JP2010054010A - 電動ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】電動ディスクブレーキにおいて、駐車ブレーキ機構の作動状態でその異常判定を行う。
【解決手段】電動モータの回転を差動減速機構で減速し、ボールランプ機構で直線運動に変換してピストンを前進させ、ブレーキパッドをディスクロータＤに押圧して制動力を発生させる。駐車ブレーキ機構２１では、ソレノイド２５のプランジャ２９によって係合爪２４を回動させて電動モータのロータに連結された爪車２２に係合させることにより、その回転をロックして制動状態を保持する。係合爪２４とプランジャ２９との連結部に遊びを設けて、係合爪２４が爪車２２に係合した状態で、プランジャ２９が遊びの範囲内で移動できるようにする。これにより、駐車ブレーキ機構２１の作動状態で、ソレノイド２５に通電して、プランジャ２９の移動の有無により、駐車ブレーキ機構の異常判定を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータによってブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関し、特に、非通電状態で制動力を保持することができる駐車ブレーキ機構を備えた電動ディスクブレーキに関するものである。

電動ディスクブレーキとして、電動モータのロータの回転運動をボールねじ機構、ボールランプ機構等の回転−直動変換機構を用いてピストンの直線運動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるものが知られている。電動ディスクブレーキは、運転者のブレーキペダル踏力（又は変位量）をセンサによって検出し、制御装置によって、この検出値に基づいて電動モータの回転を制御することより、所望の制動力を発生させることができる。

この種の電動ディスクブレーキには、例えば特許文献１に記載されているように、電動モータのロータの回転を機械的にロックすることによって電動モータへの通電を停止した後も制動状態を保持できるようにした駐車ブレーキ機構を備えたものがある。この駐車ブレーキ機構は、電動モータのロータに爪車を取付け、電動モータのロータを制動位置へ回転させ後、ソレノイドアクチュエータによって係合爪を爪車の爪部に引っ掛けて爪車をロックすることにより、非通電状態において制動状態を保持できるようにしたものである。
特開２００５−９６３３号公報

また、例えば特許文献２には、駐車ブレーキ機構を備えた電動ディスクブレーキにおいて、非制動時に駐車ブレーキ機構の機械的なロック機構の異常判定を行なうことができるようにしたものが開示されている。
特開２００７−２０３８２１号公報

上記のような駐車ブレーキ機構を備えた電動ディスクブレーキでは、制動直後にブレーキパッド及びディスクロータが高温の状態で駐車ブレーキ機構を作動させた場合、時間が経過して温度が低下すると、高温によって熱膨張したブレーキパッド及びディスクロータが収縮することによって制動力が低下することになる。このため、駐車中に一定時間経過後、自動的に駐車ブレーキ機構を作動し直て制動力の低下を防止する必要が生じる場合がある。

しかしながら、万一、故障により機械的なロックが不能の状態において、駐車中に駐車ブレーキ機構を自動的に作動し直そうとして、一旦、機械的なロックを解除すると、再度のロックが不可能になり、駐車ブレーキの作動状態を維持できなくなるという問題を生じる虞がある。なお、上記特許文献２に記載されたものでは、非制動状態において、異常判定を行なうため、駐車中に異常判定を行なうことはできない。

本発明は、制動状態において、駐車ブレーキ機構の異常判定を行うことができる電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、モータの回転運動を直線運動に変換してピストンを推進し、該ピストンによりブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生する電動ディスクブレーキにおいて、
ソレノイドによってプランジャを移動させ、ロック機構を作動させて制動力を保持する駐車ブレーキ機構及び前記ソレノイドを制御する制御装置とを備え、
前記駐車ブレーキ機構は、前記ロック機構の少なくともロック中において前記プランジャがその作動方向に移動可能となっており、前記制御装置は、前記ロック機構のロック中に、前記プランジャを移動させるように前記ソレノイドへ通電することで前記駐車ブレーキ機構が異常か否かを判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする。

本発明に係る電動ディスクブレーキによれば、制動状態において、駐車ブレーキ機構の異常判定を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至５を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電動ディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型ディスクブレーキであって、車輪と共に回転するディスクロータＤと、サスペンション部材等の車体側の非回転部分（図示せず）に固定されるキャリア２と、ディスクロータＤの両側に配置されてキャリア２によって支持される一対のブレーキパッド３Ａ、３Ｂと、ディスクロータＤを跨ぐように配置されてキャリア２に対してディスクロータＤの軸方向に沿って移動可能に支持されたキャリパ本体４とを備えている。

キャリパ本体４には、ディスクロータＤの一側に対向して開口する貫通穴を有する円筒状のシリンダ部５及びシリンダ部５からディスクロータＤを跨いで反対側へ延びる爪部６が一体的に形成されている。キャリパ本体４のシリンダ部５内には、ピストンユニット７及びモータユニット８が設けられている。

ピストンユニット７は、シリンダ部５に摺動可能に嵌装される有底円筒状のピストン９と、ピストン９の内部に収容されたボールランプ機構１０及び差動減速機構１１と、パッド摩耗補償機構１２とを一体化したものである。ボールランプ機構１０は、回転ディスク１３及び直動ディスク１４の傾斜溝間に鋼球であるボール１５が介装されており、回転ディスク１３と直動ディスク１４とを相対回転させることにより、傾斜溝間でボール１５が転動して、回転ディスク１３と直動ディスク１４とを回転角度に応じて軸方向に相対移動させる。これにより、回転運動を直線運動に変換する。なお、本実施形態においては、回転−直動変換機構をボールランプ機構１０としているが、ボールネジ機構やローラランプ機構、精密ローラネジ機構等としてもよい。

差動減速機構１１は、ボールランプ機構１０と、モータユニット８の電動モータ１６との間に介装され、電動モータ１６のロータ１７の回転を所定の減速比で減速してボールランプ機構１０の回転ディスク１３に伝達する。パッド摩耗補償機構１２は、ブレーキパッド１３Ａ、１３Ｂの摩耗（ディスクロータＤとの接触位置の変化）に対して、調整スクリュ１８を自動的に前進させて、ボールランプ機構１０を追従させるものである。

モータユニット８には、電動モータ１６及びその回転位置を検出するレゾルバ１９が組込まれている。電動モータ１６のステータ２０のコイルへの通電によって、ロータ１７を回転させ、差動減速機構１１を介してボールランプ機構１０を駆動し、このとき、レゾルバ１９によってロータ１７の回転位置を検出する。また、モータユニット８には、電動モータ１６のロータ１７の回転位置を保持するための駐車ブレーキ機構２１が設けられている。

図１及び図３を参照して、駐車ブレーキ機構２１は、電動モータ１６のロータ１７に取付けられた爪車２２と、爪車２２の外周側に配置されてピン２３によって回動可能に支持された係合爪２４と、係合爪２４を駆動するソレノイドアクチュエータ２５（以下、ソレノイド２５という）とを備えている。爪車２２は、ロータ１７の後端部（図２の右端部）に嵌合されてキー２６によってロータ１７と共に回転するように固定されている。爪車２２の外周部には、多数の爪２７が一定間隔で形成されている。

係合爪２４は、その回動中心であるピン２３をはさんで両側に延ばされ、その一端部に爪部２８が形成されており、ピン２３を軸として回動することによって、爪部２８が爪車２２の爪２７の１つに係合、離脱できるようになっている。爪車２２の爪２７及び係合爪２４の爪部２８は、一定方向に傾斜を有する鉤形に形成されており、互いに係合したとき、爪車２２の図１における反時計方向（制動解除方向）への回転をロックするロック機構として作動すると共に、時計方向（制動方向）への回転に対しては、ロックを解除する方向へ係合爪２４を回動させる力が発生するようになっている。また、本実施の形態では、爪車２２の爪２７は、頂部及び底部が平坦な形状に形成されているが、このような平坦な形状を有しなくてもよい。

ソレノイド２５は、そのプランジャ２９の先端部が係合爪２４の他端部（爪部２８が形成された一端部に対して、回動中心であるピン２３を挟んで反対側に延ばされた端部）によって連結されており、ソレノイド２５への通電によって係合爪２４を回動させて、爪部２８を爪車２２の爪２７に係合、離脱できるようになっている。更に具体的には、プランジャ２９は、その外周に圧縮バネ３０が設けられ、この圧縮バネ３０がプランジャ２９を突出させる方向にバネ力を作用させ、このバネ力によって係合爪２４をストッパ３２に当接させて爪部２８を爪車２２の爪２７から離脱させており、ソレノイド２５への通電によって圧縮バネ３０のバネ力に抗してプランジャ２９を引き込み、係合爪２４を回動させて、爪部２８を爪車２２の爪２７に係合させるようになっている。

このとき、図３に示すように、プランジャ２９と係合爪２４との連結部には、一定の遊びＰが設けられており、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、爪部２８が爪車２２の爪２７に係合した状態で、係合爪２４を回動させないでプランジャ２９を一定距離（遊びＰ）だけ軸方向に移動できるようになっている。

この連結部は、図示の例では、プランジャ２９の先端部を係合爪２４に貫通させ、プランジャ２９に係合爪２４を挟んでその両側に当接する当接部３１Ａ、３１Ｂを一定の間隔（遊びＰ）で設けるようにしている。これにより、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、係合爪２４の爪部２８が爪車２２の爪２７に係合した状態で、当接部３１Ａ、３１Ｂ間でプランジャ２９が軸方向に移動することができる。このほか、例えば、プランジャ２９と係合爪２４とをピンと長穴との係合によって連結し、長穴内でピンを移動させることにより、連結部に一定の遊びを設けるようにしてもよい。

電動ディスクブレーキ１には、電動モータ１６及びソレノイド２５の作動を制御する制御装置Ｃが設けられている。制御装置Ｃは、運転者によるブレーキ操作及び車両状態に基づいて、次に示す通常のブレーキ制御、駐車ブレーキ制御及び異常判定制御を実行する。

通常のブレーキ制御
運転者によるブレーキ操作に基づいて、制御装置Ｃによって電動モータ１６に制御電流を供給してロータ１７を回転させる。ロータ１７の回転は、差動減速機構１１によって所定の減速比で減速され、ボールランプ機構１０によって直線運動に変換されてピストン９を前進させる。ピストン９の前進によって、一方のブレーキパッド３ＢがディスクロータＤに押圧され、その反力によってキャリパ本体４が移動して、爪部６が他方のブレーキパッド３ＡをディスクロータＤに押圧して制動力を発生させる。ブレーキパッド３Ａ、３Ｂの摩耗に対しては、パッド摩耗補償機構１２の調整スクリュ１８が自動的に前進してボールランプ機構１０を摩耗に追従させることによって補償する。

また、制御装置Ｃによって、車輪速センサ、傾斜センサ、アクセルセンサ等の各種センサ（図示せず）を用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度、車体の傾斜、アクセルペダルの踏込み量等の車両状態を検出し、これらの検出に基づいて電動モータ１６の回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御、車両安定化制御、坂道発進補助制御等を実行することができる。

駐車ブレーキ制御
駐車ブレーキを作動させる場合には、先ず、電動モータ１６のロータ１７を制動方向に回転させてブレーキパッド３Ａ、３ＢをディスクロータＤに所望の力で押圧させる。この状態で、ソレノイド２５を作動させて係合爪２４の爪部２８を爪車２２の爪２７に押し付ける。このとき、爪部２８と爪２７とは、頂部が互いに干渉して係合されない場合もある。次に、ロータ１７を制動解除方向に回転させて爪部２８と爪２７とを確実に係合させる（図３（Ｂ）参照）。そして、電動モータ１６への通電を停止し、ブレーキパッド３Ａ、３ＢのディスクロータＤへの押圧力を確認した後、ソレノイド２５への通電を停止して爪部２８と爪２７との係合状態を保持する（図３（Ｃ）参照）。これにより、電動モータ１６及びソレノイド２５への通電を停止した状態で制動状態を保持することができる。

駐車ブレーキの作動を解除する場合には、ソレノイド２５へは通電せずに、電動モータ１６に通電して、ロータ１７を制動方向へ僅かに回転させることにより、係合爪２４の爪部２８と爪車２２の爪２７との係合が緩み、圧縮バネ３０のバネ力によって係合爪２４が爪部２８と爪２７との係合を解除する方向へ回動する（図３（Ａ）参照）。そして、電動モータ１６のロータ１７を制動解除方向へ回転させて制動を解除する。

なお、駐車ブレーキを作動させて、一定時間経過後、必要に応じて、再度、上述の駐車ブレーキを作動させる制御（以下、「リクランプ動作」という）を実行してもよい。これにより、制動直後の高温下において駐車ブレーキを作動させた場合に、温度低下によるブレーキパッド３Ａ、３Ｂ及びディスクロータＤの収縮によって駐車ブレーキの制動力が低下するのを防止することができる。

異常判定制御
制御装置Ｃは、以下の異常判定制御を実行する異常判定手段を備えており、異常判定制御は、図３（Ｃ）に示す駐車ブレーキの作動状態で実行される。異常判定制御が実行されると、制御装置Ｃの異常判定手段は、ソレノイド２５に所定の制御電流を供給してプランジャ２９を作動させ、その動作を監視する。このとき、爪部２８と爪２７との係合によって係合爪２４は固定されているが、プランジャ２９と係合爪２４との連結部には遊びＰが設けられているので、駐車ブレーキ機構２１が正常ならば、プランジャ２９は、遊びＰの範囲内で、その軸方向に移動することができる。これにより、プランジャ２９が移動した場合、駐車ブレーキ機構２１は正常であり、移動しない場合、駐車ブレーキ機構２１は異常であると判定する。

なお、プランジャ２９の移動は、例えば、プランジャ２９の移動に伴うソレノイド２５へ供給電流の変化、ソレノイド２５のインダクタンスの変化に基づいて検出することができる。この場合、電流のノイズ成分を考慮して、閾値を設定したり、適宜フィルタを設けるとよい。

そして、駐車ブレーキ機構２１の異常が検出された場合、警告灯、警告ブザー等の表示器によって運転者に異常の発生を知らせ、また、上述の駐車中の駐車ブレーキのリクランプ動作の実行を中止して、不用意に駐車ブレーキが解除されるのを防止する。また、車両の複数の車輪の内、一の車輪に対してリクランプ動作が中止されたとき、他の車輪に対するリクランプ動作に対して制動力を増大させて、全体として駐車ブレーキ時の制動力を低下を防止してもよい。なお、異常判定制御は、駐車ブレーキを解除することなく実行することができるので、異常判定中に不用意に駐車ブレーキが解除されることがない。

次に、制御装置Ｃの異常判定手段による異常判定制御を実行するための制御フローの一例について、図４のフローチャートを参照して説明する。
図４を参照して、ステップＳ１で、タイマのカウントのリセット（ｔ＝０）及び異常判定フラグのリセット（異常判定フラグ＝０）を行なう。ステップＳ２で、ソレノイド２５に制御電流を供給し、ステップＳ３でタイマのカウントを加算する（ｔ＝ｔ＋１）。ステップＳ４で、ソレノイド２５の電流Ｉｓの時間変化率ｄＩｓ／ｄｔが所定の閾値以上か否かを判定し、閾値以上の場合、ステップＳ５で異常判定フラグを立てて（判定フラグ＝１）ステップＳ６へ進み、閾値未満の場合、直接、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、経過時間をカウントし、所定時間経過前の場合、ステップＳ２に戻り、所定時間が経過している場合、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ソレノイド２５への通電を停止してステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、異常判定フラグの有無を判断し、判定フラグありの場合（判定フラグ＝１）、ステップＳ９で駐車ブレーキ機構正常と判定し、判定フラグなしの場合（判定フラグ＝０）、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、警告灯、警告ブザー等の表示器による警告及び駐車中の駐車ブレーキの再作動を中止等の所定の異常処理を実行する。

次に、上述の異常判定制御の実行の時系列について図５のタイムチャートを参照して説明する。図５を参照して、異常判定制御の実行を開始し、時刻ｔ１でソレノイド２５の通電を開始すると共に、その電流の時間変化率ｄＩｓ／ｄｔを監視する。駐車ブレーキ機構２１が正常の場合、時刻ｔ２でプランジャ２９が移動し始め、これに伴いソレノイド２５の供給電流が変化する。そして、時刻ｔ３で電流の時間変化率ｄＩｓ／ｄｔが閾値に達して、異常判定フラグが立てられる。このとき、図５中に破線で示すように、プランジャ２９が移動しない場合には、電流の時間変化率ｄＩｓ／ｄｔが閾値に達せず、異常判定フラグは立てられない。その後、時刻ｔ４でソレノイド２５への通電を停止すると、プランジャ２５は、コイルバネのバネ力によって原位置へ戻されて時刻ｔ５で停止する。

なお、上記実施形態では、駐車ブレーキ作動中（図３（Ｃ）の状態）において、ソレノイド２５のプランジャ２９の移動を監視することによって異常判定制御を実行しているが、このほか、駐車ブレーキを作動させる際に（図３（Ａ）から（Ｂ）の状態に移行する際に）、プランジャ２９の移動を監視することよって異常判定制御を実行してもよい。

次に、本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態において、駐車ブレーキ機構の一部を変更したものであるから、上記第１実施形態のものに対して、同様の部分には同一の符号を用い、駐車ブレーキ機構の要部のみを図示して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図６に示すように、本実施形態の駐車ブレーキ機構では、係合爪２４は、通常は、コイルバネ３３のバネ力によってストッパ３２に当接して、爪部２８が爪車２２の爪２７から離脱した状態にあり、また、ソレノイドアクチュエータ３４（以下、ソレノイド３４という）のプランジャ３５は、戻しバネ３６のバネ力によって後退位置にあり、ソレノイド３４への通電によってプランジャ３５を突出させて係合爪２４をコイルバネ３３のバネ力に抗して回動させることにより、爪部２８が爪車２２の爪２７に係合するようになっている。そして、図６（Ｃ）に示すように、爪部２８が爪２７に係合し、戻しバネ３６のバネ力によってプランジャ３５が後退した状態において、係合爪２４とプランジャ３５と間には、所定の遊びＰが設けられている。

これにより、駐車ブレーキの作動状態、すなわち、係合爪２４の爪部２８が爪車２２の爪２７に係合した状態（図６（Ｃ）参照）において、遊びＰの範囲内で、係合爪２４を回動させることなく、プランジャ３５を軸方向に移動させることができる。したがって、この状態で、ソレノイド３４に通電して、プランジャ３５の移動を監視することにより、駐車ブレーキ機構２１の異常判定を行うことができる。

次に、本発明の第３実施形態について、図７を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図７に示すように、本実施形態に係る電動ディスクブレーキ３７は、回転−直動変換機構としてボール−ネジ機構３８を備えており、モータ３９のシャフト４０の回転をシャフト４０に取付けられたピニオン４１とボール−ねじ機構３８の回転部材４２に取付けられた平歯車４３との噛合いによって回転部材４２に減速して伝達するようになっている。そして、ボール−ネジ機構３８によって回転部材４２の回転運動をピストンとして機能する直動部材４４の直線運動に変換してブレーキパッド３Ａ、３ＢをディスクロータＤに押圧して制動力を発生させる。

電動ディスクブレーキ３７には、駐車ブレーキ機構４５が設けられている。駐車ブレーキ機構４５は、平歯車４３に円周方向に沿って複数の係合穴４６が設けられ、これらの係合穴４５の１つに係合ピン４７を挿入することによって平歯車４３の回転をロックするものである。係合ピン４７は、ソレノイドアクチュエータ４８（以下、ソレノイド４８という）のプランジャ４９の先端部に連結されている。そして、ソレノイド４８のプランジャ４９を突出させて、係合ピン４７を係合穴４６に挿入することにより、平歯車４３の回転をロックするようになっている。通常、プランジャ４９は、戻しバネ５０のバネ力によって後退位置にあり、ソレノイド４８への通電によって突出して係合ピン４７を係合穴４６の１つに挿入する。

図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、係合ピン４７とプランジャ４９との連結部には、軸方向に一定の遊びＰが設けられており、係合ピン４６が係合穴４５に挿入された状態で、遊びＰの範囲内において、プランジャ４９が進退動できるようになっている。

このように構成したことにより、制動状態において、係合穴４６に係合ピン４７を挿入して平歯車４３の回転をロックすることにより、ソレノイド４８への通電を停止しても、制動状態が保持されるので、駐車ブレーキ制御を実行することができる。

このとき、プランジャ４９と係合ピン４７との連結部に遊びＰが設けられているので、駐車ブレーキの作動状態、すなわち、係合穴４６に係合ピン４７を挿入した状態において（図８（Ｂ）、（Ｃ）参照）、遊びＰの範囲内で、係合ピン４７を移動させることなく、プランジャ４９を軸方向に移動させることができる。これにより、ソレノイド４８に通電してプランジャ４９の移動を監視し、プランジャ４９が移動するか否かによって駐車ブレーキ機構４５の正常、異常を判定することができる。

次に、本発明の第４実施形態について、図９乃至図１１を参照して説明する。なお、本実施形態は、図１乃至図５に示す第１実施形態に対して、駐車ブレーキ機構及び制御装置Ｃによる駐車ブレーキ制御が異なるので、同様部分には同一の符号を用い、駐車ブレーキ機構の要部のみを図示して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る電動ディスクブレーキでは、駐車ブレーキ機構５１は、互いに係合する爪車２２の爪２７及び係合爪２４の爪部２８の先端部に、それぞれ爪車２２の接線方向に沿って突出する突出部２７Ａ、２８Ａが形成されている。そして、図９（Ｃ）に示すように、爪２７と爪部２８との係合部、すなわち、突出部２７Ａ、２７Ｂ間には、爪車２２の径方向の遊びＰが設けられている。これにより、図９（Ｄ）に示すように、爪２７と爪部２８とが係合した状態で、電動モータ１６によって爪車２２を制動方向に僅かに回転させて、爪車２２から係合爪２４に作用する荷重を解放することにより、係合爪２４を遊びＰの範囲内で回動させることができる。一方、係合爪２４とソレノイド２５のプランジャ２９との連結部には遊びが設けられていない。

このように構成したことにより、次のようにして駐車ブレーキ機構の異常判定を実行することができる。
図９（Ｃ）に示す駐車ブレーキの作動状態、すなわち、爪車２２の爪２７と爪部２８とが係合した状態において、電動モータ１６によって爪車２２を制動方向に僅かに回転させて、爪車２２から係合爪２４に作用する荷重を解放する。このとき、爪車２２の回転角度は、爪２７と爪部２８との係合が解除されない程度とする（図９（Ｄ）参照）。この状態では、係合爪２４は、遊びＰの範囲内で回動することができるので、ソレノイド２５に通電してプランジャ２９の移動を監視し、プランジャ２９が移動するか否かによって駐車ブレーキ機構４５の正常、異常を判定することができる。

次に、制御装置Ｃの異常判定手段による異常判定制御を実行するための制御フローの一例について、図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の制御フローは、ブレーキキャリパ本体の異常判定、上述のリクランプ動作の要否判定及び駐車ブレーキ機構の異常判定を含んでいる。

図１０を参照して、ステップＳ１０１で、タイマのカウントのリセット（ｔ＝０）する。ステップＳ１０２で、電動モータ１６を制動方向に回転させる。ステップＳ１０３でタイマのカウントを加算する（ｔ＝ｔ＋１）。ステップＳ１０４で、電動モータ１６の通電電流Ｉｍを監視し、通電電流Ｉｍが所定電流未満か否かを判断する。通電電流Ｉｍが所定電流未満の場合、リクランプ動作が必要と判断してステップＳ１０５へ進み、所定電流以上の場合、リクランプ動作不要と判断して本ルーチンを終了する。このとき、電動モータ１６の通電電流Ｉｍを監視することにより、電動モータ１６の負荷、すなわち、制動力を検知することができるので、リクランプ動作の要不要を判定することができる。

そして、ステップＳ１０５で、電動モータ１６の回転角ΔＰｍを監視し、回転角ΔＰｍが爪車２２の爪２７と係合爪２４の爪部２８との係合を解除しない所定値に達したか否かを判断する。電動モータ１６の回転角ΔＰｍが所定値に達した場合、ステップ１０６へ進み、電動モータ１６の回転位置を保持し、それ以降は、図１０中に破線で囲んだ駐車ブレーキ機構の異常判定ルーチン（ａ）を実行する。また、電動モータ１６の回転角ΔＰｍが所定値に達しない場合、ステップＳ１０７乃至Ｓ１１０のブレーキキャリパ本体の異常判定ルーチンを実行する。

駐車ブレーキ機構の異常判定ルーチン（ａ）は、上記第１実施形態の図４に示す制御フローに対して、ステップＳ１０´が追加されていること以外は同様であるから、同様の部分には同様の符号を用いてその説明を省略する。駐車ブレーキ機構の異常判定ルーチン（ａ）では、ステップＳ８で異常判定フラグの有無を判断し、判定フラグなしの場合（判定フラグ＝０）、ステップＳ１０へ進む前に、ステップＳ１０´で電動モータ１６への通電を停止して通常の駐車ブレーキ作動状態に戻してステップＳ１０へ進む。

一方、ステップＳ１０５で電動モータ１６の回転角ΔＰｍが所定値に達しない場合は、ステップＳ１０７で、経過時間をカウントし、所定時間が経過している場合、電動モータ１６が異常であると判断してステップＳ１０８へ進み、電動モータ１６への通電を停止し、ステップＳ１０９で、警告灯、警告ブザー等の表示器による警告等のブレーキの異常処理を実行する。このとき、所定時間の経過に対する電動モータ１６の回転が不充分であることをもって、電動モータ１６が異常であると判断している。

ステップＳ１０７で所定時間経過前の場合、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、電動モータ１６の通電電流Ｉｍの変化ｄＩｍに対する電動モータ１６の回転位置Ｐｍの変化ｄＰｍの値（ｄＩｍ／ｄＰｍ）を計算し、この値ｄＩｍ／ｄＰｍが所定値を超える場合、ブレーキキャリパ本体に何らかの異常があると判断して、ステップＳ１０８へ進み、電動モータ１６への通電を停止し、ステップＳ１０９で、上述のブレーキの異常処理を実行する。また、値ｄＩｍ／ｄＰｍが所定値を超えていない場合、ブレーキキャリパ本体は正常であると判断してステップＳ１０２へ戻り、タイマのカウントを続行する。

これにより、リクランプ動作を実行する前に、リクランプ動作の要否及び駐車ブレーキ機構の異常判定を行なうので、駐車ブレーキ機構の故障時にリクランプ動作を実行して不用意に駐車ブレーキが解除されるのを防止することができる。

なお、上記制御フローでは、電動モータ１６の通電電流及び回転位置に基づいて、ブレーキの異常及びリクランプ動作の要否を判定しているが、制動力を直接検出する手段を設けることにより、これによって直接検出した制動力に基づいてブレーキの異常判定及びリクランプ制御の要否の判定を行なうようにしてもよい。

次に、上述の異常判定制御の実行の時系列について、図１１のタイムチャートを参照して説明する。図１１を参照して、異常判定制御の実行を開始し、時刻Ｔ１で、電動モータ１６への通電を開始し、通電電流Ｉｍ及び電動モータ１６の回転位置Ｐｍを監視し、通電電流Ｉｍの変化ｄＩｍに対する電動モータ１６の回転位置Ｐｍの変化ｄＰｍの値（ｄＩｍ／ｄＰｍ）を計算する。時刻Ｔ２で、爪車２２の制動方向への回転により、爪車２２から係合爪２４に作用する荷重が解放されて、圧縮バネ３０のバネ力によって係合爪２４が遊びＰの範囲内で回動してプランジャ２９が移動する。時刻Ｔ３で電動モータ１６の回転位置Ｐｍが所定位置に達して、その位置が保持される。

時刻Ｔ４でソレノイド２５の通電を開始すると共に、その電流の時間変化率ｄＩｓ／ｄｔを監視する。駐車ブレーキ機構２１が正常の場合、時刻Ｔ５でプランジャ２９が移動し始め、これに伴いソレノイド２５の通電電流が変化する。そして、時刻Ｔ６で電流の時間変化率ｄＩｓ／ｄｔが閾値に達して、異常判定フラグが立てられる。このとき、図１１中に破線で示すように、プランジャ２９が移動しない場合には、電流の時間変化率ｄＩｓ／ｄｔが閾値に達せず、異常判定フラグは立てられない。

その後、時刻Ｔ７で電動モータ１６への通電を停止し、時刻Ｔ８でソレノイド２５への通電を停止する。このとき、電動モータ１６の停止により、ブレーキパッド３Ａ、３Ｂの反力による荷重が爪車２２から係合爪２４に作用しているので、係合爪２４及びプランジャ２９の位置は保持されることになる。

次に、上記第５実施形態について、図１２を参照して説明する。本実施形態は、図９乃至図１１に示す第４実施形態に対して、電動ディスクブレーキ本体として、図７に示すものを用い、更に、その駐車ブレーキ機構に変更を加えたものであるから、これらのものと同様の部分には同一の符号を用い、図１２に駐車ブレーキ機構の要部のみを示して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図１２に示すように、本実施形態の電動ディスクブレーキでは、駐車ブレーキ機構５２は、平歯車４３に円周方向に沿って複数の係合孔５２が貫通され、これらの係合孔５２の１つに係合ピン５３を貫通することによって平歯車４３の回転をロックするものである。係合ピン５３は、ソレノイド４８のプランジャの先端部に一体に連結されている。そして、ソレノイド４８のプランジャ４９を突出させて、係合ピン５３を係合孔５２に挿入することにより、平歯車４３の回転をロックするようになっている。通常、プランジャ４９は、戻しバネ５０のバネ力によって後退位置にあり、ソレノイド４８への通電によって突出して係合ピン５３を係合孔５２の１つに挿入する。

係合ピン５３の先端部には、大径のフランジ部５３Ａが形成されている。フランジ部５３Ａは、係合孔５２よりも小径で、これに挿入することができる。係合ピン５３は、係合孔５２を貫通して先端部がストッパ５４に当接する位置（図１２（Ｂ）参照）と、フランジ部５３Ａの端部が係合孔５２の縁部に当接する位置（図１２（Ｃ）参照）との間に軸方向の遊びＰが設けられており、係合孔５２を貫通した状態でこの遊びＰの範囲内において
移動可能となっている。

このように構成したことにより、制動状態において、係合孔５２に係合ピン５３を挿入して平歯車４３の回転をロックすることにより、ソレノイド４８への通電を停止しても、制動状態が保持されるので、駐車ブレーキ制御を実行することができる。

そして、次のようにして駐車ブレーキ機構の異常判定を実行することができる。図１２（Ｂ）に示す駐車ブレーキの作動状態、すなわち、係合ピン５３を平歯車４３の係合孔５２に挿入した状態において、電動モータ３９によって平歯車４３を制動方向に僅かに回転させて、平歯車４３から係合ピン５３に作用する荷重を解放する。このとき、平歯車４３の回転角度は、係合ピン５３のフランジ部５３Ａの端部と係合孔５２の縁部とが当接可能な程度とする（図１２（Ｃ）参照）。この状態では、係合ピン５３は、遊びＰの範囲内で軸方向に進退動することができるので、ソレノイド４８に通電してプランジャ４９の移動を監視し、プランジャ４９が移動するか否かによって駐車ブレーキ機構５２の正常、異常を判定することができる。
なお、プランジャ４９が移動するか否かは、図１２に示すポテンショメータ（位置センサ）により移動位置を検出することで判定を行ってもよい。

本発明の第１実施形態に係る電動ディスクブレーキを示す図２のＡ−Ａ線による縦断面図である。 図１に示す電動ディスクブレーキの縦断面図である。 図１に示す電動ディスクブレーキの駐車ブレーキ機構の作動状態を示す概略図である。 図１に示す電動ディスクブレーキの駐車ブレーキ機構の異常判定制御に用いるフローチャートである。 図１に示す電動ディスクブレーキの駐車ブレーキ機構の異常判定制御のタイムチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電動ディスクブレーキの駐車ブレーキ機構の作動状態を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係る電動ディスクブレーキの概略構成を示す縦断面図である。 図７に示す電動ディスクブレーキの駐車ブレーキ機構の作動状態を示す概略図である。 本発明の第４実施形態に係る電動ディスクブレーキの駐車ブレーキ機構の作動状態を示す概略図である。 本発明の第４実施形態に係る電動ディスクブレーキの異常判定制御に用いるフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る電動ディスクブレーキの異常判定制御のタイムチャートである。 本発明の第５実施形態に係る電動ディスクブレーキの駐車ブレーキ機構の作動状態を示す概略図である。

符号の説明

１ 電動ディスクブレーキ、３Ａ、３Ｂ ブレーキパッド、９ピストン、１６ 電動モータ、２１ 駐車ブレーキ機構、２２ 爪車（ロック機構）、２４ 係合爪（ロック機構）、２５ ソレノイドアクチュエータ（ソレノイド）、２９ プランジャ、Ｃ 制御装置（異常判定手段）、Ｄ ディスクロータ

Claims (20)

1. モータの回転運動を直線運動に変換してピストンを推進し、該ピストンによりブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生する電動ディスクブレーキにおいて、
   ソレノイドによってプランジャを移動させ、ロック機構を作動させて制動力を保持する駐車ブレーキ機構及び前記ソレノイドを制御する制御装置を備え、
   前記駐車ブレーキ機構は、前記ロック機構の少なくともロック中において前記プランジャがその作動方向に移動可能となっており、前記制御装置は、前記ロック機構のロック中に、前記プランジャを移動させるように前記ソレノイドへ通電することで前記駐車ブレーキ機構が異常か否かを判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
2. 前記異常判定手段は、前記プランジャの移動状態に基づいて前記ソレノイドの異常を判定することを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
3. 前記プランジャの移動状態は、前記ソレノイドの供給電流に基づいて検出することを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
4. 前記ソレノイドへの供給電流が前記プランジャの移動によって低下したとき、前記ソレノイドは正常と判定し、前記ソレノイドへの供給電流が所定時間継続して上昇したとき、前記ソレノイドは異常と判定することを特徴とする請求項３に記載の電動ディスクブレーキ。
5. 前記プランジャの移動状態は、該プランジャの位置に基づいて検出することを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
6. 前記プランジャの移動状態は、前記ソレノイドのインダクタンスの変化に基づいて検出することを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
7. 前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧する方向に前記モータを回転させて、該モータが異常か否かを判定するモータ異常判定手段を備えてい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ディスクブレーキ。
8. 前記異常判定手段によって前記駐車ブレーキ機構の異常が判定されたとき、前記駐車ブレーキ機構の作動中に前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの押圧を追加するリクランプ動作を禁止することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
9. 車両の複数の車輪に当該電動ディスクブレーキが装着されている場合において、一の車輪に対してリクランプ動作が禁止されたとき、他の車輪に対するリクランプ動作の前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの押圧力を増大させることを特徴とする請求項８に記載の電動ディスクブレーキ。
10. モータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構と、該変換機構の直線運動により推進されるピストンと、該ピストンの推進によりディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、該ブレーキパッドの押圧により発生する制動力をロック機構により保持する駐車ブレーキ機構と、該駐車ブレーキ機構及び前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記駐車ブレーキ機構は前記ロック機構を作動させるプランジャを移動するためのソレノイドを有する電動ディスクブレーキであって、
    前記駐車ブレーキ機構は、前記ロック機構のロック状態が解除されない所定範囲で前記プランジャがその作動方向に移動可能となっており、前記制御装置は、前記ロック機構によるロック状態において、前記プランジャを前記所定範囲で移動させようとしたとき、前記プランジャの移動状態に基づいて前記駐車ブレーキ機構の異常を判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
11. 前記プランジャの移動状態は、前記ソレノイドの供給電流に基づいて検出することを特徴とする請求項１０に記載の電動ディスクブレーキ。
12. 前記プランジャの移動状態は、前記ソレノイドのインダクタンスの変化に基づいて検出することを特徴とする請求項１０に記載の電動ディスクブレーキ。
13. 前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧する方向に前記モータを回転させて、該モータが異常か否かを判定するモータ異常判定手段を備えていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
14. 前記異常判定手段によって前記駐車ブレーキ機構の異常が判定されたとき、前記駐車ブレーキ機構の作動中に前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの押圧を追加するリクランプ動作を禁止することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
15. モータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構と、該変換機構の直線運動により推進されるピストンと、該ピストンの推進によりディスクロータに押圧されるブレーキパッドと、該ブレーキパッドの押圧により発生する制動力を保持する駐車ブレーキ機構と、該駐車ブレーキ機構及び前記モータを制御する制御装置と、を備え、
    前記駐車ブレーキ機構は、前記モータの回転に伴って回転する爪車と、該爪車の複数の爪のいずれかと係合して前記爪車の回転を阻止する係合爪と、該係合爪を前記爪車のいずれかの爪に係合するように作動するプランジャと、該プランジャを移動するためのソレノイドと、を有する電動ディスクブレーキであって、
    前記駐車ブレーキ機構は、前記係合爪を前記爪車のいずれかの爪に係合した状態で前記プランジャがその作動方向に移動可能となっており、前記制御装置は、前記係合爪を前記爪車のいずれかの爪に係合した状態で前記ソレノイドへ通電し、前記プランジャが移動しないことを検知したときに前記駐車ブレーキ機構の異常と判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
16. 前記異常判定手段は、前記ソレノイドへの供給電流が前記プランジャの移動によって低下したとき、前記ソレノイドは正常と判定し、前記ソレノイドへの供給電流が所定時間継続して上昇したとき、前記ソレノイドは異常と判定することを特徴とする請求項１５に記載の電動ディスクブレーキ。
17. 前記プランジャと前記係合爪との間に、前記プランジャをその作動方向に移動可能とする遊びが設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電動ディスクブレーキ。
18. 前記係合爪と前記爪車のいずれかの爪との間に、前記プランジャをその作動方向に移動可能とする遊びが設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電動ディスクブレーキ。
19. 前記制御装置が前記プランジャを移動させるとき、前記モータによって前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧させる方向に前記爪車に回転力を付与し、前記係合爪と前記爪との係合を維持した状態で、これらの間に作用する荷重を解放することを特徴とする請求項１８に記載の電動ディスクブレーキ。
20. 前記モータによって前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧させる方向に前記爪車に回転力を付与する際、前記モータが異常か否かを判定するモータ異常判定手段を備えていることを特徴とする請求項１９に記載の電動ディスクブレーキ。

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