JPH05112227A

JPH05112227A - 車両用制動装置

Info

Publication number: JPH05112227A
Application number: JP3273899A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Mori; 雅友森
Original assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Current assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1991-10-22
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】自動車等の車両の制動装置に係り、特に油圧
・空気圧等の流体圧を用いない制動システムを実現す
る。【構成】被制動部材３と一体に回転されるローターコ
イル５と、このローターコイル５の近傍に設けられステ
ーター１の内面に固定されたステーターコイル６と、ロ
ーター３の回転先端面に対して摩擦接触・離反作動する
摩擦部材７を備えた電動アクチュエータ８と、ブレーキ
ペダル１０に接続されたストローク踏力センサ１１と、
これらを制御する制動回路１２とを設け、ブレーキペダ
ル１０の踏み込み方に応じて、ローターコイル５への通
電による電磁力ブレーキ制動か、前記電動アクチュエー
タ８のディスクブレーキ制動（またはドラムブレーキ制
動）との併用かを判断するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の制動
装置に係り、特に油圧・空気圧等の流体圧を用いない制
動システムの実現に有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両用の制動装置としては、ド
ラム式ブレーキ、ディスクブレーキ等が一般的であり、
ブレーキペダルの踏力によって発生された圧力を増幅さ
せてこれを油圧配管で伝達させてブレーキパッドを作動
させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
油圧配管を用いた制動システムでは、配管内を伝達され
る圧力のロスが大きいために制動効率が必ずしも良好で
はなかった。また、一定の配管スペースを確保するため
に、車体内の部品の配置設計に自由度がなかった。

【０００４】さらに、制動を被制動部材（ローター）と
摩擦部材（パッド）との摩擦力のみに依存しているため
制動中のノイズが大きく、長時間制動状態が続くとフェ
ード現象を生じ危険であり、さらにアンチロック制御シ
ステムまたはトラクション制御等の補助制動を行うため
には別体の特別なアクチュエータが必要となり、部品点
数が増加するのみでなく、コスト高ともなっていた。

【０００５】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
てなされたものであり、その目的はブレーキ配管が不要
で信頼性の高い制動制御が可能な車両用制動システムを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は車両用制動装置
として以下の手段を用いた。すなわち、ステーター１内
において被制動軸２と一体に回転される被制動部材３
と、被制動部材３面の中央に配置され該被制動部材３と
一体に回転され前記ステーター１より通電されるロータ
ーコイル５と、前記回転可能なローターコイル５の近傍
に設けられ前記ステーター１に固定されたステーターコ
イル６と、被制動部材３の回転先端面に対して摩擦接触
・離反作動する摩擦部材７を備えた電動アクチュエータ
８と、ブレーキペダル１０に接続されたストローク踏力
センサ１１と、前記ローターコイル５と、ステーターコ
イル６と、電動アクチュエータ８と、ストローク踏力セ
ンサ１１と電気的に接続された制御回路１２とを有する
構成とし、この制御回路１２は、ストローク踏力センサ
１１からの運転者のブレーキ操作のストローク踏力を検
出してこれを演算処理してローターコイル５への通電を
行う第１の制動制御か、ローターコイル５への通電を行
うとともに前記電動アクチュエータ８への通電を行う第
２の制動制御かを決定するようにした。

【０００７】

【作用】前記した手段によれば、ブレ−キ配管を用いる
ことなく制御回路１２からの電気信号のみによってブレ
−キ制動を実現できるため、圧力のロスを生じることな
く効率的なブレーキ制動が実現するとともに、配管スペ
ースの代わりに配線スペースのみを考慮すればよく、車
体内の部品配置の自由度が向上する。

【０００８】また、ブレーキ制動に際して、電動アクチ
ュエータ８（ディスクブレーキまたはドラムブレーキ）
とローターコイル５への給電による電磁力（電磁ブレー
キ）とを用い、ブレーキペダル１０のストローク踏力に
基づいて電磁ブレーキのみによる緩やかな制動が必要
か、ディスクブレーキ（またはドラムブレーキ）と電磁
ブレーキとを併用した急激な制動が必要かを自動判定す
ることにより、その制動必要場面に応じた適切かつ確実
なブレーキ制動を実現できる。

【０００９】たとえば、運転者によって緩やかにブレー
キペダル１０が踏まれた場合には、通常運転者が実感を
予期している程度の減速度で制動が実現されるよう電磁
ブレーキのみによる制動を行う。そして、急激にブレー
キペダル１０が踏み込まれた場合には、急制動が必要な
場合として電磁ブレーキとディスクブレーキ（またはド
ラムブレーキ）との両者を作動させて急停止を実現さ
せ、衝突等の危険を回避する。

【００１０】なお、前記制動時には制御回路１２の通電
開閉スイッチ１４を閉じて、ステーターコイル６で発生
された回生電流をバッテリ１３の充電に充当することも
できる。被制動部材３の回転によっていわば発電機とし
て機能するステーターコイル６で発生電流（回生電流）
をバッテリ１３等の電気的負荷に流すことによって、電
磁力による制動力を高めるとともに、バッテリ１３の長
期使用も可能となる。

【００１１】さらに、前記制御回路１２は、たとえば速
度センサ１５からの信号を入力するようにし、ブレーキ
制動を維持しつつ車両の走向速度が一定値以下となった
場合には、強制的にキャリパ制御信号のみで制動を行う
ディスクブレーキ制動（またはドラムブレーキ制動）に
切り替えるようにしてもよい。すなわち、電磁ブレーキ
は電磁力によって制動を実現するため比較的緩やかな制
動には適しているが、急停止や低速走向からの停止制御
には適していない。また、ディスクブレーキ（またはド
ラムブレーキ）ではパッド７と被制動部材３との接触構
造のために、急速な制動および停止制動には適している
が、多用するには適していない。

【００１２】本発明は、運転者が必要としているブレー
キ制動をブレーキペダル１０の踏み込み方で適切に認識
して前記電磁ブレーキとディスクブレーキ（またはドラ
ムブレーキ）とを使い分けるものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の一実施例であるブレーキ制動システ
ムを示す概略説明図、図２は制御回路における制御フロ
ー図である。

【００１４】本実施例のシステム構成では、図１に示す
ようにブレーキペダル１０に接続されたストローク踏力
センサ１１を有している。このストローク踏力センサ１
１は、ブレーキペダル１０の踏力、すなわち単位時間当
たりのブレーキペダル１０の移動量とブレーキペダル全
体の踏み込み量とを検出する検知器である。

【００１５】ステーター１は、断面長円状のハウジング
内に軸方向に貫通して車輪と連動して回転される被制動
軸としてのシャフト２を有しており、このシャフト２に
はハウジング内を回転する円板状のローター３（被制動
部材）が固定されている。

【００１６】前記ローター３の軸方向中央近傍には当該
ローター３と一体に回転されるローターコイル５が装着
されており、このローターコイル５にはステーター１の
内面に基端が固定されたブラシ４の先端が接触され、ロ
ーターコイル５と外部（制御回路１２）との通電が可能
な構造となっている。

【００１７】ステーター１の内部において、前記ロータ
ーコイル５の軸方向の前後方にはそれぞれ前記ローター
コイル５を挟み込むようにかつ前記ローターコイル５と
は非接触で、ステーターコイル６がステーター１の内面
に固定されている。

【００１８】以上に説明したローターコイル５とステー
ターコイル６とで電磁ブレーキが構成されている。すな
わち、ブラシ４を通じて外部より電力を供給することに
よって、ローターコイル５に電磁力が発生し、この電磁
力がローター３、すなわちシャフト２の逆方向の回転力
を発生して電磁力によるブレーキ制動が実現される。

【００１９】なお、前記ローターコイル５およびステー
ターコイル６におけるコイル材料としては、低抵抗の導
電材料が好ましく、特に超電導材料を用いることにより
制動装置全体の小型化・軽量化を図ることができる。

【００２０】前記ローター３の回転先端の一部はステー
ター１の内部に設けられたキャリパ１６内に入り込んで
おり、このキャリパ１６内にはモータで駆動される電動
アクチュエータ８が内装されている。電動アクチュエー
タ８の先端にはパッド７（摩擦部材）が設けられてお
り、電動アクチュエータ８の作動により前記パッド７が
ローター３の先端面を挟み込み摩擦接触するように作動
してディスクブレーキ制動が実現する構造となってい
る。

【００２１】なお、電動アクチュエータ８としては、キ
ャリパ１６内に電動力を油圧力に変換する機構を備えた
もの、例えば本出願人が既に提案している特願平３−２
２１８７２号に記載されたもの、または電動力で直接パ
ッドを押圧する機構を備えたものを用いることができ
る。

【００２２】制御回路１２は、たとえば８ビットあるい
は１６ビット処理のマイクロプロセッサとＲＡＭ・ＲＯ
Ｍ等のメモリを備えたマイコンシステムで構成され、図
１に示すように、ストローク踏力センサ１１、車体速度
センサ１５等からの検知信号を入力して、所定の演算処
理を行い、キャリパ制御信号とロータコイル電力供給信
号とを生成する。

【００２３】また、前記制御回路１２はバッテリ１３へ
の通電開閉スイッチ１４を備えており、このスイッチの
開閉動作も制御するようになっている。なお、前記車体
速度センサ１５については詳細な説明は省略するが、ド
ップラレーダ等を用いることができる。

【００２４】次に、図２を用いて本実施例における制御
回路１２の制御手順を説明する。まずストローク踏力セ
ンサ１１からの検出信号が入力されると（ステップ２０
１）、制御回路１２は検出された踏力に対応する運転者
の希望する減速度を算出する（２０２）。この減速度の
算出は、たとえば踏力に対して予め設定された減速度値
の対応テーブルをＲＡＭあるいはＲＯＭに用意してお
き、入力された検出信号に対応する減速度を出力しても
よい。

【００２５】次に、前記で算出された減速度が基準とな
るしきい値減速度以下であるか否かを判断する。ここで
たとえば、運転者が一般の通常走行において緩やかな減
速を期待してブレーキペダル１０を踏む場合の減速度は
たとえば０．２Ｇであるとして、このしきい値減速度を
０．２Ｇとしてもよい。

【００２６】この場合、判断ステップ２０３における処
理は、前記ステップ２０２で算出された減速度が０．２
Ｇ以下である場合には、ローターコイル電力供給信号の
みを出力して電磁ブレーキのみを作動させて比較的緩や
かな制動を行うことになる（２０４）。

【００２７】このとき、制御回路１２は、前記電磁ブレ
ーキの作動開始とともに、通電開閉スイッチ１４を閉
じ、ローターコイル５とバッテリ１３とを通電状態とす
る。これにより、ローターコイル５は電気的負荷である
バッテリ１３と通電されることになり、ステーターコイ
ル６の回転に反する電磁力が発生する。この電磁力によ
りローター３の回転力はさらに抑止される。またこのと
きステーターコイル６は、いわば発電機として機能し、
回生電流が発生され、閉じられている通電開閉スイッチ
１４を通じてバッテリ１３を充電する。

【００２８】一方、前述の判断ステップ２０３におい
て、算出された減速度がしきい値減速度である０．２Ｇ
を越えると判定された場合には、制御回路１２は、運転
者が比較的急激なブレーキ制動を必要としている場合で
あると判断してローターコイル電力供給信号とキャリパ
制御信号とを出力して電磁ブレーキとディスクブレーキ
（電動アクチュエータ８）との相乗制動を行い（２０
５）、急速なブレーキ制動を実現する。

【００２９】次に、車体速度センサ１５からの信号を入
力し、車の速度がしきい値速度（たとえば時速１０キロ
メートル）以下となったか否かを判断し（２０６）、所
定値に満たない場合でブレーキペダル１０が継続して踏
まれている場合には（２０７）、前記ステップ２０１以
降の処理を繰り返す。

【００３０】また、ブレーキペダル１０の踏み込みが解
除されている場合には、ブレーキ制動を停止する（２０
８）。また、前記ステップ２０６において、車の速度が
所定値以下となっている場合には、キャリパ制御信号の
みを出力し、ローターコイル５電力制御信号をＯＦＦに
する。これによってディスクブレーキ（電動アクチュエ
ータ８）のみが作動状態となる（２０９）。

【００３１】次のステップ２１０では、ブレーキペダル
１０が継続して踏まれているか否かが検知され（２１
０）、ブレーキペダル１０が踏み込まれた状態のままで
ある場合には、ディスクブレーキによる制動を継続す
る。また、ブレーキペダル１０が踏まれていない場合に
は、ディスクブレーキ（電動アクチュエータ８）の作動
を解除する（２１１）。

【００３２】以上のように、本実施例では、運転者のブ
レーキペダル１０の踏み込み方によって、運転者が比較
的緩やかなブレーキ制動を期待しているような場合に
は、電磁ブレーキのみによる制動を行い（２０３〜２０
４）、衝突回避等のために急制動が必要である場合には
電磁ブレーキとディスクブレーキ（電動アクチュエータ
８）とを併用してブレーキ制動を行う（２０３〜２０
５）。そして、車速が十分に低速となった段階でディス
クブレーキ（電動アクチュエータ８）のみの制動に切り
替えて（２０６〜２０９）、車を停止させる。

【００３３】このように、ブレーキペダル１０の踏み込
み方、および車の速度に応じて最適なブレーキ制動を選
択することによって、安定かつ安全性の高い車両走向が
可能となる。

【００３４】また、本実施例によれば、補助制動、たと
えば車両制動時のスリップ防止のためのアンチロック制
動や、加速時のスリップ防止のためのトラクション制御
等も、別体のアクチュエータを用いることなく、制御回
路１２におけるソフトウエアの僅かな追加のみで実現す
ることができる。そのため走向安全性の高い車両を少な
い部品点数で、かつ低コストで実現できる。

【００３５】なお、実施例の説明において、しきい値減
速度として０．２Ｇ、しきい値速度として時速１０キロ
メートルを相定したが、これらの数値に限定されないこ
とは勿論である。

【００３６】また、実施例ではドップラレーダーを速度
センサの一例として挙げたが、車輪（又はシャフト２）
に速度センサを直接取り付けてもよい。また、ローター
３をドラム形状として、電動アクチュエータ８を備えた
ドラムブレーキを用いることもできる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、電磁ブレーキと電動ア
クチュエータによるディスクブレーキとを併用すること
により、ブレーキ配管が不要でかつ信頼性の高いブレー
キ制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるブレーキ制動システム
を示す概略説明図

【図２】実施例における制御回路での制動手順を示す制
御フロー図

【符号の説明】

１・・ステーター２・・被制動軸（シャフト）３・・被制動部材（ローター）４・・ブラシ５・・ローターコイル６・・ステーターコイル７・・摩擦部材（パッド）８・・電動アクチュエータ１０・・ブレーキペダル１１・・ストローク踏力センサ１２・・制御回路１３・・バッテリ１４・・通電開閉スイッチ１５・・速度センサ１６・・キャリパ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステーター（１）内において被制動軸
（２）と一体に回転される被制動部材（３）と、該被制動部材（３）と一体に回転されるローターコイル
（５）と、前記回転可能なローターコイル（５）の近傍に設けられ
前記ステーター（１）に固定されたステーターコイル
（６）と、被制動部材（３）の回転先端面に対して摩擦接触・離反
作動する摩擦部材（７）を備えた電動アクチュエータ
（８）と、ブレーキペダル（１０）に接続されたストローク踏力セ
ンサ（１１）と、前記ローターコイル（５）と、ステーターコイル（６）
と、電動アクチュエータ（８）と、ストローク踏力セン
サ（１１）と電気的に接続された制御回路（１２）とか
らなり、前記制御回路（１２）は、前記ストローク踏力センサ
（１１）からの運転者のブレーキ操作のストローク踏力
を検出してこれを演算処理してローターコイル（５）へ
の通電を行う第１の制動制御か、ローターコイル（５）
への通電を行うとともに前記電動アクチュエータ（８）
への通電を行う第２の制動制御かを決定することを特徴
とする車両用制動装置。
【請求項２】前記制御回路（１２）は、バッテリ（１
３）への通電開閉スイッチ（１４）を備えており、制動
時には当該通電開閉スイッチ（１４）を閉じてステータ
ーコイル（６）とバッテリ（１３）とを通電状態として
ステーターコイル（６）で発生した回生電流を前記バッ
テリ（１３）への充電に用いることを特徴とする請求項
１記載の車両用制動装置。
【請求項３】前記制御回路（１２）は、速度センサ
（１５）からの入力信号により、車両の走向速度が一定
値以下となった場合に、前記電動アクチュエータ（８）
への通電のみによる第３の制動制御を実行することを特
徴とする請求項１記載の車両用制動装置。