JP4191871B2 - ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はブレーキ装置に関するものであり、ブレーキ部材がブレーキ回転体の摩擦面に摩擦係合し始める位置である０点位置の検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述のブレーキ装置の一例が、特開平１０─１８１５７９号公報に記載されている。この公報に記載のブレーキ装置は、(a) ▲１▼車輪と共に回転するブレーキ回転体と、▲２▼そのブレーキ回転体の摩擦面と摩擦係合してブレーキ回転体の回転を抑制するブレーキ部材と、▲３▼自身は車体側部材に相対回転不能に保持され、前記ブレーキ部材をブレーキ回転体の摩擦面に接触・離間可能に保持する保持部材と、▲４▼ブレーキ部材をブレーキ回転体に押し付ける駆動装置とを備えたブレーキと、(b) ブレーキ部材がブレーキ回転体の摩擦面に押し付けられる際に、ブレーキ力が予め定められた設定値以上になった場合の駆動装置の位置を０点位置とする０点位置検出装置とを含む。
この公報に記載のブレーキ装置においては、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられた場合に、ブレーキが作動させられて０点位置が検出されるようにされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
しかし、上記公報に記載のブレーキ装置においては、０点位置検出のために、わざわざブレーキが作動させられることになり、エネルギが無駄に消費されるという問題があった。また、０点位置を検出する機会が限られるという問題もあった。０点位置の検出のためにブレーキを作動させることになるため、例えば、イニシャルチェック時等のブレーキを作用状態にしても差し支えない場合に限られるのである。
そこで、本発明の課題は、ブレーキ解除時に０点位置の検出が行われるようにすることである。上記課題は、ブレーキ装置を、下記各態様の構成のものとすることによって解決される。各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまで，本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常に、すべての事項を一緒に採用しなければならないものではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
(１) (a)車輪と共に回転するブレーキ回転体と、(b)そのブレーキ回転体の摩擦面と摩擦係合してブレーキ回転体の回転を抑制するブレーキ部材と、(c)自身は車体側部材に相対回転不能に保持され、前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体の摩擦面に接触・離間可能に保持する保持部材と、(d)前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体に押し付ける電動モータを有する駆動装置とを備えたブレーキと、
前記電動モータを制御することによって、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を制御するブレーキ制御装置と、
前記ブレーキ部材が前記ブレーキ回転体の摩擦面に摩擦係合し始める前記電動モータの位置である０点位置を、前記ブレーキ制御装置により前記押付力が減少させられる際に検出する０点位置検出装置と
を含むブレーキ装置であって、
前記ブレーキ制御装置が、前記０点位置検出装置による前記０点位置の検出の際に、前記電動モータを、前記ブレーキ部材が後退する向きに一定の回転数で回転させることにより、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を減少させる０点位置検出時ブレーキ制御部を含み、前記０点位置検出装置が、前記押付力が複数回検出されるのに要する予め定められた設定時間の間において、前記押付力の平均的な変化を表す減少勾配が予め定められた設定値以下に最初になった時点の、前記ブレーキ部材の位置である暫定０点位置より、その暫定０点位置と前記押付力が最初に０になる位置との間の長さから前記押付力が最初に０になっても直ちには戻らない前記ブレーキ部材の弾性変形量である非復元量を引いた値だけ前進側の位置を、前記０点位置とする検出部を含むことを特徴とするブレーキ装置（請求項１）。
本項に記載のブレーキ装置においては、ブレーキの解除時、すなわち、ブレーキ部材のブレーキ回転体への押付力が減少させられる際に、０点位置が検出される。車輪の回転を抑制する必要があって作用状態にされたブレーキが非作用状態にされる際に検出されるのであり、０点位置検出のためにブレーキを作動させる必要がなく、エネルギが無駄に消費されることを回避することができる。
また、電動モータは、ブレーキが作動状態にある場合においてそのブレーキ力を制御する場合や、０点位置を検出する場合等に制御される。前者のブレーキ力を制御する場合において、０点位置検出装置によって検出された０点位置に基づいて制御されるようにすれば、クリアランスの変化に起因するブレーキ力の効き遅れを小さくすることができる。
減圧勾配が、押付力が複数回検出されるのに要する予め定められた設定時間の間の、押付力の平均的な変化を表す値とされ、その減圧勾配が予め定められた設定値以下になった場合の、ブレーキ部材の位置である暫定０点位置より、その暫定０点位置と前記押付力が０になる位置との間の長さから前記押付力が０になっても直ちには戻らない前記ブレーキ部材の弾性変形量である非復元量を引いた値だけ前進側の位置が、ブレーキ部材がブレーキ回転体の摩擦面に摩擦係合し始める時点の電動モータの位置である０点位置とされる。
ブレーキ部材はブレーキが作用状態にある場合には圧縮（弾性変形）させられているのが普通である。そして、ブレーキが解除された場合には戻されて、元の状態（厚み）になるのであるが、ブレーキ部材に加えられる押付力が除かれた場合に直ちに戻るとは限らない。そのため、その直ちに戻らない弾性変形量分（非復元量）を考慮して０点位置を決定すれば、検出精度を向上させることができる。この場合において非復元量は一定の量としたり、そのブレーキ部材の材料等によって決まる最大値としたり、作用状態にある場合におけるブレーキ力に基づいて決まる量としたりしたりすることができる。ブレーキ部材の圧縮量はブレーキ力が大きいほど大きくなるため、ブレーキ力が大きいと非復元量も大きくなるのである。
０点位置は、電動モータの出力軸の位置として検出したり、電動モータの出力軸と一対一に対応して移動する可動部材の位置として検出したりすることができる。例えば、電動モータの出力軸に送りねじ装置等の運動変換装置を介して接続される直線移動部材が上記可動部材に該当する。また、少なくとも０点位置検出時において、電動モータの作動量と一対一に対応して前進・後退させられる可動部材（例えば、ブレーキ部材）の位置として０点位置を検出することも可能である。この場合において、電動モータの位置は、上記出力軸や可動部材の端面等のブレーキ本体に対する相対位置で表したり、電動モータの作動状態で表したりすることができる。例えば、電動モータの予め定められた状態（例えば、可動部材が後退端位置にある状態）からの累積回転角度で電動モータの位置を表すことができる。
０点位置は、ブレーキ部材がブレーキ回転体に摩擦係合し始める位置であり、ブレーキの作用が開始される位置である。例えば、ブレーキの非作用状態において、ブレーキ部材がブレーキ回転体から離間している状態にある場合には、０点位置は、ブレーキ部材がブレーキ回転体に接触し始める際の電動モータの位置である。また、非作用状態においても、ブレーキ部材がブレーキ回転体に軽く接触している（摩擦係合しておらず、ブレーキ力は発生していない状態）が、ブレーキ部材と駆動装置の押圧部材とは離間している状態にある場合には、押圧部材がブレーキ部材に接触し始める際の位置とされる。なお、ブレーキ部材が一対設けられて、共通の電動モータにより駆動される場合には、それら一対のブレーキ部材が共にブレーキ回転体に摩擦係合し始める電動モータの位置が０点位置である。
さらに、前記「押付力の減少中」には、運転者によるブレーキ操作が解除される場合のみではなく、運転者のブレーキ操作が行われない状態でブレーキが作用状態にされた場合において、その作用状態にされたブレーキが非作用状態にされる過程も含まれる。例えば、トラクション制御終了時，ビークルスタビリティ制御終了時，自動ブレーキ作動終了時等がある。
なお、ブレーキは、ドラムブレーキであっても、ディスクブレーキであってもよく、これらについては後述する。
(２)前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を、前記電動モータの回転角の変化量が予め定められた設定数に達する毎に検出する検出部と、前記設定時間の間、前記検出部によって検出された複数の押付力の各々について、それぞれ、押付力の前記電動モータの単位回転角当たりの変化量を取得し、取得された複数の変化量の平均値を前記減少勾配として取得する手段とを含む(1)項に記載のブレーキ装置（請求項２）。
(３)前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を、前記電動モータの回転角の変化量が予め定められた設定数に達する毎に検出する検出部と、前記設定時間の間に、前記検出部によって検出された最初の押付力から最後の押付力を引いた値を、その設定時間の間に回転させられた前記電動モータの回転角で割った値を前記減少勾配として取得する手段とを含む(1)項に記載のブレーキ装置（請求項３）。
(４)前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材を前記０点位置から予め定められた設定値だけ前進させた場合において、前記押付力が予め定められた設定値以上増加しない場合に、前記検出された０点位置が妥当であると確認する０点位置確認部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のブレーキ装置（請求項４）。
０点位置を確認すれば、０点位置の検出精度を向上させることができる。例えば、０点位置が検出された後、実際の電動モータの位置をその検出０点位置あるいはわずかに後方の位置まで移動させ、その状態において僅かに電動モータをブレーキの作用状態への方向に僅かに作動させて、ブレーキ力の変化状態を検出する。ブレーキ力が殆ど増加しない場合は０点位置は採用され、設定量以上の値になった場合は採用されないようにするのである。
(５)前記０点位置検出装置が、前記電動モータの作動状態に基づいて前記ブレーキの作動状態を検出するブレーキ作動状態検出部を備えた(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
本項に記載のブレーキ装置においては、電動モータの作動状態に基づいてブレーキの作動状態が検出される。電動モータによってブレーキ部材がブレーキ回転体に押し付けられるため、電動モータの作動状態に基づけばブレーキの作動状態を検出することができる。
この場合において、電動モータの作動状態とブレーキの作動状態とは、電動モータが作動状態にあるすべての範囲において１対１に対応するとは限らないが、０点位置の検出時等には１対１に対応すると考えることができる。ブレーキの非作用状態と作用状態との切り換え時（ブレーキ部材がブレーキ回転体に接触し始めたり、離間し始めたりする時または、押圧部材がブレーキ部材に接触し始めたり、離間し始めたりする時）には１対１に対応するのである。
( ６ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力が予め定められた設定値以下であり、かつ、前記押付力が減少傾向にある場合を除いた場合に、前記電動モータを前記要求ブレーキ力が得られるように制御する制御部を含み、前記０点位置検出時ブレーキ制御部が、前記押付力が減少傾向にあり、かつ、前記設定値以下になった場合に、前記電動モータを、予め定められたパターンに従って、前記ブレーキ部材が後退する向きに一定の回転数で回転させるものであり、前記０点位置検出装置が、前記押付力が減少傾向にあり、かつ、前記設定値以下になった場合に、前記０点位置の検出を行うものである (1) 項ないし (5) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置（請求項５）。
本項に記載のブレーキ装置においては、０点位置の検出の際に予め定められたパターンに従って電動モータが制御される。電動モータが予め定められたパターンに従って制御されれば、０点位置検出の際の条件のバラツキを小さくすることができ、検出された０点位置のバラツキを小さくすることができる。
また、ブレーキ作用開始時には、電動モータは、運転者によるブレーキ操作部材の操作状態に応じて制御されるのが普通であり、０点位置検出のために、制御されるようにすることは望ましくない。それに対して、ブレーキ解除時に、０点位置検出のために電動モータが制御されるようにしても、ブレーキ作用開始時より、車両への影響は小さい。
( ７ )前記ブレーキ制御装置が、前記０点位置検出装置によって０点位置が検出される際に、前記電動モータを予め定められた速度でブレーキ解除方向に作動させる０点位置検出時ブレーキ制御部を含む(1) 項ないし (6) 項に記載のブレーキ装置。
電動モータの回転数が一定に保たれれば、ブレーキ部材に加えられる押付力の減少速度を一定にすることができる。
( ８ )前記ブレーキ制御装置が、前記電動モータを、前記０点位置検出装置によって検出された０点位置に基づいて制御するブレーキ作動時ブレーキ制御部を含む(1) 項ないし (7) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置（請求項６）。
電動モータをクリアランスに基づいて制御すれば、ブレーキの効き遅れを小さくしたり、ブレーキ部材がブレーキ回転体に押し付けられる際に発せられる音を小さくしたりすることができる。また、ブレーキの作用開始時におけるオーバシュートを回避することもできる。
また、０点位置が検出されるため、オートアジャスタが不要となるという利点もある。さらに、ブレーキ部材の磨耗の程度を検出することができるため、磨耗の程度を運転者に報知することも可能である。この場合には、ブレーキ部材の交換時期を報知することもできる。
( ９ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキが非作用状態にある場合における前記ブレーキ部材の厚みに基づいて、前記電動モータを制御する(1) 項ないし (8) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
ブレーキ部材の厚みに基づいて電動モータを制御すれば、ブレーキ力を精度よく制御することができる。
( １０ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキ作動終了後に、前記電動モータの位置を前記０点位置検出装置によって検出された０点位置に戻す０点位置復帰部を含む(1) 項ないし (9) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
ブレーキ作動終了時に駆動装置が０点位置に戻されるようにすれば、次に作用状態にする際のブレーキの効き遅れを小さくすることができる。また、電動モータにおいて消費される無駄なエネルギを減少させることができる。オートアジャスタが設けられていないブレーキに有効である。
( １１ )前記ブレーキ制御装置が、前記電動モータを、前記０点位置検出装置によって検出された０点に対応する電動モータ位置において遠い位置におけるより小さい速度で作動させるブレーキ作動時ブレーキ制御部を含む(1) 項ないし (10) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
電動モータの位置が０点位置から離れている場合には電動モータの作動速度を早くして、０点位置にある場合には遅くする。それによって、ブレーキの効き遅れを小さくし、ブレーキ作用開始時にオーバシュートが生じることを回避することができる。なお、０点位置にある場合には作動速度を最小にすることもできる。
本項に記載のブレーキ装置は、０点復帰が行われないブレーキについて有効である。
( １２ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体に押し付ける際に、前記電動モータを、その電動モータのブレーキ解除位置と前記０点位置に対応する位置との間の予め定められた設定位置から作動速度が減少するように制御するブレーキ作動時ブレーキ力制御部を含む(1) 項ないし (11) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
作動速度を減速すれば、０点位置付近における作動速度が小さくなる。
( １３ )前記ブレーキ回転体が回転ディスクであり、前記ブレーキ部材が、それぞれ回転ディスクの両側の摩擦面に対向して配設され、各々平板状の摩擦パッドとその摩擦パッドの背面に固定された裏板とを有するブレーキパッドであり、前記駆動装置が、それら一対のブレーキパッドを前記回転ディスクの両摩擦面に押し付ける押圧装置を含み、前記ブレーキがディスクブレーキである(1)項ないし(12)項のいずれか１に記載のブレーキ装置。
ディスクブレーキにおいては、ブレーキ回転体が回転ディスクとされ、ブレーキ部材が摩擦パッドと裏板とを有するブレーキパッドとされる。押圧装置は回転ディスクと一対のブレーキパッドとを跨ぐ状態で配設されるキャリパである。キャリパは、回転ディスクの回転軸線にほぼ平行な方向に移動可能な浮動キャリパでも、移動不能な固定キャリパでもよい。前者の場合には、キャリパの片側に電動モータが設けられ、後者の場合にはキャリパの両側に電動モータが設けられる。保持部材はマウンティングブラケットとされるが、上記固定キャリパにおいては、固定キャリパとマウンティングブラケットとが一体に形成される。
例えば、押圧装置が浮動キャリパである場合には、キャリパの片側に設けられた電動モータによって、一方のブレーキパッドに、そのブレーキパッドを回転ディスクに押し付ける押付力が加えられると、キャリパが軸方向に移動させられ、他方のブレーキパッドが回転ディスクに押し付けられる。その際、ブレーキパッドの摩擦パッドが圧縮され、キャリパが弾性変形させられる。押付力が大きくされれば、ブレーキ力が大きくなり、ブレーキパッドやキャリパの弾性変形量も大きくなる。
押圧装置により加えられた押付力が小さくされるとブレーキ力が小さくなる。キャリパ，摩擦パッドの弾性変形量が小さくなり、キャリパの上述のブレーキ作用開始時とは逆の方向への移動が許容され、ブレーキパッドがそれぞれ回転ディスクから離間することが許容される。押圧装置によってブレーキパッドに加えられる押付力が０になれば、ブレーキ力が０になる。
( １４ )前記駆動装置が、サービスブレーキ操作部材の操作時に前記ブレーキ部材をブレーキ回転体に押し付けるとともに、パーキングブレーキ操作部材の操作時に前記ブレーキ部材をブレーキ回転体に押し付けるものである(1)項ないし(13) 項に記載のブレーキ装置。
イグニッションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられた場合においては、パーキングブレーキが作用状態にあるのが普通である。そのため、イグニッションスイッチがＯＮ状態にされてから、最初にパーキングブレーキの作用が解除される際に０点位置が検出されるようにすれば、早期に０点位置を検出することができ、好都合である。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるブレーキ装置としての電動ブレーキ装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すブレーキ装置は、左右前輪ＦＬ，ＦＲに設けられた電動モータ２０を含むディスクブレーキ２２と、左右後輪ＲＬ，ＲＲに設けられた電動モータ３０を含むドラムブレーキ３２とを含む。本実施形態においては、電動モータ２０，３０は共に超音波モータとされている。
本ブレーキ装置には、サービスブレーキ用のブレーキ操作部材としてのブレーキペダル４０と、パーキングブレーキ用のブレーキ操作部材としてのパーキングブレーキレバー４２とが設けられている。ブレーキペダル４０が操作されれば、前輪のディスクブレーキ２２，後輪のドラムブレーキ３２が電動モータ２０，３０の駆動によりそれぞれ作動させられ、パーキングブレーキレバー４２が操作されれば、後輪のドラムブレーキ３２が作動させられる。また、緊急ブレーキ操作部材４４が設けられており、緊急ブレーキ操作部材４４が操作されると、それに伴って後輪のドラムブレーキ３２が緊急ブレーキ作動装置４６により機械的に作動させられる。
このように、ディスクブレーキ２２は電動モータ２０により作動させられる電動ディスクブレーキである。また、ドラムブレーキ３２は電動モータ３０により作動させられる場合と緊急ブレーキ作動装置４６により機械的に作動させられる場合とがあるが、機械的にも作動可能な電動ブレーキと考えることができるため、以下、これらディスクブレーキ２２，ドラムブレーキ３２を、電動ディスクブレーキ２２，電動ドラムブレーキ３２と称する。
【０００５】
サーピスブレーキのブレーキペダル４０には、ストロークシミュレータ５２が接続されている。このストロークシミュレータ５２は、ブレーキペダル４０と連動する連動部材５４と、その電動ブレーキ５４をガイドするガイド部材５６と、連動部材５４の移動によって伸縮させられて弾性力が増減させられる弾性部材としてのスプリング５８とを含むものであり、ブレーキペダル４０の操作力に応じて操作ストロークが得られるようにされている。
【０００６】
まず、左右前輪に設けられた電動ディスクブレーキ２２について図２に基づいて説明する。
電動ディスクブレーキ２２は、車輪と共に回転するブレーキ回転体としての回転ディスク６０と、回転ディスク６０の両側に配設された一対のブレーキパッド６２ａ，ｂと、ブレーキパッド６２ａ，ｂを相対回転不能かつ接触・離間可能に保持するマウンティングブラケット６４と、電動モータ２０を有する駆動装置６６とを含む。ブレーキパッド６２ａ，ｂは、回転ディスク６０の両側の摩擦面６８ａ，ｂに対向して配設された平板状の摩擦パッド７０ａ，ｂと、摩擦パッド７０ａ，ｂの背面に固定された裏板７２ａ，ｂとを含む。駆動装置６６により、ブレーキパッド６２ａ，ｂが回転ディスク６０の摩擦面６８ａ，ｂにそれぞれ押し付けられてブレーキ力が発生させられる。
【０００７】
マウンティングブラケット６４は、回転ディスク６０を跨ぐ状態で車体に片持ち状にかつ固定的に取り付けられている。マウンティングブラケット６４は、▲１▼一対のブレーキパッド６２ａ，ｂを、回転ディスク６０の両側から挟む位置において各摩擦面６８ａ，ｂと交差する方向（ブレーキパッド６２ａ，ｂの回転ディスク６０に対する接触・離間方向であり、以下、軸方向と称する）に移動可能に支持する部分と、▲２▼各ブレーキパッド６２ａ，ｂと回転ディスク６０との接触時に各ブレーキパッド６２ａ，ｂに発生する摩擦力を受ける部分とを備えたものである。本ディスクブレーキにおいては、マウンティングブラケット６４が保持部材に該当する。
マウンティングブラケット６４には駆動装置６６が設けられている。駆動装置６６は、マウンティングブラケット６４に軸方向（ブレーキパッド６２ａ，ｂの移動方向と平行な方向）に移動可能に設けられたキャリパ８０等によって構成される。キャリパ８０は、一方のブレーキパッド６２ｂを背後から係合するリアクション部８２と、他方のブレーキパッド６２ａに、そのブレーキパッド６２ａをブレーキ回転体６０に押し付ける押付力を加える電動モータ２０が取り付けられた押圧部８４とこれらを連結する連結部とを含む。
【０００８】
キャリパ８０の押圧部８４には、超音波モータとしての電動モータ２０，電動モータ２０の回転運動を直線運動に変換する運動変換装置８６，電動モータ２０の回転に伴って軸方向に直線移動させられる押圧ピストン８８等が設けられている。
押圧ピストン８８はキャリパ８０の押圧部８４に対して軸方向に相対移動可能に設けられている。また、押圧部８４と押圧ピストン８８との間にはシール部材９０が設けられ、異物の混入が防止される。
超音波モータ２０は、進行波式のものであり、ステータに超音波振動を与えて表面に波を生じさせるとともに、ステータとロータとの間の摩擦力によってロータを回転させるものである。本実施形態においては、超音波モータ２０は、ステータ９２とロータ９４と押圧接触機構９６とを含むものである。ステータ９２は複数の圧電体を含むものであり、隣接する圧電体に互いに位相の異なる電圧を印加させることによってステータ９２の表面に波を生じさせる。押圧接触機構９６は、皿ばねを含むものであり、皿ばねによりロータ９４がステータ９２に押し付けられ、これらの間に必要な摩擦力が得られるようにされている。ロータ９４のうちのステータ９２と接触する部分には摩擦材料が接着されており、これにより、ステータ９２に発生した進行波振動がロータ９４に確実に伝達され、回転させられる。
また、電動モータ２０においては、ステータ９２の圧電体に電圧が印加されない限り、ステータ９２とロータ９４とが相対回転させられることはない。換言すれば、ステータ９２に電圧が印加されない間は、押圧ピストン８８の位置は保たれるのであり、ブレーキ力が保たれることになる。
【０００９】
運動変換装置８６は、ボールねじ機構を有するものであり、雄ねじ部材１００と雌ねじ部材１０２とが複数個のボールを介して螺合された構造とされている。雄ねじ部材１００は、回転は制限されるが軸方向移動は許容された部材とされ、雌ねじ部材１０２は回転は許容されるが軸方向移動は制限された部材とされている。
雄ねじ部材１００は押圧部８４に回転阻止部１０３によって回転不能に取り付けられており、雌ねじ部材１０２は、ロータ９４に相対回転不能に、キャリパ８０に対し相対回転可能かつ軸方向の相対移動不能な状態で取り付けられている。雌ねじ部材１０２は、軸方向の隔たった位置においてラジアル軸受け１２０とラジアルスラスト軸受け１２２とを介して押圧部８４に支持されている。また、スナップリング１２４により、これら軸受け１２０，１２２の軸方向の移動が阻止される。
したがって、ロータ９４が正方向に回転すれば、雌ねじ部材１０２がキャリパ８０に対して相対回転させられ、それによって、雄ねじ部材１００が前進させられ、押圧ピストン８８がブレーキパッド６２ａが回転ディスク６０に接近する向きに移動する。逆に、ロータ９４が逆方向に回転すれば、雄ねじ部材１００が後退し、押圧ピストン８８がブレーキパッド６２ａが回転ディスク６０から離間する向きに移動することが許容される。
【００１０】
また、雄ねじ部材１００の先端部には、荷重センサ１４０が設けられている。雄ねじ部材１００は荷重センサ１４０を介して押圧ピストン８８に背後から係合する。従って、荷重センサ１４０からの出力信号に基づいて電動モータ２０によりブレーキパッド６２ｂが加圧される際の加圧力が検出可能となる。
【００１１】
本電動ディスクブレーキ２２において、電動モータ２０が正方向に回転させられた場合には、それに伴って押圧ピストン８８が前進させられ、ブレーキパッド６２ａが回転ディスク６０の摩擦面６８ａに押し付けられる。それによってキャリパ８０がマウンティングブラケット６４に対して軸方向に移動させられ、ブレーキパッド６２ｂが回転ディスク６０の摩擦面６８ｂに押し付けられる。そして、キャリパ８０が弾性変形させられ、摩擦パッド７０ａ，ｂが弾性変形させられる。ブレーキが作用状態にされるのであり、この状態においては、ブレーキ力は押圧力の増加に伴って大きくなる。
電動モータ２０が逆方向に回転させられれば、押圧ピストン８８に加えられた押圧力が小さくされる。また、キャリパ８０の弾性変形量，摩擦パッド７０ａ，ｂが弾性変形量が小さくなり、キャリパ８０の軸方向の上述とは反対方向の移動が許容される。押圧ピストン８８の後退が許容され、ブレーキパッド６２ａ，ｂの回転ディスク６０の摩擦面６８ａ，ｂからの離間が許容される。ブレーキパッド６２ａ，ｂの回転ディスク６０への押付力が０にされれば、ブレーキ力が０となり、ブレーキが非作用状態にされる。なお、ブレーキ力が０になった場合に、直ちに摩擦パッド７０ａ，ｂが弾性変形前の状態に戻るとは限らない。完全に復元しない場合があるのであり、弾性変形させられた状態に保たれる場合があるのである。
【００１２】
次に左右後輪用の電動ドラムブレーキ３２について説明する。左右後輪用の電動ドラムブレーキ３２は、図３に示すようにデュオサーボ型のものである。電動ドラムブレーキ３２は、ほぼ円盤状を成した保持部材としてのバッキングプレート２００と、そのバッキングプレート２００に設けられ、概して円弧状を成した一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂと、内周面に摩擦面２０４を備えて車輪と共に回転するドラム２０６と、一対のシュー２０２ａ，ｂの一端部同士を拡開させる駆動装置としての電動アクチュエータ２０７とを含む。バッキングプレート２００は図示しない車体側部材に回転不能に取り付けられるのであり、バッキングプレート２００が保持部材とされる。
【００１３】
一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂは、それぞれ、互いに対向する一端部において、バッキングプレート２００に固定されたアンカピン２０８に係合させられることによって、ドラム２０６と共に回転することを防止された状態で回動可能に保持される。また、他端部同士がストラット２１０によって連結される。ストラット２１０によって一方のシューに作用する力が他方のシューに伝達されるのである。なお、一対のブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂは、シューホールドダウン装置２１２ａ，２１２ｂによってバッキングプレート２００にそれの面に沿って移動可能とされている。
【００１４】
一対のブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂの他端部同士は、図に示すように、スプリング２１４により互いに接近する向きに付勢されており、一端部には各シューリターンスプリング２１５ａ，２１５ｂによりアンカピン２０８に向かって付勢されている。また、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂを渡る状態で、ストラット２１６，リターンスプリング２１８が設けられている。
各ブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂの外周面には、それぞれ、摩擦係合部材としてのブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂがドラム２０６の内周面２０４に摩擦係合させられることにより、ブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂとドラム２０６との間に摩擦力が発生する。本実施形態においては、ストラット２１０がアジャスト機構を備えたものであり、ブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂの摩耗に応じてブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂとドラム内周面２０４との隙間が調整される。ドラムブレーキにおいては、これらブレーキライニング２１９ａ，ｂを含むブレーキシュー２０２ａ，ｂによってブレーキ部材が構成される。
【００１５】
各ブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂは、それぞれリム２２０ａ，２２０ｂとウェブ２２２ａ，２２２ｂとを含み、ウェブ２２２ａ，２２２ｂに、それぞれ、レバー２３０ａ，２３０ｂの一端部がピン２３２ａ，２３２ｂを介して回動可能に設けられている。レバー２３０ａ，２３０ｂとウェブ２２２ａ，２２２ｂとの互いに対向する部分には、それぞれ、切欠が設けられており、これら切欠に、前記ストラット２１６が、両端がレバー２３０ａ，ｂ、ウェブ２２２ａ，ｂに係合させられた状態で設けられている。
【００１６】
レバー２３０ａの他端部には、電動モータ３０を含む電動アクチュエータ２０７が連結され、レバー２３０ｂの他端部には、パーキングブレーキケーブル２４２の一端部が連結されている。ブレーキペダル４０またはパーキングブレーキレバー４２が操作されると、電動モータ３０の駆動によってレバー２３０ａが回動させられ、ストラット２１６により、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂが拡開させられる。また、緊急ブレーキ操作部材４４が操作されると、パーキングブレーキケーブル２４２が引っ張られ、レバー２３０ｂが回動させられ、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂが拡開させられる。
【００１７】
電動アクチュエータ２０７は、上記電動モータ３０の他に、減速機，運動変換機構を含む。電動モータ３０の出力軸の回転が減速機によって減速させられ、その回転運動がボールねじ機構によって直線運動に変換されるのであり、そのボールねじ機構の出力部材にレバー２３０ａの他端部が連結されるのである。
パーキングブレーキケーブル２４２の他端部は、図１に示すように、緊急ブレーキ作動装置４６が設けられている。緊急ブレーキ作動装置４６は緊急ブレーキ操作部材４４の操作力により機械的に作動させられるものであり、一対のブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂが拡張する向きにレバー２３０ｂが回動するようにブレーキケーブル２４２へ引張力が付与される。
【００１８】
なお、レバー２３０ｂの他端部とバッキングプレート２００との間には、リターンスプリング２４４がパーキングブレーキケーブル２４２と同軸に配設されている。また、レバー２３０ａには荷重センサ２４６が設けられている。荷重センサ２４６は歪みゲージを含むものであり、電動アクチュエータ２０７によってレバー２３０ａに加えられる荷重が検出される。
【００１９】
電動ドラムブレーキ３２において、電動モータ３０が正方向に回転させられると、レバー２３０ａがブレーキシュー２０２ａに対して時計方向に回動させられ、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂにはこれらを互いに拡開させる方向の拡開力が加えられる。拡開力は、リターンスプリング２１８とシューリターンスプリング２１５ａ，ｂとを引っ張る引張力として作用する。
拡開力が、これらリターンスプリング２１８とシューリターンスプリング２１５ａ，ｂとのセット荷重の和（以下、リターンスプリング等のセット荷重と略称する）より大きくなると、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリターンスプリング等の弾性力に抗して拡開させられ、ブレーキシュー２０２ａ，ｂがドラムの内周面２０４に接触させられ、ブレーキが作用状態とされる。ブレーキの作用状態においては、電動アクチュエータ２０７によって加えられる拡開力の増加に伴って一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂに加わる押付力が大きくされ、ブレーキ力が増加させられる。
なお、本実施形態においては、ブレーキシュー２０２ａ，ｂに加えられる拡開力がレバー２３０ａに加えられる荷重ｆとして検出される。また、荷重ｆは、図９に示すように、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリタースプリング等の弾性力に抗して拡開させられる期間Ｔ2 においては、電動モータ３０が正方向に回転させられても、増加せず、ほぼ一定の大きさに保たれる。その後、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがドラム内周面２０４に接触した状態においては、ブレーキ力の増加に伴って大きくなる。
【００２０】
また、一方のブレーキシュー２０２ｂにおいて生じた摩擦力に基づくつれまわり力と、電動アクチュエータ２０７による拡開力とが他端部からストラット２１０を介して他方のブレーキシュー２０２ａの他端部に伝達される。ブレーキシュー２０２ａは、このつれまわり力と拡開力との和によりによりドラム内周面２０４に押し付けられ、ブレーキシュー２０２ｂより大きな摩擦力が生じる。このように、ブレーキシュー２０２ｂの出力がブレーキシュー２０２ａの入力となり、しかも、二重のサーボ効果が得られるため、デュオサーボ型ドラムブレーキにおいては、大きなブレーキ力を得ることができるのである。
【００２１】
電動モータ３０が逆方向に回転させられると、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂに加えられる拡開力は小さくされ、それに伴ってブレーキ力が小さくされる。拡開力がリターンスプリング等のセット荷重より小さくなれば、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂはリターンスプリング等の弾性力により互いに接近させられ、内周面２０４から離間させられる。ブレーキ力が０にされるのであり、ブレーキが非作用状態にされる。また、レバー２３０ａのピン２３２ａの周りの反時計方向の回動が許容される。
なお、レバー２３０ａに加えられる荷重は、図９に示すように、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがドラム内周面２０４に接触させられた状態においては、ブレーキ力の減少に伴って減少させられるが、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリタースプリング等の弾性力によって接近させられる期間Ｔ3 においては、電動モータ３０が逆方向に回転させられても、減少せず、ほぼ一定の大きさに保たれる。
【００２２】
次に、本ブレーキ装置のソフトウェア構成を説明する。
図１に示すように、コントローラ２９８は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータ３００を主体として構成されている。このコントローラ２９８の入力側には操作力センサ３０２、ブレーキペダルスイッチ３０４、パーキングレバースイッチ３０６、荷重センサ１４０，２４６、エンコーダ３０８，３１０、電流センサ３１２等が接続されている。
操作力センサ３０２は、ブレーキペダル４０に加えられた操作力を検出するものであり、操作力センサ３０２によって検出された操作力に基づいて運転者の所望する要求ブレーキ力が求められる。ブレーキペダルスイッチ３０４は、ブレーキペダル４０が操作状態にある場合と非操作状態にある場合とで、異なる状態に切り換えられるものであり、パーキングレバースイッチ３０６は、同様に、パーキングブレーキレバー４２の操作状態を検出するものである。また、エンコーダ３０８，３１０は、電動モータ２０，３０の回転回数をそれぞれ検出するものである。さらに、電流センサ３１２によって各電動モータ２０，３０に流れる電流が検出される。
【００２３】
一方、コントローラ２９８の出力側には、ドライバ３２２が接続されている。ブレーキペダル４０の操作時には、コントローラ２９８からそのドライバ３２２に指令が供給され、その指令に応じてドライバ３２２によってバッテリ３２０から電動モータ２０，３０に電流が供給される。
コンピュータ３００のＲＯＭには、図４のフローチャートで表されるブレーキ制御ルーチン、図５のフローチャートで表されるディスクブレーキ用０点位置検出ルーチン，図６のフローチャートで表されるドラムブレーキ用０点位置検出ルーチン、フローチャートの図示は省略するが、ブレーキ力制御ルーチン等の複数のプログラムやテーブル等が記憶されている。
【００２４】
以下、本ブレーキ装置の作動について説明する。
本実施形態においては、ブレーキペダル４０が操作されると、その操作力に基づいて運転者の意図する要求ブレーキ力が求められ、その要求ブレーキ力が得られるように、コントローラ２９８の指令に基づき電動モータ２０，３０への供給電流が制御され、ブレーキ力が制御される。電動モータ２０，３０は、検出された０点位置等基づいて制御される。また、０点位置は、ブレーキが作用状態から非作用状態に切り換えられる場合に検出される。
【００２５】
図４のフローチャートにおいて、ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、ブレーキスイッチ３０４がＯＮ状態か否かが判定され、Ｓ２において、操作力センサ３０２によって検出されるブレーキペダル４０の操作力が減少中であるか否かが判定され、Ｓ３において、その操作力が設定値以下であるか否かが判定される。Ｓ１〜３の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ４において０点位置の検出が図５，６のフローチャートに従って行われる。また、操作力が減少中でない場合、設定値より大きい場合には、Ｓ２，３のいずれかのステップにおける判定がＮＯとなり、Ｓ５において、前述のように、操作力に基づいてブレーキ力が制御される。本実施形態においては、ブレーキ力が検出された０点に基づいて制御されるが、そのことについては後述する。
また、ブレーキスイッチ３０４がＯＦＦになっても、０点位置検出フラグがリセットされていない場合、後述するが０点位置復帰フラグがセットされていない場合には、Ｓ６，７のいずれかの判定がＮＯとなり、Ｓ４において０点位置の検出が行われる。０点位置の検出や０点位置への復帰は、ブレーキスイッチ３０４がＯＦＦになっても行われることがあるのである。
【００２６】
まず、電動ディスクブレーキ２２において０点位置が検出される場合について説明する。
本実施形態においては、図７，８に示すように、電動モータ２０の単位回転角当たりの押圧力の変化量（押圧力の減少勾配）が予め定められたしきい値ＴH 以下になった場合の電動モータ２０の回転位置と、摩擦パッド７０ａ，ｂの非復元量とに基づいて０点位置が決定される。図８の（ａ），（ｂ）に示すように、摩擦パッド７０ａ，ｂは、ブレーキ作用時に圧縮させられるのであるが、ブレーキが解除された場合に直ちにブレーキ作動前の状態に戻るとは限らない。また、押圧力の減少勾配がしきい値ＴH 以下になった場合には、図７に示すように、その時点の電動モータ２０の位置より前進側に０点位置がある。そのため、押圧力の変化量に基づいて検出された０点位置（以下、暫定０点位置と称する）より実際の０点位置は前進側にあると考えられる。これらの事情を考慮すると、暫定０点位置より前進側に実際の０点位置があるため、（真の）０点位置を、非復元量αを考慮した値βだけ前進側に移動した位置とする。非復元量αは、図８に示す非復元量の２倍の大きさである。ディスクロータ６０に対して摩擦パッド７０ａ，ｂが一対設けられているからである。
【００２７】
また、０点位置が検出された場合には、その位置が妥当な位置であるか否かが判定される。妥当な値である場合には、その値が０点位置として作用され、妥当でない場合には０点位置として採用されることはない。
さらに、０点位置を検出する際には、電動モータ２０を、一定の回転数で逆方向に回転させる。運転者のブレーキペダル４０の解除状態とは関係なく、一定の速度で後退させるのである。
また、０点が検出された場合には、ブレーキ解除後、電動モータ２０の回転位置が０点位置に復帰させられる。
【００２８】
以下、０点位置の検出について図５のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ２１において、電動モータ２０の単位回転角当たりの押圧力の減少勾配（ΔＦ／Δｓと表す、以下、押圧力の変化量と略称する）が読み取られる。本実施形態においては、電動モータ２０の回転角の変化量（今回値と前回値との差）が設定数に達するとトリガとしてのパルスが出力され、押圧力が検出される。そして、例えば、その押圧力の単位回転角当たりの変化量の過去６回の平均値が他のルーチンによって計算されて、押圧力の変化量として求められるのである。なお、過去６回分の押圧力のデータが記憶されるようにしておき、その記憶された６回分のデータに基づいて変化量が検出されるようにすることもできる。また、６回のうちの最初の押圧力の値と最後の値との差を６回分の回転角の変化量で割った値を押圧力の変化量として採用することもできる。このようにしても、平均的な押圧力の変化量を検出することができる。さらに、６回に限らず、所定の回転角毎に変化量が求められるようにすることもできる。いずれにしても、回転角が予め定められた設定回転角だけ変化する間の押圧力の変化量が検出されればよいのである。
【００２９】
次に、Ｓ２２において、０点位置復帰処理が終了したか否かが判定され、Ｓ２３において、０点位置の検出が終了したか否かが判定される。０点位置復帰フラグがセット状態にあるか否か、０点位置検出フラグがセット状態にあるか否かが判定されるのである。
いずれも終了していない場合には、Ｓ２４において、電動モータ２０がその位置から逆方向、すなわち、後退方向に予め定められた回転数で回転させられる。Ｓ２５において、Ｓ２１において読み取られた押圧力の変化量ΔＦ／Δｓがしきい値ＴH より小さいか否かが判定される。しきい値ＴH 以上である場合には、判定がＮＯとなる。この場合には、Ｓ１〜３，４（Ｓ２１〜２５）が繰り返し実行される。
【００３０】
押付力の変化量ΔＦ／Δｓがしきい値ＴH より小さい場合には、Ｓ２５における判定がＹＥＳとなり、Ｓ２６において、電動モータ２０の累積回転数に基づいてその時点の電動モータ２０の回転位置が暫定０点位置とされ、その暫定０点位置よりβだけ前進側の位置が０点位置とされる。電動モータ２０の回転位置は、予め定められた後退端位置からの回転数の累積回転回数（総回転角）に基づいて検出される。そして、Ｓ２７において、０点位置の過去数回分の平均値が求められ、Ｓ２８において、０点位置検出フラグがセットされる。図７に示す０点位置が求められるのである。
【００３１】
０点位置の検出が終了した場合には、０点位置検出フラグがセットされるため、Ｓ２３における判定がＹＥＳとなり、Ｓ２９において、現在０点位置あるいはそれより後退側（０点位置とそれより後方側の予め定められた後方側位置との間の位置）にあるか否かが判定され、そうでない場合には、Ｓ３０において、電動モータ２０が制御される。０点位置が検出された場合の電動モータ２０の位置（暫定０点位置）は、図７に示すように、０点位置より後退側にあるため、電動モータ２０が正方向に回転させられることになる。そして、Ｓ１，２，３，４（２１〜２３，２９，３０）または、Ｓ１，６，７，４が繰り返し実行されるのであるが、実際の位置が０点位置あるいはやや後方側に達した場合には、Ｓ２９における判定がＹＥＳとなり、Ｓ３１以降が実行される。
【００３２】
この場合には、０点位置が妥当な値であるか否かの確認が行われる。Ｓ３１において、荷重センサ１４０の０点オフセット処理が行われる。この場合の検出値が０点とされるのである。また、Ｓ３２において、電動モータ２０が僅かに正方向に回転させられる。そして、Ｓ３３において、荷重センサ１４０による検出値が上昇したか否かが判定される。上昇しない場合には、Ｓ３４において、その時点の実際の電動モータ２０の回転位置が読み取られ、検出された０点位置近傍であるか否かが判定される。実際の電動モータ２０の回転位置が０点位置近傍にあれば、検出は妥当な値であるとされてその値が採用される。Ｓ３５において、０点位置復帰フラグがセットされる。この場合には、摩擦パッド７０ａ，ｂは復元していない状態にあるため、０点位置にあり、かつ、電動モータ２０を正方向に僅かに回転させても、押圧力は上昇しないはずである。そのため、上昇しない場合であって、かつ、ほぼ検出された０点位置近傍にある場合には、その０点位置は妥当な値であるとすることができるのである。その後、電動モータ２０は、Ｓ３２において正方向に回転させられた分だけ逆方向に回転させられ、０点位置に戻される。
それに対して、荷重センサ１４０の検出値が設定値以上上昇した場合には、検出された０点位置が妥当でないため、その値は採用されない。Ｓ３６において、０点位置復帰フラグはセットされるが、この場合には、例えば、前回の０点位置が採用されるようにすることができる。その後、前回の０点位置まで電動モータ２０が回転させられる等の処理が行われる。また、荷重センサ１４０のオフセットも前回の値に戻すことが望ましい。
【００３３】
このように、本実施形態においては、摩擦パッド７０ａ，ｂの非復元量αが考慮されるため、０点位置を精度よく検出することができる。また、ブレーキの解除時に検出されるため、電動モータ２０の作動速度が一定の大きさに保たれるように、すなわち、ブレーキ力の制御を０点位置検出のために行うことができるのであり、検出精度の向上を図ることができる。０点位置の検出の際の条件が同じになるため、０点位置のバラツキを小さくすることができるのである。
【００３４】
さらに、検出された０点位置に基づいてブレーキ作動時に電動モータ２０が制御されるため、クリアランスの変化に起因するブレーキ力の効き遅れを小さくすることができる。具体的には、ブレーキ解除後に電動モータ２０が０点位置あるいは０点位置よりやや後方側に復帰させられるため、次にブレーキを作用させる際のブレーキの効き遅れが小さくなる。また、電動モータ２０の無駄な作動を減らすことができ、エネルギ消費量の低減を図ることができる。この効果は、ディスクブレーキ特有の効果である。この場合には、０点位置が摩擦パッド７０ａ，ｂの非復元量αに基づいて検出されるため、電動モータ２０が摩擦パッド７０ａ，ｂの通常の厚みを考慮して制御されると考えることもできる。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、押圧力の変化量ΔＦ／Δｓが複数回の平均値として求められたが、平均値とすることは不可欠ではなく、１回づつ求められるようにしてもよい。また、〔押圧力の変化量ΔＦ／Δｓの６回の平均値〕に対応する電動モータ２０の回転位置を、〔最新の押圧力が検出された時点の位置〕とするのではなく、〔押圧力が６回各々検出される時点の電動モータ２０の回転位置の平均値〕とすることもできる。さらに、荷重センサ１４０によって検出された押圧力Ｆが最初に０になった電動モータ２０の回転位置を記憶し、その最初に０になった場合の回転位置に基づいて暫定０点位置を検出することもできる。例えば、その最初に０になった場合の回転位置を暫定０点位置としたり、最初に０になった場合の回転位置より設定量だけ後退側あるいは前進側の位置を暫定０点位置としたりすることができる。最初に０になった位置は誤差を含むことが多いからである。この場合には、暫定０点位置より後退側に非復元量αだけ移動させた位置を０点位置とすることもできる。
また、電動モータ２０の単位回転角当たりの変化量ではなく、単位時間当たりの変化量がしきい値以下であるか否かが判定されるようにすることもできる。電動モータ２０が一定の回転数で逆方向に回転させられる場合にはこれらは同じになる。
【００３６】
さらに、電動モータ２０を一定の回転数で回転させることは不可欠ではない。運転者の解除速度に応じて解除してもよい。また、操作力が設定値以下になった後に０点位置の検出が行われるようにすることは不可欠ではない。
さらに、０点位置の検出は、ブレーキペダル４０の操作が解除された場合に限らず、ブレーキが作用状態から非作用状態にされる過程に行うこともできる。この場合には、荷重センサ１４０によって検出された押圧力が減少傾向にあり、かつ、押圧力が設定値以下になった場合に０点位置の検出が行われるようにすることができる。ブレーキペダル４０の操作に伴わないで、ブレーキが作動させられることがあるからである。例えば、トラクション制御が終了させられる過程、ビークルスタビリティ制御が終了させられる過程、自動ブレーキが解除される過程、疑似的に作動させられたエンジンブレーキが解除される過程等が該当する。これらの場合においても０点位置の検出が行われるようにすれば、０点検出の機会を増やすことができ、正確に０点位置を検出することができる。
【００３７】
次に、ドラムブレーキにおいて０点位置が検出される場合について説明する。
本実施形態においては、レバー２３０ａに加わる荷重の減少勾配が設定勾配より緩やかになった場合における電動モータ３０の回転位置を０点位置とする。レバー２３０ａに加わる荷重は、前述のように、図９のグラフに示すように変化させられるため、荷重がリターンスプリング等のセット荷重に対応する大きさとなり、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリターンスプリング等の弾性力によって互いに接近させられ、ドラム内周面２０４から離間させられた時点ｔs における電動モータ３０の回転位置を０点位置とするのである。なお、この場合には、電動モータ３０は、実際の荷重が目標値（０）に近くように制御される。
【００３８】
図６のフローチャートにおいて、Ｓ５１において、レバー２３０ａに加わる荷重ｆが検出され、０でないか否かが判定される。０である場合は電動ドラムブレーキ３２が非作用状態にある。非作用状態ではなく、作用状態にある場合には、Ｓ５２以降において０点位置の検出が行われる。Ｓ５２において０点位置検出仮フラグがセットされているか否かが判定される。最初にＳ５２が実行される場合にはセットされていないため、判定がＮＯとなり、Ｓ５３において、レバー２３０ａの荷重の減少勾配が予め定められた設定範囲内の大きさにあるか否かが判定される。減少勾配が緩やかになったか否かが判定されるのである。緩やかでない場合には、判定がＮＯとなる。
Ｓ１〜３，４（５１，５２，５３）が繰り返し実行され、減少勾配が緩やかになった場合には、Ｓ５３における判定がＹＥＳとなり、その時点ｔs における荷重ｆと電動モータ３０の回転位置とが検出される。そして、０点位置検出仮フラグがセットされる。
【００３９】
この場合には荷重ｆは０ではないが０点位置検出仮フラグはセットされているため、Ｓ５２における判定がＹＥＳとなり、Ｓ５５において、変化勾配が０より大きい（上昇勾配に転じた）か、設定勾配より大きい（急勾配になった）かが判定される。いずれかの場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５６において、０点位置検出仮フラグがリセットされる。図９の時間ｔs に達したわけではなかった可能性があるのである。以下、レバー２３０ａの荷重が０になるまでの間、〔Ｓ５１，５２，５３〕、〔Ｓ５１，５２，５３，５４〕、〔Ｓ５１，５２，５５〕、〔Ｓ５１，５２，５５，５６〕が実行される。レバー２３０ａの荷重が０になった場合には、Ｓ５７において、時点ｔs に出来るかぎり近い位置が０点位置として作用される。例えば、連続してＳ５４において求められた０点位置のうちの最も過去に検出された位置を０点位置としたり、Ｓ５４において求められた０点位置を減少勾配と対応付けて記憶させ、記憶されたデータのうちの最も妥当な値（時点ｔs に最も近い値）としたりすることができる。また、最初にＳ５４が実行された場合に検出された位置を０点位置とすることも可能である。
【００４０】
このように、本実施形態においては、荷重ｆが実際に０になるまで、押圧力の減少勾配に基づいて電動モータ３０の位置が検出され、複数のデータから妥当なものが０点位置とされるのであり、精度よく０点位置を検出することができる。また、電動ドラムブレーキ３２においては、０点復帰が行われることはない。アジャスタ機能付きストラット２１０によってクリアランスが調整されるのである。電動ドラムブレーキ３２における０点位置の検出においては、０点位置復帰フラグは常にセット状態に保たれるようにしたり、Ｓ５７において、０点位置検出フラグがセットされるとともに０点位置復帰フラグがセットされるようにすることもできる。
【００４１】
ブレーキ作動時においては検出された０点位置に基づいて電動モータ３０が制御される。電動ドラムブレーキ３２においては、図１０に示すように、電動モータ３０の回転数が０点位置近傍において小さくされる。ブレーキシュー２０２ａ，ｂのドラム内周面２０４に対する接触速度が小さくされるのであり、それによってオーバシュートが防止される。前述のように、電動ドラムブレーキ３２においては、アジャスタ機能付きストラッド２１０によってクリアランスが一定の量に調節されるため、０点位置に復帰させる必要はない。そのため、ブレーキシュー２０２ａ，ｂが接触する直前まで回転数を大きくすれば、ブレーキの効き遅れを小さくすることができる。
【００４２】
この場合には、図１０の（ａ）に示すように、電動モータ３０の作動開始時から大きな電流が供給されるようにしても、（ｂ）に示すように、最初に供給される電流（突入電流）を小さくし、その後大きくしてもよい。このように、突入電流を小さくすれば、電動モータ３０に過大な電流が供給されることを回避することができる。また、０点位置以前に供給される電流の最大値が電動モータ３０の定格電流より小さくされれば、定格電流より大きい場合に比較して、電源容量を小さくすることができる等の利点がある。
【００４３】
また、パーキングブレーキレバー４２の操作が解除された場合にも、電動ドラムブレーキ３２において、同様に０点位置が検出されるようにすることができる。この場合には、パーキングブレーキレバー４２のブレーキスイッチ３０６がＯＮ状態からＯＦＦ状態にされた場合に、０点位置の検出が行われる。パーキングブレーキレバー４２が操作された場合にも電動モータ３０が作動させられ、ブレーキ力が発生させられるのであるが、電動モータ３０は超音波モータであるため、電流が供給されなくなれば、その状態が保持される。パーキングブレーキ作動時には電流を供給し続ける必要はないのである。
パーキングブレーキは、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態にある場合に作動させられ、ＯＮ状態に切り換えられた場合に解除されることが多い。このパーキングブレーキの解除時に０点位置を検出することができるのであり、イグニッションスイッチがＯＮにされてから早急に検出することができるというメリットがある。
【００４４】
以上のように、本実施形態においては、コントローラ２９８の図５，６のフローチャートで表される０点位置検出プログラムを記憶する部分，実行する部分等により０点位置検出装置が構成される。また、そのうちの、Ｓ２１，２５，Ｓ５３，５５等を記憶する部分，実行する部分等によって、ブレーキ作動状態検出部が構成される。また、Ｓ２４を記憶する部分，実行する部分等によって、０点位置検出時ブレーキ制御部が構成され、Ｓ５を記憶する部分，実行する部分等によってブレーキ作用時ブレーキ制御部が構成される。
【００４５】
なお、上記実施形態においてはブレーキ解除時に０点位置が検出されるようにされていたが、ブレーキ作動時に検出することもできる。リターンスプリング等の弾性変形に伴う荷重の変化状態を利用すれば、作動時にも検出できる。この場合には、図９の時点ｔ0 における位置が０点位置とされることになる。いずれにしても、ブレーキ力が０か否かに基づく場合より、０点位置の検出精度を向上させることができる。
【００４６】
また、後輪側を電動ディスクブレーキとすることができる。この場合においても、サービスブレーキとパーキングブレーキとで電動モータ２０を共用することができ、上記実施形態における場合と同様の効果を得ることができる。
さらに、電動ディスクブレーキにおいて、一対のブレーキ部材６２ａ，ｂにリターンスプリングを設ければ、ドラムブレーキ用の０点位置検出プログラムの実行に従って０点位置を検出することが可能となる。逆に、ドラムブレーキにディスクブレーキ用の０点位置検出ルーチンに従って０点位置を検出することも不可能ではない。
【００４７】
また、ドラムブレーキの構造，ディスクブレーキの構造は、上記実施形態におけるそれに限らない。電動ドラムブレーキについてはデュオサーボ型のものに限らず、ツーリーディング型，リーディング・トレーディング型，ユニサーボ型等のドラムブレーキにも同様に適用することができる。また、電動モータは超音波モータに限らず、ＤＣブラシレスモータ等とすることもできる。この場合には、ブレーキ力を電流を供給しなくてもその大きさに保つことができる保持装置を設けることが望ましい。パーキングブレーキと共有のモータとする場合には、特に有効である。
その他、〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の欄に記載した態様の他、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】本発明の第一実施形態である電動ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】上記電動ブレーキ装置に含まれる電動ディスクブレーキを示す断面図である。
【図３】上記電動ブレーキ装置に含まれる電動ドラムブレーキを示す断面図である。
【図４】上記電動ブレーキ装置に含まれるコントローラのＲＯＭに格納されたブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図５】上記コントローラのＲＯＭに格納された０点位置検出ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】上記コントローラのＲＯＭに格納された０点位置検出ルーチンを表すフローチャートである。
【図７】上記電動ディスクブレーキにおいてモータ位置と加圧力との関係を示す図である。
【図８】上記電動ディスクブレーキにおける摩擦パッドの非復元量を示す図である。
【図９】上記電動ドラムブレーキが作用状態にある場合におけるレバー荷重の変化状態を示す図である。
【図１０】上記電動ドラムブレーキの供給電流の変化状態を示す図である。
【符号の説明】
２０，３０ 電動モータ
２２ 電動ディスクブレーキ
３２ 電動ドラムブレーキ
４０ ブレーキペダル
４２ パーキングペダル
１４０，２４６ 荷重センサ
２９８ コントローラ
【発明が属する技術分野】
本発明はブレーキ装置に関するものであり、ブレーキ部材がブレーキ回転体の摩擦面に摩擦係合し始める位置である０点位置の検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述のブレーキ装置の一例が、特開平１０─１８１５７９号公報に記載されている。この公報に記載のブレーキ装置は、(a) ▲１▼車輪と共に回転するブレーキ回転体と、▲２▼そのブレーキ回転体の摩擦面と摩擦係合してブレーキ回転体の回転を抑制するブレーキ部材と、▲３▼自身は車体側部材に相対回転不能に保持され、前記ブレーキ部材をブレーキ回転体の摩擦面に接触・離間可能に保持する保持部材と、▲４▼ブレーキ部材をブレーキ回転体に押し付ける駆動装置とを備えたブレーキと、(b) ブレーキ部材がブレーキ回転体の摩擦面に押し付けられる際に、ブレーキ力が予め定められた設定値以上になった場合の駆動装置の位置を０点位置とする０点位置検出装置とを含む。
この公報に記載のブレーキ装置においては、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられた場合に、ブレーキが作動させられて０点位置が検出されるようにされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
しかし、上記公報に記載のブレーキ装置においては、０点位置検出のために、わざわざブレーキが作動させられることになり、エネルギが無駄に消費されるという問題があった。また、０点位置を検出する機会が限られるという問題もあった。０点位置の検出のためにブレーキを作動させることになるため、例えば、イニシャルチェック時等のブレーキを作用状態にしても差し支えない場合に限られるのである。
そこで、本発明の課題は、ブレーキ解除時に０点位置の検出が行われるようにすることである。上記課題は、ブレーキ装置を、下記各態様の構成のものとすることによって解決される。各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまで，本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常に、すべての事項を一緒に採用しなければならないものではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
(１) (a)車輪と共に回転するブレーキ回転体と、(b)そのブレーキ回転体の摩擦面と摩擦係合してブレーキ回転体の回転を抑制するブレーキ部材と、(c)自身は車体側部材に相対回転不能に保持され、前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体の摩擦面に接触・離間可能に保持する保持部材と、(d)前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体に押し付ける電動モータを有する駆動装置とを備えたブレーキと、
前記電動モータを制御することによって、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を制御するブレーキ制御装置と、
前記ブレーキ部材が前記ブレーキ回転体の摩擦面に摩擦係合し始める前記電動モータの位置である０点位置を、前記ブレーキ制御装置により前記押付力が減少させられる際に検出する０点位置検出装置と
を含むブレーキ装置であって、
前記ブレーキ制御装置が、前記０点位置検出装置による前記０点位置の検出の際に、前記電動モータを、前記ブレーキ部材が後退する向きに一定の回転数で回転させることにより、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を減少させる０点位置検出時ブレーキ制御部を含み、前記０点位置検出装置が、前記押付力が複数回検出されるのに要する予め定められた設定時間の間において、前記押付力の平均的な変化を表す減少勾配が予め定められた設定値以下に最初になった時点の、前記ブレーキ部材の位置である暫定０点位置より、その暫定０点位置と前記押付力が最初に０になる位置との間の長さから前記押付力が最初に０になっても直ちには戻らない前記ブレーキ部材の弾性変形量である非復元量を引いた値だけ前進側の位置を、前記０点位置とする検出部を含むことを特徴とするブレーキ装置（請求項１）。
本項に記載のブレーキ装置においては、ブレーキの解除時、すなわち、ブレーキ部材のブレーキ回転体への押付力が減少させられる際に、０点位置が検出される。車輪の回転を抑制する必要があって作用状態にされたブレーキが非作用状態にされる際に検出されるのであり、０点位置検出のためにブレーキを作動させる必要がなく、エネルギが無駄に消費されることを回避することができる。
また、電動モータは、ブレーキが作動状態にある場合においてそのブレーキ力を制御する場合や、０点位置を検出する場合等に制御される。前者のブレーキ力を制御する場合において、０点位置検出装置によって検出された０点位置に基づいて制御されるようにすれば、クリアランスの変化に起因するブレーキ力の効き遅れを小さくすることができる。
減圧勾配が、押付力が複数回検出されるのに要する予め定められた設定時間の間の、押付力の平均的な変化を表す値とされ、その減圧勾配が予め定められた設定値以下になった場合の、ブレーキ部材の位置である暫定０点位置より、その暫定０点位置と前記押付力が０になる位置との間の長さから前記押付力が０になっても直ちには戻らない前記ブレーキ部材の弾性変形量である非復元量を引いた値だけ前進側の位置が、ブレーキ部材がブレーキ回転体の摩擦面に摩擦係合し始める時点の電動モータの位置である０点位置とされる。
ブレーキ部材はブレーキが作用状態にある場合には圧縮（弾性変形）させられているのが普通である。そして、ブレーキが解除された場合には戻されて、元の状態（厚み）になるのであるが、ブレーキ部材に加えられる押付力が除かれた場合に直ちに戻るとは限らない。そのため、その直ちに戻らない弾性変形量分（非復元量）を考慮して０点位置を決定すれば、検出精度を向上させることができる。この場合において非復元量は一定の量としたり、そのブレーキ部材の材料等によって決まる最大値としたり、作用状態にある場合におけるブレーキ力に基づいて決まる量としたりしたりすることができる。ブレーキ部材の圧縮量はブレーキ力が大きいほど大きくなるため、ブレーキ力が大きいと非復元量も大きくなるのである。
０点位置は、電動モータの出力軸の位置として検出したり、電動モータの出力軸と一対一に対応して移動する可動部材の位置として検出したりすることができる。例えば、電動モータの出力軸に送りねじ装置等の運動変換装置を介して接続される直線移動部材が上記可動部材に該当する。また、少なくとも０点位置検出時において、電動モータの作動量と一対一に対応して前進・後退させられる可動部材（例えば、ブレーキ部材）の位置として０点位置を検出することも可能である。この場合において、電動モータの位置は、上記出力軸や可動部材の端面等のブレーキ本体に対する相対位置で表したり、電動モータの作動状態で表したりすることができる。例えば、電動モータの予め定められた状態（例えば、可動部材が後退端位置にある状態）からの累積回転角度で電動モータの位置を表すことができる。
０点位置は、ブレーキ部材がブレーキ回転体に摩擦係合し始める位置であり、ブレーキの作用が開始される位置である。例えば、ブレーキの非作用状態において、ブレーキ部材がブレーキ回転体から離間している状態にある場合には、０点位置は、ブレーキ部材がブレーキ回転体に接触し始める際の電動モータの位置である。また、非作用状態においても、ブレーキ部材がブレーキ回転体に軽く接触している（摩擦係合しておらず、ブレーキ力は発生していない状態）が、ブレーキ部材と駆動装置の押圧部材とは離間している状態にある場合には、押圧部材がブレーキ部材に接触し始める際の位置とされる。なお、ブレーキ部材が一対設けられて、共通の電動モータにより駆動される場合には、それら一対のブレーキ部材が共にブレーキ回転体に摩擦係合し始める電動モータの位置が０点位置である。
さらに、前記「押付力の減少中」には、運転者によるブレーキ操作が解除される場合のみではなく、運転者のブレーキ操作が行われない状態でブレーキが作用状態にされた場合において、その作用状態にされたブレーキが非作用状態にされる過程も含まれる。例えば、トラクション制御終了時，ビークルスタビリティ制御終了時，自動ブレーキ作動終了時等がある。
なお、ブレーキは、ドラムブレーキであっても、ディスクブレーキであってもよく、これらについては後述する。
(２)前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を、前記電動モータの回転角の変化量が予め定められた設定数に達する毎に検出する検出部と、前記設定時間の間、前記検出部によって検出された複数の押付力の各々について、それぞれ、押付力の前記電動モータの単位回転角当たりの変化量を取得し、取得された複数の変化量の平均値を前記減少勾配として取得する手段とを含む(1)項に記載のブレーキ装置（請求項２）。
(３)前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を、前記電動モータの回転角の変化量が予め定められた設定数に達する毎に検出する検出部と、前記設定時間の間に、前記検出部によって検出された最初の押付力から最後の押付力を引いた値を、その設定時間の間に回転させられた前記電動モータの回転角で割った値を前記減少勾配として取得する手段とを含む(1)項に記載のブレーキ装置（請求項３）。
(４)前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材を前記０点位置から予め定められた設定値だけ前進させた場合において、前記押付力が予め定められた設定値以上増加しない場合に、前記検出された０点位置が妥当であると確認する０点位置確認部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載のブレーキ装置（請求項４）。
０点位置を確認すれば、０点位置の検出精度を向上させることができる。例えば、０点位置が検出された後、実際の電動モータの位置をその検出０点位置あるいはわずかに後方の位置まで移動させ、その状態において僅かに電動モータをブレーキの作用状態への方向に僅かに作動させて、ブレーキ力の変化状態を検出する。ブレーキ力が殆ど増加しない場合は０点位置は採用され、設定量以上の値になった場合は採用されないようにするのである。
(５)前記０点位置検出装置が、前記電動モータの作動状態に基づいて前記ブレーキの作動状態を検出するブレーキ作動状態検出部を備えた(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
本項に記載のブレーキ装置においては、電動モータの作動状態に基づいてブレーキの作動状態が検出される。電動モータによってブレーキ部材がブレーキ回転体に押し付けられるため、電動モータの作動状態に基づけばブレーキの作動状態を検出することができる。
この場合において、電動モータの作動状態とブレーキの作動状態とは、電動モータが作動状態にあるすべての範囲において１対１に対応するとは限らないが、０点位置の検出時等には１対１に対応すると考えることができる。ブレーキの非作用状態と作用状態との切り換え時（ブレーキ部材がブレーキ回転体に接触し始めたり、離間し始めたりする時または、押圧部材がブレーキ部材に接触し始めたり、離間し始めたりする時）には１対１に対応するのである。
( ６ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力が予め定められた設定値以下であり、かつ、前記押付力が減少傾向にある場合を除いた場合に、前記電動モータを前記要求ブレーキ力が得られるように制御する制御部を含み、前記０点位置検出時ブレーキ制御部が、前記押付力が減少傾向にあり、かつ、前記設定値以下になった場合に、前記電動モータを、予め定められたパターンに従って、前記ブレーキ部材が後退する向きに一定の回転数で回転させるものであり、前記０点位置検出装置が、前記押付力が減少傾向にあり、かつ、前記設定値以下になった場合に、前記０点位置の検出を行うものである (1) 項ないし (5) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置（請求項５）。
本項に記載のブレーキ装置においては、０点位置の検出の際に予め定められたパターンに従って電動モータが制御される。電動モータが予め定められたパターンに従って制御されれば、０点位置検出の際の条件のバラツキを小さくすることができ、検出された０点位置のバラツキを小さくすることができる。
また、ブレーキ作用開始時には、電動モータは、運転者によるブレーキ操作部材の操作状態に応じて制御されるのが普通であり、０点位置検出のために、制御されるようにすることは望ましくない。それに対して、ブレーキ解除時に、０点位置検出のために電動モータが制御されるようにしても、ブレーキ作用開始時より、車両への影響は小さい。
( ７ )前記ブレーキ制御装置が、前記０点位置検出装置によって０点位置が検出される際に、前記電動モータを予め定められた速度でブレーキ解除方向に作動させる０点位置検出時ブレーキ制御部を含む(1) 項ないし (6) 項に記載のブレーキ装置。
電動モータの回転数が一定に保たれれば、ブレーキ部材に加えられる押付力の減少速度を一定にすることができる。
( ８ )前記ブレーキ制御装置が、前記電動モータを、前記０点位置検出装置によって検出された０点位置に基づいて制御するブレーキ作動時ブレーキ制御部を含む(1) 項ないし (7) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置（請求項６）。
電動モータをクリアランスに基づいて制御すれば、ブレーキの効き遅れを小さくしたり、ブレーキ部材がブレーキ回転体に押し付けられる際に発せられる音を小さくしたりすることができる。また、ブレーキの作用開始時におけるオーバシュートを回避することもできる。
また、０点位置が検出されるため、オートアジャスタが不要となるという利点もある。さらに、ブレーキ部材の磨耗の程度を検出することができるため、磨耗の程度を運転者に報知することも可能である。この場合には、ブレーキ部材の交換時期を報知することもできる。
( ９ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキが非作用状態にある場合における前記ブレーキ部材の厚みに基づいて、前記電動モータを制御する(1) 項ないし (8) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
ブレーキ部材の厚みに基づいて電動モータを制御すれば、ブレーキ力を精度よく制御することができる。
( １０ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキ作動終了後に、前記電動モータの位置を前記０点位置検出装置によって検出された０点位置に戻す０点位置復帰部を含む(1) 項ないし (9) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
ブレーキ作動終了時に駆動装置が０点位置に戻されるようにすれば、次に作用状態にする際のブレーキの効き遅れを小さくすることができる。また、電動モータにおいて消費される無駄なエネルギを減少させることができる。オートアジャスタが設けられていないブレーキに有効である。
( １１ )前記ブレーキ制御装置が、前記電動モータを、前記０点位置検出装置によって検出された０点に対応する電動モータ位置において遠い位置におけるより小さい速度で作動させるブレーキ作動時ブレーキ制御部を含む(1) 項ないし (10) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
電動モータの位置が０点位置から離れている場合には電動モータの作動速度を早くして、０点位置にある場合には遅くする。それによって、ブレーキの効き遅れを小さくし、ブレーキ作用開始時にオーバシュートが生じることを回避することができる。なお、０点位置にある場合には作動速度を最小にすることもできる。
本項に記載のブレーキ装置は、０点復帰が行われないブレーキについて有効である。
( １２ )前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体に押し付ける際に、前記電動モータを、その電動モータのブレーキ解除位置と前記０点位置に対応する位置との間の予め定められた設定位置から作動速度が減少するように制御するブレーキ作動時ブレーキ力制御部を含む(1) 項ないし (11) 項のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
作動速度を減速すれば、０点位置付近における作動速度が小さくなる。
( １３ )前記ブレーキ回転体が回転ディスクであり、前記ブレーキ部材が、それぞれ回転ディスクの両側の摩擦面に対向して配設され、各々平板状の摩擦パッドとその摩擦パッドの背面に固定された裏板とを有するブレーキパッドであり、前記駆動装置が、それら一対のブレーキパッドを前記回転ディスクの両摩擦面に押し付ける押圧装置を含み、前記ブレーキがディスクブレーキである(1)項ないし(12)項のいずれか１に記載のブレーキ装置。
ディスクブレーキにおいては、ブレーキ回転体が回転ディスクとされ、ブレーキ部材が摩擦パッドと裏板とを有するブレーキパッドとされる。押圧装置は回転ディスクと一対のブレーキパッドとを跨ぐ状態で配設されるキャリパである。キャリパは、回転ディスクの回転軸線にほぼ平行な方向に移動可能な浮動キャリパでも、移動不能な固定キャリパでもよい。前者の場合には、キャリパの片側に電動モータが設けられ、後者の場合にはキャリパの両側に電動モータが設けられる。保持部材はマウンティングブラケットとされるが、上記固定キャリパにおいては、固定キャリパとマウンティングブラケットとが一体に形成される。
例えば、押圧装置が浮動キャリパである場合には、キャリパの片側に設けられた電動モータによって、一方のブレーキパッドに、そのブレーキパッドを回転ディスクに押し付ける押付力が加えられると、キャリパが軸方向に移動させられ、他方のブレーキパッドが回転ディスクに押し付けられる。その際、ブレーキパッドの摩擦パッドが圧縮され、キャリパが弾性変形させられる。押付力が大きくされれば、ブレーキ力が大きくなり、ブレーキパッドやキャリパの弾性変形量も大きくなる。
押圧装置により加えられた押付力が小さくされるとブレーキ力が小さくなる。キャリパ，摩擦パッドの弾性変形量が小さくなり、キャリパの上述のブレーキ作用開始時とは逆の方向への移動が許容され、ブレーキパッドがそれぞれ回転ディスクから離間することが許容される。押圧装置によってブレーキパッドに加えられる押付力が０になれば、ブレーキ力が０になる。
( １４ )前記駆動装置が、サービスブレーキ操作部材の操作時に前記ブレーキ部材をブレーキ回転体に押し付けるとともに、パーキングブレーキ操作部材の操作時に前記ブレーキ部材をブレーキ回転体に押し付けるものである(1)項ないし(13) 項に記載のブレーキ装置。
イグニッションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられた場合においては、パーキングブレーキが作用状態にあるのが普通である。そのため、イグニッションスイッチがＯＮ状態にされてから、最初にパーキングブレーキの作用が解除される際に０点位置が検出されるようにすれば、早期に０点位置を検出することができ、好都合である。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるブレーキ装置としての電動ブレーキ装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すブレーキ装置は、左右前輪ＦＬ，ＦＲに設けられた電動モータ２０を含むディスクブレーキ２２と、左右後輪ＲＬ，ＲＲに設けられた電動モータ３０を含むドラムブレーキ３２とを含む。本実施形態においては、電動モータ２０，３０は共に超音波モータとされている。
本ブレーキ装置には、サービスブレーキ用のブレーキ操作部材としてのブレーキペダル４０と、パーキングブレーキ用のブレーキ操作部材としてのパーキングブレーキレバー４２とが設けられている。ブレーキペダル４０が操作されれば、前輪のディスクブレーキ２２，後輪のドラムブレーキ３２が電動モータ２０，３０の駆動によりそれぞれ作動させられ、パーキングブレーキレバー４２が操作されれば、後輪のドラムブレーキ３２が作動させられる。また、緊急ブレーキ操作部材４４が設けられており、緊急ブレーキ操作部材４４が操作されると、それに伴って後輪のドラムブレーキ３２が緊急ブレーキ作動装置４６により機械的に作動させられる。
このように、ディスクブレーキ２２は電動モータ２０により作動させられる電動ディスクブレーキである。また、ドラムブレーキ３２は電動モータ３０により作動させられる場合と緊急ブレーキ作動装置４６により機械的に作動させられる場合とがあるが、機械的にも作動可能な電動ブレーキと考えることができるため、以下、これらディスクブレーキ２２，ドラムブレーキ３２を、電動ディスクブレーキ２２，電動ドラムブレーキ３２と称する。
【０００５】
サーピスブレーキのブレーキペダル４０には、ストロークシミュレータ５２が接続されている。このストロークシミュレータ５２は、ブレーキペダル４０と連動する連動部材５４と、その電動ブレーキ５４をガイドするガイド部材５６と、連動部材５４の移動によって伸縮させられて弾性力が増減させられる弾性部材としてのスプリング５８とを含むものであり、ブレーキペダル４０の操作力に応じて操作ストロークが得られるようにされている。
【０００６】
まず、左右前輪に設けられた電動ディスクブレーキ２２について図２に基づいて説明する。
電動ディスクブレーキ２２は、車輪と共に回転するブレーキ回転体としての回転ディスク６０と、回転ディスク６０の両側に配設された一対のブレーキパッド６２ａ，ｂと、ブレーキパッド６２ａ，ｂを相対回転不能かつ接触・離間可能に保持するマウンティングブラケット６４と、電動モータ２０を有する駆動装置６６とを含む。ブレーキパッド６２ａ，ｂは、回転ディスク６０の両側の摩擦面６８ａ，ｂに対向して配設された平板状の摩擦パッド７０ａ，ｂと、摩擦パッド７０ａ，ｂの背面に固定された裏板７２ａ，ｂとを含む。駆動装置６６により、ブレーキパッド６２ａ，ｂが回転ディスク６０の摩擦面６８ａ，ｂにそれぞれ押し付けられてブレーキ力が発生させられる。
【０００７】
マウンティングブラケット６４は、回転ディスク６０を跨ぐ状態で車体に片持ち状にかつ固定的に取り付けられている。マウンティングブラケット６４は、▲１▼一対のブレーキパッド６２ａ，ｂを、回転ディスク６０の両側から挟む位置において各摩擦面６８ａ，ｂと交差する方向（ブレーキパッド６２ａ，ｂの回転ディスク６０に対する接触・離間方向であり、以下、軸方向と称する）に移動可能に支持する部分と、▲２▼各ブレーキパッド６２ａ，ｂと回転ディスク６０との接触時に各ブレーキパッド６２ａ，ｂに発生する摩擦力を受ける部分とを備えたものである。本ディスクブレーキにおいては、マウンティングブラケット６４が保持部材に該当する。
マウンティングブラケット６４には駆動装置６６が設けられている。駆動装置６６は、マウンティングブラケット６４に軸方向（ブレーキパッド６２ａ，ｂの移動方向と平行な方向）に移動可能に設けられたキャリパ８０等によって構成される。キャリパ８０は、一方のブレーキパッド６２ｂを背後から係合するリアクション部８２と、他方のブレーキパッド６２ａに、そのブレーキパッド６２ａをブレーキ回転体６０に押し付ける押付力を加える電動モータ２０が取り付けられた押圧部８４とこれらを連結する連結部とを含む。
【０００８】
キャリパ８０の押圧部８４には、超音波モータとしての電動モータ２０，電動モータ２０の回転運動を直線運動に変換する運動変換装置８６，電動モータ２０の回転に伴って軸方向に直線移動させられる押圧ピストン８８等が設けられている。
押圧ピストン８８はキャリパ８０の押圧部８４に対して軸方向に相対移動可能に設けられている。また、押圧部８４と押圧ピストン８８との間にはシール部材９０が設けられ、異物の混入が防止される。
超音波モータ２０は、進行波式のものであり、ステータに超音波振動を与えて表面に波を生じさせるとともに、ステータとロータとの間の摩擦力によってロータを回転させるものである。本実施形態においては、超音波モータ２０は、ステータ９２とロータ９４と押圧接触機構９６とを含むものである。ステータ９２は複数の圧電体を含むものであり、隣接する圧電体に互いに位相の異なる電圧を印加させることによってステータ９２の表面に波を生じさせる。押圧接触機構９６は、皿ばねを含むものであり、皿ばねによりロータ９４がステータ９２に押し付けられ、これらの間に必要な摩擦力が得られるようにされている。ロータ９４のうちのステータ９２と接触する部分には摩擦材料が接着されており、これにより、ステータ９２に発生した進行波振動がロータ９４に確実に伝達され、回転させられる。
また、電動モータ２０においては、ステータ９２の圧電体に電圧が印加されない限り、ステータ９２とロータ９４とが相対回転させられることはない。換言すれば、ステータ９２に電圧が印加されない間は、押圧ピストン８８の位置は保たれるのであり、ブレーキ力が保たれることになる。
【０００９】
運動変換装置８６は、ボールねじ機構を有するものであり、雄ねじ部材１００と雌ねじ部材１０２とが複数個のボールを介して螺合された構造とされている。雄ねじ部材１００は、回転は制限されるが軸方向移動は許容された部材とされ、雌ねじ部材１０２は回転は許容されるが軸方向移動は制限された部材とされている。
雄ねじ部材１００は押圧部８４に回転阻止部１０３によって回転不能に取り付けられており、雌ねじ部材１０２は、ロータ９４に相対回転不能に、キャリパ８０に対し相対回転可能かつ軸方向の相対移動不能な状態で取り付けられている。雌ねじ部材１０２は、軸方向の隔たった位置においてラジアル軸受け１２０とラジアルスラスト軸受け１２２とを介して押圧部８４に支持されている。また、スナップリング１２４により、これら軸受け１２０，１２２の軸方向の移動が阻止される。
したがって、ロータ９４が正方向に回転すれば、雌ねじ部材１０２がキャリパ８０に対して相対回転させられ、それによって、雄ねじ部材１００が前進させられ、押圧ピストン８８がブレーキパッド６２ａが回転ディスク６０に接近する向きに移動する。逆に、ロータ９４が逆方向に回転すれば、雄ねじ部材１００が後退し、押圧ピストン８８がブレーキパッド６２ａが回転ディスク６０から離間する向きに移動することが許容される。
【００１０】
また、雄ねじ部材１００の先端部には、荷重センサ１４０が設けられている。雄ねじ部材１００は荷重センサ１４０を介して押圧ピストン８８に背後から係合する。従って、荷重センサ１４０からの出力信号に基づいて電動モータ２０によりブレーキパッド６２ｂが加圧される際の加圧力が検出可能となる。
【００１１】
本電動ディスクブレーキ２２において、電動モータ２０が正方向に回転させられた場合には、それに伴って押圧ピストン８８が前進させられ、ブレーキパッド６２ａが回転ディスク６０の摩擦面６８ａに押し付けられる。それによってキャリパ８０がマウンティングブラケット６４に対して軸方向に移動させられ、ブレーキパッド６２ｂが回転ディスク６０の摩擦面６８ｂに押し付けられる。そして、キャリパ８０が弾性変形させられ、摩擦パッド７０ａ，ｂが弾性変形させられる。ブレーキが作用状態にされるのであり、この状態においては、ブレーキ力は押圧力の増加に伴って大きくなる。
電動モータ２０が逆方向に回転させられれば、押圧ピストン８８に加えられた押圧力が小さくされる。また、キャリパ８０の弾性変形量，摩擦パッド７０ａ，ｂが弾性変形量が小さくなり、キャリパ８０の軸方向の上述とは反対方向の移動が許容される。押圧ピストン８８の後退が許容され、ブレーキパッド６２ａ，ｂの回転ディスク６０の摩擦面６８ａ，ｂからの離間が許容される。ブレーキパッド６２ａ，ｂの回転ディスク６０への押付力が０にされれば、ブレーキ力が０となり、ブレーキが非作用状態にされる。なお、ブレーキ力が０になった場合に、直ちに摩擦パッド７０ａ，ｂが弾性変形前の状態に戻るとは限らない。完全に復元しない場合があるのであり、弾性変形させられた状態に保たれる場合があるのである。
【００１２】
次に左右後輪用の電動ドラムブレーキ３２について説明する。左右後輪用の電動ドラムブレーキ３２は、図３に示すようにデュオサーボ型のものである。電動ドラムブレーキ３２は、ほぼ円盤状を成した保持部材としてのバッキングプレート２００と、そのバッキングプレート２００に設けられ、概して円弧状を成した一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂと、内周面に摩擦面２０４を備えて車輪と共に回転するドラム２０６と、一対のシュー２０２ａ，ｂの一端部同士を拡開させる駆動装置としての電動アクチュエータ２０７とを含む。バッキングプレート２００は図示しない車体側部材に回転不能に取り付けられるのであり、バッキングプレート２００が保持部材とされる。
【００１３】
一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂは、それぞれ、互いに対向する一端部において、バッキングプレート２００に固定されたアンカピン２０８に係合させられることによって、ドラム２０６と共に回転することを防止された状態で回動可能に保持される。また、他端部同士がストラット２１０によって連結される。ストラット２１０によって一方のシューに作用する力が他方のシューに伝達されるのである。なお、一対のブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂは、シューホールドダウン装置２１２ａ，２１２ｂによってバッキングプレート２００にそれの面に沿って移動可能とされている。
【００１４】
一対のブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂの他端部同士は、図に示すように、スプリング２１４により互いに接近する向きに付勢されており、一端部には各シューリターンスプリング２１５ａ，２１５ｂによりアンカピン２０８に向かって付勢されている。また、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂを渡る状態で、ストラット２１６，リターンスプリング２１８が設けられている。
各ブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂの外周面には、それぞれ、摩擦係合部材としてのブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂがドラム２０６の内周面２０４に摩擦係合させられることにより、ブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂとドラム２０６との間に摩擦力が発生する。本実施形態においては、ストラット２１０がアジャスト機構を備えたものであり、ブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂの摩耗に応じてブレーキライニング２１９ａ，２１９ｂとドラム内周面２０４との隙間が調整される。ドラムブレーキにおいては、これらブレーキライニング２１９ａ，ｂを含むブレーキシュー２０２ａ，ｂによってブレーキ部材が構成される。
【００１５】
各ブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂは、それぞれリム２２０ａ，２２０ｂとウェブ２２２ａ，２２２ｂとを含み、ウェブ２２２ａ，２２２ｂに、それぞれ、レバー２３０ａ，２３０ｂの一端部がピン２３２ａ，２３２ｂを介して回動可能に設けられている。レバー２３０ａ，２３０ｂとウェブ２２２ａ，２２２ｂとの互いに対向する部分には、それぞれ、切欠が設けられており、これら切欠に、前記ストラット２１６が、両端がレバー２３０ａ，ｂ、ウェブ２２２ａ，ｂに係合させられた状態で設けられている。
【００１６】
レバー２３０ａの他端部には、電動モータ３０を含む電動アクチュエータ２０７が連結され、レバー２３０ｂの他端部には、パーキングブレーキケーブル２４２の一端部が連結されている。ブレーキペダル４０またはパーキングブレーキレバー４２が操作されると、電動モータ３０の駆動によってレバー２３０ａが回動させられ、ストラット２１６により、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂが拡開させられる。また、緊急ブレーキ操作部材４４が操作されると、パーキングブレーキケーブル２４２が引っ張られ、レバー２３０ｂが回動させられ、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂが拡開させられる。
【００１７】
電動アクチュエータ２０７は、上記電動モータ３０の他に、減速機，運動変換機構を含む。電動モータ３０の出力軸の回転が減速機によって減速させられ、その回転運動がボールねじ機構によって直線運動に変換されるのであり、そのボールねじ機構の出力部材にレバー２３０ａの他端部が連結されるのである。
パーキングブレーキケーブル２４２の他端部は、図１に示すように、緊急ブレーキ作動装置４６が設けられている。緊急ブレーキ作動装置４６は緊急ブレーキ操作部材４４の操作力により機械的に作動させられるものであり、一対のブレーキシュー２０２ａ，２０２ｂが拡張する向きにレバー２３０ｂが回動するようにブレーキケーブル２４２へ引張力が付与される。
【００１８】
なお、レバー２３０ｂの他端部とバッキングプレート２００との間には、リターンスプリング２４４がパーキングブレーキケーブル２４２と同軸に配設されている。また、レバー２３０ａには荷重センサ２４６が設けられている。荷重センサ２４６は歪みゲージを含むものであり、電動アクチュエータ２０７によってレバー２３０ａに加えられる荷重が検出される。
【００１９】
電動ドラムブレーキ３２において、電動モータ３０が正方向に回転させられると、レバー２３０ａがブレーキシュー２０２ａに対して時計方向に回動させられ、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂにはこれらを互いに拡開させる方向の拡開力が加えられる。拡開力は、リターンスプリング２１８とシューリターンスプリング２１５ａ，ｂとを引っ張る引張力として作用する。
拡開力が、これらリターンスプリング２１８とシューリターンスプリング２１５ａ，ｂとのセット荷重の和（以下、リターンスプリング等のセット荷重と略称する）より大きくなると、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリターンスプリング等の弾性力に抗して拡開させられ、ブレーキシュー２０２ａ，ｂがドラムの内周面２０４に接触させられ、ブレーキが作用状態とされる。ブレーキの作用状態においては、電動アクチュエータ２０７によって加えられる拡開力の増加に伴って一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂに加わる押付力が大きくされ、ブレーキ力が増加させられる。
なお、本実施形態においては、ブレーキシュー２０２ａ，ｂに加えられる拡開力がレバー２３０ａに加えられる荷重ｆとして検出される。また、荷重ｆは、図９に示すように、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリタースプリング等の弾性力に抗して拡開させられる期間Ｔ2 においては、電動モータ３０が正方向に回転させられても、増加せず、ほぼ一定の大きさに保たれる。その後、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがドラム内周面２０４に接触した状態においては、ブレーキ力の増加に伴って大きくなる。
【００２０】
また、一方のブレーキシュー２０２ｂにおいて生じた摩擦力に基づくつれまわり力と、電動アクチュエータ２０７による拡開力とが他端部からストラット２１０を介して他方のブレーキシュー２０２ａの他端部に伝達される。ブレーキシュー２０２ａは、このつれまわり力と拡開力との和によりによりドラム内周面２０４に押し付けられ、ブレーキシュー２０２ｂより大きな摩擦力が生じる。このように、ブレーキシュー２０２ｂの出力がブレーキシュー２０２ａの入力となり、しかも、二重のサーボ効果が得られるため、デュオサーボ型ドラムブレーキにおいては、大きなブレーキ力を得ることができるのである。
【００２１】
電動モータ３０が逆方向に回転させられると、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂに加えられる拡開力は小さくされ、それに伴ってブレーキ力が小さくされる。拡開力がリターンスプリング等のセット荷重より小さくなれば、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂはリターンスプリング等の弾性力により互いに接近させられ、内周面２０４から離間させられる。ブレーキ力が０にされるのであり、ブレーキが非作用状態にされる。また、レバー２３０ａのピン２３２ａの周りの反時計方向の回動が許容される。
なお、レバー２３０ａに加えられる荷重は、図９に示すように、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがドラム内周面２０４に接触させられた状態においては、ブレーキ力の減少に伴って減少させられるが、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリタースプリング等の弾性力によって接近させられる期間Ｔ3 においては、電動モータ３０が逆方向に回転させられても、減少せず、ほぼ一定の大きさに保たれる。
【００２２】
次に、本ブレーキ装置のソフトウェア構成を説明する。
図１に示すように、コントローラ２９８は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータ３００を主体として構成されている。このコントローラ２９８の入力側には操作力センサ３０２、ブレーキペダルスイッチ３０４、パーキングレバースイッチ３０６、荷重センサ１４０，２４６、エンコーダ３０８，３１０、電流センサ３１２等が接続されている。
操作力センサ３０２は、ブレーキペダル４０に加えられた操作力を検出するものであり、操作力センサ３０２によって検出された操作力に基づいて運転者の所望する要求ブレーキ力が求められる。ブレーキペダルスイッチ３０４は、ブレーキペダル４０が操作状態にある場合と非操作状態にある場合とで、異なる状態に切り換えられるものであり、パーキングレバースイッチ３０６は、同様に、パーキングブレーキレバー４２の操作状態を検出するものである。また、エンコーダ３０８，３１０は、電動モータ２０，３０の回転回数をそれぞれ検出するものである。さらに、電流センサ３１２によって各電動モータ２０，３０に流れる電流が検出される。
【００２３】
一方、コントローラ２９８の出力側には、ドライバ３２２が接続されている。ブレーキペダル４０の操作時には、コントローラ２９８からそのドライバ３２２に指令が供給され、その指令に応じてドライバ３２２によってバッテリ３２０から電動モータ２０，３０に電流が供給される。
コンピュータ３００のＲＯＭには、図４のフローチャートで表されるブレーキ制御ルーチン、図５のフローチャートで表されるディスクブレーキ用０点位置検出ルーチン，図６のフローチャートで表されるドラムブレーキ用０点位置検出ルーチン、フローチャートの図示は省略するが、ブレーキ力制御ルーチン等の複数のプログラムやテーブル等が記憶されている。
【００２４】
以下、本ブレーキ装置の作動について説明する。
本実施形態においては、ブレーキペダル４０が操作されると、その操作力に基づいて運転者の意図する要求ブレーキ力が求められ、その要求ブレーキ力が得られるように、コントローラ２９８の指令に基づき電動モータ２０，３０への供給電流が制御され、ブレーキ力が制御される。電動モータ２０，３０は、検出された０点位置等基づいて制御される。また、０点位置は、ブレーキが作用状態から非作用状態に切り換えられる場合に検出される。
【００２５】
図４のフローチャートにおいて、ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、ブレーキスイッチ３０４がＯＮ状態か否かが判定され、Ｓ２において、操作力センサ３０２によって検出されるブレーキペダル４０の操作力が減少中であるか否かが判定され、Ｓ３において、その操作力が設定値以下であるか否かが判定される。Ｓ１〜３の判定がＹＥＳである場合には、Ｓ４において０点位置の検出が図５，６のフローチャートに従って行われる。また、操作力が減少中でない場合、設定値より大きい場合には、Ｓ２，３のいずれかのステップにおける判定がＮＯとなり、Ｓ５において、前述のように、操作力に基づいてブレーキ力が制御される。本実施形態においては、ブレーキ力が検出された０点に基づいて制御されるが、そのことについては後述する。
また、ブレーキスイッチ３０４がＯＦＦになっても、０点位置検出フラグがリセットされていない場合、後述するが０点位置復帰フラグがセットされていない場合には、Ｓ６，７のいずれかの判定がＮＯとなり、Ｓ４において０点位置の検出が行われる。０点位置の検出や０点位置への復帰は、ブレーキスイッチ３０４がＯＦＦになっても行われることがあるのである。
【００２６】
まず、電動ディスクブレーキ２２において０点位置が検出される場合について説明する。
本実施形態においては、図７，８に示すように、電動モータ２０の単位回転角当たりの押圧力の変化量（押圧力の減少勾配）が予め定められたしきい値ＴH 以下になった場合の電動モータ２０の回転位置と、摩擦パッド７０ａ，ｂの非復元量とに基づいて０点位置が決定される。図８の（ａ），（ｂ）に示すように、摩擦パッド７０ａ，ｂは、ブレーキ作用時に圧縮させられるのであるが、ブレーキが解除された場合に直ちにブレーキ作動前の状態に戻るとは限らない。また、押圧力の減少勾配がしきい値ＴH 以下になった場合には、図７に示すように、その時点の電動モータ２０の位置より前進側に０点位置がある。そのため、押圧力の変化量に基づいて検出された０点位置（以下、暫定０点位置と称する）より実際の０点位置は前進側にあると考えられる。これらの事情を考慮すると、暫定０点位置より前進側に実際の０点位置があるため、（真の）０点位置を、非復元量αを考慮した値βだけ前進側に移動した位置とする。非復元量αは、図８に示す非復元量の２倍の大きさである。ディスクロータ６０に対して摩擦パッド７０ａ，ｂが一対設けられているからである。
【００２７】
また、０点位置が検出された場合には、その位置が妥当な位置であるか否かが判定される。妥当な値である場合には、その値が０点位置として作用され、妥当でない場合には０点位置として採用されることはない。
さらに、０点位置を検出する際には、電動モータ２０を、一定の回転数で逆方向に回転させる。運転者のブレーキペダル４０の解除状態とは関係なく、一定の速度で後退させるのである。
また、０点が検出された場合には、ブレーキ解除後、電動モータ２０の回転位置が０点位置に復帰させられる。
【００２８】
以下、０点位置の検出について図５のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ２１において、電動モータ２０の単位回転角当たりの押圧力の減少勾配（ΔＦ／Δｓと表す、以下、押圧力の変化量と略称する）が読み取られる。本実施形態においては、電動モータ２０の回転角の変化量（今回値と前回値との差）が設定数に達するとトリガとしてのパルスが出力され、押圧力が検出される。そして、例えば、その押圧力の単位回転角当たりの変化量の過去６回の平均値が他のルーチンによって計算されて、押圧力の変化量として求められるのである。なお、過去６回分の押圧力のデータが記憶されるようにしておき、その記憶された６回分のデータに基づいて変化量が検出されるようにすることもできる。また、６回のうちの最初の押圧力の値と最後の値との差を６回分の回転角の変化量で割った値を押圧力の変化量として採用することもできる。このようにしても、平均的な押圧力の変化量を検出することができる。さらに、６回に限らず、所定の回転角毎に変化量が求められるようにすることもできる。いずれにしても、回転角が予め定められた設定回転角だけ変化する間の押圧力の変化量が検出されればよいのである。
【００２９】
次に、Ｓ２２において、０点位置復帰処理が終了したか否かが判定され、Ｓ２３において、０点位置の検出が終了したか否かが判定される。０点位置復帰フラグがセット状態にあるか否か、０点位置検出フラグがセット状態にあるか否かが判定されるのである。
いずれも終了していない場合には、Ｓ２４において、電動モータ２０がその位置から逆方向、すなわち、後退方向に予め定められた回転数で回転させられる。Ｓ２５において、Ｓ２１において読み取られた押圧力の変化量ΔＦ／Δｓがしきい値ＴH より小さいか否かが判定される。しきい値ＴH 以上である場合には、判定がＮＯとなる。この場合には、Ｓ１〜３，４（Ｓ２１〜２５）が繰り返し実行される。
【００３０】
押付力の変化量ΔＦ／Δｓがしきい値ＴH より小さい場合には、Ｓ２５における判定がＹＥＳとなり、Ｓ２６において、電動モータ２０の累積回転数に基づいてその時点の電動モータ２０の回転位置が暫定０点位置とされ、その暫定０点位置よりβだけ前進側の位置が０点位置とされる。電動モータ２０の回転位置は、予め定められた後退端位置からの回転数の累積回転回数（総回転角）に基づいて検出される。そして、Ｓ２７において、０点位置の過去数回分の平均値が求められ、Ｓ２８において、０点位置検出フラグがセットされる。図７に示す０点位置が求められるのである。
【００３１】
０点位置の検出が終了した場合には、０点位置検出フラグがセットされるため、Ｓ２３における判定がＹＥＳとなり、Ｓ２９において、現在０点位置あるいはそれより後退側（０点位置とそれより後方側の予め定められた後方側位置との間の位置）にあるか否かが判定され、そうでない場合には、Ｓ３０において、電動モータ２０が制御される。０点位置が検出された場合の電動モータ２０の位置（暫定０点位置）は、図７に示すように、０点位置より後退側にあるため、電動モータ２０が正方向に回転させられることになる。そして、Ｓ１，２，３，４（２１〜２３，２９，３０）または、Ｓ１，６，７，４が繰り返し実行されるのであるが、実際の位置が０点位置あるいはやや後方側に達した場合には、Ｓ２９における判定がＹＥＳとなり、Ｓ３１以降が実行される。
【００３２】
この場合には、０点位置が妥当な値であるか否かの確認が行われる。Ｓ３１において、荷重センサ１４０の０点オフセット処理が行われる。この場合の検出値が０点とされるのである。また、Ｓ３２において、電動モータ２０が僅かに正方向に回転させられる。そして、Ｓ３３において、荷重センサ１４０による検出値が上昇したか否かが判定される。上昇しない場合には、Ｓ３４において、その時点の実際の電動モータ２０の回転位置が読み取られ、検出された０点位置近傍であるか否かが判定される。実際の電動モータ２０の回転位置が０点位置近傍にあれば、検出は妥当な値であるとされてその値が採用される。Ｓ３５において、０点位置復帰フラグがセットされる。この場合には、摩擦パッド７０ａ，ｂは復元していない状態にあるため、０点位置にあり、かつ、電動モータ２０を正方向に僅かに回転させても、押圧力は上昇しないはずである。そのため、上昇しない場合であって、かつ、ほぼ検出された０点位置近傍にある場合には、その０点位置は妥当な値であるとすることができるのである。その後、電動モータ２０は、Ｓ３２において正方向に回転させられた分だけ逆方向に回転させられ、０点位置に戻される。
それに対して、荷重センサ１４０の検出値が設定値以上上昇した場合には、検出された０点位置が妥当でないため、その値は採用されない。Ｓ３６において、０点位置復帰フラグはセットされるが、この場合には、例えば、前回の０点位置が採用されるようにすることができる。その後、前回の０点位置まで電動モータ２０が回転させられる等の処理が行われる。また、荷重センサ１４０のオフセットも前回の値に戻すことが望ましい。
【００３３】
このように、本実施形態においては、摩擦パッド７０ａ，ｂの非復元量αが考慮されるため、０点位置を精度よく検出することができる。また、ブレーキの解除時に検出されるため、電動モータ２０の作動速度が一定の大きさに保たれるように、すなわち、ブレーキ力の制御を０点位置検出のために行うことができるのであり、検出精度の向上を図ることができる。０点位置の検出の際の条件が同じになるため、０点位置のバラツキを小さくすることができるのである。
【００３４】
さらに、検出された０点位置に基づいてブレーキ作動時に電動モータ２０が制御されるため、クリアランスの変化に起因するブレーキ力の効き遅れを小さくすることができる。具体的には、ブレーキ解除後に電動モータ２０が０点位置あるいは０点位置よりやや後方側に復帰させられるため、次にブレーキを作用させる際のブレーキの効き遅れが小さくなる。また、電動モータ２０の無駄な作動を減らすことができ、エネルギ消費量の低減を図ることができる。この効果は、ディスクブレーキ特有の効果である。この場合には、０点位置が摩擦パッド７０ａ，ｂの非復元量αに基づいて検出されるため、電動モータ２０が摩擦パッド７０ａ，ｂの通常の厚みを考慮して制御されると考えることもできる。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、押圧力の変化量ΔＦ／Δｓが複数回の平均値として求められたが、平均値とすることは不可欠ではなく、１回づつ求められるようにしてもよい。また、〔押圧力の変化量ΔＦ／Δｓの６回の平均値〕に対応する電動モータ２０の回転位置を、〔最新の押圧力が検出された時点の位置〕とするのではなく、〔押圧力が６回各々検出される時点の電動モータ２０の回転位置の平均値〕とすることもできる。さらに、荷重センサ１４０によって検出された押圧力Ｆが最初に０になった電動モータ２０の回転位置を記憶し、その最初に０になった場合の回転位置に基づいて暫定０点位置を検出することもできる。例えば、その最初に０になった場合の回転位置を暫定０点位置としたり、最初に０になった場合の回転位置より設定量だけ後退側あるいは前進側の位置を暫定０点位置としたりすることができる。最初に０になった位置は誤差を含むことが多いからである。この場合には、暫定０点位置より後退側に非復元量αだけ移動させた位置を０点位置とすることもできる。
また、電動モータ２０の単位回転角当たりの変化量ではなく、単位時間当たりの変化量がしきい値以下であるか否かが判定されるようにすることもできる。電動モータ２０が一定の回転数で逆方向に回転させられる場合にはこれらは同じになる。
【００３６】
さらに、電動モータ２０を一定の回転数で回転させることは不可欠ではない。運転者の解除速度に応じて解除してもよい。また、操作力が設定値以下になった後に０点位置の検出が行われるようにすることは不可欠ではない。
さらに、０点位置の検出は、ブレーキペダル４０の操作が解除された場合に限らず、ブレーキが作用状態から非作用状態にされる過程に行うこともできる。この場合には、荷重センサ１４０によって検出された押圧力が減少傾向にあり、かつ、押圧力が設定値以下になった場合に０点位置の検出が行われるようにすることができる。ブレーキペダル４０の操作に伴わないで、ブレーキが作動させられることがあるからである。例えば、トラクション制御が終了させられる過程、ビークルスタビリティ制御が終了させられる過程、自動ブレーキが解除される過程、疑似的に作動させられたエンジンブレーキが解除される過程等が該当する。これらの場合においても０点位置の検出が行われるようにすれば、０点検出の機会を増やすことができ、正確に０点位置を検出することができる。
【００３７】
次に、ドラムブレーキにおいて０点位置が検出される場合について説明する。
本実施形態においては、レバー２３０ａに加わる荷重の減少勾配が設定勾配より緩やかになった場合における電動モータ３０の回転位置を０点位置とする。レバー２３０ａに加わる荷重は、前述のように、図９のグラフに示すように変化させられるため、荷重がリターンスプリング等のセット荷重に対応する大きさとなり、一対のブレーキシュー２０２ａ，ｂがリターンスプリング等の弾性力によって互いに接近させられ、ドラム内周面２０４から離間させられた時点ｔs における電動モータ３０の回転位置を０点位置とするのである。なお、この場合には、電動モータ３０は、実際の荷重が目標値（０）に近くように制御される。
【００３８】
図６のフローチャートにおいて、Ｓ５１において、レバー２３０ａに加わる荷重ｆが検出され、０でないか否かが判定される。０である場合は電動ドラムブレーキ３２が非作用状態にある。非作用状態ではなく、作用状態にある場合には、Ｓ５２以降において０点位置の検出が行われる。Ｓ５２において０点位置検出仮フラグがセットされているか否かが判定される。最初にＳ５２が実行される場合にはセットされていないため、判定がＮＯとなり、Ｓ５３において、レバー２３０ａの荷重の減少勾配が予め定められた設定範囲内の大きさにあるか否かが判定される。減少勾配が緩やかになったか否かが判定されるのである。緩やかでない場合には、判定がＮＯとなる。
Ｓ１〜３，４（５１，５２，５３）が繰り返し実行され、減少勾配が緩やかになった場合には、Ｓ５３における判定がＹＥＳとなり、その時点ｔs における荷重ｆと電動モータ３０の回転位置とが検出される。そして、０点位置検出仮フラグがセットされる。
【００３９】
この場合には荷重ｆは０ではないが０点位置検出仮フラグはセットされているため、Ｓ５２における判定がＹＥＳとなり、Ｓ５５において、変化勾配が０より大きい（上昇勾配に転じた）か、設定勾配より大きい（急勾配になった）かが判定される。いずれかの場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ５６において、０点位置検出仮フラグがリセットされる。図９の時間ｔs に達したわけではなかった可能性があるのである。以下、レバー２３０ａの荷重が０になるまでの間、〔Ｓ５１，５２，５３〕、〔Ｓ５１，５２，５３，５４〕、〔Ｓ５１，５２，５５〕、〔Ｓ５１，５２，５５，５６〕が実行される。レバー２３０ａの荷重が０になった場合には、Ｓ５７において、時点ｔs に出来るかぎり近い位置が０点位置として作用される。例えば、連続してＳ５４において求められた０点位置のうちの最も過去に検出された位置を０点位置としたり、Ｓ５４において求められた０点位置を減少勾配と対応付けて記憶させ、記憶されたデータのうちの最も妥当な値（時点ｔs に最も近い値）としたりすることができる。また、最初にＳ５４が実行された場合に検出された位置を０点位置とすることも可能である。
【００４０】
このように、本実施形態においては、荷重ｆが実際に０になるまで、押圧力の減少勾配に基づいて電動モータ３０の位置が検出され、複数のデータから妥当なものが０点位置とされるのであり、精度よく０点位置を検出することができる。また、電動ドラムブレーキ３２においては、０点復帰が行われることはない。アジャスタ機能付きストラット２１０によってクリアランスが調整されるのである。電動ドラムブレーキ３２における０点位置の検出においては、０点位置復帰フラグは常にセット状態に保たれるようにしたり、Ｓ５７において、０点位置検出フラグがセットされるとともに０点位置復帰フラグがセットされるようにすることもできる。
【００４１】
ブレーキ作動時においては検出された０点位置に基づいて電動モータ３０が制御される。電動ドラムブレーキ３２においては、図１０に示すように、電動モータ３０の回転数が０点位置近傍において小さくされる。ブレーキシュー２０２ａ，ｂのドラム内周面２０４に対する接触速度が小さくされるのであり、それによってオーバシュートが防止される。前述のように、電動ドラムブレーキ３２においては、アジャスタ機能付きストラッド２１０によってクリアランスが一定の量に調節されるため、０点位置に復帰させる必要はない。そのため、ブレーキシュー２０２ａ，ｂが接触する直前まで回転数を大きくすれば、ブレーキの効き遅れを小さくすることができる。
【００４２】
この場合には、図１０の（ａ）に示すように、電動モータ３０の作動開始時から大きな電流が供給されるようにしても、（ｂ）に示すように、最初に供給される電流（突入電流）を小さくし、その後大きくしてもよい。このように、突入電流を小さくすれば、電動モータ３０に過大な電流が供給されることを回避することができる。また、０点位置以前に供給される電流の最大値が電動モータ３０の定格電流より小さくされれば、定格電流より大きい場合に比較して、電源容量を小さくすることができる等の利点がある。
【００４３】
また、パーキングブレーキレバー４２の操作が解除された場合にも、電動ドラムブレーキ３２において、同様に０点位置が検出されるようにすることができる。この場合には、パーキングブレーキレバー４２のブレーキスイッチ３０６がＯＮ状態からＯＦＦ状態にされた場合に、０点位置の検出が行われる。パーキングブレーキレバー４２が操作された場合にも電動モータ３０が作動させられ、ブレーキ力が発生させられるのであるが、電動モータ３０は超音波モータであるため、電流が供給されなくなれば、その状態が保持される。パーキングブレーキ作動時には電流を供給し続ける必要はないのである。
パーキングブレーキは、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態にある場合に作動させられ、ＯＮ状態に切り換えられた場合に解除されることが多い。このパーキングブレーキの解除時に０点位置を検出することができるのであり、イグニッションスイッチがＯＮにされてから早急に検出することができるというメリットがある。
【００４４】
以上のように、本実施形態においては、コントローラ２９８の図５，６のフローチャートで表される０点位置検出プログラムを記憶する部分，実行する部分等により０点位置検出装置が構成される。また、そのうちの、Ｓ２１，２５，Ｓ５３，５５等を記憶する部分，実行する部分等によって、ブレーキ作動状態検出部が構成される。また、Ｓ２４を記憶する部分，実行する部分等によって、０点位置検出時ブレーキ制御部が構成され、Ｓ５を記憶する部分，実行する部分等によってブレーキ作用時ブレーキ制御部が構成される。
【００４５】
なお、上記実施形態においてはブレーキ解除時に０点位置が検出されるようにされていたが、ブレーキ作動時に検出することもできる。リターンスプリング等の弾性変形に伴う荷重の変化状態を利用すれば、作動時にも検出できる。この場合には、図９の時点ｔ0 における位置が０点位置とされることになる。いずれにしても、ブレーキ力が０か否かに基づく場合より、０点位置の検出精度を向上させることができる。
【００４６】
また、後輪側を電動ディスクブレーキとすることができる。この場合においても、サービスブレーキとパーキングブレーキとで電動モータ２０を共用することができ、上記実施形態における場合と同様の効果を得ることができる。
さらに、電動ディスクブレーキにおいて、一対のブレーキ部材６２ａ，ｂにリターンスプリングを設ければ、ドラムブレーキ用の０点位置検出プログラムの実行に従って０点位置を検出することが可能となる。逆に、ドラムブレーキにディスクブレーキ用の０点位置検出ルーチンに従って０点位置を検出することも不可能ではない。
【００４７】
また、ドラムブレーキの構造，ディスクブレーキの構造は、上記実施形態におけるそれに限らない。電動ドラムブレーキについてはデュオサーボ型のものに限らず、ツーリーディング型，リーディング・トレーディング型，ユニサーボ型等のドラムブレーキにも同様に適用することができる。また、電動モータは超音波モータに限らず、ＤＣブラシレスモータ等とすることもできる。この場合には、ブレーキ力を電流を供給しなくてもその大きさに保つことができる保持装置を設けることが望ましい。パーキングブレーキと共有のモータとする場合には、特に有効である。
その他、〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の欄に記載した態様の他、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】本発明の第一実施形態である電動ブレーキ装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】上記電動ブレーキ装置に含まれる電動ディスクブレーキを示す断面図である。
【図３】上記電動ブレーキ装置に含まれる電動ドラムブレーキを示す断面図である。
【図４】上記電動ブレーキ装置に含まれるコントローラのＲＯＭに格納されたブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図５】上記コントローラのＲＯＭに格納された０点位置検出ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】上記コントローラのＲＯＭに格納された０点位置検出ルーチンを表すフローチャートである。
【図７】上記電動ディスクブレーキにおいてモータ位置と加圧力との関係を示す図である。
【図８】上記電動ディスクブレーキにおける摩擦パッドの非復元量を示す図である。
【図９】上記電動ドラムブレーキが作用状態にある場合におけるレバー荷重の変化状態を示す図である。
【図１０】上記電動ドラムブレーキの供給電流の変化状態を示す図である。
【符号の説明】
２０，３０ 電動モータ
２２ 電動ディスクブレーキ
３２ 電動ドラムブレーキ
４０ ブレーキペダル
４２ パーキングペダル
１４０，２４６ 荷重センサ
２９８ コントローラ
Claims (6)
- (a)車輪と共に回転するブレーキ回転体と、(b)そのブレーキ回転体の摩擦面と摩擦係合してブレーキ回転体の回転を抑制するブレーキ部材と、(c)自身は車体側部材に相対回転不能に保持され、前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体の摩擦面に接触・離間可能に保持する保持部材と、(d)前記ブレーキ部材を前記ブレーキ回転体に押し付ける電動モータを有する駆動装置とを備えたブレーキと、
前記電動モータを制御することによって、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を制御するブレーキ制御装置と、
前記ブレーキ部材が前記ブレーキ回転体の摩擦面に摩擦係合し始める前記電動モータの位置である０点位置を、前記ブレーキ制御装置により前記押付力が減少させられる際に検出する０点位置検出装置と
を含むブレーキ装置であって、
前記ブレーキ制御装置が、前記０点位置検出装置による前記０点位置の検出の際に、前記電動モータを、前記ブレーキ部材が後退する向きに一定の回転数で回転させることにより、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を減少させる０点位置検出時ブレーキ制御部を含み、前記０点位置検出装置が、前記押付力が複数回検出されるのに要する予め定められた設定時間の間において、前記押付力の平均的な変化を表す減少勾配が予め定められた設定値以下に最初になった時点の、前記ブレーキ部材の位置である暫定０点位置より、その暫定０点位置と前記押付力が最初に０になる位置との間の長さから前記押付力が最初に０になっても直ちには戻らない前記ブレーキ部材の弾性変形量である非復元量を引いた値だけ前進側の位置を、前記０点位置とする検出部を含むことを特徴とするブレーキ装置。 - 前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を、前記電動モータの回転角の変化量が予め定められた設定数に達する毎に検出する検出部と、前記設定時間の間、前記検出部によって検出された複数の押付力の各々について、それぞれ、押付力の前記電動モータの単位回転角当たりの変化量を取得し、取得された複数の変化量の平均値を前記減少勾配として取得する手段とを含む請求項１に記載のブレーキ装置。
- 前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力を、前記電動モータの回転角の変化量が予め定められた設定数に達する毎に検出する検出部と、前記設定時間の間に、前記検出部によって検出された最初の押付力から最後の押付力を引いた値を、その設定時間の間に回転させられた前記電動モータの回転角で割った値を前記減少勾配として取得する手段とを含む請求項１に記載のブレーキ装置。
- 前記０点位置検出装置が、前記ブレーキ部材を前記０点位置から予め定められた設定値だけ前進させた場合において、前記押付力が予め定められた設定値以上増加しない場合に、前記検出された０点位置が妥当であると確認する０点位置確認部を含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
- 前記ブレーキ制御装置が、前記ブレーキ部材の前記ブレーキ回転体への押付力が予め定められた設定値以下であり、かつ、前記押付力が減少傾向にある場合を除いた場合に、前記電動モータを前記要求ブレーキ力が得られるように制御する制御部を含み、前記０点位置検出時ブレーキ制御部が、前記押付力が減少傾向にあり、かつ、前記設定値以下になった場合に、前記電動モータを、予め定められたパターンに従って、前記ブレーキ部材が後退する向きに一定の回転数で回転させるものであり、前記０点位置検出装置が、前記押付力が減少傾向にあり、かつ、前記設定値以下になった場合に、前記０点位置の検出を行うものである請求項１ないし４のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
- 前記ブレーキ制御装置が、前記電動モータを、前記０点位置検出装置によって検出された０点位置に基づいて制御するブレーキ作用時ブレーキ制御部を含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載のブレーキ装置。
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