JP2009079734A

JP2009079734A - 電動パーキングブレーキ

Info

Publication number: JP2009079734A
Application number: JP2007250682A
Authority: JP
Inventors: Osamu Adachi; 修足立
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-04-16

Abstract

【課題】アクチュエータを大型化させずに、パーキングワイヤー荷重検知手段及びケーブルがパーキングワイヤーの動作に影響を受けず、耐久性を良好に保持可能なパーキングワイヤー荷重検知手段を電動パーキングブレーキに配置可能とする。
【解決手段】電動モータ1と、ウォーム5と、ウォームホイール17と、パーキングワイヤー15とを有し、電動モータ1の出力にてウォームホイール17を駆動させ、パーキングワイヤー15を引いてパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキである。そして、パーキングワイヤー15の牽引により荷重を受ける前記ウォーム5の一端側に、ウォーム5にかかる荷重を検知可能な荷重センサ14を設ける。そして、前記荷重センサ14より検知された荷重から、前記パーキングワイヤー15にかかる荷重を算出するパーキングワイヤー荷重算出手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動パーキングブレーキの電動パーキング機構に関するものである。

特許第３９０１６２７号公報

従来より、特許文献１に示す如く電動モータの出力にてウォームを介してウォームホイールを駆動させ、パーキングワイヤーを牽引してパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキが公知となっている。そして、上記ウォームとウォームホイールとで構成するウォームギアは、一般的に動力伝達特性よりウォームホイールからウォームへ駆動力を逆伝達することは困難である。

そのため、逆伝達を防止するための保持手段を設ける必要がなく、前記ウォームギアにてパーキングワイヤーを牽引した状態を保持するのに適した機構である。そして、上記の如くウォームギアを用いた電動パーキング機構では、例えばロードセルのようなパーキングワイヤー荷重を検知する手段を設け、状況に応じてブレーキ力を制御することにより省電力化を図ることが好ましい。

しかしながら、特許文献１に示す如きパーキングワイヤー荷重の検知手段を設ける手段としては、一般的には、ウォームホイールに接続したパーキングワイヤーに直接検知手段を接続する方法が考えられるが、このような方法においては、パーキングワイヤーの動作とともに前記検知手段が移動するものとなるため、パーキングワイヤーの動作の影響を受けて前記検知手段に接続したケーブルが断線してしまうおそれがあった。また、このような方法でアクチュエータ内に前記検知手段を配置する場合には、この検知手段を配置するための広いスペースが必要となるため、前記アクチュエータが大型化するものとなる。従って、装置全体が嵩高いものとなり、レイアウト性において問題が生じるものとなる。

また、前記方法により検知手段をアクチュエータの外部に設けた場合には、このパーキングワイヤー荷重の検知手段が外部にさらされるため水や異物等による影響を受けやすいものとなっていた。そのため、従来では、特許文献１に示す如き電動パーキング機構に、上記の如き従来の方法によりパーキングワイヤー荷重の検知手段を設けることは困難となっていた。

そこで、本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、パーキングワイヤー荷重の検知手段をアクチュエータを大型化させることなく、また、パーキングワイヤー荷重の検知手段及びそのケーブルがパーキングワイヤーの動作に影響を受けることなく、耐久性を良好に保ちながら電動パーキングブレーキに配置可能にしようとするものである。

本発明は上述の如き課題を解決するため、電動モータと、この電動モータの出力で駆動するウォームと、このウォームと係合したウォームホイールと、このウォームホイールに接続したパーキングワイヤーとを有し、前記電動モータの出力にて前記ウォームを介してウォームホイールを駆動させ、前記パーキングワイヤーを引いてパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキを前提とするものである。

そして本発明は、前記パーキングワイヤーを引くことにより荷重を受ける前記ウォームの一端側に、このウォームの一端側に生じるひずみから前記ウォームにかかる荷重を検知可能とする荷重センサを設けている。このように、前記ウォームの一端側に荷重センサを設けることにより、この荷重センサがパーキングワイヤーの動作に影響を受けることがないため、前記荷重センサに接続したケーブルが断線してしまうという事態は生じないとともに、荷重センサを設けるための広いスペースを必要とすることがないため、アクチュエータが大型化するおそれがない。

また、アクチュエータ内に上記荷重センサを設けることができるため、荷重センサが外気にさらされることなく耐久性を向上させることができる。尚、前記ウォームは、両端に軸受けを配置し、この軸受けを介して前記荷重センサを設けたものであっても良い。このように前記ウォームの両端に軸受けを配置することにより、ウォームの回転時におけるウォームと他部材との摩擦を低減することが可能となるため、ウォームの回転を円滑なものとすることができる。

また、前記荷重センサにより検知された荷重から、前記パーキングワイヤーにかかる荷重を算出するパーキングワイヤー荷重算出手段を有している。尚、前記パーキングワイヤー荷重算出手段は、ウォームホイール中心のモーメントにて計算されるものであっても良い。これにより、荷重センサの検出値からパーキングワイヤー荷重を正確に算出することが可能となる。

パーキングワイヤー荷重をウォームホイール中心のモーメントにて計算する方法について図３において説明すると、パーキングワイヤー荷重(ＦＷ)は、以下のパラメータ値及び計算式から算出することができる。尚、図３に於いてモーメントの方向はＭ矢印に示す方向であり、１点鎖線矢印はウォームホイールの作動方向を示している。図２に於いてもＭ矢印方向及び１点鎖線矢印方向は上記と同一である。
ＦＷ：パーキングワイヤー荷重
Ｍ：ウォームホイールまわりのモーメント
Ｌ１：ウォームホイール中心からパーキングワイヤー接続部までの距離
Ｌ２：ウォームホイール半径
ＦＺ：ウォームにかかる荷重

ＦＷ＝Ｍ／Ｌ１
Ｍ＝ＦＺ×Ｌ２

本発明は上述の如く構成したものであって、荷重センサによってウォームにかかる荷重を検知することによりパーキングワイヤー荷重を算出することができるため、このパーキングワイヤー荷重に基づいて電動モータの駆動力を制御することが可能となる。従って、電動モータを過剰に駆動させることなく、状況に応じて電動モータの駆動力を制御して制動力を発揮することが可能となるため、省電力化を図ることができる。

また、前記ウォームの一端側に荷重センサを設けていることから、この荷重センサ及び荷重センサに接続したケーブルがパーキングワイヤーの動作に影響を受けることがないため、前記荷重センサに接続したケーブルが断線してしまうという事態は生じない。また、荷重センサを設けるための広いスペースを必要とすることがないため、アクチュエータを大型化させることなく、レイアウト性を良好に保つことができる。また、前記荷重センサをアクチュエータの内部に配置することができるため、前記荷重センサ及びケーブルの耐久性を向上させることが可能となる。

本発明の実施例１を図１及び２において説明すると、(１)は電動モータであって、ウォーム(５)とウォームホイール(１７)とから成るウォームギア(２)を収納するアクチュエータ(３)の外部に配置している。そして、この電動モータ(１)の駆動軸(４)をアクチュエータ(３)の内部に挿通するとともに、この駆動軸(４)にウォーム(５)の一端を接続している。このウォーム(５)は、アクチュエータ(３)の内部に形成したウォーム収納室(６)内に、軸方向に摺動可能に配置している。そして、このウォーム(５)の両端には、前記ウォーム(５)とともに摺動可能な一方隔壁(７)及び他方隔壁(８)を、駆動軸(４)側及び駆動軸(４)とは反対側に対向配置している。

そして、上記一方隔壁(７)及び他方隔壁(８)は、ウォーム(５)側には、それぞれ環状の軸受け(１２)(１３)を配置している。この軸受け(１２)(１３)は、アクチュエータ(３)の内面とウオーム(５)との間に直接配置しても良いし、一方隔壁(７)と他方隔壁(８)のウォーム(５)側の内面に筒状の軸受け収納部(１０)(１１)を突出し、この軸受け収納部(１０)(１１)内に軸受け(１２)(１３)をそれぞれ配置するものであっても良い。

また、駆動軸(４)とは反対側に設けた他方隔壁(８)とウォーム収納室(６)の内側面(１９)との間には、荷重センサ(１４)を配置している。このように、荷重センサ(１４)をウォーム(５)の一端側に配置することにより、荷重センサ(１４)及び荷重センサ(１４)に接続したケーブル(図示せず)がパーキングワイヤー(１５)の動作に影響を受けることがないため、前記荷重センサ(１４)に接続したケーブルが断線してしまうという事態は生じない。また、荷重センサ(１４)を配置するための広いスペースを必要とすることがないため、アクチュエータ(３)を大型化する必要がなく、レイアウト性を良好に保つことができる。また、この荷重センサ(１４)をアクチュエータ(３)の内部に配置しているため、前記荷重センサ(１４)及びケーブルの耐久性を向上させることが可能となる。

また、上記の如く配置した荷重センサ(１４)には、ケーブルを介してパーキングワイヤー荷重検出手段であるＥＣＵ(図示せず)を接続している。そのため、荷重センサ(１４)にて検知された検出値はＥＣＵに伝達され、このＥＣＵにおいて、前記検出値からパーキングワイヤー荷重が算出される。

尚、パーキングワイヤー荷重をウォームホイール中心のモーメントにて計算する方法について図２において説明すると、パーキングワイヤー荷重(ＦＷ)は、以下のパラメータ値及び計算式から算出することができる。
ＦＷ：パーキングワイヤー荷重
Ｍ：ウォームホイール(１７)まわりのモーメント
Ｌ１：ウォームホイール中心からパーキングワイヤー接続部までの距離
Ｌ２：ウォームホイール半径
ＦＺ：ウォーム(５)にかかる荷重

ＦＷ＝Ｍ／Ｌ１
Ｍ＝ＦＺ×Ｌ２
そして、上記計算式により算出したパーキングワイヤー荷重に基づいて、前記ＥＣＵにより電動モータ(１)の駆動を下記に説明するように制御可能なものとしている。

また、上記の如くアクチュエータ(３)に形成したウォーム収納室(６)の上方には、下端を円弧状とした半円形のウォームホイール収納室(１６)を形成している。そして、このウォームホイール収納室(１６)には、中心角約９０度の扇型に形成したウォームホイール(１７)を配置し、このウォームホイール(１７)を前記アクチュエータ(３)に回転可能に軸支している。

そして、このウォームホイール(１７)の外周面には、ウォーム(５)との係合部(１８)を形成し、この係合部(１８)にウォーム(５)を係合している。また、前記ウォームホイール(１７)の外周面の幅方向中央には、パーキングワイヤー(１５)を挿通して巻き取るための凹溝(２０)を円周方向に連続して凹設し、この凹溝(２０)をパーキングワイヤー(１５)の巻き取り部としている。

上記の如く、パーキングワイヤー(１５)を挿通して巻き取るための凹溝(２０)を円周方向に連続して凹設し、この凹溝(２０)をパーキングワイヤー(１５)の巻き取り部とすることにより、ウォームホイール(１７)の外部に巻き取りドラムを突設したり、ウォームホイール(１７)のスペースに加えて巻き取り部のスペースを円周方向に連続して確保する必要がなく、機構自体をコンパクトで軽量なものとすることができる。また、巻き取りドラム等のパーキングワイヤー(１５)を巻き取るための機構をウォームホイール(１７)の外部に形成する必要がないため、材料費を低く抑えて、廉価な製品を得ることが可能となる。

そして、上記の如く形成したウォームホイール(１７)には、パーキングワイヤー(１５)の一端を接続配置するとともに、このパーキングワイヤー(１５)を前記凹溝(２０)に挿通配置している。また、このパーキングワイヤー(１５)の他端側を、ウォームホイール収納室(１６)からアクチュエータ(３)の外方に貫通形成した貫通穴(２１)から外方に挿通配置している。

上記の如く構成したものにおいて、荷重センサ(１４)によるパーキングワイヤー荷重の検出方法について以下に説明すると、まず、電動モータ(１)を作動させて駆動軸(４)を一方向に回転させる。これにより、この駆動軸(４)に接続したウォーム(５)が駆動軸(４)と同一方向に回転する。そして、このウォーム(５)の回転により、このウォーム(５)に係合したウォームホイール(１７)が、図２の矢印方向に回転するものとなる。そして、このウォームホイール(１７)の回転により、図２に示す如くこのウォームホイール(１７)に接続したパーキングワイヤー(１５)が凹溝(２０)に巻き取られて牽引され、車両の制動が行われる。

その際、上記の如くウォーム(５)を一方向に回転させてウォームホイール(１７)を図２に示す作動方向に回転させることにより、このウォーム(５)が図２の左側に摺動する力がはたらく。そして、この摺動力が他方隔壁(８)を介して荷重センサ(１４)に伝達され、前記荷重センサ(１４)にひずみが生じるものとなり、このひずみから、前記荷重センサ(１４)によってウォーム(５)にかかる荷重が検知されるものとなる。

そして、荷重センサ(１４)により検知された検出値は、前記ＥＣＵに伝達され、このＥＣＵにおいて、前記検出値からパーキングワイヤー荷重が算出される。尚、前記ＥＣＵでは、パーキングワイヤー荷重をウォームホイール(１７)中心のモーメントにて計算するようプログラミングされているため、前記荷重センサ(１４)の検出値から正確なパーキングワイヤー荷重を算出することが可能となる。

そして、上記の如く算出したパーキングワイヤー荷重に基づいて、前記ＥＣＵにより電動モータ(１)の駆動が制御されるものとなり、制御された電動モータ(１)の駆動によってパーキングワイヤー(１５)の牽引が行われる。従って、電動モータ(１)を過剰に駆動させることなく、状況に応じて電動モータ(１)の駆動力を制御して制動力を発揮することが可能となり、省電力化を図ることができる。

本発明の実施例１において、パーキングワイヤー牽引前の状態を示す断面図。実施例１において、パーキングワイヤー牽引後の状態を示す断面図。パーキングワイヤー荷重の算出に必要なパラメータを示す概念図。

符号の説明

１電動モータ
５ウォーム
１２軸受け
１４荷重センサ
１５パーキングワイヤー
１７ウォームホイール

Claims

電動モータと、この電動モータの出力で駆動するウォームと、このウォームと係合したウォームホイールと、このウォームホイールに接続したパーキングワイヤーとを有し、前記電動モータの出力にて前記ウォームを介してウォームホイールを駆動させ、前記パーキングワイヤーを引いてパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキにおいて、前記パーキングワイヤーを引くことにより荷重を受ける前記ウォームの一端側に、このウォームの一端側に生じるひずみから前記ウォームにかかる荷重を検知可能とする荷重センサを設けるとともに、前記荷重センサより検知された荷重から、前記パーキングワイヤーにかかる荷重を算出するパーキングワイヤー荷重算出手段を有することを特徴とする電動パーキングブレーキ。
ウォームは、両端に軸受けを配置し、この軸受けを介して前記荷重センサを設けたことを特徴とする請求項１の電動パーキングブレーキ。
パーキングワイヤー荷重算出手段は、ウォームホイール中心のモーメントにて計算されることを特徴とする請求項１の電動パーキングブレーキ。