JP2014077521A - 電動パーキングブレーキ装置及び電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動パーキングブレーキ装置によるパーキングブレーキ動作の適用範囲を広げる。
【解決手段】電動モータＭと、電動モータＭのロータ軸１２の回転運動をスライド部材５の直進運動に変換してブレーキを動作させる直動機構Ａと、スライド部材５の位置を固定するロック機構４０と、電動モータＭ及びロック機構４０を制御する制御装置５０と、ブレーキ力を推定するブレーキ荷重推定手段６０と、任意に操作可能な電動パーキングブレーキ動作指示装置７０とを有し、制御装置５０は、電動パーキングブレーキ動作指示装置７０が操作されない場合においても、車両の停止状態が検出された際にパーキングブレーキ動作を自動的に実行し、その実行された実行パーキングブレーキ力Ｆ_１が、パーキングブレーキ動作指示装置７０の操作による通常のパーキングブレーキ動作時の通常パーキングブレーキ力Ｆｍａｘよりも小さい値に設定されている電動パーキングブレーキ装置とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、ブレーキパッド等の被駆動部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータ、及び、その電動式直動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置に関するものである。

電動モータを駆動源とする電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータのロータ軸の回転運動を運動変換機構によって軸方向に移動自在に支持された被駆動部材の直線運動に変換するようにしている。

電動式直動アクチュエータに採用された運動変換機構として、ボールねじ機構やボールランプ機構が知られているが、これらの運動変換機構においては、ある程度の増力機能を有するものの、電動ディスクブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能を確保することができない。

そこで、上記のような運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータにおいては、遊星歯車機構等の減速機構を別途組込んで駆動力の増大を図るようにしており、上記減速機構を組込む分、構成が複雑となり、電動式直動アクチュエータが大型化するという問題があった。

そのような問題点を解決するため、本件出願人は、減速機構を組込むことなく大きな増力機能を確保することができ、直動ストロークが比較的小さい電動式ディスクブレーキ装置への採用に好適な電動式直動アクチュエータを特許文献１および特許文献２において既に提案している。

ここで、上記特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータによって回転駆動される回転軸と軸方向に移動自在に支持された外輪部材との間に遊星ローラを組込み、上記回転軸の回転により、その回転軸との接触摩擦によって遊星ローラを自転させつつ公転させ、その遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条との噛み合いによって外輪部材を軸方向に移動させるようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。

ところで、特許文献１，２に記載の電動式直動アクチュエータを採用した電動式ディスクブレーキ装置においては、運転手のブレーキペダルの操作に応じて制動力を制御するサービスブレーキ機能しか有していないため、駐車時には、電動モータに対する通電状態を継続して制動力を維持する必要が生じ、電力消費の点で極めて不利である。

ここで、特許文献３に記載された電動ブレーキ装置のように、ソレノイドによる駐車ブレーキロック機構を付加し、その駐車ブレーキロック機構の作動により、電動モータにおけるロータの制動解除方向への回転を規制することによって、上記のような不都合の解消に大きな効果を挙げることができる（例えば、特許文献３参照）。

しかし、この特許文献３に記載された電動ブレーキ装置においては、駐車ブレーキロック機構を有するものの、その駐車ブレーキロック機構をロータの周囲に配置しているため、径方向の寸法が大きくなり、車両に組み付けた際にホイールに干渉する可能性がある。また、ロータの周囲に駐車ブレーキロック機構を配置しているため、電動モータ側の重量が重くなって重量バランスが悪い。その重量バランスの悪化は制動時のブレーキパッドの接触に悪影響を与え、制動が不安定となり、ブレーキ鳴きを発生させる可能性がある。

そこで、特許文献４に記載された電動ブレーキ装置においては、電動モータのロータ軸の回転をロック及びアンロックするロック機構として、ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面周方向に複数の係止部を設け、その係止部に対して進退可能なロックピン、及び、そのロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータを設けている。ロックピン及びピン駆動用アクチュエータは、電動モータと、スライド部材および回転・直動変換機構を収容するハウジング間に組み込まれるので、これにより、小型コンパクトで重量バランスに優れた電動式ディスクブレーキ装置を実現している。

特開２０１０−６５７７７号公報 特開２０１０−９０９５９号公報 特開２００６−１８３８０９号公報 特開２０１２−０８７８８９号公報

ところで、ブレーキペダルとアクチュエータとをコンピュータを介して電線（ワイヤ）によって接続し、アクチュエータが摩擦ブレーキを作動させるブレーキ・バイ・ワイヤ（Ｂｒａｋｅ ｂｙ ｗｉｒｅ）によって、電子制御可能な電動パーキングブレーキ装置を用いる場合、例えば、車両停車時にパーキングブレーキを自動で作動させることができれば、車両停車時にブレーキ操作を不要とすることが可能と考えられる。また、坂道発進時のアシスト等に使用することができれば、安全性が向上すると考えられる。

また、サービスブレーキ（常用ブレーキ）を電動モータによって駆動する場合、ブレーキ力を発揮し続ける際のモータ電流による損失低減策として、上記の電動パーキングブレーキ装置の動作を活用することも有効であると考えられる。

しかし、上記のように、電動パーキングブレーキ装置の制御を積極的に実施する場合、車両操縦者に違和感を感じさせないためには、パーキングブレーキの迅速なロック及びリリース動作が必要になる。

なぜならば、通常のパーキングブレーキに使用するブレーキ力は、一般に、サービスブレーキの最大ブレーキ力と同等か、あるいはそれ以上であるため、そのパーキングブレーキ装置によるパーキングブレーキ動作（ロック及びリリース動作）の応答速度が遅くなる傾向があるからである。すなわち、電動パーキングブレーキ動作を、運転者の任意の操作による通常のパーキングブレーキ動作以外に適用できるケースは、非常に限定されてしまうという問題がある。

また、通常のパーキングブレーキのブレーキ力を繰り返し使用すると、ブレーキの構成部材への耐久性の要求が高くなる場合があり、コストや重量の増加といった問題が発生する可能性がある。

そこで、この発明は、電動パーキングブレーキ装置によるパーキングブレーキ動作の適用範囲を広げることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、車両停車時に、車両操縦者の操作によらず自動でパーキングブレーキ動作を実行するようにし、その実行するパーキングブレーキ力を、その停車に際して使用したサービスブレーキ（常用ブレーキ）のブレーキ力に近いブレーキ力となるよう、電動パーキングブレーキ装置を制御する構成としたものである。

具体的な構成は、電動モータと、前記電動モータのロータ軸の回転運動をスライド部材の直進運動に変換してブレーキを動作させる直動機構と、前記スライド部材の位置を固定するロック機構と、前記電動モータ及び前記ロック機構を制御する制御装置と、実際に作用しているブレーキ力を推定するブレーキ荷重推定手段と、任意に操作可能な電動パーキングブレーキ動作指示装置とを有し、前記制御装置は、前記電動パーキングブレーキ動作指示装置が操作されない場合においても、車両の停止状態が検出された際にパーキングブレーキ動作を自動的に実行し、その停止状態の検出により実行されたパーキングブレーキ動作時の実行パーキングブレーキ力が、前記パーキングブレーキ動作指示装置の操作による通常のパーキングブレーキ動作時の通常パーキングブレーキ力よりも小さい値に設定されていることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置を採用した。

この構成によれば、停車に使用したサービスブレーキ力に近いブレーキ力となるように、すなわち、サービスブレーキとパーキングブレーキとのブレーキ力に大きな変動が生じないように、制御装置が電動パーキングブレーキ装置を制御することにより、パーキングブレーキの動作時間が最小限となり、車両操縦者に違和感を与えることがない。このため、通常のパーキングブレーキのほか、より多くの場面でのブレーキアシスト用途として、電動パーキングブレーキ装置によるパーキングブレーキ動作を使用し、その適用範囲を広げることができる。

この構成において、前記制御装置は、前記実行パーキングブレーキ力を決定する実行ブレーキ力決定手段を備え、前記実行ブレーキ力決定手段は、車両の停止状態が検出された際に、前記ブレーキ荷重推定手段が推定したサービスブレーキによるブレーキ力と同等となるよう、前記実行パーキングブレーキ力を決定する機能を有する構成を採用することができる。

走行中の車両が停車する際のサービスブレーキによるブレーキ力と、その後、自動的に動作させるパーキングブレーキ動作のブレーキ力との間に大きな変動が生じないように、ブレーキ荷重推定手段による推定値を採用することで、より正確な実行パーキングブレーキ力を設定が可能となる。

なお、ブレーキ荷重推定手段の構成としては、実際にスライド部材の直進運動によって制動の摩擦力が作用する部材間、例えば、ブレーキディスクとブレーキパッドとの間等に作用しているブレーキ荷重を、種々の方法により検出、推定できる機能を有していればよい。このブレーキ荷重推定手段として、例えば、ブレーキが動作した際にキャリパボディ等の部材に生じる歪み量を検出する方法、電極間の電気抵抗の変化量を検出する方法、ブレーキによるピストン荷重を各種のセンサにより検出する手法、あるいは、車両に発生する前後力（車両の前後方向への動きに対応する作用トルク）をトルクセンサ等により検出する手法等が考えられる。

この構成において、前記制御装置は、車両の停止位置におけるその車両の前後方向への傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、その停車時におけるサービスブレーキによるブレーキの摩擦力を推定する摩擦力推定手段とを有し、前記実行ブレーキ力決定手段は、前記傾斜角検出手段によって得られた傾斜角の情報と前記摩擦力推定手段によって得られた摩擦力の情報により、車両の停止状態維持に必要なブレーキ力の推定値を算定し、その推定値から前記実行パーキングブレーキ力を決定する構成を採用することができる。摩擦力推定手段の構成としては、停車時におけるサービスブレーキによるブレーキの摩擦力（ブレーキパッドとディスク等との接触部に作用する摩擦力）を検出、推定できる機能を有していればよく、例えば、前述のブレーキ荷重推定手段と同様の各手法を採用し得る。

車両の傾斜角と摩擦力の情報により、車両の停止状態維持に必要なブレーキ力の推定値を算定することで、車両がその自重により意に反して坂道を下るような事態を、より高い精度で防ぐことができる。

また、これらの各構成において、車両の停止状態の検出により実行されたパーキングブレーキ動作が完了した際に、前記制御装置は、前記電動モータへの電力供給を中止する構成を採用することができる。

すなわち、車両停車時は、そのパーキングブレーキ動作により停車しているため、通常のサービスブレーキを動作させる電動モータへの通電の継続が不要となる。このため、パーキングブレーキ動作後、その通電を遮断することで、エネルギー消費を低減することができる。

また、これらの各構成において、前記制御装置は、ブレーキペダルへの踏力が予め決定された閾値を下回った場合に、パーキングブレーキ動作を解除する構成を採用することができる。あるいは、前記ブレーキペダルへの踏力の微分値が、予め決定された閾値を下回った場合に、パーキングブレーキ動作を解除する構成を採用することができる。

これらの構成によれば、操縦者のぺダル踏力減少量が閾値を上回ると、自動的にパーキングブレーキを解除することで、運転者へ違和感を伝えることなくパーキングブレーキを解除することができる。

なお、登り坂での発進などで、ブレーキ解除が車両後退を招く恐れがある際は、このような車両後退の防止のため、パーキングブレーキ解除を遅らせてもよい。
すなわち、その構成は、前記制御装置は、車両の駆動輪に作用する駆動力を検出する駆動力検出手段を備え、重力が車両の進行方向に対して逆方向に作用する傾斜条件において、前記傾斜角検出手段によって得られた傾斜角と、前記駆動力検出手段によって得られた駆動力と、車両の重量の情報から、車両が少なくとも後退しないための必要駆動力を算出し、前記必要駆動力に到達するまでパーキングブレーキ動作の解除を遅らせる遅延時間を設定する構成である。

なお、ロック機構の構成としては、回転・直動変換機構によって直進運動に変換されたスライド部材を、所定の進退方向位置で固定する機能を有していればよく、そのスライド部材に直接接触して固定するものであってもよいし、間接的に固定するものであってもよい。間接的に固定するものとして、例えば、以下の構成を採用することができる。

すなわち、前記電動モータと前記回転・直動変換機構との間に、前記電動モータのロータ軸の回転を減速して出力するギヤ減速機構を備え、前記ロック機構が、前記ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面に設けられた係止部と、その係止部に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部に係合して前記ギヤの回転をロックするロックピンと、前記ロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータとを有し、前記ロックピンによる前記ギヤのロック及びアンロックにより、前記スライド部材の位置を固定及びその固定を解除する電動パーキングブレーキ装置である。

これらの各構成のいずれかからなる電動パーキングブレーキ装置を備え、前記電動モータと、前記回転・直動変換機構と、前記制御装置と、前記ブレーキ荷重推定手段の機能により、前記ブレーキペダルの操作によるサービスブレーキの動作が実行される電動ブレーキ装置を採用することができる。
すなわち、これらの各構成からなる電動パーキングブレーキ装置を用い、通常のパーキングブレーキのほか、サービスブレーキの場面でも、ブレーキアシスト用途としてこの電動パーキングブレーキ装置を利用できるブレーキ装置とすることができる。

なお、これらの各構成からなる電動パーキングブレーキ装置や電動ブレーキ装置は、一台の自動車に一つ搭載すればよいが、これを二つ以上搭載してもよい。また、全輪の各ブレーキに採用してもよい。

この発明は、停車に使用したサービスブレーキ力に近いブレーキ力となるように、すなわち、ブレーキ力に大きな変動が生じないように、制御装置が電動パーキングブレーキ装置を制御することにより、パーキングブレーキの動作時間が最小限となり、車両操縦者に違和感を与えることがない。このため、通常のパーキングブレーキのほか、より多くの場面でのブレーキアシスト用途として、電動パーキングブレーキ装置によるパーキングブレーキ動作を使用し、その適用範囲を広げることができる。

この発明の一実施形態の電動パーキングブレーキ装置及び電動ブレーキ装置の作用を示す説明図 同電動パーキングブレーキ装置及び電動ブレーキ装置のシステム構成図 同電動パーキングブレーキ装置及び電動ブレーキ装置の縦断面図 図３の直動機構、ブレーキ装置を拡大して示す断面図 図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図 リニアソレノイドの断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ブレーキディスクＤに対してブレーキパッドＰ，Ｐを直線駆動する直動機構Ａとして、電動式直動アクチュエータ（以下、電動式直動アクチュエータＡと称する）を用いた電動パーキングブレーキ装置、及び、その電動パーキングブレーキ装置を備えた電動ブレーキ装置Ｅである。

装置の構成は、図３及び図４に示すように、電動式直動アクチュエータＡとその電動式直動アクチュエータＡを動作させる電動モータＭとが並列に配置される。電動モータＭからの回転力は、ギヤ減速機構Ｇを介して電動式直動アクチュエータＡに伝達され、その電動式直動アクチュエータＡにより、電動ブレーキ装置ＥのブレーキパッドＰ，ＰをブレーキディスクＤに押圧して制動力を発生させるようになっている。

電動式直動アクチュエータＡは、電動モータＭのロータ軸１２の回転運動を、スライド部材５の直進運動に変換する機能を有する。そのスライド部材５の直進運動により、パッドＰ，ＰをディスクＤに押圧して前記制動力を発生させる機能を有する。

この電動式直動アクチュエータＡは、ハウジング１に収容される。ハウジング１は円筒状をなし、その一端には径方向外方に向けてベースプレート３が設けられ、そのベースプレート３の外側面およびハウジング１の一端開口がカバー４によって覆われている。

また、そのハウジング１内には、スライド部材５としての外輪部材５が組込まれている。外輪部材５は回り止めされ、かつ、ハウジング１の内径面に沿って軸方向に移動自在とされ、その内径面には、断面Ｖ字形の螺旋突条６が設けられている。

ハウジング１内には、外輪部材５の軸方向一端側に軸受部材７が組込まれている。軸受部材７の内側には一対の転がり軸受９が軸方向に間隔をおいて組込まれ、その転がり軸受９によって外輪部材５の軸心上に配置された回転軸１０が回転自在に支持されている。

また、図３に示すように、ベースプレート３には、モータハウジング１１を介して電動モータＭが支持され、その電動モータＭのロータ軸１２の回転は、カバー４内に組込まれたギヤ減速機構Ｇによって回転軸１０に伝達されるようになっている。

外輪部材５の内側には回転軸１０を中心にして回転可能なキャリア１４が組込まれている。図４に示すように、キャリア１４は、軸方向で対向する一対のディスク１４ａ、１４ｂを有し、一方のディスク１４ａの片面外周部には他方のディスク１４ｂに向けて複数の間隔調整部材１４ｃが周方向に間隔をおいて設けられ、その間隔調整部材１４ｃの端面にねじ込まれるねじ１５の締付けによって一対のディスク１４ａ、１４ｂが互いに連結されている。

一対のディスク１４ａ、１４ｂのうち、軸受部材７側に位置するインナ側ディスク１４ｂは、回転軸１０との間に組込まれたすべり軸受１６によって回転自在に、かつ、軸方向に移動自在に支持されている。一方、アウタ側ディスク１４ａは、すべり軸受１８を介して回転軸１０に対して回転自在に支持されている。

キャリア１４には、一対のディスク１４ａ、１４ｂによって両端部が支持された複数のローラ軸２０が周方向に間隔をおいて設けられている。ローラ軸２０のそれぞれは、一対のディスク１４ａ、１４ｂに形成された長孔からなる軸挿入孔２１内に軸端部が挿入されて径方向に移動自在の支持とされ、そのローラ軸２０の軸端部を巻き込むようにして掛け渡された弾性リング２２によって径方向内方に向けて付勢されている。

複数のローラ軸２０のそれぞれには、遊星ローラ２３が回転自在に支持されている。遊星ローラ２３のそれぞれは、回転軸１０の外径面と外輪部材５の内径面間に配置される組み込みとされ、ローラ軸２０の軸端部に掛け渡された弾性リング２２により回転軸１０の外径面に押し付けられて、その外径面に弾性接触し、上記回転軸１０が回転すると、その回転軸１０の外径面に対する接触摩擦によって回転するようになっている。

遊星ローラ２３の外径面には、図３に示すように、断面Ｖ字状の複数の螺旋溝２４が軸方向に等間隔に形成され、その螺旋溝２４のピッチは、外輪部材５に設けられた螺旋突条６のピッチと同一とされて、その螺旋突条６に噛合している。なお、螺旋溝２４に代えて、複数の円周溝を螺旋突条６と同一のピッチで軸方向に等間隔に形成してもよい。

なお、キャリア１４のインナ側ディスク１４ｂと遊星ローラ２３の軸方向の対向部間には、ワッシャ２５およびスラスト軸受２６が組込まれている。また、キャリア１４と軸受部材７の軸方向の対向部間には環状のスラスト板２７が組み込まれ、そのスラスト板２７と軸受部材７間にスラスト軸受２８が組み込まれている。また、外輪部材５のハウジング１の他端部開口から外部に位置する他端の開口はシールカバー２９の取付けにより閉塞されて内部に異物が侵入するのが防止されている。

さらに、ハウジング１の他端開口部にはベローズ３０の一端部が連結され、そのベローズ３０の他端部は外輪部材５の他端部に連結され、上記ベローズ３０によってハウジング１内に異物が侵入するのが防止されている。

図３に示すように、ギヤ減速機構Ｇは、電動モータＭのロータ軸１２に取付けられた入力ギヤ３１の回転を一次減速ギヤ列Ｇ_１乃至三次減速ギヤ列Ｇ_３により順次減速して、回転軸１０の軸端部に取付けられた出力ギヤ３２に伝達して、回転軸１０を回転させるようにしており、そのギヤ減速機構Ｇに電動モータＭのロータ軸１２をロックおよびアンロック可能なロック機構４０が設けられている。

ロック機構４０は、二次減速ギヤ列Ｇ_２における出力側の中間ギヤ３３の側面に複数の係止孔（係止部）４１を同一円上に等間隔に設け、その複数の係止孔４１のピッチ円上の一点に対して進退可能に設けられたロックピン４２をピン駆動用アクチュエータＳとしてのリニアソレノイド４３により進退させ、係止孔４１に対するロックピン４２の係合によって、中間ギヤ３３をロックするようにしている（図５，図６参照）。

なお、この実施形態では、係止部４１を中間ギヤ３３を貫通する孔としたが、係止部４１の形態はこれに限定されない。係止部４１として、例えば、中間ギヤ３３の側面に、半径方向に延びる複数の突条を放射状配置に設け、隣接する突条間に形成された径方向溝部を係止部４１としてもよい。また、中間ギヤ３３の側面に設けた凹部を係止部４１としてもよい。

この実施形態で示す電動式直動アクチュエータＡは上記の構造からなり、図４は、その電動式直動アクチュエータＡを採用したブレーキ部Ｂを示す。このブレーキ部Ｂにおいては、電動式直動アクチュエータＡにおけるハウジング１の他端部にキャリパボディ部Ｃを一体に設け、そのキャリパボディ部Ｃ内に外周部の一部が配置されたブレーキディスクＤの表裏両側に固定ブレーキパッドＰ１と可動ブレーキパッドＰ２を設け、その可動ブレーキパッドＰ２を外輪部材５の他端部に連結一体化している。

このブレーキ部Ｂへの電動式直動アクチュエータＡの使用状態において、図５に示す電動モータＭを駆動すると、その電動モータＭのロータ軸１２の回転がギヤ減速機構Ｇにより減速されて回転軸１０に伝達される。

回転軸１０の外径面には、複数の遊星ローラ２３のそれぞれ外径面が弾性接触されているため、上記回転軸１０の回転により遊星ローラ２３が回転軸１０との接触摩擦により、自転しつつ公転する。

このとき、遊星ローラ２３の外径面に形成された螺旋溝２４は外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６に噛合しているため、その螺旋溝２４と螺旋突条６の係合によって、外輪部材５が軸方向に移動し、その外輪部材５に連結一体化された可動ブレーキパッドＰ２がブレーキディスクＤに押し付けられ、ブレーキディスクＤに制動力が負荷されることになる。

駐車に際しては、上記のように、可動ブレーキパッドＰ２をブレーキディスクＤに押し付け、そのブレーキディスクＤに駐車に必要な制動力を負荷する状態において、リニアソレノイド４３を作動し、ロックピン４２を中間ギヤ３３の側面に向けて前進させるようにする。

ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２に複数の係止孔４１の一つが対向する状態にあると、図５、図６に示すように、係止孔４１にロックピン４２が係合し、その係合によって中間ギヤ３３がロックされる。この時、電動モータＭのロータ軸１２もロックされることになるため、電動モータＭに対する通電を遮断しておくことができ、電気エネルギの無駄な消費を抑制することができる。

ここで、ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２と係止孔４１との間に位相のずれがあると、係止孔４１にロックピン４２を係合させることができない。この場合、ロックピン４２を前進させた状態で電動モータＭの駆動により、中間ギヤ３３を制動方向（図５に矢印イで示す方向）に回転させ、係止孔４１をロックピン４２と対向する位置まで中間ギヤ３３を回転させて、係止孔４１にロックピン４２を係合させる。

上記のような係止孔４１とロックピン４２の係合による中間ギヤ３３のロック状態、つまり、電動モータＭのロータ軸１２のロック状態では、ブレーキディスクＤからの反力によりギヤ減速機構Ｇのそれぞれのギヤに制動解除方向への回転力が負荷されるため、係止孔４１とロックピン４２の係合部に回転トルクが付加されることになる。この回転トルクは出力ギヤ３２の位置で大きく、入力ギヤ３１に至るに従って次第に小さくなる。

この実施形態では、二次減速ギヤ列Ｇ_２の出力側の中間ギヤ３３の側面に複数の係止孔４１を設けたものであるため、係止孔４１とロックピン４２の係合部に付加される回転トルクは比較的小さく、上記係止孔４１とロックピン４２の係合部が損傷するようなことはない。
なお、その損傷をより効果的に防止するため、入力ギヤ３１に近接する中間ギヤに係止孔４１を設けるのが好ましい。その係止孔４１の形成位置に合わせてロックピン４２の設置位置を決定する。

この電動ブレーキ装置Ｅは、図２に示すように、電動モータＭ及びロック機構４０を制御するための制御装置５０を備えている。制御装置５０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５５によって機能するようになっている。

また、この電動ブレーキ装置Ｅは、実際に作用しているブレーキ力を推定するブレーキ荷重推定手段６０と、車両操縦者の意思により任意に操作可能な電動パーキングブレーキ動作指示装置７０とを有している。車両操縦者が、電動パーキングブレーキ動作指示装置７０を操作することにより、パーキングブレーキ動作が行われる。
このパーキングブレーキ動作は、ブレーキパッドＰとブレーキディスクＤとの間で所定のブレーキ力が発揮されている状態で、前述のロック機構４０によるロックピン４２と係止孔４１との係合によって、外輪部材５の軸方向移動が規制され、その位置で外輪部材５が固定されることで行われる。パーキングブレーキ動作が実行された後は、電動モータＭへの通電は解除される。

このとき、パーキングブレーキ動作指示装置７０の操作による通常のパーキングブレーキ動作時の通常パーキングブレーキ力Ｆｍａｘは、停車時におけるサービスブレーキのブレーキ力Ｆ_０よりも大きな値となるように設定されるのが一般的である。ロック機構４０によって外輪部材５の移動が完全に固定されるまでの間に、電動モータＭの動作によって、ブレーキパッドＰとブレーキディスクＤとの間に通常パーキングブレーキ力Ｆｍａｘが作用するように設定される。

図１（ａ）は、パーキングブレーキ動作指示装置７０の操作による通常のパーキングブレーキ動作を、模式的に表したものである。最上段に、サービスブレーキのブレーキ力Ｆ_０と通常パーキングブレーキ力Ｆｍａｘとの関係を示す。２段目は、ペダルの踏力を、３段目は車速を、４段目はパーキングブレーキ動作指示装置７０の操作のＯＮ，ＯＦＦを、５段目は電動モータＭの消費電力を示している。このように、パーキングブレーキが作動すると、ブレーキ押圧力が機械的ロック機構（前記ロック機構４０）により保持され、モータ電力がゼロになり、ブレーキ押圧力は基本的にペダル踏力には追従しないようになる。

また、制御装置５０は、電動パーキングブレーキ動作指示装置７０が操作されない場合においても、車両の停止状態が検出された際にパーキングブレーキ動作を自動的に実行する機能を有する。車両の停止状態の検出は、速度計や駆動輪の回転情報を通じて行う。
この自動的に行われるパーキングブレーキ動作についても、ブレーキパッドＰとブレーキディスクＤとの間で、車両の停止に必要な所定のブレーキ力が発揮されている状態で、前述のロック機構４０によるロックピン４２と係止孔４１との係合によって行われる。

このとき、実行パーキングブレーキ力Ｆ_１は、停車時におけるサービスブレーキのブレーキ力Ｆ_０と同じか、それとほぼ同じ値に設定される。ロック機構４０によって外輪部材５の移動が完全に固定されるまでの間に、電動モータＭの動作によって、ブレーキパッドＰとブレーキディスクＤとの間に実行パーキングブレーキ力Ｆ_１が作用するように設定される。

図１（ｂ）は、パーキングブレーキ動作指示装置７０の操作によらない自動的に行われるパーキングブレーキ動作を、模式的に表したものである。最上段に、サービスブレーキのブレーキ力Ｆ_０と、それと等しいブレーキ力である実行パーキングブレーキ力Ｆ_１との関係を示す。２段目は、ペダルの踏力を、３段目は車速を、４段目はパーキングブレーキ動作指示装置７０の操作のＯＮ，ＯＦＦを、５段目は電動モータＭの消費電力を示している点は同様である。

すなわち、図１（ｂ）では、車両走行中、車両操縦者がブレーキ操作を行い、停車（車速０）になった際のブレーキ力Ｆ_０と同等の制動力（前記実行パーキングブレーキ力Ｆ_１）となるように、電動パーキングブレーキ装置を制御している。パーキングブレーキ作動中は、電動モータＭへの電力供給を中止する。

この図１（ａ）と図１（ｂ）との比較で理解できるように、車両の停止状態の検出により実行されたパーキングブレーキ動作時の実行パーキングブレーキ力Ｆ_１は、パーキングブレーキ動作指示装置７０の操作による通常のパーキングブレーキ動作時の通常パーキングブレーキ力Ｆｍａｘよりも小さい値に設定されている。また、サービスブレーキのブレーキ力Ｆ_０と、実行パーキングブレーキ力Ｆ_１とは同じか、ほぼ同じ値に設定されている。

このように、停車の際に使用したサービスブレーキのブレーキ力と、自動的に行われるパーキングブレーキとのブレーキ力に大きな変動が生じないように、制御装置５０が電動パーキングブレーキ装置を制御する。
これにより、パーキングブレーキの動作時間が最小限となり、車両操縦者に違和感を与えることがない。このため、通常のパーキングブレーキのほか、より多くの場面でのブレーキアシスト用途として、電動パーキングブレーキ装置によるパーキングブレーキ動作を使用し、その適用範囲を広げることができる。

この実行パーキングブレーキ力Ｆ_１の設定は、制御装置５０によって行われる。制御装置５０は、実行パーキングブレーキ力Ｆ_１を決定する実行ブレーキ力決定手段５１を備えている。実行ブレーキ力決定手段５１は、車両の停止状態が検出された際に、ブレーキ荷重推定手段６０が推定したサービスブレーキによるブレーキ力Ｆ_０と同等となるよう、実行パーキングブレーキ力Ｆ_１を決定する機能を有する。その決定に基づき、制御装置５０は、パーキングブレーキ動作を行う。

このように、走行中の車両が停車する際のサービスブレーキによるブレーキ力Ｆ_０と、その後、自動的に動作させるパーキングブレーキ動作の実行パーキングブレーキ力Ｆ_１との間に大きな変動が生じないように、ブレーキ荷重推定手段６０による推定値を採用することで、より正確な実行パーキングブレーキ力を設定が可能となる。

また、制御装置５０は、車両の停止位置におけるその車両の前後方向への傾斜角を検出する傾斜角検出手段５２と、その停車時におけるサービスブレーキによる摩擦パッドとブレーキロータの摩擦力とを推定する摩擦力推定手段５３とを有している。
実行ブレーキ力決定手段５１は、傾斜角検出手段５２によって得られた傾斜角の情報と摩擦力推定手段５３によって得られた摩擦力の情報により、車両の停止状態維持に必要なブレーキ力の推定値を算定し、その推定値から実行パーキングブレーキ力Ｆ_１を決定するようになっている。

車両の傾斜角と摩擦力の情報により、車両の停止状態維持に必要なブレーキ力の推定値を算定することで、車両がその自重により意に反して坂道を下るような事態を、より高い精度で防ぐことができる。

また、通常のパーキングブレーキ動作時と同様、車両の停止状態の検出により自動的に実行されたパーキングブレーキ動作が完了した際に、制御装置５０は、電動モータＭへの電力供給を中止する。すなわち、パーキングブレーキ動作後は、電動モータＭへの通電の継続が不要であり、その通電を遮断することで、エネルギー消費を低減することができる。

図１（ｃ）は、自動的に実行されたパーキングブレーキ動作を解除する際の模式図である。ペダル踏力に関する値が、予め決定された所定の閾値を下回った際、又は上回った際に、パーキングブレーキを解除するようになっている。

例えば、制御装置５０は、ブレーキペダルへの踏力の絶対値が予め決定された閾値を下回った場合に、パーキングブレーキ動作を解除するように設定することができる。あるいは、ブレーキペダルへの踏力の微分値が、予め決定された閾値を下回った場合に、パーキングブレーキ動作を解除するように設定することもできる。

さらに、制御装置５０は、車両の駆動輪に作用する駆動力を検出する駆動力検出手段５４を備え、重力が車両の進行方向に対して逆方向に作用する傾斜条件において、傾斜角検出手段５２によって得られた傾斜角と、駆動力検出手段５４によって得られた駆動力と、車両の重量の情報から、車両が少なくとも後退しないための必要駆動力を算出し、その必要駆動力に到達するまでパーキングブレーキ動作の解除を遅らせる遅延時間を設定することも可能である。これにより、坂道発進時等において、車両の後退を防止することができる。

１ ハウジング
５ 外輪部材（スライド部材）
６ 螺旋突条
１０ 回転軸
１１ モータハウジング
１２ ロータ軸
１４ キャリア
２０ ローラ軸
２３ 遊星ローラ
３１ 入力ギヤ
３２ 出力ギヤ
３３ 中間ギヤ
４０ ロック機構
４１ 係止孔（係止部）
４２ ロックピン
４３ リニアソレノイド
５０ 制御装置
５１ 実行ブレーキ力決定手段
５２ 傾斜角検出手段
５３ 摩擦力推定手段
５４ 駆動力検出手段
６０ ブレーキ荷重推定手段
７０ 電動パーキングブレーキ動作指示装置
Ａ 電動式直動アクチュエータ（直動機構）
Ｂ ブレーキ部
Ｃ キャリパボディ部
Ｄ ブレーキディスク
Ｅ 電動ブレーキ装置（電動パーキングブレーキ装置）
Ｆ_１ 実行パーキングブレーキ力
Ｆｍａｘ 通常パーキングブレーキ力
Ｇ ギヤ減速機構
Ｍ 電動モータ
Ｐ ブレーキパッド
Ｐ１ 固定ブレーキパッド
Ｐ２ 可動ブレーキパッド
Ｓ ピン駆動用アクチュエータ

Claims (8)

1. 電動モータ（Ｍ）と、前記電動モータ（Ｍ）のロータ軸（１２）の回転運動をスライド部材（５）の直進運動に変換してブレーキを動作させる直動機構（Ａ）と、前記スライド部材（５）の位置を固定するロック機構（４０）と、前記電動モータ（Ｍ）及び前記ロック機構（４０）を制御する制御装置（５０）と、実際に作用しているブレーキ力を推定するブレーキ荷重推定手段（６０）と、任意に操作可能な電動パーキングブレーキ動作指示装置（７０）とを有し、前記制御装置（５０）は、前記電動パーキングブレーキ動作指示装置（７０）が操作されない場合においても、車両の停止状態が検出された際にパーキングブレーキ動作を自動的に実行し、その停止状態の検出により実行されたパーキングブレーキ動作時の実行パーキングブレーキ力（Ｆ_１）が、前記パーキングブレーキ動作指示装置（７０）の操作による通常のパーキングブレーキ動作時の通常パーキングブレーキ力（Ｆｍａｘ）よりも小さい値に設定されていることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
2. 前記制御装置（５０）は、前記実行パーキングブレーキ力（Ｆ_１）を決定する実行ブレーキ力決定手段（５１）を備え、前記実行ブレーキ力決定手段（５１）は、車両の停止状態が検出された際に、前記ブレーキ荷重推定手段（６０）が推定したサービスブレーキによるブレーキ力と同等となるよう、前記実行パーキングブレーキ力（Ｆ_１）を決定する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の電動パーキングブレーキ装置。
3. 前記制御装置（５０）は、車両の停止位置におけるその車両の前後方向への傾斜角を検出する傾斜角検出手段（５２）と、その停車時におけるサービスブレーキによるブレーキの摩擦力を推定する摩擦力推定手段（５３）とを有し、前記実行ブレーキ力決定手段（５１）は、前記傾斜角検出手段（５２）によって得られた傾斜角の情報と前記摩擦力推定手段（５３）によって得られた摩擦力の情報により、車両の停止状態維持に必要なブレーキ力の推定値を算定し、その推定値から前記実行パーキングブレーキ力（Ｆ_１）を決定することを特徴とする請求項２に記載の電動パーキングブレーキ装置。
4. 車両の停止状態の検出により実行されたパーキングブレーキ動作が完了した際に、前記制御装置（５０）は、前記電動モータ（Ｍ）への電力供給を中止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の電動パーキングブレーキ装置。
5. 前記制御装置（５０）は、ブレーキペダルへの踏力が予め決定された閾値を下回った場合に、パーキングブレーキ動作を解除することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の電動パーキングブレーキ装置。
6. 前記ブレーキペダルへの踏力の微分値が、予め決定された閾値を下回った場合に、パーキングブレーキ動作を解除することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の電動パーキングブレーキ装置。
7. 前記制御装置（５０）は、車両の駆動輪に作用する駆動力を検出する駆動力検出手段（５４）を備え、重力が車両の進行方向に対して逆方向に作用する傾斜条件において、前記傾斜角検出手段（５２）によって得られた傾斜角と、前記駆動力検出手段（５４）によって得られた駆動力と、車両の重量の情報から、車両が少なくとも後退しないための必要駆動力を算出し、前記必要駆動力に到達するまでパーキングブレーキ動作の解除を遅らせる遅延時間を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の電動パーキングブレーキ装置。
8. 前記電動モータ（Ｍ）と前記直動機構（Ａ）との間に、前記電動モータ（Ｍ）のロータ軸（１２）の回転を減速して出力するギヤ減速機構（Ｇ）を備え、前記ロック機構（４０）が、前記ギヤ減速機構（Ｇ）を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面に設けられた係止部（４１）と、その係止部（４１）に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部（４１）に係合して前記ギヤの回転をロックするロックピン（４２）と、前記ロックピン（４２）を進退させるピン駆動用アクチュエータ（４３）とを有し、前記ロックピン（４１）による前記ギヤのロック及びアンロックにより、前記スライド部材（５）の位置を固定及びその固定を解除することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の電動パーキングブレーキ装置。

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