JP3772485B2 - 電動式ブレーキ装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを駆動源として車輪を制動するモータ駆動式ディスクブレーキを備えた電動式ブレーキ装置に関するものであり、特に、モータの駆動力（駆動トルクを含む）の割に大きな車輪制動力を得る技術の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記電動式ブレーキ装置においては、モータの駆動力の割に大きな車輪制動力を発生させたいという要望がある。この要望を満たす一従来装置が実開平５−２２２３４号公報に記載されている。この従来装置においては、モータと摩擦パッドとの間に、モータの駆動力を倍力して摩擦パッドに付与する倍力機構が設けられるとともに、その倍力機構が、減速機構とねじ機構とが直列に接続された構造とされている。しかし、この従来装置には、大きな車輪制動力を発生させるためにモータおよび倍力機構にかかる負担が大きく、そのため、それらモータおよび倍力機構が大形化し易く、その結果、モータ駆動式ディスクブレーキが大形化し易いという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段，作用および効果】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その課題は、車輪制動時に摩擦パッドに発生する摩擦力を有効に利用することにより、モータ駆動式ディスクブレーキの大形化を回避しつつ、モータの駆動力の割に大きな車輪制動力を発生させ得る電動式ブレーキ装置を提供することにある。
【０００４】
この課題は下記態様の電動式ブレーキ装置によって解決される。なお、以下の説明において、本発明の各態様を、それぞれに項番号を付して請求項と同じ形式で記載する。各項に記載の特徴を組み合わせて採用することの可能性を明示するためである。
【０００５】
(1) モータを駆動源として車輪を制動するモータ駆動式ディスクブレーキであって、(a) 摩擦面を備えて車輪と共に回転するディスクロータと、(b)そのディスクロータに前記摩擦面において接触させられてディスクロータの回転を抑制する摩擦パッドと、(c)その摩擦パッドを少なくとも前記摩擦面と交差する方向に移動可能に支持するパッド支持機構と、(d)モータおよび加圧部材を備え、モータの駆動力により加圧部材を介して前記摩擦パッドを前記ディスクロータに向かって加圧するパッド加圧機構と、(e)前記ディスクロータと前記摩擦パッドとの間に発生する摩擦力によりその摩擦力を増加させるセルフサーボ機構とを有するモータ駆動式ディスクブレーキと、
前記モータを制御するモータ制御装置と、
前記車輪と路面との間に発生する制動力が予め定められた第１設定値より小さい状態で、前記セルフサーボ機構によるセルフサーボ効果の発生を阻止するセルフサーボ効果発生阻止機構と
を含むことを特徴とする電動式ブレーキ装置〔請求項１〕。
このブレーキ装置においては、セルフサーボ機構により、摩擦パッドに、モータの同じ駆動力の下においてセルフサーボ機構がない場合におけるより大きな摩擦力が付与される。したがって、このブレーキ装置によれば、摩擦パッドの摩擦力を利用しないでモータの駆動力のみを利用して摩擦パッドをディスクロータに押圧する前記従来装置に比較して、モータにかかる負担が軽減されてモータの小形化が容易となる。その結果、モータ駆動式ディスクブレーキの小形化も容易となり、よって、そのモータ駆動式ディスクブレーキの車体への搭載し易さも向上する。
このブレーキ装置の用途は、常用ブレーキとしたり、駐車ブレーキとすることができ、また、常用ブレーキのうち、アンチロック制御，トラクション制御等、自動ブレーキにも使用することができる。
このブレーキ装置において「モータ」は、巻線型モータとしたり、超音波モータとしたりすることができる。超音波モータは、非通電状態における静止保持トルクが巻線型モータに比較して大きいことから、このブレーキ装置を駐車ブレーキ装置として使用する場合に、「モータ」を超音波モータとすれば、駐車のための制動力を少ない電力で確保し得る。
このブレーキ装置は例えば、摩擦パッドがディスクロータを両側から挟んで一対設けられる場合に、それら一対の摩擦パッドの一方に発生した摩擦力により同じ摩擦パッドのセルフサーボ効果を発生させる形態で実施したり、一方の摩擦パッドに発生した摩擦力により異なる摩擦パッドのセルフサーボ効果を発生させる形態で実施することができる。
一方、セルフサーボ効果は、モータ駆動力の割りに大きな摩擦力を摩擦パッドに発生させ得るという利点を有する反面、モータ駆動力のみかけ上の倍力率（ゲイン，増幅率）、すなわち、実摩擦力をモータ駆動力で割り算した値が大きくなり、そのため、モータ駆動力に対する実摩擦力すなわち実車輪制動力の応答性が過敏になり易く、また、実摩擦力がモータ駆動力に対して非線形で増加する傾向があり、また、摩擦パッドの摩擦係数の変動の影響を受け易いという欠点を有する。そして、この欠点は、ブレーキの効きの不安定化につながり易い。一方、セルフサーボ効果は、その必要性がブレーキ操作状態において常に高いわけではなく、通常ブレーキ操作時には低い一方、急ブレーキ操作時には高い。また、通常ブレーキ操作時には、ブレーキの効きの安定化を優先すべきである一方、急ブレーキ操作時には、実車輪制動力の極大化のためにブレーキの効きの極大化を優先すべきである。
以上の事情に鑑み、本項に記載のブレーキ装置は、必要の有無に応じてセルフサーボ効果を選択的に発生させることを課題としてなされたものである。
そして、このブレーキ装置においては、車輪と路面との間に発生する車輪制動力が第１設定値より小さい状態で、セルフサーボ機構によるセルフサーボ効果の発生が阻止される。
したがって、このブレーキ装置によれば、セルフサーボ効果の発生が不適当である状態、すなわち、要求される車輪制動力が小さい通常ブレーキ操作時に、セルフサーボ効果が発生せず、よって、ブレーキの効きが不安定にならずに済み、一方、要求される車輪制動力が大きい急ブレーキ操作時に、セルフサーボ効果が発生し、ブレーキの効きが増加して、モータ駆動力の割りに大きな車輪制動力が発生する。
このブレーキ装置において「第１設定値」は、ブレーキ操作力が通常使用範囲（通常ブレーキ操作時におけるブレーキ操作力の変化範囲）の上限値にあるときに車輪制動力が取ることが予想される値としたり、車体減速度が０．５〜０．６Ｇであるときに車輪制動力が取ることが予想される値とすることができる。
また、このブレーキ装置において「セルフサーボ効果発生阻止機構」は、摩擦力により摩擦パッドがディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させる構造を有する場合に、摩擦パッドの連れ回りを機械的に阻止する形式（電気信号を使用しない形式）としたり、電気的に阻止する形式（電気信号を使用する形式）とすることができる。
(2) 前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させる構造を有し、前記セルフサーボ効果発生阻止機構が、前記摩擦力による前記摩擦パッドの連れ回りを阻止する機構を含む (1) 項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項２〕。
(3)前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させる構造を有するものであり、前記セルフサーボ効果発生阻止機構が、弾性力により前記摩擦パッドの連れ回りを阻止する弾性部材を含む(1) または (2) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
(4)前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させるとともにその連れ回り量に応じた大きさでセルフサーボ効果を発生させる構造を有するものであり、前記弾性部材が、弾性力が弾性変形量の増加に対して増加する状態で使用されるものである(3) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
前項に記載のブレーキ装置における「弾性部材」は例えば、弾性変形量とはほぼ無関係に一定の弾性力を摩擦パッドに付与する状態で使用される。この場合には、その一定の弾性力の設定により、摩擦パッドの連れ回り開始時期すなわちセルフサーボ効果の発生開始時期を制御可能である。これに対して、「弾性部材」を、弾性力を弾性変形量の増加に対して増加する状態で使用する場合には、「弾性部材」により、セルフサーボ効果の発生開始時期のみならず、セルフサーボ状態においてセルフサーボ効果の増加勾配（前述の、モータ駆動力のみかけ上の倍力率に対応する）をも制御可能となる。そして、「弾性部材」の弾性力と弾性変形量との関係すなわち弾性係数を適正化すれば、(a)「弾性部材」から摩擦パッドに付与する力を小さくして摩擦パッドの連れ回り開始を容易にすることにより、セルフサーボ効果の発生開始を容易にすることと、(b)セルフサーボ効果の発生状態で、「弾性部材」から摩擦パッドに付与する力を大きくして摩擦パッドの連れ回り速度の過大化を抑制することにより、セルフサーボ効果の増加勾配の過大化を防止することとの両立を容易に実現し得る。
以上の知見に基づき、本項に記載のブレーキ装置においては、弾性部材が、弾性力が弾性変形量の増加に対して増加する状態で使用される。
したがって、このブレーキ装置によれば、セルフサーボ効果の発生開始時期のみならず、セルフサーボ効果の発生状態においてセルフサーボ効果の増加勾配をも制御可能となる。また、セルフサーボ効果の減少勾配も制御可能となる。
ところで、例えば、摩擦パッドをくさびとして機能させてセルフサーボ効果を発生させるくさび型セルフサーボ機構を採用する場合であって、「弾性部材」を弾性変形量とはほぼ無関係に一定の弾性力を摩擦パッドに付与する状態で使用する場合には、ブレーキ操作の解除時に、車輪制動力の減少勾配が過大になる可能性がある。その理由は後に発明の実施の形態の欄において説明する。そして、セルフサーボ効果の発生状態において「弾性部材」の弾性力を大きくすることが、車輪制動力の減少勾配の過大化を防止するのに有効であり、このことをセルフサーボ効果の発生開始の容易化と両立させるために、本項に記載のブレーキ装置が有効である。
(5)前記弾性部材が、弾性力が弾性変形量の増加に対して線型で増加する状態で使用される(4)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(6)前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させるとともにその連れ回り量に応じた大きさでセルフサーボ効果を発生させる構造を有するものであり、前記セルフサーボ効果発生阻止機構が、弾性力により前記摩擦パッドの連れ回りを阻止する弾性部材であって、弾性力が弾性変形量の増加に対して非線型で増加する状態で使用されるものを含む(1) または (2)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項３〕。
このブレーキ装置によれば、前項に記載のブレーキ装置におけるより、一つの弾性部材に対する種々の要求を同時に満たすことが容易となる。
(7)前記弾性部材が、前記弾性変形量の増加に対する前記弾性力の増加率が弾性変形量が大きい場合において小さい場合におけるより大きい状態で使用される(6)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項４〕。
弾性部材を、弾性変形量の増加に対する弾性力の増加率（弾性係数）が弾性変形量が大きい場合において小さい場合におけるより大きくなるように設計すれば、セルフサーボ効果の発生開始を容易にすることと、セルフサーボ状態においてセルフサーボ効果の増加勾配の過大化を防止することとの両立をより容易に図り得る。また、くさび型セルフサーボ機構を採用する場合には、さらにセルフサーボ効果の減少勾配の早期過大化の防止との両立もより容易に図り得る。
(8)前記パッド加圧機構が、前記モータの駆動力により前記摩擦パッドを前記ディスクロータに押圧する第１押圧力を発生させる第１押圧装置を含み、前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドを前記ディスクロータに押圧する第２押圧力を発生させる第２押圧装置を含む(1) ないし (7) 項のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１９〕。
このブレーキ装置において「第１および第２押圧力」はそれぞれ、互いに異なる経路に沿って加圧部材から摩擦パッドに伝達される態様としたり、同じ経路に沿って伝達される態様とすることができる。
(9)前記摩擦パッドが、前記ディスクロータを両側から挟んで一対設けられ、前記パッド加圧装置およびセルフサーボ機構が、前記一対の摩擦パッドの少なくとも一方に対応して設けられたレバーを含み、そのレバーが、(a) 前記ディスクロータの回転軸線と交差する第１回動軸線の回りに回動可能に固定部材と連結された第１連結部と、(b) 車体が前方向と後方向とのうち予め定められた第１方向に走行するときに前記一対の摩擦パッドのうち対応する対応摩擦パッドに発生する前記摩擦力を受ける第１受け部と、(c) 前記対応摩擦パッドに背後から係合して力を付与する係合部とを有するとともに、それら第１連結部，第１受け部および係合部間の相対位置関係が、第１受け部が前記対応摩擦パッドから受けた摩擦力により、係合部がディスクロータに接近する向きのモーメントが当該レバーに発生するように予め設定された(1) ないし (8) 項のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、レバーを主体とした構造によりセルフサーボ機能を実現し得る。
このブレーキ装置を実施するための一形態においては、レバーにおける力点（第１受け部），支点（第１連結部）および作用点（係合部）間の相対位置関係（レバー比）が、摩擦パッドに発生した摩擦力が倍力された力が摩擦パッドに付与されるように予め設定される。そして、この形態によれば、セルフサーボ機能が効果的に実現される。別の形態においては、レバーに、モータの駆動力が入力される入力部が設けられる。そして、この形態によれば、共通のレバーにより、モータの駆動力に基づく力の摩擦パッドへの付与と、摩擦パッドに発生した摩擦力に基づく力の摩擦パッドへの付与とが一緒に行われるため、別々の部材によりそれら２種類の力の付与を行う場合に比較して、モータ駆動式ディスクブレーキの小形化を容易に行い得る。
(10)前記パッド加圧機構およびセルフサーボ機構が、前記レバーを前記一対の摩擦パッドに対応して一対含むとともに、さらに、それら一対のレバーを前記ディスクロータを跨いで互いに連結する一対のリンクを含み、それら一対のリンクが、２本のリンクが互いに、前記第１回動軸線と平行な第２回動軸線の回りに回動可能に連結された構成を有し、各リンクが、(d) 前記第２回動軸線と平行な第３回動軸線の回りに回動可能に、前記一対のレバーのうち対応する対応レバーと連結された第２連結部と、(e) 前記車体が前方向と後方向とのうち前記第１方向とは異なる第２方向に走行するときに前記対応摩擦パッドに発生する前記摩擦力を受ける第２受け部とを有するとともに、それら第２連結部および第２受け部と前記第１連結部および係合部間の相対位置関係が、第２受け部が前記対応摩擦パッドから受けた摩擦力により、係合部がディスクロータに接近する向きのモーメントが前記対応レバーに発生するように予め設定された(9) 項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、車体が前進する際のみならず後退する際にもセルフサーボ機能を実現し得、車体の前進時であるか後退時であるかを問わず、大きな車輪制動力を発生させ得る。
(11)さらに、前記モータの駆動力の変化に対する前記セルフサーボ効果の変化勾配を機械的に制御する勾配制御機構を含む(1) ないし(10)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項５〕。
上述のように、セルフサーボ状態においてはセルフサーボ効果の変化勾配が過大化し易いが、このブレーキ装置によれば、勾配制御機構により機械的にセルフサーボ効果の変化勾配を制御し得るため、セルフサーボ効果の変化勾配の過大化を防止し得る。
このブレーキ装置において「勾配制御機構」の一態様は、上記弾性部材を用い、かつ、それの弾性係数を適正化することによりセルフサーボ効果の増加勾配を制御するものであり、別の態様は、摩擦パッドの加圧部材との接触面を用い、かつ、その接触面の、摩擦面に対する傾斜角を適正化することによりセルフサーボ効果の増加勾配を制御するものであり、さらに別の態様は、上記弾性部材を用い、かつ、それの弾性係数を適正化することによりセルフサーボ効果の減少勾配を制御するものである。
(12)前記パッド支持機構が、固定部材を含み、かつ、その固定部材が、前記摩擦パッドを前記ディスクロータの回転方向における両側から挟む一対の部分を含み、前記弾性部材が、一端部が、前記摩擦パッドの前記ディスクロータの回転方向における両端部のうち車体前進時に摩擦パッドがディスクロータに連れ回る側に位置する連れ回り側端部に連携させられる一方、他端部が、前記一対の部分のうち前記連れ回り側端部に近いものに連携させられるものである(1)ないし(11)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「固定部材」は例えば、車体に位置固定に取り付けられるマウンティングブラケットである。また、「一対の部分」は例えば、車体前進時と車体後退時とに摩擦力により摩擦パッドのディスクロータの回転方向における両端部の一方と他方とからそれぞれ作用する力を受ける一対の受け部である。
(13)前記パッド支持機構が、固定部材を含み、かつ、その固定部材が、前記摩擦パッドの前記ディスクロータの回転方向における両側から挟む一対の部分を含み、前記弾性部材が、一端部が、前記摩擦パッドの前記ディスクロータの回転方向における両端部のうち車体前進時に摩擦パッドがディスクロータに連れ回る側に位置する連れ回り側端部に連携させられる一方、他端部が、前記一対の部分のうち前記連れ回り側端部から遠いものに連携させられるものである(1)ないし(11)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項６〕。
このブレーキ装置においては、前項に記載のブレーキ装置（以下、「先のブレーキ装置」という）におけると同様に、弾性部材の一端部は摩擦パッド、他端部は固定部材の一対の部分に連携させられるが、先のブレーキ装置に比較して、弾性部材をディスクブレーキに容易に搭載可能となる。
具体的に説明すれば、先のブレーキ装置においては、弾性部材の一端部が、摩擦パッドの連れ回り側端部に連携させられる一方、他端部が、固定部材の一対の部分のうち連れ回り側端部に近いものに連携させられる。そのため、弾性部材を棒状または板状とする場合に、弾性部材の両端部間の距離が短いにもかかわらず十分な弾性圧縮量を確保するために、弾性部材の形状を概して、一対のアーム部が狭い空間を隔てて並んだＵ字状とすることが必要となる。その結果、弾性部材をディスクブレーキに搭載するために、弾性部材搭載のためのスペースをディスクブレーキにあえて設けることが必要となり、ディスクブレーキが大形化し易い。
これに対して、本項に記載のブレーキ装置においては、弾性部材の一端部は、先のブレーキ装置におけると同様に、摩擦パッドの連れ回り側端部に連携させられる一方、他端部は、先のブレーキ装置におけるとは異なり、固定部材の一対の部分のうち連れ回り側端部から遠いものに連携させられる。そのため、弾性部材を棒状または板状とする場合に、弾性部材の両端部間の距離が長いために、弾性部材を上記の場合におけるような形状とすることが不可欠ではなくなり、弾性部材搭載のためのスペースをディスクブレーキにあえて設けることも不可欠ではなくなる。ディスクブレーキに既存の空間を有効に利用して搭載可能となるのである。
したがって、このブレーキ装置によれば、先のブレーキ装置に比較して、弾性部材をディスクブレーキに容易に搭載可能となるのである。
このブレーキ装置において「弾性部材」は棒状または板状で真っ直ぐに延びる形状を主体としたり、円弧状に延びる形状を主体としたり、波状で真っ直ぐにまたは曲がって延びる形状を主体とすることができる。
(14)前記摩擦パッドが、前記ディスクロータを両側から挟んで一対設けられ、前記パッド加圧機構が、(a) 前記ディスクロータを跨いで前記一対の摩擦パッドに係合するとともに前記摩擦面と交差する方向に移動可能なキャリパボデーであって、一方の摩擦パッドをディスクロータに押圧するための押圧部と、他方の摩擦パッドに係合するリアクション部とが形成されているキャリパボデーと、(b) 前記押圧部に前記摩擦面と交差する方向に移動可能に支持された加圧ロッドであって、前記モータの駆動力により作動させられるものとを含み、前記加圧部材が、前記一方の摩擦パッドについては前記キャリパボデー、前記他方の摩擦パッドについては前記加圧ロッドであり、前記パッド支持機構が、(a) 固定部材と、(b) その固定部材のうち前記他方の摩擦パッドを前記ディスクロータの回転方向において両側から挟む一対の部分を互いに連結するブリッジ部を含み、前記弾性部材が、そのブリッジ部と概して平行に配置されている(13)項に記載の電動式ブレーキ装置。
ディスクブレーキは一般に、上記ブリッジ部を含むように構成され、弾性部材は、そのブリッジ部と概して平行に配置される形態で実施可能である。
ただし、ブリッジ部を設けることはディスクブレーキにとって不可欠なことではない。そのため、ブリッジ部を省略する一方、本来であればブリッジ部が設けられるべき位置に弾性部材を配置可能であり、このようにすれば、弾性部材の搭載のために新たな空間を確保せずに済む。
(15)さらに、前記車輪と路面との間に発生する制動力が予め定められた第２設定値を超えようとする状態で、前記セルフサーボ機構によるセルフサーボ効果の増加を阻止するセルフサーボ効果増加阻止機構を含む(1)ないし(14)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項７〕。
セルフサーボ機能を実現し得る電動式ブレーキ装置においては、摩擦パッドの摩擦力によりその摩擦力が増加させられるため、適当な時期にセルフサーボ効果の増加を積極的に、または機械的に制限することが、セルフサーボ効果の過大化を防止する上において望ましい。セルフサーボ効果が過大となると、例えば、前述のように、摩擦パッドのくさび効果を利用してセルフサーボ効果を発生させる形式のディスクブレーキにおいては、摩擦パッドがディスクロータと加圧部材との間に過大な力で挟まれ、加圧部材の摩擦パッドへの食い込み量が過大となり、ブレーキ操作の解除時に摩擦パッドが素早く戻らない等の不都合が生じる可能性がある。
以上の事情に鑑み、本項に記載のブレーキ装置は、セルフサーボ効果の過大化を防止し得ることを課題としてなされたものである。
そして、このブレーキ装置においては、車輪と路面との間に発生する制動力が第２設定値を超えようとする状態で、セルフサーボ機構によるセルフサーボ効果の増加が阻止される。
したがって、このブレーキ装置によれば、セルフサーボ効果の過大化を防止し得る。その結果、例えば、摩擦パッドのくさび効果を利用してセルフサーボ効果を発生させる形式のディスクブレーキにおいては、加圧部材の摩擦パッドへの食い込み量が過大とならずに済み、ブレーキ操作の解除時に摩擦パッドが素早く戻らない等の不都合を回避し得る。
このブレーキ装置において「増加を阻止する」とは、増加を完全に阻止して一切許容しない場合と、部分的に阻止して部分的に許容する場合との双方を含む。
また、このブレーキ装置において「セルフサーボ効果増加阻止機構」は、摩擦パッドのさらなる連れ回りを阻止することにより、セルフサーボ効果の増加を阻止する態様とすることができる。この態様においては、摩擦パッドのさらなる連れ回りは、機械的に阻止する形式（電気信号を使用しない形式）としたり、電気的に阻止する形式（電気信号を使用する形式）とすることができる。
(16)前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させるとともにその連れ回り量に応じた大きさでセルフサーボ効果を発生させる構造を有するものであり、前記セルフサーボ効果増加阻止機構が、その摩擦パッドを固定部材に当接させることによって摩擦パッドのさらなる連れ回りを阻止するストッパ構造を有するものである(15)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「固定部材」は例えば、車体に位置固定に取り付けられるマウンティングブラケットである。
(17)さらに、前記モータの温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段を含む(1)ないし(16)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項８〕。
モータを駆動源とする電動式ブレーキ装置においては、摩擦パッドとディスクロータとの摩擦熱によりモータの温度が上昇したり、モータ自身のコイルの発熱によってモータの温度が上昇する可能性がある。また、モータの温度（特に、コイルの温度）が上昇すると、その作動が不安定になる可能性がある。
以上の事情を背景として、本項に記載のブレーキ装置は、熱に対する信頼性を向上させることを課題としてなされたものである。
そして、このブレーキ装置においては、温度上昇抑制手段により、モータの温度上昇が抑制される。
したがって、このブレーキ装置によれば、モータの作動がそれの温度上昇によって不安定にならずに済み、モータを駆動源とする電動式ブレーキ装置の熱に対する信頼性を向上させ得る。
(18)前記温度上昇抑制手段が、前記モータから前記摩擦パッドに力が伝達される力伝達系に設けられ、摩擦パッドと前記ディスクロータとの間に発生する摩擦熱が前記力伝達系を経てモータに伝達されることを抑制する伝熱抑制部材を含む(17)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項９〕。
このブレーキ装置によれば、簡単な熱対策によってモータの温度上昇を抑制し得る。
(19)前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを許容するとともに、その連れ回り状態において摩擦パッドをディスクロータと前記加圧部材との間においてくさびとして機能させることにより、セルフサーボ効果を発生させるくさび型である(1)ないし(18)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１０〕。
このブレーキ装置によれば、摩擦パッドのくさび効果を利用してセルフサーボ機能を実現可能となる。
このブレーキ装置において「加圧部材」は、摩擦パッドがディスクロータを両側から挟んで一対設けられるとともに、それら一対の摩擦パッドに対してモータが１個だけ、それら一対の摩擦パッドの一方の側に配置される場合に、それら一対の摩擦パッドのうちモータが配置された側に位置するものにそのモータの駆動力を伝達する部材を意味する用語であると解釈することができ、また、その部材と、モータの駆動力を反対側の摩擦パッドに伝達する部材との双方を含む用語であると解釈することもできる。
(20)さらに、前記摩擦パッドと前記加圧部材との間の摩擦を低減させる摩擦低減手段を含む(19)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１１〕。
このブレーキ装置においては、摩擦低減手段により摩擦パッドと加圧部材との間の摩擦が低減させられる。
したがって、このブレーキ装置によれば、摩擦パッドの連れ回りが加圧部材との摩擦によって阻害されることが防止され、よって、セルフサーボ効果を効率よく発生させ得る。
このブレーキ装置において「摩擦低減手段」は、摩擦パッドと加圧部材との間に設けられ、少なくとも１個のボール，ローラ等、転動体を転動可能に保持してそれら摩擦パッドと加圧部材とを互いに当接させるスラストベアリング機構を含む態様としたり、摩擦パッドの加圧部材との接触面と、加圧部材のうち摩擦パッドとの接触面との少なくとも一方に低摩擦材料が付着された態様としたり、それら２つの接触面の少なくとも一方に、複数本の溝または突条が互いに平行に並んだ凹凸形状が形成された態様とすることができる。
(21)前記摩擦パッドの前記加圧部材との接触面が、摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回るにつれて前記摩擦面との距離が増加する向きにその摩擦面に対して傾斜した斜面を含み、前記セルフサーボ機構がその斜面を含む(19)または(20)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置において「斜面」は、ディスクロータの摩擦面に対して傾斜するものであるため、「摩擦パッドの加圧部材との接触面」が「斜面」を含むか否かは、摩擦パッドのみとの関係において判断すべきではなく、ディスクロータの摩擦面との関係において判断すべきである。以下、摩擦パッドが、表面においてディスクロータに接触させられるべき摩擦材の裏面に裏金の表面が固着された構造を有する場合を例に取り、具体的に説明する。
この例においては、摩擦パッドは裏金の裏面において加圧部材と接触することになる。すなわち、この場合には、裏金の裏面が「接触面」となるのである。そして、このような摩擦パッドに対して、摩擦材の板厚を摩擦パッドの連れ回り方向において均一とする一方、裏金の板厚を摩擦パッドの連れ回り方向において不均一とすれば、裏金の裏面に、摩擦材に対して傾斜する斜面が形成されることになる。摩擦パッド単体で見た場合に斜面であると認識される面が裏金の裏面に形成されることになるのである。そして、摩擦材の板厚を均一とする一方、裏金の板厚を不均一とした場合には、摩擦材に対して傾斜する斜面は、ディスクロータに対して傾斜する斜面でもあるため、この場合には、「接触面」に「斜面」が形成されていると容易に判断することができる。
これに対して、裏金の板厚を摩擦パッドの連れ回り方向において均一とする一方、摩擦材の板厚を不均一とした場合には、摩擦材の表面に、裏金に対して傾斜する斜面が形成されることになる。摩擦パッド単体で見た場合に斜面であると認識される面が摩擦材の表面、すなわち、「接触面」でない面に形成されることになるのである。しかしながら、この摩擦パッドをディスクロータの摩擦面との関係において見れば、摩擦面に対する斜面は、この場合にも、裏金の裏面、すなわち、「接触面」に形成されている。すなわち、摩擦材または裏金のいずれかの板厚を不均一にすることによって斜面を形成する場合、板厚が不均一とされる対象が裏金であるか摩擦材であるかを問わず、必ず「接触面」に「斜面」が形成されることになるのである。
(22)前記摩擦パッドの前記加圧部材との接触面が摩擦パッドの連れ回り方向において前記摩擦面に対して傾斜させられるとともにその傾斜角が摩擦パッドの連れ回り方向において変化する斜面を含み、前記セルフサーボ機構がその斜面を含む (19)または(20)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１２〕。
くさび型セルフサーボ機構は、摩擦パッドの加圧部材との接触面全体が斜面とされ、かつ、その斜面の勾配が摩擦パッドの連れ回り方向において変化しない形態で実施可能である。一方、くさび型セルフサーボ機構においては、斜面の勾配が緩やかであるほど、摩擦パッドの連れ回りが行われ易い。摩擦パッドがディスクロータに連れ回るために打ち勝つべき力が小さくて済むからである。また、くさび型セルフサーボ機構においては、斜面の勾配が急であるほど、摩擦パッドに発生する摩擦力すなわち車輪制動力の増加勾配が急になる。セルフサーボ効果の増加勾配に急になるのである。したがって、摩擦パッドの接触面全体を勾配が一定の斜面とした場合には、摩擦パッドの連れ回りが容易には開始されないためにセルフサーボ効果の発生が容易には開始されないとともに、セルフサーボ機構の作用状態（以下、「セルフサーボ状態」ともいう）においてセルフサーボ効果が過大になり易い。すなわち、斜面の勾配を一定とした場合には、セルフサーボ効果の発生開始の容易化と、セルフサーボ効果の増加勾配の過大化防止との両立が困難となるのである。
以上の事情を背景にして、本項に記載のブレーキ装置は、それらの両立を容易にすることを課題としてなされたものである。
そして、このブレーキ装置においては、摩擦パッドの加圧部材との接触面が摩擦パッドの連れ回り方向において摩擦面に対して傾斜させられる斜面を含み、その斜面の傾斜角が、摩擦パッドの連れ回り方向において変化する。
したがって、このブレーキ装置によれば、摩擦パッドの接触面のうち、セルフサーボ効果の発生開始時期に関与する部分と、セルフサーボ効果に実質的に関与する部分と、セルフサーボ効果の増加勾配の過大化防止に関与する部分との間で、摩擦面に対する傾斜角を互いに異ならせることが可能となり、よって、セルフサーボ効果の発生開始の容易化と、セルフサーボ効果の増加勾配の過大化防止との両立が容易となる。
このブレーキ装置において「接触面」は、その全体を摩擦面に対して傾斜した「斜面」としたり、その一部のみを「斜面」としたりすることができる。全体を「斜面」とする場合には、接触面の摩擦面に対する傾斜角が摩擦パッドの連れ回り方向において変化するという要求を満たすために、「斜面」を例えば、一曲面により構成したり、互いに連結された複数の曲面で構成したり、互いに連結された複数の平面により構成したりすることが必要となる。例えば、一つの部分円筒面により構成したり、互いに勾配が異なる複数の斜面を互いに連結することにより構成したり、複数の部分円筒面を互いに連結することにより構成したりすることが必要となるのである。これに対して、一部のみを「斜面」とする場合には、「接触面」に摩擦面に平行な部分、すなわち、傾斜角が０であって、「斜面」における傾斜角とは異なる部分が存在することから、たとえ「斜面」を一平面により構成しても、「接触面」全体としては、それの傾斜角が摩擦パッドの連れ回り方向において変化することになる。
また、このブレーキ装置における「傾斜角」は、前記(11)項における「勾配制御機構」として機能すると考えることができる。
(23)前記接触面が、前記摩擦パッドの連れ回り方向とは逆向きの方向において、第１部分と、その第１部分におけるより傾斜角が大きい第２部分と、その第２部分におけるより傾斜角が小さい第３部分とがそれらの順に並んで構成されている(22)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、摩擦パッドとディスクロータとの間の摩擦力が増加するにつれて、加圧部材は摩擦パッドの接触面上を、第１部分，第２部分および第３部分にそれらの順に接触することになる。セルフサーボ効果の発生開始時に第１部分と接触し、その後第２部分と接触し、続いて第３部分と接触するのである。そして、第１部分の傾斜角が第２部分におけるより小さくされているため、摩擦パッドの連れ回り開始が容易となり、セルフサーボ効果の発生開始が容易となる。また、第２部分の傾斜角が第１部分におけるより大きくされているため、十分なセルフサーボ効果が発生する。また、第３部分の傾斜角が第２部分におけるより小さくされているため、セルフサーボ効果の増加勾配の過大化が防止される。
このブレーキ装置において「第１部分」の傾斜角は、０とすることができる。また、「第３部分」の傾斜角は、第１部分の傾斜角と等しくしたり、０とすることができる。
(24)前記摩擦パッドが、前記ディスクロータを両側から挟んで一対設けられ、それら一対の摩擦パッドのうちの一方である第１摩擦パッドは、前記ディスクロータに連れ回り可能なものであり、他方である第２摩擦パッドは連れ回り不能なものであり、前記パッド加圧機構が、(a) 前記ディスクロータを跨いで前記一対の摩擦パッドに係合するとともに前記摩擦面と交差する方向に移動可能なキャリパボデーであって、前記第１摩擦パッドをディスクロータに押圧するための押圧部と、前記第２摩擦パッドに係合するリアクション部とが形成されているキャリパボデーと、(b) 前記押圧部に前記摩擦面と交差する方向に移動可能に支持された加圧ロッドであって、前記モータの駆動力により作動させられるものとを含み、前記加圧部材が、前記第１摩擦パッドについては前記加圧ロッド、前記第２摩擦パッドについては前記キャリパポデーである(6) ， (7)，(19)ないし(24)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(25)前記摩擦パッドが、前記ディスクロータを両側から挟んで一対設けられ、それら一対の摩擦パッドのうちの一方である第１摩擦パッドは、前記ディスクロータに連れ回り可能なものであり、他方である第２摩擦パッドは連れ回り不能なものであり、前記パッド加圧機構が、(a) 前記ディスクロータを跨いで前記一対の摩擦パッドに係合するとともに前記摩擦面と交差する方向に移動可能なキャリパボデーであって、前記第２摩擦パッドをディスクロータに押圧するための押圧部と、前記第１摩擦パッドに係合するリアクション部とが形成されているキャリパボデーと、(b) 前記押圧部に前記摩擦面と交差する方向に移動可能に支持された加圧ロッドであって、前記モータの駆動力により作動させられるものとを含み、前記加圧部材が、前記第１摩擦パッドについては前記キャリパボデー、前記第２摩擦パッドについては前記加圧ロッドである(6) ， (7) ，(19)ないし(24)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１３〕。
前記くさび型セルフサーボ機構は、前項に記載されているように、加圧ロッドが一対の摩擦パッドのうちディスクロータに連れ回る第１摩擦パッドに接触させられる態様で実施可能である。しかし、この態様においては、セルフサーボ状態において第１摩擦パッドがディスクロータに連れ回ると、第１摩擦パッドと加圧ロッドとの接触部にすべりが発生する。このすべりにより、加圧ロッドにそれの円滑な作動を妨げる向きの力や、加圧ロッドを予定外に変形させる向きの力が付与される可能性がある。
これに対して、本項に記載のブレーキ装置においては、加圧ロッドが、一対の摩擦パッドのうちディスクロータに連れ回らない第２摩擦パッドに接触させられており、セルフサーボ状態において加圧ロッドと第２摩擦パッドとの接触部にすべりが発生せずに済む。
したがって、このブレーキ装置によれば、セルフサーボ機構の正常作動を常時保証し得る。
(26)前記モータが、非通電状態では静止し、第１の通電状態では正回転し、第２の通電状態では逆回転するものであり、前記パッド加圧機構が、前記モータの正回転により前記加圧部材に前記摩擦パッドを前記ディスクロータに向かって加圧させるものであり、前記モータ制御装置が、前記モータを、前記摩擦パッドの加圧力の実際値が指令値と等しくなるように制御するものであり、当該電動式ブレーキ装置が、さらに、前記セルフサーボ機構の作用状態において前記加圧力実際値を増加させることが必要である場合に、前記摩擦パッドからの反力に抗して前記加圧部材をロックさせることにより、加圧力実際値の増加量が不足することを防止する増加量不足防止機構を含む(1)ないし(25)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１４〕。
セルフサーボ機構の作用状態（以下、単に「セルフサーボ状態」ともいう）においては、本来、モータが第１の通電状態にあれば、セルフサーボ機構の作用によって摩擦パッドの摩擦力に生じる効果（以下、「セルフサーボ効果」という）が正常な勾配で増加し、加圧力実際値も正常な勾配で増加するはずである。しかし、本発明者らは、セルフサーボ効果がある程度大きくなり、加圧力実際値もある程度大きくなると、セルフサーボ効果も加圧力実際値もそれ以上増加しなくなるという問題があることに気がついた。
この問題が発生する理由は次のように考えられる。
すなわち、加圧力実際値が増加すれば、摩擦パッドから加圧部材を経てモータに入力される反力も増加する。これに対して、モータが出力し得る駆動トルクに限界があり、そのため、摩擦パッドから入力される反力が駆動トルクの限界を超えようとする場合には、モータはそれの駆動トルクではその反力に対抗することができない。そのため、セルフサーボ効果がある程度大きくなり、反力もある程度大きくなった場合には、それらセルフサーボ効果および反力がさらに増加しようとしても、摩擦パッドからの反力によってモータが逆回転させられて加圧部材が摩擦パッドによって押し戻されてしまい、セルフサーボ効果も加圧力実際値もそれ以上増加しなくなるのである。
ところで、本発明者らはまた、セルフサーボ機構を備えたディスクブレーキには、セルフサーボ状態においては、加圧部材を摩擦パッドに接近する向きに前進させることができなくても同じ位置に保持することさえできれば、摩擦パッドがくさびとして機能して加圧力実際値が増加させられるという特性があることにも気がついた。
以上の知見に基づき、本項に記載のブレーキ装置は、セルフサーボ機構の上記のような特性を利用することにより、セルフサーボ状態において加圧力実際値が正常に増加しなくなることがあるという問題を解決することを課題としてなされたものである。
そして、このブレーキ装置によれば、増加量不足防止機構により、セルフサーボ状態において加圧力実際値を増加させることが必要である場合に、加圧力実際値の増加量（時間的増加量）が不足することが防止される。
このブレーキ装置において「モータ」は、超音波モータとしたり、ＤＣモータとしたり、他のモータとすることができる。
また、このブレーキ装置において「モータ制御装置」は、指令値に基づいて一方的にモータを制御するオープンループ制御式としたり、センサにより検出された実際値と指令値との比較によってモータを制御するフィードバック制御式とすることができる。
また、このブレーキ装置において「増加量不足防止機構」は、加圧部材を機械的にロックさせる形式としたり、電磁的にまたは電気的にロックさせる形式とすることができる。
(27)前記モータが超音波モータとされるとともに、前記モータ制御装置が、前記セルフサーボ機構の作用状態において前記加圧力実際値を増加させることが必要である場合に、前記超音波モータを非通電状態としてその超音波モータに静止保持トルクを発生させ、その発生させられた静止保持トルクによって前記加圧部材のロックを行う静止保持トルク発生手段を含むものとされることにより、前記増加量不足防止機構が構成されている(26)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１５〕。
超音波モータには、それの静止時（非通電時）において発生し得る保持トルクの方が、駆動時（通電時）において発生し得る駆動トルクより大きいという特性があることが既に知られている。
また、前述のように、本発明者らは、セルフサーボ機構を備えたディスクブレーキには、セルフサーボ状態においては、モータを正回転させることができなくても同じ回転位置に保持することさえできれば、摩擦パッドがくさびとして機能して加圧力実際値が増加させられるという特性があることに気がついた。
そこで、本項に記載のブレーキ装置においては、それら超音波モータの特性とセルフサーボ機構を備えたディスクブレーキの特性との双方に着目し、セルフサーボ状態において加圧力実際値を増加させることが必要である場合に、超音波モータの静止保持トルクによって加圧力実際値が増加させられる。
したがって、このブレーキ装置によれば、超音波モータの駆動トルクによってでは加圧力実際値を増加させ得ない場合に、静止保持トルクによって加圧力実際値が増加させられるため、超音波モータの駆動トルクの割りに大きな車輪制動力を発生させ得る。そして、このブレーキ装置によれば、例えば、超音波モータの小形軽量化が可能となり、ひいては、ディスクブレーキの小形軽量化も可能となる。
さらに、このブレーキ装置によれば、超音波モータを非通電状態にする期間を設けることによって加圧力実際値が増加させられるため、超音波モータによる電力消費量を節減し得る。
このブレーキ装置において「超音波モータ」は、進行波式としたり、定在波式とすることができる。
(28)前記静止保持トルク発生手段が、前記超音波モータの第１の通電状態において、前記加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったことに応じて、超音波モータを非通電状態にする増加量不足時制御手段を含む(27)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１６〕。
このブレーキ装置においては、超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったことに応じて超音波モータが非通電状態にされる。したがって、このブレーキ装置によれば、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回る可能性が生じたことに応じて超音波モータを非通電状態にする態様で前項に記載の電動式ブレーキ装置を実施する場合に比較して、超音波モータが無駄に非通電状態にさせられずに済み、超音波モータの作動応答性すなわちディスクブレーキの制御応答性を容易に向上させ得る。
このブレーキ装置において「第１基準増加量」は例えば、超音波モータが第１の通電状態にあり、かつ、超音波モータがそれの駆動トルクで摩擦パッドからの反力に対抗し得る状態において、加圧力実際値の増加量がとることが予想される正常値としたり、その正常値より小さい値、例えば、０とすることができる。ここに、「第１基準増加量」を０とした場合には、超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値が減少したことに応じて超音波モータが非通電状態にされることになる。
(29)前記増加量不足時制御手段が、(a) 前記加圧力実際値に関連する量を検出する加圧力関連量センサと、(b) その加圧力関連量センサの出力信号に基づき、前記加圧力実際値の増加量を検出する増加量検出手段とを含む(28)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、結果的に、加圧力関連量センサの出力信号に基づき、超音波モータを第１の通電状態から非通電状態に切り換える時期が決定されることとなる。したがって、このブレーキ装置によれば、非通電状態への切換時期を、加圧力実際値との関係において精度よく決定し得る。
このブレーキ装置において「加圧力関連量センサ」は例えば、加圧力実際値を直接に検出する加圧力センサとしたり、加圧力関連量のうち加圧力実際値を除くものを検出するセンサとすることができる。ここに、加圧力関連量のうち加圧力実際値を除くものには、例えば、摩擦パッドとディスクロータとの間の摩擦力，車輪制動力，車体減速度等を選ぶことができる。
(30)前記モータ制御装置が、さらに、前記増加量不足時制御手段により前記超音波モータが非通電状態にされた後において、前記加圧力実際値の増加量が第２基準増加量を下回ったことに応じて、超音波モータを第１の通電状態にする第１制御手段を含む(29)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったために超音波モータが非通電状態にされた後、加圧力実際値が正常に増加しない場合がある。超音波モータの静止保持トルクを利用して加圧力実際値を増加させるためには、加圧部材と摩擦パッドとの間に予定外の隙間が生じないことが必要であるが、何らかの理由により、そのような隙間が生じてしまう場合が考えられ、そのような事態を想定し、このブレーキ装置においては、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったために超音波モータが非通電状態にされた後、加圧力実際値の増加量が第２基準増加量を下回った場合には、超音波モータが第１の通電状態にされ、それにより、超音波モータが正回転させられて加圧部材と摩擦パッドとの間の予定外の隙間が消滅させられ、セルフサーボ機構によって加圧力実際値が正常に増加する状態とされる。
したがって、このブレーキ装置によれば、セルフサーボ機構の適正作動が保証される。
このブレーキ装置において「第２基準増加量」は例えば、セルフサーボ機構が正常に作動する状態において加圧力実際値の増加量がとることが予想される正常値としたり、その正常値より小さい値、例えば、０とすることができる。また、この「第２基準増加量」は、前記第１基準増加量と等しい値としたり、異なる値とすることができる。
(31)前記モータ制御装置が、さらに、前記増加量不足時制御手段により前記超音波モータが非通電状態にされた後において、前記加圧力実際値の増加量とは無関係に、超音波モータが非通電状態にされたときから設定時間が経過したことに応じて、超音波モータを第１の通電状態にする第２制御手段を含む(29)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったために超音波モータが非通電状態にされた後、超音波モータが非通電状態にされたときから設定時間が経過したことに応じて、超音波モータが第１の通電状態にされる。したがって、このブレーキ装置によれば、上記のように、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったために超音波モータが非通電状態にされた後、加圧部材と摩擦パッドとの間に予定外の隙間が生じれば、その予定外の隙間が消滅させられ、セルフサーボ機構の適正作動が保証される。
また、このブレーキ装置においては、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったために超音波モータが非通電状態にされた後、加圧力実際値の増加量とは無関係に、超音波モータが第１の通電状態にされる。したがって、このブレーキ装置によれば、前項に記載の電動式ブレーキ装置とは異なり、加圧力実際値の増加量の検出が不要となり、電動式ブレーキ装置の設計（特に、ソフトウェアの設計）が容易になる。
なお、本項に記載のブレーキ装置においては、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったために超音波モータが非通電状態にされた後、超音波モータを非通電状態にし続けることが加圧力実際値を正常に増加させるために必要である場合であっても、超音波モータが第１の通電状態にされてしまう。しかし、この場合には、その後、前記増加量不足時制御手段により、超音波モータが非通電状態にされ、それにより、加圧力実際値が超音波モータの静止保持トルクによって増加させられることになるため、不都合はない。
このブレーキ装置において「設定時間」は例えば、超音波モータによる摩擦パッドの加圧制御があるコンピュータプログラムがコンピュータにより一定または可変の制御周期で実行されることによって実現される場合、その制御周期とすることができる。すなわち、「第２制御手段」は例えば、コンピュータプログラムのある回の実行において、加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったために超音波モータが非通電状態にされた場合に、コンピュータプログラムの次回の実行において、超音波モータを第１の通電状態にする態様とすることができるのである。
(32)前記静止保持トルク発生手段が、前記セルフサーボ機構の作用開始に応じて、前記超音波モータを非通電状態にするサーボ開始時制御手段を含む(27)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１７〕。
このブレーキ装置においては、超音波モータの第１の通電状態において、加圧力実際値の増加量が前記第１基準増加量を下回ったか否かを問わず、セルフサーボ機構の作用開始に応じて、超音波モータが非通電状態にされる。
したがって、このブレーキ装置によれば、超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回る手前から、超音波モータを非通電状態にして超音波モータの静止保持トルクを利用可能となる。
(33)前記サーボ開始時制御手段が、(a) 前記加圧力実際値に関連する量を検出する加圧力関連量センサと、(b) その加圧力関連量センサの出力信号に基づき、前記超音波モータの第１の通電状態において前記加圧力実際値の増加量が第３基準増加量を超えるという条件を含む少なくとも一つの条件が同時に成立した場合に、前記セルフサーボ機構の作用が開始されたと判定するセルフサーボ状態判定手段とを含む(32)項に記載の電動式ブレーキ装置〔請求項１８〕。
このブレーキ装置においては、超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値が時間と共に増加する勾配すなわち増加量が、セルフサーボ機構の作用状態において非作用状態におけるより大きくなるという知見に基づき、超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値の増加量が第３基準増加量を超えるという条件を含む少なくとも一つの条件が同時に成立した場合に、セルフサーボ機構の作動が開始されたと判定されて、超音波モータが非通電状態にされる。
このブレーキ装置において「加圧力関連量センサ」は、前記(29)項に記載のブレーキ装置におけると同様に考えることができる。
また、「第３基準増加量」は例えば、セルフサーボ機構の作用状態において加圧力実際値の増加量がとることが予想される正常値としたり、その正常値より小さい値とすることができる。
(34)前記少なくとも一つの条件が、前記超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値の増加量が第３基準増加量を超えるという条件以外の条件として、加圧力実際値が判定加圧力を超えるという条件を含む(33)項に記載の電動式ブレーキ装置。
後述のように、セルフサーボ機構が前記セルフサーボ効果発生阻止機構を有し、加圧力実際値が基準加圧力以上となったときにセルフサーボ機構の作用が開始されるように当該ブレーキ装置が設計される場合があり、この場合には、その基準加圧力と等しいかまたはそれより大きい値として判定加圧力を設定し、加圧力実際値が判定加圧力を超えるという条件を上記「少なくとも一つの条件」に含めることができる。
このようにする場合には、超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値の増加量が第３基準増加量を超えれば直ちにセルフサーボ機構の作用が開始されたと判定する場合に比較して、セルフサーボ状態の判定精度が向上する。
(35)前記増加量不足防止機構が、前記モータと加圧部材との間に設けられ、モータの側から加圧部材の側へのトルク伝達は行うがその逆向きのトルク伝達は行わないことにより、前記加圧部材のロックを行うトルク伝達機構を含む(26)ないし(34)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、セルフサーボ状態において、摩擦パッドから加圧部材に入力された反力がモータの駆動トルクに勝ろうとしても、トルク伝達機構により、トルク伝達が加圧部材の側からモータの側へ向かう向きには行われない。したがって、このブレーキ装置によれば、セルフサーボ状態においてトルク伝達機構により、摩擦パッドからの反力に抗して加圧部材がロックされるため、モータが逆回転させられずに済む。
このブレーキ装置において「モータ」は、前記超音波モータとしたり、ＤＣモータとしたり、他のモータとすることができる。
(36)前記パッド加圧機構が、さらに、前記モータと加圧部材との間に設けられ、モータと共に回転する回転部材と加圧部材と共に直線運動する移動部材とを備えて回転部材の回転運動を移動部材の直線運動に変換する運動変換機構を含み、前記トルク伝達機構が、前記モータと回転部材との間に設けられ、トルク伝達をモータから回転部材へ向かう向きには行うがその逆向きには行わない機構を含む(35)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(37)前記パッド加圧機構が、さらに、前記モータと加圧部材との間に設けられ、モータと共に回転する回転部材と加圧部材と共に直線運動する移動部材とを備えて回転部材の回転運動を移動部材の直線運動に変換する運動変換機構を含み、前記トルク伝達機構が、前記モータと回転部材との間に設けられ、モータと共に回転するウォームと回転部材と共に回転するウォームホイールとがかみ合うウォームギヤを含む(35)または(36)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、トルク伝達機構を簡単な構造で実現し得る。
(38)前記モータ制御装置が、前記トルク伝達機構が前記逆向きのトルク伝達を阻止する状態において、前記モータを非通電状態にする逆向きトルク伝達阻止時制御手段を含む(35)ないし(37)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置によれば、トルク伝達機構が加圧部材の側からモータの側へのトルク伝達を阻止する状態、すなわち、モータを通電状態にすることが必要でない状態において、モータが非通電状態にされるため、モータによる無駄な電力消費が防止される。
(39)前記逆向きトルク伝達阻止時制御手段が、前記セルフサーボ機構の作用開始に応じて、前記モータを非通電状態にするサーボ開始時制御手段を含む(38)項に記載の電動式ブレーキ装置。
このブレーキ装置においては、セルフサーボ状態においてモータが非通電状態にされる。一方、セルフサーボ状態においては、トルク伝達機構が加圧部材の側からモータの側へのトルク伝達を阻止する状態、すなわち、モータを通電状態にすることが不要である状態にある可能性が高い。したがって、このブレーキ装置によれば、モータによる無駄な電力消費が防止される。
(40)前記サーボ開始時制御手段が、(a)前記加圧力実際値に関連する量を検出する加圧力関連量センサと、(b)その加圧力関連量センサの出力信号に基づき、前記モータの第１の通電状態において前記加圧力実際値の増加量が第２基準増加量を超えるという条件を含む少なくとも一つの条件が同時に成立した場合に、前記セルフサーボ機構の作動が開始されたと判定するセルフサーボ状態判定手段とを含む(39)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(41)前記モータ制御装置が、(a)運転操作に関連する情報を検出する運転操作関連情報センサと、車両の状態に関連する情報を検出する車両状態関連情報センサと、車輪の状態に関連する情報を検出する車輪状態関連情報センサとの少なくとも一つを含む関連情報センサと、(b)その関連情報センサの出力信号に基づいて前記加圧力指令値を決定する加圧力指令値決定手段と、(c)その決定された加圧力指令値に基づいて前記モータを、加圧力の実際値が指令値と等しくなるように制御するコントローラとを含む(1)ないし(40)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(42)前記モータ制御装置が、(a)主ブレーキ操作時に前記モータを制御して前記モータ駆動式ディスクブレーキを作動させる主ブレーキ用モータ制御装置と、(b)駐車ブレーキ操作時に前記モータを制御して前記モータ駆動式ディスクブレーキを作動させる駐車ブレーキ用モータ制御装置とを含む(1)ないし(40)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(43)前記主ブレーキ用モータ制御装置が、(a)運転操作に関連する情報を検出する運転操作関連情報センサと、車両の状態に関連する情報を検出する車両状態関連情報センサと、車輪の状態に関連する情報を検出する車輪状態関連情報センサとの少なくとも一つを含む関連情報センサと、(b)その関連情報センサの出力信号に基づいて前記加圧力指令値を決定する加圧力指令値決定手段と、(c)その決定された加圧力指令値に基づいて前記モータを、加圧力の実際値が指令値と等しくなるように制御する主ブレーキコントローラとを含む(42)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(44)前記駐車ブレーキ用モータ制御装置が、(a)車両を停止状態に保持することが必要である場合に運転者により操作される駐車ブレーキ操作部材と、(b)その駐車ブレーキ操作部材の操作を検出する駐車ブレーキ操作センサと、(c)その駐車ブレーキ操作センサの出力信号に基づいて前記加圧力指令値を、車両を停止状態に保持するために前記モータにより発生させることが必要である高さに決定する加圧力指令値決定手段と、(d)その決定された加圧力指令値に基づいて前記モータを、加圧力の実際値が指令値と等しくなるように制御する駐車ブレーキコントローラとを含む(42)項に記載の電動式ブレーキ装置。
(45)さらに、前記モータによる前記摩擦パッドの加圧力の実際値を直接に検出する加圧力センサを含み、かつ、前記加圧力センサと接続された状態で前記モータ制御装置に設けられ、前記モータ駆動式ディスクブレーキの非作用時に前記加圧部材が前記摩擦パッドから退避させられる位置を制御する退避位置制御手段であって、加圧力センサの出力信号に基づいて加圧部材が摩擦パッドとの押圧を開始したかまたは終了した位置を検出し、その検出位置から設定距離だけ摩擦パッドから離間する向きに離れた退避位置まで加圧部材が移動するように前記モータを作動させ、加圧部材がその退避位置に到達したならばモータを非通電状態にする退避位置制御手段を含む(1)ないし(44)項のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
(46)モータを駆動源として車輪を制動するモータ駆動式ディスクブレーキであって、(a) 摩擦面を備えて車輪と共に回転するディスクロータと、(b)そのディスクロータに前記摩擦面において接触させられてディスクロータの回転を抑制する摩擦パッドと、(c)その摩擦パッドを少なくとも前記摩擦面と交差する方向に移動可能に支持するパッド支持機構と、(d)モータおよび加圧部材を備え、モータの駆動力により加圧部材を介して前記摩擦パッドを前記ディスクロータに向かって加圧するパッド加圧機構であって、前記モータが、非通電状態では静止させられ、第１の通電状態では摩擦パッドを加圧するために正回転させられ、第２の通電状態では摩擦パッドを摩擦面から離間させるために逆回転させられるパッド加圧機構とを有するモータ駆動式ディスクブレーキと、
前記モータによる前記摩擦パッドの加圧力の実際値を直接に検出する加圧力センサと、
その加圧力センサと前記モータとに接続され、前記加圧力の指令値に基づいてモータを、加圧力の実際値が指令値と等しくなるように制御するモータ制御装置と
を含む電動式ブレーキ装置において、
前記加圧力センサと接続された状態で前記モータ制御装置に設けられ、前記モータ駆動式ディスクブレーキの非作用時に前記加圧部材が前記摩擦パッドから退避させられる位置を制御する退避位置制御手段であって、加圧力センサの出力信号に基づいて加圧部材が摩擦パッドとの押圧を開始したかまたは終了した位置を検出し、その検出位置から設定距離だけ摩擦パッドから離間する向きに離れた退避位置まで加圧部材が移動するように前記モータを作動させ、加圧部材がその退避位置に到達したならばモータを非通電状態にする退避位置制御手段を設けたことを特徴とするモータ駆動式ディスクブレーキを備えた電動式ブレーキ装置。
前項および本項に記載のブレーキ装置においては、加圧力センサの出力信号に基づいて加圧部材が摩擦パッドとの押圧を開始したかまたは終了した位置が検出され、その検出位置から設定距離だけ摩擦パッドから離間する向きに離れた退避位置まで加圧部材が移動するようにモータが作動させられる。
したがって、このブレーキ装置によれば、摩擦パッドの実際の板厚を考慮して加圧部材の退避位置に制御されるため、ディスクブレーキの非作用状態において、摩擦パッドがディスクロータに接近し過ぎてディスクロータによる引きずりを生じたり、摩擦パッドがディスクロータから離間し過ぎてディスクブレーキの効き遅れを生じたりすることが防止される。
また、このブレーキ装置においては、加圧力実際値を検出する加圧力センサによって加圧部材の位置が検出されるため、加圧力実際値と加圧部材の位置とを別個のセンサにより検出することが不要となり、当該ブレーキ装置におけるセンサの数を削減可能となる。
また、このブレーキ装置においては、加圧部材が摩擦パッドとの押圧を開始したかまたは終了した位置を基準として加圧部材の退避位置が決定されるため、加圧部材を最大加圧力でディスクロータに押圧された位置を基準として加圧部材の退避位置を決定する場合に比較して、加圧部材の退避位置が、摩擦パッドの弾性変形量の個体ばらつきの影響を受けずに済む。
(47)車輪に設けられた、(1)ないし(46)項のいずれかに記載のモータ駆動式ディスクブレーキと、
前記車輪の制動力を検出する制動力センサと、
少なくともその制動力センサにより検出された車輪の制動力に基づき、車輪の実制動力が目標制動力となるように前記モータを制御するモータ制御装置と
を含むことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
モータを駆動源とする電動式ブレーキ装置においては、摩擦パッドとディスクロータとの間の摩擦係数の変動等にもかかわらず車輪制動力の大きさを正しく制御するために、摩擦パッドの実摩擦力すなわち車輪の実制動力に基づいてモータを制御することが望ましい。
以上の事情に鑑み、本項に記載のブレーキ装置は、車輪の実制動力をフィードバックすることにより、摩擦パッドとディスクロータとの間の摩擦係数の変動等にもかかわらず目標制動力を精度よく実現することを課題としてなされたものである。
そして、このブレーキ装置によれば、実制動力を監視しつつモータが制御される。したがって、このブレーキ装置によれば、摩擦パッドとディスクロータとの間の摩擦係数の変動にもかかわらず目標制動力を精度よく実現し得る。
このブレーキ装置において「制動力センサ」は例えば、各車輪のモータ駆動式ディスクブレーキの構成部材であって各車輪の制動力に応じた歪みが発生するもののその歪みを検出する形式とすることができる。
また、このブレーキ装置において「モータ制御装置」は例えば、ブレーキ操作中、セルフサーボ効果の発生状態であるか不発生状態であるかを問わず、実制動力に基づいてモータのフィードバック制御を行う態様としたり、セルフサーボ効果の発生状態でのみモータのフィードバック制御を行う態様としたり、セルフサーボ効果の不発生状態でのみモータのフィードバック制御を行う態様とすることができる。
(48)摩擦面を有して車輪と共に回転するディスクロータと、
そのディスクロータに前記摩擦面において接触させられてディスクロータの回転を抑制する摩擦パッドと、
モータの駆動力により前記摩擦パッドを前記ディスクロータに押圧する押圧装置と
を含むモータ駆動式ディスクブレーキにおいて、
前記押圧装置を、さらに、レバーを含み、かつ、そのレバーを、(a)前記ディスクロータの回転軸線と交差する回動軸線の回りに回動可能に固定部材と連結された連結部と、(b) 前記モータの駆動力が入力される入力部と、(c)前記摩擦パッドに背後から係合して前記押圧力を付与する係合部とを有するとともに、それら連結部，入力部および係合部間の相対位置関係が、前記モータの駆動力が倍力されて前記摩擦パッドに作用するように予め設定されたモータ駆動式ディスクブレーキ。
このディスクブレーキは、モータと摩擦パッドとの間の倍力機構の構造を簡単にすることにより、構造複雑化を回避しつつ、モータの駆動力の割に大きな車輪制動力を発生させることを課題としてなされたものである。
そして、このディスクブレーキにおいては、モータの駆動力がレバーを主体とする簡単な構造によって倍力されて摩擦パッドに伝達される。したがって、このディスクブレーキによれば、モータの駆動力の割に大きな車輪制動力を発生させるために構造が複雑にならずに済む。
このディスクブレーキは、前記(17)項に記載の温度上昇抑制手段や、(18)項に記載の伝熱抑制部材を使用し得る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【０００７】
本発明の第１実施形態は、各車輪毎にモータ駆動式ディスクブレーキを備えた４輪自動車用の電動式ブレーキ装置である。図１には、一つの車輪に設けられるディスクブレーキ１０が代表的に示されるとともに、ブレーキ装置全体が系統図として示されている。
【０００８】
ディスクブレーキ１０はディスクロータ１１を備えており、ディスクロータ１１は車輪と共に回転する。ディスクロータ１１の両面はそれぞれ摩擦面１２とされ、それら摩擦面１２に対向して一対の摩擦パッド１４，１４が配設されている。各摩擦パッド１４は、摩擦材１８と、その背面に固着された鋼製の裏板２０とを備えている。
【０００９】
ディスクロータ１１の近傍には、車体に位置固定に取り付けられた固定部材２６がディスクロータ１１を跨いで配設されている。ディスクロータ１１の両側には一対のレバー３０，３０がディスクロータ１１および一対の摩擦パッド１４，１４を隔てて互いに対向する状態で配設されている。
【００１０】
各レバー３０は、それの前端部（図において右側の端部）において固定部材２６に、ディスクロータ１１の回転軸線（図において上下方向に延びる直線）と立体交差（交差の一例である）する第１回動軸線Ｌ１（図２参照）の回りに回動可能に連結されている。固定部材２６には、ディスクロータ１１を隔てて互いに対向する一対の連結部３２，３２がそれぞれ形成されている。各連結部３２は、図２に示すように、固定部材２６の本体部から車体後方に空間３４を隔てて延びる一対の延出部３６，３６として形成されている。各レバー３０の前端部に第１連結部４０が形成されており、この第１連結部４０は、空間３４内において一対の延出部３６，３６に僅かな隙間を残して回動可能に配置されている。それら一対の延出部３２，３２と第１連結部４０とは、それらを同時に貫通する連結部材としてのボルト４２により互いに連結されている。
【００１１】
各レバー３０の中間部には、図１に示すように、各摩擦パッド１４の裏板２０の裏面に係合する係合部４４が形成されている。さらに、各レバー３０の前端部には、図２に示すように、裏板２０のうち車体前側（摩擦パッド１４のトレーリング側、すなわち、ディスクロータ１１の回出側の一例）を向いた部分である係合凹部４６を、車体後側（摩擦パッド１４のリーディング側、すなわち、ディスクロータ１１の回入側の一例）を向いた面において受ける第１受け部５０も形成されている。
【００１２】
一対のレバー３０，３０は、図１に示すように、係合部４４と後端部（図において左側の端部）との間の部分において、一対のリンク５４，５４により連結されている。一対のリンク５４，５４はピン５６により互いに、第１回動軸線Ｌ１と平行な第２回動軸線Ｌ２の回りに回動可能に連結されている。各リンク５４のうちピン５６とは反対側の端部がピン６０により各レバー３０の第２連結部６２と、第２回動軸線Ｌ２と平行な第３回動軸線Ｌ３の回りに回動可能に連結されている。各リンク５４の中間部には、各摩擦パッド１４の裏板２０のうち車体後側を向いた部分である係合凹部６６を、車体前側を向いた面において受ける第２受け部６８が形成されている。一対のリンク５４，５４の機能については後述する。
【００１３】
以上要するに、各摩擦パッド１４は各レバー３０と、それの車体前側の部分においては第１受け部５０、車体後側の部分においては第２受け部６８によりそれぞれ係合しているのである。そして、各摩擦パッド１４はそれら受け部５０，６８により、ディスクロータ１１の摩擦面１２に対する接近と離間とが可能な状態で支持されている。
【００１４】
一対のレバー３０，３０の後端部には第１押圧装置７０が配設されている。第１押圧装置７０は、モータとしての超音波モータ７２と、その超音波モータ７２の回転軸７４の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構７６とを備えている。
【００１５】
超音波モータ７２は、よく知られているように、ステータに超音波振動を与えて表面波を生じさせるとともに、ステータとロータとの間に働く摩擦力によってロータを回転させるものである。ロータは付勢手段によってステータに押し付けられ、両者の間に必要な摩擦力が得られるようになっており、電圧が印加されない状態でもステータとロータとの間には一定の摩擦力が生じている。このように構成された超音波モータ７２は、一対のレバー３０，３０の一方（図において下側のレバー）の後端部に設定された入力部７７に固定的に取り付けられ、これに対し、運動変換機構７６は、他方のレバー３０（図において上側のレバー）の後端部に設定された入力部７８に設けられている。
【００１６】
運動変換機構７６は、図３に示すように、回転軸７４と共に回転するおねじ８０にめねじ８２が螺合されたねじ機構とされている。めねじ８２は球関節継手８４を介してレバー３０の後端部に取り付けられている。一対のレバー３０，３０の相対回動に伴ってそれらの一対の後端部の相対位置関係が変化するからであり、具体的には、めねじ８２がボール９０にそれの中心を貫通して形成されるとともに、レバー３０の後端部にソケット９２が形成され、ボール９０がソケット９２に摺動可能に嵌合されているのである。ソケット９２には、超音波モータ７２の側の部分には球面９２ａが形成されているが、反対側の部分にはボール９０をソケット９２内に挿入するための穴９２ｂが形成されており、挿入後、ボール９０の離脱防止のため、離脱防止手段としてのＣリング９４がレバー３０に固定される。また、穴９２ｂの開口部はカバー９６によって閉塞される。カバー９６とボール９０の外面とソケット９２の内面とによって確定された空間にグリスが封入されることにより、ボール９０とソケット９２との摺動がスムーズに行われるようにされている。
【００１７】
したがって、本実施形態においては、図１に示すように、超音波モータ７２が、一対のレバー３０，３０をそれらの後端部において接近する向きに回動させる向きに回転させられれば、一対のレバー３０，３０が一対の係合部４４，４４が互いに接近する向き、すなわち、各係合部４４がディスクロータ１１の摩擦面１２に接近する向きに回動させられる。その結果、一対の摩擦パッド１４，１４が互いに接近させられてディスクロータ１１に押圧され、それによって、各摩擦パッド１４とディスクロータ１１との間に摩擦力が発生し、ディスクロータ１１の回転が抑制されて車輪が制動される。
【００１８】
この状態から超音波モータ７２が逆回転させられれば、一対のレバー３０，３０がそれらの後端部が互いに離間する向きに回動させられ、一対の係合部４４，４４が互いに離間させられる。その結果、各摩擦パッド１４がディスクロータ１１から離間させられ、車輪の制動力が減少させられる。
【００１９】
車体前進中に車輪の制動が行われれば、各摩擦パッド１４に前向き摩擦力が発生し、この前向き摩擦力が第１受け部５０に伝達されれば、各レバー３０に、係合部４４がディスクロータ１１に接近する向きのモーメントが発生させられる。一方、車体後退中に車輪の制動が行われれば、各摩擦パッド１４に後向き摩擦力が発生し、この後向き摩擦力が第２受け部６８に伝達されれば、一対のリンク５４，５４がピン５６の回りに一対のピン６０，６０が互いに接近する向きに回動させられ、その結果、各レバー３０に、係合部４４がディスクロータ１１に接近する向きのモーメントが発生させられる。
【００２０】
したがって、本実施形態においては、車体が前進するか後退するかを問わず、車輪の制動が行われれば、各レバー３０に、係合部４４がディスクロータ１１に接近する向きのモーメントが発生させられ、係合部４４から摩擦パッド１４に、その摩擦力に基づく第２押圧力が付与され、みかけ上、超音波モータ７２の駆動力に基づく第１押圧力が倍力され、セルフサーボ効果が発生するのである。
【００２１】
すなわち、本実施形態においては、一対のレバー３０，３０と一対のリンク５４，５４とによって第２押圧装置９８が構成され、また、一対のレバー３０，３０は、前記第１押圧装置７０の一構成要素としても機能するようになっているのである。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、一対のレバー３０の一対の第１受け部５０および一対の第２受け部６８が互いに共同して「パッド支持機構」の一例を構成し、また、一対のレバーが「加圧部材」の一例を構成し、また、超音波モータ７２と一対のレバー３０，３０と運動変換機構７６とが互いに共同して「パッド加圧機構」の一例を構成し、また、第２押圧装置９８が「セルフサーボ機構」の一例を構成しているのである。
【００２３】
超音波モータ７２はモータ制御装置としてのコントローラ１００によって制御される。コントローラ１００は、概略的に説明すれば、各車輪の実制動力Ｆを監視しつつ、ブレーキ操作量ｆに応じた目標制動力Ｆ* が各車輪に発生するように各車輪のディスクブレーキ１０における超音波モータ７２を制御するブレーキ制御を行う。すなわち、このブレーキ制御は、図４に示すように、フィードバック制御系を構成しているのである。
【００２４】
このブレーキ制御を実行するため、コントローラ１００には、図１に示すように、ブレーキ操作量センサとしての踏力センサ１０２が接続されている。踏力センサ１０２は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１０４が運転者によって踏み込まれた踏力ｆを検出し、それに応じた信号を出力する。また、コントローラ１００には、超音波モータ７２に電力を供給するための電源装置１０６も接続されている。電源装置１０６は例えば、車両に搭載されたバッテリである。さらに、コントローラ１００には、各車輪毎に設けられ、各車輪に実際に発生した制動力Ｆを検出する制動力センサ１１０も接続されている。制動力センサ１１０は例えば、各車輪のディスクブレーキ１０の構成部材のうち各車輪に発生した制動力Ｆに応じた歪みが発生する部材（例えば、図１に示すレバー３０）に装着された歪みゲージを主体として構成される。
【００２５】
図５には、コントローラ１００の構成が機能ブロック図で示されている。コントローラ１００は、(a) 踏力センサ１０２の出力信号に基づいて踏力ｆをブレーキ操作量として演算するブレーキ操作量演算手段１２０と、(b) 演算されたブレーキ操作量としての踏力ｆに基づいて各車輪の目標制動力Ｆ* を演算する目標制動力演算手段１２２と、(c) 制動力センサ１１０の出力信号に基づいて各車輪の実制動力Ｆを演算する実制動力演算手段１２４と、(d) 各車輪における実制動力Ｆと目標制動力Ｆ* との偏差ΔＦに基づいて実制動力Ｆが目標制動力Ｆ* となるために各車輪の超音波モータ７２に出力することが適当な駆動信号を演算する駆動信号演算手段１２６と、(e) 演算された駆動信号を各車輪の超音波モータ７２に出力する駆動信号出力手段１２８とを備えている。
【００２６】
コントローラ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されており、記憶媒体としてのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンがＣＰＵによりＲＡＭを使用しつつ実行されることにより、上記ブレーキ制御が実行される。
【００２７】
図６には、上記ブレーキ制御ルーチンがフローチャートで表されている。本ルーチンは車両のエンジンのイグニションスイッチがＯＮに操作された後、一定の周期で繰り返し実行される。各回の実行時にはまず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、踏力センサ１０２の出力信号に基づいて現在の踏力ｆが演算される。次に、Ｓ２において、演算された踏力ｆに基づいて各車輪の目標制動力Ｆ* が演算される。ＲＯＭに、踏力ｆと左右前輪の合計制動力Ｆf と左右後輪の合計制動力Ｆr との関係がテーブル，マップ，関数式等で記憶されている。その関係の一例が図７にグラフで表されている。この関係に従い、まず、踏力ｆに対応する左右前輪の目標合計制動力Ｆf * が求められ、それの半値がそれぞれ左前輪の目標制動力Ｆfl* および右前輪の目標制動力Ｆfr* として求められる。さらに、左右前輪の目標合計制動力Ｆf * に対応する左右後輪の目標合計制動力Ｆr * が求められ、同様に、それの半値がそれぞれ左後輪の目標制動力Ｆrl* および右後輪の目標制動力Ｆrr* として求められる。
【００２８】
その後、Ｓ３において、各車輪の制動力センサ１１０の出力信号に基づいて各車輪の実制動力Ｆfl，Ｆfr，Ｆrl，Ｆrrがそれぞれ演算される。続いて、Ｓ４において、各車輪の実制動力Ｆと目標制動力Ｆ* との偏差ΔＦに基づき、実制動力Ｆが目標制動力Ｆ* となるために各車輪の超音波モータ７２に供給することが適当な駆動信号が演算される。各車輪の超音波モータ７２の駆動信号は例えば、ＰＩＤ動作の下に例えば次の式に基づいて演算することができる。
Ｋ・［ΔＦ＋（ｔ／Ｔi ）・ΣΔＦ＋（Ｔd ／ｔ）・ΔΔＦ］
ただし、
Ｋ ：比例係数（定数）
ΔＦ：各車輪の目標制動力Ｆ* から実制動力Ｆを引き算した偏差
ｔ ：サンプリング時間（本ルーチンの実行周期。定数）
Ｔi ：積分時間（定数）
Ｔd ：微分時間（定数）
ΔΔＦ：偏差ΔＦの時間微分値である偏差微分
【００２９】
その後、Ｓ５において、演算された各車輪の駆動信号が各車輪の超音波モータ７２に出力される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【００３０】
したがって、本実施形態によれば、以下のようないくつかの効果が得られる。すなわち、車輪に制動力を発生させるために作動液を使用せずに済むため、マスタシリンダ，ブレーキブースタ，ブレーキチューブ，ブレーキホース，Ｐバルブ，電磁液圧制御弁，ポンプ，リザーバ等、圧力関連部品が不要となり、ブレーキ装置の組付性が向上するとともに、ブレーキ装置の大幅な小形軽量化が図られ、車両重量の軽減および客室スペースの増加が図られる。また、作動液の交換やエア抜き作業が不要となり、ブレーキ装置のメンテナンス性が向上する。また、マスタシリンダによってディスクブレーキ１０を作動させる場合には、マスタシリンダのピストン径によってブレーキ操作力とブレーキ操作ストロークとの関係がほぼ一義的に決定されてしまうが、本実施形態によれば、ブレーキ操作力とブレーキ操作ストロークとの関係を自由に設定でき、その関係を自由に設定できる。また、もちろん、ベーパロックという現象が発生する余地はない。
【００３１】
さらに次のような効果も得られる。すなわち、本実施形態によれば、超音波モータ７２から摩擦パッド１４までの力伝達系がレバー３０を主体とした部品点数の少ない簡単な構造となるため、目標制動力の変化に素早く応答して実制動力を変化させることができる。また、セルフサーボ機能が発揮されることにより、実制動力の応答性は一層向上する。また、電気自動車において各車輪について回生ブレーキと併用される摩擦ブレーキとしてディスクブレーキ１０が使用される場合には、各車輪に発生する制動力のうち摩擦ブレーキによって各車輪に発生させられる分を自由に制御可能となり、回生ブレーキによって各車輪に発生させられる分が車輪の回転速度等に依存するにもかかわらず、ブレーキ操作量に正確に対応した大きさの合計制動力が各車輪に発生し、その結果、電気自動車における回生ブレーキと摩擦ブレーキとの協調制御の設計が容易になる。
【００３２】
本実施形態には種々の変更を加えることができる。例えば、図３においては、ボール９０のソケット９２からの離脱がＣリング９４によって阻止されるようになっているが、例えば、図８に示すように、ボール９０との摺動面を増加させることや、ボール９０とカバー９６との間の空間を減少させることなどに好適な形状を有する押さえリング１３０をＣリング９４に代えて使用するという変更を加えることができる。また、その押さえリング１３０の材質を合成樹脂、例えば、自己潤滑性の優れたナイロンとしてボール９０の摺動抵抗を低減させるという変更を加えることもできる。また、同図に示すように、押さえリング１３０をソケット９２に摺動可能に嵌合するとともに、その押さえリング１３０の背面にカバー９６を係合させ、かつ、そのカバー９６に弾性を付与することにより、押さえリング１３０と弾性を有するカバー９６との共同によってボール９０をソケット９２に弾性支持し、これにより、ソケット９０の振動を低減させるという変更を加えることもできる。
【００３３】
次に、第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は先の第１実施形態と共通する要素が多く、異なるのはセルフサーボ機構のみであるため、そのセルフサーボ機構についてのみ詳細に説明し、他の要素については説明を省略する。
【００３４】
第１実施形態においては、前述の説明から明らかなように、ディスクブレーキ１０の作用時に摩擦パッド１４に、ディスクロータ１１の回転方向に発生した力がレバー３０によりその摩擦パッド１４自身に戻されることにより、セルフサーボ効果が発生させられる。これに対して、本実施形態においては、図９に示すように、超音波モータ７２の駆動力Ｆにより運動変換機構を介してまたは直接に直線方向に駆動される駆動部材１４０と摩擦パッド１４の裏板２０とが各斜面１４２，１４４によって係合させられ、それにより、摩擦パッド１４のくさび効果によって摩擦パッド１４のセルフサーボ効果が発生させられる。
【００３５】
すなわち、本実施形態においては、駆動部材１４０が「加圧部材」の一例を構成し、超音波モータ７２と駆動部材１４０とが互いに共同して「パッド加圧機構」の一例を構成し、また、摩擦パッド１４をくさびとして機能させるために摩擦パッド１４に形成された斜面１４４が「セルフサーボ機構」の一例を構成しているのである。
【００３６】
次に、第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。また、本実施形態は、摩擦パッド１４のくさび効果を利用してセルフサーボ効果を発生させる点で先の第２実施形態と共通する。
【００３７】
本実施形態は、各輪毎にディスクブレーキ１５０が設けられるとともに、４輪に共通にコントローラ１００，踏力センサ１０２および電源装置１０６が設けられた４輪自動車用のブレーキ装置である。各ディスクブレーキ１５０は制動力センサ１１０を備えており、その制動力センサ１１０はコントローラ１００に接続されている。
【００３８】
ディスクブレーキ１５０は、車体に位置固定に取り付けられた固定部材としてのマウンティングブラケット１５２を備えている。マウンティングブラケット１５２は、(a) 一対の摩擦パッド１４ａ，１４ｂをディスクロータ１１を両側から挟む位置においてディスクロータ１１の回転軸線に沿って移動可能に支持する部分と、(b) ディスクロータ１１との摩擦により各摩擦パッド１４ａ，１４ｂに、ディスクロータ１１の回転方向に発生する力を受ける部分（受け部材）とを備えている。
【００３９】
図１１には、一対の摩擦パッド１４ａ，１４ｂのうち車体取り付け状態で外側（図１０において上側）に位置するアウタパッド１４ａがマウンティングブラケット１５２により支持される様子が示されている。図において矢印Ｘは、車体前進時にディスクロータ１１が回転する前進回転方向を示している。アウタパッド１４ａのその前進回転方向における前端面１５６と後端面１５８とからそれぞれ係合凸部１６０，１６２が突出させられており、それに対応してマウンティングブラケット１５２に係合凹部１６４，１６６がディスクロータ１１の回転軸線に沿って延びる状態で形成されている。そして、アウタパッド１４ａは係合凸部１６０，１６２においてマウンティングブラケット１５２の係合凹部１６４，１６６にディスクロータ１１の回転軸線に沿って摺動可能に嵌合されている。ただし、互いに対応する係合凸部１６０と係合凹部１６４、および係合凸部１６２と係合凹部１６６は、ディスクロータ１１の回転軸線からアウタパッド１４ａに向かう方向において変位可能に嵌合させられており、それにもかかわらずアウタパッド１４ａがマウンティングブラケット１５２内においてみだりに動くことがないように、スプリング１６８によりアウタパッド１４ａがディスクロータ１１の回転軸線から離間する向きに付勢されている。また、アウタパッド１４ａは、マウンティングブラケット１５２により、ディスクロータ１１との連れ回りが実質的に阻止される状態で支持されている。
【００４０】
図１２には、一対の摩擦パッド１４ａ，１４ｂのうち車体取付け状態で内側（図１０において下側）のインナパッド１４ｂがマウンティングブラケット１５２により支持される様子が示されている。アウタパッド１４ａと同様に、インナパッド１４ｂの前端面１７０と後端面１７２とからそれぞれ係合凸部１７４，１７６が突出させられており、それに対応してマウンティングブラケット１５２に係合凹部１７８，１８０がディスクロータ１１の回転軸線に沿って延びる状態で形成されている。そして、インナパッド１４ｂは係合凸部１７４，１７６においてマウンティングブラケット１５２の係合凹部１７８，１８０にディスクロータ１１の回転軸線に沿って摺動可能に嵌合されている。また、アウタパッド１４ａと同様に、インナパッド１４ｂがスプリング１８２によりマウンティングブラケット１５２内においてみだりに動くことがないようにされている。
【００４１】
インナパッド１４ｂは、アウタパッド１４ａとは異なり、マウンティングブラケット１５２により、ディスクロータ１１との連れ回りが積極的に許容される状態で支持されている。図１２において矢印Ｙは、インナパッド１４ｂの連れ回り方向を示している。インナパッド１４ｂの前側の係合凸部１７４がマウンティングブラケット１５２との間に、連れ回り方向において大きな隙間が残るようにマウンティングブラケット１５２に取り付けられているのである。
【００４２】
ただし、インナパッド１４ｂの連れ回りは、常に許容されるのではなく、インナパッド１４ｂとディスクロータ１１との間に発生した摩擦力が設定値より小さい状態では阻止され、設定値以上になった状態ではじめて許容されるようになっている。このような連れ回り制御を実現するため、本実施形態においては、係合凸部１７４が、スプリング１８４を介してマウンティングブラケット１５２に係合させられるとともに、それら係合凸部１７４とスプリング１８４との間に、係合凸部１７４と共に移動可能な移動部材１８６が設けられ、さらに、その移動部材１８６の係合凸部１７４への接近限度を規制するストッパ１８８が設けられている。インナパッド１４ｂの摩擦力が設定値より小さい状態では、スプリング１８４が弾性変形せずにインナパッド１４ｂの連れ回りが阻止され、設定値以上となった状態ではじめてスプリング１８４が弾性変形してインナパッド１４ｂの連れ回りが許容されるのである。また、本実施形態においては、インナパッド１４ｂの連れ回り量が設定値となったときにマウンティングブラケット１５２に当接するストッパ１９０が移動部材１８６に設けられている。これにより、インナパッド１４ｂの連れ回り限度が規制され、ひいては、セルフサーボ効果の限度が規制される。
【００４３】
ディスクブレーキ１５０はさらに、図１０に示すように、ディスクロータ１１の回転軸線方向には移動可能、ディスクロータ１１の回転方向には移動不能なキャリパボデー２０２を備えている。
【００４４】
キャリパボデー２０２は、図１１および図１２に二点鎖線で示すように、ディスクロータ１１の回転軸線に平行に延びる姿勢で車体に取り付けられた複数本のピン２０４に摺動可能に嵌合されている。キャリパボデー２０２は、図１０に示すように、ディスクロータ１１を跨き、一対の摩擦パッド１４ａ，１４ｂを背後から挟む姿勢で複数本のピン２０４に取り付けられている。具体的には、キャリパボデー２０２は、(a) アウタパッド１４ａに背後から係合するリアクション部２０６と、(b) インナパッド１４ｂに背後において近接する押圧部２０８と、(c) それらリアクション部２０６と押圧部２０８とを互いに連結する連結部２１０とを含むように構成されている。
【００４５】
押圧部２０８においては、モータとしての超音波モータ２１２が運動変換機構としてのボールねじ機構２１４を介して加圧ロッド２１６に同軸に連結されている。加圧ロッド２１６は一軸線を有するとともに、押圧部２０８により、その軸線回りに回転不能かつその軸線方向に移動可能に支持されている。したがって、超音波モータ２１２の回転軸２１８が回転すればその回転運動がボールねじ機構２１４によって加圧ロッド２１６の直線運動に変換される。それにより、加圧ロッド２１６がそれの軸線に沿って前後に移動させられ、その移動に基づいてインナパッド１４ｂがディスクロータ１１の一側の摩擦面１２に押圧されるとともに、インナパッド１４ｂからの反力がキャリパボデー２０２を介してアウタパッド１４ａに伝達されることにより、アウタパッド１４ａもディスクロータ１１に反対側の摩擦面１２において押圧される。
【００４６】
すなわち、本実施形態においては、キャリパボデー２０２が「加圧部材」の一例を構成し、また、そのキャリパボデー２０２と超音波モータ２１２とボールねじ機構２１４と加圧ロッド２１６とが互いに共同して「パッド加圧機構」の一例を構成しているのである。
【００４７】
アウタパッド１４ａにおいては、裏板２０の板厚が均一とされているが、インナパッド１４ｂにおいては、それの連れ回り方向Ｙにおいて後側から前側にたどるにつれて板厚が漸減するようにされている。インナパッド１４ａの裏板２０の背面が、ディスクロータ１１の摩擦面１２に対する斜面２２０とされ、それにより、加圧ロッド２１６の前端面がその斜面２２０においてインナパッド１４ｂと接触させられているのである。さらに、その斜面２２０と加圧ロッド２１６の前端面とはそれらの面に沿って相対移動可能とされている。したがって、インナパッド１４ｂの連れ回りが行われる状態では、インナパッド１４ｂがディスクロータ１１と加圧ロッド２１６との間においてくさびとして機能し、それにより、インナパッド１４ｂにセルフサーボ効果が発生する。なお、本実施形態においては、加圧ロッド２１６の軸線が斜面２２０と直角とされている。
【００４８】
本実施形態においては、加圧ロッド２１６の前端面において複数のボール２２２（ローラ等でも可）が加圧ロッド２１６の軸線回りの一円周に沿ってほぼ等間隔で保持されるとともに、各ボール２２２が転動可能に保持されている。インナパッド１４ｂの裏板２０と加圧ロッド２１６とがスラストベアリング２２４により互いに接触させられているのであり、それらインナパッド１４ｂと加圧ロッド２１６との間の摩擦が低減されている。すなわち、本実施形態においては、スラストベアリング２２４が「摩擦低減手段」の一例を構成しているのである。なお、摩擦の低減は例えば、加圧ロッド２１６のうち少なくとも斜面２２０と接触する部分の材質を、金属より耐摩耗性，耐蝕性，摺動性のよい材質（例えば、窒化珪素，炭化珪素等、耐摩耗性のよいセラミックスや、自己潤滑性のよいポリアミド樹脂，自己潤滑性がよく、かつ、耐摩耗性がよいために加圧ロッド２１６の防錆性を向上させるふっ素樹脂）とすることによって実現することもできる。
【００４９】
また、本実施形態においては、ボール２２２の材質が、金属より断熱性のよい材質（例えば、窒化珪素，炭化珪素等、断熱性のよいセラミックス）とされている。超音波モータ２１２からインナパッド１４ｂに力が伝達される力伝達系の途中に、そのように断熱性のよいボール２２２が設けられ、それにより、インナパッド１４ｂとディスクロータ１１との間に発生する摩擦熱が力伝達系を経て超音波モータ２１２に伝達されることが抑制され、それにより、超音波モータ２１２の温度上昇が抑制される。すなわち、本実施形態においては、断熱性のよいボール２２２が「温度上昇抑制手段」の一例および「伝熱抑制部材」の一例を構成しているのである。なお、温度上昇の抑制は例えば、加圧ロッド２１６の材質を、金属より断熱性のよい材質とすることによって実現することもできる。
【００５０】
次に作動を説明する。
運転者によりブレーキペダル１０４が踏み込まれ、それに伴って超音波モータ２１２が回転させられて加圧ロッド２１６が非作動位置から前進させられれば、インナパッド１４ｂがディスクロータ１１に押圧される。それにより、それらインナパッド１４ｂとディスクロータ１１との間に摩擦力が発生するとともに、アウタパッド１４ａとディスクロータ１１との間にも摩擦力が発生し、その結果、車輪が制動される。
【００５１】
インナパッド１４ｂの摩擦力が設定値より低く、スプリング１８４の設定荷重に打ち勝つことができない状態では、スプリング１８４によってインナパッド１４ｂの連れ回りが阻止され、それにより、セルフサーボ効果の発生が阻止される。したがって、ディスクブレーキ１５０の効き当初，弱いブレーキ操作状態等であるためにインナパッド１４ｂの摩擦力が小さい状態では、超音波モータ２１２の駆動のみにより車輪が制動される。
【００５２】
これに対して、ブレーキペダル１０４がさらに強く踏み込まれたため、インナパッド１４ｂの摩擦力が設定値以上となり、スプリング１８４の設定荷重に打ち勝つことができる状態となれば、スプリング１８４によってインナパッド１４ｂの連れ回りが許容される。インナパッド１４ｂがディスクロータ１１に連れ回れば、それに伴って斜面２２０が一体的に移動し、その結果、ディスクロータ１１の摩擦面１２と斜面２２０との距離が増加する。それにより、インナパッド１４ｂがディスクロータ１１と加圧ロッド２１６とにより板厚方向に強く圧縮され、その結果、インナパッド１４ｂが大きな力でディスクロータ１１に押圧される。
【００５３】
すなわち、ブレーキペダル１０４が強く（例えば、車体に０．３ないし０．６Ｇ程度の減速度が発生する程度に）踏み込まれたためにインナパッド１４ｂの摩擦力が大きくなった状態では、ディスクロータ１１と加圧ロッド２１６との間においてインナパッド１４ｂがくさびとして機能し、それにより、インナパッド１４ｂにセルフサーボ効果が発生し、その結果、超音波モータ２１２の駆動とセルフサーボ効果との双方により車輪が制動される。
【００５４】
なお、セルフサーボ機能によってインナパッド１４ｂとディスクロータ１１との押圧力が増加すれば、それに伴って加圧ロッド２１６の軸力が増加し、ひいては、超音波モータ２１２の回転軸２１８の回転トルクも増加する。これに対して、本実施形態においては、ボールねじ機構２１４の逆効率を通常より小さくすることと、モータの中で保持トルクが大きい超音波モータ２１２を採用することとの双方により、超音波モータ２１２の逆転が防止され、セルフサーボ機能が確実に実現される。
【００５５】
インナパッド１４ｂの摩擦力がさらに増加してストッパ１９０がマウンティングブラケット１５２と当接すれば、インナパッド１４ｂの更なる連れ回りが阻止され、セルフサーボ効果の増加が阻止される。したがって、インナパッド１４ｂの連れ回り量が過大となり、インナパッド１４ｂの裏板２０への加圧ロッド２１６の食い込み量が過大となって、裏板２０が弾性回復不能に局部的に凹まされることが防止される。その結果、ブレーキ操作の解除に伴って加圧ロッド２１６が作動位置から非作動位置に戻るにもかかわらずインナパッド１４ｂが連れ回り位置から初期位置に戻らないためにいわゆるブレーキの引きずりが発生することが防止される。
【００５６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、インナパッド１４ｂをくさびとして機能させるために、マウンティングブラケット１５２にインナパッド１４ｂをディスクロータ１１に連れ回り可能に支持させるとともに、インナパッド１４ｂに斜面２２０を形成することにより、「セルフサーボ機構」の一例を構成し、また、スプリング１８４が「セルフサーボ効果発生阻止機構」の一例および「弾性部材」の一例を構成し、また、ストッパ１９０が「セルフサーボ効果増加阻止機構」の一例を構成しているのである。
【００５７】
また、本実施形態においては、インナパッド１４ｂのみが「対象摩擦パッド」とされている。また、マウンティングブラケット１５２のうち、一対の摩擦パッド１４ａ，１４ｂを、インナパッド１４ｂにおいてアウタパッド１４ａにおけるより、各摩擦パッド１４の前端部とマウンティングブラケット１５２との間の隙間が大きくなるように、すなわち、インナッド１４ｂとマウンティングブラケット１５２との間の隙間が、マウンティングブラケット１５２がインナパッド１４ｂをディスクロータ１１の回転軸線に沿って摺動可能に支持するために必要な摺動隙間より大きくなるように支持する部分が「連れ回り許容機構」を構成している。
【００５８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、モータの駆動力の割に大きな車輪制動力が実現されるという利点と、車輪制動力を不安定化させ易いという欠点とを併せ持つセルフサーボ機能が、すべての制動状態において一律に実現されるのではなく、欠点が実質的に問題にならずに利点のみを享受し得る特定の制動状態においてのみ選択的に実現されるため、セルフサーボ機能を実現可能なディスクブレーキを備えたブレーキ装置において、車輪制動力の不安定化なしで車輪制動力の増大が可能になるという効果が得られる。
【００５９】
次に、第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は先の第３実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素については詳細に説明する。
【００６０】
本実施形態の特徴は、ディスクブレーキ２３０が超音波モータ２１２を積極的に冷却することによってそれの温度上昇を抑制する冷却装置２３２を備えていることにある。超音波モータ２１２の温度上昇の原因には、一対の摩擦パッド１４ａ，１４ｂとディスクロータ１１との摩擦熱の他に、超音波モータ２１２のコイルの発熱もあり、摩擦熱の超音波モータ２１２への伝達のみ抑制しても、十分な温度上昇抑制効果が得られない場合があり、このような場合に本実施形態が有効となる。
【００６１】
冷却装置２３２は、本実施形態においては、水冷式とされており、超音波モータ２１２のハウジングを外側から覆うジャケット２３４を備えている。ジャケット２３４には、冷却液としての水（他の液体でも可）を導く通路２３６が形成されている。その通路２３６には水がポンプ２３８によって循環させられるようになっている。ポンプ２３８はモータ２４０によって駆動され、モータ２４０は前記コントローラ１００によりその始動・停止が制御される。冷却装置２３２はまた、水を蓄えるタンク２４２も備えている。図１４には、冷却装置２３２の要部のみが取り出されて拡大して示されている。すなわち、本実施形態においては、冷却装置２３２が「温度上昇抑制手段」の一例を構成しているのである。
【００６２】
したがって、本実施形態によれば、超音波モータ２１２が積極的に冷却されるため、超音波モータ２１２の温度上昇が効果的に抑制され、温度上昇に起因した超音波モータ２１２の異常を確実に回避可能となる。
【００６３】
なお、本実施形態においては、冷却装置２３２が水冷式とされているが、電動モータに風を当てる冷却ファンと、それを回転させるモータとを含む空冷式とすることができる。なお、空冷式の冷却装置は、広範囲にわたって冷却を行うように設計することが容易であるため、ディスクブレーキ２３０のうち超音波モータ２１２のみならず、熱源である一対の摩擦パッド１４ａ，１４ｂやディスクロータ１１をも冷却するようにすることが望ましい。
【００６４】
次に、第５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第４実施形態と共通する要素が大きいため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００６５】
第４実施形態においては、ディスクロータ１１の制動を行う超音波モータ２１２の冷却が別のモータ２４０によって行われるが、本実施形態においては、冷却されるべき超音波モータ２１２自身によってその冷却が行われる。具体的には、図１５に示すように、超音波モータ２１２が、伝達制御装置２５０を介してディスクブレーキ２３０と、超音波モータ２１２を駆動源としてポンプまたはファンを作動させ、それにより、超音波モータ２１２に向かう液体または気体の流れを生起させる冷却装置２５２とに接続されている。伝達制御装置２５０は、超音波モータ２１２によってディスクロータ１１を制動することが必要である場合には、超音波モータ２１２の駆動力をディスクブレーキ２３０に伝達する一方、その必要がない場合の少なくとも一時期には、超音波モータ２１２の駆動力を冷却装置２５２に伝達する構成とされている。
【００６６】
一連のブレーキ操作においては普通、ブレーキペダル１０４の踏込みが連続的に行われるのではなく断続的に行われ、よって、踏込み状態とその解除状態（非踏込み状態）とが交互に繰り返される。一方、超音波モータ２１２の温度を上昇させる原因は、ブレーキペダル１０４の踏込み状態に発生し、また、ブレーキペダル１０４の解除状態では、超音波モータ２１２の駆動力を別の用途に利用可能である。したがって、一連のブレーキ操作において、各回の踏込み状態では超音波モータ２１２を本来の用途である車輪制動に利用し、各回の解除状態では超音波モータ２１２を別の用途の一例である冷却に利用することが可能である。そして、そのようにすれば、一連のブレーキ操作中、超音波モータ２１２が時期的に分散して冷却されるため、一連のブレーキ操作の終了毎に超音波モータ２１２を時期的に集中して冷却する場合に比較して、一連のブレーキ操作中に超音波モータ２１２の温度上昇が効果的に抑制される。
【００６７】
以上の知見に基づき、本実施形態においては、伝達制御装置２５０が、ブレーキペダル１０４の踏込み状態（例えば、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチがＯＮされた状態）では、超音波モータ２１２の駆動力をディスクブレーキ２３０に伝達し、これに対して、ブレーキペダル１０４の非踏込み状態（例えば、ブレーキスイッチがＯＦＦされている状態）では、超音波モータ２１２の駆動力を冷却装置２５２に伝達する構成とされている。すなわち、本実施形態においては、超音波モータ２１２と伝達制御装置２５０と冷却装置２５２とが互いに共同して「温度上昇抑制手段」の一例を構成しているのである。
【００６８】
したがって、本実施形態によれば、ディスクロータ１１の制動を行う超音波モータ２１２が効果的に冷却されて、その超音波モータ２１２の作動が安定するとともに、ブレーキ装置に使用するモータの数が減少し、装置コストを容易に削減可能となるという効果が得られる。
【００６９】
なお付言すれば、以上説明したいくつかのモータ冷却技術は、モータを駆動源とするがセルフサーボ機能を実現しないディスクブレーキにも適用可能である。
【００７０】
さらに付言すれば、以上説明したすべての実施形態においては、摩擦パッドの摩擦力をディスクロータへの押圧力に変換して同じ摩擦パッドに付与するセルフサーボ作用が、押圧力がモータから摩擦パッドに伝達される力伝達系において行われ、これに対して、摩擦パッドの連れ回り制御、すなわち、セルフサーボ作用の許可・禁止が、摩擦パッドと受け部材とにおいて行われる。すなわち、セルフサーボ作用と連れ回り制御とがディスクブレーキにおいて互いに異なる部位において実現されるのである。したがって、いずれの実施形態においても、セルフサーボ作用と連れ回り制御とを同じ部位において実現する場合に比較して、それらセルフサーボ作用と連れ回り制御とを簡単な構造で確実に実現可能となる。
【００７１】
次に、第６〜第８実施形態を説明する。ただし、それら実施形態は、先の第３実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００７２】
先の第３実施形態においては、制動力センサ１１０が、インナパッド１４ｂからマウンティングブラケット１５２に入力される力を制動力として検出する形式とされている。これに対して、第６実施形態においては、図１６に示すように、制動力センサ２６０が、加圧ロッド２１６の途中に配置されてインナパッド１４ｂから加圧ロッド２１６に入力される力を制動力関連量として検出する形式として設けられている。また、第７実施形態においては、図１７に示すように、制動力センサ２６２が、超音波モータ２１２のうち加圧ロッド２１６とは反対側の部分とキャリパボデー２０２とに挟まれて配置されてインナパッド１４ｂから加圧ロッド２１６を経て超音波モータ２１２に入力される力を制動力関連量として検出する形式として設けられている。また、第８実施形態においては、図１８に示すように、加圧ロッド２１６の先端部に取り付けられ、概して球面状を成す凸面でインナパッド１４ｂの背面に接触することにより、インナパッド１４ｂから加圧ロッド２１６に入力される力を制動力関連量として検出する形式として設けられている。
【００７３】
次に、第９実施形態を説明する。
図１９には、本実施形態である４輪車両用ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキ（以下、単に「ディスクブレーキ」という）３１０が示されている。このディスクブレーキ３１０は、車両に各輪毎にホイールブレーキとして設けられるが、図には、一つのディスクブレーキ３１０が代表的に示されている。
【００７４】
ディスクブレーキ３１０は、車輪と共に回転する回転体としてのディスクロータ３１２を備えている。ディスクロータ３１２の両面はそれぞれ摩擦面３１４とされ、それら摩擦面３１４に対向して一対の摩擦パッド３２０ａ，３２０ｂが配設されている。各摩擦パッド３２０は、前面において各摩擦面３１４と接触する摩擦材３２２を備えるとともに、その摩擦材３２２の背面に鋼製の裏板３２４の前面が固着された構造とされている。
【００７５】
ディスクブレーキ３１０は、パッド支持機構３２６とセルフサーボ機構３２７とパッド加圧機構３２８とを備えている。
【００７６】
まず、パッド支持機構３２６を説明する。
ディスクブレーキ３１０は、図２０に示すように、マウンティングブラケット３３０を備えている。マウンティングブラケット３３０は、ディスクロータ３１２を跨ぐ状態で車体に位置固定に取り付けられている。マウンティングブラケット３３０は、(a) 一対の摩擦パッド３２０ａ，３２０ｂをディスクロータ３１２を両側から挟む位置において摩擦面３１４と交差する方向に移動可能に支持する部分と、(b) 各摩擦パッド３２０とディスクロータ３１２との接触時に各摩擦パッド３２０に発生する摩擦力を受ける部分（受け部材）とを備えている。図において「Ｘ」は、車体前進時に、ディスクロータ３１２のうちマウンティングブラケット３３０を通過する部分が回転するロータ回転方向を表し、一方、「Ｙ」は、各摩擦パッド３２０が移動可能な、摩擦面３１４と交差するパッド移動方向を表している。マウンティングブラケット３３０は車体に、図２を符号が正立する向きに見た場合に図において上側となる部分が車体前側、右側となる部分が車体外側、左側となる部分が車体内側にそれぞれ位置するように取り付けられている。したがって、一対の摩擦パッド３２０，３２０のうち、図において右側のものがアウタパッド３２０ａ、左側のものがインナパッド３２０ｂである。
【００７７】
次に、セルフサーボ機構３２７を説明する。
このセルフサーボ機構３２７は、インナパッド３２０ｂをくさびとして機能させることにより、インナパッド３２０ｂにセルフサーボ効果を発生させるものである。そのため、インナパット３２０ｂが、マウンティングブラケット３３０により、先の第３実施形態におけると同様な構造により、ディスクロータ３１２に連れ回ることが積極的に許容される状態で支持されている。図において「Ｚ」は、車体前進時にインナパッド３２０ｂが連れ回るパッド連れ回り方向を表している。インナパッド３２０ｂをくさび形状とするために、本実施形態においては、摩擦材３２２の板厚がパッド連れ回り方向Ｚにおいてそれの開始側から終了側に向かって漸減するようになっている。その結果、摩擦材３２２の前面に、板厚が均一である裏板３２４に対して傾斜した斜面３３４が形成されている。この斜面３３４を対向する摩擦面３１４に接触させると、裏板３２４の背面がその摩擦面３１４に対して傾斜することになる。このように傾斜した裏板３２４に対して後述の加圧ロッドを直角に係合させるために、マウンティングブラケット３３０が車体に、設計基準線Ｌ１がディスクロータ３１２の回転軸線Ｌ２に対して、マウンティングブラケット３３０のうち車体内側の部分が車体前側にずれる向きに傾斜する姿勢で取り付けられている。設計基準線Ｌ１は、一対の摩擦パッド３２０，３２０の両中心を通過して各摩擦パッド３２０の移動方向と平行に延びる一直線であり、また、一対の摩擦パッド３２０ａ，３２０ｂに背後から係合するキャリパボデー３３６がマウンティングブラケット３３０にピンスライド構造により摺動可能に取り付けられる際のその摺動方向に平行な直線でもある。
【００７８】
アウタパッド３２０ａは、セルフサーボ効果を発生させる対象ではないため、くさび形状とすることが不可欠ではない。しかし、上述のように、マウンティングブラケット３３０をインナパッド３２０ｂの裏板３２４に追従するように回転軸線Ｌ２に対して傾斜させると、それに伴って、キャリパボデー３２６も同様に傾斜するため、そのキャリパボデー３２６の傾斜に追従するようにアウタパッド３２０ａもくさび形状とされている。ただし、インナパッド３２０ｂにおけるとは異なり、摩擦材３２２の板厚がロータ回転方向Ｘにおいてそれの開始側から終了側に向かって漸増するようになっている。これにより、キャリパボデー３２６の傾斜にもかかわらずアウタパッド３２０ａがそれの摩擦材３２２の前面において隙間なく対向する摩擦面３１４に接触することになる。
【００７９】
上記のように、インナパッド３２０ｂは、マウンティングブラケット３３０により、ディスクロータ３１０に連れ回ることが積極的に許容される状態で支持されているが、アウタパッド３２０ａは、連れ回りが実質的に阻止される状態で支持されている。
【００８０】
ただし、インナパッド３２０ｂの連れ回りは常時許容されるわけではなく、そのインナパッド３２０ｂの摩擦力が基準値に達するまでは阻止されるように設計されている。具体的には、インナパッド３２０ｂとマウンティングブラケット３３０とが弾性的制御機構３４０を介して連携させられている。その弾性的制御機構３４０は、インナパッド３２０ｂから入力される入力荷重が基準値に達しないうちは、弾性変形せずにインナパッド３２０ｂとマウンティングブラケット３３０とのパッド連れ回り方向Ｚにおける相対移動を阻止し、それにより、インナパッド３２０ｂの連れ回りを阻止し、一方、その入力荷重が基準値を超えた後には、弾性変形してその相対移動を許容し、それにより、インナパッド３２０ｂの連れ回りを許容する機構とされている。
【００８１】
弾性的制御機構３４０は、種々の形式を採用可能であるが、本実施形態においては、図２１に取り出して示されているように、(a) Ｕ字形状を成して一対のアームを有する弾性部材３４２と、(b) その弾性部材３４２の弾性変形量を変化させることによって弾性部材３４２の初期荷重を調節する調節機構３４４とを含む構造とされている。「初期荷重」は、インナパッド３２０ｂが弾性部材３４２の弾性力に抗してパッド連れ回り方向Ｚに移動し始めるときの上記入力荷重に等しい荷重をいう。弾性部材３４２は、それの一対のアームが車体左右方向に延びる姿勢で配置されるとともに、一方のアームにおいてマウンティングブラケット３３０に連携させられ、他方のアームにおいてインナパッド３２０ｂに連携させられている。調節機構３４４は、パッド連れ回り方向Ｚにほぼ平行に延びて弾性部材３４２の一対のアームを互いに接近可能かつ離間不能に連結する長さ調節ボルトを含み、弾性部材３４２の弾性変形量を変化させることによって弾性部材３４２の初期荷重を調節する。
【００８２】
図４には、別の形式である弾性的制御機構３５０が示されている。この弾性的制御機構３５０は、(a) 複数枚の皿ばねが同軸に重ね合わせられて構成された弾性機構３５２と、(b) その弾性機構３５２の弾性力をインナパッド３２０ｂに伝達する伝達機構３５４と、(c) その弾性力を調節する調節機構３５６とを備えている。伝達機構３５４は、図２１におけると同様に、Ｕ字形状を成して弾性を有するとともに、それの一対のアームが車体左右方向に延びる姿勢で配置され、かつ、一方のアームにおいてマウンティングブラケット３３０に連携させられ、他方のアームにおいてインナパッド３２０ｂに連携させられている。しかし、この弾性的制御機構３５０においては、インナパッド３２０ｂに力を付与するのは弾性機構３５２であり、伝達機構３５４はその弾性機構３５２により発生させられた力をインナパッド３２０ｂに伝達することが目的とされている。したがって、伝達機構３５４は、それに形状が類似する前記弾性部材３４２におけるほどには大形化せずに済む。また、調整機構３５６は、図２１におけると同様に長さ調節ボルトを含み、弾性機構３５２における皿ばねの弾性変形量を変化させることによって弾性機構３５２の初期荷重を調節する。
【００８３】
なお、本実施形態においては、図２０に示すように、インナパッド３２０ｂにつき、摩擦材３２２の板厚がロータ回転方向Ｘに漸減するのに対して、裏板３２４の板厚が均一とされ、それにより、斜面３３４が摩擦材３２２の側に形成されているが、これとは逆に、摩擦材３２２の板厚が均一とされのに対して、裏板３２４の板厚がロータ回転方向Ｘに漸減し、それにより、斜面３３４が裏板３２４の側に形成されるようにして本発明を実施することはもちろん可能である。このことは、アウタパッド３２０ａについても同様である。
【００８４】
本実施形態においては、弾性的制御機構３４０における「基準値」が、ディスクブレーキ３１０によって車体に０．５〜０．６Ｇ程度の減速度が発生するときに前記入力荷重がとることが予想される値に設定されている。したがって、通常ブレーキ操作時には、インナパッド３２０ｂの連れ回りが阻止され、それにより、セルフサーボ効果が発生せず、一方、急ブレーキ操作時（正確には、強ブレーキ操作時）には、インナパッド３２０ｂの連れ回りが許容され、それにより、セルフサーボ効果が発生する。
【００８５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、弾性的制御機構３４０が「セルフサーボ効果発生阻止機構」の一例を構成しているのである。
【００８６】
次に、パッド加圧機構３２８について説明する。
ディスクブレーキ３１０は、図２０に示すように、キャリパポデー３３６を備えている。キャリパボデー３３６は、図１に示すように、本体部３５８にそれの車体内側の部分においてブラケット（後述の超音波モータの取付部）３６０がねじ止めされることによって構成されている。キャリパボデー３３６は、さらに、図２０に示すように、車体の前後方向に延びる一対のアーム３６１を備えている。一対のアーム３６１は、図２３に示すように、本体部３５８にねじ止めされるとともに、ブラケット３６０に２箇所においてねじ止めされている。なお、図２３には、キャリパボデー３３６を図２において左側から見た図が示されており、本体部３５８および一対のアーム３６１が実線、ブラケット３６０が二点鎖線で示されている。
【００８７】
なお、本実施形態においては、キャリパボデー３３６が、上記のように、本体部３５８とブラケット３６０と一対のアーム３６１とが互いに別部品とされてねじ止めされた３分割構造とされているが、一体構造とすることができるのはもちろんである。
【００８８】
キャリパボデー３３６は、図２０に示すように、本体部３５８においてマウンティングブラケット３３０にパッド移動方向Ｙに摺動可能に支持されている。各アーム３６１の先端部には、各々パッド移動方向Ｙに平行に延びる２本のピン３６２が取り付けられており、それら２本のピン３６２はマウンティングブラケット３３０にパッド移動方向Ｙに摺動可能に嵌合されている。キャリパボデー３３６は、本体部３５８と２本のピン３６２とにおいてマウンティングブラケット３３０に摺動可能に支持されているのである。
【００８９】
キャリパボデー３３６の本体部３５８は、インナパッド３２０ｂの背後に位置する押圧部３６４とアウタパッド３２０ａの背後に位置するリアクション部３６６とがディスクロータ３１２を跨ぐ連結部３６８により互いに連結された構造とされている。
【００９０】
図１９に示すように、押圧部３６４には加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂの背後において摺動可能に嵌合されている。加圧ロッド３７０はそれの前面においてインナパッド３２０ｂの背面に接触させられる。加圧ロッド３７０の背後には、超音波モータ３７２が同軸に配置されている。超音波モータ３７２はブラケット３６０に取り付けられている。加圧ロッド３７０と超音波モータ３７２とは、パッド移動方向Ｙに平行に配置されるとともに、運動変換機構としてのボールねじ機構３７４により同軸に連結されている。それら加圧ロッド３７０と超音波モータ３７２とボールねじ機構３７４とに共通の一軸線Ｌ３は、図２０に示すように、マウンティングブラケット３３０の設計基準線Ｌ１に平行であるが、その設計基準線Ｌ１からロータ回転方向Ｘに所定距離だけオフセットさせられている。
【００９１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ディスクロータ３１２と加圧ロッド３７０との間においてインナパッド３２０ｂが、ディスクロータ３１２に連れ回り可能に配置されるとともに、ディスクロータ３１２と加圧ロッド３７０とがそのインナパッド３２０ｂの斜面３３４を介して係合させられている。したがって、インナパッド３２０ｂがディスクロータ３１２に連れて回れば、そのインナパッド３２０ｂがくさびとして機能し、そのインナパッド３２０ｂとディスクロータ３１２との間に発生した摩擦力がディスクロータ３１２と加圧ロッド３７０とを互いに離間させる向きの軸力に変換される。それにより、一対の摩擦パッド３２０とディスクロータ３１２との間の押圧力が増加し、その結果、インナパッド３２０ｂとディスクロータ３１２との間の摩擦力が増加する。すなわち、インナパッド３２０ｂがディスクロータ３１２に連れて回れば、インナパッド３２０ｂにセルフサーボ効果が発生するのである。
【００９２】
超音波モータ（以下、単に「モータ」という。）３７２は、進行波式である。このモータ３７２は、原理および駆動方法がよく知られたものであるため、簡単に説明する。
【００９３】
このモータ３７２は、ステータに超音波振動を与えて表面波を生じさせるとともに、ステータとロータとの間に働く摩擦力によってロータを回転させる。モータ３７２は、図１９に示すように、ハウジング３８０にステータ３８２とロータ３８４とが同軸に配置された構造とされている。
【００９４】
ステータ３８２は、共に円環板状を成す弾性体３９０と圧電体３９２とが重ね合わせられて接着された構造とされている。圧電体３９２は、それの片側において、図２４に示すように、各々、交互に分極方向が異なる複数（図の例では、９つ）のセグメント電極から成る電極群３９２ａと３９２ｂとの２組が形成されており、それら電極群３９２ａ，３９２ｂは互いに位相が９０°異なるように配置されている。それら電極群３９２ａと３９２ｂとの間に存在する２つの領域の一方には、後述の周波数追尾のための電極３９２ｃが配置されている。また、圧電体３９２の反対側の面において、図７に示すように、電極群３９２ａと３９２ｂとの各々については、それに属する複数のセグメント電極が一つにまとめられて共通電極９２ｄと３９２ｅとされている。
【００９５】
ロータ３８４は押圧接触機構３９４によってステータ３８２に押し付けられ、両者の間に必要な摩擦力が得られるようになっている。ロータ３８４のうちステータ３８２と接触する部分には摩擦材料が接着されている。これにより、ステータ３８２に発生した進行波振動がロータ３８４に伝達されてロータ３８４が回転させられる。その押圧接触機構３９４により、圧電体３９２に電圧が印加されない非通電状態（ＯＦＦ状態）でもステータ３８２とロータ３８４との間には一定の摩擦力が生じている。この摩擦力に基づいてモータ３７２に発生するトルクが静止保持トルクである。押圧接触機構３９４は、本実施形態においては、皿ばね３９６を主体とする形式とされているが、コイルばねを主体とする形式とすることができるのはもちろんである。
【００９６】
また、モータ３７２は、ロータ３８４の回転位置を検出する回転位置センサとしてエンコーダ３９８を備えている。
【００９７】
前記ボールねじ機構３７４は、おねじ部材（スクリューシャフト）４００とめねじ部材（スクリューナット）４０２とが複数個のボール（図示しない）を介して螺合された構造とされている。おねじ部材４００は回転不能かつ軸方向移動可能、めねじ部材４０２は回転可能かつ軸方向移動不能に前記ハウジング３８０に取り付けられている。具体的には、おねじ部材４００は、スプライン嵌合部４０４によってハウジング３８０に回転不能に取り付けられている。これに対して、めねじ部材４０２は、ラジアル軸受４１０とスラスト軸受４１２とにより回転可能にハウジング３８０に取り付けられるとともに、ストッパ４１４により軸方向移動不能にハウジング３８０に取り付けられている。このめねじ部材４０２にロータ３８４と押圧接触機構３９４とが相対回転不能に取り付けられている。したがって、ロータ３８４が正回転してめねじ部材４０２も正回転すれば、おねじ部材４００が前進して（図において右方に移動して）加圧ロッド３７０が摩擦パッド３２０がディスクロータ３１２に接近する向きに移動する。逆に、ロータ３８４が逆回転してめねじ部材４０２も逆回転すれば、おねじ部材４００が後退して（図において左方に移動して）加圧ロッド３７０が摩擦パッド３２０がディスクロータ３１２に接近する向きに移動することが許容される。
【００９８】
おねじ部材４００の先端部には荷重センサ４２０が同軸に取り付けられており、おねじ部材４００はその荷重センサ４２０を介して加圧ロッド３７０に背後から係合する。したがって、荷重センサ４２０からの出力信号に基づき、モータ３７２によりインナパッド３２０ｂが加圧される際の加圧力が検出可能となる。
【００９９】
図２６には、本ブレーキ装置の電気的構成がブロック図で示されている。本ブレーキ装置は、主ブレーキコントローラ４３０を備えている。主ブレーキコントローラ４３０は、主ブレーキ操作時に、モータ３７２によるインナパッド３２０ｂの加圧力（以下、単に「加圧力」という）を制御してディスクブレーキ３１０を制御するものであり、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。
【０１００】
主ブレーキコントローラ４３０の入力側には、コンピュータを主体とする加圧力指令値コントローラ４３２が接続されている。加圧力指令値コントローラ４３２には、運転操作情報センサ４３４と車両状態センサ４３６と車輪状態センサ４３８とが接続されている。
【０１０１】
運転操作情報センサ４３４は、ステアリングホイールの操舵角，ブレーキ操作部材の操作状態量（操作力や操作ストローク），アクセル操作部材の操作状態量（操作力や操作ストローク）等、運転操作に関する情報を検出する。本ブレーキ装置は、運転者によって踏み込まれるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル（図示しない）と、そのブレーキペダルの踏み込みに応じてブレーキ操作力を発生させるブレーキ操作装置（図示しない）とを備えており、運転操作情報センサ４３４は、少なくとも、ブレーキ操作力をブレーキ操作状態量として検出するブレーキ操作力センサを含むものとされている。車両状態センサ４３６は、車速，車体横加速度，車体前後加速度，車体ヨーレート，車体スリップ角等、車両の状態に関する情報を検出する。車輪状態センサ４３８は、車輪速，車輪加速度，車輪スリップ率等、車輪の状態に関する情報を検出する。
【０１０２】
加圧力指令値コントローラ４３２は、それらセンサ４３４，４３６，４３８の出力信号に基づき、制動力配分制御，アンチロック制御，トラクション制御，車両安定性制御およびブレーキアシスト制御を行う。
【０１０３】
「制動力配分制御」は、主ブレーキ操作時に、車輪制動力の前後配分が適正となり、ブレーキ操作力に応じた高さの減速度が車体に、前輪より先行して後輪がロックすることがないように発生するように各輪のディスクブレーキ３１０の加圧力を制御することをいう。ブレーキ操作力は、運転操作情報センサ４３４（例えば、ブレーキ踏力センサ等）により検出される。「アンチロック制御」は、車両制動中に各輪にロック傾向が生じた場合に、そのロック傾向が過大とならないように各輪のディスクブレーキ３１０の加圧力を制御することをいう。各輪のロック傾向は、少なくとも車輪状態センサ４３８（例えば、車輪速センサ）の出力信号に基づいて検出される。「トラクション制御」は、車両駆動時に各駆動車輪にスピン傾向が生じた場合に、そのスピン傾向が過大とならないように各駆動車輪のディスクブレーキ３１０の加圧力を制御することをいう。各駆動車輪のスピン傾向も、少なくとも車輪状態センサ４３８（例えば、車輪速センサ）の出力信号に基づいて検出される。「車両安定性制御」は、車両のアンダステア傾向またはオーバステア傾向が生じた場合に、それら傾向が過大とならないようにディスクブレーキ３１０の加圧力の左右輪間における差を制御することをいう。車両のアンダステア傾向およびオーバステア傾向は車両状態センサ４３６により検出される。「ブレーキアシスト制御」は、急ブレーキ操作時に、ブレーキ操作力の不足分に対応する車輪制動力の不足が補われるように各輪のディスクブレーキ３１０の加圧力を制御することをいう。急ブレーキ操作は、運転操作情報センサ４３４としての、ブレーキ操作部材の操作位置を検出するブレーキ操作位置センサにより検出されたブレーキ操作位置の時間的変化量が、通常ブレーキ操作時には超えない基準値を超えたときに、検出される。
【０１０４】
主ブレーキコントローラ４３０の入力側には、さらに、ブレーキスイッチ４４０とイグニションスイッチ４４２とが接続されている。
【０１０５】
ブレーキスイッチ４４０は、ブレーキペダルの踏み込みをブレーキ操作として検出するセンサの一例であり、ブレーキ操作の検出時にはＯＮ、非検出時にはＯＦＦとなる。イグニションスイッチ４４２は、エンジンの始動を検出するセンサの一例であり、エンジン始動の検出時にはＯＮ、非検出時にはＯＦＦとなる。
【０１０６】
主ブレーキコントローラ４３０の入力側には、さらに、前記荷重センサ４２０とエンコーダ３９８も接続されている。
【０１０７】
本ブレーキ装置は、さらに、駐車ブレーキコントローラ４５０を備えている。この駐車ブレーキコントローラ４５０は、駐車ブレーキ操作時に、ディスクブレーキ３１０を作動させて車両を停止状態に保持するためのコントローラであり、主ブレーキコントローラ４３０と同様に、コンピュータを主体として構成されている。この駐車ブレーキコントローラ４５０の入力側には、駐車ブレーキスイッチ４５２が接続されている。この駐車ブレーキスイッチ４５２は、駐車ブレーキ操作を検出する駐車ブレーキ操作センサの一例として、駐車ブレーキ操作の検出時にはＯＮ、非検出時にはＯＦＦとなる。
【０１０８】
主ブレーキコントローラ４３０の出力側と駐車ブレーキコントローラ４５０の出力側には、モータ駆動回路４５４が接続されている。このモータ駆動回路４５４は、各輪のディスクブレーキ３１０のモータ３７２に対応して設けられており、各モータ駆動回路４５４に、各モータ３７２と、４輪のディスクブレーキ３１０のモータ３７２に共通の直流電源４５６とが接続されている。
【０１０９】
図２７には、モータ駆動回路４５４の構造が機能ブロック図で示されている。モータ駆動回路４５４は、駆動信号発生部４５８と、電力供給部４６０と、周波数追尾部４６２とを備えている。
【０１１０】
駆動信号発生部４５８は、主ブレーキコントローラ４３０の出力側と駐車ブレーキコントローラ４５０の出力側とに接続され、それらコントローラ４３０，４５０から供給されるモータ指令信号に基づき、電力供給部４６０に供給すべき駆動信号を発生させる。駆動信号は、可変の駆動周波数を有するとともに、電極群３９２ａと３９２ｂとの間において位相が９０度異なる高周波２相交流信号である。電力供給部４６０は、駆動信号発生部４５８と直流電源４５６とに接続され、駆動信号発生部４５８から供給された駆動信号に基づき、直流電源４５６から電力を電極群３９２ａと３９２ｂとに供給する。
【０１１１】
モータ３７２は、圧電体３９２の共振点またはその近傍（以下、単に「共振点近傍」という）で駆動されることがモータ３７２の駆動効率を向上させるために望ましいが、圧電体３９２の共振周波数は圧電体３９２の温度，モータ３７２の負荷等によって変動する。周波数追尾部４６２は、そのような共振周波数の変動に追尾して駆動周波数を変化させるために設けられているのであり、周波数追尾部４６２は、電極３９２ｃが圧電効果によりステータ３８２の振動振幅に応じた電圧を発生させるという事実を利用し、電極３９２ｃの出力信号に基づき、ステータ３８２の振動状態を監視しつつ駆動周波数を適正化するための信号を駆動信号発生部４５８に供給する。
【０１１２】
図２８には、主ブレーキコントローラ４３０のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンがフローチャートで表されている。
【０１１３】
本ルーチンを概略的に説明すれば、本ルーチンは主ブレーキ操作時にパッド加圧制御を行う。このパッド加圧制御においては、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* と等しくなるようにモータ３７２が制御される。
【０１１４】
加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* より小さい場合には、モータ３７２に正回転指令信号（モータ３７２を「第１の通電状態」にするための信号）が出力されてモータ３７２が正回転させられ、それにより、加圧力実際値ＦS が増加させられる。
【０１１５】
ただし、モータ３７２に正回転指令信号を出力したにもかかわらず、加圧力実際値ＦS が増加しなくなった場合、すなわち、加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) の前回値ＦS (N-1) からの増加量が、第１基準増加量としての０以下となった場合に、モータ３７２にＯＦＦ指令信号（モータ３７２を「非通電状態」にするための信号）が出力されてモータ３７２がＯＦＦにされ、それにより、モータ３７２に静止保持トルクが発生させられる。その結果、インナパッド３２０ｂからの反力に抗してモータ３７２，めねじ部材４０２，おねじ部材４００および加圧ロッド３７０がロックさせられ、前記くさび効果によって加圧力実際値ＦS が増加させられる。
【０１１６】
また、そのようにモータ３７２がＯＦＦにされた後、加圧力実際値ＦS が増加し続けた場合、すなわち、加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) の前回値ＦS (N-1) からの増加量が、第２基準増加量としての０より大きくなった場合には、モータ３７２がＯＦＦにし続けられるが、そうでない場合には、モータ３７２に正回転指令信号が出力される。
【０１１７】
これに対して、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* より大きい場合には、モータ３７２に逆回転指令信号（モータ３７２を「第２の通電状態」にするための信号）が出力されてモータ３７２が逆回転させられ、それにより、加圧力実際値ＦS が減少させられる。
【０１１８】
また、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* と等しい場合には、モータ３７２にＯＦＦ指令信号が出力されてモータ３７２がＯＦＦにされる。
【０１１９】
さらに、このパッド加圧制御においては、主ブレーキ操作が解除された場合には、その後、加圧ロッド停止位置制御（退避位置制御）が行われる。この加圧ロッド停止位置制御の概略および詳細については後述する。
【０１２０】
次に、ブレーキ制御ルーチンの内容を図２８を参照して具体的に説明する。なお、本ルーチンは４輪について順にかつ、イグニションスイッチ４４２のＯＮ・ＯＦＦを問わず繰り返し実行されるが、説明を簡単にするために、以下、ブレーキ制御ルーチンが同じ車輪について制御周期Ｔで繰り返し実行されると仮定して説明する。
【０１２１】
本ルーチンの各回の実行時にはまず、Ｓ１１において、イグニションスイッチ４４２（図において「ＩＧ／ＳＷ」で表す）からイグニションスイッチ信号が入力され、その信号に基づいてイグニションスイッチ４４２がＯＮであるか否かが判定される。ＯＮでなければ、判定がＮＯとなり、直ちに本ルーチンの一回の実行が終了し、ＯＮであれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１２に移行する。
【０１２２】
このＳ１２においては、初期設定が行われる。具体的には、当該車輪に対応する後述の加圧ロッド停止位置フラグが０とされる。続いて、Ｓ１３において、主ブレーキコントローラ４３０と、ブレーキアクチュエータとしての、当該車輪に対応するモータ３７２と、当該車輪に対応するモータ駆動回路４５４とに対してプライマリチェックが行われ、故障診断が行われる。その後、Ｓ１４において、ブレーキスイッチ４４０（図において「ブレーキＳＷ」で表す）からブレーキスイッチ信号が入力され、その信号に基づいてブレーキスイッチ４４０がＯＦＦであるか否かが判定される。ＯＮであれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１５において、パッド加圧制御が行われる。続いて、Ｓ１６において、加圧ロッド停止位置フラグが０とされ、その後、Ｓ１４に戻る。したがって、ブレーキスイッチ４４０がＯＮである限り、Ｓ１４〜Ｓ１６の実行が繰り返されることになる。
【０１２３】
Ｓ１５の詳細がパッド加圧制御ルーチンとして図２９にフローチャートで表されている。以下、このパッド加圧制御ルーチンを説明するが、前記Ｓ１４〜Ｓ１６の実行が繰り返されるためにこのパッド加圧制御ルーチンも繰り返し実行されると仮定して説明する。
【０１２４】
まず、Ｓ１０１において、駐車ブレーキコントローラ４５０（図において「ＰＫＢコントローラ」で表す）に対して、駐車ブレーキ解除指令信号（図において「ＰＫＢ解除指令信号」で表す）が出力される。これにより、当該車輪に対応するディスクブレーキ３１０による駐車ブレーキ作用が解除されるが、この解除については後に詳述する。次に、Ｓ１０２において、加圧力指令値コントローラ４３２から、当該車輪に対応する加圧力指令値信号ｆinが入力され、その信号ｆinに基づき、当該車輪に対応する加圧力指令値Ｆ* が取得される。続いて、Ｓ１０３において、加圧力指令値Ｆ* が０以上かつ加圧力最大値ｆmax （既知の固定値）以下であるか否かが判定される。加圧力指令値Ｆ* に異常がないか否かが判定されるのであり、０以上かつ加圧力最大値ｆmax 以下でなければ、判定がＮＯとなり、直ちに本ルーチンの一回の実行が終了し、０以上かつ加圧力最大値ｆmax 以下であれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０４に移行する。
【０１２５】
このＳ１０４においては、当該車輪に対応する荷重センサ４２０からの荷重信号ｆに基づき、当該車輪に対応するディスクブレーキ３１０において加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂを実際に加圧する加圧力実際値ＦS (N) （ここに、(N) は加圧力実際値ＦS が今回検出された値であることを表す。）が加圧力指令値Ｆ* より小さいか否かが判定される。実際には、例えば、加圧力実際値ＦS (N) が、加圧力指令値Ｆ* と一定微小値Δとの和より小さいか否かが判定される。
【０１２６】
以下、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より小さい場合と、大きい場合と、ほぼ等しい場合とについて順に説明する。
【０１２７】
(1) 加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より小さい場合
この場合には、Ｓ１０５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０６において、モータ３７２に正回転指令信号が出力されているか否かが判定される。
【０１２８】
図３０には、荷重センサ４２０により加圧力実際値ＦS が検出される時期ｔと、モータ３７２にモータ指令信号が出力される時期ｔ′との関係がグラフで表されている。モータ３７２へ今回出力すべきモータ指令信号は、加圧力実際値ＦS (N) に基づいて決定されるため、例えば、今回のモータ指令信号はモータ３７２に、加圧力実際値ＦS の今回値検出時期ｔ(N) から少し遅れた時期ｔ′(N) に出力され、次回のモータ指令信号はモータ３７２に、加圧力実際値ＦS の次回値検出時期ｔ(N+1) から少し遅れた時期ｔ′(N+1) に出力されることになる。したがって、加圧力実際値ＦS の今回値検出時期ｔ(N) から次回値検出時期ｔ(N+1) までを今回の制御サイクル（制御周期がＴ）として定義すれば、その今回の制御サイクルの当初には、モータ３７２に前回と同じモータ指令信号が出力され、やがて、今回のモータ指令信号が出力されることになる。よって、このＳ１０６においては、結局、モータ３７２についての前回のモータ指令信号が正回転指令信号であるか否かが判定されることになる。
【０１２９】
モータ３７２に正回転指令信号が出力されてはいないと仮定すれば、Ｓ１０６の判定がＮＯとなり、Ｓ１０７において、モータ３７２がＯＦＦであるか否かが判定される。モータ３７２に正回転指令信号が出力されていない場合には、モータ３７２に逆回転指令信号が出力されている場合と、モータ３７２がＯＦＦである場合とがあり、このＳ１０７においては、後者の場合に該当するか否かが判定されるのである。モータ３７２がＯＦＦであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１０８において、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) より大きいか否かが判定される。加圧力実際値ＦS が増加中であるか否かが判定されるのである。なお、本ルーチンの今回の実行が初回のものである場合には、加圧力実際値ＦS (1) が加圧力実際値ＦS (0) より大きいか否かが判定されることになるが、加圧力実際値ＦS (0) は０としてＲＯＭに記憶されている。
【０１３０】
加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) より大きくはない場合には、Ｓ１０８の判定がＮＯとなり、Ｓ１０９において、モータ３７２に正回転指令信号が出力される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１３１】
再び本ルーチンが実行され、Ｓ１０６において、モータ３７２に正回転指令信号が出力されているか否かが判定されれば、今回は正回転指令信号が出力されているため、判定がＹＥＳとなる。この場合、Ｓ１１０において、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) 以下であるか否かが判定される。モータ３７２が駆動限界に達しないうちは、モータ３７２に正回転指令信号が出力し続けられることに追従してモータ３７２が正回転させられて加圧力実際値ＦS が増加するが、モータ３７２が駆動限界に達した後には、モータ３７２に正回転指令信号が出力し続けられるにもかかわらずモータ３７２が正回転せずに逆回転させられてしまい、そのため、加圧力実際値ＦS が増加しない。このような事情に基づき、このＳ１１０においては、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) 以下であるか否かによってモータ３７２が駆動限界に達したか否かが判定されるのである。加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) 以下ではない場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ１０９において、再度、モータ３７２に正回転指令信号が出力される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１３２】
その後、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) 以下とならないうちは、Ｓ１１０の判定がＮＯとなり、Ｓ１０９において、今回もモータ３７２に正回転指令信号が出力される。ディスクブレーキ３１０にセルフサーボ効果が発生し、モータ３７２が駆動限界を超えたため、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) 以下となった後には、Ｓ１１０の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１１において、モータ３７２がＯＦＦにされる。モータ３７２が静止させられてモータ３７２に静止保持トルクが発生させられ、モータ３７２はその静止保持トルクによって摩擦パッド３２０からの反力に対抗することになる。
【０１３３】
したがって、図３０に示す一制御例においては、モータ３７２が駆動限界に達したため、加圧力実際値ＦS がそれの今回値検出時期ｔ(N) において前回値検出時期ｔ(N-1) におけるより増加しなくなれば、モータ指令信号の今回出力タイミングｔ′(N) において、モータ３７２がＯＦＦにされる。その結果、モータ３７２に静止保持トルクが発生し、その静止保持トルクによって加圧力実際値ＦS が増加させられる。
【０１３４】
再度、本ルーチンが実行されれば、現在、モータ３７２はＯＦＦであるから、Ｓ１０６の判定はＮＯ、Ｓ１０７の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１０８に移行する。モータ３７２の静止保持トルクによってセルフサーボ効果が増加したため、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) より大きくなった場合には、Ｓ１０８の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１２において、今回も、モータ３７２がＯＦＦにされる。
【０１３５】
したがって、図３０に示す一制御例においては、加圧力実際値ＦS がそれの次回値検出時期ｔ(N+1) において今回値検出時期ｔ(N) におけるより増加しているため、次回出力時期ｔ′(N+1) においても、モータ３７２がＯＦＦにされる。
【０１３６】
これに対して、セルフサーボ効果が低下したために、モータ３７２が静止保持トルクを出力する状態にあるにもかかわらず加圧力実際値ＦS (N) が加圧力実際値ＦS (N-1) より大きくならなかった場合には、Ｓ１０８の判定がＮＯとなり、Ｓ１０９において、モータ３７２に正回転指令信号が出力され、それにより、加圧力実際値ＦS の増加が図られる。なお、モータ３７２の静止中にセルフサーボ効果が低下する理由には、例えば、モータ３７２が静止させられているのに対して摩擦パッド３２０がディスクロータ３１２に向かって前進させられたことなどが原因となって加圧ロッド３７０の先端面とインナパッド３２０ｂの背面との間に隙間が発生するという理由が考えられる。
【０１３７】
なお、モータ３７２に逆回転指令信号が出力中にＳ１０５の判定がＹＥＳとなる場合もあり、この場合には、Ｓ１０６の判定はＮＯ、Ｓ１０７の判定もＮＯとなり、Ｓ１１３において、モータ３７２が一旦ＯＦＦにされ、その後、モータ３７２に正回転指令信号が出力される。
【０１３８】
図３１には、図３０とは異なり、主ブレーキ操作が開始されてから加圧力実際値ＦS が増加して加圧力指令値Ｆ* に到達するまでに加圧力実際値ＦS が変化する様子の一例がグラフで表されている。
【０１３９】
時期ｔ0 において、主ブレーキ操作が開始され、加圧力指令値Ｆ* が決定される。それに応じてモータ３７２が作動させられ、加圧力実際値ＦS が増加する。ただし、時期ｔ0 から時期ｔ1 までの間は、インナパッド３２０ｂの連れ回りが弾性的制御機構３４０により阻止され、ディスクブレーキ３１０にセルフサーボ効果が発生しない。
【０１４０】
その後、モータ３７２が正回転させられて加圧力実際値ＦS が増加した結果、時期ｔ1 において、インナッド３２０ｂの摩擦力が弾性的制御機構３４０に打ち勝ち、インナパッド３２０ｂがディスクロータ３１２に連れて回り、ディスクブレーキ３１０にセルフサーボ効果が発生する。グラフの勾配が急になっていることがそのことを表している。
【０１４１】
やがて、モータ３７２が駆動限界に到達したため、時期ｔ2 において、加圧力実際値ＦS が増加しなくなる。その結果、時期ｔ3 において、モータ３７２がＯＦＦにされ、モータ３７２の静止保持トルクにより、再度、加圧力実際値ＦS が増加し始める。そして、時期ｔ4 において、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* に到達し、以後、後述のように、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* に保持されるようにモータ３７２が制御される。
【０１４２】
(2) 加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より大きい場合
この場合には、Ｓ１０５の判定がＮＯとなり、Ｓ１１４において、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* と等しいか否かが判定される。実際には、例えば、加圧力実際値ＦS (N) が、加圧力指令値Ｆ* から一定微小値Δを引いた値以上であり、かつ、加圧力指令値Ｆ* に一定微小値Δを加えた値以下であるか否かが判定される。今回は、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より大きいと仮定されているから、このＳ１１４の判定はＮＯとなり、Ｓ１１５に移行する。このＳ１１５においては、モータ３７２に逆回転指令信号が出力されているか、または、モータ３７２がＯＦＦであるか否かが判定される。モータ３７２に逆回転指令信号が出力されているか、または、モータ３７２がＯＦＦであると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１６において、モータ３７２に逆回転指令信号が出力され、それにより、加圧力実際値ＦS が減少させられる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１４３】
これに対して、モータ３７２に正回転指令信号が出力されていると仮定すれば、Ｓ１１５の判定がＮＯとなり、Ｓ１１７において、モータ３７２を一旦ＯＦＦした後に、逆回転指令信号が出力される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１４４】
(3) 加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* と等しい場合
この場合、Ｓ１０５の判定はＮＯ、Ｓ１１４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１１８において、モータ３７２がＯＦＦされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１４５】
以上、ブレーキスイッチ４４０がＯＮである場合について説明したが、ＯＦＦである場合には、図２８のＳ１４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１７において、加圧ロッド停止位置フラグが１であるか否かが判定される。０であると仮定すれば、判定がのＮＯとなり、Ｓ８において、前記加圧ロッド停止位置制御が行われる。その後、Ｓ１９において、イグニションスイッチ４４２がＯＦＦであるか否かが判定される。ＯＮであれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１４に戻る。したがって、ブレーキスイッチ４４０がＯＦＦであり、かつ、イグニションスイッチ４４２がＯＮであり、かつ、加圧ロッド停止位置フラグが０である限り、Ｓ１４およびＳ１７〜Ｓ１９の実行が繰り返されることになる。
【０１４６】
Ｓ１８の詳細が加圧ロッド停止位置制御ルーチンとして図３２にフローチャートで表されている。以下、この加圧ロッド停止位置圧制御ルーチンを説明するが、前記Ｓ１４およびＳ１７〜Ｓ１９の実行が繰り返されるために加圧ロッド停止位置圧制御ルーチンが繰り返し実行されると仮定して説明する。
【０１４７】
まず、概略的に説明する。
パッド加圧制御は、ディスクブレーキ３１０の非作用状態において、加圧ロッド３７０を常に同じ初期位置に退避させて停止させる態様で実施することは可能である。しかし、一対の摩擦パッド３２０ａ，３２０ｂ（以下、単に「摩擦パッド３２０」と総称する）の摩耗にもかかわらず加圧ロッド３７０を常に同じ初期位置に退避させたのでは、摩擦パッド３２０の摩耗量の増加につれて初期位置にある加圧ロッド３７０の先端面とインナパッド３２０ｂの背面との隙間が拡大し、ディスクブレーキ３１０が非作用状態から作用状態に移行する際に、加圧ロッド３７０が無駄なストロークをさせられることとなる。そこで、本実施形態においては、パッド加圧制御が、インナパッド３２０ｂの背面の位置の変化に追従して加圧ロッド３７０の退避位置を変化させる態様で実行される。
【０１４８】
具体的には、まず、主ブレーキ操作が解除された後直ちに、加圧ロッド３７０が初期位置から前進させられ、それにより加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂを加圧し始めた時期が検出され、その時期における加圧ロッド３７０の軸方向位置が検出される。ここに、加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂを加圧し始めた時期は、荷重センサ４２０による検出値がその荷重センサ４２０により検出可能な最小値またはそれより少し大きい値に一致した時期として検出される。また、加圧ロッド３７０の軸方向位置は、モータ３７２の回転位置として検出される。また、加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂを加圧し始めた時期は、インナパッド３２０ｂの摩耗のみならずアウタパッド３２０ａの摩耗をも反映する。次に、加圧ロッド３７０をインナパッド３２０ｂの背面の位置から一定距離だけ後退させるために、モータ３７２が一定角度ΔΘだけ逆回転させられ、その結果、加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂの実際の位置から一定距離だけ後退した位置に退避させられて停止させられる。
【０１４９】
次に具体的に説明する。
まず、図３２のＳ２０１において、加圧力指令値コントローラ４３２から加圧力指令値信号が入力される。加圧力指令値コントローラ４３２は、ブレーキスイッチ４４０がＯＦＦである場合には、荷重センサ４２０により検出可能な最小値を表す加圧力指令値信号ｆm を当該主ブレーキコントローラ４３０に出力するように設計されている。したがって、このＳ２０１においては、その加圧力指令値信号ｆm に基づいて加圧力指令値Ｆ* が取得される。
【０１５０】
次に、Ｓ２０２において、荷重センサ４２０からの荷重信号ｆに基づいて加圧力実際値ＦS が取得され、その後、Ｓ２０３において、その加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* より小さいか否かが判定される。加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂを加圧していない状態にあるか否かが判定されるのである。実際には、例えば、加圧力実際値ＦS 、加圧力指令値Ｆ* と一定微小値Δとの和より小さいか否かが判定される。加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* より小さい場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０４において、モータ３７２に正回転指令信号が出力され、それにより、インナパッド３２０ｂが前進させられる。その後、Ｓ２０２に戻る。
【０１５１】
これに対して、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* より小さくはない場合は、Ｓ２０３の判定がＮＯとなり、Ｓ２０５において、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* と等しいか否かが判定される。加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂを加圧し始めた時期であるか否かが判定されるのである。加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* より大きいと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ２０６において、モータ３７２に正回転指令信号が出力中であるか否かが判定される。正回転指令信号が出力中である場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０７において、モータ３７２が一旦ＯＦＦされた後、モータ３７２に逆回転指令信号が出力される。その後、Ｓ２０２に戻る。これに対して、正回転指令信号が出力中ではない場合には、Ｓ２０６の判定がＮＯとなり、Ｓ２０８において、モータ３７２に逆回転指令信号が出力される。いずれの場合にも、加圧ロッド３７０が後退させられてそれの行き過ぎが是正されるのである。その後、Ｓ２０２に戻る。
【０１５２】
これに対して、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* と等しい場合には、Ｓ２０５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２０９において、モータ３７２がＯＦＦされる。その後、Ｓ２１０において、エンコーダ３９８からモータ回転位置信号θが入力され、その信号に基づき、モータ３７２のロータ３８４の回転位置Θが取得される。続いて、Ｓ２１１において、その回転位置Θを基準にして、モータ３７２が一定角度ΔΘだけ逆回転するようにモータ３７２に逆回転指令信号を出力する。ここに、一定角度ΔΘは、摩擦パッド３２０がディスクロータ３１２により引きずられることを防止するために、それら摩擦パッド３２０とディスクロータ３１２との間に確保することが必要な距離に対応するものとして設定され、また、摩擦パッド３２０の偏摩耗を考慮して設定することが望ましい。このＳ２１１の実行により、加圧ロッド３７０がインナパッド３２０ｂの実際位置から一定距離離間した位置に停止させられることになる。その後、Ｓ２１２において、加圧ロッド停止位置フラグが１とされる。すなわち、この加圧ロッド停止位置フラグは、０で加圧ロッド３７０が正規の停止位置には位置しないことを示し、１で正規の停止位置に位置することを示すフラグなのである。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１５３】
この加圧ロッド停止位置制御ルーチンの一回の実行が終了すれば、図２８のＳ９において、イグニションスイッチ４４２がＯＦＦであるか否かが判定される。ＯＮであれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１４に戻る。ブレーキスイッチ４４０がＯＦＦであれば、Ｓ１４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１７に移行するが、今回は、加圧ロッド停止位置フラグが１であるため、Ｓ１７の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１８がスキップされてＳ１９が実行される。Ｓ１４，Ｓ１７およびＳ１９の実行が繰り返されるうちにイグニションスイッチ４４２がＯＦＦになれば、Ｓ１９の判定がＹＥＳとなり、本ブレーキ制御の一連の実行が終了する。
【０１５４】
図３３には、駐車ブレーキコントローラ４５０のＲＯＭに記憶されている駐車ブレーキ制御ルーチンがフローチャートで表されている。
【０１５５】
本ルーチンも、イグニションスイッチ４４２のＯＮ・ＯＦＦを問わず、繰り返し実行される。各回の実行時にはまず、Ｓ３０１において、駐車ブレーキスイッチ４５２（図において「ＰＫＢ／ＳＷ」で表す）がＯＮであるか否かが判定される。ＯＮであれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０２において、モータ３７２に正回転指令信号が出力され、それにより、モータ３７２のロータ３８４が一定角度ΘPKB 正回転させられ、加圧ロッド３７０が初期位置から前進させられて加圧力実際値ＦS が駐車に必要な値に増加させられる。その後、Ｓ３０３において、モータ３７２がＯＦＦにされ、それにより、モータ３７２の静止保持トルクによってディスクブレーキ３１０が駐車ブレーキ作用状態に維持され、車両が停止状態に維持される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１５６】
これに対して、駐車ブレーキスイッチ４５２がＯＦＦである場合には、Ｓ３０１の判定がＮＯとなり、Ｓ３０４において、主ブレーキコントローラ４３０から駐車ブレーキ解除指令信号が入力されたか否かが判定される。入力されていない場合には、判定がＮＯとなり、直ちに本ルーチンの一回の実行が終了するが、入力された場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０５に移行する。このＳ３０５においては、モータ３７２に逆回転指令信号が出力され、それにより、モータ３７２が一定角度ΘPKB 逆回転させられて加圧ロッド３７０が初期位置に復帰させられる。続いて、Ｓ３０３において、モータ３７２がＯＦＦにされ、以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１５７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、主ブレーキコントローラ４３０，加圧力指令値コントローラ４３２，運転操作情報センサ４３４，車両状態センサ４３６，車輪状態センサ４３８，ブレーキスイッチ４４０，イグニションスイッチ４４２，荷重センサ４２０，駐車ブレーキコントローラ４５０，駐車ブレーキスイッチ４５２，モータ駆動回路４５４およびエンコーダ３９８が「モータ制御装置」の一例を構成しているのである。また、超音波モータ３７２と、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうち図２９のＳ１０６〜Ｓ１１２を実行する部分とが互いに共同して「増加量不足防止機構」の一例を構成し、また、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうちＳ１０６〜Ｓ１１２を実行する部分とが互いに共同して「静止保持トルク発生手段」の一例および「増加量不足時制御手段」の一例をそれぞれ構成しているのである。また、荷重センサ４２０が「加圧力関連量センサ」の一例および「加圧力センサ」の一例をそれぞれ構成しているのである。
【０１５８】
次に、第１０実施形態を説明する。本実施形態は、先の第９実施形態と共通する要素が多く、異なるのはパッド加圧制御ルーチンについてのみであり、しかも、そのルーチンについても共通するステップが多く、異なるのは一部のステップのみであるため、その一部のステップのみを詳細に説明し、他のステップおよび要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０１５９】
第９実施形態においては、図２９に示すように、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より小さく、かつ、モータ３７２がＯＦＦである場合には、Ｓ１０５の判定はＹＥＳ、Ｓ１０６の判定はＮＯ、Ｓ１０７の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１０８に移行し、加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) が前回値ＦS (N-1) より増加したか否かによって、Ｓ１０９とＳ１１２とに分岐させられる。加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) が前回値ＦS (N-1) より増加しなかった場合には、モータ３７２をＯＦＦにし続けることが適当ではないと判定され、Ｓ１０８の判定がＮＯとなり、Ｓ１０９において、モータ３７２に正回転指令信号が出力される。これに対して、加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) が前回値ＦS (N-1) より増加した場合には、モータ３７２にＯＦＦにし続けることが適当であると判定され、Ｓ１０８の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１２において、モータ３７２がＯＦＦにし続けられるのである。
【０１６０】
これに対して、本実施形態においては、図３４に示すように、Ｓ１０８およびＳ１１２が省略されるとともに、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より小さく、かつ、モータ３７２がＯＦＦであるために、Ｓ１０５の判定はＹＥＳ、Ｓ１０６の判定はＮＯ、Ｓ１０７の判定はＹＥＳとなった場合には、加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) が前回値ＦS (N-1) より増加したか否かを問わず、直ちにＳ１０９に移行するようになっている。Ｓ１０７のＹＥＳ判定後に必ずＳ１０９においてモータ３７２をＯＦＦ指令信号出力状態から正回転指令信号出力状態に移行するようにしても、その移行が適切でなかったために、加圧力実際値ＦS の次回値ＦS (N+1) が今回値ＦS (N) より増加しなかった場合には、本ルーチンの次回の実行時において、Ｓ１０６の判定はＹＥＳ、Ｓ１１０の判定もＹＥＳとなり、Ｓ１１１において、モータ３７２がＯＦＦにされ、状態移行の不適切さはその直後に是正される。
【０１６１】
したがって、本実施形態によれば、パッド加圧制御ルーチンの設計を容易に簡単化し得るという効果が得られる。
【０１６２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、超音波モータ３７２と、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうち図３４のＳ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０９，Ｓ１１０およびＳ１１１を実行する部分とが互いに共同して「増加量不足防止機構」の一例を構成し、また、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうちＳ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０９，Ｓ１１０およびＳ１１１を実行する部分とが互いに共同して「静止保持トルク発生手段」の一例および「増加量不足時制御手段」の一例をそれぞれ構成しているのである。
【０１６３】
次に、第１１実施形態を説明する。ただし、本実施形態も、先の第９実施形態と共通する要素が多く、異なるのはパッド加圧制御ルーチンについてのみであり、しかも、そのルーチンについても共通するステップがあるため、パッド加圧制御ルーチンについてのみ詳細に説明するとともに、そのルーチンのうち第９実施形態におけると共通するステップについては同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０１６４】
図３５には、パッド加圧制御ルーチンがフローチャートで表されている。
このパッド加圧制御ルーチンにおいては、概略的に説明すれば、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* と等しい場合を除き、モータ３７２が駆動限界に達したか否かを問わず、本ルーチンの一回の実行サイクルである制御サイクルにおいて、モータ３７２がＯＮにされた後にＯＦＦにされる。それにより、一回の制御サイクルにおいて、加圧ロッド３７０は前進または後退した後に停止させられるのである。したがって、第９実施形態におけるとは異なり、モータ３７２を逆転させる毎にモータ３７２にＯＦＦにすることが不要となり、本ルーチンの設計を容易に簡単化し得る。
【０１６５】
また、本実施形態においては、加圧力実際値ＦS の増加中には、加圧ロッド３７０が積極的に前進し、非増加中には、消極的に前進することとなるように、加圧力実際値ＦS が増加中であるか否かに応じて、モータ３７２のモータ指令信号のＯＮ継続時間が変化させられる。具体的には、加圧力実際値ＦS の増加中には、図３６の(a) にグラフで表されているように、制御周期ＴのうちのＴ1 時間は、モータ３７２に正回転指令信号が出力され、残りの（Ｔ−Ｔ1 ）時間は、モータ３７２がＯＦＦされる。これに対して、非増加中には、同図の(b) にグラフで表されているように、制御周期ＴのうちのＴ2 時間（Ｔ1 時間より短い）は、モータ３７２に正回転指令信号が出力され、残りの（Ｔ−Ｔ2 ）時間は、モータ３７２がＯＦＦされる。
【０１６６】
したがって、本実施形態においては、モータ３７２の駆動時に加圧力実際値ＦS が増加しなくなった場合には、モータ３７２がＯＦＦにされる期間の存在により、モータ３７２の静止保持トルクを利用して加圧ロッド３７０がロックさせられて加圧力実際値ＦS が増加させられる。また、モータ３７２の静止時に加圧力実際値ＦS が増加しなくなった場合には、モータ３７２に正回転指令信号が出力される期間の存在により、モータ３７２の正回転によって加圧ロッド３７０が前進させられて摩擦パッド３２０に押圧され、それにより、加圧力実際値ＦS が増加させられる。
【０１６７】
次に、本パッド加圧制御ルーチンを具体的に説明する。
本ルーチンも繰り返し実行される。各回の実行時には、図３５のＳ１０１〜Ｓ１０５が最先の実施形態におけると同様に実行される。加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より小さいために、Ｓ１０５の判定がＹＥＳとなる場合には、Ｓ１３１において、加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) が前回値ＦS (N-1) より大きいか否かが判定される。加圧力実際値ＦS が増加中であるか否かが判定されるのである。増加中であれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３２において、モータ３７２に正回転指令信号がＴ1 時間だけ出力され、その後、Ｓ１３３において、モータ３７２がＯＦＦとされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１６８】
これに対して、加圧力実際値ＦS が今回値ＦS (N) が前回値ＦS (N-1) より大きくない場合には、Ｓ１３１の判定がＮＯとなり、Ｓ１３４において、モータ３７２に正回転指令信号がＴ2 時間だけ出力され、その後、Ｓ１３３において、モータ３７２がＯＦＦとされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１６９】
また、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より大きい場合には、Ｓ１０５の判定はＮＯ、Ｓ１１４の判定もＮＯとなり、Ｓ１３５において、モータ３７２に逆回転指令信号がＴ3 時間（例えば、前記Ｔ1 時間と等しい。）だけ出力され、その後、Ｓ１３３において、モータ３７２がＯＦＦとされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１７０】
また、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* と等しい場合には、Ｓ１０５の判定はＮＯ、Ｓ１１４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１３３において、モータ３７２がＯＦＦとされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１７１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、超音波モータ３７２と、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうち図３５のＳ１３１〜Ｓ１３４を実行する部分とが互いに共同して「増加量不足防止機構」の一例を構成し、また、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうちＳ１３１〜Ｓ１３４を実行する部分とが互いに共同して「静止保持トルク発生手段」の一例を構成しているのである。
【０１７２】
次に、第１２実施形態を説明する。ただし、本実施形態も、先の第９実施形態と共通する要素が多く、異なるのはパッド加圧制御ルーチンについてのみであり、しかも、そのルーチンについても共通するステップがあるため、パッド加圧制御ルーチンについてのみ詳細に説明するとともに、そのルーチンのうち第９実施形態におけると共通するステップについては同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０１７３】
第９実施形態においては、加圧力実際値ＦS が増加しなくなったときに、モータ３７２がＯＦＦにされるようになっているが、本実施形態においては、ディスクブレーキ３１０にセルフサーボ効果が生じたならば、加圧力実際値ＦS が増加しなくなることを待つことなく、モータ３７２がＯＦＦにされる。そのため、本実施形態においては、セルフサーボ状態判定ルーチンもＲＯＭに記憶されている。セルフサーボ状態判定ルーチンは、加圧力実際値ＦS の時間的変化勾配がセルフサーボ効果の発生時において不発生時におけるより急になるという現象に着目してセルフサーボ効果の発生の有無を判定するものである。
【０１７４】
図３７には、本実施形態におけるパッド加圧制御ルーチンがフローチャートで表されている。本ルーチンも繰り返し実行され、各回の実行時には、Ｓ１０１〜Ｓ１０５が最第９実施形態におけると同様に実行される。
【０１７５】
加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より大きいために、Ｓ１０５の判定がＹＥＳとなる場合には、Ｓ１５１において、セルフサーボ状態判定が行われる。
【０１７６】
このＳ１５１においては、図３８にフローチャートで表されているセルフサーボ状態判定ルーチンが実行される。
【０１７７】
このセルフサーボ状態判定ルーチンにおいてはまず、Ｓ４０１において、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力基準値ｆc より大きいか否かが判定される。ここに、加圧力基準値ｆC は、弾性的制御機構３４０の前記初期荷重に対応する値であり、ディスクブレーキ３１０においてセルフサーボ効果が発生し始めるときの加圧力実際値ＦS を意味する。加圧力実際値ＦS (N) が加圧力基準値ｆc より大きくはない場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ４０２において、０でセルフサーボ効果が不発生であることを示し、１で発生していることを示すセルフサーボフラグが０とされる。以上で、本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１７８】
これに対して、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力基準値ｆc より大きい場合には、Ｓ４０１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ４０３において、モータ３７２に正回転指令信号が出力中であるか否かが判定される。出力中でなければ、判定がＮＯとなり、Ｓ４０２に移行し、出力中であれば、Ｓ４０４に移行する。このＳ４０４においては、加圧力実際値ＦS の今回値ＦS (N) の前回値ＦS (N-1) からの変化量ΔＦS が演算される。続いて、Ｓ４０５において、演算された変化量ΔＦS が変化量基準値ΔｆS より大きいか否かが判定される。ここに、変化量基準値ΔｆS は、セルフサーボ効果が発生していない状態において、モータ３７２を正回転させて加圧ロッド３７０を前進させる際に加圧力実際値ＦS が一回の制御サイクル当たりに増加する量と等しくされている。そして、変化量ΔＦS が変化量基準値ΔｆS より大きい場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ４０６において、セルフサーボフラグが１とされ、これに対して、変化量ΔＦS が変化量基準値ΔｆS より大きくはない場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ４０２において、セルフサーボフラグが０とされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１７９】
なお付言すれば、セルフサーボ状態判定は、加圧力実際値ＦS が加圧力基準値ｆC を超えたことと、変化量ΔＦS が変化量基準値ΔｆS より大きくなったこととのいずれかのみを検出し、その検出時にセルフサーボ効果が発生していると判定するものとすることは可能であるが、本実施形態においては、その判定の確度を向上させるため、加圧力実際値ＦS が加圧力基準値ｆC を超えたことと、変化量ΔＦS が変化量基準値ΔｆS より大きくなったこととの双方が同時に検出されたときに、セルフサーボ効果が発生していると判定するものとされている。
【０１８０】
セルフサーボ状態判定ルーチンの一回の実行が終了すれば、その後、図３７のＳ１５２において、セルフサーボフラグが１であるか否かが判定される。０であれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１５３において、モータ３７２に正回転指令信号が出力されているか、またはモータ３７２がＯＦＦにされているか否かが判定される。モータ３７２がＯＦＦにされていると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５４において、モータ３７２に正回転指令信号が出力される。以上でこのパッド加圧制御ルーチンの一回の実行が終了する。これに対して、モータ３７２に逆回転指令信号が出力されていると仮定すれば、Ｓ１５３の判定がＮＯとなり、Ｓ１５５において、モータ３７２が一旦ＯＦＦにされた後に正回転指令信号が出力される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０１８１】
以上、セルフサーボ効果が発生していない場合について説明したが、発生している場合には、セルフサーボフラグが１であるから、Ｓ１５２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５６において、モータ３７２がＯＦＦにされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。なお、本ルーチンには、第９実施形態におけるとは異なり、図２９におけるＳ１０６，Ｓ１０７およびＳ１１３に相当するステップが設けられていないが、これは、図３８のセルフサーボ状態判定ルーチンにおいて、モータ３７２に正回転指令信号が出力中に限ってセルフサーボフラグが１とされるようになっていて、本ルーチンにおいて、Ｓ１５２の判定がＹＥＳとなるときには、モータ３７２に正回転指令信号が出力中であることが明らかであり、モータ指令信号の現在状態を判定することが不要であるとともに、モータ３７２に逆回転指令信号が出力中であることはないからである。
【０１８２】
以上、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より大きい場合について説明したが、小さい場合および等しい場合は、第９実施形態におけると同様であるため、説明を省略する。
【０１８３】
ここで、パッド加圧制御中に加圧力実際値ＦS が変化する様子の一例を図３９のグラフに基づいて説明する。
【０１８４】
この例は、図３１に示す例と同様に、主ブレーキ操作中のある時期ｔ10においてブレーキ操作が開始され、加圧力指令値Ｆ* が増加し、その結果、加圧力指令値Ｆ* が加圧力実際値ＦS を上回った場合において、その後に加圧力実際値ＦS が増加して加圧力指令値Ｆ* に到達した例である。
【０１８５】
時期ｔ10においては、インナパッド３２０ｂがディスクロータ３１２に連れて回ることが弾性的制御機構３４０により阻止され、セルフサーボ効果が発生していない。その後、モータ３７２が正回転させられて加圧力実際値ＦS が増加した結果、時期ｔ11において、インナパッド３２０ｂの摩擦力が弾性的制御機構３４０の弾性力に打ち勝ち、インナパッド３２０ｂがディスクロータ３１２に連れて回り、セルフサーボ効果が発生し始める。
【０１８６】
セルフサーボ効果が発生し始めると、モータ３７２が実際に駆動限界に達したか否かを問わず、モータ３７２がＯＦＦにされ、その結果、モータ３７２の静止保持トルクと前記くさび効果との共同により、加圧力実際値ＦS が増加し続ける。そして、時期ｔ12において、加圧力実際値ＦS が加圧力指令値Ｆ* に到達し、以後、加圧力指令値Ｆ* に保持されるようにモータ３７２が制御される。
【０１８７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、超音波モータ３７２と、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうち図３７のＳ１５１（図３８のセルフサーボ状態判定ルーチン）〜Ｓ１５６を実行する部分とが互いに共同して「増加量不足防止機構」の一例を構成し、また、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうちＳ１５１〜Ｓ１５６を実行する部分とが互いに共同して「静止保持トルク発生手段」の一例および「サーボ開始時制御手段」の一例をそれぞれ構成しているのである。また、主ブレーキコントローラ４３０のうち図３８のセルフサーボ状態判定ルーチンを実行する部分が「セルフサーボ状態判定手段」の一例を構成しているのである。
【０１８８】
第９〜第１２実施形態においては、超音波モータの加圧力実際値を増加させることが必要である場合に超音波モータがＯＦＦにされてそれに静止保持トルクが発生させられるようになっているが、超音波モータのＯＦＦ時に加圧力指令値Ｆ* を低下させることが必要になったため、超音波モータをＯＦＦからＯＮ（逆回転のため）に切り換えても超音波モータが素早く起動できない可能性がある。したがって、そのような起動遅れの防止を優先させたい場合には、超音波モータの加圧力実際値を増加させることが必要となっても超音波モータをＯＮし続けて静止状態をとらないようにすることが望ましい。
【０１８９】
次に、第１３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第１２実施形態と共通する要素が多く、異なるのはパッド加圧制御ルーチンについてのみであり、しかも、そのルーチンについても共通するステップがあるため、パッド加圧制御ルーチンについてのみ詳細に説明するとともに、そのルーチンのうち先の実施形態におけると共通するステップについては同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０１９０】
セルフサーボ効果の発生状態において、モータ３７２の駆動限界前にモータ３７２を正回転させるか、またはモータ３７２の駆動限界後にモータ３７２をＯＦＦにすれば、加圧力実際値ＦS が増加するが、そのときの増加勾配は比較的急である。そのため、加圧力実際値ＦS の加圧力指令値Ｆ* からの不足量ΔＦが少ない場合には、モータ３７２をＯＦＦにすることによって加圧力実際値ＦS が急増して加圧力指令値Ｆ* をやや大きく超えてしまう可能性がある。
【０１９１】
また、セルフサーボ効果の発生状態において、モータ３７２を逆回転させれば、加圧力実際値ＦS が減少するが、そのときの減少勾配は、増加時におけると同様に、比較的急である。そのため、加圧力実際値ＦS の加圧力指令値Ｆ* からの過剰量ΔＦ′が少ない場合には、モータ３７２を逆回転させることによって加圧力実際値ＦS が急減して加圧力指令値Ｆ* をやや大きく下回ってしまう可能性がある。
【０１９２】
セルフサーボ効果の不発生状態においては、インナパッド３２０ｂとディスクロータ３１２との押圧状態でモータ３７２をＯＦＦにすれば、加圧力実際値ＦS が保持される。これに対して、セルフサーボ効果の発生状態においては、モータ３７２をＯＦＦにしても、セルフサーボ効果によって加圧力実際値ＦS が増加してしまう。このように、セルフサーボ効果の発生状態においては、加圧力実際値ＦS を保持するために特別な対策を講じることが必要となる。
【０１９３】
そこで、本実施形態においては、セルフサーボ効果の発生状態において、加圧力実際値ＦS を増加させることが必要である場合と、減少させることが必要である場合と、保持することが必要である場合とについてそれぞれ、加圧力実際値ＦS の変化勾配を制御する増加制御手段と減少制御手段と保持制御手段とが設けられている。
【０１９４】
ところで、前述のように、モータ駆動回路４５４においては、モータ３７２に供給される駆動信号の駆動周波数がステータ３８２の共振周波数の変動に追尾させられるが、本実施形態においては、その周波数追尾が次のようにして行われる。
【０１９５】
すなわち、周波数追尾部４６２と駆動信号発生部４５８とが互いに共同して、モータ３７２の駆動時に、駆動周波数を適正周波数（ステータ３８２の共振周波数またはその近傍値）の予想値より所定値だけ高い値から減少させて適正周波数の実際値を検出する検出工程を何回も繰り返すのである。
【０１９６】
１回目の検出工程においては、まず、駆動周波数が、モータ３７２が始動しない程度に高い値にされ、次に、図４０にグラフで表されているように、駆動周波数が適正周波数の予想値（１回目の検出工程においては、適正周波数の予想値が初期値として予め設定されている。）に向かって設定速度で減少させられる。その減少中、モータ３７２の駆動トルクが始動トルクを超えれば、モータ３７２が始動する。また、駆動周波数の減少中、電極３９２ｃの出力信号に基づき、ステータ３８２の振動状態が基準状態（例えば、共振状態）に達したか否かが判定され、達したと判定されれば、駆動周波数の減少が中止させられるとともに、駆動周波数のそのときの値が適正周波数の次回の予想値とされる。
【０１９７】
２回目の検出工程においては、まず、駆動周波数が最新の予想値より所定値だけ高い値に増加させられる。次に、１回目の検出工程におけると同様に、駆動周波数がその予想値に向かって設定速度で減少させられ、その減少中、電極３９２ｃの出力信号に基づき、ステータ３８２の振動状態が基準状態に達したか否かが判定され、達したと判定されれば、駆動周波数の減少が中止させられるとともに、駆動周波数のそのときの値が適正周波数の次回の予想値とされる。
【０１９８】
以後、同様な検出工程がモータ３７２がＯＦＦにされるまで繰り返される。その結果、モータ３７２の駆動中、ステータ３８２の温度，モータ３７２の負荷等の変動に応じて適正周波数が変動すれば、駆動周波数が適正周波数の変化に追尾させられ、モータ３７２が常に高い効率で駆動されることになる。
【０１９９】
モータ３７２には、一般に、駆動周波数がステータ３８２の共振周波数より高い領域においては、駆動周波数が減少するにつれてモータ３７２の駆動トルクが増加するという特性がある。したがって、上記１回目の検出工程の当初には、モータ３７２がＯＮにされるにもかかわらず、モータ３７２の駆動トルクが小さく、モータ３７２が回転させられない。また、１回目の検出工程において、駆動周波数を減少させる速度を通常より遅くすれば、駆動トルクの増加速度も減少し、よって、駆動トルクが小さい期間が長くなる。図４０には、１回目の検出工程における駆動周波数の減少速度（以下、「最初周波数減少速度」という）が速い場合がグラフ▲１▼で示され、遅い場合がグラフ▲２▼で示されており、また、最初周波数減少速度が速い場合においてモータ３７２が始動する時期がｔ1 で示され、最初周波数減少速度が遅い場合においてモータ３７２が始動する時期がｔ2 で示されている。
【０２００】
したがって、加圧力実際値ＦS を急な勾配で減少させることが必要である場合には、モータ３７２を逆回転させるとともに最初周波数減少速度を通常速度Ｖ0 とすればよい。一方、加圧力実際値ＦS を緩やかな勾配で減少させることが必要である場合には、モータ３７２を逆回転させるとともに最初周波数減少速度を通常速度Ｖ0 より遅い第１速度Ｖ1 とすればよい。
【０２０１】
また、加圧力実際値ＦS を急な勾配で増加させることが必要である場合には、セルフサーボ状態においては、モータ３７２をＯＦＦし続ければよい。一方、加圧力実際値ＦS を緩やかな勾配で増加させることが必要である場合に、モータ３７２を逆回転させるとともに最初周波数減少速度を通常速度Ｖ0 としたのでは、加圧力実際値ＦS が減少してしまう。したがって、加圧力実際値ＦS を緩やかな勾配で増加させることが必要である場合には、モータ３７２を逆回転させるとともに最初周波数減少速度を通常速度Ｖ0 より遅い第２速度Ｖ2 とすればよい。この第２速度Ｖ2 は、上記第１速度Ｖ1 と等しい値としたり、異なる値とすることができる。
【０２０２】
また、加圧力実際値ＦS を保持することが必要である場合には、セルフサーボ状態においては、モータ３７２をＯＦＦし続けたのでは、加圧力実際値ＦS が増加してしまう。また、モータ３７２を逆回転させるとともに最初周波数減少速度を通常速度Ｖ0 としたのでは、加圧力実際値ＦS が減少してしまう。また、モータ３７２を逆回転させるとともに最初周波数減少速度を第２速度Ｖ2 としたのでは、加圧力実際値ＦS がやや減少してしまう。したがって、加圧力実際値ＦS を保持することが必要である場合には、モータ３７２を逆回転させるとともに最初周波数減少速度を第２速度Ｖ2 より遅い第３速度Ｖ3 とすればよい。
【０２０３】
以上の知見に基づき、本実施形態においては、ブレーキ制御ルーチンが設計されており、図４１には、そのうちのパッド加圧制御ルーチンがフローチャートで表され、図４２においては、そのパッド加圧制御ルーチンのうちの減少制御ルーチンがフローチャートで表されている。なお、増加制御および保持制御は、パッド制御ルーチンにより実行される。
【０２０４】
パッド加圧制御ルーチンは繰り返し実行され、各回の実行時には、Ｓ１０１〜Ｓ１０５が第１２実施形態（図３７）におけると同様に実行される。
【０２０５】
加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より小さい場合には、Ｓ１０５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５１において、図３８のセルフサーボ状態判定ルーチンが実行される。続いて、Ｓ１５２において、セルフサーボフラグが１であるか否かが判定される。０である場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ１５３〜Ｓ１５５が先の実施形態におけると同様に実行される。なお、モータ３７２がＯＦＦにあってＳ１５３の判定がＹＥＳとなったためにＳ１５４が実行される場合には、前記最初周波数減少速度が通常速度Ｖ0 とされ、また、モータ３７２に逆回転指令信号が出力中であってＳ１５３の判定がＮＯとなったためにＳ１５５が実行される場合にも、最初周波数減少速度が通常速度Ｖ0 とされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２０６】
これに対して、セルフサーボフラグが１である場合には、Ｓ１５２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５７において、加圧力実際値ＦS (N) の加圧力指令値Ｆ* から不足量ΔＦが演算される。続いて、Ｓ１５８において、演算された不足量ΔＦが勾配判定基準値ｆa より大きいか否かが判定される。不足量ΔＦが勾配判定基準値ｆa より大きい場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５６において、モータ３７２がＯＦＦにされる。それにより、加圧力実際値ＦS が急な勾配で増加させられる。これに対して、不足量ΔＦが勾配判定基準値ｆa より大きくはない場合には、Ｓ１５８の判定がＮＯとなり、Ｓ１５９において、モータ３７２がＯＦＦされた後にモータ３７２に逆回転指令信号が出力されるが、その際、最初周波数減少速度が第２速度Ｖ2 とされる。それにより、加圧力実際値ＦS が緩やかな勾配で増加させられる。いずれの場合にも、以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２０７】
以上、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より大きい場合について説明したが、小さい場合には、Ｓ１０５の判定はＮＯ、Ｓ１１４の判定もＮＯとなり、Ｓ１６０において、図４２の減少制御ルーチンが実行される。
【０２０８】
この減少制御ルーチンにおいてはまず、Ｓ５０１において、前記セルフサーボ状態判定ルーチンが実行され、次に、Ｓ５０２において、セルフサーボフラグが１であるか否かが判定される。０であれば、判定がＮＯとなり、Ｓ５０３において、モータ３７２に逆回転指令信号が出力中であるか、またはモータ３７２がＯＦＦにされているか否かが判定される。モータ３７２に逆回転指令信号が出力中であるか、またはモータ３７２がＯＦＦにされている場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５０４において、モータ３７２に逆回転指令信号が出力される。なお、モータ３７２がＯＦＦにある状態で逆回転指令信号が出力される場合には、最初周波数減少速度が通常速度Ｖ0 とされる。これに対して、モータ３７２に正回転指令信号が出力中である場合には、Ｓ５０３の判定がＮＯとなり、Ｓ５０５において、モータ３７２がＯＦＦされた後にモータ３７２に逆回転指令信号が出力される。この場合にも、最初周波数減少速度が通常速度Ｖ0 とされる。いずれの場合にも、以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２０９】
これに対して、セルフサーボ効果が発生している場合には、セルフサーボフラグが１であるから、Ｓ５０２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ５０６において、加圧力実際値ＦS (N) の加圧力指令値Ｆ* からの過剰量ΔＦ′が演算される。続いて、Ｓ５０７において、演算された過剰量ΔＦ′が勾配判定基準値ｆg より大きいか否かが判定される。過剰量ΔＦ′が勾配判定基準値ｆg より大きい場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５０３〜Ｓ５０５において、最初周波数減少速度が通常速度Ｖ0 とされ、それにより、加圧力実際値ＦS が急な勾配で減少させられる。これに対して、過剰量ΔＦ′が勾配判定基準値ｆg より大きくはない場合には、Ｓ５０７の判定がＮＯとなり、Ｓ５０８において、モータ３７２がＯＦＦであるか否かが判定される。ＯＦＦであれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５０９において、モータ３７２に逆回転指令信号が出力されるとともに最初周波数減少速度が第１速度Ｖ1 とされ、それにより、加圧力実際値ＦS が緩やかな勾配で減少させられる。これに対して、モータ３７２がＯＦＦでなければ、Ｓ５０８の判定がＮＯとなり、Ｓ５１０において、モータ３７２をＯＦＦした後にモータ３７２に逆回転指令信号を出力し、この際、最初周波数減少速度を第１速度Ｖ1 とする。それにより、加圧力実際値ＦS が緩やかな勾配で減少させられる。いずれの場合にも、以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２１０】
以上、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値ＦS より小さい場合と大きい場合とについて説明したが、等しい場合には、図４１のＳ１０５の判定はＮＯ、Ｓ１１４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１６１において、前記セルフサーボ状態判定ルーチンが実行され、続いて、Ｓ１６２において、セルフサーボフラグが１であるか否かが判定される。０であれば、判定がＮＯとなり、Ｓ１６３において、モータ３７２がＯＦＦされる。以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２１１】
これに対して、セルフサーボフラグが１である場合には、Ｓ１６２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１６４において、モータ３７２がＯＦＦであるか否かが判定される。ＯＦＦであれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１６５において、モータ３７２に逆回転指令信号が出力されるとともに最初周波数減少速度が第３速度Ｖ3 とされる。これに対して、モータ３７２がＯＦＦでない場合には、Ｓ１６４の判定がＮＯとなり、Ｓ１６６において、モータ３７２がＯＦＦされた後にモータ３７２に逆回転指令信号が出力され、この際、最初周波数減少速度が第３速度Ｖ3 とされる。いずれの場合にも、加圧力実際値ＦS が保持されるのであり、以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２１２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、超音波モータ３７２と、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４３０のうち図４１のＳ１５１（図３８のセルフサーボ状態判定ルーチン）〜Ｓ１５９を実行する部分とが互いに共同して「増加量不足防止機構」の一例を構成しているのである。また、主ブレーキコントローラ４３０のうち図３８のセルフサーボ状態判定ルーチンを実行する部分が「セルフサーボ状態判定手段」の一例を構成しているのである。
【０２１３】
なお付言すれば、以上説明した実施形態においては、「超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったときに、超音波モータの駆動が限界に到達したと判定する技術」、および「超音波モータの第１の通電状態において加圧力実際値の増加量が第３基準増加量を超えるという条件を含む少なくとも一つの条件が同時に成立したときに、セルフサーボ機構の作動が開始されたと判定する技術」が、超音波モータの加圧力実際値を増加させることが必要であるか否かを判定するために採用されているが、それら技術は他の目的のために採用することも可能である。
【０２１４】
次に、第１４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第１２実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素のみを詳細に説明し、共通する要素は同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０２１５】
図４３には、本実施形態である４輪車両用ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキ（以下、単に「ディスクブレーキ」という）４７０が示されている。このディスクブレーキ４７０は、第１２実施形態におけるディスクブレーキ３１０とは、(a) 超音波モータ３７２に代えてＤＣモータ４７２が使用されている点と、(b) そのＤＣモータ４７２と運動変換機構としてのボールねじ機構３７４との間にウォームギヤ４７４がトルク伝達機構として設けられている点とで異なっている。他の点については共通するため、第１２実施形態におけると同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０２１６】
キャリパボデー３３６には、インナパッド３２０ｂ（図において左側）の背後において、駆動装置４７６が設けられている。駆動装置４７６は、ハウジング４７８を備えており、そのハウジング４７８においてキャリパボデー３３６に固定的に取り付けられている。そのハウジング４７８に、ボールねじ機構３７４の前記めねじ部材４０２（運動変換機構の回転部材）が前記ラジアル軸受４１０とスラスト軸受４１２とを介して支持されている。めねじ部材４０２は、回転は許容されるがストッパ４１４により軸方向移動は制限された状態で支持されている。また、そのハウジング４７８には、ＤＣモータ４７２とウォームギヤ４７４とが収容されている。
【０２１７】
ウォームギヤ４７４は、よく知られているように、ウォームホイール４８０とウォーム４８２とがかみ合って回転する構造とされている。ウォームホイール４８０の軸線とウォーム４８２の軸線とは直角に立体交差させられている。ウォームホイール４８０はめねじ部材４０２に同軸かつ相対回転不能に取り付けられており、一方、ウォーム４８２は、ハウジング４７８に回転は許容されるが軸方向移動は制限された状態で支持されている。ウォーム４８２は、それのラジアル荷重とスラスト荷重とが図示しないラジアル軸受とスラスト軸受とによって受けられるようになっている。このウォーム４８２にＤＣモータ４７２の回転軸が同軸かつ相対回転不能に取り付けられている。それらウォーム４８２およびＤＣモータ４７２の軸線は図において紙面に直角な方向に延びている。
【０２１８】
したがって、このディスクブレーキ４７０においては、ＤＣモータ４７２が正回転指令信号に応じて正回転させられ、それにより、ウォーム４８２が正回転させられれば、ウォームホイール４８０が正回転させられ、それにより、めねじ部材４０２が正回転させられる。めねじ部材４０２が正回転させられれば、おねじ部材４００（運動変換機構の移動部材）が前進させられ、それにより、加圧ロッド３７０が前進させられる。加圧ロッド３７０が前進させられれば、一対の摩擦パッド３２０ａ，３２０ｂがディスクロータ３１２に両側から押圧される。
【０２１９】
本実施形態においては、ウォームギヤ４７４の逆効率が０となるように設計されている。すなわち、ＤＣモータ４７２の回転トルクはめねじ部材４０２に伝達されるが、めねじ部材４０２の回転トルクはすべてウォームギヤ４７４で受けてＤＣモータ４７２には伝達されないように設計されているのである。したがって、このディスクブレーキ４７０にセルフサーボ効果が発生した結果、インナパッド３２０ｂからの反力により、めねじ部材４０２の回転トルクがＤＣモータ４７２の駆動トルクを超えようとしても、ウォームホイール４８０もウォーム４８２もＤＣモータ４７２も逆回転せずに、同位置に保持される。その結果、インナパッド３２０ｂからの反力に抗して加圧ロッド３７０がロックさせられ、よって、ＤＣモータ４７２の駆動トルクの割りに大きなセルフサーボ効果を享受し得る。
【０２２０】
ディスクブレーキ４７０にセルフサーボ効果が発生する間、ウォームギヤ４７４によってインナパッド３２０ｂの加圧力実際値を保持することが可能である。また、ＤＣモータ４７２を回転制限状態でＯＮにし続けることは、主ブレーキ操作中にＤＣモータ４７２が発熱する可能性があるとともに、ＤＣモータ４７２により電力が無駄に消費されることとなる。そこで、本実施形態においては、主ブレーキ操作中のうちのセルフサーボ状態においては、ＤＣモータ４７２がＯＦＦにされるようになっている。なお、ＤＣモータ４７２は、駐車ブレーキの作用状態においてもＯＦＦにされるようになっている。
【０２２１】
図４４には、本ブレーキ装置の電気的構成が示されている。本実施形態においては、主ブレーキコントローラ４８４がモータ駆動回路４５４を介してＤＣモータ４７２に接続されている。この主ブレーキコントローラ４８４は、基本的には、第１２実施形態におけると同様であるが、第１２実施形態におけるとは異なるパッド加圧制御ルーチンをコンピュータにより記憶して実行し、それにより、インナパッド３２０ｂの加圧制御を行う。
【０２２２】
図４５には、そのパッド加圧制御ルーチンがフローチャートで表されている。以下、本ルーチンを説明するが、第１２実施形態におけるルーチン（図３７）と共通するステップについては同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０２２３】
加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より小さい場合には、Ｓ１０５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５１において、セルフサーボ状態判定が行われる。この判定は、第１２実施形態におけると同様に、図３８に示すセルフサーボ状態判定ルーチンにより行われる。今回は、セルフサーボ状態にないと仮定すれば、Ｓ１５２の判定がＮＯとなり、Ｓ１７１において、ＤＣモータ４７２に正回転指令信号が出力される。これに対して、今回は、セルフサーボ状態にあると仮定すれば、Ｓ１５２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１７２において、ＤＣモータ４７２にＯＦＦ指令信号が出力される。いずれの場合にも、以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２２４】
これに対して、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* より大きい場合には、Ｓ１０５の判定はＮＯ、Ｓ１１４の判定もＮＯとなり、Ｓ１７３において、ＤＣモータ４７２に逆回転指令信号が出力される。また、加圧力実際値ＦS (N) が加圧力指令値Ｆ* と等しい場合には、Ｓ１０５の判定はＮＯ、Ｓ１１４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１７４において、ＤＣモータ４７２にＯＦＦ指令信号が出力される。いずれの場合にも、以上で本ルーチンの一回の実行が終了する。
【０２２５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ウォームギヤ４７４と、荷重センサ４２０と、主ブレーキコントローラ４８４のうち図４５のＳ１５１（図３８のセルフサーボ状態判定ルーチン），Ｓ１５２，Ｓ１７１およびＳ１７２を実行する部分とが互いに共同して「増加量不足防止機構」の一例を構成しているのである。また、主ブレーキコントローラ４８４のうち図３８のセルフサーボ状態判定ルーチンを実行する部分が「セルフサーボ状態判定手段」の一例を構成しているのである。
【０２２６】
なお付言すれば、本実施形態においては、ディスクブレーキ４７０がセルフサーボ状態にあるか否かを判定し、セルフサーボ状態においてはＤＣモータ４７２をＯＦＦにすることにより、ＤＣモータ４７２の発熱が防止され、さらに、無駄な電力の消費も防止されるようになっているが、そのようにすることは本発明を実施する上において不可欠なことではなく、セルフサーボ状態においてＤＣモータ４７２をＯＮにし続けるようにしてパッド加圧制御を行うことは可能である。
【０２２７】
さらに付言すれば、本実施形態においては、インナパッド３２０ｂからの反力がＤＣモータ４７２の駆動トルクに勝ろうとしたときにその反力のＤＣモータ４７２への伝達がウォームギヤ４７４によって阻止されるようになっているが、例えば、ウォームギヤ４７４を設ける代わりに、運動変換機構としてのねじ機構においてそれの逆効率を実質的に０とすることにより目的を達成することも可能である。
【０２２８】
次に、第１５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第９実施形態と共通する要素が多く、異なるのは弾性的制御機構のみについてであるから、弾性的制御機構については詳細に説明し、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０２２９】
第９実施形態においては、弾性的制御機構３４０（図２０）の弾性係数、すなわち、弾性力（インナパッド３２０ｂから弾性的制御機構３４０への入力荷重に等しい）を弾性変形量（インナパッド３２０ｂの連れ回り量に等しい）で割り算した値が、非常に小さく設定されていた。その結果、図４７に破線グラフで示すように、弾性力がセット荷重を超えないうちは弾性変形量が０に保たれてインナパッド３２０ｂの連れ回りが阻止される一方、セット荷重を超えた後には、弾性変形量が急に増加してインナパッド３２０ｂの連れ回り量も急に増加するようになっていた。
【０２３０】
ところで、セルフサーボ効果を利用する場合には、加圧力実際値の増加勾配が過大になり易い。この増加勾配の過大化を防止するためには、例えば、弾性的制御機構３４０の弾性力を大きな値に設定する対策が考えられる。しかし、弾性的制御機構３４０は、弾性力を一つの値しか有しないため、弾性力を大きな値に設定したのでは、加圧力実際値の増加勾配の過大化が抑制される効果は得られる反面、セルフサーボ効果の発生開始が困難となってしまう。弾性力が大きいと、インナパッド３２０ｂの連れ回り開始が困難となるからである。一方、弾性力を小さな値に設定したのでは、セルフサーボ効果の発生開始は容易となる効果は得られる反面、加圧力実際値の増加勾配が過大化する傾向が生じる。
【０２３１】
そこで、本実施形態においては、弾性的制御機構５００が、弾性力が弾性変形量の増加に対して増加する特性を有するように設計されている。その特性には、弾性力が弾性変形量の増加に対して非線型で増加する非線型特性を有するものを選ぶことができる。非線形特性の二つの例が図４７に実線グラフ▲１▼と▲２▼で示されている。実線グラフ▲１▼は、弾性係数が２段階で、弾性変形量が小さい領域では小さな値、大きい領域では大きな値となるように変化する第１の非線型特性を示しており、一方、実線グラフ▲２▼は、弾性係数が連続的に、弾性変形量が増加するにつれて増加する第２の非線型特性を示している。また、上記特性には、弾性力が弾性変形量の増加に対して線型で増加する線型特性を有するものを選ぶこともできる。その一例が同図に二点鎖線グラフ▲３▼で示されており、そのグラフは右上がりの直線とされている。
【０２３２】
図４６には、弾性的制御機構５００が示されている。この弾性的制御機構５００は、弾性的制御機構３４０と同様に、(a) Ｕ字形状を成して一対のアーム５０１ａ，５０１ｂを有するＵ字状ばね５０２（第１弾性部材）と、(b) そのＵ字状ばね５０２の弾性変形量を変化させることによってＵ字状ばね５０２の初期荷重を調節する調節機構５０４とを含む構造とされている。調節機構５０４は、パッド連れ回り方向Ｚにほぼ平行に延びてＵ字状ばね５０２の一対のアーム５０１ａ，５０１ｂを互いに接近可能かつ離間不能に連結する長さ調節ボルト５０６を含み、Ｕ字状ばね５０２の弾性変形量を変化させることによってＵ字状ばね５０２の初期荷重を調節する。
【０２３３】
弾性的制御機構５００は、さらに、コイルスプリング５０８（第２弾性部材）を備えている。コイルスプリング５０８は、長さ調節ボルト５０６にほぼ同軸に貫通させられている。コイルスプリング５０８の長さは、一対のアーム５０１ａ，５０１ｂの内面との間にクリアランスδが残るように設定されている。したがって、インナパッド３２０ｂからＵ字状ばね５０２のアーム５０１ｂ（インナパッド３２０ｂに近い可動側）に力Ｒが付与されると、その力Ｒが小さく、連れ回り量も小さいうちは、Ｕ字状ばね５０２のみが弾性変形するのに対して、力Ｒが大きくなり、連れ回り量も大きくなると、Ｕ字状ばね５０２のみならずコイルスプリング５０８も弾性変形することになる。その結果、この弾性的制御機構５００によれば、図４７において実線グラフ▲１▼で示す第１の非線型特性が実現されることになる。
【０２３４】
本実施形態には種々の変形を加えることができる。例えば、図４８に示すように、コイルスプリング５０８をその位置において複数枚の皿ばね５１２に代えるという変更を加えることができる。また、図４９に示すように、コイルスプリング５０８を板ばね５１６に代えるという変更を加えることもできる。板ばね５１６は、一端部が、Ｕ字状ばね５０２のアーム５０１ｂ（可動側）に位置固定に取り付けられる一方、他端部が、アーム５０１ｂとの間にインナパッド３２０ｂの側においてクリアランスδが存在するようにされる。
【０２３５】
なお、図４８に示す変形例は、図４６におけると同様に、弾性変形量の増加につれて、１つの弾性部材を弾性変形させる状態から、互いに並列な２つの弾性部材を同時に弾性変形させる状態に移行させることにより、弾性係数を弾性変形量に応じて増加させる方式を採用する。これに対して、図４９に示す変形例は、弾性変形量の増加につれて、互いに直列な２つの弾性部材を同時に弾性変形させる状態から、１つの弾性部材のみを弾性変形させる状態に移行させることにより、弾性係数を弾性変形量に応じて増加させる方式を採用している。
【０２３６】
また、弾性的制御機構５００は、コイルスプリング５０８または皿ばね５１２の組立体の外周に円筒状のゴムを追加的に配置したり、コイルスプリング５０８または皿ばね５１２の組立体とＵ字状ばね５０２との隙間にゴムを追加的に配置したり、コイルスプリング５０８の各巻線間の隙間または皿ばね５１２間の隙間にゴムを追加的に配置することでき、このようにすれば、図４７において実線グラフ▲２▼で示す第２の非線型特性の実現が可能となる。なお、コイルスプリング５０８の各巻線間の隙間は、もともと存在する隙間をそのまま利用するか、またはもともと存在する隙間を積極的に拡大して利用することができる。また、皿ばね５１２間にはもともと隙間が存在しないのが普通であるから、ゴムを挿入するためには、皿ばね５１２間に隙間を積極的に設けることが必要となる。
【０２３７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、弾性的制御機構５００が「弾性部材」の一例を構成するとともに「勾配制御機構」の一例を構成しているのである。
【０２３８】
次に、第１６実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第３実施形態と共通する要素が多く、異なるのはディスクブレーキのみについてであり、しかも、ディスクブレーキの一部についてのみであるから、ディスクブレーキのその一部のみについて詳細に説明し、他の要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０２３９】
第３実施形態においては、図１０に示すように、ディスクブレーキ１５０においてインナパッド１４ｂがくさびとして機能させられ、それにより、インナパッド１４ｂにセルフサーボ効果が発生させられる。これに対して、本実施形態においては、図５０に示すように、ディスクブレーキ５２０においてアウタパッド１４ａがくさびとして機能させられ、それにより、アウタパッド１４ａにセルフサーボ効果が発生させられる。
【０２４０】
具体的には、インナパッド１４ｂは、ディスクロータ１１との連れ回りが積極的に許容される状態ではマウンティングブラケット１５２に支持されていない。また、インナパッド１４ｂについては、摩擦材１８も裏板２０も板厚が均一とされている。また、加圧ロッド２１６および超音波モータ２１２がそれらの軸線がディスクロータ１１の摩擦面１２に直角となる姿勢でディスクブレーキ５２０に配置されている。
【０２４１】
これに対して、アウタパッド１４ａは、ディスクロータ１１との連れ回りが積極的に許容される状態でマウンティングブラケット１５２に支持されている。また、アウタパッド１４ａについては、摩擦材１８の板厚が均一とされる一方、裏板２０の板厚が連れ回り方向Ｙにおいてそれの開始側から終了側に向かって漸減するようになっている。裏板２０の裏面に、ディスクロータ１１の摩擦面１２に対する斜面５２４が形成されているのである。また、アウタパッド１４ａの連れ回りを制御するために、第３実施形態におけると同様に、弾性部材１８４，移動部材１８６およびストッパ１９０が設けられている。キャリパホデー２０２のリアクション部２０６には、アウタパッド１４ａの裏板２０をそれの斜面５２４においてディスクロータ１１に連れ回り可能に支持する支持面５２６が形成されている。この支持面５２６も、ディスクロータ１１の摩擦面１２に対して傾斜させられている。この支持面５２６とアウタパッド１４ａとの間には、それら間の摩擦を低減させる手段として、スラストベアリング５２８が設けられている。スラストベアリング５２８は、複数個の転動体としてのボールが一円周に沿って転動可能に保持された構造を有している。
【０２４２】
本実施形態には種々の変形を加えることができる。例えば、図５１に示すように、インナパッド１４ｂにも斜面５３０を設けるという変形を加えることができる。ただし、インナパッド１４ｂはくさびとして機能しない。
【０２４３】
次に、第１７実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第１６実施形態と共通する要素が多く、異なるのはセルフサーボ効果発生阻止機構のみについてであるから、その機構のみについて詳細に説明し、他の要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略する。
【０２４４】
ところで、従来のディスクブレーキにおいては一般に、マウンティングブラケットが、(a) アウタパッドをディスクロータの回転方向における両側から挟む一対の部分と、(b) アウタパッドをそれの背後において跨いでそれら一対の部分を互いに連結するブリッジ部とを含むように構成される。それら一対の部分およびブリッジ部を図２０において説明すれば、一対の部分は符号５３８ａ，５３８ｂで示され、ブリッジ部は符号５４０で示されている。
【０２４５】
これに対して、本実施形態においては、図５２および図５３に示すように、ブリッジ部５４０が省略される一方、ブリッジ部５４０が設けられるべき位置に弾性部材５４２が設けられている。弾性部材５４２は、概して棒状を成し、一端部５４３ａと他端部５４３ｂとを備えている。他端部５４３ｂは、アウタパッド１４ａのディスクロータ回転方向Ｘにおける両端部５４４ａ，５４４ｂのうち車体前進時にアウタパッド１４ａがディスクロータ３１２に連れ回る側に位置する連れ回り側端部５４４ｂに連携させられている。一方、一端部５４３ａは、一対の部分５３８ａ，５３８ｂのうち連れ回り側端部５４４ｂから遠い部分５３８ａに連携させられている。
【０２４６】
他端部５４３ｂは、アウタパッド１４ａの連れ回り側端部５４４ｂのうち、アウタパッド１４ａの連れ回り方向を向いた面に係合させられていて、アウタパッド１４ａから連れ回り方向に作用する力を受ける。その力により弾性部材５４２が弾性変形し、その弾性部材５４２の弾性特性が適正化されることにより、アウタパッド１４ａの連れ回り開始、すなわち、セルフサーボ効果の発生開始が制御される。
【０２４７】
図５４には、他端部５４３ｂと連れ回り側端部５４４ｂとが拡大して示されている。マウンティングブラケット１５２の部分５３８ｂには、弾性部材５４２の端部５４３ｂの、連れ回り側端部５４４ｂへの接近限度を規定するストッパ５４６が形成されている。このストッパ５４６により、他端部５４３ｂと連れ回り側端部５４４ｂとのクリアランスの初期値が安定化させられる。また、他端部５４３ｂと部分５３８ｂとは、サポート５４８を介して接触させられ、それにより、アウタパッド１４ａの連れ回り時に、他端部５４３ｂと部分５３８ｂとの直接の接触が回避されるようになっている。
【０２４８】
弾性部材５４２の弾性特性は、第１５実施形態におけるように、非線型特性とされており、そのため、弾性部材５４２の端部５４３ｂには、図５２に示すように、切欠き５５０が設けられている。アウタパッド１４ａから端部５４３ｂへの入力荷重が小さく、切欠き５５０内における隙間が消滅しないうちは、弾性部材５４２の最小断面係数が小さくなって弾性係数が小さくなり、これに対して、アウタパッド１４ａから端部５４３ｂへの入力荷重が大きくなり、切欠き５５０内における隙間が消滅した後には、弾性部材５４２の最小断面係数が大きくなって弾性係数が大きくなる。すなわち、本実施形態においては、弾性部材５４２に切欠き５５０を設け、その切欠き５５内の隙間が存在する状態と、隙間が消滅した状態とで、弾性部材５４２の最小断面係数が異なることを利用して、弾性部材５４２の非線型特性が実現されるようになっているのである。
【０２４９】
なお、図５４に示すように、弾性部材５４２の他端部５４３ｂとマウンティングブラケット１５２の部分５３８ｂとの間には、アウタパッド１４ａの連れ回りの進行につれて減少する隙間が存在するが、この隙間内にゴム製の第２の弾性部材５５２を装填することが可能である。このようにすれば、弾性部材５４２および第２の弾性部材５５２とが互いに共同して「弾性部材」の一例を構成することになるとともに、その一例の「弾性部材」の弾性特性が、弾性係数が連続的に変化する非線型特性を示すものとなる。
【０２５０】
弾性部材５４２の一端部５４３ａは、図５２に示すように、マウンティングブラケット１５２の部分５３８ａにボルト５５４で固定されている。ただし、ボルト５５４で固定することは不可欠ではなく、一端部５４３ａと部分５３８ａとの第１方向における相対移動を、例えば、突起と溝とを互いに嵌合させる第１の構造で阻止するとともに、第１方向と交差する第２方向における相対移動を、ピンと穴とを互いに嵌合させる第２の構造で阻止することができる。図５５には、それら第１および第２の構造を構成する一例が記載されている。この例においては、一端部５４３ａに突起５５６を設ける一方、部分５３８ａに溝５５８を設け、それにより、第１の構造が構成されている。また、それら一端部５４３ａと部分５３８ａとの双方に穴５６０，５６２を同軸に設ける一方、それら穴５６０，５６２にピン５６４を嵌合させ、それにより、第２の構造が構成されている。
【０２５１】
なお、本実施形態においては、マウンティングブラケット１５２においてブリッジ部５４０が省略されているが、省略しないとともに、ブリッジ部５４０に近接し、かつ、平行に弾性部材５４２を配置することが可能である。また、ピン５６４に代えてボルトを用いてもよい。
【０２５２】
また、本実施形態においては、図５２に示すように、切欠き５５０が弾性部材５４２に、他端部５４３ｂと中央部５６６とが互いに直角に接続される部分において、弾性部材５４２の中心から外側に向かって延びるように形成されていたが、切欠き５６８を、図５６に示すように、他端部５４３ｂにおいて、弾性部材５４２の中心からディスクロータ１１に向かって延びるように形成することができる。また、図５７に示すように、第２の弾性部材５７０を、他端部５４３ｂに、アウタパッド１４ａの連れ回り量が小さいうちは、アウタパッド１４ａからの力が弾性部材５４２には作用するが第２の弾性部材５７０には作用しないように設ける一方、アウタパッド１４ａの連れ回り量が大きくなると、アウタパッド１４ａからの力が弾性部材５４２のみならず第２の弾性部材５７０にも作用するように取り付けることもできる。
【０２５３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、弾性部材５４２が「弾性部材」の一例を構成するとともに「勾配制御機構」の一例を構成しているのである。
【０２５４】
次に、第１８実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、先の第１６実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０２５５】
第１６実施形態においては、図５０に示すように、アウタパッド１４ａの裏板２０の裏面に斜面５２４が形成され、その斜面５２４が一平面で構成され、その結果、裏板２０の裏面の、ディスクロータ１１の摩擦面１２に対する傾斜角が、アウタパッド１４ａの連れ回り方向Ｙにおいて変化しないようにされていた。これに対して、本実施形態においては、図５８に示すように、斜面５７２が、それの傾斜角が連れ回り方向Ｙにおいて変化するように形成されている。なお、リアクション部２０６のうち裏板２０の斜面５７２を支持する支持面５７４は、斜面５７２に球面状の突起で接触するようになっている。これにより、斜面５７２の傾斜角を変化させる目的が確実に達成される。
【０２５６】
図５９には、アウタパッド１４ａが取り出されて拡大して示されている。斜面５７２は、傾斜角が０ではない第１部分斜面５７６と、その第１部分斜面５７６より傾斜角が大きい第２部分斜面５７８とがそれらの順に、連れ回り方向Ｙとは逆向きに並んで形成されている。アウタパッド１４ａがディスクロータ１１に連れ回りにつれて、支持面５７４が、第１部分斜面５７６と第２部分斜面５７８とにそれらの順に接触するようになっているのである。それら部分斜面５７６，５７８はいずれも一平面で構成されている。
【０２５７】
したがって、本実施形態においては、アウタパッド１４ａにセルフサーボ効果が発生する前には、支持面５７４が第１部分斜面５７６と接触しており、それの傾斜角が小さいため、アウタパッド１４ａは容易に連れ回り可能となっている。そのため、セルフサーボ効果の発生が容易に開始される。また、セルフサーボ効果の発生後には、支持面５７４が第２部分斜面５７８と接触し、十分なセルフサーボ効果が得られることになる。
【０２５８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、斜面５７２が「勾配制御機構」の一例を構成しているのである。
【０２５９】
次に、第１９〜２１実施形態を説明する。ただし、それら実施形態は、先の第１８実施形態とアウタパッド１４ａの斜面形状のみが異なるため、その斜面形状のみについて詳細に説明し、他の要素については説明を省略する。
【０２６０】
第１９実施形態においては、図６０に示すように、斜面５８０が、凹の曲面形状とされている。例えば、連れ回り方向Ｙに沿った一平面で切断した場合に、外形線が一円弧となる曲面形状とされている。したがって、本実施形態においては、セルフサーボ効果の発生前には、支持面５７４が斜面５８０のうち傾斜角が小さい第１部分で接触し、セルフサーボ効果の発生後には、斜面５８０のうち第１部分より傾斜角が大きい第２部分で接触する。したがって、図５９に示すアウタパッド１４ａと同等な効果が得られる。すなわち、斜面５８０が「勾配制御機構」の一例を構成しているのである。
【０２６１】
第２０実施形態においては、図６１に示すように、斜面５８２が、傾斜角が小さい第１部分斜面５８４と、その第１部分斜面５８４におけるより傾斜角が大きい第２部分斜面５８６と、その第２部分斜面５８６におけるより傾斜角が小さい第３部分斜面５８８とがそれらの順に、連れ回り方向Ｙとは逆向きに並んで形成されている。いずれの斜面５８４，５８６，５８８も一平面で構成されている。したがって、本実施形態においては、セルフサーボ効果の発生前には、支持面５７４が第１部分斜面５４８と接触する。第１部分斜面５４８は傾斜角が小さいため、セルフサーボ効果の発生が容易に開始される。セルフサーボ効果の発生後にはまず、支持面５７４が第２部分斜面５８６と接触する。第２部分斜面５８６は第１部分斜面５８４より傾斜角が大きいため、十分なセルフサーボ効果が発生する。セルフサーボ効果の増加勾配が過大になろうとすると、支持面５７４が第３部分斜面５８８と接触する。第３部分斜面５８８は第２部分斜面５８６より傾斜角が小さいため、セルフサーボ効果の増加勾配が過大になることが防止される。すなわち、斜面５８２が「勾配制御機構」の一例を構成しているのである。
【０２６２】
第２１実施形態においては、図６２に示すように、斜面５９０が、凹の曲面形状の第１部分斜面５９２と、凸の曲面形状の第２部分斜面５９４とがそれらの順に、連れ回り方向Ｙとは逆向きに並んで形成されている。したがって、本実施形態においては、セルフサーボ効果の発生前には、支持面５７４が第１部分斜面５９２のうち傾斜角が小さい第１部分と接触する。そのため、セルフサーボ効果の発生が容易に開始される。セルフサーボ効果の発生後にはまず、支持面５７４が第１部分斜面５９２のうち傾斜角が第１部分より大きい第２部分と接触する。そのため、十分なセルフサーボ効果が発生する。セルフサーボ効果が過大になろうとすると、支持面５７４が第２部分斜面５９４と接触する。第２部分斜面５９４は第１部分斜面５９２より傾斜角が小さいため、セルフサーボ効果の増加勾配が過大になることが防止される。すなわち、斜面５９０が「勾配制御機構」の一例を構成しているのである。
【０２６３】
次に、第２２実施形態を説明する。ただし、先の第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０２６４】
第１実施形態においては、超音波モータ７２の駆動力が一対のレバー３０，３０により倍力されて一対の摩擦パッド１４，１４に伝達され、それにより、レバーによる倍力なしで超音波モータ７２の駆動力により一対の摩擦パッド１４，１４にディスクロータ１１に押圧する場合に比較して大きな車輪制動力が発生する。そして、この効果はセルフサーボ効果を発生させないでも享受できる。
【０２６５】
このような観点から本実施形態はなされたものであり、図６３に示すように、一対のレバー６００，６００が、固定部材６０２に、ディスクロータ１１の回転軸線と立体交差する各軸線に沿って延びる各ピン６０４により回動可能に連結されており、各レバー６００は、それのレバー比に応じて超音波モータ７２の駆動力を倍力して各摩擦パッド１４に背後から作用させる。固定部材６０２は、このように各レバー６００を回動可能に支持するレバー支持部材として機能し、さらに、一対の摩擦パッド１４，１４をディスクロータ１１を挟んで互いに対向する方向に摺動可能に支持するパッド支持部材としても、各摩擦パッド１４の摩擦力を受ける受け部材としても機能するようになっている。
【０２６６】
超音波モータ７２は、第１実施形態におけると同様に、踏力センサ１０２の信号と制動力センサ１１０の信号とに基づき、コントローラ１００によりフィードバック制御され、それにより、車輪の制動力が操作力に応じて制御される。
【０２６７】
したがって、本実施形態によれば、超音波モータ７２の駆動力がレバー６００を主体とする簡単な構造によって倍力されて摩擦パッド１４に伝達されるため、ディスクブレーキの構造を複雑にすることなく、超音波モータ７２の駆動力の割に大きな車輪制動力が発生するという効果が得られる。
【０２６８】
次に、第２３実施形態を説明する。
本実施形態は、図６４に示すように、第２２実施形態に、第４実施形態における冷却装置２３２が追加されたものである。それら第４および第２２実施形態におけると共通する要素については同一の符号が使用されている。したがって、本実施形態によれば、超音波モータ７２の駆動力がレバー６００により倍力されて摩擦パッド１４に伝達されるディスクブレーキを備えた電動式ブレーキ装置において、超音波モータ７２が積極的に冷却されることにより、超音波モータ７２の熱に対する作動安定性が向上するという効果が得られる。
【０２６９】
なお付言すれば、以上説明したすべての実施形態においては、モータを駆動源とするディスクブレーキが常用ブレーキとして使用されるようになっているが、例えば、駐車ブレーキとしても使用したり、駐車ブレーキとしてのみ使用する形態で本発明を実施することができる。
【０２７０】
さらに付言すれば、以上明細書に記載の技術のうちセルフサーボ効果の欠点を解消する技術は、ディスクブレーキが電動式であるか機械式であるかを問わず、採用可能である。
【０２７１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、それらの他にも、特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した形態で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す平面図である。
【図２】図１におけるＡＡ断面図である。
【図３】図１においてＢで示す部分を拡大して示す平面断面図と、その部分を拡大して示す側面図である。
【図４】図１におけるコントローラにより実行されるブレーキ制御の内容を概念的に示すブロック線図である。
【図５】図１におけるコントローラの構成を示す機能ブロック図である。
【図６】図１におけるコントローラのコンピュータにより実行されるブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態における踏力ｆと前輪制動力Ｆf と後輪制動力Ｆr との関係の一例を示すグラフである。
【図８】第１実施形態におけるディスクブレーキの一変形例のうち図１においてＢで示す部分に相当する部分を拡大して示す平面断面図と、その部分を拡大して示す側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態である電動式ブレーキ装置のモータ駆動式ディスクブレーキのうちの要部を取り出して概念的に示す平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す部分断面平面図である。
【図１１】図１０においてアウタパッド１４ａを通過する一平面に関する断面図である。
【図１２】図１０においてインナパッド１４ｂを通過する一平面に関する断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す平面図である。
【図１４】図１３における冷却装置２３２を取り出して拡大して示す斜視図である。
【図１５】本発明の第５実施形態である電動式ブレーキ装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す平面図である。
【図１７】本発明の第７実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す平面図である。
【図１８】本発明の第８実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す平面図である。
【図１９】本発明の第９実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキを示す側面断面図である。
【図２０】図１９におけるモータ駆動式ディスクブレーキを示す平面図である。
【図２１】図２０における弾性的制御機構３４０を取り出し拡大して示す平面図である。
【図２２】図２１における弾性的制御機構３４０の一変形例を示す平面図である。
【図２３】上記モータ駆動式ディスクブレーキを示す正面図である。
【図２４】図１９における圧電体３９２の表面における電極配置を示す平面図である。
【図２５】その圧電体３９２の裏面における電極配置を示す平面図である。
【図２６】上記電動式ブレーキ装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２７】図２６におけるモータ駆動回路４５４の詳細とそのモータ駆動回路４５４と直流電源２４２と超音波モータ３７２との接続関係とを示すブロック図である。
【図２８】図２６における主ブレーキコントローラ４３０のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２９】図２８におけるＳ１５の詳細をパッド加圧制御ルーチンとして示すフローチャートである。
【図３０】上記ブレーキ制御ルーチンによる一制御例を示すグラフである。
【図３１】上記ブレーキ制御ルーチンによる別の制御例を示すグラフである。
【図３２】図２８におけるＳ１８の詳細を加圧ロッド停止位置制御ルーチンとして示すフローチャートである。
【図３３】図２６における駐車ブレーキコントローラ４５０のコンピュータのＲＯＭに記憶されている駐車ブレーキ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３４】本発明の第１０実施形態である電動式ブレーキ装置における主ブレーキコントローラ４３０のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンのうちのパッド加圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３５】本発明の第１１実施形態である電動式ブレーキ装置における主ブレーキコントローラ４３０のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンのうちのパッド加圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３６】そのパッド加圧制御ルーチンにより出力されるモータ指令信号を示すタイムチャートである。
【図３７】本発明の第１２実施形態である電動式ブレーキ装置における主ブレーキコントローラ４３０のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンのうちのパッド加圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３８】図３７におけるＳ１５１の詳細をセルフサーボ状態判定ルーチンとして示すフローチャートである。
【図３９】上記パッド加圧制御ルーチンによる一制御例を示すグラフである。
【図４０】本発明の第１３実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動回路の周波数追尾部によって超音波モータの駆動周波数が変化させられる様子を示すグラフである。
【図４１】その電動式ブレーキ装置における主ブレーキコントローラ４３０のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンのうちのパッド加圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４２】図４１におけるＳ１６０の詳細を減少制御ルーチンとして示すフローチャートである。
【図４３】本発明の第１４実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキを示す側面断面図である。
【図４４】その電動式ブレーキ装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４５】図４４における主ブレーキコントローラ４８４のコンピュータのＲＯＭに記憶されているブレーキ制御ルーチンのうちのパッド加圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４６】本発明の第１５実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキの弾性的制御機構を示す平面図である。
【図４７】その弾性的制御機構の弾性特性を示すグラフである。
【図４８】その弾性的制御機構の一変形例を示す平面図である。
【図４９】その弾性的制御機構の別の変形例を示す平面図である。
【図５０】本発明の第１６実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキを示す部分断面平面図である。
【図５１】第１６実施形態の一変形例を示す部分断面平面図である。
【図５２】本発明の第１７実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキを示す平面図である。
【図５３】そのモータ駆動式ディスクブレーキを示す正面図である。
【図５４】図５３における端部５４４ｂ周辺を拡大して示す部分断面正面図である。
【図５５】図５２における一端部５４３ａと部分５３８ａとの取付け構造の一変形例を説明するための平面図である。
【図５６】図５２における弾性部材５４２の一変形例を示す平面図である。
【図５７】図５２における弾性部材５４２の別の変形例を示す平面図である。
【図５８】本発明の第１８実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキを示す部分断面正面図である。
【図５９】図５８におけるアウタパッド１４ａを取り出して拡大して示す側面図である。
【図６０】本発明の第１９実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキのアウタパッドを取り出して拡大して示す側面図である。
【図６１】本発明の第２０実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキのアウタパッドを取り出して拡大して示す側面図である。
【図６２】本発明の第２１実施形態である電動式ブレーキ装置におけるモータ駆動式ディスクブレーキのアウタパッドを取り出して拡大して示す側面図である。
【図６３】本発明の第２２実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す部分断面平面図である。
【図６４】本発明の第２３実施形態である電動式ブレーキ装置を示す系統図であるとともに、それのモータ駆動式ディスクブレーキを示す部分断面平面図である。
【符号の説明】
１０，１５０，２３０，３１０，４７０，５２０ モータ駆動式ディスクブレーキ
１１，３１２ ディスクロータ
１２，３１４ 摩擦面
１４ 摩擦パッド
１４ａ，３２０ａ アウタパッド
１４ｂ，３２０ｂ インナパッド
３０ レバー
２６ 固定部材
７２，２１２，３７２ 超音波モータ
１００ コントローラ
１４２ 斜面
１４４ 斜面
１８４ スプリング
１９０ ストッパ
２１６，３７０ 加圧ロッド
２２２ ボール
２２４ スラストベアリング
３２６ パッド支持機構
３２７ セルフサーボ機構
３２８ パッド加圧機構
３４０，５００，５１０ 弾性的制御機構
４３０ 主ブレーキコントローラ
４７２ ＤＣモータ
５４２ 弾性部材
５５２，５７０ 第２の弾性部材
５７２，５８０，５８２，５９０ 斜面

Claims (19)

  1. モータを駆動源として車輪を制動するモータ駆動式ディスクブレーキであって、(a) 摩擦面を備えて車輪と共に回転するディスクロータと、(b)そのディスクロータに前記摩擦面において接触させられてディスクロータの回転を抑制する摩擦パッドと、(c)その摩擦パッドを少なくとも前記摩擦面と交差する方向に移動可能に支持するパッド支持機構と、(d)モータおよび加圧部材を備え、モータの駆動力により加圧部材を介して前記摩擦パッドを前記ディスクロータに向かって加圧するパッド加圧機構と、(e)前記ディスクロータと前記摩擦パッドとの間に発生する摩擦力によりその摩擦力を増加させるセルフサーボ機構とを有するモータ駆動式ディスクブレーキと、
    前記モータを制御するモータ制御装置と、
    前記車輪と路面との間に発生する制動力が予め定められた第１設定値より小さい状態で、前記セルフサーボ機構によるセルフサーボ効果の発生を阻止するセルフサーボ効果発生阻止機構と
    を含むことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
  2. 前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させる構造を有し、前記セルフサーボ効果発生阻止機構が、前記摩擦力による前記摩擦パッドの連れ回りを阻止する機構を含む請求項１に記載の電動式ブレーキ装置。
  3. 前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを利用してセルフサーボ効果を発生させるとともにその連れ回り量に応じた大きさでセルフサーボ効果を発生させる構造を有するものであり、前記セルフサーボ効果発生阻止機構が、弾性力により前記摩擦パッドの連れ回りを阻止する弾性部材であって、弾性力が弾性変形量の増加に対して非線型で増加する状態で使用されるものを含む請求項１または２に記載の電動式ブレーキ装置。
  4. 前記弾性部材が、前記弾性変形量の増加に対する前記弾性力の増加率が弾性変形量が大きい場合において小さい場合におけるより大きい状態で使用される請求項３に記載の電動式ブレーキ装置。
  5. さらに、前記モータの駆動力の変化に対する前記セルフサーボ効果の変化勾配を機械的に制御する勾配制御機構を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
  6. 前記パッド支持機構が、固定部材を含み、かつ、その固定部材が、前記摩擦パッドを前記ディスクロータの回転方向における両側から挟む一対の部分を含み、前記弾性部材が、一端部が、前記摩擦パッドの前記ディスクロータの回転方向における両端部のうち車体前進時に摩擦パッドがディスクロータに連れ回る側に位置する連れ回り側端部に連携させられる一方、他端部が、前記一対の部分のうち前記連れ回り側端部から遠いものに連携させられるものである請求項３ないし５のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
  7. さらに、前記車輪と路面との間に発生する制動力が予め定められた第２設定値を超えようとする状態で、前記セルフサーボ機構によるセルフサーボ効果の増加を阻止するセルフサーボ効果増加阻止機構を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
  8. さらに、前記モータの温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段を含む請求項１ないし７のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
  9. 前記温度上昇抑制手段が、前記モータから前記摩擦パッドに力が伝達される力伝達系に設けられ、摩擦パッドと前記ディスクロータとの間に発生する摩擦熱が前記力伝達系を経てモータに伝達されることを抑制する伝熱抑制部材を含む請求項８に記載の電動式ブレーキ装置。
  10. 前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドが前記ディスクロータに連れ回ることを許容するとともに、その連れ回り状態において摩擦パッドをディスクロータと前記加圧部材との間においてくさびとして機能させることにより、セルフサーボ効果を発生させるくさび型である請求項１ないし９のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
  11. さらに、前記摩擦パッドと前記加圧部材との間の摩擦を低減させる摩擦低減手段を含む請求項１０に記載の電動式ブレーキ装置。
  12. 前記摩擦パッドの前記加圧部材との接触面が、前記摩擦パッドの連れ回り方向において前記摩擦面に対して傾斜させられるとともにその傾斜角が摩擦パッドの連れ回り方向において変化する斜面を含み、前記セルフサーボ機構がその斜面を含む請求項１０または１１に記載の電動式ブレーキ装置。
  13. 前記摩擦パッドが、前記ディスクロータを両側から挟んで一対設けられ、それら一対の摩擦パッドの一方である第１摩擦パッドは、前記ディスクロータに連れ回り可能なものであり、他方である第２摩擦パッドは連れ回り不能なものであり、前記パッド加圧機構が、前記ディスクロータを跨いで前記一対の摩擦パッドに係合するとともに前記摩擦面と交差する方向に移動可能なキャリパボデーであって、前記第２摩擦パッドをディスクロータに押圧するための押圧部と、前記第１摩擦パッドに係合するリアクション部とが形成されているキャリパボデーと、(b) 前記押圧部に前記摩擦面と交差する方向に移動可能に支持された加圧ロッドであって、前記モータの駆動力により作動させられるものとを含み、前記加圧部材が、前記第１摩擦パッドについては前記キャリパボデー、前記第２摩擦パッドについては前記加圧ロッドである請求項３，４，１０ないし１２のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
  14. 前記モータが、非通電状態では静止し、第１の通電状態では正回転し、第２の通電状態では逆回転するものであり、前記パッド加圧機構が、前記モータの正回転により前記加圧部材に前記摩擦パッドを前記ディスクロータに向かって加圧させるものであり、前記モータ制御装置が、前記モータを、前記摩擦パッドの加圧力の実際値が指令値と等しくなるように制御するものであり、当該電動式ブレーキ装置が、さらに、前記セルフサーボ機構の作用状態において前記加圧力実際値を増加させることが必要である場合に、前記摩擦パッドからの反力に抗して前記加圧部材をロックさせることにより、加圧力実際値の増加量が不足することを防止する増加量不足防止機構を含む請求項１ないし１３のいずれかに記載の電動式ブレーキ装置。
  15. 前記モータが超音波モータとされるとともに、前記モータ制御装置が、前記セルフサーボ機構の作用状態において前記加圧力実際値を増加させることが必要である場合に、前記超音波モータを非通電状態としてその超音波モータに静止保持トルクを発生させ、その発生させられた静止保持トルクによって前記加圧部材のロックを行う静止保持トルク発生手段を含むものとされることにより、前記増加量不足防止機構が構成されている請求項１４に記載の電動式ブレーキ装置。
  16. 前記静止保持トルク発生手段が、前記第１の通電状態において前記加圧力実際値の増加量が第１基準増加量を下回ったことに応じて、前記超音波モータを非通電状態にする増加量不足時制御手段を含む請求項１５に記載の電動式ブレーキ装置。
  17. 前記静止保持トルク発生手段が、前記セルフサーボ機構の作用開始に応じて、前記超音波モータを非通電状態にするサーボ開始時制御手段を含む請求項１５に記載の電動式ブレーキ装置。
  18. 前記サーボ開始時制御手段が、(a) 前記加圧力実際値に関連する量を検出する加圧力関連量センサと、(b) その加圧力関連量センサの出力信号に基づき、前記第１の通電状態において前記加圧力実際値の増加量が第３基準増加量を超えるという条件を含む少なくとも一つの条件が同時に成立した場合に、前記セルフサーボ機構の作用が開始されたと判定するセルフサーボ状態判定手段とを含む請求項１７に記載の電動式ブレーキ装置。
  19. 前記パッド加圧機構が、前記モータの駆動力により前記摩擦パッドを前記ディスクロータに押圧する第１押圧力を発生させる第１押圧装置を含み、前記セルフサーボ機構が、前記摩擦力により前記摩擦パッドを前記ディスクロータに押圧する第２押圧力を発生させる第２押圧装置を含む請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の電動式ブレーキ装置。
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