JP2023050103A - 荷重センサ、電動ブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】荷重を受ける面に偏荷重がかかる場合、荷重を受ける面に直交する方向の荷重を精度良く検出可能な荷重センサを提供すること。【解決手段】荷重を受ける荷重面７１４ａを有し、荷重面が荷重を受けることによって変形する筐体７１と、荷重面に受ける荷重によって筐体が変形する際に、筐体における複数の部位の第１方向ＤＲｘの歪み量である第１歪み量および筐体における複数の部位の第２方向ＤＲｙの歪み量である第２歪み量を検出する歪み検出部７２と、歪み検出部が検出する複数の部位の第１歪み量とおよび複数の部位の第２歪み量に基づいて、荷重面が受ける荷重のうち、荷重面に交差する第３方向ＤＲｚにかかる面直交荷重Ｆｚを求める荷重演算部７２２と、を備えた荷重センサ。【選択図】図６

Description

本開示は、荷重センサおよび当該荷重センサを備えた電動ブレーキシステムに関する。

従来、起歪体と、起歪体よりも受圧方向に突出する２つの受圧突起と、それぞれの受圧突起が受ける応力を測定する歪センサとを備える荷重センサおよび当該荷重センサを用いた電動ブレーキが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この電動ブレーキは、外部のコントローラから送信される制御信号に基づいて動作する電動モータ、電動モータの回転運動をピストンの直進運動に変換する直動機構、電動モータからの駆動力によって直進運動するピストン、ブレーキパッド、ディスク等を備える。外部のコントローラは、運転手の操作ペダルの操作量に基づいて電動モータの回転数を算出し、算出した回転数に応じた制御信号を電動モータに送信して電動モータを回転させる。電動ブレーキは、電動モータを駆動源としてピストンを直進させてブレーキパッドをディスクに押し当て、ディスクに必要な制動力を発生させる。

また、この電動ブレーキにおいて、荷重センサは、ブレーキパッドがディスクを押し当てられる際に２つの受圧突起の上面が直動機構に押圧される。これにより、２つの受圧突起それぞれに対応する位置に配置された歪センサが変形する。荷重センサは、２つの歪センサの歪み量に基づいてブレーキパッドがディスクを押圧する際の荷重を検出し、検出した荷重に応じた検出信号を外部のコントローラに送信する。外部のコントローラは、荷重センサから送信される検出信号に基づいて電動ブレーキのフィードバック制御を行う。

特開２０２０－５１８１７号公報

ところで、特許文献１に記載のような直進するピストンがブレーキパッドを押圧する電動ブレーキシステムにおいて、ブレーキパッドが偏摩耗している場合、ブレーキパッドにおけるディスクを押圧する当接面に偏荷重が生じる。すると、ブレーキパッドがディスクを押圧する荷重には、ピストンが直進する方向の荷重だけでなく、ピストンが直進する方向以外の方向の荷重が含まれることになる。

このため、電動モータを所定の回転数で回転させる際に、ブレーキパッドが偏摩耗している場合と偏摩耗していない場合とでブレーキパッドがディスクを押圧する荷重が異なる。すなわち、電動モータを所定の回転数で回転させても、ブレーキパッドが偏摩耗している場合と偏摩耗していない場合とで電動ブレーキの制動力が変化する。

したがって、電動ブレーキシステムのフィードバック制御を行うにあたり、ブレーキパッドが偏摩耗している場合において、ブレーキパッドがディスクを押圧する際の偏荷重を精度良く検出する必要がある。特に、ブレーキパッドがディスクを押圧する際に発生する偏荷重のうち、ブレーキパッドをディスクに押し当てる方向、すなわち、ピストンが直進する方向の荷重を精度良く検出する必要がある。

これに対して、特許文献１に記載の荷重センサは、２つの受圧突起の上面に偏荷重がかかる場合、２つの歪センサそれぞれの歪量を平均化した値に基づいて当該偏荷重を検出することでブレーキパッドがディスクを押圧する際の偏荷重を検出する。

しかし、発明者の鋭意検討によれば、特許文献１に記載の荷重センサにおいて、２つの歪センサそれぞれの歪量を平均化して偏荷重を求める方法では、荷重センサにかかる偏荷重を精度良く検出することが難しいことが分かった。具体的に、特許文献１に記載の荷重センサでは、荷重を受ける受圧突起の上面に偏荷重が掛かる場合、当該荷重を受ける面に直交する方向の荷重成分を精度良く検出することができない虞があることが分かった。このため、特許文献１に記載の荷重センサを電動ブレーキシステムに用いても、ピストンが直進する方向の荷重を精度良く検出することが難しい。そして、ピストンが直進する方向の荷重を精度良く検出することができない場合、ブレーキパッドがディスクを押圧する際の荷重に対応させて電動ブレーキの制動力を調整することが難しい。

本開示は、荷重を受ける面に偏荷重がかかる場合、荷重を受ける面に直交する方向の荷重を精度良く検出可能な荷重センサおよび当該荷重センサを備えた電動ブレーキシステムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
荷重を検出する荷重センサであって、
荷重を受ける荷重面（７１４ａ）を有し、荷重面が荷重を受けることによって変形する筐体（７１）と、
荷重面に沿う方向を第１方向（ＤＲｘ）、荷重面に沿う方向、且つ、第１方向に交差する方向を第２方向（ＤＲｙ）としたとき、荷重面に受ける荷重によって筐体が変形する際に、筐体における複数の部位の第１方向の歪み量である第１歪み量および筐体における複数の部位の第２方向の歪み量である第２歪み量のうち、少なくとも一方の歪み量を検出する歪み検出部（７２）と、
歪み検出部が検出する複数の部位の第１歪み量および複数の部位の第２歪み量のうち、複数の部位の少なくとも一方の歪み量に基づいて、荷重面が受ける荷重のうち、荷重面に交差する第３方向（ＤＲｚ）にかかる面直交荷重（Ｆｚ）を求める荷重演算部（７２２）と、を備えている。

また、請求項２に記載の発明は、
荷重を検出する荷重センサであって、
荷重を受ける荷重面（７１４ａ）を有し、荷重面が荷重を受けることによって変形する筐体（７１）と、
荷重面に沿う方向を第１方向（ＤＲｘ）、荷重面に沿う方向、且つ、第１方向に交差する方向を第２方向（ＤＲｙ）としたとき、荷重面に受ける荷重によって筐体が変形する際に、筐体における複数の部位の第１方向の歪み量である第１歪み量および筐体における複数の部位の第２方向の歪み量である第２歪み量を検出する歪み検出部（７２）と、
歪み検出部が検出する複数の部位の第１歪み量および複数の部位の第２歪み量に基づいて、荷重面が受ける荷重のうち、荷重面に交差する第３方向（ＤＲｚ）にかかる面直交荷重（Ｆｚ）を求める荷重演算部（７２２）と、を備えている。

これによれば、荷重センサは、荷重面に偏荷重が付与される場合であっても、歪み検出部が検出する複数の部位の第１歪み量および複数の部位の第２歪み量のうち、少なくとも一方の歪み量に基づいて、荷重面に直交する面直交荷重を精度良く検出することができる。

また、請求項１０に記載の発明は、
請求項１または２に記載の荷重センサと、
ブレーキペダル（Ｐ）と、
ブレーキロータ（Ｒ）と、
ブレーキロータに制動力を発生させる摩擦材（４１、５１）と、
摩擦材をブレーキロータに押圧させるピストン（３０）と、
回転力を出力する電動モータ（６１）と、
電動モータが出力する回転力によって回転軸心（ＳＣ）を中心に回転する回転軸（６３１）を有し、電動モータが出力する回転力を変換して、ピストンが摩擦材を回転軸心の軸心方向に向けてブレーキロータに押圧するための駆動力を出力する運動変換機構（６３）と、
ブレーキペダルの開度量に基づいて摩擦材がブレーキロータを押圧する際の目標の荷重である目標ブレーキ荷重を決定するとともに、決定した目標ブレーキ荷重に基づいて電動モータの回転数を制御する制御装置（８０）と、を備え、
荷重センサは、第３方向が軸心方向に沿うように運動変換機構に取り付けられており、運動変換機構の駆動力によってピストンが摩擦材を押圧する際に、運動変換機構に発生する反力を荷重面に受けることで、摩擦材がブレーキロータを軸心方向に押圧する際の面直交荷重を求め、
制御装置は、荷重センサが求める面直交荷重が目標ブレーキ荷重に近づくように電動モータの回転数を制御する電動ブレーキシステムである。

これによれば、摩擦材が偏摩耗することによってブレーキ荷重が荷重面に交差する第３方向以外の方向成分の荷重を含む場合であっても、荷重センサによってブレーキ荷重における第３方向に沿う方向の反力である面直交荷重を検出することができる。

したがって、摩擦材の偏摩耗に起因してブレーキ荷重が目標ブレーキ荷重からずれる場合であっても、荷重センサが検出する面直交荷重を用いて電動モータの制御を行うことで、ブレーキ荷重を目標ブレーキ荷重に近付けることができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る電動ブレーキシステムの概略構成図である。 第１実施形態に係るキャリパの断面図である。 第１実施形態に係る荷重センサの上面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。 第１実施形態に係る荷重算出部の概略構成図である。 第１実施形態に係る電動ブレーキシステムのシステムブロック図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重が付与された状態を示す図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における径方向荷重を示す図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における直交方向荷重を示す図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における軸方向荷重を示す図である。 比較用荷重センサに係る図３に相当する図である。 比較用荷重センサに偏荷重を付与した実験における径方向荷重を示す図である。 比較用荷重センサに偏荷重を付与した実験における直交方向荷重を示す図である。 比較用荷重センサに偏荷重を付与した実験における軸方向荷重を示す図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における荷重ベクトルを示す第１の図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における荷重ベクトルを示す第２の図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における荷重ベクトルを示す第３の図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における荷重ベクトルを示す第４の図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における荷重ベクトルを示す第５の図である。 第１実施形態に係る荷重センサに偏荷重を付与した実験における荷重ベクトルを示す第６の図である。 第１実施形態に係る荷重センサが検出する軸方向荷重と電動モータの回転数との関係を示す図である。 第１実施形態に係る摩擦材が摩耗していない状態の荷重の大きさを示す図である。 第１実施形態に係る摩擦材が偏摩耗している状態の荷重の大きさを示す図である。 第１実施形態に係る制御装置がフィードバック制御を行う際の制御フローを示す図である。 第１実施形態に係る摩擦材の状態に応じて変化する荷重の大きさを示す図である。 第１実施形態に係る摩擦材の摩耗量に応じて変化するモータ回転数と荷重乖離量を示す図である。 第１実施形態に係る摩擦材の摩耗量と荷重乖離量との関係を示す図である。 第１実施形態に係る目標回転数と荷重乖離量との関係を示す図である。 第１実施形態に係る摩擦材の傾きに応じて変化する荷重乖離量を示す図である。 第１実施形態に係る摩擦材の欠損範囲に応じて変化する荷重乖離量を示す図である。 第１実施形態に係る制御装置が摩擦材の摩耗量および摩耗状態の検出を行う際の制御フローを示す図である。 第２実施形態に係る荷重センサの断面図である。 第２実施形態に係る荷重センサが荷重を受けた状態を示す図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
第１実施形態について図１～図３１に基づいて説明する。本開示では、荷重センサ７０が図１および図２に示す電動ブレーキシステム１に適用される実施形態について説明する。図１および図２に示すように、本実施形態の電動ブレーキシステム１は、ブレーキペダルＰと、不図示の車輪と一体に回転する円盤状のブレーキロータＲと、ブレーキロータＲの一部を跨いで配置されるキャリパ１０と、制御装置８０と、を備えている。本実施形態の荷重センサ７０は、キャリパ１０に備えられており、後述する回転軸６３１が回転軸心ＳＣを中心に回転することによって後述する第１、第２ブレーキパッド４０、５０がブレーキロータＲを押圧する際の荷重を検出する。以下では、ブレーキロータＲの板厚方向をブレーキ軸方向ＤＲｂと呼ぶ。また、ブレーキ軸方向ＤＲｂのうち、一方側に向かう方向を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１、ブレーキ軸方向ＤＲｂのうち、他方側に向かう方向を第２ブレーキ方向ＤＲｂ２とも呼ぶ。なお、ブレーキ軸方向ＤＲｂは軸心方向に対応する。

図２に示すように、キャリパ１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に支持されたピストン３０と、一対のブレーキパッド４０、５０と、ピストン３０を移動させる移動機構６０と、を備えている。

ハウジング２０は、キャリパ１０における各種構成機器を収容するケース部分である。ハウジング２０は、図２に示すように、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に設けられる第１ハウジング２１と、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に設けられる第２ハウジング２２およびカバー部２３とを有している。

第１ハウジング２１は、第２ハウジング２２に接続される接続部２１１と、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１の端部に設けられる爪部２１２を有する。接続部２１１は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って延伸して形成されている。また、接続部２１１の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１の端部には、爪部２１２が設けられている。そして、接続部２１１の第２ブレーキ方向ＤＲｂ２の端部には、第２ハウジング２２が固定されている。

爪部２１２は、接続部２１１が延伸する方向に直交する方向に延伸している。また、爪部２１２は、ブレーキロータＲの第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の面に対向する位置に配置されている。爪部２１２は、ブレーキロータＲより第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側において、ブレーキロータＲに対して間隔を空けて配置されている。爪部２１２には、一対のブレーキパッド４０、５０のうち、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に設けられる第１ブレーキパッド４０が固定されている。

第２ハウジング２２は、第１ハウジング２１の接続部２１１に固定されたシリンダ２２１と、シリンダ２２１から延設された延設板２２２とを備える。

シリンダ２２１は、ピストン３０を収容するとともに、移動機構６０の回転軸６３１が挿通されるものである。シリンダ２２１は、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側が開口し、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側が閉塞する有底形状に形成されている。具体的に、シリンダ２２１は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って延びる円筒形状のシリンダ筒部２２１ａおよびシリンダ筒部２２１ａの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に連結されるシリンダ底部２２１ｂを有する。

シリンダ筒部２２１ａは、中心軸を有し、当該中心軸が回転軸６３１の回転軸心ＳＣと重なるように配置されている。すなわち、シリンダ２２１は、回転軸心ＳＣを軸心とした有底円筒形状である。また、シリンダ筒部２２１ａは、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１の端部がブレーキロータＲに対して間隔を空けて配置されている。

シリンダ筒部２２１ａは、開口している第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側からピストン３０が嵌められており、ピストン３０によって開口側が閉塞されている。また、シリンダ筒部２２１ａの内周部には、ピストン３０の後述するキー３１ｅを嵌合するキー溝２２１ｃと、シリンダ筒部２２１ａの内周部とピストン３０の外周部との間に設けられるＯリング２２３を収容する収容溝２２１ｄが形成されている。

キー溝２２１ｃは、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って延伸している。キー溝２２１ｃのブレーキ軸方向ＤＲｂの大きさは、キー３１ｅのブレーキ軸方向ＤＲｂの大きさより大きく形成されている。収容溝２２１ｄには、Ｏリング２２３が封止部材として配置されている。

シリンダ筒部２２１ａの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側は、シリンダ底部２２１ｂによって閉塞されている。シリンダ底部２２１ｂの中央には、ブレーキ軸方向ＤＲｂに貫通する貫通孔２２１ｅが形成されている。当該貫通孔２２１ｅには、回転軸６３１を回転可能且つ、ブレーキ軸方向ＤＲｂに移動不能に支持する転がり軸受２２４が設けられている。そして、貫通孔２２１ｅには、当該転がり軸受２２４によって支持された回転軸６３１が挿通されている。

延設板２２２は、移動機構６０の後述する電動モータ６１を取り付ける部位である。延設板２２２は、シリンダ底部２２１ｂに連結されている。

カバー部２３は、移動機構６０の後述する減速機構６２を収容する収容部である。カバー部２３は、第２ハウジング２２の第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の端部に設けられている。

ピストン３０は、一対のブレーキパッド４０、５０のうち、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に設けられる第２ブレーキパッド５０を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１に押圧するものである。ピストン３０は、当該第２ブレーキパッド５０を介して、ブレーキロータＲの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の面に対向する位置に配置されている。

ピストン３０は、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側が開口し、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側が閉塞する有底形状に形成されている。具体的に、ピストン３０は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って延びる円筒形状のピストン筒部３１およびピストン筒部３１の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に連結されるピストン底部３２を有する。ピストン３０は、自身の中心軸が回転軸６３１の回転軸心ＳＣおよびシリンダ２２１の中心軸に対して同軸上となる位置において、シリンダ筒部２２１ａに収容可能に配置されている。すなわち、ピストン３０は、回転軸心ＳＣを軸心とした有底円筒形状である。

ピストン筒部３１は、互いの内径が異なる小径部３１ｂ、中径部３１ｃ、大径部３１ｄによって構成されている。具体的に、ピストン筒部３１は、小径部３１ｂと、小径部３１ｂよりも内径が大きい中径部３１ｃと、中径部３１ｃとよりも内径が大きい大径部３１ｄを有し、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２に沿って、この順に連なっている。小径部３１ｂ、中径部３１ｃ、大径部３１ｄは、一体成型によって形成されている。小径部３１ｂ、中径部３１ｃ、大径部３１ｄそれぞれの外径は、シリンダ筒部２２１ａの内径に略等しく形成されている。

また、ピストン筒部３１は、内部空間３１ａを有し、当該内部空間３１ａに、回転軸６３１の一部および後述するナット部材６３２が配置されている。小径部３１ｂの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の面には、当該ナット部材６３２が固定されている。

ピストン筒部３１の外周部には、シリンダ２２１のキー溝２２１ｃに嵌合するキー３１ｅが形成されている。ピストン３０は、当該キー３１ｅがシリンダ２２１のキー溝２２１ｃに嵌合されている。これにより、ピストン３０は、回転軸心ＳＣの周方向に回転不能に構成される。

ピストン筒部３１の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側は、ピストン底部３２によって閉塞されている。ピストン底部３２は、シリンダ２２１の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１の端部より第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に突出している。ピストン底部３２の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の面には、第２ブレーキパッド５０が固定されている。

第１ブレーキパッド４０は、ブレーキロータＲに対向する第１摩擦材４１と、第１摩擦材４１におけるブレーキロータＲに対向する面とは反対側の面に配置された第１裏板４２とを有している。第２ブレーキパッド５０は、ブレーキロータＲに対向する第２摩擦材５１と、第２摩擦材５１におけるブレーキロータＲに対向する面とは反対側の面に配置された第２裏板５２とを有している。第１摩擦材４１および第２摩擦材５１は、ブレーキロータＲに接触する際に発生する摩擦によって制動力を発生させる部材である。

第１摩擦材４１と第１裏板４２とは、ブレーキ軸方向ＤＲｂに互いに重ねられてかつ互いに固定されている。第１摩擦材４１は、ブレーキロータＲに当接することによって制動力を発生させる第１摩擦面４１１を有する。また、第２摩擦材５１と第２裏板５２も、ブレーキ軸方向ＤＲｂに互いに重ねられてかつ互いに固定されている。第２摩擦材５１は、ブレーキロータＲに当接することによって制動力を発生させる第２摩擦面５１１を有する。

移動機構６０は、運転者によってブレーキ操作がなされた際にピストン３０が移動するための駆動力を出力するものである。移動機構６０は、電動モータ６１と、減速機構６２と、運動変換機構６３と、を備えている。

電動モータ６１は、延設板２２２に取り付けられている。電動モータ６１は、通電されることにより、運動変換機構６３の回転軸６３１を回転させるための回転力を発生させる駆動発生部である。電動モータ６１は、制御装置８０から送信される制御信号によって回転数が制御される。電動モータ６１は、減速機構６２に接続されている。

減速機構６２は、電動モータ６１の回転速度を減速させる減速部である。減速機構６２は、カバー部２３に収容されている。減速機構６２は、複数の歯車を有し、電動モータ６１が発生させる回転力を減速して運動変換機構６３に伝達する。

運動変換機構６３は、電動モータ６１が発生させる回転力によって回転する回転軸６３１と、回転軸６３１に取り付けられるナット部材６３２と、スラスト軸受６３３と、を有している。そして、運動変換機構６３には、後述するように、荷重センサ７０が取り付けられている。運動変換機構６３は、減速機構６２を介して伝達される電動モータ６１の回転運動をナット部材６３２の直進運動に変換する変換機構である。

回転軸６３１は、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の端部がカバー部２３内で減速機構６２に連結されている。また、回転軸６３１は、転がり軸受２２４によって支持された状態でブレーキ軸方向ＤＲｂに移動不能且つ、回転軸心ＳＣを中心に回転可能な状態でハウジング２０に支持されている。そして、回転軸６３１は、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側がシリンダ筒部２２１ａの内部空間３１ａに収容されている。

また、回転軸６３１は、外周部におけるピストン３０の内部空間３１ａに収容される部位に、ナット部材６３２を連結させるための雄ねじ加工が施されている。さらに、回転軸６３１の外周部には、雄ねじ加工が施されている部位よりも第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に円盤状の鍔部６３１ａが設けられている。鍔部６３１ａは、回転軸６３１の外周部から回転軸６３１の径方向に沿って回転軸心ＳＣから遠ざかる方向に円盤状に延びている。

鍔部６３１ａの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の面とシリンダ底部２２１ｂの第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の面との間には、スラスト軸受６３３および荷重センサ７０が、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２に沿って、この順に配置されている。すなわち、荷重センサ７０は、スラスト軸受６３３とシリンダ底部２２１ｂとによって挟持されている。なお、スラスト軸受６３３および荷重センサ７０は、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１に沿って、この順に、鍔部６３１ａの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の面とシリンダ底部２２１ｂの第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の面との間に配置されてもよい。

スラスト軸受６３３は、回転軸６３１が貫通して配置されている。スラスト軸受６３３は、例えば、スラストニードル軸受によって構成されている。スラスト軸受６３３は、回転軸６３１に負荷されるブレーキ軸方向ＤＲｂの荷重を支持する。なお、スラスト軸受６３３は、スラストころ軸受や、スラスト玉軸受で構成されていてもよい。

ナット部材６３２は、回転軸６３１の回転によって直進運動を行う直動部材である。ナット部材６３２は、ブレーキ軸方向ＤＲｂにおける両側が開口された中空円筒状に形成されている。ナット部材６３２は、ピストン３０の内部空間３１ａに収容されている。ナット部材６３２は、ピストン３０によって、回転軸心ＳＣを中心に回転不能に支持されている。ナット部材６３２の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の面は、ピストン筒部３１における小径部３１ｂの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の面に固定されている。

また、ナット部材６３２の外周部には、フランジ部６３２ａが設けられている。当該フランジ部６３２ａの外周部は、ピストン筒部３１における大径部３１ｄの内周部に当接している。

また、ナット部材６３２の内周部には、回転軸６３１の雄ねじ加工に対応する雌ねじ加工が施されている。そして、ナット部材６３２は、ナット部材６３２の雌ねじと回転軸６３１の雄ねじとが嵌め合わされて連結されており、回転軸６３１が回転することでブレーキ軸方向ＤＲｂの一方側および他方側に直進可能に構成されている。

具体的に、ナット部材６３２は、回転軸６３１が回転軸心ＳＣを中心とした周方向の一方側に回転すると第１ブレーキ方向ＤＲｂ１に直進し、回転軸６３１が当該周方向の他方側に回転すると第２ブレーキ方向ＤＲｂ２に直進可能に構成されている。以下では、ナット部材６３２を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１に直進させるための回転軸６３１の回転方向を正転方向といい、ナット部材６３２を第２ブレーキ方向ＤＲｂ２に直進させるための回転軸６３１の回転方向を逆転方向という。

このように構成されるナット部材６３２は、回転軸６３１が正転方向に回転する際に、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に直進してピストン３０を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に移動させる。ピストン３０のブレーキ軸方向ＤＲｂの移動量は、回転軸６３１の回転数、すなわち、電動モータ６１の回転数によって変化する。換言すれば、ピストン３０が第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に直進する際のピストン３０の位置は、電動モータ６１の回転数によって決定される。

また、ピストン３０が第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に移動して第２ブレーキパッド５０に当接すると、ピストン３０は、第２ブレーキパッド５０を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１に押圧する。これにより、第２ブレーキパッド５０の第２摩擦材５１は、第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに押し当てられる。

そして、第２ブレーキパッド５０の第２摩擦材５１がブレーキロータＲに押し当てられた際の反作用として、回転軸６３１が第１ハウジング２１を第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に移動させる。これにより、第１ブレーキパッド４０に取り付けられた第１摩擦材４１の第１摩擦面４１１が爪部２１２によってブレーキロータＲに押し当てられる。

このように、運動変換機構６３は、電動モータ６１が出力する回転力をピストン３０が直進する直進力に変換する。そして、運動変換機構６３は、第２摩擦材５１をブレーキ軸方向ＤＲｂに向けてブレーキロータＲに押圧するための駆動力を出力する。その結果、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１は、ブレーキロータＲに制動力を発生させる。

このとき、回転軸６３１には、ピストン３０およびナット部材６３２を介して第２ブレーキパッド５０がブレーキロータＲを押圧する力に対する反力が付与される。さらに、回転軸６３１には、第１ハウジング２１を介して、第１ブレーキパッド４０がブレーキロータＲを押圧する力に対する反力も付与される。これらの反力は、ピストン３０が直進する方向の反対方向、すなわち第２ブレーキ方向ＤＲｂ２に向けて回転軸６３１に付与される。そして、回転軸６３１に付与される第２ブレーキパッド５０がブレーキロータＲを押圧する力に対する反力および第１ブレーキパッド４０がブレーキロータＲを押圧する力に対する反力はスラスト軸受６３３に伝達される。以下、第１ブレーキパッド４０および第２ブレーキパッド５０がブレーキロータＲを押圧する力をブレーキ荷重、ブレーキ荷重に対する反力をブレーキ反力とも呼ぶ。

荷重センサ７０は、ブレーキ反力を検出するセンサである。荷重センサ７０には、ブレーキ反力が回転軸６３１からスラスト軸受６３３を介して伝達される。荷重センサ７０は、荷重センサ７０に付与されるブレーキ反力に関する検出信号を制御装置８０に出力する。荷重センサ７０の詳細については後述する。

制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部を含んで構成されるマイクロコンピュータ、およびその周辺回路から構成されている。制御装置８０は、入力側に不図示のストロークセンサおよび荷重センサ７０が接続されており、出力側に電動モータ６１が接続されている。ストロークセンサは、運転者によってブレーキペダルＰが操作された際のペダル開度量を検出するものである。

制御装置８０は、ストロークセンサから送信される検出信号に基づいて、運転者によってブレーキペダルＰが操作された際のペダル開度量を検出し、当該ペダル開度量に基づいて電動モータ６１の回転数を制御するものである。また、制御装置８０は、ブレーキ反力に関する検出信号を荷重センサ７０から受信し、当該検出信号に基づいて電動モータ６１のフィードバック制御を行う。

さらに、制御装置８０は、荷重センサ７０からの検出信号に基づいて、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１の摩耗量と、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の状態とを検出可能に構成されている。制御装置８０の作動の詳細については後述する。なお、制御装置８０のＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。

続いて、荷重センサ７０について図１～図５を参照して説明する。荷重センサ７０は、スラスト軸受６３３を介して伝達される反力によって変形する筐体７１および筐体７１が変形する際の歪み量を検出し、歪み量に基づいて荷重センサ７０に付与される荷重を求める荷重算出部７２を有する。

筐体７１は、図２および図３に示すように、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って延びる中心軸ＣＬを有する円環形状であって、中心軸ＣＬに沿って形成される貫通穴７３を有している。筐体７１は、自身の中心軸ＣＬが回転軸６３１の回転軸心ＳＣおよびピストン３０の中心軸に対して同軸上となる位置に配置されており、貫通穴７３に回転軸６３１が挿通されている。

また、筐体７１は、図４の断面図に示すように、内部に空間Ｓを有する中空形状であって、当該空間Ｓを囲む外壁部７１１を有する。具体的に、外壁部７１１は、中心軸ＣＬに対向する内周部７１２と、内周部７１２より中心軸ＣＬの径方向外側において、空間Ｓを囲む外周部７１３と、を有する。また、外壁部７１１は、内周部７１２および外周部７１３の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に連なり、スラスト軸受６３３に対向する荷重受部７１４を有する。さらに、外壁部７１１は、内周部７１２および外周部７１３の第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に連なり、シリンダ底部２２１ｂに対向するセンサ底部７１５を有する。

すなわち、空間Ｓは、内周部７１２と、外周部７１３と、荷重受部７１４と、センサ底部７１５とによって囲まれている。内周部７１２、外周部７１３、荷重受部７１４およびセンサ底部７１５は、一体成型で形成されている。

そして、荷重受部７１４は、中心軸ＣＬの径方向に沿って平面状に延び、スラスト軸受６３３に当接する荷重面７１４ａを有する。荷重面７１４ａは、中心軸ＣＬに直交する平面で形成される。荷重面７１４ａは、スラスト軸受６３３から伝達される荷重、すなわちブレーキ反力を受ける面である。

以下、図３および図４に示すように、荷重センサ７０の中心軸ＣＬが延びる方向を荷重軸方向ＤＲｚ、荷重センサ７０の中心軸ＣＬの径方向を荷重径方向ＤＲｘ、荷重軸方向ＤＲｚおよび荷重径方向ＤＲｘに直交する方向を荷重直交方向ＤＲｙとも呼ぶ。

荷重軸方向ＤＲｚは、ブレーキ軸方向ＤＲｂに一致する方向であって、荷重面７１４ａに交差する方向である。具体的に、荷重軸方向ＤＲｚは、荷重面７１４ａに略直交している。換言すれば、荷重センサ７０は、荷重軸方向ＤＲｚがブレーキ軸方向ＤＲｂに沿うように配置されている。また、荷重径方向ＤＲｘは、回転軸心ＳＣの径方向に一致する方向である。

なお、荷重軸方向ＤＲｚが荷重面７１４ａに略直交しているとは、厳密な意味で荷重軸方向ＤＲｚが荷重面７１４ａに直交している状態を意味するものではなく、製造誤差等によって僅かにずれている状態も含まれる。荷重径方向ＤＲｘが第１方向に対応し、荷重直交方向ＤＲｙが第２方向に対応し、荷重軸方向ＤＲｚが第３方向に対応する。

内周部７１２および外周部７１３は、円環状である。内周部７１２の内径は、外周部７１３の内径より小さく形成されている。内周部７１２の荷重径方向ＤＲｘの外側の面は、外周部７１３の荷重径方向ＤＲｘの内側の面に囲まれている。また、内周部７１２および外周部７１３は、互いの荷重径方向ＤＲｘの大きさが同じ大きさで形成されている。すなわち、外周部７１３および内周部７１２は、互いの厚みが同じ大きさである。

荷重受部７１４およびセンサ底部７１５は、円環平板形状であって、荷重径方向ＤＲｘに沿って平面状に延びている。また、荷重受部７１４およびセンサ底部７１５は、外径が外周部７１３の外径に等しく形成されており、荷重軸方向ＤＲｚにおいて互いに対向している。すなわち、荷重受部７１４およびセンサ底部７１５は、荷重軸方向ＤＲｚにおいて互いに重なっている。

また、センサ底部７１５は、空間Ｓ側に向かって窪んで形成されるダイヤフラム部７１５ａを有するとともに、当該ダイヤフラム部７１５ａの周囲に支持部７１５ｂを有する。

ダイヤフラム部７１５ａは、後述するホイートストンブリッジ回路７２１が設けられる部位であって、センサ底部７１５の荷重径方向ＤＲｘにおける略中心において、中心軸ＣＬの周方向に沿ってセンサ底部７１５の全域に形成されている。また、ダイヤフラム部７１５ａは、荷重軸方向ＤＲｚにおける大きさが支持部７１５ｂの荷重軸方向ＤＲｚにおける大きさに比較して小さく形成されている。具体的に、ダイヤフラム部７１５ａの荷重軸方向ＤＲｚにおける大きさは、支持部７１５ｂの荷重軸方向ＤＲｚにおける大きさの１／２以下の大きさで形成されている。なお、支持部７１５ｂは、荷重軸方向ＤＲｚの大きさが荷重受部７１４の荷重軸方向ＤＲｚの大きさと略同じ大きさで形成されている。

ダイヤフラム部７１５ａは、荷重軸方向ＤＲｚに膜厚方向を有する薄膜円環形状であって、空間Ｓを囲む側に実装面７１５ｃを有する。実装面７１５ｃは、荷重軸方向ＤＲｚに交差する平面で形成される。すなわち、実装面７１５ｃは、荷重軸方向ＤＲｚに略直交するとともに、荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙに延びる平面で形成される。

なお、荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙに延びる実装面７１５ｃとは、実装面７１５ｃが荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙに厳密に平行している状態を意味するものではない。荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙに延びる実装面７１５ｃは、製造誤差等によって荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙから僅かにずれていてもよい。

このように、ダイヤフラム部７１５ａは、荷重受部７１４および支持部７１５ｂに比較して荷重軸方向ＤＲｚの大きさが小さく形成されている。このため、ダイヤフラム部７１５ａは、荷重面７１４ａがブレーキ反力を受けることによって筐体７１が変形する際に、荷重受部７１４および支持部７１５ｂに比較して変形し易い。換言すれば、ダイヤフラム部７１５ａは、荷重受部７１４および支持部７１５ｂに比較して剛性が小さくなっている。

さらに、本実施形態のダイヤフラム部７１５ａは、荷重面７１４ａに対して荷重軸方向ＤＲｚに重なるセンサ底部７１５において、中心軸ＣＬの周方向に沿ってセンサ底部７１５の全域に形成されている。このため、荷重面７１４ａが受けるブレーキ反力に荷重面７１４ａに対して偏りがある場合であっても、ダイヤフラム部７１５ａは、偏りに応じて変形し易い。ダイヤフラム部７１５ａは、低剛性部に対応する。

また、筐体７１の空間Ｓには、荷重算出部７２が設けられている。荷重算出部７２は、図５に示すように、３つのホイートストンブリッジ回路７２１および荷重演算部７２２を有する。３つのホイートストンブリッジ回路７２１は、荷重演算部７２２に対して並列接続されている。３つのホイートストンブリッジ回路７２１は、互いに同じ構成であるため、以下では、３つのホイートストンブリッジ回路７２１のうち１つのホイートストンブリッジ回路７２１についてのみ説明する。

ホイートストンブリッジ回路７２１は、荷重径方向ＤＲｘに沿った歪みを検出する第１歪センサ７２１ａと、荷重直交方向ＤＲｙに沿った歪みを検出する第２歪センサ７２１ｂと、を有する。さらに、ホイートストンブリッジ回路７２１は、電気抵抗値が固定された第１抵抗部７２１ｃおよび第２抵抗部７２１ｄを有する。また、ホイートストンブリッジ回路７２１は、不図示の電源が接続される電源供給部ＶＣＣおよびグランド部ＧＮＤを含んで構成されている。

ホイートストンブリッジ回路７２１は、電源供給部ＶＣＣとグランド部ＧＮＤとの間に、第１歪センサ７２１ａおよび第１抵抗部７２１ｃを有する直列回路と、第２歪センサ７２１ｂおよび第２抵抗部７２１ｄを有する直列回路とで構成されている。ホイートストンブリッジ回路７２１には、例えば電源供給部ＶＣＣに５Ｖの電圧が印加される。

ホイートストンブリッジ回路７２１は、不図示の基板上に配置された状態で、図３および図４に示すように、実装面７１５ｃに中心軸ＣＬの周方向に沿って等間隔で固定されている。具体的に、ホイートストンブリッジ回路７２１が配置された不図示の基板が中心軸ＣＬの周方向に沿って１２０°間隔で実装面７１５ｃに、例えば、接着剤等の接合部材を用いて固定されている。ホイートストンブリッジ回路７２１は、歪み検出部に対応する。

第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂは、検出方向における歪み量の変化を電気抵抗値の変化として検出する素子で構成されている。本実施形態の第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂは、例えば、半導体歪みゲージで構成されている。なお、第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂは、特定の種類の歪みゲージに限定されず、箔歪みゲージや線歪みゲージなど、半導体ひずみゲージとは異なる歪みゲージで構成されてもよい。

第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂは、荷重面７１４ａにブレーキ反力が付与されることによりダイヤフラム部７１５ａが変形する際に、ダイヤフラム部７１５ａと一体となって変形する際の歪み量に応じて自身の電気抵抗値が変化する。

具体的に、第１歪センサ７２１ａは、ブレーキ反力によってダイヤフラム部７１５ａが荷重径方向ＤＲｘを含む方向に変形する際の実装面７１５ｃにおける荷重径方向ＤＲｘの歪み量に応じて自身の電気抵抗値が変化する。すなわち、第１歪センサ７２１ａの電気抵抗値の変化量は、実装面７１５ｃにおける荷重径方向ＤＲｘの歪み量が反映される。

これに対して、第２歪センサ７２１ｂは、ブレーキ反力によってダイヤフラム部７１５ａが荷重直交方向ＤＲｙを含む方向に変形する際の実装面７１５ｃにおける荷重直交方向ＤＲｙの歪み量に応じて自身の電気抵抗値が変化する。すなわち、第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値の変化量は、実装面７１５ｃにおける荷重直交方向ＤＲｙの歪み量が反映される。

荷重演算部７２２は、ダイヤフラム部７１５ａに生じる歪み量に応じて変化する第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値の相対変化を検出することで、荷重面７１４ａに付与される荷重を算出するものである。荷重演算部７２２は、不図示の信号増幅器および不図示の演算部を有する。信号増幅器および演算部は、ホイートストンブリッジ回路７２１が配置される基板とは異なる不図示の基板上に設けられて、支持部７１５ｂの空間Ｓ側の面に固定されている。

信号増幅器は、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの第１歪センサ７２１ａおよび第１抵抗部７２１ｃの間の第１中間部７２１ｅと、第２歪センサ７２１ｂおよび第２抵抗部７２１ｄの間の第２中間部７２１ｆに接続されている。そして、信号増幅器は、第１中間部７２１ｅと第２中間部７２１ｆ間の電圧値を増幅して、増幅した検出信号を演算部に出力する。

演算部は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む記憶部とを有し、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み込んで実行するものである。演算部は、信号増幅器から送信される検出信号に基づいて荷重面７１４ａに付与されるブレーキ反力を求める。具体的に、演算部は、荷重軸方向ＤＲｚ、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙそれぞれに沿う方向成分の荷重を検出する。荷重センサ７０が荷重軸方向ＤＲｚ、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙそれぞれに沿う方向の荷重を検出する方法の詳細については後述する。演算部は、算出するブレーキ反力の情報を制御装置８０に出力する。

続いて、図６～図３１を参照して、本実施形態の制御装置８０によって制御される電動ブレーキシステム１の作動について説明する。図６に示すように、運転者によってブレーキペダルＰが踏込操作されると、制御装置８０には、ストロークセンサが検出するペダル開度量の情報が入力される。

制御装置８０は、ストロークセンサからペダル開度量の情報が入力されると、キペダル開度量および予め定められた制御マップに基づいて、第１ブレーキパッド４０および第２ブレーキパッド５０がブレーキロータＲを押圧する際の目標ブレーキ荷重Ｆｉを算出する。そして、制御装置８０は、算出した目標ブレーキ荷重Ｆｉに基づいて電動モータ６１の目標回転数Ｗｉを決定し、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉだけ回転させるための制御信号を電動モータ６１に送信する。

電動モータ６１は、制御装置８０から送信される制御信号に基づいて回転軸６３１を正転方向に回転させて、ピストン３０を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に直進させるとともに、第１ハウジング２１を第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に移動させる。第１ブレーキ方向ＤＲｂ１に移動するピストン３０は、第２ブレーキパッド５０を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１に押圧することで第２摩擦材５１をブレーキロータＲに押し当てる。また、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に移動する第１ハウジング２１は、第１ブレーキパッド４０を第２ブレーキ方向ＤＲｂ２に押圧することで第１摩擦材４１をブレーキロータＲに押し当てる。

第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに当接すると、ブレーキロータＲにはブレーキ荷重が発生する。第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに当接することによって発生するブレーキ荷重は、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに当接後、さらに電動モータ６１が回転する際の回転数が大きくなるにしたがい大きくなる。

また、ブレーキロータＲにブレーキ荷重が発生すると、回転軸６３１には、ブレーキ反力が発生する。ブレーキ反力は、ブレーキ荷重の変化に応じて変化する。このため、ブレーキ反力は、電動モータ６１の回転数が大きくなるにしたがい大きくなる。

荷重センサ７０は、ブレーキロータＲにブレーキ荷重が発生することによって回転軸６３１に発生するブレーキ反力を検出する。荷重センサ７０は、スラスト軸受６３３を介して伝達されるブレーキ反力を荷重面７１４ａに受けることによって筐体７１が変形すると、筐体７１の歪み量に基づいてブレーキ反力を検出する。

ところで、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲを押圧することによって回転軸６３１に発生するブレーキ反力は、ブレーキ軸方向ＤＲｂ以外の方向成分の荷重を有する場合がある。

例えば、第１摩擦面４１１がブレーキ軸方向ＤＲｂに対して傾くように偏摩耗した第１摩擦材４１がブレーキロータＲに押し当てられる場合について説明する。この場合、第１摩擦材４１がブレーキロータＲを押圧する荷重が第１摩擦面４１１の傾きに応じてブレーキ軸方向ＤＲｂに対して傾く。これにより、第１摩擦材４１がブレーキロータＲを押圧することによって回転軸６３１に発生するブレーキ反力は、ブレーキ軸方向ＤＲｂ以外の方向成分の荷重を有することとなる。

また、例えば、第２摩擦面５１１がブレーキ軸方向ＤＲｂに対して傾くように偏摩耗した第２摩擦材５１がブレーキロータＲに押し当てられる場合について説明する。この場合、第２摩擦材５１がブレーキロータＲを押圧する荷重が第２摩擦面５１１の傾きに応じてブレーキ軸方向ＤＲｂに対して傾く。これにより、第２摩擦材５１がブレーキロータＲを押圧することによって回転軸６３１に発生するブレーキ反力は、ブレーキ軸方向ＤＲｂ以外の方向成分の荷重を有することとなる。

このように回転軸６３１に発生するブレーキ反力がブレーキ軸方向ＤＲｂ以外の方向成分の荷重を有する場合、荷重センサ７０の荷重面７１４ａに付与される荷重には、荷重軸方向ＤＲｚ成分以外の方向成分の荷重が含まれることとなる。すなわち、荷重面７１４ａには、荷重軸方向ＤＲｚの荷重に加えて荷重径方向ＤＲｘ成分の荷重および荷重直交方向ＤＲｙ成分の荷重のうちの一方の荷重または両方の荷重が付与される。

本実施形態の荷重センサ７０は、荷重面７１４ａに荷重軸方向ＤＲｚ以外の方向の荷重が付与される場合において、荷重軸方向ＤＲｚ、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙそれぞれに沿う方向成分の荷重を個別に検出することができる。換言すれば、荷重センサ７０は、図７に示すように、荷重軸方向ＤＲｚに対して傾く偏荷重Ｆが荷重面７１４ａに付与される場合であっても、荷重軸方向ＤＲｚ、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙそれぞれに沿う方向の荷重を個別に検出することができる。

荷重面７１４ａに荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙを含む方向の偏荷重Ｆが付与される際の、荷重センサ７０が荷重軸方向ＤＲｚ、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙそれぞれに沿う方向の荷重を検出する際の具体的な作動について説明する。

荷重センサ７０は、荷重面７１４ａに偏荷重Ｆが付与されてダイヤフラム部７１５ａが変形すると、実装面７１５ｃの荷重径方向ＤＲｘにおける歪み量に応じて３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの第１歪センサ７２１ａの電気抵抗値が変化する。また、荷重センサ７０は、ダイヤフラム部７１５ａが変形すると、実装面７１５ｃの荷重直交方向ＤＲｙにおける歪み量に応じて３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値が変化する。

第１歪センサ７２１ａの電気抵抗値の変化は、実装面７１５ｃの荷重径方向ＤＲｘの歪み量が大きいほど大きい。すなわち、第１歪センサ７２１ａの電気抵抗値の変化は、荷重センサ７０に付与されるブレーキ反力のうち、荷重径方向ＤＲｘにおける荷重が大きいほど大きい。また、荷重センサ７０に付与されるブレーキ反力が一定であっても、偏荷重Ｆの荷重軸方向ＤＲｚに対する荷重径方向ＤＲｘへの傾きが大きいほどブレーキ反力における荷重径方向ＤＲｘの荷重が大きくなる。

また、第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値の変化は、実装面７１５ｃの荷重直交方向ＤＲｙの歪み量が大きいほど大きい。すなわち、第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値の変化は、荷重センサ７０に付与されるブレーキ反力のうち、荷重直交方向ＤＲｙにおける荷重が大きいほど大きい。また、荷重センサ７０に付与されるブレーキ反力が一定であっても、偏荷重Ｆの荷重軸方向ＤＲｚに対する荷重直交方向ＤＲｙへの傾きが大きいほどブレーキ反力における荷重直交方向ＤＲｙの荷重が大きくなる。

そして、第１歪センサ７２１ａの電気抵抗値および第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値が変化すると、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれに流れる電流値が変化する。これにより、第１歪センサ７２１ａおよび第１抵抗部７２１ｃを有する直列回路と、第２歪センサ７２１ｂおよび第２抵抗部７２１ｄを有する直列回路それぞれの電圧値が変化するとともに、第１中間部７２１ｅと第２中間部７２１ｆとの間の電圧値が変化する。荷重演算部７２２は、第１中間部７２１ｅの電圧値および第２中間部７２１ｆの電圧値を検出する。

荷重演算部７２２における信号増幅器は、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの第１中間部７２１ｅの電圧値および第２中間部７２１ｆの電圧値を増幅して、増幅した検出信号を演算部に出力する。荷重演算部７２２の演算部は、信号増幅器から送信される検出信号に基づいて、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれが設けられる部位の実装面７１５ｃの歪み量を算出する。

具体的に、演算部は、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの第１中間部７２１ｅの電圧値に基づいて、第１歪センサ７２１ａが歪むことによって変化する第１中間部７２１ｅの電圧値の変化量を算出する。また、演算部は、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの第２中間部７２１ｆの電圧値に基づいて、第２歪センサ７２１ｂが歪むことによって変化する第２中間部７２１ｆの電圧値の変化量を算出する。さらに、演算部は、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの第１中間部７２１ｅおよび第２中間部７２１ｆの電位差を算出する。

そして、演算部は、算出した第１中間部７２１ｅの電圧値の変化量、第２中間部７２１ｆの電圧値の変化量、第１中間部７２１ｅおよび第２中間部７２１ｆの電位差に基づいて、３つのホイートストンブリッジ回路７２１が設けられる３つの部位の歪み量を算出する。

さらに具体的に、演算部は、上記算出結果に基づいて、３つの第１歪センサ７２１ａが設けられる部位毎の荷重径方向ＤＲｘの歪み量および３つの第２歪センサ７２１ｂが設けられる３つの部位毎の荷重直交方向ＤＲｙの歪み量を算出する。そして、演算部は、算出したホイートストンブリッジ回路７２１が設けられる部位毎の荷重径方向ＤＲｘの歪み量および荷重直交方向ＤＲｙの歪み量と、予め定められる筐体７１のポアソン比とに基づいて当該３つの部位毎の荷重軸方向ＤＲｚの歪み量を算出する。

これにより、３つのホイートストンブリッジ回路７２１が設けられるそれぞれの部位毎の荷重軸方向ＤＲｚの歪み量が算出される。以下、荷重径方向ＤＲｘにおける歪み量を第１歪み量、荷重直交方向ＤＲｙにおける歪み量を第２歪み量、荷重軸方向ＤＲｚにおける歪み量を第３歪み量とも呼ぶ。

演算部は、算出した３つの第１歪み量、３つの第２歪み量、３つの第３歪み量に基づいて荷重面７１４ａ全体に付与されるブレーキ反力の荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙ、荷重軸方向ＤＲｚそれぞれに沿う方向の荷重推定値を個別に算出する。そして、演算部は、算出した荷重面７１４ａに付与される荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙ、荷重軸方向ＤＲｚそれぞれに沿う方向の荷重推定値の情報を制御装置８０に出力する。

以下、荷重センサ７０が算出する荷重径方向ＤＲｘに沿う方向の荷重推定値を径方向荷重Ｆｘ、荷重直交方向ＤＲｙに沿う方向の荷重推定値を直交方向荷重Ｆｙ、荷重軸方向ＤＲｚに沿う方向の荷重推定値を軸方向荷重Ｆｚとも呼ぶ。径方向荷重Ｆｘのうち、中心軸ＣＬから荷重径方向ＤＲｘの外側に向かう方向の荷重を正の値、荷重径方向ＤＲｘの外側から中心軸ＣＬに向かう方向の荷重を負の値として説明する。また、直交方向荷重Ｆｙのうち、荷重直交方向ＤＲｙの一方側に向かう方向の荷重を正の値、他方側に向かう方向の荷重を負の値として説明する。そして、軸方向荷重Ｆｚのうち、荷重面７１４ａに荷重が付与される方向の反対方向の荷重を正の値、荷重面７１４ａに荷重が付与される方向の荷重を負の値として説明する。なお、径方向荷重Ｆｘが第１荷重に対応し、直交方向荷重Ｆｙが第２荷重に対応し、軸方向荷重Ｆｚが面直交荷重に対応する。

本実施形態の荷重センサ７０の検出精度の検証のため、発明者は、荷重センサ７０に様々なパターンの大きさの偏荷重Ｆを付与するとともに、偏荷重Ｆの荷重方向を変化させて、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚを検出する実験を行った。実験では、荷重面７１４ａに付与する偏荷重Ｆの大きさを様々な大きさに設定するとともに、荷重面７１４ａに付与する偏荷重Ｆの角度を荷重軸方向ＤＲｚに対して様々な角度に設定し、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれを検出した。

図８～図１０では、荷重センサ７０に付与する偏荷重Ｆの様々な設定値に対する荷重センサ７０の径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれの算出結果を示す。具体的に、実験では、荷重径方向ＤＲｘの荷重の設定値を－０．７ｋＮ～＋０．６ｋＮ、荷重直交方向ＤＲｙの設定値を－０．７ｋＮ～＋０．８ｋＮ、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の設定値を－２５ｋＮ～－１ｋＮでそれぞれの範囲内で変化させた。

図８において、縦軸が荷重面７１４ａに付与した荷重径方向ＤＲｘの荷重の設定値を示し、横軸が荷重センサ７０が算出した径方向荷重Ｆｘを示す。また、図９において、縦軸が荷重面７１４ａに付与した荷重直交方向ＤＲｙの荷重の設定値を示し、横軸が荷重センサ７０が算出した直交方向荷重Ｆｙを示す。そして、図１０において、縦軸が荷重面７１４ａに付与した荷重軸方向ＤＲｚの荷重の設定値を示し、横軸が荷重センサ７０が算出した軸方向荷重Ｆｚを示す。

図８に示すように、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘは、荷重径方向ＤＲｘの荷重の設定値を－０．７～＋０．６ｋＮの範囲内で変化させた場合に、荷重面７１４ａに付与した荷重径方向ＤＲｘの荷重それぞれの設定値にほぼ一致した。

また、荷重径方向ＤＲｘの荷重の設定値に対する径方向荷重Ｆｘの誤差の標準偏差を径方向標準偏差σｘ、当該径方向標準偏差σｘを三倍した値を径方向偏差３σｘとしたとき、径方向偏差３σｘは０．０１ｋＮであった。そして、当該径方向偏差３σｘの値は、荷重径方向ＤＲｘの荷重の最大設定値の１．４％であって、一般的なセンサの検出誤差に比較して充分小さい値であった。

また、図９に示すように、荷重センサ７０が算出する直交方向荷重Ｆｙは、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の設定値を－０．７～＋０．８ｋＮの範囲内で変化させた場合に、荷重面７１４ａに付与した荷重直交方向ＤＲｙの荷重それぞれの設定値にほぼ一致した。

また、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の設定値に対する直交方向荷重Ｆｙの誤差の標準偏差を直交標準偏差σｙとし、当該直交標準偏差σｙを三倍した値を直交方向偏差３σｙとしたとき、直交方向偏差３σｙは、０．０１４ｋＮであった。そして、当該直交方向偏差３σｙの値は、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の最大設定値の１．９％であって、一般的なセンサの検出誤差に比較して充分小さい値であった。

また、図１０に示すように、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の設定値を－２５～－１ｋＮの範囲内で変化させた場合に、荷重面７１４ａに付与した荷重軸方向ＤＲｚの荷重それぞれの設定値にほぼ一致した。

また、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の設定値に対する軸方向荷重Ｆｚの誤差の標準偏差を軸標準偏差σｚとし、当該軸標準偏差σｚを三倍した値を軸方向偏差３σｚとしたとき、軸方向偏差３σｚは、０．０３ｋＮであった。そして、当該軸方向偏差３σｚの値は、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の最大設定値の０．１４％であって、一般的なセンサの検出誤差に比較して充分小さい値であった。

これらの実験結果に示すように、荷重面７１４ａに付与する偏荷重Ｆの大きさを様々に変化させた場合において、設定値に対する荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれの誤差は、比較的小さい。

ここで、本実施形態の荷重センサ７０に対する比較例となる図１１に示す比較用荷重センサ９０を用いて、図８～図１０を得るための実験と同様の実験を行った結果を図１２～図１４に示す。比較用荷重センサ９０は、本実施形態の荷重センサ７０と比較してホイートストンブリッジ回路７２１の構成が異なる。ただし、比較用荷重センサ９０は、荷重センサ７０と同様に、中心軸ＣＬの周方向に沿って１２０°間隔に比較用ホイートストンブリッジ回路９１を有する。

比較用ホイートストンブリッジ回路９１は、荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙのいずれか一方に沿った歪みを検出する歪みセンサと、電気抵抗値が固定された３つの抵抗部とを含んで構成されている。すなわち、比較用ホイートストンブリッジ回路９１は、歪みセンサの数が本実施形態の荷重センサ７０のホイートストンブリッジ回路７２１に比較して少なくなっている。図１２～図１４に示す実験では、例えば、比較用ホイートストンブリッジ回路９１が第１歪センサ７２１ａを有するが、第２歪センサ７２１ｂを有さない構成とした。それ以外の構成は、本実施形態の荷重センサ７０と同じ構成である。

この場合、図１２および図１３に示すように、比較用荷重センサ９０が算出する径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙは、本実施形態の荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙに比較して設定値に対する算出値の誤差が大きい。

また、比較用荷重センサ９０が算出する径方向荷重Ｆｘの径方向偏差３σｘの値は、０．２０ｋＮであって、荷重径方向ＤＲｘの荷重の最大設定値の２９％であった。また、比較用荷重センサ９０が検出する直交方向荷重Ｆｙの直交方向偏差３σｙの値は、０．２３ｋＮであって、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の最大設定値の３３％であった。そして、比較用荷重センサ９０が算出する軸方向荷重Ｆｚの軸方向偏差３σｚの値は、０．０６ｋＮであって、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の最大設定値の約０．３％であった。

このように、比較用荷重センサ９０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚの誤差のバラツキは、本実施形態の荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚの誤差のバラツキに比較して大きい。また、比較用荷重センサ９０が算出する径方向荷重Ｆｘの径方向偏差３σｘの値および直交方向荷重Ｆｙの直交方向偏差３σｙの値は、一般的なセンサの検出誤差の偏差を示す３σの値に比較して比較的大きな値であった。

比較用荷重センサ９０の実験結果から分かるように、本実施形態の荷重センサ７０は、ホイートストンブリッジ回路７２１において第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂを設けることによって検出精度を向上させることができる。

続いて、図１５～図２０において、荷重面７１４ａに付与する偏荷重Ｆの大きさおよび方向を互いに異なる６つのパターンに変化させた場合における荷重センサ７０の径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれの算出結果を示す。

具体的に、図１５～図２０に示す実験では、荷重面７１４ａに付与する偏荷重Ｆの方向を荷重軸方向ＤＲｚに対して荷重径方向ＤＲｘへ第１角度θだけ傾けるとともに、荷重直交方向ＤＲｙへ第２角度φだけ傾けた。そして、図１５～図２０に示す６つの算出結果を得るそれぞれの実験では、第１角度θおよび第２角度φそれぞれを互いに異なる角度に設定した。また、図１５～図２０に示す６つの算出結果を得るそれぞれの実験では、荷重面７１４ａに付与する偏荷重Ｆにおいて、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙ、荷重軸方向ＤＲｚそれぞれの荷重を互いに異なる大きさに設定した。

図１５～図２０において、６つのパターンそれぞれの付与した偏荷重Ｆにおける荷重径方向ＤＲｘの荷重および荷重直交方向ＤＲｙの荷重から成る荷重ベクトルを実線で示す。さらに、図１５～図２０において、偏荷重Ｆにおける荷重直交方向ＤＲｙの荷重および荷重軸方向ＤＲｚの荷重から成る荷重ベクトルと、荷重径方向ＤＲｘの荷重および荷重軸方向ＤＲｚの荷重から成る荷重ベクトルを実線で示す。また、６つのパターンそれぞれの径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙから成る荷重ベクトルと、直交方向荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルと、径方向荷重Ｆｘおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルを破線で示す。

図１５に示す実験では、荷重径方向ＤＲｘの荷重の大きさを－０．２ｋＮ、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の大きさを０．３ｋＮ、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の大きさを－１３ｋＮに設定した。

これらの設定値に対して、荷重センサ７０の算出結果は、径方向荷重Ｆｘの誤差が－０．０８％、直交方向荷重Ｆｙの誤差が０．５％、軸方向荷重Ｆｚの誤差が－０．０１％であった。そして、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙから成る荷重ベクトルと、直交方向荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルと、径方向荷重Ｆｘおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルそれぞれは、設定値にほぼ一致した。また、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれを合成した合成荷重の誤差が０．００１ｋＮだった。

そして、図１５に示す実験では、第１角度θの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は－０．２３°、第２角度φの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．０１°であった。

図１６に示す実験では、荷重径方向ＤＲｘの荷重の大きさを０．１ｋＮ、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の大きさを０．３ｋＮ、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の大きさを－１１ｋＮに設定した。

これらの設定値に対して、荷重センサ７０の算出結果は、径方向荷重Ｆｘの誤差が０．２４％、直交方向荷重Ｆｙの誤差が－０．２１％、軸方向荷重Ｆｚの誤差が０．０７％であった。そして、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙから成る荷重ベクトルと、直交方向荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルと、径方向荷重Ｆｘおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルそれぞれは、設定値にほぼ一致した。また、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれを合成した合成荷重の誤差が０．０１４ｋＮだった。

そして、図１６に示す実験では、第１角度θの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は－０．３３°、第２角度φの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．０°であった。

図１７に示す実験では、荷重径方向ＤＲｘの荷重の大きさを－０．５ｋＮ、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の大きさを０．４５ｋＮ、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の大きさを－２３ｋＮに設定した。

これらの設定値に対して、荷重センサ７０の算出結果は、径方向荷重Ｆｘの誤差が０．０９％、直交方向荷重Ｆｙの誤差が０．３２％、軸方向荷重Ｆｚの誤差が０．０２％であった。そして、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙから成る荷重ベクトルと、直交方向荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルと、径方向荷重Ｆｘおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルそれぞれは、設定値にほぼ一致した。また、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれを合成した合成荷重の誤差が０．００３ｋＮだった。

そして、図１７に示す実験では、第１角度θの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は－０．１８°、第２角度φの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．０°であった。

図１８に示す実験では、荷重径方向ＤＲｘの荷重の大きさを０．１ｋＮ、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の大きさを－０．２ｋＮ、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の大きさを－２０ｋＮに設定した。

これらの設定値に対して、荷重センサ７０の算出結果は、径方向荷重Ｆｘの誤差が０．５２％、直交方向荷重Ｆｙの誤差が０．５％、軸方向荷重Ｆｚの誤差が０．０２％であった。そして、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙから成る荷重ベクトルと、直交方向荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルと、径方向荷重Ｆｘおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルそれぞれは、設定値にほぼ一致した。また、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれを合成した合成荷重の誤差が０．００５ｋＮだった。

そして、図１８に示す実験では、第１角度θの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は１．３１°、第２角度φの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．０°であった。

図１９に示す実験では、荷重径方向ＤＲｘの荷重の大きさを０．３ｋＮ、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の大きさを０．２５ｋＮ、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の大きさを－２１ｋＮに設定した。

これらの設定値に対して、荷重センサ７０の算出結果は、径方向荷重Ｆｘの誤差が－０．１１％、直交方向荷重Ｆｙの誤差が０．８８％、軸方向荷重Ｆｚの誤差が０．０８％であった。そして、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙから成る荷重ベクトルと、直交方向荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルと、径方向荷重Ｆｘおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルそれぞれは、設定値にほぼ一致した。また、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれを合成した合成荷重の誤差が０．０１７ｋＮだった。

そして、図１９に示す実験では、第１角度θの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．７８°、第２角度φの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．０１°であった。

図２０に示す実験では、荷重径方向ＤＲｘの荷重の大きさを－０．５ｋＮ、荷重直交方向ＤＲｙの荷重の大きさを０．０ｋＮ、荷重軸方向ＤＲｚの荷重の大きさを－１５ｋＮに設定した。

これらの設定値に対して、荷重センサ７０の算出結果は、径方向荷重Ｆｘの誤差が－０．０５％、直交方向荷重Ｆｙの誤差が－０．０６％、軸方向荷重Ｆｚの誤差が０．０８％であった。そして、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙから成る荷重ベクトルと、直交方向荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルと、径方向荷重Ｆｘおよび軸方向荷重Ｆｚから成る荷重ベクトルそれぞれは、設定値にほぼ一致した。また、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれを合成した合成荷重の誤差が０．０１６ｋＮだった。

そして、図２０に示す実験では、第１角度θの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．０５°、第２角度φの設定値に対して荷重センサ７０が算出する角度の誤差は０．０°であった。

これらの実験結果に示すように、偏荷重Ｆの大きさに対する荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれの誤差および偏荷重Ｆの設定角度に対する荷重センサ７０が検出する角度の誤差は、比較的小さい。

荷重センサ７０は、このように算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれの情報を含む検出信号を制御装置８０に出力する。

制御装置８０は、荷重センサ７０からの検出信号に基づいて軸方向荷重Ｆｚを検出し、検出した軸方向荷重Ｆｚが目標ブレーキ荷重Ｆｉから乖離している場合、軸方向荷重Ｆｚが目標ブレーキ荷重Ｆｉに近づくように電動モータ６１のフィードバック制御を行う。また、制御装置８０は、荷重センサ７０からの検出信号に基づいて、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態を検出する。以下、制御装置８０におけるフィードバック制御を行う際の作動と、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態を検出する際の作動との詳細について説明する。

まず、制御装置８０のフィードバック制御について、図２１～図２３を参照して説明する。制御装置８０がフィードバック制御を行うブレーキ荷重は、電動モータ６１の回転数の大きさが大きくなるにしたがい大きくなる。このため、ブレーキ反力における径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれも、電動モータ６１の回転数の大きさが大きくなるにしたがい大きくなる。

具体的な軸方向荷重Ｆｚの変化について、図２１を参照して説明する。上述したように、ブレーキペダルＰが踏込操作されると、制御装置８０は、目標ブレーキ荷重Ｆｉに基づいて電動モータ６１の目標回転数Ｗｉを決定し、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉだけ回転させて第１ハウジング２１およびピストン３０を移動させる。

そして、荷重センサ７０は、第１ハウジング２１を第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に移動させる際に発生する反力およびピストン３０を第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に移動させる際に発生する反力を受ける。第１ハウジング２１を移動させる際に発生する反力およびピストン３０を移動させる際に発生する反力は、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接するまで一定の大きさである。このため、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、図２１に示すように、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接するまで一定である。

そして、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接後、さらに回転軸６３１が回転すると、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が発生させるブレーキ荷重の変化量は、電動モータ６１の回転数の変化量に比例する。このため、ブレーキ荷重に対するブレーキ反力の変化量も、電動モータ６１の回転数の変化量に比例する。したがって、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚの変化量は、図２１に示すように、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接した後は、電動モータ６１の回転数の変化量に比例する。なお、図２１に示す横軸は電動モータ６１の回転数を示し、縦軸は軸方向荷重Ｆｚを示す。

しかしながら、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗していない場合と、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗したり、偏摩耗したりしている場合とで、電動モータ６１の回転数に変化に対する軸方向荷重Ｆｚの変化の仕方が異なる。また、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していない場合と、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損している場合とでも、電動モータ６１の回転数に変化に対する軸方向荷重Ｆｚの変化の仕方が異なる。

図２１では、破線が、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗しておらず、且つ、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していない場合の軸方向荷重Ｆｚの変化を示す。また、実線が、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していないが、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗している場合の軸方向荷重Ｆｚの変化を示す。そして、一点鎖線が、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗していないが、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の一部が欠損している場合の軸方向荷重Ｆｚの変化を示す。

第１摩擦材４１が摩耗すると、摩耗していない場合に比較して、第１摩擦材４１のブレーキ軸方向ＤＲｂの大きさが小さくなる。また、第２摩擦材５１が摩耗すると、摩耗していない場合に比較して、第２摩擦材５１のブレーキ軸方向ＤＲｂの大きさが小さくなる。このため、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接までに必要な第１ハウジング２１およびピストン３０の移動量が摩耗していない場合に比較して大きくなる。すなわち、図２１に示すように、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接までに必要な電動モータ６１の回転数が大きくなる。

また、摩耗した第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに当接した後、ブレーキ荷重の変化量は、摩耗していない場合と同様の比例係数で、電動モータ６１の回転数の変化量に比例する。したがって、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗すると、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉだけ回転させた際の第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに発生させるブレーキ荷重が、摩耗していない場合に比較して小さくなる。

また、摩耗した第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに当接した後のブレーキ荷重に対するブレーキ反力は、ブレーキ荷重と同様に変化する。このため、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗することによって電動モータ６１を目標回転数Ｗｉだけ回転させた際のブレーキ荷重が小さくなると、目標回転数Ｗｉだけ回転させた際のブレーキ反力も小さくなる。

そして、ブレーキ反力が小さくなる結果、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉだけ回転させた際の軸方向荷重Ｆｚは、図２１～図２３に示すように、目標ブレーキ荷重Ｆｉより小さい不足ブレーキ荷重Ｆｏになる。すなわち、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗すると、摩耗していないことを前提して設定された目標回転数Ｗｉだけ電動モータ６１を回転させても第１摩擦材４１および第２摩擦材５１は、ブレーキロータＲに目標ブレーキ荷重Ｆｉを付与できない。

なお、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が偏摩耗している場合、荷重面７１４ａには、図２３に示すように、軸方向荷重Ｆｚに加えて径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙが付与される。

また、第１摩擦面４１１の一部が欠損すると、欠損していない場合に比較して、第１摩擦面４１１におけるブレーキロータＲに当接する面積が小さくなる。同様に、第２摩擦面５１１の一部が欠損すると、欠損していない場合に比較して、第２摩擦面５１１におけるブレーキロータＲに当接する面積が小さくなる。

このため、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに発生させることができるブレーキ荷重は、電動モータ６１の回転数が同様であっても、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していない場合に比較して小さくなる。すなわち、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損している場合のブレーキ荷重は、第１ハウジング２１およびピストン３０の移動量が同様であっても、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していない場合に比較して小さくなる。これにより、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の一部が欠損すると、ブレーキ荷重に対するブレーキ反力は、欠損していない場合に比較して小さくなる。

また、欠損した第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接した後における第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が発生させるブレーキ荷重およびブレーキ反力の変化量は、電動モータ６１の回転数の変化量に比例する。しかしながら、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の一部が欠損すると、電動モータ６１の回転数の変化量に比例するブレーキ荷重およびブレーキ反力の変化量の比例係数は、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していない場合より小さくなる。すなわち、電動モータ６１の回転数の変化量に比例する軸方向荷重Ｆｚの変化量の比例係数は、図２１に示すように、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していない場合に比較して小さくなる。

したがって、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損すると、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉだけ回転させた際の第１摩擦材４１および第２摩擦材５１がブレーキロータＲに発生させるブレーキ荷重が、欠損していない場合に比較して小さくなる。そして、ブレーキ荷重が小さくなるのにともなって、目標回転数Ｗｉだけ回転させた際のブレーキ反力も小さくなる。

また、ブレーキ反力が小さくなる結果、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉだけ回転させた際の軸方向荷重Ｆｚは、図２１に示すように、目標ブレーキ荷重Ｆｉより小さい不足ブレーキ荷重Ｆｏになる。すなわち、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損している場合、欠損していないことを前提して設定された目標回転数Ｗｉだけ電動モータ６１を回転させてもブレーキロータＲに目標ブレーキ荷重Ｆｉを付与することができない。

このため、本実施形態の制御装置８０は、目標回転数Ｗｉだけ電動モータ６１を回転させてもブレーキロータＲに目標ブレーキ荷重Ｆｉを付与することができない場合、図２４に示す制御処理を行い、軸方向荷重Ｆｚを目標ブレーキ荷重Ｆｉに近づける。

まず、ステップＳ１０において、制御装置８０は、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉまで回転させた場合における荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚの推移を検出する。そして、制御装置８０は、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚの推移に基づいて、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接した後における電動モータ６１の回転数および軸方向荷重Ｆｚの関係式Ｆｚ（Ｗ）を求める。

第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接した後における軸方向荷重Ｆｚの変化量は、上述したように電動モータ６１の回転数の変化量に比例する。このため、電動モータ６１の回転数および軸方向荷重Ｆｚの関係式Ｆｚ（Ｗ）は、以下の数式１に示す一次関数で表すことができる。

（数１）
Ｆｚ（Ｗ）＝αＷ＋β
ここで、数式１におけるαは一次関数における比例係数である。また、数式１におけるＷは電動モータ６１の回転数である。そして、数式１におけるβは一次関数における切片である。

第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗した場合の比例係数αは、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗していない場合の比例係数αと略等しい。これに対して、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗した場合の切片βは、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗していない場合の切片βに比較して小さくなる。

また、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損している場合の比例係数αは、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１が欠損していない場合の比例係数αに比較して小さくなる。これに対して、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が欠損している場合の切片βは、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が欠損していない場合の切片βと略等しい。

なお、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗および欠損していない場合の比例係数αおよび切片βは、第１、第２ブレーキパッド４０、５０が新品状態の際に電動モータ６１を目標回転数Ｗｉまで回転させた場合の軸方向荷重Ｆｚの推移から検出できる。制御装置８０は、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１が摩耗および欠損していない場合の比例係数αおよび切片βを予め検出し、記憶している。

ステップＳ１２において、制御装置８０は、関係式Ｆｚ（Ｗ）および目標ブレーキ荷重Ｆｉに基づいて、電動モータ６１の補正後回転数Ｗｏを求める。当該補正後回転数Ｗｏは、関係式Ｆｚ（Ｗ）において、目標ブレーキ荷重Ｆｉを得るために必要な電動モータ６１の回転数である。

ステップＳ１４において、制御装置８０は、目標回転数Ｗｉおよび補正後回転数Ｗｏに基づいて、電動モータ６１の補正回転数ｄＷを算出する。補正回転数ｄＷは、目標回転数Ｗｉと補正後回転数Ｗｏとの差である。

ステップＳ１６において、制御装置８０は、電動モータ６１の回転数を補正回転数ｄＷだけ変化させるための制御信号を電動モータ６１に出力する。

電動モータ６１は、制御装置８０から制御信号が送信されると、回転軸６３１を補正回転数ｄＷに応じて回転させる。これにより、第１ハウジング２１およびピストン３０の位置が変更される。そして、軸方向荷重Ｆｚは、目標ブレーキ荷重Ｆｉに近づく。

続いて、制御装置８０における第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態を検出する際の作動との詳細について、図２５～図２８を参照して説明する。制御装置８０は、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚに基づいて第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態を検出する。

これらの検出方法を説明するにあたり、まず、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚが第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態に応じて変化することについて説明する。なお、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚは、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１のうちの少なくとも一方の摩耗量および状態によって変化する。このため、以下においては第１摩擦材４１が摩耗したり状態が変化したりした場合についての説明をする。

図２５では、第１摩擦材４１が摩耗していない場合および第１摩擦材４１が摩耗する等によって状態が変化している場合において、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚそれぞれのシミュレーション結果を示す。第１摩擦材４１が摩耗していない場合とは、例えば、第１摩擦材４１がまだ使用されていない初期状態であることを想定している。また、第１摩擦面４１１の状態が変化している場合とは、例えば、第１摩擦材４１が車両の制動に長期間使用されることによって第１摩擦面４１１が均一にまたは偏って摩耗した状態や、第１摩擦面４１１の一部が欠損状態であることを想定している。

なお、図２５において、一点鎖線ａが、第１摩擦材４１が初期状態である場合と、第１摩擦面４１１が均一に摩耗した状態である場合と、第１摩擦面４１１の一部が欠損状態である場合と、のそれぞれの径方向荷重Ｆｘを示す。また、一点鎖線ｂが、第１摩擦面４１１が偏って摩耗した状態である場合の径方向荷重Ｆｘを示す。

そして、図２５において、破線ｃが、第１摩擦材４１が初期状態である場合と、第１摩擦面４１１が均一に摩耗した状態である場合と、第１摩擦面４１１の一部が欠損状態である場合と、のそれぞれの直交方向荷重Ｆｙを示す。また、破線ｄが、第１摩擦面４１１が偏って摩耗した状態である場合の直交方向荷重Ｆｙを示す。

さらに、図２５において、実線ｅが、第１摩擦材４１が初期状態である場合の軸方向荷重Ｆｚを示す。また、実線ｆが、第１摩擦面４１１が均一に摩耗した状態である場合の軸方向荷重Ｆｚを示す。そして、実線ｈが、第１摩擦面４１１の一部が欠損状態である場合の軸方向荷重Ｆｚを示す。また、実線ｋが、第１摩擦面４１１が偏って摩耗した状態である場合の軸方向荷重Ｆｚを示す。

ここで、第１摩擦材４１が初期状態である場合において制御装置８０が電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた場合に、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘを初期径方向荷重Ｆｘ０、直交方向荷重Ｆｙの大きさを初期直交方向荷重Ｆｙ０とする。また、第１摩擦材４１が初期状態である場合において制御装置８０が電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた場合に、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚの大きさを初期軸方向荷重Ｆｚ０とする。

なお、第１摩擦材４１が初期状態である場合、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させるとブレーキ荷重はブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って発生し、ブレーキ反力もブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って発生する。このため、ブレーキ反力は、ブレーキ軸方向ＤＲｂ以外の方向成分の荷重を含まない。

したがって、第１摩擦材４１が初期状態である場合、図２５に示すように、初期径方向荷重Ｆｘ０および初期直交方向荷重Ｆｙ０それぞれの大きさはほぼ０である。すなわち、第１摩擦材４１が初期状態である場合、荷重面７１４ａに対して荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙの荷重が発生しない。そして、第１摩擦材４１が初期状態である場合、初期軸方向荷重Ｆｚ０は、目標ブレーキ荷重Ｆｉに略等しくなる。

これに対して、第１摩擦材４１が摩耗している場合、上述したように、第１摩擦面４１１がブレーキロータＲに当接までに必要な電動モータ６１の回転数は、第１摩擦材４１が摩耗していない場合に比較して大きくなる。また、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際のブレーキ荷重は、第１摩擦材４１が摩耗していない場合に比較して小さくなる。

このため、第１摩擦材４１が摩耗している場合に電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、初期軸方向荷重Ｆｚ０に比較して小さくなる。すなわち、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、目標ブレーキ荷重Ｆｉに比較して小さくなる。

また、第１摩擦面４１１がブレーキロータＲに当接までに必要な電動モータ６１の回転数は、図２６に示すように、第１摩擦材４１の摩耗量が大きいほど大きくなる。このため、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際のブレーキ荷重は、第１摩擦材４１の摩耗量が大きいほど小さくなる。

このため、第１摩擦材４１が摩耗している場合に電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、第１摩擦材４１の摩耗量が大きいほど初期軸方向荷重Ｆｚ０に比較して小さくなる。すなわち、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、第１摩擦材４１の摩耗量が大きいほど初期軸方向荷重Ｆｚ０に比較して小さくなる。換言すれば、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚと初期軸方向荷重Ｆｚ０との差は、第１摩擦材４１の摩耗量が大きいほど大きくなる。

したがって、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚと初期軸方向荷重Ｆｚ０との乖離量を軸方向乖離ΔＦｚとしたとき、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値は、図２７に示すように、第１摩擦材４１の摩耗量が大きくなるにしたがい大きくなる。なお、図２７～図３０において、実線が軸方向乖離ΔＦｚを示す。

また、上述したように、摩耗した第１摩擦材４１がブレーキロータＲに当接した後のブレーキ荷重の変化量は、摩耗していない場合と同様の比例係数で、電動モータ６１の回転数の変化量に比例する。このため、摩耗した第１摩擦材４１がブレーキロータＲに当接した後の軸方向乖離ΔＦｚは、図２８に示すように、目標回転数Ｗｉに関わらず、一定である。

また、第１摩擦材４１が均等に摩耗している場合、ブレーキ反力は、第１摩擦材４１が初期状態である場合と同様に、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って発生する。このため、第１摩擦材４１が均等に摩耗している場合、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙそれぞれの大きさは、第１摩擦材４１の摩耗量に関わらず、初期径方向荷重Ｆｘ０および初期直交方向荷重Ｆｙ０と同様に、略０である。

ここで、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘと初期径方向荷重Ｆｘ０との乖離量を径方向乖離ΔＦｘ、荷重センサ７０が算出する直交方向荷重Ｆｙと初期直交方向荷重Ｆｙ０との乖離量を直交方向乖離ΔＦｙとする。第１摩擦材４１が均等に摩耗している場合、径方向乖離ΔＦｘおよび直交方向乖離ΔＦｙは、図２７に示すように、第１摩擦材４１の摩耗量に関わらず、略０である。なお、図２７～図３０において、一点破線が径方向乖離ΔＦｘを示し、破線が直交方向乖離ΔＦｙを示す。

これに対して、第１摩擦材４１が偏摩耗している場合、ブレーキ反力は、上述したように、第１摩擦材４１がブレーキロータＲを押圧する荷重がブレーキ軸方向ＤＲｂに対して傾くため、ブレーキ軸方向ＤＲｂ以外の方向成分の荷重を含む。このため、荷重面７１４ａには、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙの少なくともどちらか一方の荷重が付与される。本実施形態の説明では、荷重面７１４ａに、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙの両方の荷重が付与される場合について説明する。

第１摩擦材４１が偏摩耗している場合、図２５に示すように、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙそれぞれは、初期径方向荷重Ｆｘ０および初期直交方向荷重Ｆｙ０より大きくなる。すなわち、第１摩擦材４１が偏摩耗している場合、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙそれぞれは、０から離れた値になる。

そして、第１摩擦材４１が偏摩耗している場合、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙは、目標ブレーキ荷重Ｆｉが大きいほど、初期径方向荷重Ｆｘ０および初期直交方向荷重Ｆｙ０との差が大きくなる。すなわち、径方向乖離ΔＦｘおよび直交方向乖離ΔＦｙは、図２９に示すように、目標回転数Ｗｉが大きくなるにしたがい大きくなる。そして、径方向乖離ΔＦｘの変化量および直交方向乖離ΔＦｙの変化量は、目標回転数Ｗｉに比例して小さくなる。

また、図２９に示すように、第１摩擦材４１が偏摩耗する際のブレーキ軸方向ＤＲｂに対する第１摩擦面４１１の傾き大きいほど、目標回転数Ｗｉの変化量に対する径方向乖離ΔＦｘの変化量の比および直交方向乖離ΔＦｙの変化量の比が大きくなる。換言すれば、第１摩擦面４１１の傾きが大きいほど、径方向乖離ΔＦｘと目標回転数Ｗｉとの相関を一次関数で示した際の比例係数である径方向係数ｋｘの絶対値が大きくなる。また、第１摩擦面４１１の傾きが大きいほど、直交方向乖離ΔＦｙと目標回転数Ｗｉとの相関を一次関数で示した際の比例係数である直交方向係数ｋｙの絶対値も大きくなる。

このように、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１のうちの少なくとも一方が偏摩耗している場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のうちの偏摩耗している摩擦面の傾きが大きいほど、径方向係数ｋｘ、直交方向係数ｋｙそれぞれの絶対値が大きくなる。

また、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１のうちの少なくとも一方が偏摩耗している場合、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙは、０から離れた値になる。そして、ブレーキ軸方向ＤＲｂに対する第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のうちの偏摩耗している摩擦面の傾きが大きいほど、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙが０からさらに離れる。

また、第１摩擦材４１が偏摩耗することによって径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙが発生する場合、軸方向荷重Ｆｚは、初期軸方向荷重Ｆｚ０に比較して小さくなる。そして、第１摩擦材４１が偏摩耗する場合の軸方向荷重Ｆｚは、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙが大きいほど小さくなる。すなわち、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値は、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙが大きいほど小さくなる。

このため、図２９に示すように、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値は、径方向乖離ΔＦｘおよび直交方向乖離ΔＦｙの絶対値が大きくなるにしたがい大きくなる。また、第１摩擦面４１１の傾きが大きいほど、軸方向乖離ΔＦｚと目標回転数Ｗｉとの相関を一次関数で示した際の比例係数である軸方向係数ｋｚの絶対値が大きくなる。

また、第１摩擦材４１がほぼ摩耗していないが、第１摩擦面４１１の一部が欠損している場合について説明する。第１摩擦材４１が摩耗していないが第１摩擦面４１１の一部が欠損している場合、ブレーキ反力は、第１摩擦材４１が略均等に摩耗している場合と同様に、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って発生する。このため、第１摩擦面４１１の一部が欠損している場合、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙそれぞれの大きさは、初期径方向荷重Ｆｘ０および初期直交方向荷重Ｆｙ０と同様に、略０である。

また、第１摩擦面４１１の一部が欠損している場合、上述したように、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際のブレーキ荷重およびブレーキ反力は、欠損していない場合に比較して小さくなる。このため、図２５に示すように、第１摩擦面４１１の一部が欠損している場合に電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際の荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、初期軸方向荷重Ｆｚ０に比較して小さくなる。すなわち、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、目標ブレーキ荷重Ｆｉに比較して小さくなる。

そして、第１摩擦面４１１の一部が欠損している場合、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚは、目標ブレーキ荷重Ｆｉが大きいほど、初期軸方向荷重Ｆｚ０との差が大きくなる。すなわち、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値は、図３０に示すように、目標回転数Ｗｉが大きいほど大きくなる。そして、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値は、目標回転数Ｗｉの変化量に比例して大きくなる。

また、図３０に示すように、第１摩擦面４１１の一部が欠損している際の欠損範囲が大きいほど、目標回転数Ｗｉの変化量に対する軸方向乖離ΔＦｚの変化量の比が大きくなる。換言すれば、欠損範囲が大きいほど、軸方向係数ｋｚの絶対値が大きくなる。

このように、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のうちの少なくとも一方が欠損している場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の欠損範囲が大きいほど、軸方向係数ｋｚの絶対値が大きくなる。

以下、径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚが変化する際の第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態を検出する際の作動について、図３１に示す制御処理を参照して説明する。

まず、ステップＳ２０において、ステップＳ１０と同様に、制御装置８０は、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１がブレーキロータＲに当接した後における電動モータ６１の回転数および軸方向荷重Ｆｚの関係式Ｆｚ（Ｗ）を求める。

そして、制御装置８０は、求めた関係式Ｆｚ（Ｗ）に基づいて、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１の少なくとも一方が摩耗しているか否かおよび第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の少なくとも一方が欠損しているか否かを判定する。具体的に、制御装置８０は、求めた関係式Ｆｚ（Ｗ）における切片と、第１、第２摩擦材４１、５１が初期状態である場合の関係式Ｆｚ（Ｗ）における切片との差である切片差の絶対値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。

そして、制御装置８０は、当該切片差の絶対値が所定の閾値以上であると判定した場合、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１の少なくとも一方が摩耗していると判定する。これに対して、制御装置８０は、当該切片差の絶対値が所定の閾値以上であると判定しない場合、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１のいずれも摩耗していないと判定する。

また、制御装置８０は、求めた関係式Ｆｚ（Ｗ）における比例係数と、第１、第２摩擦材４１、５１が初期状態である場合の関係式Ｆｚ（Ｗ）における比例係数との差である比例係数差の絶対値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。

そして、制御装置８０は、当該比例係数差の絶対値が所定の閾値以上であると判定した場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の少なくとも一方が欠損していると判定する。これに対して、制御装置８０は、当該比例係数差の絶対値が所定の閾値以上であると判定しない場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のいずれもが欠損していないと判定する。

ステップＳ２２において、制御装置８０は、目標ブレーキ荷重Ｆｉと、荷重センサ７０が算出する径方向荷重Ｆｘ、直交方向荷重Ｆｙ、軸方向荷重Ｆｚとに基づいて、径方向乖離ΔＦｘ、直交方向乖離ΔＦｙ、軸方向乖離ΔＦｚを算出する。

ステップＳ２４において、制御装置８０は、目標回転数Ｗｉと、算出した径方向乖離ΔＦｘ、直交方向乖離ΔＦｙ、軸方向乖離ΔＦｚとに基づいて、径方向係数ｋｘ、直交方向係数ｋｙ、軸方向係数ｋｚを算出する。

ステップＳ２６において、制御装置８０は、算出した軸方向乖離ΔＦｚに基づいて第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を検出する。具体的に、制御装置８０は、ステップＳ２０で第１摩擦材４１および第２摩擦材５１のうちの少なくとも一方が摩耗していると判定した場合、軸方向乖離ΔＦｚの値および予め定められた判定基準値を参照し、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を算出する。

第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を算出するための判定基準値として、例えば、第１摩耗閾値と、第１摩耗閾値より小さい第２摩耗閾値が定められている。そして、制御装置８０は、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値が第１摩耗閾値より小さい場合、摩耗量が比較的少ないと判定し、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値が第１摩耗閾値より大きく、第２摩耗閾値より小さい場合、摩耗量が比較的大きいと判定する。さらに、制御装置８０は、軸方向乖離ΔＦｚの絶対値が第２摩耗閾値より大きい場合、第１、第２ブレーキパッド４０、５０の交換が必要なほどに第１、第２摩擦材４１、５１が摩耗していると判定する。

また、ステップＳ２６において、制御装置８０は、算出した径方向係数ｋｘ、直交方向係数ｋｙ、軸方向係数ｋｚに基づいて、第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態を検出する。具体的に、ステップＳ２０で第１摩擦材４１および第２摩擦材５１のうちの少なくとも一方が摩耗していると判定した場合、径方向係数ｋｘおよび直交方向係数ｋｙに基づいて第１、第２摩擦面４１１、５１１が偏摩耗しているか否かを判定する。

さらに具体的に、制御装置８０は、径方向係数ｋｘおよび直交方向係数ｋｙの少なくとも一方が略０ではないと判定した場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のうちの少なくとも一方が偏摩耗していると判定する。これに対して、制御装置８０は、径方向係数ｋｘおよび直交方向係数ｋｙのどちらも略０であると判定した場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のいずれも偏摩耗していないと判定する。

そして、制御装置８０は、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のうちの少なくとも一方が偏摩耗していると判定した場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の傾きの大きさを算出する。制御装置８０は、径方向係数ｋｘの値、直交方向係数ｋｙの値および予め定められた判定基準値を参照し、ブレーキ軸方向ＤＲｂに対する第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の傾きの大きさを算出する。

第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の傾きの大きさを算出するための判定基準値として、例えば、第１傾き閾値と、第１傾き閾値より大きい第２傾き閾値が定められている。そして、制御装置８０は、径方向係数ｋｘおよび直交方向係数ｋｙのいずれの絶対値も第１傾き閾値より小さい場合、第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の傾きが比較的少ないと判定する。また、制御装置８０は、径方向係数ｋｘおよび直交方向係数ｋｙの絶対値の少なくとも一方が第１傾き閾値より大きく、且ついずれの絶対値も第２傾き閾値より小さい場合、第１、第２摩擦面４１１、５１１の傾きが比較的大きいと判定する。さらに、制御装置８０は、径方向係数ｋｘおよび直交方向係数ｋｙのいずれの絶対値も第２傾き閾値より大きい場合、第１、第２ブレーキパッド４０、５０の交換が必要なほどに第１、第２摩擦材４１、５１の少なくとも一方が偏摩耗していると判定する。

なお、制御装置８０は、軸方向係数ｋｚの値および予め定められた判定基準値を参照し、ブレーキ軸方向ＤＲｂに対する第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の傾きの大きさを算出してもよい。

また、制御装置８０は、ステップＳ２０で第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のうちの少なくとも一方が欠損していると判定した場合、軸方向係数ｋｚの値および予め定められた判定基準値を参照し、欠損範囲の大きさを算出する。

第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１の欠損範囲の大きさを算出するための判定基準値として、例えば、第１欠損閾値と、第１欠損閾値より大きい第２摩耗閾値が定められている。そして、制御装置８０は、軸方向係数ｋｚが第１欠損閾値より小さい場合、欠損範囲が比較的少ないと判定し、軸方向係数ｋｚが第１欠損範囲閾値より大きく、第２欠損閾値より小さい場合、欠損範囲が比較的大きいと判定する。さらに、制御装置８０は、軸方向係数ｋｚが第２欠損閾値より大きい場合、第１、第２ブレーキパッド４０、５０の交換が必要なほどに第１摩擦面４１１および第２摩擦面５１１のすくなくとも一方が欠損していると判定する。

ステップＳ２８において、制御装置８０は、検出した第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態を外部へ出力する。例えば、制御装置８０は、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態に関する判定結果を、車室内に設けられた不図示の表示装置に出力することで、運転手に当該判定結果を通知可能に構成されていてもよい。または、制御装置８０は、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量および第１、第２摩擦面４１１、５１１の状態に関する判定結果を、車両の外部の不図示のサーバまたはクラウドへ送信可能に構成されていてもよい。

以上の如く、本実施形態の荷重センサ７０は、荷重算出部７２が検出する３つの部位の第１歪み量および３つの部位の第２歪み量に基づいて、荷重面７１４ａが受ける軸方向荷重Ｆｚを算出する。これにより、荷重面７１４ａに偏荷重Ｆが付与される場合であっても、荷重軸方向ＤＲｚの荷重を精度良く検出することができる。

そして、本実施形態の電動ブレーキシステム１は、当該荷重センサ７０が用いられている。このため、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１の少なくとも一方が偏摩耗することによってブレーキ荷重がブレーキ軸方向ＤＲｂ以外の方向成分の荷重を含む場合であっても、ブレーキ反力における軸方向荷重Ｆｚを精度良く検出することができる。

したがって、第１摩擦材４１および第２摩擦材５１の偏摩耗に起因して軸方向荷重Ｆｚが目標ブレーキ荷重Ｆｉから乖離する場合でも、軸方向荷重Ｆｚを用いて電動モータ６１の制御を行うことで、軸方向荷重Ｆｚを目標ブレーキ荷重Ｆｉに近付けることができる。

さらに、制御装置８０は、軸方向荷重Ｆｚが目標ブレーキ荷重Ｆｉに乖離する場合、目標ブレーキ荷重Ｆｉを得るために必要な補正後回転数Ｗｏに基づいて電動モータ６１の回転数を調整する。このため、ブレーキ荷重が目標ブレーキ荷重Ｆｉに乖離する場合、予め設定された回転数だけ電動モータ６１を回転させてブレーキ荷重を調整する方法に比較して、軸方向荷重Ｆｚを目標ブレーキ荷重Ｆｉに速く近付けることができる。

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）上記実施形態では、荷重算出部７２のホイートストンブリッジ回路７２１は、第１歪み量を検出する第１歪センサ７２１ａと、第２歪み量を検出する第２歪センサ７２１ｂと有する。そして、荷重演算部７２２は、第１歪み量および第２歪み量に基づいて第３歪み量を算出する。このため、荷重算出部７２が第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂを有するに加えて第３歪み量を検出する第３の歪センサを備える構成である場合に比較して、荷重算出部７２を簡易な構成にすることができる。

（２）上記実施形態では、筐体７１は、荷重面７１４ａが荷重を受けることによって筐体７１が変形する際に、支持部７１５ｂに比較して変形し易いダイヤフラム部７１５ａを有する。そして、第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂは、ダイヤフラム部７１５ａに取り付けられており、ダイヤフラム部７１５ａと一体に歪む際の歪み量に応じて電気抵抗値が変化する。このため、筐体７１がダイヤフラム部７１５ａを有さない構成に比較して、第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂが筐体７１の歪み量を検出し易くなる。

（３）上記実施形態では、ダイヤフラム部７１５ａは、荷重軸方向ＤＲｚにおいて荷重面７１４ａと重なる位置に設けられ、荷重軸方向ＤＲｚの大きさが、ダイヤフラム部７１５ａの周囲の支持部７１５ｂに比較して小さく形成されている。これによれば、ダイヤフラム部７１５ａを支持部７１５ｂに比較して剛性が小さい部材で構成する場合に比較して、簡易な構成で筐体７１に変形し易い部位を設けることができる。

（４）上記実施形態では、ダイヤフラム部７１５ａが、荷重面７１４ａが延びる方向に沿って延びる実装面７１５ｃを有する。そして、第１歪センサ７２１ａは、実装面７１５ｃに設けられており、実装面７１５ｃにおける第１歪み量を検出する。また、第２歪センサ７２１ｂは、実装面７１５ｃに設けられており、実装面７１５ｃにおける第２歪み量を検出する。このため、荷重面７１４ａに対して平行に延びるダイヤフラム部７１５ａは、荷重面７１４ａにブレーキ反力が付与される際に、荷重面７１４ａに直交する方向に比較して実装面７１５ｃが延びる方向に変形し易い。したがって、ホイートストンブリッジ回路７２１が荷重面７１４ａに直交する方向の歪み量を検出する歪みセンサを有する構成に比較して、ダイヤフラム部７１５ａの歪み量を検出し易くなる。

（５）上記実施形態では、筐体７１は、内部に空間Ｓを有する中空形状であって、空間Ｓを囲む外壁部７１１を有する。そして、ホイートストンブリッジ回路７２１は、外壁部７１１における空間Ｓを囲む側の部位に設けられている。これによれば、ホイートストンブリッジ回路７２１を筐体７１の内部に収容して外壁部７１１によって保護することができる。

（６）上記実施形態では、荷重演算部７２２は、３つの部位の第１歪み量および３つの部位の第２歪み量に基づいて、荷重面７１４ａが受ける径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙを算出する。これにより、荷重面７１４ａに偏荷重Ｆが付与される場合であっても、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙそれぞれの荷重を精度良く検出することができる。

（７）上記実施形態では、制御装置８０は、前記ブレーキペダルが操作された際に決定される目標ブレーキ荷重Ｆｉに基づいて電動モータ６１の目標回転数Ｗｉを決定する。そして、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際に荷重センサ７０が求める軸方向荷重Ｆｚと目標ブレーキ荷重Ｆｉとの差である軸方向乖離ΔＦｚを算出し、算出した軸方向乖離ΔＦｚに基づいて第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を算出する。

ところで、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を検出する方法として、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量が所定の閾値となったことを検出する検出センサを荷重センサ７０とは別に設ける方法がある。これによれば、例えば、所定の閾値を第１、第２ブレーキパッド４０、５０の交換が必要となる値に設定することで、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量が所定の閾値となった際に、第１、第２ブレーキパッド４０、５０の交換を運転者などに促すことができる。

しかしながら、荷重センサ７０とは別に第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を検出するための検出センサを荷重センサ７０とは別に設ける方法では、電動ブレーキシステム１のコストが上昇する要因となる。また、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量が所定の閾値となったことを検出する方法では、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量が所定の閾値となる前の摩耗量を検出することができない。したがって、当該方法では、第１、第２ブレーキパッド４０、５０の交換時期を予測するための情報を運転手に通知することが難しい。

これに対して、本実施形態の電動ブレーキシステム１は、ブレーキ荷重を検出する荷重センサ７０の検出結果に基づいて第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を算出することができる。このため、荷重センサ７０とは別に、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量の検出するための検出センサを設ける構成に比較して、電動ブレーキシステム１のコストを抑制できる。また、例えば、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を運転手に通知することで、運転手が第１、第２ブレーキパッド４０、５０の交換時期を予め予測することが可能になる。

（８）上記実施形態では、制御装置８０は、前記ブレーキペダルが操作された際に決定される目標ブレーキ荷重Ｆｉに基づいて電動モータ６１の目標回転数Ｗｉを決定する。そして、電動モータ６１を目標回転数Ｗｉで回転させた際に荷重センサ７０が求める軸方向荷重Ｆｚと目標ブレーキ荷重Ｆｉとの差である軸方向乖離ΔＦｚに基づく軸方向係数ｋｚに基づいて第１、第２摩擦面４１１、５１１の欠損を検出する。

これによれば、第１、第２摩擦面４１１、５１１が欠損する場合において、第１、第２ブレーキパッド４０、５０を電動ブレーキシステム１から取り外すことなく、第１、第２摩擦面４１１、５１１の欠損を検出することができる。

（９）上記実施形態では、第１、第２摩擦材４１、５１が偏摩耗することによって荷重面７１４ａに受ける反力が偏荷重Ｆとなる場合、荷重センサ７０によって、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙを求める。そして、制御装置８０は、荷重センサ７０が求める径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙに基づいて摩擦面の荷重軸方向ＤＲｚに対する傾きの大きさを算出する。これによれば、第１、第２摩擦材４１、５１が偏摩耗する場合において、第１、第２ブレーキパッド４０、５０を電動ブレーキシステム１から取り外すことなく、第１、第２摩擦面４１１、５１１の傾き状況を検出することができる。

（１０）上記実施形態では、筐体７１は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って延びる貫通穴７３を有する円環状である。荷重センサ７０は、当該貫通穴７３に回転軸６３１が挿通されている。荷重算出部７２は、筐体７１のうち、回転軸６３１の周方向に沿う３つの部位の第１歪み量とおよび３つの第２歪み量を検出する。これによれば、荷重センサ７０がこのような構成になっていない場合に比較して、回転軸６３１の回転によって発生するブレーキ荷重の反力を検出し易くできる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図３２を参照して説明する。本実施形態では、荷重センサ７０が筐体７１および荷重算出部７２に加えて変形強調部７４を有する点が第１実施形態と相違している。これ以外は、第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

図３２に示すように、荷重センサ７０は、ハウジング２０における第２ハウジング２２のシリンダ２２１から離隔して配置されている。そして、荷重センサ７０は、筐体７１とシリンダ２２１との間に設けられる変形強調部７４を有する。換言すれば、本実施形態の荷重センサ７０は、筐体７１とシリンダ２２１との間の隙間に変形強調部７４が配置されている。図示しないが、筐体７１とシリンダ２２１との間の隙間に変形強調部７４が３つ配置されている。変形強調部７４は、ブレーキ反力を受けることによってダイヤフラム部７１５ａが変形する際に、当該ダイヤフラム部７１５ａの変形量を増加させるためのものである。

図３２に示すように、変形強調部７４は、シリンダ２２１のシリンダ底部２２１ｂに固定されている。具体的に、３つの変形強調部７４それぞれは、シリンダ底部２２１ｂの第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の内周面において、センサ底部７１５のダイヤフラム部７１５ａに対向する位置に固定されている。すなわち、３つの変形強調部７４それぞれは、ブレーキ軸方向ＤＲｂにおいてダイヤフラム部７１５ａと重なる位置であって、ダイヤフラム部７１５ａより第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に配置されている。本実施形態では、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２が押圧方向に対応し、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１が反力方向に対応する。

さらに具体的に、３つの変形強調部７４は、中心軸ＣＬの周方向に沿って１２０°間隔でシリンダ底部２２１ｂに配置されており、ブレーキ軸方向ＤＲｂにおいて３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれと重なる位置に配置されている。そして、３つの変形強調部７４は、一部がセンサ底部７１５において空間Ｓ側に向かって窪んで形成される窪部７１５ｄに挿入されている。

３つの変形強調部７４は、互いに同じ構成であるため、以下では、３つの変形強調部７４のうち１つの変形強調部７４についてのみ詳細を説明し、残り２つの変形強調部７４の詳細な説明は省略する。

変形強調部７４は、図３２に示すように、ブレーキ軸方向ＤＲｂにおける第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側に突出する形状であって、筐体７１とは別体で構成されている。また、変形強調部７４は、土台部７４１と、押圧部７４２とを有する。土台部７４１および押圧部７４２は、例えば、鉄などの金属によって構成されており、一体に形成されている。ただし、土台部７４１および押圧部７４２の材料を限定するものではなく、土台部７４１および押圧部７４２は、鉄とは異なる金属（例えばアルミ）で形成されていてもよいし、金属とは異なる材料（例えば、樹脂）で形成されていてもよい。

土台部７４１は、シリンダ底部２２１ｂに固定される部位である。土台部７４１は、板厚方向がブレーキ軸方向ＤＲｂである円盤形状であって、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側の板面がシリンダ底部２２１ｂに固定されている。また、土台部７４１は、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の板面に押圧部７４２が連なっている。土台部７４１は、押圧部７４２を支持する支持部材である。なお、土台部７４１は、押圧部７４２を支持可能であれば、円盤形状とは異なる形状（例えば、直方体形状）であってもよい。

押圧部７４２は、ブレーキ反力を受ける際に、ダイヤフラム部７１５ａを押圧する部材である。押圧部７４２は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに沿って延びる円柱形状であって、ブレーキ軸方向ＤＲｂに直交する断面形状が略真円となっている。そして、押圧部７４２は、第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側が土台部７４１に連なっている。

また、押圧部７４２は、ブレーキ軸方向ＤＲｂの大きさが窪部７１５ｄのブレーキ軸方向ＤＲｂの大きさ（すなわち、深さ方向の大きさ）より大きく形成されるとともに、外径が窪部７１５ｄの内径よりも小さく形成されている。すなわち、押圧部７４２は、窪部７１５ｄに挿入可能な大きさで形成されている。

本実施形態の押圧部７４２は、一部が窪部７１５ｄに挿入されており、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の端部がダイヤフラム部７１５ａに対向している。また、押圧部７４２は、ダイヤフラム部７１５ａに接触しているが、接続はされていない。そして、押圧部７４２は、荷重センサ７０がブレーキ反力を受けていない状態では、ダイヤフラム部７１５ａを押圧していない。

なお、押圧部７４２の形状は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに直交する断面形状が略真円の円柱形状に限定されない。例えば、押圧部７４２の形状は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに直交する断面形状が楕円の円柱形状であってもよい。また、押圧部７４２の形状は、ブレーキ軸方向ＤＲｂに直交する断面形状が四角形などの多角形である角柱形状であってもよい。また、押圧部７４２の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側の端部が第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側へ膨らんだ形状であってもよい。

続いて、図３３を参照して、荷重センサ７０の作動について説明する。運転者によってブレーキペダルＰが踏込操作されると、ブレーキロータＲにブレーキ荷重が発生し、回転軸６３１にブレーキ反力が発生する。そして、発生したブレーキ反力は、スラスト軸受６３３を介して荷重センサ７０に伝達される。荷重センサ７０は、スラスト軸受６３３を介して伝達されるブレーキ反力を検出する。

ここで、荷重センサ７０は、荷重面７１４ａがスラスト軸受６３３によって第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に押圧されて筐体７１が変形するところ、筐体７１の歪み量に基づいてブレーキ反力を検出する。具体的に、荷重センサ７０は、ブレーキ反力によって筐体７１のダイヤフラム部７１５ａが変形する際に、ダイヤフラム部７１５ａに設けられたホイートストンブリッジ回路７２１の第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂの歪み量の変化を検出する。

ところで、本実施形態の荷重センサ７０は、ダイヤフラム部７１５ａに対向する位置に変形強調部７４が設けられている。そして、荷重センサ７０がスラスト軸受６３３によって押圧されて第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側に移動すると、ダイヤフラム部７１５ａの第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側が変形強調部７４の押圧部７４２によって第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側へ押圧される。換言すれば、変形強調部７４は、筐体７１が第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側へ移動する際、荷重面７１４ａが押圧される第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側とは反対側の第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側へダイヤフラム部７１５ａを押圧する。

すると、ダイヤフラム部７１５ａは、図３３に示すように、第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側へ膨らむように変形する。そして、ダイヤフラム部７１５ａの変形に伴い、ダイヤフラム部７１５ａに設けられた第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂも変化する。これにより、第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値が変化する。

ここで、荷重センサ７０が変形強調部７４を備える場合と備えない場合とでダイヤフラム部７１５ａの変形量の違いについて説明する。荷重センサ７０に変形強調部７４が設けられていない場合、荷重面７１４ａがブレーキ反力によって押圧されると、荷重センサ７０は、筐体７１が第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側へ移動しつつ筐体７１全体が変形する。この際、ブレーキ反力は、筐体７１全体に影響を与え、筐体７１全体を変形させる。

これに対して、荷重センサ７０に変形強調部７４が設けられている場合、荷重面７１４ａがブレーキ反力によって押圧されると、荷重センサ７０は、筐体７１におけるダイヤフラム部７１５ａを除く部分が第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側へ移動する。しかし、ダイヤフラム部７１５ａは、筐体７１におけるダイヤフラム部７１５ａを除く部分が第２ブレーキ方向ＤＲｂ２側へ移動することで、変形強調部７４によって第１ブレーキ方向ＤＲｂ１側へ押圧される。

このため、ブレーキ反力は、筐体７１のうち、ダイヤフラム部７１５ａに集中し、ダイヤフラム部７１５ａを他の部分よりも大きく変形させる。すなわち、変形強調部７４は、荷重センサ７０が変形強調部７４を備えていない場合に比較してダイヤフラム部７１５ａの変形量を大きくすることができる。

したがって、荷重演算部７２２がダイヤフラム部７１５ａに生じる歪み量に応じて変化する第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂの電気抵抗値の相対変化を検出する際、電気抵抗値の相対変化を検出し易くできる。これによれば、荷重センサ７０が荷重面７１４ａに付与される荷重を検出する際の検出感度を向上させることができる。

（第２実施形態の第１の変形例）
上述の第２実施形態では、変形強調部７４が筐体７１とは別体で構成されており、押圧部７４２がダイヤフラム部７１５ａに接続されていない例について説明したが、これに限定されない。例えば、変形強調部７４は、筐体７１と一体に構成されていてもよい。また、変形強調部７４は、押圧部７４２とダイヤフラム部７１５ａとが溶接、接着などの手法によって接続されていてもよい。

（第２実施形態の第２の変形例）
上述の第２実施形態では、３つの変形強調部７４がブレーキ軸方向ＤＲｂにおいて３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれと重なる位置に配置されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、変形強調部７４は、荷重センサ７０に３つより少ない数だけ設けられていてもよいし、３つより多い数だけ設けられていてもよい。また、変形強調部７４は、ブレーキ軸方向ＤＲｂにおいて３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれと重ならない位置に配置されていてもよい。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の実施形態では、荷重算出部７２のホイートストンブリッジ回路７２１が第１歪み量を検出する第１歪センサ７２１ａと、第２歪み量を検出する第２歪センサ７２１ｂを有する。そして、荷重演算部７２２が、第１歪センサ７２１ａが検出する第１歪み量および第２歪センサ７２１ｂが検出する第２歪み量に基づいて、第３歪み量を算出する例について説明したが、これに限定されない。

例えば、荷重算出部７２は、第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂを有するホイートストンブリッジ回路７２１に加えて第３歪み量を検出する歪みセンサを有する構成であってもよい。

上述の実施形態では、荷重算出部７２が、３つのホイートストンブリッジ回路７２１および荷重演算部７２２を有する。また、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれが荷重径方向ＤＲｘの歪みを検出する第１歪センサ７２１ａと、荷重直交方向ＤＲｙの歪みを検出する第２歪センサ７２１ｂと、第１抵抗部７２１ｃと、第２抵抗部７２１ｄ、と有する。そして、荷重演算部７２２が、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの電圧値に基づいて、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙ、荷重軸方向ＤＲｚそれぞれの歪み量を算出する例について説明したが、これに限定されない。

例えば、荷重算出部７２は、６つのホイートストンブリッジ回路７２１および荷重演算部７２２を有する構成でもよい。この場合、６つのホイートストンブリッジ回路７２１のうち、３つのホイートストンブリッジ回路７２１は、荷重径方向ＤＲｘの歪みを検出する第１歪センサ７２１ａおよび３つの抵抗部を有する構成であってもよい。そして、６つのホイートストンブリッジ回路７２１のうち、残り３つのホイートストンブリッジ回路７２１は、荷重直交方向ＤＲｙの歪みを検出する第２歪センサ７２１ｂおよび３つの抵抗部を有する構成であってもよい。そして、荷重演算部７２２は、６つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれの電圧値に基づいて、荷重径方向ＤＲｘ、荷重直交方向ＤＲｙ、荷重軸方向ＤＲｚそれぞれの歪み量を算出してもよい。

上述の実施形態では、３つのホイートストンブリッジ回路７２１それぞれが荷重径方向ＤＲｘの歪み量を検出する第１歪センサ７２１ａおよび荷重直交方向ＤＲｙの歪み量を検出する第２歪センサ７２１ｂを有する例について説明したが、これに限定されない。複数の部位の荷重径方向ＤＲｘの歪み量および荷重直交方向ＤＲｙの歪み量を検出可能であれば、ホイートストンブリッジ回路７２１は、荷重径方向ＤＲｘおよび荷重直交方向ＤＲｙのいずれか一方の歪み量のみを検出する構成であってもよい。例えば、荷重算出部７２は、第１歪センサ７２１ａのみを有する２つ以上のホイートストンブリッジ回路７２１と、第２歪センサ７２１ｂのみを有する２つ以上のホイートストンブリッジ回路７２１を備える構成であってもよい。

上述の実施形態では、荷重算出部７２は、ホイートストンブリッジ回路７２１を３つ有する例について説明したが、これに限定されない。例えば、荷重算出部７２は、ホイートストンブリッジ回路７２１を２つ有する構成であってもよいし、ホイートストンブリッジ回路７２１を４つ以上有する構成であってもよい。ホイートストンブリッジ回路７２１を２つ有する構成である場合、ホイートストンブリッジ回路７２１を３つ有する構成である場合に比較して荷重センサ７０のコストを抑制できる。また、ホイートストンブリッジ回路７２１を４つ以上有する構成である場合、ホイートストンブリッジ回路７２１の数量を増やすほど、荷重センサ７０の検出精度を向上させることができる。

上述の実施形態では、実装面７１５ｃに第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂが設けられている例について説明したが、これに限定されない。第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂは、荷重受部７１４に設けられてもよいし、支持部７１５ｂに設けられてもよい。

上述の実施形態では、荷重算出部７２が空間Ｓを囲む外壁部７１１における空間Ｓ側の部位に設けられる例について説明したが、これに限定されない。例えば、荷重算出部７２は、外壁部７１１における空間Ｓ側とは反対側の部位に設けられてもよい。

上述の実施形態では、筐体７１が変形し易いダイヤフラム部７１５ａを有し、第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂがダイヤフラム部７１５ａに取り付けられている例について説明したが、これに限定されない。例えば、筐体７１は、ダイヤフラム部７１５ａを有さない構成であってもよい。この場合、第１歪センサ７２１ａおよび第２歪センサ７２１ｂは、例えば、支持部７１５ｂに取り付けられてもよい。

上述の実施形態では、荷重センサ７０の筐体７１が円環中空形状である例について説明したが、これに限定されない。荷重センサ７０の筐体７１の形状は、設置場所や検出する荷重に合わせて適宜設計することが可能である。

上述の実施形態では、ダイヤフラム部７１５ａがダイヤフラム部７１５ａの周囲の支持部７１５ｂに比較しての荷重軸方向ＤＲｚの大きさが小さく形成され、支持部７１５ｂに比較して変形し易くなっている例について説明したが、これに限定されない。例えば、ダイヤフラム部７１５ａが支持部７１５ｂ比較して剛性が小さい部材によって構成されることで、支持部７１５ｂよりも変形し易く構成されていてもよい。

上述の実施形態では、制御装置８０が、軸方向乖離ΔＦｚを算出し、算出した軸方向乖離ΔＦｚに基づいて第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を算出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置８０は、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を算出しない構成でもよい。

上述の実施形態では、制御装置８０が、径方向荷重Ｆｘおよび直交方向荷重Ｆｙに基づいて第１、第２摩擦面４１１、５１１のブレーキ軸方向ＤＲｂに対する傾きの大きさを算出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置８０は、第１、第２摩擦面４１１、５１１のブレーキ軸方向ＤＲｂに対する傾きの大きさを算出しない構成でもよい。

上述の実施形態では、制御装置８０が、軸方向係数ｋｚを算出し、算出した軸方向係数ｋｚに基づいて第１、第２摩擦材４１、５１の欠損を検出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置８０は、第１、第２摩擦材４１、５１の欠損を算出しない構成でもよい。

上述の実施形態では、制御装置８０がフィードバック制御を行う際に、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚの推移に基づいて、関係式Ｆｚ（Ｗ）を求める。そして、制御装置８０が、関係式Ｆｚ（Ｗ）および目標ブレーキ荷重Ｆｉに基づいて算出した補正回転数ｄＷだけ電動モータ６１を回転させて、ブレーキ荷重が目標ブレーキ荷重Ｆｉに近づくように制御する例について説明したが、これに限定されない。

例えば、制御装置８０は、荷重センサ７０が算出する軸方向荷重Ｆｚが目標ブレーキ荷重Ｆｉに乖離する場合、予め設定された回転数だけ電動モータ６１を回転させてブレーキ荷重が目標ブレーキ荷重Ｆｉに近づくように制御してもよい。

上述の実施形態では、制御装置８０が、軸方向係数ｋｚの値および予め定められた判定基準値としての第１摩耗閾値および第２摩耗閾値を参照し、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を判定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置８０は、軸方向係数ｋｚの値および予め定められた１つの判定基準値または３つ以上の判断基準値を参照して、第１、第２摩擦材４１、５１の摩耗量を判定してもよい。または、制御装置８０は、軸方向係数ｋｚの値および予め実験等によって得られた制御マップを参照して、第１、第２摩擦材４１、５１の具体的な摩耗量の値を算出してもよい。

上述の実施形態では、制御装置８０が、軸方向係数ｋｚの値および予め定められた判定基準値としての第１欠損閾値および第２欠損閾値を参照し、第１、第２摩擦面４１１、５１１の欠損範囲の大きさを判定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置８０は、軸方向係数ｋｚの値および予め定められた１つの判定基準値または３つ以上の判断基準値を参照して、第１、第２摩擦面４１１、５１１の欠損範囲の大きさを判定してもよい。または、制御装置８０は、軸方向係数ｋｚの値および予め実験等によって得られた制御マップを参照して、第１、第２摩擦面４１１、５１１の具体的な欠損範囲の大きさを算出してもよい。

上述の実施形態では、制御装置８０が、径方向係数ｋｘの値、直交方向係数ｋｙの値および判定基準値としての第１傾き閾値および第２傾き閾値を参照し、第１、第２摩擦面４１１、５１１の傾きの大きさを判定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置８０は、径方向係数ｋｘの値、直交方向係数ｋｙの値および予め定められた１つの判定基準値または３つ以上の判断基準値を参照して、第１、第２摩擦面４１１、５１１の傾きの大きさを判定してもよい。または、制御装置８０は、径方向係数ｋｘの値、直交方向係数ｋｙの値および予め実験等によって得られた制御マップを参照して、第１、第２摩擦面４１１、５１１の具体的な傾きの大きさを算出してもよい。

上述の実施形態では、荷重算出部７２のホイートストンブリッジ回路７２１が第１歪み量を検出する第１歪センサ７２１ａと、第２歪み量を検出する第２歪センサ７２１ｂを有する。そして、荷重演算部７２２が、第１歪センサ７２１ａが検出する第１歪み量および第２歪センサ７２１ｂが検出する第２歪み量に基づいて、第３歪み量を算出する例について説明したが、これに限定されない。

例えば、荷重算出部７２のホイートストンブリッジ回路７２１は、第１歪み量を検出する第１歪センサ７２１ａおよび第２歪み量を検出する第２歪センサ７２１ｂのうち、どちらか一方のみの歪センサを有する構成であってもよい。この場合、荷重演算部７２２は、第１歪センサ７２１ａが検出する第１歪み量および第２歪センサ７２１ｂが検出する第２歪み量のうち、どちらか一方のみの歪み量に基づいて、第３歪み量を算出してもよい。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（本発明の特徴）
[請求項１]
荷重を検出する荷重センサであって、
荷重を受ける荷重面（７１４ａ）を有し、前記荷重面が荷重を受けることによって変形する筐体（７１）と、
前記荷重面に沿う方向を第１方向（ＤＲｘ）、前記荷重面に沿う方向、且つ、前記第１方向に交差する方向を第２方向（ＤＲｙ）としたとき、前記荷重面に受ける荷重によって前記筐体が変形する際に、前記筐体における複数の部位の前記第１方向の歪み量である第１歪み量および前記筐体における複数の部位の前記第２方向の歪み量である第２歪み量のうち、少なくとも一方の歪み量を検出する歪み検出部（７２）と、
前記歪み検出部が検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の部位の前記第２歪み量のうち、前記複数の部位の少なくとも一方の歪み量に基づいて、前記荷重面が受ける荷重のうち、前記荷重面に交差する第３方向（ＤＲｚ）にかかる面直交荷重（Ｆｚ）を求める荷重演算部（７２２）と、を備えた荷重センサ。
[請求項２]
荷重を検出する荷重センサであって、
荷重を受ける荷重面（７１４ａ）を有し、前記荷重面が荷重を受けることによって変形する筐体（７１）と、
前記荷重面に沿う方向を第１方向（ＤＲｘ）、前記荷重面に沿う方向、且つ、前記第１方向に交差する方向を第２方向（ＤＲｙ）としたとき、前記荷重面に受ける荷重によって前記筐体が変形する際に、前記筐体における複数の部位の前記第１方向の歪み量である第１歪み量および前記筐体における複数の部位の前記第２方向の歪み量である第２歪み量を検出する歪み検出部（７２）と、
前記歪み検出部が検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の部位の前記第２歪み量に基づいて、前記荷重面が受ける荷重のうち、前記荷重面に交差する第３方向（ＤＲｚ）にかかる面直交荷重（Ｆｚ）を求める荷重演算部（７２２）と、を備えた荷重センサ。
[請求項３]
前記歪み検出部は、前記複数の部位の前記第１歪み量を検出する複数の第１歪センサ（７２１ａ）および前記複数の部位の前記第２歪み量を検出する複数の第２歪センサ（７２１ｂ）を有し、
前記荷重演算部は、前記複数の第１歪センサが検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の第２歪センサが検出する前記複数の部位の前記第２歪み量に基づいて、前記筐体における複数の部位の前記第３方向の歪み量である第３歪み量を算出し、算出した複数の部位の前記第３歪み量に基づいて前記面直交荷重を求める請求項２に記載の荷重センサ。
[請求項４]
前記筐体は、前記荷重面が荷重を受けることによって変形する際に、自身の周囲の部位に比較して変形し易い低剛性部（７１５ａ）を有し、
前記複数の第１歪センサおよび前記複数の第２歪センサは、前記低剛性部に取り付けられており、前記低剛性部と一体に歪む際の歪み量に応じて電気抵抗値が変化する請求項３に記載の荷重センサ。
[請求項５]
前記低剛性部は、前記第３方向において前記荷重面と重なる位置に設けられ、前記第３方向の大きさが、前記低剛性部の周囲の部位に比較して小さく形成されている請求項４に記載の荷重センサ。
[請求項６]
前記低剛性部は、前記荷重面が延びる方向に沿って延びる実装面（７１５ｃ）を有し、
前記複数の第１歪センサは、前記実装面に設けられており、前記実装面における前記第１歪み量を検出し、
前記複数の第２歪センサは、前記実装面に設けられており、前記実装面における前記第２歪み量を検出する請求項５に記載の荷重センサ。
[請求項７]
前記低剛性部が変形する際の変形量を増加させる変形強調部（７４）を備え、
前記変形強調部は、前記第３方向における前記荷重面が押圧される方向を押圧方向とし、前記押圧方向に反対する方向を反力方向としたとき、前記第３方向において前記低剛性部と重なる位置であって、前記低剛性部より前記押圧方向側に設けられ、前記荷重面が荷重を受けることによって前記筐体が前記押圧方向側へ移動する際、前記低剛性部を前記反力方向側へ押圧する請求項４ないし６のいずれか１つに記載の荷重センサ。
[請求項８]
前記筐体は、内部に空間（Ｓ）を有する中空形状であって、前記空間を囲む外壁部（７１１）を有し、
前記歪み検出部は、前記外壁部における前記空間を囲む側の部位に設けられている請求項２ないし７のいずれか１つに記載の荷重センサ。
[請求項９]
前記荷重演算部は、前記歪み検出部が検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の部位の前記第２歪み量に基づいて、前記荷重面が受ける荷重のうち、前記第１方向にかかる第１荷重（Ｆｘ）および前記第２方向にかかる第２荷重（Ｆｙ）を算出する請求項２ないし８のいずれか１つに記載の荷重センサ。
[請求項１０]
請求項１ないし９のいずれか１つに記載の荷重センサと、
ブレーキペダル（Ｐ）と、
ブレーキロータ（Ｒ）と、
前記ブレーキロータに制動力を発生させる摩擦材（４１、５１）と、
前記摩擦材を前記ブレーキロータに押圧させるピストン（３０）と、
回転力を出力する電動モータ（６１）と、
前記電動モータが出力する回転力によって回転軸心（ＳＣ）を中心に回転する回転軸（６３１）を有し、前記電動モータが出力する回転力を変換して、前記ピストンが前記摩擦材を前記回転軸心の軸心方向に向けて前記ブレーキロータに押圧するための駆動力を出力する運動変換機構（６３）と、
前記ブレーキペダルの開度量に基づいて前記摩擦材が前記ブレーキロータを押圧する際の目標の荷重である目標ブレーキ荷重を決定するとともに、決定した前記目標ブレーキ荷重に基づいて前記電動モータの回転数を制御する制御装置（８０）と、を備え、
前記荷重センサは、前記第３方向が前記軸心方向に沿うように前記運動変換機構に取り付けられており、前記運動変換機構の駆動力によって前記ピストンが前記摩擦材を押圧する際に、前記運動変換機構に発生する反力を前記荷重面に受けることで、前記摩擦材が前記ブレーキロータを前記軸心方向に押圧する際の前記面直交荷重を求め、
前記制御装置は、前記荷重センサが求める前記面直交荷重が前記目標ブレーキ荷重に近づくように前記電動モータの回転数を制御する電動ブレーキシステム。
[請求項１１]
前記制御装置は、前記ブレーキペダルが操作された際に決定される前記目標ブレーキ荷重に基づいて前記電動モータの目標回転数を決定するとともに、前記電動モータを前記目標回転数で回転させた際に前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差を算出し、算出した前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差に基づいて前記摩擦材の摩耗量を算出する請求項１０に記載の電動ブレーキシステム。
[請求項１２]
前記制御装置は、前記ブレーキペダルが操作された際に決定される前記目標ブレーキ荷重に基づいて前記電動モータの目標回転数を決定するとともに、前記電動モータを前記目標回転数で回転させた際に前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差を算出し、算出した前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差に基づいて前記摩擦材の欠損を検出する請求項１０または１１に記載の電動ブレーキシステム。
[請求項１３]
前記荷重センサは、前記摩擦材が偏摩耗することによって前記荷重面が受ける反力が偏荷重となる場合、前記第１方向にかかる荷重および前記第２方向にかかる荷重を求め、
前記制御装置は、前記荷重センサが求める前記第１方向にかかる荷重および前記第２方向にかかる荷重に基づいて前記摩擦材における前記ブレーキロータに当接する面の軸心方向に対する傾きの大きさを算出する請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の電動ブレーキシステム。
[請求項１４]
前記筐体は、前記第３方向に沿って延びる貫通穴（７３）を有する円環状であって、
前記荷重センサは、前記貫通穴に前記回転軸が挿通されており、
前記歪み検出部は、前記筐体のうち、前記回転軸の周方向に沿う複数の部位の前記第１歪み量および複数の部位の前記第２歪み量を検出する請求項９ないし１３のいずれか１つに記載の電動ブレーキシステム。

７１ 筐体
７２ 歪み検出部
７２２ 荷重演算部
７１４ａ 荷重面
ＤＲｘ 第１方向
ＤＲｙ 第２方向
Ｆｚ 面直交荷重

Claims (14)

1. 荷重を検出する荷重センサであって、
   荷重を受ける荷重面（７１４ａ）を有し、前記荷重面が荷重を受けることによって変形する筐体（７１）と、
   前記荷重面に沿う方向を第１方向（ＤＲｘ）、前記荷重面に沿う方向、且つ、前記第１方向に交差する方向を第２方向（ＤＲｙ）としたとき、前記荷重面に受ける荷重によって前記筐体が変形する際に、前記筐体における複数の部位の前記第１方向の歪み量である第１歪み量および前記筐体における複数の部位の前記第２方向の歪み量である第２歪み量のうち、少なくとも一方の歪み量を検出する歪み検出部（７２）と、
   前記歪み検出部が検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の部位の前記第２歪み量のうち、前記複数の部位の少なくとも一方の歪み量に基づいて、前記荷重面が受ける荷重のうち、前記荷重面に交差する第３方向（ＤＲｚ）にかかる面直交荷重（Ｆｚ）を求める荷重演算部（７２２）と、を備えた荷重センサ。
2. 荷重を検出する荷重センサであって、
   荷重を受ける荷重面（７１４ａ）を有し、前記荷重面が荷重を受けることによって変形する筐体（７１）と、
   前記荷重面に沿う方向を第１方向（ＤＲｘ）、前記荷重面に沿う方向、且つ、前記第１方向に交差する方向を第２方向（ＤＲｙ）としたとき、前記荷重面に受ける荷重によって前記筐体が変形する際に、前記筐体における複数の部位の前記第１方向の歪み量である第１歪み量および前記筐体における複数の部位の前記第２方向の歪み量である第２歪み量を検出する歪み検出部（７２）と、
   前記歪み検出部が検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の部位の前記第２歪み量に基づいて、前記荷重面が受ける荷重のうち、前記荷重面に交差する第３方向（ＤＲｚ）にかかる面直交荷重（Ｆｚ）を求める荷重演算部（７２２）と、を備えた荷重センサ。
3. 前記歪み検出部は、前記複数の部位の前記第１歪み量を検出する複数の第１歪センサ（７２１ａ）および前記複数の部位の前記第２歪み量を検出する複数の第２歪センサ（７２１ｂ）を有し、
   前記荷重演算部は、前記複数の第１歪センサが検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の第２歪センサが検出する前記複数の部位の前記第２歪み量に基づいて、前記筐体における複数の部位の前記第３方向の歪み量である第３歪み量を算出し、算出した複数の部位の前記第３歪み量に基づいて前記面直交荷重を求める請求項２に記載の荷重センサ。
4. 前記筐体は、前記荷重面が荷重を受けることによって変形する際に、自身の周囲の部位に比較して変形し易い低剛性部（７１５ａ）を有し、
   前記複数の第１歪センサおよび前記複数の第２歪センサは、前記低剛性部に取り付けられており、前記低剛性部と一体に歪む際の歪み量に応じて電気抵抗値が変化する請求項３に記載の荷重センサ。
5. 前記低剛性部は、前記第３方向において前記荷重面と重なる位置に設けられ、前記第３方向の大きさが、前記低剛性部の周囲の部位に比較して小さく形成されている請求項４に記載の荷重センサ。
6. 前記低剛性部は、前記荷重面が延びる方向に沿って延びる実装面（７１５ｃ）を有し、
   前記複数の第１歪センサは、前記実装面に設けられており、前記実装面における前記第１歪み量を検出し、
   前記複数の第２歪センサは、前記実装面に設けられており、前記実装面における前記第２歪み量を検出する請求項５に記載の荷重センサ。
7. 前記低剛性部が変形する際の変形量を増加させる変形強調部（７４）を備え、
   前記変形強調部は、前記第３方向における前記荷重面が押圧される方向を押圧方向とし、前記押圧方向に反対する方向を反力方向としたとき、前記第３方向において前記低剛性部と重なる位置であって、前記低剛性部より前記押圧方向側に設けられ、前記荷重面が荷重を受けることによって前記筐体が前記押圧方向側へ移動する際、前記低剛性部を前記反力方向側へ押圧する請求項４ないし６のいずれか１つに記載の荷重センサ。
8. 前記筐体は、内部に空間（Ｓ）を有する中空形状であって、前記空間を囲む外壁部（７１１）を有し、
   前記歪み検出部は、前記外壁部における前記空間を囲む側の部位に設けられている請求項２ないし６のいずれか１つに記載の荷重センサ。
9. 前記荷重演算部は、前記歪み検出部が検出する前記複数の部位の前記第１歪み量および前記複数の部位の前記第２歪み量に基づいて、前記荷重面が受ける荷重のうち、前記第１方向にかかる第１荷重（Ｆｘ）および前記第２方向にかかる第２荷重（Ｆｙ）を算出する請求項２ないし６のいずれか１つに記載の荷重センサ。
10. 請求項１または２に記載の荷重センサと、
    ブレーキペダル（Ｐ）と、
    ブレーキロータ（Ｒ）と、
    前記ブレーキロータに制動力を発生させる摩擦材（４１、５１）と、
    前記摩擦材を前記ブレーキロータに押圧させるピストン（３０）と、
    回転力を出力する電動モータ（６１）と、
    前記電動モータが出力する回転力によって回転軸心（ＳＣ）を中心に回転する回転軸（６３１）を有し、前記電動モータが出力する回転力を変換して、前記ピストンが前記摩擦材を前記回転軸心の軸心方向に向けて前記ブレーキロータに押圧するための駆動力を出力する運動変換機構（６３）と、
    前記ブレーキペダルの開度量に基づいて前記摩擦材が前記ブレーキロータを押圧する際の目標の荷重である目標ブレーキ荷重を決定するとともに、決定した前記目標ブレーキ荷重に基づいて前記電動モータの回転数を制御する制御装置（８０）と、を備え、
    前記荷重センサは、前記第３方向が前記軸心方向に沿うように前記運動変換機構に取り付けられており、前記運動変換機構の駆動力によって前記ピストンが前記摩擦材を押圧する際に、前記運動変換機構に発生する反力を前記荷重面に受けることで、前記摩擦材が前記ブレーキロータを前記軸心方向に押圧する際の前記面直交荷重を求め、
    前記制御装置は、前記荷重センサが求める前記面直交荷重が前記目標ブレーキ荷重に近づくように前記電動モータの回転数を制御する電動ブレーキシステム。
11. 前記制御装置は、前記ブレーキペダルが操作された際に決定される前記目標ブレーキ荷重に基づいて前記電動モータの目標回転数を決定するとともに、前記電動モータを前記目標回転数で回転させた際に前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差を算出し、算出した前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差に基づいて前記摩擦材の摩耗量を算出する請求項１０に記載の電動ブレーキシステム。
12. 前記制御装置は、前記ブレーキペダルが操作された際に決定される前記目標ブレーキ荷重に基づいて前記電動モータの目標回転数を決定するとともに、前記電動モータを前記目標回転数で回転させた際に前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差を算出し、算出した前記荷重センサが求める前記面直交荷重と前記目標ブレーキ荷重との差に基づいて前記摩擦材の欠損を検出する請求項１０に記載の電動ブレーキシステム。
13. 前記荷重センサは、前記摩擦材が偏摩耗することによって前記荷重面が受ける反力が偏荷重となる場合、前記第１方向にかかる荷重および前記第２方向にかかる荷重を求め、
    前記制御装置は、前記荷重センサが求める前記第１方向にかかる荷重および前記第２方向にかかる荷重に基づいて前記摩擦材における前記ブレーキロータに当接する面の軸心方向に対する傾きの大きさを算出する請求項１０に記載の電動ブレーキシステム。
14. 前記筐体は、前記第３方向に沿って延びる貫通穴（７３）を有する円環状であって、
    前記荷重センサは、前記貫通穴に前記回転軸が挿通されており、
    前記歪み検出部は、前記筐体のうち、前記回転軸の周方向に沿う複数の部位の前記第１歪み量および複数の部位の前記第２歪み量を検出する請求項１０に記載の電動ブレーキシステム。

Images