで操作し続けるにもかかわらず、車速Ｖの減少勾配が時間の経過につれて増加してしまう。
【００４９】
一連のブレーキ操作の末期において車体減速度Ｇが増加した原因としては、ブレーキ１０にセルフサーボ効果を発生したことが考えられる。一方、図７には、ブレーキ１０に関し、ブレーキ効力係数ＢＥＦとブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの摩擦係数μとの関係がグラフで表されている。
【００５０】
ここで、ブレーキ効力係数ＢＥＦについて説明すると、ブレーキ効力係数ＢＥＦは、モータ駆動力Ｄおよび制動トルクＴとの間において、
Ｔ＝ＢＥＦ×Ｄ
なる式で表される関係を有する。一方、モータ駆動力Ｄは、前述のように、目標減速度Ｇ* および制御ゲインｋとの間において、
Ｄ＝ｋ×Ｇ* 
なる式で表される関係を有する。したがって、ブレーキ効力係数ＢＥＦは、制動トルクＴと制御ゲインｋと目標減速度Ｇ* すなわちブレーキ操作値Ａとの間において、
Ｔ＝ＢＥＦ×ｋ×Ｇ* 
なる式で表される関係を有する。
【００５１】
そして、同図のグラフから明らかなように、ブレーキ１０においては、摩擦係数μの増加に対するブレーキ効力係数ＢＥＦの増加率すなわちグラフの勾配が、摩擦係数μが増加するにつれて増加している。このことは、ブレーキ１０の作動力すなわち制動トルクＴが摩擦係数μの変化に敏感であることを表している。一方、ブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの摩擦係数μは、ブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの温度によって変化する。よって、ブレーキ効力係数ＢＥＦは、温度変化に起因した摩擦係数μの変動に対して敏感に変動する。
【００５２】
そのため、ブレーキ１０においては、一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋを変化させずに一定に保った場合には、セルフサーボ効果が発生してブレーキ効力係数ＢＥＦが比較的大きい値に増加した後に、温度上昇に起因した摩擦係数μの変動によって制動トルクＴが敏感に変動することになる。
【００５３】
これに対して、図８には、一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋを適正に変化させる本実施形態において、車速Ｖが基準値Ｖ0 より大きい状態で一連のブレーキ操作が開始され、かつ、その一連のブレーキ操作中、ブレーキ操作値Ａが一定とされた場合に、モータ駆動力Ｄ，制動トルクＴ，車体減速度Ｇおよび車速Ｖが時間ｔと共に変化する様子が示されている。同図の(b) のグラフから明らかなように、ブレーキ操作開始後の車速Ｖが基準値Ｖ0 に低下する前の期間においては、制御ゲインｋが最大の候補値ａに決定され、これに対して、基準値Ｖ0 に低下した後の期間においては、制御ゲインｋが中間の候補値ｂに決定される。その結果、一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋが車速Ｖの低下につれて減少させられる。制御ゲインｋが減少させられることは、上述のいくつかの式から明らかなように、ブレーキ効力係数ＢＥＦの変動分ΔＢＥＦに起因した制動トルクＴの変動分ΔＴが減少することを意味する。その結果、同図の(c) および(d) のグラフに示すように、一連のブレーキ操作の全体において制動トルクＴも車体減速度Ｇもほとんど変化しない。それにより、同図の(e) のグラフに示すように、車速Ｖがほぼ一定の勾配で減少させられることとなり、良好なブレーキ操作フィーリングが実現される。
【００５４】
なお、本実施形態においては、一連のブレーキ操作中に制御ゲインｋが２段階に変化させられるようになっているが、３段階以上に変化させることが可能であり、このようにすれば、制御ゲインｋの変化が滑らかとなり、さらに良好なブレーキ操作フィーリングが実現される。
【００５５】
図９には、本実施形態において、車速Ｖが基準値Ｖ0 以下である状態で一連のブレーキ操作が開始され、かつ、その一連のブレーキ操作中、ブレーキ操作値Ａが一定とされた場合に、モータ駆動力Ｄ，制動トルクＴ，車体減速度Ｇおよび車速Ｖが時間ｔと共に変化する様子が示されている。この場合には、同図の(b) のグラフに示すように、一連のブレーキ操作の全体を通して、制御ゲインｋが最小の候補値ｃに決定され、これにより、同図の(c) および(d) のグラフに示すように、制動トルクＴおよび車体減速度Ｇがブレーキ１０のセルフサーボ効果によって増加することが抑制される。その結果、同図の(e) のグラフに示すように、車速Ｖがほぼ一定の勾配で減少させられることとなり、良好なブレーキ操作フィーリングが実現される。
【００５６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ＥＣＵ２０のうち図４のブレーキ制御ルーチンを実行する部分が、ブレーキ操作値センサ１２と共同して「コントローラ」を構成し、車速センサ１６、ＥＣＵ２０のうち図５のＳ１０７ないしＳ１０９を実行する部分等が「第１の変化手段」を構成し、ＥＣＵ２０のうち図５のＳ１０３，Ｓ１０４およびＳ１１０を実行する部分等が「請求項２に記載の関係変化装置」を構成し、ＥＣＵ２０のうちのＳ１０４，１０５〜１０８を実行する部分等が「第２の変化手段」を構成するのである。また、ＥＣＵ２０のうち図５のＳ１０１，Ｓ１０２およびＳ１１１を実行する部分が、車速センサ１８と共同して「関係設定装置」を構成しているのである。
【００５７】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と、制御ゲイン決定ルーチンのみが異なり、他の要素については共通であるため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００５８】
第１実施形態においては、制御ゲインｋがブレーキ作動連続時間ｔB の経過につれて減少させられるが、本実施形態においては、ブレーキ作動連続時間ｔB が長いほどブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの温度が上昇するという事実に着目することにより、その温度の上昇につれて制御ゲインｋが減少させられる。
【００５９】
図１０には、本実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成が示されている。この電動式ブレーキ装置は、ＥＣＵ２０に相当するＥＣＵ３００を備えるとともに、ブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂの一方またはそれの近傍の温度θを検出する温度センサ３０２を備えている。温度センサ３０２は、ブレーキライニング２１６ａ，２１６ｂ，ブレーキシュー２１０ａ，２１０ｂ，レバー２３０およびバッキングプレート２００の少なくとも一つに装着されている。温度センサ３０２は例えば、サーミスタを主体として構成することができる。
【００６０】
図１１には、ＥＣＵ３００のコンピュータにより実行される制御ゲイン決定ルーチンがフローチャートで表されている。このルーチンは、図５の制御ゲイン決定ルーチンとＳ１０３およびＳ１０４においてのみ相違し、他のステップにおいては共通する。Ｓ１０３が置換されたＳ１０３ａにおいては、温度センサ３０２から温度θが入力される。Ｓ１０４が置換されたＳ１０４ａにおいては、入力された温度θが基準値θ0 より高いか否かが判定される。
【００６１】
その温度θが基準値θ0 より高くはない場合には、Ｓ１０４ａの判定がＮＯとなり、Ｓ１１０において、制御ゲインｋが最大の候補値ａに決定される。現時点では、ブレーキ１０にセルフサーボ効果が発生していないと推定されるからである。その後、Ｓ１０３ａに戻る。
【００６２】
その後、Ｓ１０３ａ，Ｓ１０４ａおよびＳ１１０の実行が繰り返された結果、温度θが基準値θ0 より高くなったと仮定すれば、Ｓ１０４ａの判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０５に移行する。以後の実行内容は、第１実施形態におけると同様であるため、説明を省略する。
【００６３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ＥＣＵ３００のうち図４のブレーキ制御ルーチンと同じものを実行する部分が、ブレーキ操作値センサ１２と共同して「コントローラ」を構成し、ＥＣＵ３００のうち図１１のＳ１０１，Ｓ１０２およびＳ１０７ないしＳ１０９を実行する部分等が「第１の変化手段」を構成し、同図のＳ１０３ａ，Ｓ１０４ａおよびＳ１１０を実行する部分等が「請求項１に記載の関係変化装置」を構成しているのである。また、ＥＣＵ３００のうち図１１のＳ１０１，Ｓ１０２およびＳ１１１を実行する部分が、車速センサ１８と共同して「関係設定装置」を構成しているのである。
【００６４】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と制御ゲインｋの変化態様のみが異なり、他の要素については共通であるため、その制御ゲインｋの変化態様のみを詳細に説明し、他の要素については説明を省略する。
【００６５】
第１実施形態においては、車速Ｖが基準値Ｖ0 より大きい状態で一連のブレーキ操作が開始された場合に、時間ｔの経過につれて制御ゲインｋが大値ａから小値ｂに段階的に減少させられるようになっている。これに対して、本実施形態においては、図１２にグラフで示すように、制御ゲインｋが連続的に変化させられる。具体的には、一連のブレーキ操作の末期において制御ゲインｋが時間ｔの増加に対してリニアに減少するように変化させられる。したがって、本実施形態によれば、更に良好なブレーキ操作フィーリングが実現される。
【００６６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を加えた形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】図１における電動式ドラムブレーキを示す正面図である。
【図３】図２におけるシュー拡張アクチュエータを拡大して示す正面図である。
【図４】図１のＥＣＵのコンピュータにより実行されるブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】上記コンピュータにより実行される制御ゲイン決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】ブレーキ操作中に制御ゲインを変化させない場合にブレーキ操作フィーリングが悪化する様子の一例を示すグラフである。
【図７】図２の電動式ドラムブレーキにおけるライニング摩擦係数μとブレーキ効力係数ＢＥＦとの関係を示すグラフである。
【図８】上記第１実施形態の作動を説明するためのグラフである。
【図９】上記第１実施形態の作動を説明するための別のグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図である。
【図１１】図１０のＥＣＵのコンピュータにより実行される制御ゲイン決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態である電動式ブレーキ装置において制御ゲインｋが時間ｔの経過につれて連続的に変化させられる様子を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  電動式ドラムブレーキ
１２  ブレーキペダル
１４  ブレーキ操作値センサ
２０，３００  電子制御ユニットＥＣＵ
２２  バッテリ
２５１  ＤＣモータ
３０２  温度センサ
【図１】
0003736183.tif 000002
【図２】
0003736183.tif 000003
【図３】
0003736183.tif 000004
【図４】
0003736183.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003736183.tif 000009
【図９】
0003736183.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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