WO2015053180A1

WO2015053180A1 - パーキング機能付き電動ブレーキ装置

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Publication number: WO2015053180A1
Application number: PCT/JP2014/076516
Authority: WO
Inventors: 安井　誠
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2015-04-16
Also published as: JP6289855B2; JP2015074383A; EP3056400B1; EP3056400A4; CN105531166A; US9855934B2; US20160244035A1; EP3056400A1

Abstract

　パーキングブレーキ動作が完了した状態でブレーキペダルの操作があったときに、パーキングブレーキが意図せずに外れる危険を防ぐことができるパーキング機能付き電動ブレーキ装置を提供する。ブレーキペダル（８１）の操作があったときは、電動モータ（１）を作動させるサービスブレーキ制御手段と、パーキングブレーキの作動要求があったときは、電動モータ（１）を作動させ、その状態でロックピン（６５）をアンロック位置からパーキングロック位置に移動させるパーキングブレーキ制御手段と、車両が停止していると判定され、かつ、パーキングブレーキ動作が完了した状態であると判定されたときは、ブレーキペダル（８１）の操作があっても、サービスブレーキ制御手段における電動モータ（１）の作動を禁止するモータ作動禁止制御手段とを有する。

Description

パーキング機能付き電動ブレーキ装置

　この発明は、電動モータを駆動源とする電動ブレーキ装置にパーキングブレーキの機能を一体化したパーキング機能付き電動ブレーキ装置に関する。

　従来、車両用ブレーキ装置として、油圧を駆動源とする油圧ブレーキ装置が多く採用されてきたが、近年、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等の高度なブレーキ制御の導入に伴い、これらの制御を高性能化する手段として電動ブレーキ装置が注目されている。電動ブレーキ装置は、車輪に制動力を負荷する制動機構の駆動源として電動モータを使用し、ブレーキペダルの操作があったときに、電動モータを作動させて制動力を発生するものである。

　本願の出願人は、このような電動ブレーキ装置に、駐車中の車輪に制動力を継続的に負荷するパーキングブレーキの機能を一体化したものを提案している（下記特許文献１）。

　特許文献１のパーキング機能付き電動ブレーキ装置は、電動モータと、その電動モータから伝達される動力で摩擦パッドをディスクロータに押し付けて制動力を負荷する制動機構と、電動モータから制動機構に動力を伝達する経路上にある中間ギヤと、この中間ギヤの側面に形成された係止孔に係脱可能に設けられたロックピンとを有する。ロックピンは、中間ギヤの側面の係止孔に係合するパーキングロック位置と、中間ギヤの側面の係止孔との係合を解除するアンロック位置との間で進退可能に設けられ、このロックピンをピン駆動用のロックアクチュエータで前進させて中間ギヤの側面の係止孔に係合させることにより、中間ギヤの回転を阻止することができるようになっている。

　そして、パーキングブレーキをかけるときは、電動モータを作動させて車輪に制動力を負荷し、その状態でロックピンをロックアクチュエータで前進させて中間ギヤの側面の係止孔に係合させる。

　このパーキングブレーキ動作が完了した状態において、中間ギヤには、摩擦パッドがディスクロータを押圧する押圧力の反力によって制動解除方向の回転トルク（反力トルク）が作用しており、この反力トルクによって中間ギヤとロックピンの間に生じる摩擦抵抗により、中間ギヤの係止孔とロックピンとの係合が保持されるようになっている。これにより、電動モータへの通電を停止した状態でも車輪の制動力を保つことができ、駐車中の車輪に継続的に制動力を負荷することが可能となる。

特開２０１２－８７８８９号公報

　一般に、車両が停止し、かつ、パーキングブレーキをかけた状態においては、ブレーキペダルの操作がなくても車両は停止した状態を保持するが、このような状況においても、運転者がブレーキペダルを踏むことがある（例えば、パーキングブレーキをかけて信号待ちしている状況において運転者がブレーキペダルを踏んだときや、駐車中の車内で待機している状況において運転者が無意識のうちにブレーキペダルを踏んだとき等）。

　同様に、上記特許文献１の電動ブレーキ装置においても、車両が停止し、かつ、パーキングブレーキをかけた状態で、運転者がブレーキペダルを踏むことが想定される。このとき、ブレーキペダルの操作に応じて電動モータが作動すると、電動モータから中間ギヤに伝達するトルクが、上記反力トルク（すなわちパーキングブレーキをかけたときに、摩擦パッドがディスクロータを押圧する押圧力の反力によって中間ギヤに作用する制動解除方向の回転トルク）を超えたときに、中間ギヤとロックピンの間の摩擦抵抗が無くなり、中間ギヤの係止孔とロックピンとの係合が外れるおそれが生じる。

　そうすると、運転者がブレーキペダルから足を離した後、運転者は、継続してパーキングブレーキが効いているはずだと思っているにもかかわらず、実際には、中間ギヤの係止孔とロックピンとの係合が外れた状態（パーキングブレーキが外れた状態）になっている可能性がある。

　このとき、もし坂道であれば、車両の自重によって勝手に車両が動き出してしまい、平坦路であっても、トルクコンバータ搭載のＡＴ車やＣＶＴ車であれば、エンジンからトルクコンバータを介して伝わるクリープトルクによって車両が勝手に動き出してしまうこととなり、大変危険である。

　この発明が解決しようとする課題は、パーキングブレーキ動作が完了した状態でブレーキペダルの操作があったときに、パーキングブレーキが意図せずに外れる危険を防ぐことができるパーキング機能付き電動ブレーキ装置を提供することである。

　上記課題を解決するため、本願の発明者は、次の構成をパーキング機能付き電動ブレーキ装置に採用した。
　電動モータと、
　その電動モータから伝達される動力で、車輪と一体に回転するロータに摩擦部材を押し付けて、前記車輪に制動力を負荷する制動機構と、
　前記電動モータから前記制動機構に動力を伝達する経路上にある回転部材と、
　その回転部材が制動解除方向に回転するのを阻止するように前記回転部材に係合するパーキングロック位置と、前記回転部材との係合を解除するアンロック位置との間で移動可能に設けられたロック部材と、
　前記パーキングロック位置と前記アンロック位置との間で前記ロック部材を移動させるロックアクチュエータと、
　前記電動モータと前記ロックアクチュエータとを制御するブレーキ制御部とを有し、
　前記ブレーキ制御部は、
　ブレーキペダルの操作があったときに、前記電動モータを作動させて前記車輪に制動力を負荷する制御を行なうサービスブレーキ制御手段と、
　パーキングブレーキの作動要求があったときに、前記電動モータを作動させて前記車輪に制動力を負荷し、その状態で前記ロックアクチュエータを作動させてアンロック位置からパーキングロック位置に前記ロック部材を移動させる制御を行なうパーキングブレーキ制御手段と、
　そのパーキングブレーキ制御手段によるパーキングブレーキ動作が完了した状態か否かを判定するパーキングブレーキ判定手段と、
　車両が停止しているか否かを判定する車両停止判定手段と、
　前記車両停止判定手段で車両が停止していると判定され、かつ、前記パーキングブレーキ判定手段でパーキングブレーキ動作が完了した状態であると判定されたときは、前記ブレーキペダルの操作があっても、前記サービスブレーキ制御手段における電動モータの作動を禁止するモータ作動禁止制御手段とを有するパーキング機能付き電動ブレーキ装置。

　このようにすると、車両が停止し、かつ、パーキングブレーキ動作が完了した状態のときは、運転者がブレーキペダルを操作しても、モータ作動禁止制御手段がサービスブレーキ制御手段における電動モータの作動を禁止するので、電動モータから回転部材にトルクが伝達せず、回転部材とロック部材の係合が外れてしまう事態を防止することができる。

　前記ブレーキ制御部は、前記車両停止判定手段で車両が停止していないと判定されたときは、前記ブレーキペダルの操作があったときに、前記サービスブレーキ制御手段における電動モータの作動を許容するモータ作動許容制御手段を有するように構成すると好ましい。

　このようにすると、パーキングブレーキ動作が完了した状態のときでも、車両が停止していなければ、ブレーキペダルの操作に応じて電動モータを作動させることが可能となる。そのため、例えば、パーキングブレーキ動作が完了しているにもかかわらず、万一坂道の傾斜等によって車両が動き出し、その車両を停止させようとして運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに、サービスブレーキとしての制動力を発生することが可能となり、車両の安全性を確保することが可能となる。

　前記車両停止判定手段は、車両に搭載したＧＰＳ受信機で検出される車両の現在位置に基づいて車両が停止しているか否かを判定する構成のものを採用することもできるが、この場合、ＧＰＳ衛星から見て車両が建物等の陰にあるときに、車両が停止しているか否かの判定精度が低下する可能性がある。そこで、前記車両停止判定手段は、車輪の回転を検出する車速センサの出力信号に基づいて車両が停止しているか否かを判定するものを採用すると好ましい。このようにすると、車両が建物等の陰にあっても、車両が停止しているか否かを正確に判定することができるため、確実な制御が可能となる。

　前記パーキングブレーキ制御手段は、次の構成のものを採用することができる。
　前記パーキングブレーキの作動要求があったときに、前記摩擦部材がロータを押圧する押圧力が予め設定された目標値に達するように電動モータを作動させるモータ作動制御手段と、
　そのモータ作動制御手段で前記押圧力が目標値に達したときに、前記ロック部材がアンロック位置からパーキングロック位置に移動するように前記ロックアクチュエータを作動させるロックアクチュエータ作動制御手段と、
　そのロックアクチュエータ作動制御手段で前記ロックアクチュエータを作動させた後、そのロックアクチュエータの作動を継続した状態で前記電動モータへの通電を停止させるモータ通電停止制御手段と、
　そのモータ通電停止制御手段で前記電動モータへの通電を停止した後に、前記ロックアクチュエータへの通電を停止させるロックアクチュエータ通電停止制御手段とを有するパーキングブレーキ制御手段。

　このようにすると、パーキングブレーキの作動要求があったときに、摩擦部材がロータを押圧する押圧力が目標値に達するように電動モータが作動し、この電動モータの作動により押圧力が目標値に達したときにロックアクチュエータが作動し、その後、ロックアクチュエータの作動を継続した状態で電動モータへの通電が停止し、その後、ロックアクチュエータへの通電が停止する。ここで、ロックアクチュエータが作動したとき、または、ロックアクチュエータの作動を継続した状態で電動モータへの通電を解除したときに、ロック部材は、回転部材と係合した状態となる。そして、電動モータへの通電を解除した後、回転部材には、摩擦部材がロータを押圧する押圧力の反力によって制動解除方向の回転トルク（反力トルク）が作用するので、ロックアクチュエータへの通電も停止しても、反力トルクによって回転部材とロック部材の間に生じる摩擦抵抗により、回転部材とロック部材の係合が保持される。このように、電動モータおよびロックアクチュエータへの通電を停止した状態でも、車輪の制動力を保つことができるので、パーキングブレーキをかけたときの消費電力を抑えることが可能である。

　前記パーキングブレーキ制御手段は、路面が傾斜しているときの前記目標値が、路面が傾斜していないときの前記目標値よりも大きくなるように、前記目標値を補正する目標値補正手段を有する構成とすると好ましい。

　このようにすると、傾斜した路面でパーキングブレーキをかけたときに摩擦部材がロータを押圧する押圧力が、傾斜していない路面でパーキングブレーキをかけたときの押圧力よりも大きくなる。そのため、傾斜した路面でパーキングブレーキをかけたときに車両が動き出すのを防止することができ、安全性が高い。

　この発明のパーキング機能付き電動ブレーキ装置は、車両が停止し、かつ、パーキングブレーキ動作が完了した状態のときは、運転者が無意識にブレーキペダルを操作しても、モータ作動禁止制御手段が電動モータの作動を禁止するので、電動モータから回転部材に作用するトルクに起因して、運転者の意に反し回転部材とロック部材の係合が外れてしまう事態を防止することができる。このように、この発明のパーキング機能付き電動ブレーキ装置は、パーキングブレーキ動作が完了した状態でブレーキペダルの操作があったときに、パーキングブレーキが意図せずに外れる危険を防ぐことが可能である。

この発明の実施形態の電動ブレーキ装置を示す断面図図１のII－II線に沿った断面図図１の電動ブレーキ装置をディスクロータの径方向内側から見た断面図図３に示す直動機構の近傍の拡大断面図図４のV－V線に沿った断面図図３に示す減速機構の近傍の拡大断面図図６のVII－VII線に沿った断面図図６のVIII－VIII線に沿った断面図図３に示す電動ブレーキ装置の制御系を示すブロック図図９に示すブレーキ制御装置による制御例を示すフロー図図１０に示すパーキングブレーキ制御の一例を示すフロー図図１０に示すサービスブレーキ制御の一例を示すフロー図図８に示すロック機構の他の例を示す断面図

　この発明の実施形態のパーキング機能付き電動ブレーキ装置を図面に基づいて説明する。この電動ブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作に応じて制動力を発生するサービスブレーキとしての電動ブレーキ装置に、駐車中の車輪に制動力を継続的に負荷するパーキングブレーキの機能を一体化したものである。

　図１～図３に示すように、電動ブレーキ装置は、電動モータ１と、電動モータ１から入力される回転を減速して出力する減速機構２と、この減速機構２で減速された回転を直線運動に変換する直動機構３と、減速機構２および直動機構３を介して電動モータ１から伝達される動力で摩擦パッド４，５をディスクロータ６に押し付けて制動力を発生する制動機構７とを有する。

　図１に示すように、制動機構７は、車輪と一体に回転するディスクロータ６を間に挟んで対向する一対の対向部１０，１１をディスクロータ６の外径側に位置するブリッジ１２で連結した形状のキャリパボディ１３と、このキャリパボディ１３の各対向部１０，１１とディスクロータ６との間に配置された一対の摩擦パッド４，５とからなる。ディスクロータ６の両側に配置された一対の摩擦パッド４，５のうち、片側の摩擦パッド５の背面に、直動機構３が配置されている。

　図２に示すように、キャリパボディ１３は、車輪を支持するナックル（図示せず）にボルト１４で固定されたキャリパブラケット１５に取り付けた一対のスライドピン１６で、ディスクロータ６の軸方向に移動可能に支持されている。これにより、図１に示す直動機構３で摩擦パッド５をディスクロータ６に押し付けたときに、ディスクロータ６から受ける反力によってキャリパボディ１３がディスクロータ６の軸方向に移動し、このキャリパボディ１３の移動によって、反対側の摩擦パッド４もディスクロータ６に押さえ付けられるようになっている。

　図３に示すように、直動機構３が配置される側にある対向部１１は、軸方向の前後両端が開口した円筒状の直動機構ハウジング１１Ａと、直動機構ハウジング１１Ａの軸方向後側の端部から直動機構３の軸方向と直角な方向（ディスクロータ６と平行な方向）に延びるキャリパフランジ１１Ｂとからなる。直動機構ハウジング１１Ａには、直動機構３が収容されている。キャリパフランジ１１Ｂには、直動機構３と平行に電動モータ１が取り付けられている。直動機構ハウジング１１Ａの軸方向後側の端部開口とキャリパフランジ１１Ｂの側面は、減速機構カバー１７で覆われており、この減速機構カバー１７内に減速機構２が収容されている。

　電動モータ１は、ロータ２０とステータ２１とモータハウジング２２とを有する。モータハウジング２２はキャリパフランジ１１Ｂに固定されている。ロータ２０は、モータハウジング２２に装着した２個の軸受２３で回転可能に支持されたロータ軸２０Ａと、ロータ軸２０Ａの外周に固定されたロータコア２０Ｂとからなる。ステータ２１は、モータハウジング２２の内周に固定されたステータコア２１Ａと、ステータコア２１Ａに巻回された電磁コイル２１Ｂとからなる。電磁コイル２１Ｂに通電すると、ステータコア２１Ａとロータコア２０Ｂの間に働く電磁力によってロータコア２０Ｂに回転力が発生し、ロータコア２０Ｂと一体にロータ軸２０Ａが回転する。

　減速機構２は、電動モータ１のロータ軸２０Ａの回転を減速して伝達する第１のギヤ列２５と、第１のギヤ列２５から伝達された回転を更に減速して伝達する第２のギヤ列２６と、第２のギヤ列２６から伝達された回転を更に減速して直動機構３の回転軸に伝達する第３のギヤ列２７とを有し、この複数のギヤ列２５，２６，２７により、電動モータ１から入力された回転を順次減速して直動機構３に伝達するものを採用している。この実施形態では３段のギヤ列を有する減速機構２を採用しているが、２段あるいは４段以上のギヤ列を有する減速機構２を採用することも可能である。

　減速機構２には、制動力が解除される方向へのギヤの回転を阻止するパーキングロック状態と、制動力が解除される方向へのギヤの回転を許容するアンロック状態とを切り替え可能なロック機構６０（後述する）が設けられている。

　図４に示すように、直動機構３は、減速機構２から回転が入力される回転軸３０と、この回転軸３０を囲むように回転軸３０と同軸に設けられた外輪部材３１と、回転軸３０に外接すると同時に外輪部材３１に内接する複数の遊星ローラ３２と、これらの遊星ローラ３２を自転可能かつ公転可能に支持するキャリヤ３３とを有する。

　直動機構ハウジング１１Ａ内には、外輪部材３１に対して軸方向後方に離れた位置に環状の軸受支持部材３４が組み込まれ、この軸受支持部材３４の内周に設けた２個のラジアル軸受３５で、回転軸３０が回転可能に支持されている。外輪部材３１は、摩擦パッド５の背面との係合によって直動機構ハウジング１１Ａに対して回り止めされ、かつ、直動機構ハウジング１１Ａの内面で軸方向に移動可能に支持されている（図３参照）。

　図５に示すように、遊星ローラ３２は、周方向に間隔をおいて複数配置されている。各遊星ローラ３２は、回転軸３０の外周および外輪部材３１の内周にそれぞれ転がり接触している。回転軸３０の外周は円筒面である。そして、回転軸３０が回転したとき、遊星ローラ３２は、ローラ軸３９を中心に自転しながら、回転軸３０を中心に公転する。すなわち、遊星ローラ３２は、回転軸３０の外周から受ける回転力によって自転し、これに伴い、遊星ローラ３２は外輪部材３１の内周を転がって公転する。

　図４に示すように、キャリヤ３３は、遊星ローラ３２を間にして軸方向に対向する一対のキャリヤプレート３６，３７と、周方向に隣り合う遊星ローラ３２の間を軸方向に延びてキャリヤプレート３６，３７同士を連結する連結部３８と、各遊星ローラ３２を自転可能に支持するローラ軸３９とを有する。各キャリヤプレート３６，３７は回転軸３０を貫通させる環状に形成され、その内周には回転軸３０の外周に摺接する滑り軸受４０がそれぞれ装着されている。

　各ローラ軸３９の両端部は、一対のキャリヤプレート３６，３７にそれぞれ形成された長孔４１で外輪部材３１の半径方向に移動可能に支持されている。さらに、各ローラ軸３９の両端部には、周方向に間隔をおいて配置されたすべての遊星ローラ３２のローラ軸３９に外接するように弾性リング４２が掛け渡されている。この弾性リング４２は、各遊星ローラ３２を回転軸３０の外周に押さえ付けることにより、遊星ローラ３２と回転軸３０の間の滑りを防止している。

　外輪部材３１の内周には、螺旋凸条４５が設けられている。螺旋凸条４５は、円周方向に対して斜めに延びる螺旋状の凸状である。遊星ローラ３２の外周には、螺旋凸条４５と係合する円周溝４６が設けられている。そのため、遊星ローラ３２が外輪部材３１の内周を転がって公転するとき、外輪部材３１と遊星ローラ３２は、螺旋凸条４５と円周溝４６のリード角の差によって軸方向に相対移動する。この実施形態では遊星ローラ３２の外周にリード角が０度の円周溝４６を設けているが、円周溝４６のかわりに、螺旋凸条４５と異なるリード角をもつ螺旋溝を設けてもよい。

　外輪部材３１の軸方向前側の端部には、外輪部材３１の軸方向前端の開口を閉塞するシールカバー４７が取り付けられている。このシールカバー４７は、外輪部材３１の内部に異物が侵入するのを防止している。また、軸方向に伸縮可能に形成された筒状のベローズ４８の一端が、外輪部材３１の軸方向前側の端部に固定され、ベローズ４８の他端が、直動機構ハウジング１１Ａの軸方向前側の開口縁部に固定されている。ベローズ４８は、外輪部材３１と直動機構ハウジング１１Ａの摺動面間に異物が侵入するのを防止している。

　各遊星ローラ３２とその軸方向後側のキャリヤプレート３７との間には、遊星ローラ３２を自転可能に支持するスラスト軸受５０が組み込まれている。また、遊星ローラ３２の軸方向後側のキャリヤプレート３７と軸受支持部材３４との間には、キャリヤプレート３７と一体に公転するスラスト板５１と、スラスト板５１を公転可能に支持するスラスト軸受５２とが組み込まれている。

　軸受支持部材３４は、直動機構ハウジング１１Ａの軸方向後側の端部内周に装着したストッパリング５３によって軸方向後方への移動が規制されている。そして、この軸受支持部材３４は、スラスト板５１とスラスト軸受５２とを介してキャリヤプレート３７を軸方向に支持することで、キャリヤ３３の軸方向後方への移動を規制している。また、軸方向前側のキャリヤプレート３６は、回転軸３０の軸方向前端に装着した止め輪５４で軸方向前方への移動が規制されている。したがって、キャリヤ３３は、軸方向前方と軸方向後方の移動がいずれも規制され、キャリヤ３３に保持された遊星ローラ３２も軸方向移動が規制された状態となっている。

　この直動機構３は、減速機構２から回転軸３０に回転が入力されると、遊星ローラ３２が自転しながら公転する。このとき螺旋凸条４５と円周溝４６のリード角の差によって外輪部材３１と遊星ローラ３２が軸方向に相対移動するが、遊星ローラ３２はキャリヤ３３と共に軸方向の移動が規制されているので、遊星ローラ３２は軸方向に移動せず、外輪部材３１が軸方向に移動する。このとき、外輪部材３１が軸方向前方に移動する方向の回転が減速機構２から回転軸３０に入力されると、図１に示す摩擦パッド４，５がディスクロータ６に押し付けられて、ディスクロータ６と一体に回転する車輪に制動力が負荷される。また、外輪部材３１が軸方向後方に移動する方向の回転が減速機構２から回転軸３０に入力されると、図１に示す摩擦パッド４，５がディスクロータ６から離反して、車輪に対する制動力が解除される。

　図６に示すように、ロック機構６０は、減速機構２を構成する複数のギヤのうち、電動モータ１の回転が入力される入力ギヤ６１から、直動機構３に回転を出力する出力ギヤ６２（図３参照）までの動力伝達経路上にある中間ギヤ６３（ここでは第２のギヤ列２６の出力側のギヤ）に形成された係止孔６４と、この係止孔６４に係脱可能に設けられたロックピン６５と、このロックピン６５を駆動するためのロックアクチュエータ６６とを有する。

　図７に示すように、係止孔６４は、中間ギヤ６３の側面に同一円周上に等間隔となるように複数形成されている。ロックピン６５は、中間ギヤ６３の側面の係止孔６４を通る円周上の定位置に向けて進退することにより、パーキングロック位置とアンロック位置との間で移動可能となっている。パーキングロック位置は、ロックピン６５が中間ギヤ６３の係止孔６４に係合するように前進した位置であり、アンロック位置は、ロックピン６５が中間ギヤ６３の係止孔６４との係合を解除するように後退した位置である。

　図８に示すように、各係止孔６４の内面には、ロックピン６５が係止孔６４に係合した状態で中間ギヤ６３に制動解除方向（図に鎖線で示す矢印の方向）の回転トルクが入力されたときに、ロックピン６５と干渉して中間ギヤ６３の制動解除方向の回転を阻止するストッパ面６７と、ロックピン６５が係止孔６４に係合した状態で中間ギヤ６３に制動方向（図に実線で示す矢印の方向）の回転トルクが入力されたときに、ロックピン６５を係止孔６４から抜け出る方向に誘導して中間ギヤ６３の制動方向の回転を許容するテーパ面６８とが形成されている。つまり、各係止孔６４は、ロックピン６５が係止孔６４に係合した状態において、中間ギヤ６３の制動解除方向への回転を禁止するが、中間ギヤ６３の制動方向への回転は許容するように、ラチェット形状とされている。

　ロックアクチュエータ６６は、中間ギヤ６３の側面に向けて一端が開口し、他端が閉塞した筒状のソレノイドケース７０と、ソレノイドケース７０内に設けられたソレノイドコイル７１と、ソレノイドコイル７１が巻回された非磁性体からなる筒状のコイルボビン７２と、コイルボビン７２内にスライド可能に挿入された棒状の可動鉄心７３と、ソレノイドコイル７１に通電したときに可動鉄心７３をソレノイドケース７０の閉塞端側から開口端側に向けて吸引する固定鉄心７４と、可動鉄心７３をソレノイドケース７０の開口端側から閉塞端側に向けて付勢するリターンスプリング７５とを有する。ロックアクチュエータ６６は、キャリパフランジ１１Ｂに固定されている（図６参照）。

　ロックピン６５は、可動鉄心７３と一体に移動するように、可動鉄心７３のソレノイドケース７０の開口端側の端部に接続されている。そして、ソレノイドコイル７１に通電すると、可動鉄心７３が固定鉄心７４に吸引されてソレノイドケース７０の閉塞端側から開口端側に向けて移動し、この可動鉄心７３の移動に伴って、ロックピン６５が、アンロック位置からパーキングロック位置に向けて前進するようになっている。一方、ソレノイドコイル７１への通電を停止すると、リターンスプリング７５の付勢力によって可動鉄心７３がソレノイドケース７０の開口端側から閉塞端側に向けて移動し、この可動鉄心７３の移動に伴って、ロックピン６５が、パーキングロック位置からアンロック位置に向けて後退するようになっている。

　この電動ブレーキ装置の電動モータ１およびロックアクチュエータ６６は、図９に示すブレーキ制御部８０で制御される。このブレーキ制御部８０の入力側には、ブレーキペダル８１の操作量を検知するストロークセンサ８２と、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力を検知する押圧力センサ８３と、運転者によって操作されるパーキングブレーキスイッチ８４と、現在の車輪８５の回転数を検知する車速センサ８６と、路面の傾斜を検知する傾斜センサ８７とが接続されている。

　押圧力センサ８３としては、例えば、摩擦パッド５でディスクロータ６を押圧したときにその押圧力の大きさに応じてたわみを生じる軸受支持部材３４のたわみ量または変位量に基づいて摩擦パッド５の押圧力を検知するものや、摩擦パッド５でディスクロータ６を押圧したときにスラスト軸受５２と軸受支持部材３４の間に作用する圧力に基づいて摩擦パッド５の押圧力を検知するもの等を採用することができる。

　ブレーキ制御部８０の出力側には、電動モータ１と、ロックアクチュエータ６６と、異常報知部８８とが接続されている。異常報知部８８は、パーキングブレーキの異常を運転者に報知する車載装置であり、例えば、運転席に設けられたモニタディスプレイ、ブレーキ警告灯、音声出力装置等を採用することができる。

　次に、図１０～図１２に基づいて、ブレーキ制御部８０による電動モータ１およびロックアクチュエータ６６の制御の一例を説明する。

　図１０に示すように、ブレーキ制御部８０は、パーキングブレーキの作動要求があるか否かを判定し（ステップＳ_１）、パーキングブレーキの作動要求があると判定されたときはパーキングブレーキ制御を実行する（ステップＳ_２）。パーキングブレーキの作動要求があるか否かの判定は、例えば、運転者がパーキングブレーキスイッチ８４を操作したときに、パーキングブレーキの作動要求があると判定することができる。その他にも、運転者がシフトレバーを操作してパーキングレンジを選択したときに、パーキングブレーキの作動要求があると判定することも可能である。

　一方、パーキングブレーキの作動要求がないと判定されたときはサービスブレーキ制御を実行する（ステップＳ_３）。サービスブレーキ制御は、ブレーキペダル８１の操作があったときに、電動モータ１を作動させて車輪に制動力を負荷する制御である。

　図１１に基づいて、パーキングブレーキ制御を説明する。パーキングブレーキの作動要求があったときは、電動モータ１に通電し、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力（すなわち押圧力センサ８３で検知される押圧力）が予め設定された目標値に達するように電動モータ１を作動させる（ステップＳ_１１，Ｓ_１２）。

　そして、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力が目標値に達したときに、電動モータ１への通電を維持した状態のまま、ロックピン６５がアンロック位置からパーキングロック位置に前進するようにロックアクチュエータ６６を作動させる（ステップＳ_１３）。その後、ロックアクチュエータ６６の作動を継続した状態で電動モータ１への通電を停止させ（ステップＳ_１４）、その後、ロックアクチュエータ６６への通電を停止する（ステップＳ_１５）。

　ここで、ロックアクチュエータ６６を作動させたとき、図８に示すロックピン６５の位置と中間ギヤ６３の係止孔６４の位置が合致していれば、ロックピン６５は係止孔６４に係合するが、ロックピン６５の位置と係止孔６４の位置がずれている場合、ロックピン６５が係止孔６４に係合しない可能性がある。しかし、この場合でも、電動モータ１への通電を停止したときに、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力の反力によって、中間ギヤ６３が制動解除方向（図の鎖線で示す矢印の方向）に回転するので、この回転によりロックピン６５の位置と中間ギヤ６３の係止孔６４の位置が合致し、結局、ロックピン６５は係止孔６４に係合する。

　そして、電動モータ１への通電を解除したとき、中間ギヤ６３には、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力の反力によって制動解除方向の回転トルク（反力トルク）が作用し、この反力トルクによって中間ギヤ６３とロックピン６５の間に摩擦抵抗が生じる。そのため、電動モータ１およびロックアクチュエータ６６への通電を解除した後も、中間ギヤ６３とロックピン６５の係合が保持される。

　次に、図１１に示すように、パーキングブレーキが成功したか否かの判定を行ない（ステップＳ_１６）、パーキングブレーキが成功したと判定されたときは、パーキングブレーキ制御を終了する。この判定は、例えば、車速センサ８６で検知される車速が、所定時間ゼロを維持しているか否かに基づいて行なうことができる。車速センサ８６で検知される車速がゼロに維持されないときは、路面の勾配等により車両が動き出していると考えられるため、パーキングブレーキが成功していないと判定する。

　パーキングブレーキが成功していないと判定されたとき、パーキングブレーキの異常を運転者に報知するように異常報知部８８を作動させるとともに（ステップＳ_１７）、再び電動モータ１に通電し、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力が予め設定された最大押圧力に達するように電動モータ１を作動させる（ステップＳ_１８，Ｓ_１９）。これにより、路面の傾斜等により動き出した車両を、確実に停止させることが可能となる。その後、再び、ロックピン６５がアンロック位置からパーキングロック位置に前進するようにロックアクチュエータ６６を作動させる（ステップＳ_１３）。そして、ロックアクチュエータ６６の作動を継続した状態で電動モータ１への通電を停止させ（ステップＳ_１４）、その後、ロックアクチュエータ６６への通電を停止する（ステップＳ_１５）。

　ここで、パーキングブレーキをかけたときに、路面の勾配により車両が動き出すのを防止するため、路面が傾斜しているときの目標値が、路面が傾斜していないときの目標値よりも大きくなるように、押圧力の目標値を補正する制御を行なうことができる（ステップＳ_１０）。これにより、傾斜した路面でパーキングブレーキをかけたときに摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力が、傾斜していない路面でパーキングブレーキをかけたときの押圧力よりも大きくなる。そのため、傾斜した路面でパーキングブレーキをかけたときに車両が動き出すのを防止して、安全性を高めることができる。

　パーキングブレーキを解除するときは、図８に示すロックピン６５がアンロック位置に後退するようにロックアクチュエータ６６への通電を停止した状態で、中間ギヤ６３が制動方向に僅かに回転するように電動モータ１に通電する。このとき、中間ギヤ６３の係止孔６４の内面とロックピン６５の間の摩擦抵抗が無くなるので、ロックピン６５は、リターンスプリング７５でアンロック位置に向けて付勢されるとともに、ロックピン６５の先端が、中間ギヤ６３の係止孔６４のテーパ面６８で係止孔６４から押し出されることによって、パーキングロック位置からアンロック位置に後退移動する。その後、電動モータ１を逆転させ、車輪８５に負荷された制動力を解除する。

　図１２に基づいて、サービスブレーキ制御を説明する。まず、ブレーキペダル８１の操作があるか否かを判定する（ステップＳ_２０）。そして、ブレーキペダル８１の操作があったときは、パーキングブレーキ動作が完了した状態であるか否かの判定（ステップＳ_２１）と、車両が停止しているか否かの判定（ステップＳ_２２）とを行なう。

　パーキングブレーキ動作が完了した状態であるか否かの判定は、例えば、パーキングブレーキ制御においてパーキングブレーキが成功したと判定（ステップＳ_１６）された後、パーキングブレーキの解除動作が行なわれるまでの間は、常時、パーキングブレーキ動作が完了した状態であると判定することにより行なうことができる。また、例えば、ロックピン６５がパーキングロック位置にあるか否かに基づいて、パーキングブレーキ動作が完了した状態であるか否かを判定することもできる。ロックピン６５の位置は、ソレノイドコイル７１にパルス電圧または交流電圧を印可し、このときソレノイドコイル７１に流れる電流に基づいて検知することが可能である。また、車両が停止しているか否かの判定は、車速センサ８６の出力信号に基づいて行なうことができる。

　パーキングブレーキ動作が完了した状態ではないと判定（ステップＳ_２１）されるか、車両が停止していないと判定（ステップＳ_２２）されたときは、電動モータ１に通電し、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力が、ブレーキペダル８１の操作量に応じた大きさとなるように電動モータ１を作動させる（ステップＳ_２３）。

　一方、パーキングブレーキ動作が完了した状態であり、かつ、車両が停止していると判定されたときは、ブレーキペダル８１の操作があっても、電動モータ１への通電は行なわず、電動モータ１の作動を禁止する（ステップＳ_２１，Ｓ_２２，Ｓ_２４）。

　上記構成の電動ブレーキ装置を使用すると、パーキングブレーキ動作が完了した状態で、ブレーキペダル８１の操作があったときに、パーキングブレーキが意図せずに外れる危険を防ぐことができる。以下説明する。

　すなわち、車両が停止し、かつ、パーキングブレーキをかけた状態においては、通常、ブレーキペダル８１の操作がなくても車両は停止した状態を保持するが、このような状況においても、運転者がブレーキペダル８１を踏むことがある（例えば、パーキングブレーキをかけて信号待ちしている状況において運転者がブレーキペダル８１を踏んだときや、駐車中の車内で待機している状況において運転者が無意識のうちにブレーキペダル８１を踏んだとき等）。

　このとき、ブレーキペダル８１の操作に応じて電動モータ１が作動すると、電動モータ１から中間ギヤ６３に伝達するトルクが、上記反力トルク（すなわちパーキングブレーキをかけたときに、摩擦パッド５がディスクロータ６を押圧する押圧力の反力によって中間ギヤ６３に作用する制動解除方向の回転トルク）を超えたときに、図８に示す中間ギヤ６３とロックピン６５の間の摩擦抵抗が無くなり、リターンスプリング７５の作用によりロックピン６５がパーキングロック位置からアンロック位置に後退し、この結果、中間ギヤ６３の係止孔６４とロックピン６５との係合が外れるおそれが生じる。

　そうすると、運転者がブレーキペダル８１から足を離した後、運転者は、継続してパーキングブレーキが効いているはずだと思っているにもかかわらず、実際には、中間ギヤ６３の係止孔６４とロックピン６５との係合が外れた状態（パーキングブレーキが外れた状態）になっている可能性がある。このとき、もし坂道であれば、車両の自重によって勝手に車両が動き出してしまい、平坦路であっても、トルクコンバータ搭載のＡＴ車やＣＶＴ車であれば、エンジンからトルクコンバータを介して伝わるクリープトルクによって車両が勝手に動き出してしまうこととなり、大変危険である。

　これに対し、上記の電動ブレーキ装置においては、図１２に示すように、車両が停止し、かつ、パーキングブレーキ動作が完了した状態のときは、運転者がブレーキペダル８１を操作しても、電動モータ１の作動が禁止される（ステップＳ_２１，Ｓ_２２，Ｓ_２４）。そのため、電動モータ１から中間ギヤ６３にトルクが伝達せず、中間ギヤ６３とロックピン６５の係合が外れてしまう事態を防止することができる。また、パーキングブレーキの作動が完了し、かつ、車両が停止しているときは、ブレーキペダル８１の操作があっても電動モータ１が作動しないので、電動モータ１の電力消費を抑えることができ、また電動モータ１の作動音を防止することもできる。

　また、上記の電動ブレーキ装置は、車両が停止していないと判定されたときは、ブレーキペダル８１の操作があったときに、電動モータ１の作動を許容するように構成されている（ステップＳ_２２，Ｓ_２３）。すなわち、パーキングブレーキ動作が完了した状態のときでも、車両が停止していなければ、ブレーキペダル８１の操作に応じて電動モータ１を作動させることが可能である。そのため、例えば、パーキングブレーキ動作が完了しているにもかかわらず、万一坂道の傾斜等によって車両が動き出し、その車両を停止させようとして運転者がブレーキペダル８１を踏み込んだときに、サービスブレーキとしての制動力を発生することが可能であり、車両の安全性を確保することが可能である。

　車両が停止しているか否かの判断は、例えば、車両に搭載したＧＰＳ受信機で検出される車両の現在位置に基づいて行なうことも可能であるが、この場合、ＧＰＳ衛星から見て車両が建物等の陰にあるときに、車両が停止しているか否かの判定精度が低下する可能性がある。そこで、上記実施形態のように、車輪８５の回転を検出する車速センサ８６の出力信号に基づいて車両が停止しているか否かを判定すると好ましい。このようにすると、車両が建物等の陰にあっても、車両が停止しているか否かを正確に判定することができるため、確実な制御が可能である。

　上記実施形態では、パーキングブレーキをかけたときに、中間ギヤ６３の係止孔６４の内面とロックピン６５の外周との間に生じる摩擦抵抗によって、中間ギヤ６３とロックピン６５の係合を保持するものを例に挙げて説明したが、この発明は、例えば、図１３に示すように、中間ギヤ６３の係止孔６４の内面に形成した段部９１と、ロックピン６５の外周に形成した突起９０との引っかかりによって中間ギヤ６３とロックピン６５の係合を保持するものにも適用することができる。

　また、上記実施形態では、パーキングロック位置とアンロック位置の間でロックピン６５を移動させるロックアクチュエータ６６として、ソレノイドコイル７１への通電を停止したときに、可動鉄心７３がリターンスプリング７５の付勢力で自然復帰するプッシュ形ソレノイドを例に挙げて説明したが、ソレノイドコイル７１への通電を停止したときに、可動鉄心７３をそのままの位置に保持する永久磁石を組み込んだ自己保持形ソレノイドを採用することも可能である。また、上記実施形態では、ロックアクチュエータ６６としてソレノイド式の直動アクチュエータを採用したが、他の電動方式の直動アクチュエータを採用することも可能である。

　また、上記実施形態では、中間ギヤ６３に係脱するロック部材として、中間ギヤ６３の側面に向けて進退可能に設けられた棒状のロックピン６５を例に挙げて説明したが、ロック部材は、例えば、中間ギヤ６３の外周に係脱するように揺動可能に設けられたロック爪等を採用することも可能である。

　また、上記実施形態では、ロック部材が係脱する回転部材として、減速機構２の中間ギヤ６３を採用したものを例に挙げて説明したが、ロック部材を係脱させる回転部材は、直動機構３を構成する回転部材（例えば、回転軸３０やキャリヤ３３）など、電動モータ１から制動機構７に動力を伝達する経路上にある回転部材であれば他の部材でもよい。

　また、上記実施形態では、車輪に制動力を負荷する制動機構として、車輪と一体に回転するディスクロータに摩擦パッドを押し付けるディスク方式のものを例に挙げて説明したが、この発明は、車輪と一体に回転するロータとしてのドラムの内周に、摩擦部材としてのブレーキシューを押し付けるドラム方式のものにも適用することが可能である。

１　　　　電動モータ
５　　　　摩擦パッド
６　　　　ディスクロータ
７　　　　制動機構
６３　　　中間ギヤ
６５　　　ロックピン
６６　　　ロックアクチュエータ
８０　　　ブレーキ制御部
８１　　　ブレーキペダル
８５　　　車輪
８６　　　車速センサ

Claims

　電動モータ（１）と、
　その電動モータ（１）から伝達される動力で、車輪と一体に回転するロータ（６）に摩擦部材（５）を押し付けて、前記車輪に制動力を負荷する制動機構（７）と、
　前記電動モータ（１）から前記制動機構（７）に動力を伝達する経路上にある回転部材（６３）と、
　その回転部材（６３）が制動解除方向に回転するのを阻止するように前記回転部材（６３）に係合するパーキングロック位置と、前記回転部材（６３）との係合を解除するアンロック位置との間で移動可能に設けられたロック部材（６５）と、
　前記パーキングロック位置と前記アンロック位置との間で前記ロック部材（６５）を移動させるロックアクチュエータ（６６）と、
　前記電動モータ（１）と前記ロックアクチュエータ（６６）とを制御するブレーキ制御部（８０）とを有し、
　前記ブレーキ制御部（８０）は、
　ブレーキペダル（８１）の操作があったときに、前記電動モータ（１）を作動させて前記車輪に制動力を負荷する制御を行なうサービスブレーキ制御手段（Ｓ_３）と、
　パーキングブレーキの作動要求があったときに、前記電動モータ（１）を作動させて前記車輪に制動力を負荷し、その状態で前記ロックアクチュエータ（６６）を作動させてアンロック位置からパーキングロック位置に前記ロック部材（６５）を移動させる制御を行なうパーキングブレーキ制御手段（Ｓ_２）と、
　そのパーキングブレーキ制御手段（Ｓ_２）によるパーキングブレーキ動作が完了した状態か否かを判定するパーキングブレーキ判定手段（Ｓ_２１）と、
　車両が停止しているか否かを判定する車両停止判定手段（Ｓ_２２）と、
　前記車両停止判定手段（Ｓ_２２）で車両が停止していると判定され、かつ、前記パーキングブレーキ判定手段（Ｓ_２１）でパーキングブレーキ動作が完了した状態であると判定されたときは、前記ブレーキペダル（８１）の操作があっても、前記サービスブレーキ制御手段（Ｓ_３）における電動モータ（１）の作動を禁止するモータ作動禁止制御手段（Ｓ_２４）とを有するパーキング機能付き電動ブレーキ装置。
　前記ブレーキ制御部（８０）は、前記車両停止判定手段（Ｓ_２２）で車両が停止していないと判定されたときは、前記ブレーキペダル（８１）の操作があったときに、前記サービスブレーキ制御手段（Ｓ_３）における電動モータ（１）の作動を許容するモータ作動許容制御手段（Ｓ_２３）を有する請求項１に記載のパーキング機能付き電動ブレーキ装置。
　前記車両停止判定手段（Ｓ_２２）は、車輪（８５）の回転を検出する車速センサ（８６）の出力信号に基づいて車両が停止しているか否かを判定する請求項１または２に記載のパーキング機能付き電動ブレーキ装置。
　前記車両停止判定手段（Ｓ_２２）は、車両に搭載したＧＰＳ受信機で検出される車両の現在位置に基づいて車両が停止しているか否かを判定する請求項１または２に記載のパーキング機能付き電動ブレーキ装置。
　前記パーキングブレーキ制御手段（Ｓ_２）は、
　前記パーキングブレーキの作動要求があったときに、前記摩擦部材（５）がロータ（６）を押圧する押圧力が予め設定された目標値に達するように電動モータ（１）を作動させるモータ作動制御手段（Ｓ_１１，Ｓ_１２）と、
　そのモータ作動制御手段（Ｓ_１１，Ｓ_１２）で前記押圧力が目標値に達したときに、前記ロック部材（６５）がアンロック位置からパーキングロック位置に移動するように前記ロックアクチュエータ（６６）を作動させるロックアクチュエータ作動制御手段（Ｓ_１３）と、
　そのロックアクチュエータ作動制御手段（Ｓ_１３）で前記ロックアクチュエータ（６６）を作動させた後、そのロックアクチュエータ（６６）の作動を継続した状態で前記電動モータ（１）への通電を停止させるモータ通電停止制御手段（Ｓ_１４）と、
　そのモータ通電停止制御手段（Ｓ_１４）で前記電動モータ（１）への通電を停止した後に、前記ロックアクチュエータ（６６）への通電を停止させるロックアクチュエータ通電停止制御手段（Ｓ_１５）とを有する請求項１から４のいずれかに記載のパーキング機能付き電動ブレーキ装置。
　前記パーキングブレーキ制御手段（Ｓ_２）は、路面が傾斜しているときの前記目標値が、路面が傾斜していないときの前記目標値よりも大きくなるように、前記目標値を補正する目標値補正手段（Ｓ_１０）を更に有する請求項５に記載のパーキング機能付き電動ブレーキ装置。