CN105793599A - 车辆的电动制动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供车辆的电动制动装置。动力传递部件(INP)被可旋转地支承于制动钳(CRP),在该部件(INP)固定棘轮(RCH)。与螺线管(SOL)的活动部件(PBR)卡合的爪部件(TSU)的第1直线方向的移动由固定于制动钳(CRP)的引导部件(GID)引导。爪部件(TSU)被弹性部件(SPR)始终朝解除方向(Dtr)按压。螺线管(SOL)的活动部件(PBR)对爪部件(TSU)施加的咬合方向(Dts)的咬合力与弹性部件(SPR)对爪部件(TSU)施加的解除方向(Dtr)的解除力对抗,咬合力比解除力大。爪部件(TSU)与活动部件(PBR)成为一体地在咬合方向(Dts)·解除方向(Dtr)的任意方向上进行直线移动。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的电动制动装置。
背景技术
在日本特开2003-042199号公报中,为了不损害“作为电动制动的功能地发挥作为驻车制动的功能”,记载有以下的技术:“在马达的转子的周面设置棘齿。在配置于转子的周围的摆动臂设置被扭转弹簧朝一个方向施力的卡合爪。摆动臂被拉伸弹簧始终朝棘齿侧施力。在驻车制动工作时,通过转子的朝向制动方向的旋转产生制动力,随后,切断对于马达的通电,由此通过卡合爪与棘齿的卡合限制转子的返回”。进而,记载有以下的技术:“在使驻车制动工作的情况下,卡合爪通过扭转弹簧的作用力被维持与突起抵接的突出姿势。结果,通过卡合爪与棘齿的卡合,限制转子的朝向逆时针方向的旋转,确立驻车制动”(参照日本特开2003-042199号公报的图3)。
在日本特开2003-042199号公报的驻车制动机构中,为了使爪部件与棘轮咬合,利用摆动臂(杆,Lever)。然而,为使装置小型化,希望通过螺线管致动器(简称为螺线管)直接驱动爪部件的结构(直接驱动结构)。在该直接驱动结构中,要求“确保棘轮与爪部件的相对位置精度的技术”,进而要求“在螺线管通电的情况下,棘轮与爪部件可靠地咬合”。
发明内容
本发明是为了应对上述问题而形成的,其目的在于提供一种具备驻车制动机构的车辆的电动制动装置,其中,能够确保构成驻车制动机构的棘轮与爪部件的相对位置精度。
本发明的车辆的电动制动装置具备:设置在车辆的车轮(WHL)侧的电动马达(MTR)、设置在上述车轮(WHL)侧的制动钳(CRP)、设置在上述制动钳(CRP),且将摩擦部件(MSB)按压于与上述车轮(WHL)一体旋转的旋转部件(KTB)的按压部件(PSN)、能够旋转地支承于上述制动钳(CRP),由上述电动马达(MTR)旋转驱动从而驱动上述按压部件(PSN)的动力传递部件(INP、SFT)、固定于上述动力传递部件(INP、SFT)的棘轮(RCH)、被配置为能够相对于上述制动钳(CRP)沿第1直线方向移动,并且能够与上述棘轮(RCH)咬合的爪部件(TSU)、为上述制动钳(CRP)的一部分或者被固定于上述制动钳(CRP),引导上述爪部件(TSU)朝向上述第1直线方向的移动的引导部件(GID)、螺线管(SOL),该螺线管(SOL)具备固定于上述制动钳(CRP)的固定部件(BAS、COL)和被配置为能够相对于上述固定部件(BAS、COL)沿上述第1直线方向移动并且与分体的上述爪部件(TSU)卡合的活动部件(PLN、PBR),在螺线管(SOL)通电时,上述活动部件(PLN、PBR)将上述爪部件(TSU)朝上述第1直线方向中的上述爪部件(TSU)接近上述棘轮(RCH)的咬合方向(Dts)按压、以及始终朝上述第1直线方向中的与上述咬合方向(Dts)相反的解除方向(Dtr)按压上述爪部件(TSU)的弹性部件(SPR)。
根据上述结构,动力传递部件INP、SFT能够旋转地支承于制动钳CRP,在该动力传递部件INP、SFT固定棘轮RCH。另外,爪部件TSU的上述第1直线方向的移动由“作为制动钳CRP的一部分或者固定于制动钳CRP的引导部件GID”引导。换言之,爪部件TSU的朝向与上述第1直线方向垂直的方向的移动以及爪部件TSU的相对于上述第1直线方向的倾斜由引导部件GID限制。至此,棘轮RCH与爪部件TSU以制动钳CRP之类的共用的部件为基准配置。进而,爪部件TSU被弹性部件SPR始终向“使爪部件TSU远离棘轮RCH的方向”(=解除方向Dtr,爪部件TSU被活动部件PLN、PBR按压的方向)按压。当对螺线管SOL进行通电的情况下,螺线管SOL对爪部件TSU施加的力(咬合方向Dts的咬合力)与弹性部件SPR对爪部件TSU施加的力(解除方向Dtr的解除力)对抗,咬合力比解除力大。因此,爪部件TSU与活动部件PLN、PBR能够一体地在咬合方向Dts以及解除方向Dtr的任意方向上进行直线移动。
至此,能够保证棘轮RCH与爪部件TSU的相对位置的精度。此外,爪部件TSU未固定于活动部件PLN、PBR,作为分开的部件分离。因此,在电动制动装置的组装时,爪部件TSU与螺线管SOL在个别的工序中分别安装。结果,其作业性提高。
在本发明的电动制动装置中,具备减速器(GSK),减速器(GSK)被夹装于多个上述动力传递部件(INP、SFT)之间的动力传递路径内,对上述电动马达(MTR)的旋转进行减速,上述棘轮(RCH)被固定于上述多个动力传递部件(INP、SFT)中的、相对于上述减速器(GSK)处于接近上述电动马达(MTR)一侧的上述动力传递部件(INP)。
在电动马达MTR的旋转减速前的减速器GSK的入口侧(靠近电动马达MTR一侧),发挥驻车制动功能时的保持扭矩(即,爪部件TSU阻止棘轮RCH的旋转的力)相对较小。基于这样的观点,根据上述结构,可实现棘轮RCH的小型化。
另外,由于该棘轮RCH的小型化,使得要求爪部件TSU与棘轮RCH的相对位置精度(用于使爪部件TSU与棘轮RCH合适地咬合的位置精度)进一步提高。对此,根据上述结构,可确保爪部件TSU与棘轮RCH的相对位置精度,因此可实现驻车制动机构的小型化。
另外,在本发明的电动制动装置中,上述爪部件(TSU)与上述活动部件(PBR)的卡合部由能够相互嵌合的凹凸形状构成,上述爪部件(TSU)与上述活动部件(PBR)嵌合的间隙(Spb)比上述爪部件(TSU)与上述引导部件(GID)之间的间隙(Sgd)大(Spb>Sgd)。
在上述结构中,由于爪部件TSU与活动部件PBR为分体,因此在爪部件TSU安装于制动钳CRP后,可将螺线管SOL安装于制动钳CRP。在采用该安装顺序的情况下,根据上述结构,爪部件TSU与活动部件PBR的卡合部由可相互嵌合的凹凸形状构成。因此,可将两者可靠地安装。进而,爪部件TSU与活动部件PBR的嵌合间隙Spb被相对大地设定。因此,可使安装变得容易。
另外,在本发明的电动制动装置中,对于上述引导部件(GID)中的、引导上述爪部件(TSU)的朝向上述第1直线方向的移动的引导面,远离设置于上述爪部件(TSU)的爪(Tme)一侧的(后方侧Mbk)的上述引导面的上述第1直线方向的长度(Lbk)比靠近上述爪部件(TSU)的上述爪(Tme)一侧(前方侧Mft)的上述引导面的上述第1直线方向的长度(Lft)长。
一般而言,在棘轮RCH与爪部件TSU咬合的状态下,爪部件TSU从棘轮RCH承受棘轮RCH的切线方向的力。通过该切线方向的力在爪部件TSU作用弯曲力矩。在此,根据上述结构,爪部件TSU的后方侧Mbk的引导部件GID的引导面的上述第1直线方向的长度Lbk被相对长地设定。因此,爪部件TSU相对于上述弯曲力矩被可靠地支承,可抑制变形。另外,爪部件TSU的前方侧Mft的引导部件GID的引导面的上述第1直线方向的长度Lft被相对短地设定。因此,容易避免引导部件GID与棘轮RCH的干扰。
附图说明
图1为本发明的实施方式的车辆的电动制动装置的整体结构图。
图2为用于对驻车制动机构(锁止机构)LOK进行说明的局部剖视图。
图3为用于对驱动电路DRV等进行说明的功能框图。
图4为用于对爪部件TSU与棘轮RCH的咬合状态进行说明的图。
图5为用于对爪部件TSU以及棘轮RCH的各部的名称进行说明的图。
图6为用于对咬合开始工作中的、爪部件TSU与棘轮RCH的相对动作进行说明的图。
图7为用于对咬合解除工作中的、爪部件TSU与棘轮RCH的相对动作进行说明的图。
图8为用于对爪部件TSU与棘轮RCH的咬合工作(开始以及解除)的、第1实施方式进行说明的时序线图。
图9为用于对爪部件TSU与棘轮RCH的接触部Stm及该接触部Stm的恰当区域(由面Ms1与面Ms2包夹的空间)进行说明的图。
图10为用于对爪部件TSU与棘轮RCH的咬合状态进行详细说明的图。
图11为用于对作用于车轮的加速度的实验结果进行说明的图。
图12为在制动单元BRK设置于车轮WHL的前侧的情况(前方配置)下,用于对爪部件TSU的中心轴Jts(Jtsa、Jtsc)的适当的配置进行说明的图。
图13为在制动单元BRK设置于车轮WHL的后侧的情况(后方配置)下,用于对爪部件TSU的中心轴Jts(Jtsb、Jtsd)的适当的配置进行说明的图。
图14为在将爪部件TSU的中心轴Jts配置于适当的范围的情况下,用于对在爪部件TSU的移动方向作用的加速度分量Gts进行说明的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的车辆的电动制动装置进行说明。
<本发明的实施方式的车辆的电动制动装置的整体结构>
图1是该电动制动装置的整体结构图。
在具备该电动制动装置的车辆设置制动操作部件BP、操作量取得单元BPA、加速操作部件AP、加速操作量取得单元APA、驻车制动用开关MSW、车轮速度取得单元VWA、车速取得单元VXA、电子控制单元ECU、电力源BAT、ALT、制动单元(制动致动器)BRK、旋转部件KTB以及摩擦部件MSB。
《制动操作部件BP、制动操作量取得单元BPA以及制动操作量Bpa》
制动操作部件(例如,制动踏板)BP为用于供驾驶员使车辆减速而操作的部件。根据制动操作部件BP的操作,利用制动单元BRK调整车轮WHL的制动扭矩。作为结果,在车轮WHL产生制动力,行驶中的车辆被减速。
在制动操作部件BP设置有制动操作量取得单元BPA。通过制动操作量取得单元BPA取得(检测)驾驶员对于制动操作部件BP的操作量(制动操作量)Bpa。
作为制动操作量取得单元BPA,采用检测主缸的压力的传感器(压力传感器)、检测制动操作部件BP的操作力的传感器(制动踏板踏力传感器)以及检测BP的移位量的传感器(制动踏板行程传感器)中的至少一个。因此,制动操作量Bpa基于主缸压、制动踏板踏力以及制动踏板行程中的至少任意一个运算。检测的制动操作量Bpa向电子控制单元ECU(具体地说,设置于ECU的中央运算处理装置CPU)输入。
《加速操作部件AP、加速操作量取得单元APA以及加速操作量Apa》
加速操作部件(例如,加速器踏板)AP为用于供驾驶员使车辆加速而操作的部件。在加速操作部件AP设置有加速操作量取得单元APA。加速操作量取得单元APA取得(检测)驾驶员对于加速操作部件AP的操作量(加速操作量)Apa。作为加速操作量取得单元APA,采用检测发动机的节气门开度的传感器(节气门开度传感器)、加速操作部件AP的操作力以及/或者检测移位量的传感器(加速器踏板踏力传感器、加速器踏板行程传感器)。因此,加速操作量Apa基于节气门开度、加速器踏板踏力以及加速器踏板行程中的至少任意一个运算。
《驻车制动用开关MSW以及指示信号Msw》
驻车制动用开关(简称为开关)MSW为通过驾驶员操作的手动开关,输出开关MSW的开/关(ON/OFF)的信号Msw。驾驶员通过开关MSW的操作指示维持车辆的停止状态的驻车制动的工作或者解除。即,信号Msw为驻车制动的指示信号。例如,在指示信号Msw的接通(ON)状态下指示驻车制动的工作,在Msw的关断(OFF)状态下指示驻车制动的解除。
《车速取得单元VXA、车速Vxa、车轮速度取得单元VWA以及车轮速度Vwa》
车速取得单元VXA取得(检测)车辆的速度(车速)Vxa。车速Vxa基于车轮速度取得单元VWA的检测信号(车轮速度)Vwa以及公知的方法运算。例如,各车轮的旋转速度Vwa中的最快的速度可作为车辆速度Vxa运算出。
制动操作量Bpa、加速操作量Apa、车辆速度Vxa以及指示信号Msw向电子控制单元ECU输入。此外,Bpa、Apa、Vxa以及Msw在其他电子控制单元中运算或者取得,该运算值(信号)经由通信总线向ECU发送。
《电子控制单元ECU》
电子控制单元ECU具备包括处理器CPUb的电气电路(印刷电路基板),被固定于车体BDY。在此,“处理器”为执行运算处理的电子电路,“CPU(CentralProcessingUnit,中央运算处理装置)”,“印刷电路基板”将集成电路、电阻器、电容器等电子部件固定于其表面,是通过布线将电子部件间连接从而构成电子电路的板状部件。
在电子控制单元ECU的处理器CPUb内编程目标按压力运算功能块FBT以及驻车制动要否判定功能块FPK。在目标按压力运算功能块FBT中,基于Bpa运算目标按压力Fbt。在驻车制动要否判定功能块FPK中,基于Msw等判定是否需要驻车制动。具体地说,决定用于指示驻车制动的工作或者解除该工作的信号FLpk。在此,信号FLpk为控制标志,“FLpk=0”表示驻车制动的不要状态,“FLpk=1”表示驻车制动的必要状态。指示信号FLpk经由信号线SGL向驱动电路DRV发送。另外,经由电子控制单元ECU从BAT等将用于驱动电动马达MTR的电力向驱动电路DRV供给。
《目标按压力运算功能块FBT以及目标按压力Fba》
对于目标按压力运算功能块FBT的详情进行说明。FBT为控制算法,被编程在ECU内的处理器CPUb中。FBT为所谓用于运算通常制动功能中的目标值Fbt的控制算法。
在目标按压力运算功能块FBT中,运算与摩擦部件(制动块)MSB按压旋转部件(制动盘)KTB的力(按压力)相关的目标按压力(目标信号)Fbt。具体地说,Fbt基于制动操作量Bpa以及预先设定的运算设定表CHfb运算。然后,Fbt经由信号线SGL向固定于车轮WHL侧的驱动电路DRV发送。
《驻车制动要否判定功能块FPK以及指示信号FLpk》
对于驻车制动要否判定功能块FPK的详情进行说明。在驻车制动要否判定功能块FPK中,判定是否需要维持车辆的停止状态的驻车制动(也称为驻车制动)。即,在FPK中,执行驻车制动的工作或者驻车制动的解除的判定,运算判定结果FLpk。信号FLpk为表示是否需要驻车制动的控制标志。例如、FLpk由“0(不要判定结果)”或者“1(必要判定结果)”表现。
在驻车制动要否判定功能块FPK中存在基于驾驶员的开关操作的手动模式、基于车辆速度等的自动模式。
向驻车制动要否判定功能块FPK输入开关信号Msw、车辆速度Vxa、以及加速操作量Apa。然后,从FPK输出驻车制动用的控制标志FLpk。具体地说,在判定为“不需要驻车制动(不要判定)”的情况下,作为指示信号,输出FLpk=0。另外,在判定“需要驻车制动(必要判定)”的情况下,作为指示信号输出FLpk=1。控制标志(指示信号)FLpk经由通信线SGL向驱动电路DRV发送。
在驻车制动要否判定功能块FPK的手动模式中,基于由驾驶员操作的、驻车制动用的手动开关MSW的操作信号Msw判定是否需要驻车制动。例如,根据开关MSW的关断状态,选择“不需要驻车制动的状态(FLpk=0)”,根据MSW的接通状态,选择“需要驻车制动的状态(FLpk=1)”。
在驻车制动要否判定功能块FPK的自动模式中,与驾驶员的开关MSW的操作无关,与加速操作部件(加速器踏板)AP的操作联动,自动地判定是否需要驻车制动(工作或者解除)。具体地说,在自动模式中,基于车辆速度Vxa以及加速操作量Apa决定是否需要驻车制动。
例如,在车辆的行驶中(Vxa>0),判定不需要驻车制动的状态(FLpk=0)。在车辆停止的(即,Vxa为零的)时刻,判定需要驻车制动的状态,控制标志FLpk由“0”切换为“1”。另外,在驾驶员操作加速操作部件AP,且加速操作量Apa超过规定值ap1的时刻,判定不需要驻车制动的状态,控制标志FLpk由“1”切换为“0”。
《蓄电池BAT以及发电机ALT》
蓄电池(蓄电池)BAT以及发电机(交流发电机)ALT向电子控制单元ECU、驱动电路DRV以及电动马达MTR供给电力。将蓄电池BAT以及发电机ALT统一称为电力源。
电力源BAT、ALT固定于车体BDY侧。在蓄电池BAT的蓄电量减少的情况下,由交流发电机ALT对BAT充电。来自电力源BAT、ALT的电力(电流)经由电力线PWL向驱动电路DRV(最终向电动马达MTR)供给。
《制动单元BRK、摩擦部件MSB以及旋转部件KTB》
制动单元(制动致动器)BRK设置于车轮WHL,对车轮WHL施加制动扭矩,产生制动力。车辆在行驶中,通过BRK减速(作为通常制动发挥功能)。另外,在车辆的停止中,作为维持车辆的停止状态的驻车制动发挥功能。
作为电动制动单元BRK,示出所谓、盘式制动装置(盘式制动器)的结构,在这种情况下,摩擦部件MSB为制动块,旋转部件KTB为制动盘。制动单元BRK也可以是鼓式制动装置(鼓制动器)。在为鼓制动器的情况下,摩擦部件MSB为制动蹄,旋转部件KTB为制动鼓。
对于制动单元BRK的详情进行说明。制动单元BRK构成为包括:制动钳CRP、按压部件PSN、电动马达MTR、位置取得单元MKA、减速器GSK、轴部件SFT、螺纹部件NJB、按压力取得单元FBA、驱动电路DRV、连接器CNC以及驻车制动用锁止机构LOK。
(制动钳CRP以及按压部件PSN)
作为制动钳作为CRP,可采用浮动式制动钳。制动钳CRP构成为经由2个摩擦部件(制动块)MSB夹住旋转部件(制动盘)KTB。
制动钳CRP的一部分由箱式结构构成。具体地说,制动钳CRP在内部具有空间(space),在其内收纳各种部件(驱动电路DRV等)。制动钳CRP的具有箱式结构的部分被称为壳体部件CAS。即,壳体部件CAS未制动钳CRP的一部分,其内部为空腔。在制动钳CRP与CAS的关系中,可采用两者一体形成的结构,或者采用分别形成的结构组合而成的结构。
在制动钳CRP的内部,按压部件(制动器活塞)PSN相对于旋转部件KTB移动(前进或者后退)。通过按压部件PSN的移动,摩擦部件MSB被按压于旋转部件KTB从而产生摩擦力。例如,PSN具有圆筒形状,具有中心轴Jps。因此,PSN沿轴Jps的方向移动。
按压部件PSN的移动通过电动马达MTR的动力进行。具体地说,电动马达MTR的输出(围绕马达轴的旋转动力)经由减速器GSK向轴部件SFT传递。然后,轴部件SFT的旋转动力(围绕轴的扭矩)通过动力变换部件NJB被变换为直线动力(按压部件的轴向的推力),并向按压部件PSN传递。结果,按压部件PSN相对于旋转部件KTB移动(前进或者后退)。在此,PSN的中心轴Jps与SFT的旋转轴一致。
利用按压部件PSN的移动,调整摩擦部件MSB按压旋转部件KTB的力(按压力)。旋转部件KTB固定于车轮WHL,因此在摩擦部件MSB与旋转部件KTB之间产生摩擦力,调整车轮WHL的制动力。
(电动马达MTR)
电动马达MTR为用于驱动(移动)按压部件PSN的动力源。例如,作为电动马达MTR,可采用带刷马达或者无刷马达。在电动马达MTR的旋转方向上,正转方向相当于摩擦部件MSB接近旋转部件KTB的方向(按压力增加、制动扭矩增加的方向),反转方向相当于摩擦部件MSB远离旋转部件KTB的方向(按压力减少、制动扭矩减少的方向)。成形电动马达MTR的电力经由电力线PWL以及连接器CNC被供给。
(位置取得单元MKA以及实际的位置Mka)
位置取得单元(例如,旋转角传感器)MKA取得(检测)电动马达MTR的转子(旋转件)的位置(例如,旋转角)Mka。例如,位置取得单元MKA设置于电动马达MTR的内部,且与旋转件以及整流子同轴设置。即,MKA设置于电动马达MTR的旋转轴Jmt上。检测的位置(旋转角)Mka向驱动电路DRV(具体地说,驱动电路DRV内的处理器CPUw)输入。
(减速器GSK、轴部件SFT以及螺纹部件NJB)
减速器GSK、轴部件SFT以及螺纹部件NJB为用于将电动马达MTR的动力向按压部件PSN传递的动力传递机构。减速器GSK将电动马达MTR的动力中的旋转速度降低,并向轴部件SFT输出。电动马达MTR的旋转输出(扭矩)根据减速器GSK的减速比增加,得出轴部件SFT的旋转力(扭矩)。例如,GSK由齿轮传递机构构成。另外,可采用带、链等的卷绕传递机构或者摩擦传递机构。
轴部件SFT为旋转轴部件,将从减速器GSK传递的旋转动力向螺纹部件NJB传递。螺纹部件NJB为将轴部件SFT的旋转动力变换为直线动力的动力变换机构(旋转·直动变换部件)。例如,作为NJB,可采用滑动螺纹(梯形螺纹等)或者转动螺纹(滚珠丝杠等)。
(按压力取得单元FBA以及实际的按压力Fba)
按压力取得单元(例如,按压力传感器)FBA取得(检测)按压部件PSN按压摩擦部件MSB的力(按压力)Fba。检测的实际的按压力Fba向驱动电路DRV(具体地说,DRV内的CPUw)输入。例如,按压力取得单元FBA设置在轴部件SFT与制动钳CRP之间。即,设置在轴部件SFT的旋转轴上,固定于制动钳CRP。
(驱动电路DRV)
驱动电路(电气电路)DRV为驱动电动马达MTR以及螺线管致动器(简称为螺线管)SOL的电气电路(印刷电路基板)。驱动电路DRV被配置(固定)于壳体部件CAS的内部。在驱动电路DRV设置有处理器(运算处理装置)CPUw、电桥电路HBR等。在CPUw编程控制单元CTL(控制算法)。
通过驱动电路DRV,基于目标按压力Fbt,驱动电动马达MTR,控制其输出,发挥通常制动功能。另外,通过驱动电路DRV,基于指示信号(控制标志)FLpk,控制电动马达MTR以及螺线管SOL,发挥驻车制动功能。Fbt以及FLpk经由信号线SGL以及连接器CNC从ECU内的CPUb向驱动电路DRV内的CPUw发送。
(连接器CNC)
连接器(Connector)CNC通过树脂等绝缘体固定金属制的端子(terminal),将部件间或者布线(电缆)与部件之间连接,将电力以及/或者信号相互交换。具体地说,连接器CNC以中转电力线PWL以及信号线SGL中的至少一方的方式设置于车轮WHL侧的CAS(制动钳CRP的一部分)。连接器CNC固定于驱动电路DRV上。连接器CNC为供电(中转PWL)以及信号发送(中转SGL)共享,可分开单独获得。
(驻车制动机构(锁止机构)LOK)
驻车制动机构(也称为锁止机构)LOK为了实现维持车辆的停止状态的制动功能(所谓,驻车制动),将电动马达MTR锁止避免其向反转方向旋转。结果,按压部件PSN被限制向远离旋转部件KTB的方向移动,维持摩擦部件MSB对于旋转部件KTB的按压状态。在此,锁止机构LOK可设置在电动马达MTR与减速器GSK之间(即,与电动马达MTR同轴设置)。
锁止机构LOK由棘轮(也称为爪齿轮)RCH、爪部件(也称为钩爪)TSU以及螺线管致动器(简称为螺线管)SOL构成。棘轮RCH与INP同轴地固定于输入部件INP。棘轮RCH不用于一般的齿轮(例如,平齿轮),齿具有方向性。通过螺线管SOL将爪部件TSU朝棘轮RCH的方向按压,爪部件TSU向棘轮RCH移动。然后,爪部件TSU与棘轮RCH咬合,由此限制按压部件PSN的动作,作为驻车制动发挥功能。在此,螺线管SOL与爪部件TSU分别为单独的部件,相互分离。
<驻车制动用锁止机构LOK的配置>
图2为用于对制动单元BRK的轴结构以及驻车制动机构(锁止机构)LOK的配置进行说明的局部剖视图。
在制动单元BRK中,采用具有至少2个不同的旋转轴(Jin、Jsf等)的所谓多轴的结构。即,BRK的输入部位(电动马达MTR、INP等的轴)与输出部位(PSN、NJB、SFT等的轴)并列配置。在此,减速器GSK中的输入轴Jin与输出轴Jsf平行。
对于采用多轴结构的情况下的输入部件INP、减速器GSK以及轴部件SFT的关系进行说明。输入部件INP的动力的旋转速度通过减速器GSK被减速,并向轴部件SFT输出。此时,作为轴部件SFT的输出动力,得出与GSK的减速比成比例的旋转力(扭矩)。
例如,在减速器GSK可采用2段的减速器。具体地说,第1段的减速由第1小径齿轮SK1与第1大径齿轮DK1的组合进行,第2段的减速由第2小径齿轮SK2与第2大径齿轮DK2的组合进行。
第1小径齿轮SK1固定于输入部件INP,与INP形成一体,围绕旋转轴Jin旋转。第1大径齿轮DK1固定于中间轴部件CHU,与CHU形成一体,围绕旋转轴Jch旋转。SK1(INP)的轴承以及DK1(CHU)的轴承固定于制动钳CRP。此外,SK1与DK1相互的齿咬合。第1大径齿轮DK1的节圆直径比第1小径齿轮SK1的节圆直径大,第1大径齿轮DK1的齿数比第1小径齿轮SK1的齿数多。即,第1小径齿轮SK1的动力被减速,从第1大径齿轮DK1输出。
第2小径齿轮SK2固定于中间轴部件CHU,与CHU成一体地围绕旋转轴Jch旋转。第2大径齿轮DK2固定于轴部件SFT,与SFT成一体地围绕旋转轴Jsf旋转。SK2(CHU)的轴承以及DK2(SFT)的轴承固定于制动钳CRP。此外,SK2与DK2的相互齿咬合。第2大径齿轮DK2的节圆直径比第2小径齿轮SK2的节圆直径大,第2大径齿轮DK2的齿数比第2小径齿轮SK2的齿数多。即,第2小径齿轮SK2的动力被减速,从第2大径齿轮DK2输出。
根据以上的结构,从输入部件INP传递的旋转动力从第1小径齿轮SK1向减速器GSK输入,经2段减速后从第2大径齿轮DK2向轴部件SFT输出。作为减速器GSK,可使用1段的减速器。在这种情况下,来自输入部件INP的动力向第1小径齿轮SK1输入,通过SK1以及DK1减速后从轴部件SFT输出。由于是多轴结构,BRK在轴向(PSN的Jps方向)上被缩短,布局的自由度增加。另外,减速器GSK的减速比被设定得相对较大,Jin与Jsf的轴间距离被缩短。
在电动马达MTR与输入部件INP之间设置十字头联轴器OLD。即,电动马达MTR的输出部MOT经由十字头联轴器OLD连接于输入部件INP。在此,十字头联轴器OLD为通过盘的突起(键)与滑块的槽(键槽)的嵌合滑动来传递动力的联轴器。通过十字头联轴器OLD吸收电动马达MTR的旋转轴(也称为马达轴)Jmt与输入部件INP的旋转轴(也称为输入轴)Jin的偏心,将电动马达MTR的旋转动力(旋转运动)向INP传递。
锁止机构LOK的棘轮RCH固定于输入部件INP。即,棘轮RCH相对于十字头联轴器OLD设置在与电动马达MTR侧的相反侧。输入部件INP的传递扭矩未通过减速器GSK增加,与电动马达MTR的输出扭矩相等。棘轮RCH固定于输入部件INP,由此能够使作用于棘轮RCH的力相对减小,实现锁止机构LOK小型化(例如,棘轮RCH的小径化、RCH的齿宽度的减少、螺线管SOL低输出化)。另外,当在十字头联轴器OLD反复加载扭矩的情况,嵌合部(键以及键槽)磨损,间隙(旋转运动方向上的机械要素间的接触面的间隙)增加。通过将棘轮RCH设置于输入部件INP(在相对于OLD与MTR相反侧固定RCH),可避免由于OLD的磨损等产生的按压力的减少(驻车制动的松动)。
<驱动电路DRV>
图3为用于对在驱动电路DRV以及DRV内编程的控制单元CTL的详情进行说明的功能框图。图3为作为电动马达MTR采用带刷马达(简称为有刷马达)的情况下的驱动电路DRV的例子。
《电力线PWL以及信号线SGL》
电力线PWL为用于从电力源BAT、ALT向电动马达MTR以及螺线管SOL供给电力的电气路径。利用设置于壳体部件CAS的连接器CNC中转电力线PWL。作为电力线PWL,可采用捻合2条电线而形成的双绞线(TwistedPairCable)。
信号线SGL为从ECU(CPUb)向驱动电路DRV(CPUw)传递(发送)用于控制电动马达MTR以及螺线管SOL的信号Fbt、FLpk的信号传递路径。作为信号线SGL,可采用串行通信总线。串行通信总线为在一个通信路径内串联地每次发送1位数据的通信方法。例如,作为串行通信总线,可采用CAN(ControllerAreaNetwork)总线。
电力线PWL以及信号线SGL通过连接器CNC中转。在此,连接器CNC设置在作为制动钳CRP的一部分的壳体部件CAS的表面。将电力线PWL以及信号线SGL统一称为布线(线束)。
《驱动电路DRV》
驱动电路DRV为用于驱动电动马达MTR以及螺线管SOL的电气电路(印刷电路基板)。具体地说,驱动电路DRV基于目标按压力Fbt调整对于电动马达MTR的通电状态,发挥通常制动功能。另外,驱动电路DRV基于指示信号FLpk调整对于电动马达MTR以及螺线管SOL的通电状态,发挥驻车制动功能。驱动电路DRV由电桥电路HBR、HBR用通电量取得单元(第1通电量取得单元)IMA、开关元件SS、螺线管SOL用通电量取得单元(第2通电量取得单元)ISA以及控制单元CTL构成。驱动电路DRV被收纳于作为制动钳CRP的一部分的壳体部件CAS的内部,并被固定。
(电桥电路HBR)
电桥电路为无需形成双方向的电源,可以单一的电源变更朝向电动马达的通电方向,控制电动马达的旋转方向(正转方向或者反转方向)的电路。电桥电路HBR由开关元件S1~S4构成。开关元件S1~S4为能够将电气电路的一部分接通(通电)/关断(非通电)的元件。开关元件S1~S4由控制单元CTL(来自开关控制功能块SWT的信号)驱动,通过切换各个开关元件的通电/非通电的状态,调整电动马达MTR的旋转方向与输出扭矩。例如,作为开关元件,使用MOS-FET、IGBT。
在电动马达MTR被沿正转方向驱动的情况下,S1以及S4形成为通电状态(接通状态),S2以及S3形成为非通电状态(关断状态)。即,在制动扭矩增加的、电动马达MTR的正转驱动中,电流按照“S1→电动马达MTR(BLC/CMT)→S4”的顺序流动。相反,当电动马达MTR被沿反转方向驱动的情况下,S1以及S4形成为非通电状态(关断状态),S2以及S3形成为通电状态(接通状态)。即,在制动扭矩减少的、电动马达MTR的反转驱动中,电流按照“S2→电动马达MTR(BLC/CMT)→S3”的顺序沿与正转驱动相反的方向流动。
当代替带刷马达,采用无刷马达的情况下,电桥电路HBR由6个开关元件构成。与带刷马达的情况相同,基于占空比Dut控制开关元件的通电状态/非通电状态。在无刷马达中,通过位置取得单元MKA取得电动马达MTR的转子位置(旋转角)Mka。然后,基于实际的位置Mka,控制构成3相电桥电路的6个开关元件。利用开关元件,依次切换电桥电路的U相、V相以及W相的线圈通电量的方向(即,励磁方向),从而驱动电动马达MTR。无刷马达的旋转方向(正转或者反转方向)由转子与励磁的位置的关系决定。
(第1通电量取得单元(电动马达MTR用)IMA)
电动马达用的通电量取得单元(例如,电流传感器)IMA设置于电桥电路HBR。通电量取得单元IMA取得电动马达MTR的通电量(实际值)Ima。例如,通过马达电流传感器IMA,作为Ima检测出实际流过电动马达MTR的电流值。
(开关元件SS)
开关元件SS控制对于螺线管SOL的通电状态。具体地说,开关元件SS为能够将电气电路的一部分接通(通电)/关断(非通电)的元件,由控制单元CTL(来自螺线管控制功能块SCT的信号)驱动,切换开关元件SS的通电/非通电的状态。由此,切换螺线管SOL的吸引力的发生/解除。例如,作为开关元件SS,使用MOS-FET、IGBT或者继电器。
(第2通电量取得单元(螺线管SOL用)ISA)
设置螺线管用的通电量取得单元(例如,电流传感器)ISA。通电量取得单元ISA取得螺线管SOL的通电量(实际值)Isa。例如,利用螺线管电流传感器ISA,作为Isa检测实际流过螺线管SOL的电流值。
《控制单元CTL》
控制单元CTL基于目标按压力(目标值)Fbt调整对于电动马达MTR的通电状态(最终为电流的大小与方向),对电动马达MTR的输出与旋转方向进行控制。另外,控制单元CTL基于驻车制动的要否判定结果FLpk调整对于电动马达MTR以及螺线管SOL的通电状态,对锁止机构LOK的咬合工作进行控制。控制单元CTL为控制算法,被编程在驱动电路DRV内的处理器CPUw中。
控制单元CTL由指示通电量运算功能块IST、按压力反馈控制功能块IBT、通电量调整运算功能块IMT、脉冲宽度调制功能块PWM、开关控制功能块SWT、驻车制动控制功能块IPK以及螺线管控制功能块SCT构成。
在控制单元CTL中存在用于发挥通常制动以及驻车制动的2个功能的控制。在CTL中,2个功能中的任意一方由通电量调整运算功能块IMT内的选择单元SNT选择。因此,2个功能不会同时工作。具体地说,当存在驾驶员对于制动操作部件BP的操作的情况下,选择通常制动功能,当不存在上述操作的情况下,选择驻车制动功能。
〔通常制动功能〕
首先,对于通常制动的功能模块进行说明。在此,通常制动是与行驶中的车辆的减速、车辆停止状态的维持等驾驶员对于制动操作部件BP的操作相应的制动功能。通常制动功能由指示通电量运算功能块IST、按压力反馈控制功能块IBT、通电量调整运算功能块IMT、脉冲宽度调制功能块PWM以及开关控制功能块SWT构成。
(指示通电量运算功能块IST)
指示通电量运算功能块IST根据基于制动操作量Bpa决定的目标按压力Fbt以及预先设定的运算特性(运算设定表)CHs1、CHs2运算指示通电量Ist。指示通电量Ist为用于实现目标按压力Fbt的、对于电动马达MTR的通电量的目标值。指示通电量Ist的运算设定表考虑制动单元BRK的滞后现象由2个特性CHs1、CHs2构成。
通电量是用于控制电动马达MTR的输出扭矩的状态量(变量)。电动马达MTR输出与电流大致成比例的扭矩,作为通电量的目标值,使用电动马达MTR的电流目标值。另外,如果增加对于电动马达MTR的供给电压,则作为结果电流增加,因此作为目标通电量可使用供给电压值。进而,由于脉冲宽度调制的占空比可调制供给电压值,因此可使用该占空比作为通电量。
(按压力反馈控制功能块IBT)
按压力反馈控制功能块IBT基于目标按压力(目标值)Fbt以及实按压力(实际值)Fba运算按压力反馈通电量Ibt。按压力反馈通电量Ibt基于目标按压力Fbt与实按压力Fba的偏差(按压力偏差)ΔFb以及预先设定的运算特性(运算设定表)CHb运算。指示通电量Ist被作为与目标按压力Fbt相当的值运算,不过也存在由于制动单元BRK的效率变动而在目标按压力Fbt与实按压力Fba之间产生误差的情况。因此,Ist被决定以减少上述的误差。
(通电量调整运算功能块IMT)
通电量调整运算功能块IMT运算对于电动马达MTR的最终的目标值亦即目标通电量Imt。在通常制动的情况下,在通电量调整运算功能块IMT中,指示通电量Ist由按压力反馈通电量Ibt调制,运算目标通电量Imt。具体地说,对于指示通电量Ist,加入反馈通电量Ibt,从而运算目标通电量Ims。然后,由通电量调整运算功能块IMT内的选择单元SNT选择目标通电量Ims作为最终的目标通电量Imt并输出。
基于目标通电量Imt的符号(值的正负)决定电动马达MTR的旋转方向,基于目标通电量Imt的大小控制电动马达MTR的输出(旋转动力)。具体地说,当目标通电量Imt的符号为正符号的情况(Imt>0)下,将电动马达MTR向正转方向(按压力的增加方向)驱动,当Imt的符号为负符号的情况(Imt<0)下,将电动马达MTR向反转方向(按压力的减少方向)驱动。另外,以使目标通电量Imt的绝对值越大电动马达MTR的输出扭矩越大的方式进行控制,且Imt的绝对值越小输出扭矩越小地进行控制。
(脉冲宽度调制功能块PWM)
脉冲宽度调制功能块PWM基于目标通电量Imt运算用于进行脉冲宽度调制(PWM,PulseWidthModulation)的指示值(目标值)。具体地说,脉冲宽度调制功能块PWM基于目标通电量Imt以及预先设定的特性(运算设定表),决定脉冲宽度的占空比Dut(在周期的脉冲波中,相对于该周期的脉冲宽度(接通状态)的比例)。并且,脉冲宽度调制功能块PWM基于目标通电量Imt的符号(正符号或负符号)决定电动马达MTR的旋转方向。例如,电动马达MTR的旋转方向中,正转方向被设定为正(plus)的值,反转方向被设定为负(minus)的值。通过输入电压(电源电压)以及占空比Dut决定最终的输出电压,因此在PWM中,决定电动马达MTR的旋转方向、对于电动马达MTR的通电量(即,电动马达MTR的输出)。
进而,在脉冲宽度调制功能块PWM中,执行所谓的电流反馈控制。在这种情况下,通电量取得单元IMA的检测值(例如,实际的电流值)Ima向脉冲宽度调制功能块PWM输出。然后,基于目标通电量Imt与实际的通电量Ima的偏差ΔIm将占空比Dut修正(微调)。通过该电流反馈控制实现高精度的马达控制。
(开关控制功能块SWT)
开关控制功能块SWT基于占空比(目标值)Dut,向构成电桥电路HBR的开关元件(S1~S4)输出驱动信号。该驱动信号指示各开关元件为通电状态,还是为非通电状态。具体地说,当基于占空比Dut,电动马达MTR被沿正转方向驱动的情况下,S1以及S4形成为通电状态(接通状态),并且,S2以及S3形成为非通电状态(关断状态),同时在与Dut对应的通电时间(通电周期),切换S1以及S4的通电/非通电的状态。同样,当电动马达MTR被沿反转方向驱动的情况下,S1以及S4被控制为非通电状态(关断状态),并且S2以及S3控制为通电状态(接通状态),S2以及S3的通电状态(开/关的切换周期)基于占空比Dut被调制。此外,Dut越大,越增长单位时间内的通电时间,将更大的电流流向电动马达MTR。
〔驻车制动功能〕
接下来,对于驻车制动的功能模块进行说明。在驻车制动中,在驾驶员未操作制动操作部件BP的情况下,维持车辆的停止状态。在驻车制动中,存在由驻车制动的非工作状态切换为工作状态的“开始工作”以及由工作状态变化为非工作状态的“解除工作”的2个工作。开始以及解除基于指示信号FLpk的变化(0→1或者1→0)决定。驻车制动功能构成为包括驻车制动控制功能块IPK、通电量调整运算功能块IMT、脉冲宽度调制功能块PWM、开关控制功能块SWT以及螺线管控制功能块SCT。
(驻车制动控制功能块IPK)
在驻车制动控制功能块IPK中,基于表示是否需要驻车制动的控制标志FLpk、按压力(实际值)Fba以及电动马达MTR的旋转角(实际值)Mka运算驻车制动用目标通电量Ipk以及螺线管用通电指示信号FLs。
在驻车制动控制功能块IPK中,接受驻车制动的工作开始指令(判定结果FLpk中的由“0”向“1”的切换),输出用于控制电动马达MTR的驻车制动用目标通电量Ipk以及指示对于螺线管SOL的通电的螺线管指示信号FLs。在此,Ipk为驻车制动控制中的电动马达MTR的通电量的目标值,根据预先设定的特性决定。另外,信号FLs为控制标志,“FLs=0”指示不对螺线管SOL通电,“FLs=1”指示对于螺线管SOL的通电。
(通电量调整运算功能块IMT、脉冲宽度调制功能块PWM以及开关控制功能块SWT)
在通电量调整运算功能块IMT中,调整通常制动用的目标通电量Ims、驻车制动用的目标通电量Ipk。在通电量调整运算功能块IMT设置选择单元SNT,选择Ims以及Ipk中的任意一方,输出最终的目标通电量Imt。具体地说,通过选择单元SNT,选择通常制动用目标值Ims与驻车制动用目标值Ipk中的偏大的值作为最终目标值Imt。通过选择单元SNT抑制通常制动的目标通电量Ims与驻车制动的目标通电量Ipk的干扰。脉冲宽度调制功能块PWM以及开关控制功能块SWT与上述的情况相同,因此省略进行说明。
(螺线管控制功能块SCT)
在螺线管控制功能块SCT中,基于螺线管驱动指令信号(控制标志)FLs,决定用于切换开关元件SS的通电、非通电的驱动信号。具体地说,基于“FLs=0”,输出开关元件SS形成为非通电状态的驱动信号。另外,基于“FLs=1”输出开关元件SS形成为通电状态的驱动信号。
《电动马达MTR以及旋转角取得单元MKA》
作为电动马达MTR,采用带刷马达(也称为有刷马达)。在有刷马达中,流过电枢(卷线所形成的电磁体)的电流通过机械式的整流子(换向器)CMT以及电刷BLC与旋转相位相应地被切换。在有刷马达中,固定件(定子)侧为永久磁石,旋转件(转子)侧由卷线电路(电磁体)构成。此外,以向卷线电路(旋转件)供给电力的方式,使电刷BLC与整流子CMT抵接。电刷BLC通过弹簧(弹性体)被按压于整流子CMT,通过整流子CMT旋转从而使电流倒流。
在电动马达MTR设置有取得(检测)转子的旋转角(实际值)Mka的旋转角取得单元MKA。MKA与电动马达MTR同轴设置,将旋转角Mka向处理器CPUw发送。例如,从MKA输出Mka作为数字值。
作为电动马达MTR,代替带刷马达,可采用无刷马达。在无刷马达中,代替带刷马达的机械式整流子CMT,由电子电路进行电流的倒流。在无刷马达中,在旋转件(转子)为永久磁石、固定件(定子)为卷线电路(电磁体)的结构中,检测转子的旋转位置Mka,根据Mka切换开关元件,由此使供给电流倒流。
《按压力取得单元FBA以及模拟·数字变换单元ADH》
按压力取得单元FBA取得(检测)按压部件PSN按压摩擦部件MSB的力(按压力)Fba。具体地说,在按压力取得单元FBA中,基于如应变仪那样在受力的情况下产生的移位(即,变形)所引起的电变化(例如,电压变化)检测按压力Fba。
按压力取得单元FBA被设置在螺纹部件NJB与制动钳CRP之间。例如,按压力取得单元FBA固定于制动钳CRP,取得按压部件PSN从摩擦部件MSB受到的反作用力(反作用)作为按压力Fba。
按压力(实际值)Fba经由模拟·数字变换单元(AD变换单元)ADH向处理器CPUw发送。例如,FBA的检测信号为模拟值,不过通过模拟·数字变换单元ADH变换为数字值后向控制单元CTL输入。此时,根据变换单元ADH的位数,决定按压力Fba的分辨率(最低位,LSB:LeastSignificantBit)。
《锁止机构LOK(螺线管SOL、棘轮RCH以及爪部件TSU)》
在制动钳CRP设置有驻车制动用锁止机构LOK,以此即便停止对于电动马达MTR以及螺线管SOL的通电,仍维持按压力Fba(摩擦部件MSB按压旋转部件KTB的力)。锁止机构LOK由螺线管SOL、爪部件TSU以及棘轮RCH构成。
棘轮RCH以可旋转的状态支承于制动钳CRP。螺线管SOL固定于制动钳CRP,在其前端部(推杆),将爪部件TSU向棘轮RCH按压。爪部件TSU与棘轮RCH咬合,由此限制棘轮RCH的旋转运动。由此,限制按压部件PSN的移动,即便对于制动单元BRK的通电停止,仍保持按压力Fba,发挥驻车制动功能。
<驻车制动用锁止机构LOK>
图4为用于对驻车制动用锁止机构(简称为锁止机构)LOK的详情进行说明的概略图。锁止机构LOK构成为棘齿机构(爪制动),允许朝向一个方向的旋转(以箭头Fwd所示的方向,即按压力增加的方向),而限制朝另一方向的旋转(箭头Rvs所示的方向,即按压力减少的方向)。图4(a)表示驻车制动解除的状态,图4(b)表示驻车制动工作的状态。锁止机构LOK由螺线管SOL、爪部件TSU、引导部件GID、棘轮RCH以及弹性部件SPR构成。
螺线管SOL固定于制动钳CRP。在锁止机构LOK由解除状态变化为工作状态的情况下,通过对于螺线管SOL的通电,由作为螺线管SOL的一部分的推杆PBR将爪部件TSU向棘轮RCH按压。具体地说,在与推杆PBR的中心轴Jpb平行且接近棘轮RCH的旋转轴Jrc的方向(咬合方向)Dts上,爪部件TSU从螺线管SOL受力。爪部件TSU通过固定于制动钳CRP的引导部件GID被定位,仅允许咬合方向Dts及其相反方向(解除方向)Dtr的动作。在此,将咬合方向Dts以及解除方向Dtr统一称为“第1直线方向”。即,通过引导部件GID,防止相对于第1直线方向倾斜的方向的爪部件TSU的动作。爪部件TSU与棘轮RCH咬合,从而发挥驻车制动功能。爪部件TSU并非通过围绕某个支点的旋转移动,而是通过螺线管SOL进行直线移动,来与棘轮RCH咬合。此外,棘轮RCH以能够相对于制动钳CRP旋转的状态被支承。
《螺线管致动器SOL》
螺线管致动器(简称为螺线管)SOL为将电能变换为机械式的直线运动的电磁功能部件。螺线管SOL由线圈COL、固定铁芯(也称为基座)BAS、活动铁芯(也称为柱塞)PLN、推杆PBR、壳体HSG以及气隙空间(airgapspacer)AGS构成。
线圈COL以及基座BAS收容于壳体HSG内,并固定于壳体HSG。壳体HSG固定于制动钳CRP。即,螺线管SOL固定于制动钳CRP。
线圈COL由筒管、铜线、导线以及缠绕带构成,通过向铜线(导线)流通电流产生磁场。如果通过通电在线圈COL产生磁场,则磁通经过固定铁芯(基座)BAS,BAS吸引活动铁芯(柱塞)PLN。此外,在通电期间,柱塞PLN始终被基座BAS吸引,而一旦通电被切断,则该吸引力消失。在此,柱塞PLN为磁性体,是往复运动的螺线管SOL的机构部件。
推杆PBR固定于柱塞PLN。因此,柱塞PLN与推杆PBR为一体,根据PLN的吸引动作,PBR被进行按压爪部件TSU的动作。在柱塞PLN与基座BAS之间设置有气隙空间AGS。通过气隙空间AGS停止对于螺线管SOL的通电,降低柱塞PLN的位置恢复时残留磁的影响。
《爪部件TSU》
爪部件TSU在一方的端部设置突起部(爪)Tme。该突起部分Tme与棘轮RCH咬合。在此,在爪部件TSU与棘轮RCH咬合的情况下,将TSU的突起部(爪)Tme与RCH的齿的接触面称为接触部(咬合部)Stm。爪部件TSU的另一方的端部与推杆PBR抵接。如果对螺线管SOL通电,则爪部件TSU被推杆PBR按压,沿朝向棘轮RCH的方向(咬合方向)Dts移动。在此,推杆PBR的中心轴Jpb与爪部件TSU的中心轴Jts一致,咬合方向Dts是与TSU的中心轴Jts(即、PBR的中心轴Jpb)平行且接近棘轮RCH的旋转轴Jrc的方向。
在爪部件TSU中,与推杆PBR接触的部位(上述的另一端部)形成为凹型形状。此外,推杆PBR与爪部件TSU的凹部(凹陷)以之间隔有间隙Spb的方式嵌合。在此,间隙Spb被设定得相对较大。该凹部并不进行爪部件TSU与推杆PBR的相对定位,在螺线管SOL以及爪部件TSU安装于制动钳CRP的情况下,会可靠地形成推杆PBR与爪部件TSU的抵接状态。
在爪部件TSU的突起形状(爪形状)中设置前倾角α。在此,前倾角α为爪部件TSU的爪Tme的接触部(咬合面)Stm与咬合方向Dts(第1直线方向)所成的夹角。通过设置前倾角α,使爪部件TSU(即,爪Tme)的接触面Stm倾斜为越接近棘轮RCH的旋转轴Jrc,越远离包括爪部件TSU的中心轴Jts并且与棘轮RCH的旋转轴Jrc平行的平面(中心面)Mts。换言之,爪部件TSU的接触面(咬合面)Stm相对于第1直线方向向按压部件PSN的按压力减少时棘轮RCH所旋转的方向(Rvs方向)倾斜。另外,也可以说,TSU的咬合面(平面)Stm相对于第1直线方向向爪部件TSU远离棘轮RCH的旋转轴Jrc的方向倾斜。在爪部件TSU与棘轮RCH咬合的状态下,爪部件TSU在接触部Stm从棘轮RCH受力,不过通过前倾角α使得该力的分力沿咬合方向Dts作用。因此,即便在停止对于螺线管SOL的通电后,也可维持爪部件TSU与棘轮RCH的可靠的咬合状态。
《引导部件GID》
引导部件GID被固定于制动钳CRP,引导相对于棘轮RCH的爪部件TSU的移动(即,作为引导面发挥功能)。具体地说,引导部件GID形成为包围爪部件TSU,爪部件TSU与引导部件GID相对地以之间隔有狭小的间隙Sgd的方式滑动接触。在此,间隙Sgd被设定为比间隙Spb小(Sgd<Spb)。爪部件TSU仅在咬合方向Dts及其相反方向(解除方向)Dtr(即,限制为第1直线方向)被允许滑动。棘轮RCH被定位于制动钳CRP,并且爪部件TSU由引导部件GID定位,因此通过引导部件GID,高精度地决定棘轮RCH与爪部件TSU的相对位置。相反,推杆PBR与爪部件TSU缓慢嵌合,在两者之间不要求相对位置精度。
在引导部件GID的(引导面的)形状中,与爪部件TSU的突起部(爪)Tme存在一侧(前面侧)的咬合方向Dts的长度Lft相比,与前面侧的相反侧(背面侧)的咬合方向Dts的长度Lbk被设定得更大(更长)。在爪部件TSU与棘轮RCH咬合的状态下,爪部件TSU从棘轮RCH受力,作用弯曲力矩。通过将背面侧尺寸Lbk设定为相对较长,可抑制爪部件TSU的弯曲变形。结果,确保了爪部件TSU的足够的弯曲强度,并且维持爪部件TSU的顺滑的动作。
《棘轮RCH》
棘轮RCH固定于输入部件INP,与INP一体旋转。在棘轮RCH,与一般的齿轮不同地形成具有方向性的齿(的锯齿状的齿)。利用该“锯齿”形状,产生相对于围绕棘轮RCH的旋转轴Jrc的旋转运动的方向性。具体地说,允许与电动马达MTR的正转方向对应的动作(PSN接近KTB,Fba增加,制动扭矩增加的方向的动作)Fwd,而限制(锁止)与电动马达MTR的反转方向对应的动作(PSN远离KTB,Fba减少,制动扭矩减少的方向的动作)Rvs。
在棘轮RCH的齿形状中,以与具有前倾角α的爪部件TSU咬合的方式设置倾斜角β。倾斜角β为由棘轮RCH的前端部(齿顶)Phs与旋转轴Jrc构成的平面Mhs以及咬合部分(接触面)Stm所成的夹角。在此,平面Mhs为以棘轮RCH为轴向分割为2个的平面,因此称为“分割面”。通过倾斜角β,棘轮RCH中的接触面Stm沿越接近棘轮RCH的旋转轴Jrc,越远离分割面Mhs的方向倾斜。换言之,在爪部件TSU与棘轮RCH咬合的状态下,棘轮RCH的接触面(咬合面)Stm相对于第1直线方向,向按压部件PSN的按压力减少时棘轮RCH旋转的方向(Rvs方向)倾斜。另外,也可以说,在咬合状态下,RCH的咬合面(平面)Stm相对于第1直线方向,向爪部件TSU接近棘轮RCH的旋转轴Jrc的方向倾斜。在咬合部Stm存在于与Dts方向平行且含有旋转轴Jrc的平面上的情况下,倾斜角β与前倾角α一致。但是,如果在棘轮RCH向Rvs方向旋转时接触部Stm所移动的方向上将推杆PBR的中心轴Jpb(即,爪部件TSU的中心轴Jts)偏移设定,则倾斜角β比前倾角α小。
如果棘轮RCH与爪部件TSU咬合,则与按压部件PSN(即,摩擦部件MSB)从旋转部件KTB离开的方向相当的输入部件INP的旋转(Rvs方向)被锁止。即,电动马达MTR的反转被限制。
《弹性部件SPR》
弹性部件(例如,复原弹簧)SPR以压缩的状态被设置在引导部件GID(即,制动钳CRP)与爪部件TSU之间。因此,弹性部件SPR相对于引导部件GID(制动钳CRP),始终向与咬合方向Dts相反的方向(解除方向)Dtr按压爪部件TSU。通过在螺线管SOL中通电,使柱塞PLN导入螺线管SOL内,推杆PBR将爪部件TSU向咬合方向Dts按压。即,产生螺线管SOL的活动部件PBR对爪部件TSU施加的咬合方向Dts的咬合力。如果螺线管SOL的吸引力(咬合力)比弹性部件SPR所产生的按压力(弹力,是将TSU向解除方向Dtr按压的力亦即解除力)大,则爪部件TSU向位置Pkm移动,爪部件TSU与棘轮RCH咬合。但是,如果停止对于螺线管SOL的通电,则柱塞PLN的吸引力(保持力)丧失,爪部件TSU以及推杆PBR(柱塞PLN)通过弹性部件SPR返回至位置Pkj。在此,位置Pkm为爪部件TSU与棘轮RCH咬合的位置(咬合位置),位置Pkj为爪部件TSU与棘轮RCH不咬合的位置(解除位置)。
〔向爪部件TSU与棘轮RCH的咬合状态的变化〕
至此,对锁止机构LOK的各部件的概要进行了说明。接下来,参照图4(a)(b),对爪部件TSU与棘轮RCH由不咬合的状态向咬合的状态变化的情况进行说明。
图4(a)示出不对螺线管SOL通电,爪部件TSU与棘轮RCH不咬合的情况。在此,爪部件TSU通过弹性部件SPR的弹力被按压于螺线管SOL(或者,制动钳CRP)。将该爪部件TSU的位置称为解除位置Pkj。
对电动马达MTR进行通电,使电动马达MTR沿正转方向Fwd驱动,随之,按压力Fba增加。然后,在Fba达到规定值后,开始对于螺线管SOL(即,线圈COL)的通电。通过该通电,将柱塞PLN向基座BAS吸引,沿咬合方向Dts拉近柱塞PLN。通过使螺线管SOL的吸引力(即、PBR按压TSU的力亦即咬合力)比弹性部件SPR的弹力(即,解除TSU与RCH的咬合的力亦即解除力)大,从而固定于柱塞PLN的推杆PBR使爪部件TSU沿Dts方向(直线方向)移动。此时,爪部件TSU的移动由引导部件GID引导,抑制相对于上述的直线方向产生偏移(倾斜)之类的移动。
在爪部件TSU与棘轮RCH接触的状态下,电动马达MTR被沿反转方向Rvs驱动。结果,如图4(b)所示,爪部件TSU可靠地与棘轮RCH咬合。在确认该咬合状态后,停止对于螺线管SOL的通电,并且也停止对于电动马达MTR的通电。
在爪部件TSU设置前倾角α,与之对应地在棘轮RCH设置倾斜角β。在爪部件TSU(特别是,接触部Stm),通过制动钳CRP、摩擦部件MSB等的刚性作用来自棘轮RCH的力(切线力)。由于前倾角α所产生的切线力的分力沿咬合方向Dts作用,因此能够可靠地维持通电停止后的咬合状态。
当接触部Stm(与爪部件TSU咬合的齿的前端部(齿顶)Phs)存在于与Dts方向平行且通过RCH的旋转轴Jrc的面上的情况下,前倾角α(第1直线方向与Stm所成的夹角)与倾斜角β(从Jrc到Phs的平面与Stm所成的夹角)一致。即,当经过棘轮RCH的旋转轴Jrc的面与齿顶Phs之间的长度(偏移距离)Los为零的情况下,处于α=β的关系。但是,随着偏移距离Los的增加,倾斜角β变小。具体地说,如果将从旋转轴Jrc到上述的齿顶Phs的平面与Dts方向的夹角设为θ,则α=β+θ的关系成立。
〔向爪部件TSU与棘轮RCH的解除状态(不咬合状态)的变化〕
如图4(b)所示,即使在不对电动马达MTR以及螺线管SOL通电的状态下,也将维持爪部件TSU与棘轮RCH咬合的状态。为了解除该咬合状态,进行对于电动马达MTR的通电。此时,对于螺线管SOL的通电被维持在停止状态。
如果电动马达MTR被驱动,沿正转方向Fwd旋转,则爪部件TSU将越过咬合的棘轮RCH的齿。此时,通过弹性部件(压缩弹簧)SPR的弹力(弹簧力),使爪部件TSU向远离棘轮RCH的方向(解除方向)Dtr移动。结果,消除爪部件TSU与棘轮RCH的咬合状态,返回图4(a)所示的状态。
<爪部件TSU与棘轮RCH的咬合工作>
〔各部名称的说明以及定义〕
首先,参照图5,对于爪部件TSU以及棘轮RCH的各部位的名称进行说明。在此,棘轮RCH的外形由圆弧形成,不过为了便于理解说明,简单地以直线形状表现。
爪部件TSU由于由引导部件GID引导,因此仅被允许沿其中心轴Jts方向的动作。在此,将爪部件TSU接近棘轮RCH的旋转轴Jrc的方向(即,远离螺线管SOL的方向)称为“咬合方向Dts(也称为Dts方向)。相反,将远离旋转轴Jrc的方向(即,接近螺线管SOL的方向)称为”解除方向Dtr(也称为Dtr方向)”。此外,咬合方向Dts与解除方向Dtr同上述“第1直线方向”对应,为相互对抗的方向(反向)。因此,螺线管SOL(特别是,推杆PBR)对爪部件TSU施加的Dts方向的咬合力与弹性部件SPR对爪部件TSU施加的Dtr方向的解除力相互对抗。
将爪部件TSU的爪Tme的前端部分称为“爪顶Pts”。另外,将棘轮RCH的齿的前端部分称为“齿顶(Addendum)Phs”。此外,将经过齿顶Phs且与棘轮RCH的旋转轴Jrc同心的面称为“齿顶面Htp”。另外,将棘轮RCH的齿根称为“齿底(Dedendum)”,将经过该齿底且与棘轮RCH的旋转轴同心的面称为“齿底面Hbm”。
在爪部件TSU与棘轮RCH咬合的状态下,将TSU与RCH的抵接部分称为“接触部Stm”。例如,在接触部Stm中,TSU与RCH以各自的面(例如,平面)接触(通过面接触进行咬合)。即,从TSU的爪顶Pts到与爪部件TSU咬合的RCH的齿顶Phs为接触部(咬合面)Stm。进而,将接触部(接触面)Stm与相对于棘轮RCH的爪部件TSU的移动方向(直线移动)Dts、Dtr之间的角度称为“前倾角α”。
棘轮RCH的齿具有方向性,不过将倾斜较为平缓的斜面称为“第1斜面Hs1”,将倾斜较为陡急的斜面称为“第2斜面Hs2”。将相对于由齿顶Phs与旋转轴Jrc形成的平面(分割面)Mhs的、第2斜面Hs2的角度称为倾斜角β。在前倾角α、倾斜角β以及从与咬合方向Dts平行且经过旋转轴Jrc的面到接触部Stm的距离(偏移距离Los)之间存在规定的几何的关系。在此,爪部件TSU中的棘轮RCH的咬合面(接触部)Stm相对于第1直线方向,向“按压部件PSN的按压力减少时棘轮RCH旋转的方向(Rvs方向)”倾斜(图5中,将第1直线方向沿顺时针方向旋转,进而与之平行地进行倾斜)。即,TSU的Tme的咬合面Stm以越接近棘轮RCH的旋转轴Jrc,越远离含有TSU的中心轴Jts且与RCH的旋转轴Jrc平行的平面(TSU的中心面)Mts的方式倾斜。另外,在爪部件TSU与棘轮RCH咬合的状态下,棘轮RCH中的爪部件TSU的咬合面Stm(第2斜面Hs2中的接触部)相对于第1直线方向,向“按压部件PSN的按压力减少时棘轮RCH旋转的方向(Rvs方向)”倾斜(图5中,与TSU的Stm相同,第1直线方向沿顺时针方向旋转,进而将RCH的Stm与之平行地进行倾斜)。即,RCH的Hs2的咬合面Stm以越接近棘轮RCH的旋转轴Jrc越远离将RCH的旋转轴Jrc向齿顶Phs方向延长而构成的平面(RCH的分割面)Mhs的方式倾斜。
棘轮RCH的齿的间距由“距离Lpc”表示。齿顶面Htp与齿底面Hbm的距离为“齿的高度(齿高)Hrc”。将第2斜面Hs2与齿底面Hbm的交线称为“角部Psm”。从角部Psm到第1斜面Hs1与齿底面Hbm的交线的距离为“齿的厚度(齿厚)Lrc”。齿顶面Phs与角部Psm的距离由“距离Lbt”表示。在此,齿顶Phs为齿顶面Htp与第2斜面Hs2的交线。另外,距离Lbt为以使爪部件TSU与棘轮RCH面咬合的方式与倾斜角β对应的移位(距离)。在此,倾斜角β为从RCH的接触部Stm的齿顶Phs到RCH的旋转轴Jrc的平面(分割面)Mhs与第2斜面Hs2之间的角度。
在棘轮RCH的移动方向(旋转方向)上,将与电动马达MTR的正转方向对应的方向(即,按压力增加的方向)称为RCH的正转方向Fwd(也称为Fwd方向)。相反,将与电动马达MTR的反转方向对应的方向(即,按压力减少的方向)称为棘轮RCH的反转方向Rvs(也称为Rvs方向)。此外,Fwd方向与Rvs方向为相互对抗的方向(反向)。在爪部件TSU的接触部Stm中,将Rvs方向的长度(距离)称为“爪厚度Lts”。具体地说,在接触部Stm中,从齿顶Phs的接触点到相对于爪部件TSU的中心轴Jts垂直的方向的爪部件TSU的尺寸为爪厚度Lts。
〔咬合开始工作〕
参照图6,对开始爪部件TSU与棘轮RCH的咬合的工作(锁止机构LOK的咬合开始工作)进行说明。咬合开始工作与驻车制动的开始相当。状态〔J1〕~〔J3〕依次示出爪部件TSU与棘轮RCH的相对位置关系。与图5相同,棘轮RCH的外形由圆弧,不过为了便于理解,表现为直线形状。
状态〔J1〕表示开始对于螺线管SOL的通电,爪部件TSU的爪Tme的前端部(爪顶)Pts与棘轮RCH的齿顶面Htp接触的状态。在该状态下,通过减少对于电动马达MTR的通电,棘轮RCH沿Rvs方向移动(以空心箭头所示的移动)。此时,爪部件TSU通过螺线管SOL被沿Dts方向按压。
进而,如果棘轮RCH沿Rvs方向移动,则如状态〔J2〕所示,爪部件TSU朝向齿底面Hbm沿第1斜面(斜度偏小的斜面)Hs1滑动。最终,如状态〔J3〕所示,爪部件TSU与棘轮RCH在接触部Stm咬合。随后,即使对于螺线管SOL以及电动马达MTR的通电为零,也会维持该状态〔J3〕,作为驻车制动发挥功能。
在对于螺线管SOL的通电开始的状态吓,爪顶Pts与棘轮RCH接触的部位变化。但是,咬合所需的棘轮RCH的移动距离为棘轮RCH的1齿大小。具体地说,咬合所需的距离的最大值为将齿厚Lpc与距离Lbt相加的值(Lpc+Lbt)。
设置限制爪部件TSU的朝向咬合方向Dts的移动的限位部机构,以避免相对于棘轮RCH的爪部件TSU的咬合方向Dts的相对位置超出规定的极限位置。例如,限位部机构由形成在具有长边方向的爪部件TSU的侧面的台阶部和与该台阶部卡合的引导部件GID的一部分构成(参照图4)。通过限位部机构,在爪部件TSU与棘轮RCH咬合的状态下,在爪部件TSU的前端部(爪顶)Pts与棘轮RCH的齿底部Hbm之间形成间隙,因此可抑制爪顶Pts的变形、磨损等。
〔咬合解除工作〕
参照图7,对于解除爪部件TSU与棘轮RCH的咬合的工作(锁止机构LOK的咬合解除工作)进行说明。咬合解除工作与驻车制动的解除相当。状态〔J4〕~〔J5〕依次图示爪部件TSU与棘轮RCH的相对位置关系。状态〔J4〕与图6的状态〔J3〕对应。与图5相同,棘轮RCH的外形表现为直线形状。
示出在停止对于电动马达MTR以及螺线管SOL的通电的状态下,指示驻车制动的解除的状况。如状态〔J4〕所示,在对于螺线管SOL的通电停止的状态下,电动马达MTR被正转驱动。由此,棘轮RCH沿Fwd方向移动(空心箭头所示的移动)。爪部件TSU由于通过弹性部件SPR始终受到Dtr方向的力,因此如状态〔J5〕所示,沿第2斜面(斜度偏大的斜面)Hs2滑动并向远离棘轮RCH的方向移动。如果爪顶Pts远离齿顶Phs,则通过弹性部件SPR使爪部件TSU返回至与限位部(螺线管SOL的HSG或者制动钳CRP)抵接,驻车制动的解除工作结束。
〔咬合开始的时序工作〕
参照图8的时序线图,对锁止机构LOK的咬合开始工作及其解除工作的实施方式进行说明。图8(a)表示由解除状态向咬合状态变化的咬合开始工作。另外,图8(b)表示由咬合状态向解除该状态的咬合解除工作。此外,在时序线图中,当表现值的大小关系以及增加/减少时,如果考虑值的符号,会变得繁琐。因此,在以下的说明中,值的大小·增减基于值的大小(绝对值)表现。
首先,参照图8(a),对锁止机构LOK的咬合开始工作进行说明。行驶中的车辆减速,在时刻t0停止,车辆速度Vxa为零。随后,在时刻t1,驾驶员操作驻车开关MSW,操作信号Msw由“0(关断状态)”切换为“1(接通状态)”。同时,基于Msw的变化,驻车制动的要否信号FLpk由“0(不要判定)”切换为“1(必要判定)”。在驻车制动控制功能块IPK中,基于FLpk以及预先设定的特性,驻车制动用目标通电量Ipk以增加斜率(相对于时间的变化量)ki1向与电动马达MTR的正转对应的通电方向(即,棘轮RCH的Fwd方向)增加。在通电量调整运算功能块IMT中,驻车制动用目标通电量Ipk被选择作为目标通电量Imt,进而输出。与之对应地,按压力Fba以及旋转角Mka分别以时间斜率kf1、km1增加。
在按压力Fba达到规定值fb1的时刻t2,目标通电量Imt形成为恒定值im1,按压力Fba以及旋转角Mka被恒定维持。在此,规定值fb1为驻车制动所需的按压力,是预先设定的规定值。另外,规定值fb1基于道路的倾斜决定。例如,值fb1被设定为与道路为水平的情况相比,在道路沿车辆的前后方向倾斜的情况下的值更大。道路的倾斜由前后加速度取得单元(例如,前后加速度传感器)取得(检测)。
在从目标通电量Imt(因此,Fba、Mka)为恒定的时刻t2经过规定时间tx1的时刻t3,螺线管SOL的驱动信号FLs由“0(非通电指示)”切换为“1(通电指示)”。在螺线管控制功能块SCT中,基于FLs,从时刻t3起开始对于螺线管SOL的通电。通过对于螺线管SOL的通电,使爪部件TSU向棘轮RCH(Dts方向)移动。然后,爪部件TSU的前端部(爪顶)Pts与棘轮RCH的齿接触。
在从时刻t3经过规定时间tx2的时刻t4,目标通电量Imt向零减少。进而,向与电动马达MTR的反转对应的通电方向(棘轮RCH的Rvs方向)开始目标通电量Imt的增加(如果考虑通电量的符号则为减少)。同时,存储时刻t4的旋转角Mka的值(存储值)mk1。
在时刻t4中,目标通电量Imt从与电动马达MTR的正转方向对应的通电量im1迅速形成为零。然后,从时刻t4到时刻t6,目标通电量Imt以增加斜率(相对于时间的变化量)ki2向与电动马达MTR的反转驱动对应的通电方向缓慢地(逐渐地)增加。具体地说,以预先设定的时间斜率ki2(<0),使目标通电量Imt的大小由零增加直至(如果考虑通电量的符号,则为从零减少)与电动马达MTR的反转对应的规定通电量im2(<0)。在此,时间斜率ki2的大小(绝对值)比时间斜率ki1的大小小。
当从时刻t4到时刻t6(横跨规定时间tx3),从存储值mk1(在时刻t4的旋转角Mka的值)变化的变化量(移位)Hm1低于规定值hm1的情况下,在时刻t6停止对于螺线管SOL以及电动马达MTR的通电。即,在时刻t6,结束驻车制动的咬合开始工作。在此,规定值hm1被设定为比“与棘轮RCH的1间距(相邻2个齿的间隔)相当的移位Lpc同与用于与爪部件TSU咬合的棘轮RCH的齿的倾斜角β相当的移位Lbt相加的值(Lpc+Lbt)”大,并且比“与棘轮RCH的2间距相当的移位(2×Lpc)”小的值。即,在阈值hm1中存在“(Lpc+Lbt)<hm1<(2×Lpc)”的关系。
在时刻t3以前,不作用螺线管SOL的吸引力,爪部件TSU的前端部Pts通过弹性部件SPR被按压于螺线管SOL的壳体HSG(或者制动钳CRP)。因此,爪部件TSU的位置Pts处于解除位置Pkj(参照图4(a))。在时刻t3,如果开始对于螺线管SOL的通电,则与SPR的弹力相比SOL的吸引力变大(即,与SPR对TSU施加的Dtr方向的解除力相比,PBR对TSU施加的Dts方向的咬合力更大),在与棘轮RCH的齿接触以前,爪顶Pts沿Dts方向移动。时刻t3~t4的状态与图6〔J1〕的状态相当。时刻t4~时刻t5的变化与经由图6的状态〔J2〕最终达到状态〔J3〕的变化相当。在时刻t5,如状态〔J3〕所示,爪部件TSU与棘轮RCH完全咬合,爪顶Pts向咬合位置Pkm移动。因此,在时刻t5以后,即使对于螺线管SOL以及电动马达MTR的通电为零,爪顶Pts也被维持在咬合位置Pkm。
〔咬合解除的时序工作〕
接下来,参照图8(b),对锁止机构LOK的咬合解除工作进行说明。对于在驻车制动工作的状况下,通过驾驶员对于驻车开关MSW的操作而解除该工作的情况进行说明。
维持车辆的停止状态(即,Vxa=0)。在时刻t7,驾驶员操作驻车开关MSW,操作信号Msw由“1(接通状态)”切换为“0(关断状态)”。同时,基于Msw的变化,驻车制动的要否信号FLpk由“1(必要判定)”切换为“0(不要判定)”。在IPK中,基于FLpk以及预先设定的特性,将Ipk向与电动马达MTR的正转对应的通电方向(即,棘轮RCH的Fwd方向)增加。在IMT中,Ipk被作为目标通电量Imt选择并输出。此时,螺线管SOL的驱动信号FLs被维持为“0”,不进行对于螺线管SOL的通电。
通过爪部件TSU与棘轮RCH的咬合,Fba、Mka值被维持为fb2、mk2。存储在时刻t7的旋转角Mka的值mk2。在目标通电量Imt的增加开始的初始阶段(时刻t7~t8),Fba、Mka不增加(为恒定)。然后,如果按压力Fba增加并超出值fb2,则爪部件TSU开始沿棘轮RCH的Hs2滑动。进而,如果沿电动马达MTR的正转驱动的通电方向(即,Fwd方向)增加目标通电量Imt,增加按压力Fba,则爪部件TSU从棘轮RCH脱离,进而爪顶Pts通过弹性部件SPR返回至解除位置Pkj。
在旋转角Mka从恒定的状态(在t7的存储值mk2)变化的变化量(移位)Hm1超过规定值hm2的时刻t9,目标通电量Imt回归零。与之相应地,Fba、Mka向零减少。在此,规定值hm2为比齿顶面Phs与角部Psm之间的距离Lbt大的值。
<接触部Stm的恰当区域>
参照图9的概略图,对爪部件TSU与棘轮RCH的接触部Stm同棘轮RCH的倾斜角(第2斜面Hs2的倾斜角)β的关系进行说明。
如图9(a)所示,在爪部件TSU中,在与棘轮RCH咬合的部位(接触部Stm)设置前倾角α。在此,接触部Stm为平面,是从棘轮RCH的齿顶部Phs(空心圆圈)直到爪部件TSU的爪顶部Pts(空心四边形)的面接触的部分。另外,前倾角α为接触部(咬合面)Stm与咬合方向Dts所成的夹角。
配置〔S1〕示出在经过棘轮RCH的旋转轴Jrc且与Dts方向平行的平面Ms1上存在接触部Stm的齿顶Phs(由点Qa示出)的情况。在此,将平面Ms1称为“第1平面”。
接下来,假定围绕棘轮RCH的旋转轴Jrc,上述的棘轮RCH的齿顶部Phs沿Rvs方向旋转角度θ的情况。该状态(齿顶Phs处于点Qb的位置的状态)由配置〔S2〕示出。在配置〔S2〕中,将经过棘轮RCH的齿顶部Phs且与Dts方向平行的平面Ms2称为“第2平面”。将第1平面Ms1与第2平面Ms2之间的距离Los称为“偏移距离”。如果将棘轮RCH的半径(从旋转轴Jrc到齿顶面Htp的距离)设为Rrc,则偏移距离Los为半径Rrc与角度θ的正弦(sinθ)相乘的值(Los=Rrc·sinθ)。此外,倾斜角β与角度θ相加的值与前倾角α相当(α=β+θ)。
进而,考虑齿顶Phs围绕旋转轴Jrc沿Rvs方向旋转,旋转角θ与前倾角α一致的情况。该状态(齿顶Phs处于点Qc的位置的状态)由配置〔S3〕表示。在该状态下,棘轮RCH的倾斜角β为零,偏移距离Los为“Rrc·sinα”。因此,当在从第1平面Ms1离开“距离Rrc·sinα”的第3平面Ms3爪部件TSU与棘轮RCH咬合的情况下,棘轮RCH的倾斜角β被设定为零。
倾斜角β左右齿厚(齿的厚度)Lrc的尺寸,因此给棘轮RCH的旋转方向的强度造成影响。例如,如配置〔S1〕所示,在倾斜角β相对大的情况下,齿厚Lrc1相对较薄。另一方面,如配置〔S3〕所示,在倾斜角β相对小的情况下,齿厚Lrc3(>Lrc1)相对较大,对于棘轮RCH的强度有利。因此,如果偏移距离Los小则齿厚Lrc变小,如果Los被设定得较大,则Lrc也被较大地设定。
图9(b)归纳前倾角α、偏移距离Los(具体地说,将偏移距离除以棘轮半径的值Los/Rrc)以及倾斜角β的关系。例如,如果考虑α=30度的情况,则在Los=0(即,状态〔S1〕)时,β=α=30度。此外,伴随着Los/Rrc(=sinθ)的增加,倾斜角β减少。在Los/Rrc=0.5,β=0度。
如果偏移距离Los变大,则将倾斜角β设定得较小,齿厚Lrc较大。因此,棘轮RCH的强度增加。然而,如果增加RCH的齿厚Lrc,则爪部件TSU的厚度Lts变小(变薄),爪部件TSU的强度受损。为了满足该此消彼长的关系,偏移距离Los被设定为Rrc·sinα的10~70%的范围内。即,在图9(b)所示的、由10%的线L10与70%的线L70包夹的区域设定Los/Rrc的值。具体地说,L10表示Los=0.1·Rrc·sinα,L70表示Los=0.7·Rrc·sinα。偏移距离Los被设定在该范围内(即,0.1·Rrc·sinα≤Los≤0.7·Rrc·sinα),由此可兼顾爪部件TSU以及棘轮RCH的强度。例如,在α=30度的情况下,Los/Rrc的值被设定在0.05(即、30度的正弦的10%)~0.35(即、30度的正弦的70%)的范围内(由两箭头的粗线示出)。
<爪部件TSU的宽度>
由于摩擦部件MSB的磨损致使驻车制动工作的情况下的、棘轮RCH处的咬合位置变化。即,在爪部件TSU中,接触部(咬合面)Stm始终为相同的部位,与此相对,在棘轮RCH中,随着摩擦部件MSB磨损,在不同的齿发生咬合(棘轮RCH的接触部Stm依次变化)。对于爪部件TSU以及棘轮RCH的疲劳强度,需要考虑该现象。
图10示出沿图4(b)的A方向(空心箭头所示)观察的情况下的爪部件TSU与棘轮RCH的关系。爪部件TSU的宽度(爪宽度)Wts被设定为比棘轮RCH的齿宽度Wrc宽(大)。在锁止机构LOK的咬合中,爪部件TSU始终在相同部位(即,接触部Stm)咬合。但是,在棘轮RCH,咬合部位随着摩擦部件MSB的磨损变化。因此,通过使爪宽度Wts大于齿宽度Wrc,可提高爪部件TSU的抗疲劳性。
接下来,对于爪部件TSU与引导部件GID的滑动部位进行说明。将包含爪部件TSU的中心轴Jts且与棘轮RCH的旋转轴Jrc平行的平面Mts称为“中心面”。将相对于爪部件TSU的中心面Mts,爪部件TSU的突起部(爪顶Pts)所存在的爪部件TSU的表面称为“(爪部件TSU的)前面Mft”。将相对于中心面Mts,与前面Mft相反侧的爪部件TSU的表面称为“(爪部件TSU的)背面Mbk”。因此,在爪部件TSU中,“前面Mft”可以说是接近爪Tme(特别是,咬合面Stm)侧的表面,“背面Mbk”可以说是远离Tme(特别是,Stm)侧的表面。
如果沿Dts方向垂直切断爪部件TSU,则爪部件TSU的剖面由四边形Mck(P1-P2-P3-P4)表示。该剖面Mck与中心面Mts正交,该交线由线段P5-P6表示。TSU的前面Mft为含有线段P1-P2且与中心轴Jts平行的平面。另外,TSU的背面Mbk为含有线段P3-P4且与中心轴Jts平行的平面。因此,与前面Mft、中心面Mts、背面Mbk以及第1直线方向平行。
引导部件GID与Mft以及Mbk滑动,引导爪部件TSU。在此,在引导部件GID的形状(引导面)中,与Mbk滑动的部位的尺寸(背面Mbk侧的长度)Lbk相对于与Mft滑动的部位的尺寸(前面Mft侧的长度)Lft在Dts方向上被设定得更大(Lbk>Lft)。即,爪部件TSU的远离爪Tme一侧(背面Mbk侧)的引导面的第1直线方向的长度Lbk比接近TSU的Tme一侧(前面Mft侧)的引导面的第1直线方向的长度Lft长。爪部件TSU在接触部Stm中,从棘轮RCH受到从附图近前向进深方向(即,与中心面Mts垂直,且从线段P1-P2向线段P3-P4的方向)的力。该力对爪部件TSU施加弯曲力矩,而由于GID的背面Mkb侧的引导面在Dts方向(第1直线方向)上被设定得相对较长,因此爪部件TSU的弯曲变形被抑制。结果,可确保平顺的爪部件TSU的动作。
进而,爪部件TSU相对于棘轮RCH被配置为具有偏移距离Los。在这种情况下,在与棘轮RCH的位置的干扰中,在Mbk侧存在尺寸的容差,而在Mft侧尺寸容差较小。因此,通过将背面Mbk侧的第1直线方向的尺寸Lbk设定得比前面Mft侧的第1直线方向的尺寸Lft长,可高效地形成爪部件TSU与棘轮RCH的配置,实现装置整体小型化。
在爪部件TSU以及棘轮RCH的材质中采用不同材料,与棘轮RCH相比,爪部件TSU可采用强度更高的材料。例如,在爪部件TSU中采用钢材,在棘轮RCH采用铝材。另外,爪部件TSU可采用铝材,棘轮RCH采用树脂材的组合。这是由于上述的疲劳强度的关系所致。
<考虑路面凹凸所产生的振动的驻车制动机构LOK>
参照图11~图14,对相对于对车轮WHL输入的路面凹凸所产生的振动的、爪部件TSU的适当的配置进行说明。
在车辆行驶的情况(即,无需驻车制动功能的情况)下,爪部件TSU通过弹性部件(返回弹簧)SPR的弹力(弹簧力)被按压于螺线管SOL的壳体HSG(或者制动钳CRP自身)。当车辆沿在道路的表面存在凹凸的行驶路(路况差、台阶等)行驶的情况下,对车轮WHL输入由路面凹凸引起的振动。爪部件TSU由于具有质量(自重),因此产生通过该路面振动(产生的加速度)而移动的情况。即,存在被弹性部件SPR向壳体HSG侧按压的爪部件TSU从壳体HSG(或者,制动钳CRP)离开的情况。在这种情况下,担心会进行不必要的驻车制动的工作,因此为了针对路面振动可靠地维持按压爪部件TSU的状态,将弹性部件(返回弹簧)SPR的弹簧常量(或者,初始负载)设定为大的值。然而,当采用弹簧常量(或者,初始负载)大的弹性部件SPR的情况下,由于在驻车制动的工作时与该弹性部件对抗,因此需要增大螺线管SOL的吸引力。结果,导致制动装置整体大型化。因此,为了实现制动装置的小型化,抑制沿爪部件TSU的移动方向的加速度输入尤为重要。
<车辆在路面凹凸大的道路行驶的情况下的车轮加速度Gw的分布>
图11为当车辆在路面凹凸大的道路行驶的情况下,实际测定作用于该车轮WHL的加速度(车轮加速度)Gw的实验结果。如图11(a)的上图所示,车轮WHL一边旋转一边前进,与路面GRN的凸部碰撞。此时,从路面受力,产生车轮加速度Gw。将能够测量相互正交的2轴方向的加速度Gh(水平方向)、Gv(铅垂方向)的加速度计GS装配于车轮WHL,实际地实施测量。具体地说,在悬架臂上尽可能接近旋转部件KTB地安装加速度计GS,实施对于车轮加速度Gw的各分量Gh、Gv的测量。
图11(a)的下图为在随机的路面凹凸连续的道路上实际行驶的测定结果的例子。在此,加速度Gh表示水平方向(车辆的前后方向)分量,加速度Gv表示铅垂方向(车辆的上下方向)分量。在此,将随机的路面凹凸连续的道路成为“差路”。另外,将在路面存在台阶的道路称为“台阶路”。
图11(b)为当在上述的差路以及台阶路以各种速度行驶的情况下,查询作用于车轮WHL的加速度Gw的大小以及该方向的分布的实验结果。车轮加速度Gw(向量)的大小以及该方向基于测量的加速度Gh、Gv运算。横轴(车轮加速度Gw的方向)由相对于铅垂方向(车辆的上下方向)的角度φ表现,在纵轴(车轮加速度Gw的大小)上采用由产生的Gw的最大值Gwm除后的值(加速度指标)。圆圈、四边形的各点是在各个测量时刻的测定结果。
如果行驶中的车辆的车轮WHL与路面的凹凸碰撞,则车轮WHL从路面受力。该力不仅作用于车辆的上下方向,还作用于前后方向。此外,通过朝向车轮WHL的力,在车轮WHL产生加速度Gw。车轮加速度Gw的大小与方向取决于车辆的速度、路面的凹凸的大小(高度)、悬架的特性等。
由实验结果可见,在车轮加速度Gw的分布Bnp中,随着角度φ的增加,相对大的车轮加速度Gw增加,在某个角度达到最大(峰值)。具体地说,在φ≈12.5度(相对于铅垂方向Den约12.5度的方向Dgm),产生车轮加速度Gw的最大值Gwm。进而,如果角度φ增加,则车轮加速度Gw的大小逐渐减少。在此,将加速度最大值Gwm产生的角度(方向)称为峰值方向Dgm。车轮加速度Gw中的相对大的加速度在路面凹凸偏大且车辆速度高到某个程度的情况下产生。在这种情况下,车轮WHL从路面收到的力不仅作用于车辆的上下方向,而且作用于前后方向。例如,车轮加速度Gw的最大值Gwm的90%以上的加速度分布在方向φ为5~20度的区域(峰值方向Dgm的附近)。
<对于来自路面的振动的、爪部件TSU的适当的配置>
参照侧面观察车轮WHL的图12以及图13,对爪部件TSU的中心轴Jts的适当的配置进行说明。
由图11的实验结果(试验车辆在差路、台阶路等的行驶结果)可见,车轮加速度Gw中的相对大的加速度(例如,车轮加速度Gw的最大值的90%以上的加速度)分布在相对于车辆的上下方向(铅垂方向)Den倾斜5度~20度左右的方向(峰值方向Dgm的附近)上。为了减少在爪部件TSU的移动方向输入的加速度分量,相对于该区域(φ=5~20度)垂直地配置爪部件TSU的中心轴Jts。具体地说,相对于含有旋转部件KTB的旋转轴Jkt(即,车轮WHL的旋转轴Jwh)的水平面SMkt中的、车辆的前后方向Dsh倾斜5~20度地设置爪部件TSU的中心轴Jts(即,咬合方向Dts)。换言之,咬合方向Dts被设定为与将含有旋转部件KTB的旋转轴Jkt的水平面SMkt围绕旋转部件KTB的旋转轴Jkt向车辆前进时的旋转部件KTB的旋转方向(由空心箭头示出)的相反方向倾斜5~20度的面(倾斜面)KMts平行并且相对于旋转部件KTB的旋转轴Jkt垂直。在此,将“与车辆前进时的旋转部件KTB(即,车轮WHL)的旋转方向相反方向”称为“车轮反转方向”。因此,“车轮反转方向”也可以说是“车辆后退时的旋转部件KTB的旋转方向”。
峰值方向(加速度最大值Gwm产生的方向)Dgm取决于车辆的行进方向(前进方向)。具体地说,峰值方向Dgm相对于铅垂方向(车辆的上下方向)Den,围绕车轮WHL的旋转轴Jwh,向与车轮WHL旋转的方向相反的方向倾斜。因此,爪部件TSU的中心轴Jts最好相对于车辆的前进方向(水平方向)Dsh具有5~20度的倾斜,不过爪部件TSU的中心轴Jts的相对于水平面的倾斜的方式不因制动单元BRK位于车辆的前方还是位于后方而不同。因此,分2个情况进行说明。
首先,参照图12,对于制动单元BRK相对于车辆行进方向位于前侧的情况(搭载制动钳CRPa的情况,称为“前方配置”)进行说明。具体地说,制动钳CRPa相对于包含车轮WHL的旋转轴Jwh(与旋转部件KTB的旋转轴Jkt同轴)的与路面垂直的面(铅垂面),配置于车辆前进一侧(即,前方)。爪部件TSU的中心轴Jtsa、Jtsc被配置为与将包含旋转部件KTB的旋转轴Jkt的水平面SMkt向与车辆前进时的旋转部件KTB的旋转方向相反的方向(即,车轮反转方向)倾斜角度ψ的面(倾斜面)KMts平行,并且与旋转部件KTB的旋转轴Jkt正交。此外,角度ψ在5度~20度的范围内设定。
车轮加速度Gw中的相对大的加速度分布于相对于铅垂方向Den向后方倾斜5度~20度左右的区域(峰值方向Dgm的附近,称为峰值区域)。因此,在车轮WHL的前侧,爪部件TSU的中心轴Jtsa、Jtsc被配置在从车辆前进的水平方向Dsh向车轮反转方向倾斜角度5度~20度左右的方向(即,相对于峰值区域垂直的方向)。因此,车轮加速度Gw的Jts方向分量(ψ方向的分量)Gts被抑制得相对较小。结果,在爪部件TSU的移动方向施加的加速度Gts的大小得到抑制,可实现螺线管SOL。
制动单元BRK由至少2个轴构成(参照图2)。具体地说,电动马达MTR的旋转轴Jmt(与输入部件INP的旋转轴Jin以及棘轮RCH的旋转轴Jrc同轴)、按压部件PSN的中心轴Jps(与轴部件SFT的旋转轴Jsf同轴)分开且平行构成。此外,螺线管SOL相对于含有按压部件PSN的中心轴Jps的铅垂面EMps,被配置在与含有按压部件PSN的中心轴Jps的水平面SMps和爪部件TSU的中心轴Jts的交点Ktsa、Ktsc相反一侧。例如,相对于铅垂面EMps,交点Ktsa存在于纸面右侧,而螺线管SOL(实线所示)配置在与交点Ktsa相反一侧,亦即纸面左侧。
按压部件PSN最好按压摩擦部件MSB的中央,因此其配置被限定。此外,为了减少振动输入,爪部件TSU的中心轴Jts相对于水平面SMkt倾斜,因此在驻车制动机构LOK的配置中,会产生空间的制约。例如,如果着眼于中心轴Jtsa,则在铅垂面EMps的右侧,Jtsa接近SMkt,因此部件的配置空间变得局限。另一方面,在铅垂面EMps的左侧,由于Jtsa离SMkt很远,因此作为部件配置空间较为有利。当将螺线管SOL与爪部件TSU分开配置的情况下,采用相对长的推杆PBR(参照图4)。在这种情况下,从螺线管SOL向爪部件TSU的传递效率降低,需要考虑推杆PBR的弯曲等。由于螺线管SOL相对于含有Jps的铅垂面EMps配置在与交点Ktsa、Ktsc(轴Jtsa、Jtsc与SMkt的交点)相反一侧,因此可将螺线管SOL与爪部件TSU接近配置。结果,采用相对短的推杆PBR,驻车制动机构LOK被高效地配置在制动钳内。
制动单元BRK需要收纳于车轮WHL的内部,而在车轮WHL的旋转轴Jkt的周边存在轮毂轴承单元、转向节、悬架部件等,因此尤其需要减少车轮WHL的半径方向(接近WHL的旋转轴Jwh一侧的)尺寸。螺线管SOL相对于含有按压部件PSN的中心轴Jps且与旋转部件KTB同轴的曲面(圆筒面)Mps配置在与旋转部件KTB的旋转轴Jkt的相反侧(即,圆筒面Mps的外侧)。相对于含有Jps且与Jkt同轴的圆筒面Mps,Jkt处于纸面右侧,而实线所示的螺线管SOL(与中心轴Jtsa对应)配置在与Jkt相反一侧的纸面左侧。螺线管SOL未配置在车轮WHL的旋转轴Jkt的周边,因此制动单元BRK在车轮WHL的半径方向上实现小型化。此外,在虚线所示的螺线管SOL(与中心轴Jtsc对应)的配置中,相对于Mps,处于与Jkt相同侧(即,Mps的内侧),因此BRK在径方向上未缩短。
接下来,参照图13,对制动单元BRK相对于车辆行进方向位于后侧的情况(搭载制动钳CRPb的情况,称为“后方配置”)进行说明。具体地说,制动钳CRPb相对于含有车轮WHL的旋转轴Jwh(与旋转部件KTB的旋转轴Jkt同轴)且与路面垂直的面(铅垂面),配置在与车辆前进一侧的相反侧(即,后方)。与前方配置的情况相同,爪部件TSU的中心轴Jtsb、Jtsd被配置为相对于将含有旋转部件KTB的旋转轴Jkt的水平面SMkt向车轮反转方向(与车辆前进时的车轮WHL的旋转方向相反的方向)倾斜角度ψ(=5~20度)的面(倾斜面)KMts平行并且相对于旋转部件KTB的旋转轴Jkt垂直。如上所述,由于以相对于峰值区域垂直的方式将爪部件TSU的中心轴Jtsb、Jtsd倾斜,因此可相对小地抑制车轮加速度Gw的Jts方向分量Gts。结果,与前方配置的情况相同,对爪部件TSU的移动方向施加的加速度Gts的大小得到抑制,可实现螺线管SOL的小型化。
与前方配置的情况相同,在由至少2个轴构成的制动单元BRK中,螺线管SOL相对于含有按压部件PSN的中心轴Jps的铅垂面EMps,被配置在与含有按压部件PSN的中心轴Jps的水平面SMps和爪部件TSU的中心轴Jts的交点Ktsb、Ktsd相反一侧。
由于按压摩擦部件MSB的中央,因此优先决定按压部件PSN的配置。进而,爪部件TSU的中心轴Jts相对于水平面SMkt倾斜,因此在驻车制动机构LOK的配置中存在空间的限制。螺线管SOL相对于含有Jps的铅垂面EMps,配置在与交点Ktsb、Ktsd(轴Jtsb、Jtsd与SMkt的交点)相反一侧(空间上有利的一侧)。与前方配置的情况相同,螺线管SOL与爪部件TSU接近配置,推杆PBR相对变短。因此,可将驻车制动机构LOK高效地配置在制动钳内。
进而,与前方配置的情况相同,螺线管SOL(参照与中心轴Jtsb对应的结构)相对于含有按压部件PSN的中心轴Jps且与旋转部件KTB同轴的曲面(圆筒面)Mps,配置在与旋转部件KTB的旋转轴Jkt相反一侧(Mps的外侧)。上述的螺线管SOL被配置为相对远离车轮WHL的旋转轴Jkt,因此可将制动单元BRK在车轮WHL的半径方向实现小型化。
<恰当地配置爪部件TSU的中心轴Jts的情况的效果>
参照图14,对于将爪部件TSU的中心轴Jts设定为适当的范围的情况下的,沿爪部件TSU的移动方向作用的车轮加速度(加速度的Jts方向分量)Gts的减少效果进行说明。图14中,车轮加速度Gw假定图11(b)的点划线Bnp所示的加速度分布,描绘向爪部件TSU的中心轴向(爪部件TSU的移动方向,亦即咬合方向Dts)输入的加速度分量Gts。具体地说,图14表示在使爪部件TSU的中心轴Jts与水平面上的车辆行进方向(水平方向)Dsh所成的夹角ψ变化的情况下的、车轮加速度Gw的方向φ与车轮加速度Gw的Jts方向分量Gts的关系。
通过角度ψ(Dsh与Jts的夹角)设定为5度~20度的范围(更具体地说,爪部件TSU的中心轴Jts被配置为相对于将含有旋转部件KTB的旋转轴Jkt的水平面SMkt向车轮反转方向倾斜5~20度的平面KMts平行,并且相对于旋转轴Jkt垂直),可将加速度分量Gts抑制在相对小的范围内。例如,与角度ψ被设定为零的(即、Jts沿水平的前后方向配置)情况相比,通过设定为ψ=5~20度(斜线所示的恰当范围),可将加速度分量Gts减少25%。结果,按压爪部件TSU的弹性部件SPR的弹簧常量被设定得较小,可减少螺线管SOL的输出。进而,可实现制动致动器BRK整体的小型化。
制动单元BRK的刚性(弹簧常量)的概略值为已知,因此按压力Fba、MTR的旋转角Mka可作为等效的物理量考虑。即,制动单元BRK的刚性(规定值)与旋转角Mka相乘后的值与按压力Fba相当。因此,Fba以及Mka表现摩擦部件MSB按压旋转部件KTB的状态,因此将它们统一称为“按压状态量”。换言之,Fba以及Mka中的至少一个为按压状态量。另外,将取得Fba、Mka的FBA、MkA称为“按压状态量取得单元”。
上述的实施方式中,代替按压力(实际值)Fba以及旋转角(实际值)Mka中的至少一个采用按压状态量。另外,代替变化量(移位)Hm1、Hm2采用按压状态量的变化量。具体地说,代替按压力Fba采用电动马达MTR的旋转角Mka。在按压力Fba中,可采用从值fb1变化的变化量Hf1、从值fb2变化的变化量Hf2。在这种情况下,规定值fb1、fb2、Mk1、Mk2、hf1、hf2、hm1以及hm2与按压状态量的规定值相当。
制动单元BRK由不同的2个以上的轴构成(多轴构成),在电动马达MTR所配置的轴设置旋转角取得单元MKA,在按压部件PSN所配置的轴设置按压力取得单元FBA,在此情况下,最好作为用于调整目标通电量Imt的增加的按压状态量采用按压力Fba,作为用于判定对于螺线管SOL的通电结束的按压状态量采用电动马达MTR的旋转角Mka。BRK的刚性随着MSB的磨损略微变化,不过基于Fba判定作为驻车制动所需的按压力(值fb1),因此可施加可靠的制动扭矩。另外,在MTR的旋转轴Jmt与PSN的中心轴Jps之间配置减速器GSK,因此关于按压状态量的分辨率,与PSN的中心轴Jps相比,MTR的旋转轴Jmt的更高。因此,基于旋转角Mka的移位Hm1确认TSU与RCH的咬合状态,因此能够可靠地执行该判定。
Claims (4)
1.一种车辆的电动制动装置,其中,
所述车辆的电动制动装置具备:
电动马达,该电动马达被设置在车辆的车轮侧;
制动钳,该制动钳被设置在所述车轮侧;
按压部件,该按压部件被设置在所述制动钳,且将摩擦部件按压于与所述车轮一体旋转的旋转部件;
动力传递部件,该动力传递部件能够旋转地支承于所述制动钳,由所述电动马达旋转驱动从而驱动所述按压部件;
棘轮,该棘轮固定于所述动力传递部件;
爪部件,该爪部件被配置为能够相对于所述制动钳沿第1直线方向移动,并且能够与所述棘轮咬合;
引导部件,该引导部件为所述制动钳的一部分或者被固定于所述制动钳,引导所述爪部件朝向所述第1直线方向的移动;
螺线管,该螺线管具备固定部件和活动部件,所述固定部件固定于所述制动钳,所述活动部件被配置为能够相对于所述固定部件沿所述第1直线方向移动,并且与分体的所述爪部件卡合,在所述螺线管通电时,所述活动部件将所述爪部件朝所述第1直线方向中的所述爪部件接近所述棘轮的咬合方向按压;以及
弹性部件,该弹性部件始终朝所述第1直线方向中的与所述咬合方向相反的解除方向按压所述爪部件。
2.根据权利要求1所述的车辆的电动制动装置,其中,
所述车辆的电动制动装置具备减速器,该减速器被夹装于多个所述动力传递部件之间的动力传递路径内,对所述电动马达的旋转进行减速,
所述棘轮被固定于所述多个动力传递部件中的、相对于所述减速器处于接近所述电动马达一侧的所述动力传递部件。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的电动制动装置,其中,
所述爪部件与所述活动部件的卡合部由能够相互嵌合的凹凸形状构成,
所述爪部件与所述活动部件嵌合的间隙比所述爪部件与所述引导部件之间的间隙大。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的车辆的电动制动装置,其中,
对于所述引导部件中的、引导所述爪部件朝向所述第1直线方向的移动的引导面,
远离设置于所述爪部件的爪的一侧的所述引导面的所述第1直线方向的长度比靠近设置于所述爪部件的所述爪的一侧的所述引导面的所述第1直线方向的长度长。
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