WO2014088001A1

WO2014088001A1 - 電動パーキングブレーキ装置

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Publication number: WO2014088001A1
Application number: PCT/JP2013/082478
Authority: WO
Inventors: 唯増田; 明良西川
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-06-12
Also published as: JP2014132261A; US20150330466A1; EP2927531A4; EP2927531A1; CN104822961A

Abstract

　電動パーキングブレーキ装置において、センサを設けることなくプランジャーの位置あるいは変位を検出する際の電力損失を少なく、搭載スペースも小さくする。ソレノイド（９）のコイル（３７）に共振用コンデンサ（５４）を接続して共振回路を形成し、その共振回路を形成したソレノイド（９）に共振周波数を重畳した駆動電流を入力する。こうすることで、コイル（３７）内部のプランジャー（１０）の位置が変化すると、コイル（３７）のインダクタンスが変わり、共振周波数が移動する。その変化から、センサを設けることなくプランジャー（１０）の位置あるいは変位を検出するため、設置スペースを要しない。このように発振出力を重畳して、ソレノイド（９）の両端の検出値の変化（共振点の変化）を検出するため、大きな電力を必要とせず、損失も少ない。

Description

電動パーキングブレーキ装置

　この発明は、電動ブレーキを用いた電動パーキングブレーキ装置に関するものである。

　電動ブレーキを用いた電動パーキング装置として、特許文献１の電動式ディスクブレーキ装置がある。
　このブレーキ装置は、ソレノイドを使用した自動車用のパーキングブレーキ機構を提案している。
　次に、このブレーキ装置の機構部分については、本願の電動パーキングブレーキ装置とほぼ同じ構成となっているため、本願の実施形態を示す図１を用いて説明する。

　図１に示すように、ブレーキ装置は、電動ブレーキ１とパーキング手段２とで構成されている。
　電動ブレーキ１は、電動モータ３と直動機構４が減速機構５を介して接続された構成となっており、前記モータ３の回転によって直動機構４に装着したブレーキパッド６ａをブレーキロータ７へ押し付けて制動する。
　一方、パーキング手段２は、係合部材８とソレノイド９とからなり、ソレノイド９のプランジャー１０を作動して、プランジャー１０の先端に設けられた係合部材８を前記減速機構５に係合させてロックする構成となっている。

　ところで、このように、自動車用のサービスブレーキ（フットブレーキ）とパーキングブレーキを一体化したものでは、次のような問題がある。
　例えば、パーキング手段２を解除した際、係合部材８が減速機構５から離反する前にモータ３が作動すると、作動したモータ３によるブレーキトルクで、係合部材８や係合部材８を取り付けたプランジャー１０と一緒にソレノイド９まで破損してしまう。逆に、パーキングブレーキを作動した際に、プランジャー１０が所定の位置に達していないと係合力が不足し、パーキングブレーキが働かない。そのため、プランジャー１０の位置あるいは変位の検出は必須である。

　このような問題を解決する一つの方法として、ソレノイド９のコイル３７と同軸上に２次コイルを配置して、プランジャー１０の位置を検出する方法が考えられる。

特開２０１２―０８７８８９号公報

　しかし、上記のように別途センサを設ける方法では、２次コイルをソレノイドのコイルと同軸上の限られた場所に配置する必要があるため、設置スペースの確保が必要になる問題や、配線系統の取り回しが複雑化するなどの問題が考えられる。
　また、センサを付加したことで、部品数が増加するため、故障のリスクも増加する。

　この問題を解決する方法として、例えば、ソレノイドへ交流電圧を印加し、プランジャーの変位によって生じるインダクタンスの変化を検出することが考えられる。
　すなわち、ソレノイドは、交流電源ｅを接続すると、
　　ｅ＝（ｒ+ｊωＬ）×ｉ
である。ここで、交流電源を出力抵抗ｒ≪｜ｊωＬ｜とすれば、
　　ｅ＝ωＬｉ（ｉ：交流電源の定電流）
　したがって、
　　Ｌ＝ｅ／ωｉ＝ｅ／２πｆｉ
となり、インダクタンスＬを検出できる。
　このとき、ソレノイドのインダクタンスＬは、鎖交する磁束数に比例する。そのため、インダクタンスＬは、ソレノイドの中を移動する磁性体であるプランジャーの変位に応じて変化する。よって、インダクタンスＬを検出することでプランジャーの変位が検出できる。このように、センサを設けることなくプランジャーの変位を検出したり、検出した変位から位置を算出したりできる。

　ところで、上記の方法では、検出のためにソレノイドへ交流電圧を印加する。ところが、ソレノイドがＤＣソレノイドの場合、交流電圧を印加してもソレノイドとして機能しない。
　そのため、ＤＣソレノイドでは、例えば、直流電流と交流電圧を切り替えて、時分割により変位を検出するという制御を行えば、ソレノイドを機能させながら、変位を検出できる。

　しかしながら、上記の方法では、時分割により、直流電流と交流電圧を切り替えてソレノイドに供給するため、短時間での切り換えが難しい。また、切り換えによるノイズの発生も考えられる。
　さらに、交流電圧を供給する電圧源は、検出に適した振幅と周波数を備えた交流電圧を出力しなければならないので、変換に伴う損失が発生する問題もある。特に、車両の場合は、バッテリーで駆動することになるので、これらの損失を少なくしたい問題がある。
　しかも、このように損失が発生すると、損失を放熱するためのヒートシンクも備えなければならず、交流電圧源の回路を搭載するためのスペースも必要になる。

　そこで、この発明の課題は、センサを設けることなく、プランジャーの位置あるいは変位を検出できるようにすることである。そして、その際、損失を少なく、搭載スペースも小さくすることである。

　上記の課題を解決するため、この発明では、電動モータと直動機構が減速機構を介して接続され、前記モータの回転によって直動機構に装着した摩擦部材をブレーキロータに押し付けて制動する電動ブレーキと、前記減速機構に係合部材をソレノイドのプランジャーの作動により係合させてロックするパーキング手段とで構成される電動パーキングブレーキ装置に、前記パーキング手段のソレノイドの入力に所要周波数の発振出力を重畳する発振手段と、ソレノイドコイルの両端の検出値の変化からソレノイドのプランジャーの位置あるいは変位を推定する処理手段を備えた構成を採用したのである。

　このような構成を採用することにより、ソレノイドは、コイルとコイル内部のプランジャーの位置関係が変化すると、コイルのインピーダンスが変化する。このとき、コイルのインピーダンスは、Ｘ_Ｌ＝ｒ＋ｊωＬ（Ｌ：コイルのインダクタンス）で表される。そのため、ソレノイドの入力に所要周波数の発振出力を重畳し、ソレノイドコイルの両端の検出値の変化（例えば、自己共振点の変化）を検出すれば、センサを設けることなくプランジャーの位置あるいは変位を推定することができる。
　このように発振出力を重畳するので、直流電流と交流電圧の切り換えや切り換えによるノイズの問題を生じない。また、直流に発振出力を重畳して、ソレノイドコイルの両端の検出値の変化（例えば、自己共振点の変化）を検出するため、発振出力には大きな電力を必要とせず、損失も少なく、設置スペースも要しない。

　このとき、上記ソレノイドのコイルに、共振回路を形成するためのコンデンサを接続した構成を採用することができる。

　このような構成を採用することにより、ソレノイドのコイルにコンデンサを接続して共振回路を形成することで、コイル内部のプランジャーの位置が変化すると、コイルのインダクタンスが変わり、共振周波数が変化（移動）する。そのため、その変化（移動）に伴って、ソレノイドの入力に重畳した所要周波数の発振出力に対する検出値が変わるため、その検出値の変化から、センサを別段設けることなく、プランジャーの位置あるいは変位を推定することができる。

　このとき、上記発振手段の発振周波数を、ソレノイドをオン・オフする周波数に対して高く設定するという構成を採用することができる。

　このような構成を採用することにより、発振周波数をソレノイドが応答できる周波数より高く設定することで、発振手段の出力がソレノイドの動作に影響を受けないようにできる。

　また、このとき、上記ソレノイドがオンのとき推定したプランジャーの位置とオフのときに推定したプランジャーの位置の差から係合部材の突出量を推定するという構成を採用することができる。

　このような構成を採用することにより、係合部材の突出量から係合部材の係合具合を判定できるので、パーキングブレーキの作動状態がセンサを設けることなく検出できる。

　また、このとき、上記パーキング手段の作動前に、ソレノイドのコイルへプランジャーが変位を生じない測定用電流を入力し、そのときの測定値に基づいてソレノイドのコイルの温度を算出し、その算出した前記コイルの温度に基づいてプランジャーの推定位置を校正するという構成を採用することができる。

　このような構成を採用することにより、ソレノイドのコイルに、プランジャーが変位を生じない程度の微小な測定用電流を入力することよって、例えば、そのときの測定電圧からコイルの抵抗値を算出する。そして、その抵抗値から、銅の温度係数を利用した抵抗法などを用いて通電後のコイルの内部温度を推定し、この温度上昇によるコイルの吸引力・保持力の低下を加味してプランジャーの推定位置を校正する。

　また、このとき、上記モータが作動して直動機構が動作中に、一定時間ごとにプランジャーの位置を算出し、係合部材の減速機構からの離反状態の維持を確認するという構成を採用することができる。

　このような構成を採用することにより、ソレノイドの作動周期より短い一定時間ごとに、プランジャーの位置を検出して、係合部材の減速機構からの離反状態を逐次検出する。こうすることで、前記離反状態からパーキング手段の誤動作による係合状態を常に確認することで、安全性を担保する。

　上記ソレノイドが動作してパーキング手段が作動中に、一定時間ごとにプランジャーの位置を算出し、係合部材の減速機構との係合状態の維持を確認するという構成を採用することができる。

　このような構成を採用することにより、ソレノイドの作動周期より短い一定の周期でプランジャーの位置を検出して、係合部材と減速機構との係合状態を逐次検出する。こうすることで、係合部材と減速機構との係合状態を常に確認することで、安全性を担保する。　

　また、このとき、上記電動パーキングブレーキ装置を搭載した自動車を提供できる。

　また、このとき、上記自動車に横方向の加速度を検出する横加速度センサを設け、前記横加速度センサの検出した値に基づいて電動パーキングブレーキ装置のソレノイドのプランジャーの位置を推定するという構成を採用することができる。

　このような構成を採用することにより、横加速度センサが横方向からの衝撃（例えば、衝突など）を受けたことを検出すると、前記センサの検出出力に応じてソレノイドのプランジャーの位置を推定することにより衝撃による誤差を修正する。

　この発明は、上記のように構成したことにより、ソレノイドの動作不良による事故を未然に防止することができる。また、その際、別途センサを設けることなく変位の検出を行うことで、サイズ、コストの低減が実現できる。

実施形態の断面図図１の直動機構の縦断面図図２の縦断面図図１のソレノイドの断面図（ａ）図１の作用説明図、（ｂ）（ａ）の要部の作用説明図実施形態の回路ブロック図（ａ）実施形態の作用説明図、（ｂ）実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図実施例４の回路ブロック図実施例４の他の態様を示すブロック図

　以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
　この形態の電動パーキングブレーキ装置は、図１に示すように、自動車用の電動式ディスクブレーキ１と、ソレノイド９を用いたパーキング手段２とで構成されている。

　電動式ディスクブレーキは、モータ３と直動機構４が減速機構５を介して接続され、前記直動機構４に装着したブレーキパッド６ａをブレーキロータ７に押し付ける構造となっている。

　モータ３は、ここでは、直流モータを採用しており、モータ３の可逆運転が電源の極性を反転させるだけで簡単にできるようにしてある。

　直動機構４は、図２に示すように、外輪部材１１と軸受部材１２及びキャリア１３で構成され、円筒状のハウジング１４に収容されている。また、円筒状のハウジング１４の一端には、図１に示すように、径方向外方に向けてベースプレート１５が設けられ、そのベースプレート１５の外側面及びハウジング１４の一端の開口がカバー１６によって被われる構造となっている。さらに、ベースプレート１５にはモータ３が取り付けられ、モータ３の回転は、前記カバー１６内に組み込まれた減速機構５によって回転軸１７に伝達されるようになっている。
　一方、ハウジング１４の他端部には、図１に示すように、キャリバボディ１８が一体に取り付けられている。このキャリバボディ１８は、外周部の一部が配置されたブレーキロータ７の両側に、固定ブレーキパッド６ｂと可動ブレーキパッド６ａを設け、その可動ブレーキパッド６ａを外輪部材１１の他端部に連結して一体化した構造となっている。

　外輪部材１１は、スライド部材として組み込まれたもので、回り止めされてハウジング１４の内径面に沿って軸方向へ移動自在となっている。また、その内径面には、図２に示すように、断面がＶ字形で螺旋状の突条１９が設けられている。

　軸受部材１２は、中央部にボス部を設けた円盤状の部材で、先の外輪部材１１の軸方向の一端側に組み込まれている。また、この軸受部材１２の中央部のボス部内には、一対の転がり軸受２０が間隔を置いて組み込まれており、その転がり軸受２０によって外輪部材１１の軸心上に配置された回転軸１７を回動自在に支持する。この組み込まれた軸受部材１２は、ハウジング１４の内周面に取り付けたストッパリング２１により、ハウジング１４の開口端を覆うカバー１６側への移動が防止されている。

　キャリア１３は、図２、図３に示すように、軸方向で対向する一対のディスク１３ａ、１３ｂと複数の間隔調整部材１３ｃ及び複数のローラ軸１３ｄで構成されている。複数のローラ軸１３ｄには、遊星ローラ１３ｅが回動自在に支持されており、外輪部材１１の内側に回転軸を中心にして回転可能に組み込まれている。
　すなわち、キャリア１３は、一方のディスク１３ａの片面外周部に他方のディスク１３ｂに向けて複数の間隔調整部材１３ｃが周方向に間隔を置いて設けられたもので、その間隔調整部材１３ｃの端面にねじ込まれるネジの締め付けによって対向する一対のディスク１３ａ、１３ｂを連結したものである。
　この一対のディスク１３ａ、１３ｂのうち、軸受部材１２側に位置するインナー側ディスク１３ｂは、回転軸１７との間に組み込まれたすべり軸受２２によって回動自在に、かつ、軸方向へ移動自在に支持されている。
　一方、アウター側ディスク１３ａは、中心部に段付き孔からなる軸挿入孔２３が形成され、その軸挿入孔２３内に嵌合されたすべり軸受２４は、回転軸１７によって回動自在に支持されている。この回転軸１７には、すべり軸受２４のアウター側端面に隣接してスラスト荷重を受ける金属ワッシャ２５が嵌合されており、そのワッシャ２５は回転軸１７の軸端部に取り付けられた止め輪２６によって抜け止めされている。

　また、複数のローラ軸１３ｄは、それぞれ、一対のディスクに形成された長孔からなる軸挿入孔２７内に軸端部が挿入されて径方向に移動自在に支持されたもので、そのローラ軸１３ｄを巻き込むようにして架け渡された弾性リング２８によって径方向に向けて付勢されている。この複数のローラ軸１３ｄのそれぞれには、遊星ローラ１３ｅが回動自在に支持されている。

　遊星ローラ１３ｅは、図３に示すように、それぞれ、回転軸１７の外径面と外輪部材１１の内径面間に配置され組み込まれる構成となっており、先述したとおり、外輪部材１１の内径面間に組み込まれたローラ軸１３ｄは、軸端部に掛け渡された弾性リング２８によって回転軸１７の外径面に押し付けられて弾性接触するようになっている。そのため、上記回転軸１７が回転すると、その回転軸１７の外径面に対する接触摩擦によって回転するようになっている。
　また、遊星ローラ１３ｅの外径面には、図２に示すように、断面Ｖ字状で複数の螺旋溝２９が軸方向に等間隔に形成されている。この螺旋溝２９のピッチは、先述した外輪部材１１に設けられた螺旋突条１９のピッチと同一となっており、その螺旋突条１９に螺合している。なお、螺旋溝２９に替えて、複数の円周溝を螺旋突条１９と同一ピッチで軸方向に等間隔に形成してもよい。

　これらの遊星ローラ１３ｅとキャリア１３のインナー側ディスク１３ｂの軸方向の対向部間には、図２のように、ワッシャ３０およびスラスト軸受３１が組み込まれている。さらに、キャリア１３と軸受部材１２の軸方向の対向部間には、環状のスラスト板３２が組み込まれ、そのスラスト板３２と軸受部材１２間にスラスト軸受３３が組み込まれている。

　外輪部材１１のハウジング１４の他端部の開口から外部に位置する他端の開口は、シールカバー３４の取り付けにより閉塞され、内部に異物が侵入するのを防止するようになっている。

　減速機構５は、図１に示すように、モータ３のロータ軸に取り付けられた入力ギヤの回転を一次減速ギヤ列Ｇ１→二次減速ギヤ列Ｇ２→三次減速ギヤ列Ｇ３により、順次減速して回転軸１７の輪端部に取り付けられた出力ギヤ３５へ伝達し、回転軸１７を回転させる。
　この減速機構５に、モータ３のロータ軸をロック及びアンロック可能なパーキング手段２が設けられている。

　パーキング手段２は、係合部材８であるロックピンとピン駆動用のソレノイド９とで構成されている。ピン駆動用のソレノイド９は、図４に示すように、リニアソレノイド（ＤＣ：直流）にリターンスプリング３６を内蔵してプッシュ型としたアクチュエータで、プランジャー１０の先端に、係合部材８としてロックピンを装着した構造となっている。
　そのため、ソレノイド９に通電すると、コイル３７にターンオン電流が流れて、プランジャー１０は吸引される。
　その結果、リターンスプリング３６に抗して先端のロックピン８がソレノイド９（ボビン）から突出する。また、通電を停止すると、プランジャー１０はスプリング３６に引っ張られて、プランジャー１０先端のロックピン８はソレノイド９（ボビン）に収容される。

　このソレノイド９は、フロントプレート３８にロックピン８をスライド自在に支持するピン孔３９が形成された保護カバー４０に収容されていて、図１のように、ベースプレート１５に支持されてハウジング１４とモータ３間に配置されている。

　このように、ソレノイド９は、ハウジング１４とモータ３間に配置することで、プランジャー１０の先端のロックピン８が、二次減速ギヤ列Ｇ２の出力側の中間ギヤ４１に対して進退可能になっている。
　この中間ギヤ４１は、図５（ａ）に示すように、側面に複数の係止孔４２が等間隔で同一円状に設けられたもので、その複数の係止孔４２に対してロックピン８をソレノイド９で進退させるのである。そして、図５（ｂ）に示すように、係止孔４２に対するロックピン８の係合によって、中間ギヤ４１をロックする構造としている。
　なお、この形態では、プランジャー１０の先端に係合部材８としてロックピンを設けたものについて述べたが、プランジャー１０とロックピン８は一体にして係合部材８としても良い。また、プランジャー１０自体を係合部材８として使用しても良いことは明らかである。

　この電動パーキングブレーキ装置には、図６に示すように、ソレノイド変位検出手段５０が設けられている。
　ソレノイド変位検出手段５０は、図６の模式図に示すように、ソレノイド９とスイッチ手段（ここでは、ＮＰＮトランジスタ）５１を直列に接続して電源５２と接続したパーキングブレーキ装置のソレノイド９の駆動回路５３に、共振回路用コンデンサ５４と変位検出装置５５および電流検出手段５６と制御装置５７を設けた構成になっている。

　ここで、ソレノイド９は、先述のように、コイル３７とコイル３７に挿通されたプランジャー１０とからなるものである。
　また、電源５２は、図６のように、直流電源５８と発振手段５９とで構成され、直流に位置検出用の周波数成分を重畳した出力を供給する。このとき、周波数成分のレベルは直流成分と比較して十分小さく、かつ、周波数はソレノイドの動作周波数と比較して十分に高くすることが好ましい。こうすることで、位置検出用の周波数成分の影響がソレノイド９の動作に及ばないようにしている。

　スイッチ手段５１は、ソレノイド９駆動用のトランジスタスイッチ回路で、ソレノイド９とグランド間にＮＰＮトランジスタを設けたエミッタ接地回路を使用している。なお、ここでは、ＮＰＮトランジスタを使用した例を示しているが、ＰＮＰトランジスタを使用することもできる。その場合、ＰＮＰトランジスタは、電源５２とソレノイド９間に配置する。また、トランジスタに換えて、ＦＥＴ（ＭＯＳ型含む）を使うことも可能である。

　電流検出手段５６は、例えば、前記スイッチ手段５１のトランジスタのエミッタとグランド間に挿入された電流検出用抵抗器からなり、その抵抗器によって生じる電位差からソレノイド９のコイル３７に流れる電流を検出する。ここでは、電流検出手段５６に電流検出用の抵抗器を使用したが、これに限定されるものではない。これ以外にＣＴなども使用することは可能である。

　制御装置５７は、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）などのマイクロコントローラで、Ａ／Ｄ変換器、入出力回路、タイマ回路などの周辺回路を備えたものである。この制御装置５７の入力には、電流検出手段５６の検出出力が接続されている。一方、制御装置５７の出力は、スイッチ手段５１のトランジスタと接続されており、電流制御ループを形成するようになっている。このため、前記スイッチ手段５１の開閉を電流検出手段の出力に基づいて制御することができる。また、車両のバッテリーのような定電圧源でもソレノイド９を直接駆動することができるのである。
　この制御装置５７の入力には、パーキングスイッチ（図示せず）、ＥＣＵ（図示していない他のＥＣＵ）、が接続されており、パーキングスイッチ、ＥＣＵからの入力に基づいてパーキングブレーキの動作を制御する。
　さらに、制御装置５７の入力には、変位検出装置５５が接続されており、後述するように、ソレノイド９のプランジャー１０の動作状態を推定するようになっている。

　共振回路用コンデンサ５４は、図６のように、ソレノイド９のコイル３７と並列に接続して共振回路（並列共振回路）を形成する。このように並列共振回路を採用したことでコイル３７と共振回路用コンデンサ５４の位相差により電流を打ち消しあって共振回路の外へ共振電流が流れないようにしてある。
　なお、ソレノイド９のコイル３７の浮遊容量が共振用コンデンサとして機能するように設計して、前記コンデンサ５４を省略することも考えられる。

　変位検出装置５５は、フィルタ回路と整流回路（検波）とで構成されており、ソレノイド９の両端に接続されている。フィルタ回路は、前記共振周波数を中心周波数とするバンドバスフィルタでノイズ対策のためである。
　整流回路は、平滑回路を備えたもので、フィルタ出力を整流して平滑することで、共振出力を直流電圧のレベルとして出力する。このとき、検出感度を向上させるために変位検出装置に増幅回路を設けることもできる。
　また、ピークホールド回路を設けて、一定周期でリセットを行うことで、平滑回路に替えて、共振出力を直流電圧のレベルとして出力するようにもできる。

　この形態は、上記のように構成されており、本願のパーキングブレーキ装置では、電源からソレノイド９のオン、オフ時に、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、交流信号を重畳した電流が供給される。
　ここで、重畳される交流成分は、ソレノイド９と共振回路用コンデンサ５４で形成される共振周波数を位置検出用の周波数成分として供給する。また、ここでは、図６に示すように、スイッチ手段５１の手前に変位検出装置５５を接続しているため、変位検出装置５５には、スイッチ手段５１がオフの場合でも交流信号が入力されている。そのため、例えば、ソレノイド９のプランジャー１０がリターンスプリング３６に引っ張られてコイル（ボビン）３７の外（最外点）にあるときのインダクタンスを基準として共振周波数ω_０を設定している。
　このような共振周波数ω_０を重畳した供給電流は、制御装置５７によってスイッチ手段５１を介してソレノイド９へ供給される。すると、ソレノイドは、電流の直流成分によって作動し、リターンスプリング３６に抗してプランジャー１０をコイル３７内へ吸引する。
　このとき、ソレノイド９と共振回路用コンデンサ５４で形成される共振回路は、例えば、図８のｆ１のような共振周波数特性を有している。
　そのため、プランジャー１０が移動して、プランジャー１０のコイル３７に対する位置関係が変化すると、コイル３７のインダクタンスが変化する。その結果、コイル３７のインダクタンスが変化して共振回路の共振周波数ω_０が変わる。例えば、プランジャー１０がコイル３７（ボビン）内に収容されるとインダクタンスは増加するため、共振周波数は、ω_０→ω_０´のように低下する。すると、図８のように、共振周波数特性は（α）から（β）のように移動することになる。
　そのため、変位検出装置５５で検出していた共振点ω_０のゲインは、例えば、ＡからＢのように低下する。
　このように、プランジャー１０が移動すると、ゲインが変わるため、ゲインの変化からプランジャー１０の移動量を算出することができる。

　ここで、この形態では、重畳する所定周波数は、共振周波数ω_０を用いてゲインの変化量が大きく得られるようにしたが、この周波数に限定されるものではない。所定周波数は、共振を呈する帯域内であれば、図８から明らかなように、プランジャー１０の移動によってゲインの差が出るので、共振周波数ω_０以外の周波数でもかまわない。
　このとき、重畳する交流成分の周波数は、ソレノイド９がオン・オフを繰り返す周波数に対してソレノイド６が動作に影響を受けない十分に高い周波数に設定する。

　このように、プランジャー１０の位置を推定することができるので、ソレノイド９がオン（スイッチ手段５１がオン）のとき推定したプランジャー１０の位置とソレノイド９がオフ（スイッチ手段５１がオフ）のとき推定したプランジャー１０の位置とを記憶してその差を算出すれば、プランジャー１０の移動量（ロックピン８の突出量）が推定できる。
　したがって、プランジャー１０の移動量が推定できれば、その推定値からプランジャー１０先端のロックピン８の係合状態が判定できる。このように、センサを設けることなくプランジャー１０の位置あるいは変位からロックピン８の係合状態を推定できる。このため、センサ設置スペースを要しない。
　なお、係合状態が不良の場合は、例えば、警報を発するなどにより報知すれば、ソレノイド９の動作不良による事故を未然に防止できる。
　また、このように発振出力を重畳するので、直流電流と交流電圧を切り換える場合のようなノイズの問題を生じない。さらに、直流電流に発振出力を重畳して、ソレノイドコイルの両端の検出値の変化（共振点の変化）を検出するため、発振出力には大きな電力を必要とせず、損失も少ない。

　この実施例１は、上記作用効果に加えて、ソレノイド９の温度上昇に関するもので、温度上昇による磁界の減少を補償してプランジャー１０の位置や変位を推定する際の精度を向上できることについて述べる。
　すなわち、ソレノイド９は、コイル３７に銅線を使用している。この銅線には直流抵抗があって、その直流抵抗はプラスの温度係数を有している。したがって、温度の上昇（周囲温度も含む）でコイル３７の直流抵抗が増加すると、励磁電流が減少し、起磁力が低下する。
　ここで、図６のものでは、ソレノイド９の駆動に電流制御ループを使用しているため、温度が変化しても一定の電流を供給するように制御する。
　しかしながら、一般に、コイル３７の直流抵抗と温度係数の関係は、２０℃を１として正規化した場合、銅線の各温度における抵抗比と電流比は、例えば、１００℃のコイルの吸引力は、２０℃のコイルの５６％程度と大きく変化すると言われている。このため、制御に誤差を生じる場合も考えられるため、プランジャー１０の位置を算出して推定する際に、コイル３７の温度を基に校正することで、推定精度を向上させるのである。

　そこで、実施例１では、パーキングブレーキ動作の前に、制御装置５７がソレノイド９に測定用の電流を流して電圧を測定し、その電流と電圧の測定結果からコイル３７の抵抗値を算出し、その抵抗値から温度を算出する。そして、その温度に基づき磁界の減少を加味してプランジャー１０の位置の推定を行うのである。
　そのための構成として、例えば、図６の破線６０で示すように、制御装置５７のＡ／Ｄ変換入力をソレノイド９の端子に接続して電圧を測定する。また、制御装置５７は、スイッチ手段５１のトランジスタを非飽和で駆動して、コイル３７に測定用電流（ソレノイド９のプランジャー１０が変位を生じない電流値）を入力するものとする。

　このように構成される実施例１のパーキングブレーキ装置では、例えば、銅の抵抗温度係数を使用した周知の抵抗法により、コイル３７の温度を検出する。
　すなわち、抵抗法計算式は、
　　Ｒ２／Ｒ１＝（２３４．５＋ｔ１）／（２３４．５＋ｔ２）
となり、上式から通電後の温度ｔ２は、
　　ｔ２＝Ｒ２／Ｒ１（２３４．５＋ｔ１）－２３４．５
となる。
　ここで、
　ｔ１：通電前の温度（周囲温度）（℃）、ｔ２：通電後の温度（℃）、
　Ｒ１：通電前の抵抗（常温値）（Ω）、Ｒ２：通電後の抵抗（Ω）
である。
　このようにすれば、コイル３７の温度が推定できるので、この推定した温度に基づいてコイル３７に流れる電流の減少量が算出できる。このため、前記電流の減少量から起磁力の低下を予想してパーキングブレーキ動作時のプランジャー１０の推定位置を校正する。こうすることで、プランジャー１０の位置を推定する際の精度を向上させることができる。
　よって、精度を向上することにより、プランジャー１０動作不良を検出できるので、動作不良に依る事故を未然に防止できる。

　この実施例２は、上記作用効果に加えて、パーキングブレーキ装置の状態を定期的に確認（チェック）して、安全性を向上することについて述べる。
　すなわち、パーキングブレーキ装置がオフの場合と、パーキングブレーキ装置が作動中の場合のソレノイド９のプランジャー１０の位置を推測して確認する。

　このパーキングブレーキ装置がオフの場合とは、ブレーキペダルを操作してサービスブレーキ（フットブレーキ）作動中の場合で、サービスブレーキの動作に支障が無いように、ロックピン８が中間ギヤ４１の係止孔４２から離反しているか否かを確認する。そのため、この確認は、実施形態および実施例１の方法を用いて、ソレノイド９の作動周期よりも短い一定時間ごとに逐次ソレノイド９のプランジャー１０の位置を推定することで常時行う。このようにすることで、プランジャー１０の動作不良を検出できる。
　この形態では、図６のように、プランジャー１０がリターンスプリング３６によりコイル３７（ボビン）から引き出された位置にあることを推定して確認する。そして、ロックピン８が離反していない場合は、例えば、警報を発するなどして故障を報知することで安全性を担保する。

　一方、パーキングブレーキ装置が作動中とは、駐車や停車中でサービスブレーキが解放されている場合で、ロックピン８が中間ギヤ４１の係止孔４３に嵌合しているか否かを確認する。この確認も、実施形態および実施例１の方法を用いて、ソレノイド９の作動周期よりも短い一定時間ごとに逐次ソレノイド９のプランジャー１０の位置を推定することで常時行う。そして、ソレノイド９のプランジャー１０の位置を推定することにより確認する。このようにすることで、プランジャー１０の動作不良を検出できる。
　この形態では、プランジャー１０がリターンスプリング３６に抗してコイル３７（ボビン）内に吸引された位置にあることを推定して確認する。そして、ロックピン８が中間ギヤ４１の係止孔４３に嵌合状態でないことが検出された場合は、例えば、警報を発するなどして安全性を担保する。
　このように確認することで、動作不良で車が無制動状態となることを防止する。
　ちなみに、この確認は、一定の間隔で間歇的に行っているのは、推定処理を間歇的に行うことで、推定処理に対する電力消費を少なくできるからである。

　この実施例３は、上記作用効果に加えて、車体に対して横方向の力、すなわち、左右の車輪を接続する車軸に対して並行な力が加わった場合のプランジャー１０の位置の推定を補償するためのものである。
　この場合、ソレノイド９のプランジャー１０は、図１に示すように、車軸に取り付けられたブレーキロータ７に対して直角に、かつ、車軸と並行に設けられている。そのため、車体に対して横方向の力が加わった場合、プランジャー１０には進退方向に力が加わり、推定位置に誤差が生じる恐れがある。
　このような問題を解決するため、図６のように、車に横方向の加速度を検出するための加速度センサ６１を設けたものである。そして、前記センサ６１の検出する横方向の加速度が一定以上の値を検出した場合、つまり、プランジャー１０が横方向の力の影響を受ける値に達したときに、その値に応じた補償を行うのである。このとき、この推定の算出には、例えば、横方向の加速度に対する補償値を予め設定したテーブルなどを用意して推定位置に対する補償を行うようにすれば良い。

　この実施例４は、発振手段５９について述べたものである。
　すなわち、発振手段５９は、実施形態及び実施例１～３では電源５２に設けたが、これに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、発振手段５９の機能をマイクロコントローラである制御装置５７に行わせることもできる。この場合、制御装置５７は、スイッチ手段５１の開度を制御してスイッチング（非飽和）することにより、パーキング手段のソレノイドの入力に、図７（ａ）、（ｂ）のような所要周波数の発振出力を重畳するのである。このように制御装置５７が発振手段５９を兼ねるようにすれば、発振手段５９を別に駆動するための損失が生じない。また、設置スペースの縮小やコストの低減が図れる。さらに、電流フィードバック系に発振手段５９を含むようにして周波数成分を印加できるので、例えば、自動車のバッテリーのような電圧源で直接駆動しても安定した動作が期待できる。
　また、これ以外に発振手段５９は、例えば、図１０の符号５９ａのように、スイッチ手段５１のベース回路に直接接続して制御するようにしたり、図１０の符号５９ｂのように、電源５２や制御装置５７以外の回路上に設けたりしても良いことは明らかである。

　なお、実施形態及び実施例１～３では、ピン駆動用のソレノイド９は、プッシュ型のアクチュエータを用いたが、これに限定されるものではない。回路を工夫してプル型のアクチュエータを使用することも可能である。

１　電動ブレーキ
２　パーキング手段
３　モータ
４　直動機構
５　減速機構
６　ブレーキパッド
７　ロータ
８　ロックピン
９　ソレノイド
１０　プランジャー
３７　コイル
５０　ソレノイド変位検出手段
５２　電源
５４　共振回路用コンデンサ
５５　変位検出装置
５６　電流検出手段
５８　直流電源
５９　発振手段
６１　加速度センサ

Claims

　電動モータと直動機構が減速機構を介して接続され、前記モータの回転によって直動機構に装着した摩擦部材をブレーキロータに押し付けて制動する電動ブレーキと、前記減速機構に係合部材をソレノイドのプランジャーの作動により係合させてロックするパーキング手段とで構成される電動パーキングブレーキ装置に、
　前記パーキング手段のソレノイドの入力に所要周波数の発振出力を重畳する発振手段と、ソレノイドコイルの両端の検出値の変化からソレノイドのプランジャーの位置あるいは変位を推定する処理手段を備えたことを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
　上記ソレノイドコイルに、共振回路を形成するためのコンデンサを接続したことを特徴とする請求項１に記載の電動パーキングブレーキ装置。
　上記発振手段の発振周波数を、ソレノイドをオン・オフする周波数に対して高く設定することを特徴とする請求項１または２に記載の電動パーキングブレーキ装置。
　上記ソレノイドがオンのとき検出したプランジャーの位置とオフのとき検出したプランジャーの位置の差から係合部材の突出量を推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パーキングブレーキ装置。
　上記パーキング手段の作動前に、ソレノイドコイルへプランジャーが変位を生じない測定用電流を入力し、そのときの測定値に基づいてコイルの温度を算出し、その算出した前記コイルの温度に基づいて係合部材の推定位置を校正する請求項１乃至４のいずれかに記載の電動パーキングブレーキ装置。
　上記モータが作動して直動機構が動作中に、一定時間ごとにプランジャーの位置を算出し、その算出位置から、係合部材の減速機構からの離反状態の維持を確認することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電動パーキングブレーキ装置。
　上記ソレノイドが動作してパーキング手段が作動中に、一定時間ごとにプランジャーの位置を算出し、その算出位置から、係合部材の減速機構との係合状態の維持を確認することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電動パーキングブレーキ装置。