(57)【要約】【課題】アクチュエータが作動不能となる前に異常を検知して利用者に通知可能な電動アクチュエータ、及びそれを用いたパーキングブレーキを提供する。【解決手段】電動アクチュエータ１は、駆動モータ１０と、ボールねじ２２と、コントローラ８０とを備える。ボールねじ２２は、直線運動を行なうボールねじ軸２４を含む。ボールねじ軸２４は、直線駆動力に変換された駆動モータ１０の駆動力を受け、軸方向に移動することによってパーキングブレーキのブレーキケーブルを操作するように構成される。コントローラ８０は、駆動モータ１０に目標電流値ＩＴが与えられている場合に、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖａよりも低いときに警告を出力する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータと、
前記駆動モータによる回転運動を直線運動に変換するように構成された運動変換機構とを備え、
前記運動変換機構は、前記直線運動を行なう軸部材を含み、
前記軸部材は、直線駆動力に変換された前記駆動モータの駆動力を受け、前記軸部材の軸方向に移動するように構成され、さらに、
前記駆動モータに所定の目標電流が与えられている場合に、前記軸部材の移動速度が規定速度よりも遅いときに警告を出力するコントローラを備える、電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記コントローラは、前記駆動モータに前記目標電流が与えられている場合に、前記移動速度が前記規定速度以上のときは第１の処理を実行し、前記移動速度が前記規定速度よりも遅いときは前記第１の処理と異なる第２の処理を実行する、請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記駆動モータから前記運動変換機構へ駆動力を伝達するように構成された伝達ギヤ機構と、
前記運動変換機構の駆動を防止するように構成されたロック部材とをさらに備え、
前記伝達ギヤ機構は、周方向に複数の係合部が形成されたギヤを含み、
前記ロック部材は、前記複数の係合部の１つに係合する第１位置と、前記ギヤから離れた第２位置との間で移動可能に構成され、
前記第１の処理は、前記ロック部材を前記第２位置から前記第１位置へ移動させるロック処理を含み、
前記第２の処理は、前記第１の処理の実行時よりも前記駆動モータの駆動力を低下させた状態で前記ロック処理を実行する処理を含む、請求項２に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記コントローラは、前記駆動モータに前記目標電流が与えられている場合に、前記移動速度が前記規定速度よりも遅いとき、前記駆動モータの劣化又は異常が生じているものと判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動アクチュエータによって作動するように構成されたパーキングブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アクチュエータ及びパーキングブレーキに関し、特に、駆動モータと、駆動モータによる回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを備える電動アクチュエータ、及びそれを用いたパーキングブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等に用いられる各種アクチュエータについて電動化が進み、たとえば、自動車のパーキングブレーキ等においても、モータの駆動力を用いてパーキングブレーキ操作を行なうシステムが開発されている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、駆動モータと、駆動モータによる回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを備える電動アクチュエータが知られている。
【０００３】
特開２０１２−１１８７７号公報（特許文献１）には、このような電動アクチュエータを用いたパーキングブレーキの故障診断装置が記載されている。この故障診断装置においては、パーキングブレーキのケーブル張力の変化量が一定以下の場合に、駆動モータの拘束、駆動モータ側の断線、モータ駆動回路を構成するスイッチング素子の短絡等の可能性が診断される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の故障診断装置は、故障が発生してパーキングブレーキのケーブル張力の変化量が一定以下となった場合に、故障原因を特定する故障診断が行なわれる。すなわち、上記の故障診断装置は、故障が発生してから故障診断を行なうものであり、故障診断時は、アクチュエータが既に作動不能となっている。アクチュエータが作動不能となると、たとえば、パーキングブレーキを解除できないといった事態も生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、アクチュエータが作動不能となる前に異常を検知して利用者に通知可能な電動アクチュエータ、及びそれを用いたパーキングブレーキを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従う電動アクチュエータは、駆動モータと、運動変換機構と、コントローラとを備える。運動変換機構は、駆動モータによる回転運動を直線運動に変換するように構成される。運動変換機構は、直線運動を行なう軸部材を含む。軸部材は、直線駆動力に変換された駆動モータの駆動力を受け、当該軸部材の軸方向に移動するように構成される。コントローラは、駆動モータに所定の目標電流が与えられている場合に、軸部材の移動速度が規定速度よりも遅いときに警告を出力する。
【０００８】
この電動アクチュエータにおいては、駆動モータに所定の目標電流が与えられている場合に、軸部材の移動速度が規定速度よりも遅いときは、駆動モータの劣化又は何らかの異常（たとえば、ブラシの摩耗によるトルクむら、機械体の摩耗等による推力の低下、モータコイルが高温になることによるトルク低下等）が生じたことにより駆動力が低下したものと判断して、警告が出力される。すなわち、この電動アクチュエータでは、軸部材が作動している間に駆動モータの劣化又は異常が検知され、警告が出力される。したがって、この電動アクチュエータによれば、アクチュエータが作動不能となる前に異常を検知して利用者に通知することができる。
【０００９】
好ましくは、コントローラは、駆動モータに目標電流が与えられている場合に、移動速度が規定速度以上のときは第１の処理を実行し、移動速度が規定速度よりも遅いときは第１の処理と異なる第２の処理を実行する。
【００１０】
さらに好ましくは、電動アクチュエータは、伝達ギヤ機構と、ロック部材とをさらに備える。伝達ギヤ機構は、駆動モータから運動変換機構へ駆動力を伝達するように構成される。ロック部材は、運動変換機構の駆動を防止するように構成される。伝達ギヤ機構は、周方向に複数の係合部が形成されたギヤを含む。ロック部材は、複数の係合部の１つに係合する第１位置と、ギヤから離れた第２位置との間で移動可能に構成される。第１の処理は、ロック部材を第２位置から第１位置へ移動させるロック処理を含む。第２の処理は、第１の処理の実行時よりも駆動モータの駆動力を低下させた状態でロック処理を実行する処理を含む。
【００１１】
好ましくは、コントローラは、駆動モータに目標電流が与えられている場合に、移動速度が規定速度よりも遅いとき、駆動モータの劣化又は異常が生じているものと判定する。
【００１２】
また、本発明に従うパーキングブレーキは、上述した電動アクチュエータによって作動するように構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アクチュエータが作動不能となる前に異常を検知して利用者に通知可能な電動アクチュエータ及びパーキングブレーキを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に従う電動アクチュエータの外観斜視図である。
【図２】図１に示す電動アクチュエータの縦断面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ線に沿った矢視断面図である。
【図４】図２のＺ−Ｚ線に沿った矢視断面図である。
【図５】ロック部材が第２位置に位置しているときの電動アクチュエータの断面図である。
【図６】電動アクチュエータが備えるコントローラとその周辺構成とを示すブロック図である。
【図７】コントローラにより実行されるパーキングブレーキ処理の手順の一例を示す第１のフローチャートである。
【図８】コントローラにより実行されるパーキングブレーキ処理の手順の一例を示す第２のフローチャートである。
【図９】図７のステップＳ１８において実行されるロック処理の手順の一例を示す第１のフローチャートである。
【図１０】図７のステップＳ１８において実行されるロック処理の手順の一例を示す第２のフローチャートである。
【図１１】正常時におけるストローク位置と、マイクロスイッチの出力信号と、ロックモータの回転状態との時間変化の一例を示す図である。
【図１２】縮退作動時におけるストローク位置と、マイクロスイッチの出力信号と、ロックモータの回転状態との時間変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１６】
＜電動アクチュエータの構成＞
図１及び図２を用いて、本発明の実施の形態に従う電動アクチュエータの構成について説明する。なお、本実施の形態では、電動アクチュエータが車両のパーキングブレーキに適用される場合について説明されるが、本発明に従う電動アクチュエータの適用は、パーキングブレーキに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に従う電動アクチュエータ１の外観斜視図である。図２は、図１に示す電動アクチュエータ１の縦断面図である。なお、図１では、電動アクチュエータ１の内部構成が分かりやすいように、ケースの一部及び一部の部品の図示が省略されている。
【００１８】
図１及び図２を参照して、電動アクチュエータ１は、駆動力を発生させる駆動部２と、駆動部２による回転運動を直線運動に変換する運動変換機構３と、駆動部２から運動変換機構３へ駆動力を伝達する伝達ギヤ機構４と、運動変換機構３を支持する運動変換機構支持部５と、運動変換機構３の駆動を防止するロック機構７とを備える。
【００１９】
電動アクチュエータ１を構成する上記各部は、電動アクチュエータ１のケース内に収容されている。電動アクチュエータ１は、さらに、後述するコントローラを備える。以下、電動アクチュエータ１を構成する各部の詳細な構成について説明する。
【００２０】
駆動部２は、運動変換機構３を駆動させる駆動モータ（ＤＣモータ）１０と、駆動モータ１０の出力に対して減速してトルクを増加させる減速ギヤ機構１６とを含む。駆動モータ１０は、ケースの内周面との接触によって支持される。減速ギヤ機構１６の詳細な構成については後述する。
【００２１】
運動変換機構３は、ボールねじ２２で構成される。ボールねじ２２は、回転体としてのボールねじナット２３と、直線運動する軸部材であるボールねじ軸２４と、多数のボール２５と、循環部材としてのこま２６とを含む。ボールねじナット２３の内周面とボールねじ軸２４の外周面とには、それぞれ螺旋状溝２３ａ，２４ａが形成されている。そして、螺旋状溝２３ａ，２４ａの間にボール２５が充填され、こま２６が組み込まれ、これにより２列のボール２５が循環する。
【００２２】
ボールねじナット２３は、駆動モータ１０からの駆動力を受けて正方向又は逆方向に回転する。一方、ボールねじ軸２４は、その後端部（図２の右端部）に設けられる回転規制部材２７によって回転が規制される。このため、ボールねじナット２３が回転すると、ボール２５が螺旋状溝２３ａ，２４ａ及びこま２６に沿って循環し、ボールねじ軸２４が軸方向に進退する。
【００２３】
なお、図２では、ボールねじ軸２４が初期位置（ボールねじ軸２４が最も後退した位置）に配置された状態が示されている。ボールねじ軸２４は、駆動モータ１０の出力軸１０ａと平行に配置されており、駆動モータ１０による回転運動は、ボールねじ軸２４によって出力軸１０ａと平行な軸方向の直線運動に変換される。
【００２４】
ボールねじ軸２４の前進方向の先端部（図２の左端部）は、操作対象の部材を操作する操作部（アクチュエータヘッド）６として機能する。車両のパーキングブレーキに適用されるこの電動アクチュエータ１では、駆動モータ１０の駆動により、操作部６（ボールねじ軸２４）は、ブレーキオフ位置からブレーキオン位置まで移動し、所望のブレーキ荷重でブレーキケーブル（図示せず）を引くように作動する。
【００２５】
伝達ギヤ機構４は、駆動モータ１０からボールねじ２２へ駆動力を伝達する。伝達ギヤ機構４は、駆動側のドライブギヤ３０と、これと噛み合う被駆動側のドリブンギヤ３１とを有する。
【００２６】
ドライブギヤ３０の回転中心部には、ギヤボス３２が圧入嵌合されている。ドライブギヤ３０は、このギヤボス３２を介して２つの転がり軸受３３，３４によって回転可能に支持される。一方、ドリブンギヤ３１は、ボールねじナット２３の外周面に圧入嵌合され固定されている。駆動モータ１０からの駆動力が減速ギヤ機構１６を介してドライブギヤ３０に伝達されると、ドリブンギヤ３１とボールねじナット２３とが一体的に回転し、ボールねじ軸２４が進退する。
【００２７】
電動アクチュエータ１は、ボールねじ軸２４のストロークを検出するためのストロークセンサ７０をさらに備える（図１）。ストロークセンサ７０は、ケースの内面に取り付けられる。ボールねじ軸２４の外周面には、センサターゲットとしての永久磁石７３が取り付けられている（図２）。永久磁石７３は、周方向の一部で切り離された円筒状の弾性部材７４を介してボールねじ軸２４に取り付けられている。ボールねじ軸２４が進退すると、ストロークセンサ７０に対する永久磁石７３の位置が変化し、これに伴なって変化する磁力線の向きをストロークセンサ７０により検出することで、ボールねじ軸２４の軸方向位置を把握することができる。
【００２８】
運動変換機構支持部５は、運動変換機構３のボールねじ２２を支持する。運動変換機構支持部５は、外輪４２と内輪４３とこれらの間に介在する複列のボール４４とを主要な構成要素とする、背面合わせの複列アンギュラ玉軸受で構成される。
【００２９】
運動変換機構支持部５は、ケースに固定されている。運動変換機構支持部５は、ボールねじナット２３の外周面に対してドリブンギヤ３１よりもボールねじ軸２４の後端側（図２の右側）に圧入嵌合されて固定される。ボールねじナット２３の外周面に固定される運動変換機構支持部５とドリブンギヤ３１とは、ボールねじナット２３のドリブンギヤ３１側に設けられた規制突起２３ｂと、運動変換機構支持部５側に装着された規制部材４７とによって軸方向の移動が規制される。
【００３０】
減速ギヤ機構１６は、複数の歯車等から成る遊星歯車減速機構によって構成される。減速ギヤ機構１６は、リングギヤ５５と、サンギヤ５６と、複数の遊星ギヤ５７と、遊星ギヤキャリア５８とを含む。
【００３１】
リングギヤ５５は、ケースに固定されている。リングギヤ５５の中央にサンギヤ５６が配置され、サンギヤ５６には駆動モータ１０の出力軸１０ａが圧入嵌合される。また、リングギヤ５５とサンギヤ５６との間には、各遊星ギヤ５７がリングギヤ５５及びサンギヤ５６と噛み合うように配置されている。各遊星ギヤ５７は、遊星ギヤキャリア５８によって回転可能に支持されている。遊星ギヤキャリア５８は、その中央部に円筒部５８ａを有し、円筒部５８ａは、ギヤボス３２の外周面と転がり軸受３３の内周面との間に圧入嵌合されている。
【００３２】
上記の如く構成された減速ギヤ機構１６では、駆動モータ１０が回転駆動すると、駆動モータ１０の出力軸１０ａに連結されたサンギヤ５６が回転し、これに伴なって各遊星ギヤ５７が自転しながらリングギヤ５５に沿って公転する。遊星ギヤ５７の公転運動により遊星ギヤキャリア５８が回転する。これにより、駆動モータ１０の回転が減速されてドライブギヤ３０に伝達され、回転トルクが増加する。減速ギヤ機構１６を介して駆動力が伝達されることで、ボールねじ軸２４の出力が大きく得られるようになり、駆動モータ１０の小型化を図ることが可能である。
【００３３】
＜ロック機構の構成＞
図１〜図４に基づいて、ロック機構７について説明する。図３は、図２のＹ−Ｙ線に沿った矢視断面図である。図４は、図２のＺ−Ｚ線に沿った矢視断面図である。図３，４とともに図１，２も参照して、ロック機構７は、ロック部材６０と、滑りねじナット６１と、滑りねじ軸６２と、ロックモータ（ＤＣモータ）６４とを含む。
【００３４】
ロック部材６０は、滑りねじナット６１に対してボルトにより締結される。ロックモータ６４は、ケースに固定される。ロックモータ６４の出力軸６４ａは、滑りねじ軸６２に取り付けられる。ロック部材６０が取り付けられた滑りねじナット６１は、滑りねじ軸６２に対して螺合する。これにより、ロックモータ６４を駆動することによって、ロック部材６０は、滑りねじ軸６２の軸方向に沿って移動する。
【００３５】
ロック部材６０が前進する方向（図３の左側）には、ドライブギヤ３０が配置されている。ドライブギヤ３０には、ロック部材６０の先端部６０ａが係合可能な係合孔３０ａが形成されている。図４に示されるように、係合孔３０ａは、ドライブギヤ３０の周方向に渡って複数設けられている。ロック部材６０の先端部６０ａがこれらの係合孔３０ａのうちのいずれかに係合することにより、ドライブギヤ３０の回転が規制される。また、各係合孔３０ａの入口部には傾斜面３０ｂが形成されており、この傾斜面３０ｂに沿ってロック部材６０の先端部６０ａが係合孔３０ａにスムーズに挿入される。
【００３６】
電動アクチュエータ１は、ロック状態か否かを把握するためにロック部材６０の進退位置を検知するマイクロスイッチ６９をさらに備える（図３）。マイクロスイッチ６９は、板バネ等の弾性部材で構成された接触子６９ａを有している。ロック部材６０が前進する際、ロック部材６０が接触子６９ａを押すことにより、マイクロスイッチ６９は、ロック状態であることを示すオン信号を出力する。ロック部材６０が後退し、接触子６９ａを押さなくなると、マイクロスイッチ６９は、ロック解除状態であることを示すオフ信号を出力する。
【００３７】
図３には、ロック部材６０が第１位置に位置しているときの断面図が示されている。第１位置とは、ロック部材６０の先端部６０ａがドライブギヤ３０の係合孔３０ａに完全に係合しているときのロック部材６０の位置である。ロック部材６０が第１位置に位置しているときにロックモータ６４を逆回転（ロック部材６０を後退させる方向に回転）させると、これに伴なって滑りねじ軸６２が回転する。滑りねじ軸６２が回転すると、滑りねじナット６１が後退し、これと一体的にロック部材６０も後退する。これにより、ロック部材６０の先端部６０ａがドライブギヤ３０の係合孔３０ａから離脱し、ロック部材６０がドライブギヤ３０から離れた第２位置に位置するロック解除状態となる。
【００３８】
図５は、ロック部材６０が第２位置に位置しているときの電動アクチュエータ１の断面図である。ロック部材６０は、図３に示す第１位置と、図５に示す第２位置との間で移動可能である。図５に示されるように、ロック部材６０が第２位置に位置しているときは、ロック部材６０が接触子６９ａを押していないので、マイクロスイッチ６９はオフ信号を出力する。
【００３９】
ロック部材６０が第２位置に位置しているときにロックモータ６４を正回転させると、ロック部材６０が前進する。ロック部材６０が前進すると、ロック部材６０の先端部６０ａの一部分がドライブギヤ３０の係合孔３０ａに係合（挿入）する。
【００４０】
なお、ロック部材６０は、ドライブギヤ３０に形成された凹部（たとえば歯間）に係合されるようにしてもよい。但し、ドライブギヤ３０の係合部を、ドライブギヤ３０の歯間ではなく、軸方向と交差する側面に設けられた係合孔３０ａとすることで、歯面に摩耗や変形が生じるのを回避することができる。
【００４１】
＜コントローラの構成＞
この実施の形態では、電動アクチュエータ１が作動不能となる前に異常を検知して利用者（車両の運転者）に警告が通知される。そして、その後は、電動アクチュエータ１の出力を制限しつつ電動アクチュエータ１を作動させる（縮退作動）。具体的には、駆動モータ１０の駆動力を低下させた状態で電動アクチュエータ１を作動させる。これらの機能は、以下に説明するコントローラによって実現される。
【００４２】
図６は、電動アクチュエータ１が備えるコントローラとその周辺構成とを示す機能ブロック図である。コントローラ８０は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）とによって構成される（いずれも図示せず）。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、コントローラ８０の処理方法が記されたプログラムである。
【００４３】
図６を参照して、コントローラ８０は、加算器８２と、ストローク制御部８４と、速度算出部８６と、ロック制御部８８と、モータ診断部９０とを含む。
【００４４】
コントローラ８０は、上位の制御ユニット（たとえば、車両のＥＣＵ（Electronic  Control  Unit））から、駆動モータ１０へ出力する電流の目標を示す目標電流値ＩＴ又はパーキングブレーキ作動指令を受ける。目標電流値ＩＴ、又はパーキングブレーキ作動指令の場合は設定された目標電流値ＩＴがコントローラ８０に送られると、コントローラ８０のストローク制御部８４から駆動モータ１０へ制御信号が送られる。制御信号を受け取った駆動モータ１０は、回転駆動を開始し、この駆動力が減速ギヤ機構１６、ドライブギヤ３０、ドリブンギヤ３１、ボールねじナット２３を介してボールねじ軸２４に伝達されて、ボールねじ軸２４が前進する。これにより、ボールねじ軸２４先端の操作部６によってパーキングブレーキのブレーキケーブルが操作される。
【００４５】
このとき、ストロークセンサ７０によってボールねじ軸２４のストローク位置（軸方向位置）が検出される。ストローク制御部８４は、ストローク位置に応じて、駆動モータ１０へ出力する電流を調整する。たとえば、ストローク制御部８４は、ストローク位置が所定位置Ｌｂ（後述）に到達するまでは、上位の制御ユニットから受けた目標電流値ＩＴの電流を駆動モータ１０へ供給する。ストローク位置が所定位置Ｌｂに到達すると、ストローク制御部８４は、ボールねじ軸２４の移動速度を低下させるように電流を調整する。ストローク制御部８４による制御については、後ほど詳しく説明する。
【００４６】
速度算出部８６は、ストロークセンサ７０によって検知されたストローク位置を時間微分することにより、ボールねじ軸２４の速度ｖ（軸方向の移動速度）を算出する。
【００４７】
モータ診断部９０は、速度算出部８６によって算出された速度ｖとしきい値ｖａ（規定速度）とを比較する比較処理を行なう。しきい値ｖａは、目標電流値ＩＴに従って駆動モータ１０が駆動されている場合に、駆動モータ１０の状態を判断するための設計値であり、事前の作動試験等に基づいて設定することができる。速度ｖがしきい値ｖａ以上であるときは、モータ診断部９０は、駆動モータ１０は正常であると判断して、ロック制御部８８によるロック処理を行なう（後述）。
【００４８】
速度ｖがしきい値ｖａよりも小さいときは、モータ診断部９０は、駆動モータ１０の劣化又は何らかの異常（たとえば、ブラシの摩耗によるトルクむら、機械体の摩耗等による推力の低下、モータコイルが高温になることによるトルク低下等）が生じたことにより駆動モータ１０の駆動力が低下したものと判断して、利用者（車両の運転者）に警告を通知するための処理を実行する。この処理によって、たとえば、車両のインストルメントパネルや車載モニター等に警告が表示される。
【００４９】
このように、この電動アクチュエータ１によれば、電動アクチュエータ１が作動不能となる前に異常を検知して利用者に通知することができる。そして、利用者は、パーキングブレーキが完全に作動不能となる前にディーラー等まで運転することができる。
【００５０】
速度ｖがしきい値ｖａよりも小さく、駆動モータ１０の劣化又は異常が生じていると判断された場合、モータ診断部９０は、さらに、駆動モータ１０の目標電流値ＩＴや上記しきい値ｖａ等の各設定値を、縮退作動用の設定値に変更する。具体的には、目標電流値ＩＴには、通常時（縮退作動の非実行時）よりも小さい値が設定され、しきい値ｖａについても、通常時よりも小さい値が設定される。そして、これら縮退作動用の設定値の下で、駆動モータ１０が駆動される（縮退作動）。
【００５１】
縮退作動中においても、モータ診断部９０は、速度ｖとしきい値ｖａとを比較する比較処理が行ない、速度ｖがしきい値ｖａ以上であるときは、ロック制御部８８によるロック処理を行なう（後述）。一方、速度ｖがしきい値ｖａよりも小さいときは、モータ診断部９０は、利用者（車両の運転者）にエラーを通知するための処理を実行する。この処理によって、たとえば、車両のインストルメントパネルや車載モニター等にパーキングブレーキのエラーが表示される。なお、この場合は、以降のパーキングブレーキ操作は不可能であるため、ボールねじ軸２４が初期位置（ブレーキ解除位置）へ移動するように駆動モータ１０が制御される。
【００５２】
ロック制御部８８は、速度算出部８６によって算出された速度ｖとしきい値ｖｂ（ｖｂ＜ｖａ）とを比較する比較処理を行なう。しきい値ｖｂは、ロック部材６０の破損を抑制でき、ロック部材６０が係合部を有するドライブギヤ３０に弾かれずに、ロック部材６０によるロックをスムーズに行なえる速度として設定される設計値である。ロック制御部８８は、速度ｖがしきい値ｖｂよりも小さいときに、ロック部材６０を第２位置（図５）から第１位置（図３）に前進させるようにロックモータ６４を制御する。
【００５３】
なお、ボールねじ軸２４の速度ｖとドライブギヤ３０の回転速度とは相関を示すので、ドライブギヤ３０の回転速度が遅い状態のときに、ロック部材６０は、ドライブギヤ３０へ向かって前進する。その結果、ロック部材６０の先端部６０ａがドライブギヤ３０の係合孔３０ａにスムーズに係合しやすくなるとともに、ロック部材６０及びドライブギヤ３０の破損を抑制することができる。
【００５４】
なお、ロック制御部８８は、ボールねじ軸（軸部材）２４の位置が所定範囲に到達してから上記の比較処理を行なう。すなわち、ロック制御部８８は、ストロークセンサ７０によって検知されたストローク位置が所定範囲内であるときに上記の比較処理を行なう。これにより、ボールねじ軸２４の位置を所定の位置に保持しておくことができる。
【００５５】
ロック部材６０の先端部６０ａとドライブギヤ３０の係合孔３０ａとの相対位置によっては、先端部６０ａが係合孔３０ａに係合しない場合があり得る。そのため、ロック制御部８８は、ロック部材６０を前進させたにも拘わらずマイクロスイッチ６９からの出力信号がオン信号にならない場合、先端部６０ａと係合孔３０ａとの相対位置を変化させてから、再度ロック部材６０を前進させてもよい。
【００５６】
具体的には、ロック制御部８８は、ボールねじ軸２４のストローク位置をオフセット量ΔＸｃだけ変化させるようにストローク制御部８４へ指示を出力する。これにより、ストローク制御部８４は、ボールねじ軸２４の位置が新たなストローク位置になるようにドライブギヤ３０を回転させる。その結果、ロック部材６０の先端部６０ａとドライブギヤ３０の係合孔３０ａとの相対位置が変化する。
【００５７】
図７及び図８は、コントローラ８０により実行されるパーキングブレーキ処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、たとえば、車両のブレーキペダルが踏まれた状態でパーキングブレーキスイッチ等が操作されると実行される。
【００５８】
図７を参照して、ロック部材６０が第１位置で停止している場合には、ロック部材６０によるロックを解除する処理が実行される（ステップＳ２）。具体的には、ロック制御部８８は、ロックモータ６４を逆回転させ、ロック部材６０を第２位置に後退させる。
【００５９】
次いで、ストローク制御部８４は、上位の制御ユニットから受けた目標電流値ＩＴの電流を駆動モータ１０へ供給し、駆動モータ１０を駆動させる（ステップＳ４）。そして、ストローク制御部８４は、ストロークセンサ７０によって検出されるストローク位置が所定位置Ｌａからブレーキオン位置までの範囲内になったか否かを判定する（ステップＳ６）。具体的には、ストローク制御部８４は、ストローク位置が所定位置Ｌａに到達したか否かを判定する。
【００６０】
ストローク位置が所定位置Ｌａに到達したものと判定されると（ステップＳ６においてＹＥＳ）、モータ診断部９０は、速度算出部８６から出力される速度ｖがしきい値ｖａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００６１】
速度ｖがしきい値ｖａ以上であると判定されると（ステップＳ８においてＹＥＳ）、モータ診断部９０は、駆動モータ１０は正常であると判定する。そして、モータ診断部９０は、駆動モータ１０の電流が安定しているか否かを判定するための処理を行なう。具体的には、モータ診断部９０は、駆動モータ１０の電流値の安定時間をゼロにリセットする（ステップＳ１０）。次いで、モータ診断部９０は、駆動モータ１０の電流値が目標電流値ＩＴに対して±α％の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。駆動モータ１０の電流値が上記範囲内にない場合は（ステップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ１０へ処理が戻される。
【００６２】
ステップＳ１２において駆動モータ１０の電流値が上記範囲内にあると判定されると（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、モータ診断部９０は、駆動モータ１０の電流値の安定時間をカウントする（ステップＳ１４）。そして、モータ診断部９０は、その安定時間がＴｍ秒を超えたか否かを判定する（ステップＳ１６）。安定時間がＴｍ秒以下である場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、ステップＳ１２へ処理が戻される。そして、安定時間がＴｍ秒を超えると（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、ロック制御部８８によるロック処理が実行される（ステップＳ１８）。このロック処理の詳細については、後ほど図９，１０を用いて説明する。
【００６３】
一方、ステップＳ８において、速度算出部８６から出力される速度ｖがしきい値ｖａよりも低いと判定されると（ステップＳ８においてＮＯ）、モータ診断部９０は、速度ｖのエラーをカウントする（ステップＳ２０）。次いで、モータ診断部９０は、速度エラーのカウント数がＮを超えたか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００６４】
そして、速度エラーのカウント数がＮを超えたと判定されると（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、モータ診断部９０は、駆動モータ１０の劣化、又は駆動モータ１０に何らかの異常が発生したものと判断し、図８のステップＳ３０へ処理が移行される。なお、移動速度のエラーのカウント数がＮ以下であるときは（ステップＳ２２においてＮＯ）、ステップＳ３０ではなくステップＳ１８へ処理が移行され、ロック処理が実行される。
【００６５】
図８を参照して、ボールねじ軸２４の移動速度のエラーカウント数がＮを超えると、モータ診断部９０は、電動アクチュエータ１が縮退作動中であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。そして、縮退作動中でなければ（ステップＳ３０においてＮＯ）、モータ診断部９０は、駆動モータ１０の目標電流値ＩＴや上記しきい値ｖａ等の各設定値を、縮退作動用の設定値に変更する。具体的には、モータ診断部９０は、目標電流値ＩＴ、ストローク位置の所定位置Ｌａ、ボールねじ軸２４の速度ｖのしきい値ｖａを縮退作動用の設定値に変更するとともに、後述のロック処理において用いられる所定位置Ｌｂ、しきい値ｖｂ、比例係数ＫＰ、微分係数ＫＤについても縮退作動用の設定値に変更する。
【００６６】
そして、各種設定値が縮退作動用の設定値に変更されると、モータ診断部９０は、利用者（車両の運転者）に警告を通知するための処理を実行する（ステップＳ３４）。この処理によって、たとえば、車両のインストルメントパネルや車載モニター等に警告が表示される。なお、ステップＳ３２の処理とステップＳ３４の処理とは、順序が入れ替わってもよい。その後、処理は、図７のステップＳ４へ戻される。
【００６７】
一方、ステップＳ３０において縮退作動中であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ボールねじ軸２４が初期位置（ブレーキ解除位置）へ復帰するように駆動モータ１０が制御される。具体的には、ロック制御部８８は、ロックモータ６４を逆回転させ、ロック部材６０を第２位置に後退させる。ステップＳ３０において縮退作動中であると判定される場合は、縮退作動中の移動速度エラーであることから、以降のパーキングブレーキ操作はもはや不可能であると判断され、駆動モータ１０が動く範囲でボールねじ軸２４を初期位置（ブレーキ解除位置）へ復帰させるものである。
【００６８】
その後、モータ診断部９０は、利用者（車両の運転者）にエラーを通知するための処理を実行する（ステップＳ３８）。この処理によって、たとえば、車両のインストルメントパネルや車載モニター等にパーキングブレーキのエラーが表示される。なお、ステップＳ３６の処理とステップＳ３８の処理とは、順序が入れ替わってもよい。そして、ステップＳ３８の後、処理は終了する（図７）。
【００６９】
図９及び図１０は、図７のステップＳ１８において実行されるロック処理の手順の一例を示すフローチャートである。図９を参照して、ロック制御部８８は、リトライ回数をゼロにリセットする（ステップＳ１０２）。次いで、ロック制御部８８は、ロック作動時間をゼロにリセットする（ステップＳ１０４）。そして、ロック制御部８８は、ロック作動時間のカウントを開始する（ステップＳ１０６）。
【００７０】
次いで、ストローク制御部８４は、ストロークセンサ７０によって検出されるストローク位置が所定位置Ｌｂ（Ｌｂ＞Ｌａ）からブレーキオン位置までの範囲内になったか否かを判定する（ステップＳ１０８）。具体的には、ストローク制御部８４は、ストローク位置が所定位置Ｌｂに到達したか否かを判定する。
【００７１】
ストローク位置が所定位置Ｌｂに到達すると（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、ストローク制御部８４は、ドライブギヤ３０の回転速度が遅くなるように、目標電流値ＩＴを調整する（ステップＳ１１０）。たとえば、ストローク制御部８４は、ストローク位置が所定位置Ｌｂに到達した時点で速度算出部８６により算出される速度ｖとしきい値ｖｂ（ｖｂ＜ｖａ）とを比較し、ＰＤ制御に従って、以下の調整電流ΔＩｄだけ目標電流値ＩＴを調整する。
【００７２】
ΔＩｄ＝−（（ｖ−ｖｂ）×ＫＰ＋（ｄｖ／ｄｔ）×ＫＤ）  …（１）
ここで、ｄｖ／ｄｔは加速度であり、ＫＰは比例係数であり、ＫＤは微分係数である。
【００７３】
次いで、ロック制御部８８は、速度算出部８６から出力される速度ｖがしきい値ｖｂ以下となったか否かを判定する（ステップＳ１１２）。速度ｖがしきい値ｖｂ以下ではない場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、処理はステップＳ１１０へ戻される。
【００７４】
そして、速度ｖがしきい値ｖｂ以下になると（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、ロック制御部８８は、ロックモータ６４を正回転させ、ロック部材６０の第２位置から第１位置への前進を開始させる（ステップＳ１１４）。次いで、ロック制御部８８は、マイクロスイッチ６９のオン時間をゼロにリセットする（ステップＳ１１６）。
【００７５】
図１０を参照して、ロック制御部８８は、ステップＳ１０６でカウントを開始したロック作動時間がＴｃ秒を超えたか否かを判定する（ステップＳ１１８）。ロック作動時間がＴｃ秒以下である場合は（ステップＳ１１８においてＮＯ）、ロック制御部８８は、マイクロスイッチ６９の出力信号がオン信号であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。マイクロスイッチ６９の出力信号がオフ信号である場合（ステップＳ１２０においてＮＯ）、処理は図９のステップＳ１１６に戻される。
【００７６】
マイクロスイッチ６９の出力信号がオン信号である場合は（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、ロック制御部８８は、マイクロスイッチ６９のオン時間をカウントする（ステップＳ１２２）。次いで、ロック制御部８８は、マイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒を超えたか否かを判定する（ステップＳ１２４）。なお、ＴａはＴｃよりも短く設定される。
【００７７】
マイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒以下である場合（ステップＳ１２４においてＮＯ）、処理はステップＳ１２０に戻される。マイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒を超えると（ステップＳ１２４においてＹＥＳ）、ストローク制御部８４は、駆動モータ１０を停止させ（ステップＳ１２６）、さらにロックモータ６４を停止させる（ステップＳ１２８）。なお、マイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒を超えた場合とは、ロック部材６０の先端部６０ａがドライブギヤ３０の係合孔３０ａに安定して係合していることを意味する。そのため、駆動モータ１０及びロックモータ６４を停止しても、ボールねじ軸２４の移動を規制することができる。
【００７８】
一方、ステップＳ１１８においてロック作動時間がＴｃ秒を超えている場合（ステップＳ１１８においてＹＥＳ）、ステップＳ１３０〜Ｓ１４０の処理が実行される。なお、ロック作動時間がＴｃ秒を超える場合とは、ロック作動時間のカウントを開始してからＴｃ秒経過するまでの間に、マイクロスイッチ６９がオン信号を出力しない（ステップＳ１２０でＮＯ）又はマイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒を超えないことを意味する。すなわち、ロック作動時間のカウントを開始してからＴｃ秒経過するまでの間に、ロック部材６０の先端部６０ａがドライブギヤ３０の係合孔３０ａに係合しない。この場合、ロック部材６０の先端部６０ａがドライブギヤ３０の係合孔３０ａ以外の箇所に当接した状態が継続していることが考えられる。そこで、ロック部材６０を一旦後退させ、再度ロック部材６０を前進させる。
【００７９】
コントローラ８０は、リトライ回数が所定のＫ回以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。リトライ回数がＫ回未満である場合（ステップＳ１３０においてＮＯ）、ストローク制御部８４は、ドライブギヤ３０の回転速度を遅くするための目標電流値ＩＴの調整制御を一旦終了する（ステップＳ１３２）。次いで、ロック制御部８８は、ロックモータ６４を逆回転させ、ロック部材６０を第２位置に後退させる（ステップＳ１３４）。そして、ロック制御部８８は、リトライ回数を１だけ加算する（ステップＳ１３６）。その後、処理は図９のステップＳ１０６に戻される。これにより、ロック部材６０を前進させる処理が再度実行される。
【００８０】
ステップＳ１３０においてリトライ回数がＫ回以上であると判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、ストローク制御部８４は、ドライブギヤ３０の回転速度を遅くするための目標電流値ＩＴの調整制御を終了する（ステップＳ１３８）。そして、ロック制御部８８は、ロックモータ６４を逆回転させ、ロック部材６０を第２位置に後退させる（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の後、処理は終了する。
【００８１】
図１１は、正常時におけるストローク位置と、マイクロスイッチ６９の出力信号と、ロックモータ６４の回転状態との時間変化の一例を示す図である。なお、正常時とは、駆動モータ１０の劣化又は異常が生じていない場合である。なお、この図１１には、ロック作動時間がＴｃ秒経過するまでの間にマイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒経過する場合の時間変化が示されている。
【００８２】
図１１を参照して、時刻ｔ１までの間は、ストローク位置が所定位置Ｌａに到達していない（ステップＳ６においてＮＯ）。時刻ｔ１において、ストローク位置が所定位置Ｌａに到達すると（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖａと比較される（ステップＳ８）。
【００８３】
この例では、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖａよりも大きいので（ステップＳ８においてＹＥＳ）、駆動モータ１０は正常であると判断される。そして、時刻ｔ２において、ストローク位置が所定位置Ｌｂに到達すると（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、目標電流値ＩＴの調整が開始され、ボールねじ軸２４の速度ｖが低下する。時刻ｔ３において、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖｂまで低下すると（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、ロックモータ６４が正回転し、ロック部材６０が前進する。
【００８４】
時刻ｔ４において、ロック部材６０の先端部６０ａが係合孔３０ａに挿入し、マイクロスイッチ６９の出力信号がオン状態になる（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）。その後、時刻ｔ５において、マイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒だけ継続する（ステップＳ１２４においてＹＥＳ）。これにより、ロック部材６０の先端部６０ａが係合孔３０ａに完全に係合し、駆動モータ１０及びロックモータ６４が停止される。
【００８５】
図１２は、縮退作動時におけるストローク位置と、マイクロスイッチ６９の出力信号と、ロックモータ６４の回転状態との時間変化の一例を示す図である。図１２において、線ｋ１は、縮退作動時におけるストローク位置を示し、点線ｋ２は、参考用として、正常時におけるストローク位置（図１１）を示す。なお、この図１２でも、ロック作動時間がＴｃ秒経過するまでの間にマイクロスイッチ６９のオン時間がＴａ秒経過する場合の時間変化が示されている。
【００８６】
図１２を参照して、時刻ｔ１１までの間は、ストローク位置が所定位置Ｌａに到達していない（ステップＳ６においてＮＯ）。なお、所定位置Ｌａは、縮退作動用の設定値であり（ステップＳ３２）、正常時の所定位置Ｌａ（図１１）よりも小さい。そして、時刻ｔ１１において、ストローク位置が所定位置Ｌａに到達すると（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖａと比較される（ステップＳ８）。なお、このしきい値ｖａも、縮退作動用の設定値であり（ステップＳ３２）、正常時のしきい値ｖａ（図１１）よりも小さい。
【００８７】
この例では、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖａよりも大きいので（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ロック処理が実行される。時刻ｔ１２において、ストローク位置が所定位置Ｌｂに到達すると（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、目標電流値ＩＴの調整が開始され、ボールねじ軸２４の速度ｖが低下する。なお、所定位置Ｌｂも、縮退作動用の設定値であり（ステップＳ３２）、正常時の所定位置Ｌｂ（図１１）よりも小さい。そして、時刻ｔ１３において、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖｂまで低下すると（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、ロックモータ６４が正回転し、ロック部材６０が前進する。なお、時刻ｔ１４以降の説明は、図１１の時刻ｔ４以降の説明と同じになるので、説明を繰り返さない。
【００８８】
以上のように、この実施の形態においては、駆動モータ１０に目標電流値ＩＴが与えられている場合に、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖａよりも低いときは、駆動モータ１０の劣化又は異常が生じたことにより駆動モータ１０の駆動力が低下したものと判断して、利用者（車両の運転者）に警告が通知される。すなわち、この実施の形態では、ボールねじ軸２４が作動している間に駆動モータ１０の劣化又は異常が検知され、警告が出力される。したがって、この実施の形態によれば、電動アクチュエータ１が作動不能となる前に異常を検知して利用者に通知することができる。
【００８９】
また、この実施の形態では、ボールねじ軸２４の速度ｖがしきい値ｖａよりも低いときは、電動アクチュエータ１の出力を制限しつつ電動アクチュエータ１を作動させる（縮退作動）。具体的には、速度ｖがしきい値ｖａ以上のときは、ロック処理が実行され（第１の処理）、速度ｖがしきい値ｖａよりも低いときは、駆動モータ１０の駆動力を低下させた状態でロック処理が実行される（第２の処理）。これにより、パーキングブレーキ力は弱められつつもパーキングブレーキを使用可能であり、また、ロック部材６０が係合部から抜けずにパーキングブレーキを解除できないといった事態も回避し得る。
【００９０】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９１】
１  電動アクチュエータ、２  駆動部、３  運動変換機構、４  伝達ギヤ機構、５  運動変換機構支持部、６  操作部、７  ロック機構、１０  駆動モータ、１０ａ，６４ａ  出力軸、１６  減速ギヤ機構、２２  ボールねじ、２３  ボールねじナット、２３ａ，２４ａ  螺旋状溝、２３ｂ  規制突起、２４  ボールねじ軸、２５，４４  ボール、２６  こま、２７  回転規制部材、３０  ドライブギヤ、３０ａ  係合孔、３０ｂ  傾斜面、３１  ドリブンギヤ、３２  ギヤボス、３３，３４  軸受、４２  外輪、４３  内輪、４７  規制部材、５５  リングギヤ、５６  サンギヤ、５７  遊星ギヤ、５８  遊星ギヤキャリア、５８ａ  円筒部、６０  ロック部材、６０ａ  先端部、６１  滑りねじナット、６２  滑りねじ軸、６４  ロックモータ、６９  マイクロスイッチ、６９ａ  接触子、７０  ストロークセンサ、７３  永久磁石、７４  弾性部材、８０  コントローラ、８２  加算器、８４  ストローク制御部、８６  速度算出部、８８  ロック制御部、９０  モータ診断部。
【図１】
2020001596.tif 000003
【図２】
2020001596.tif 000004
【図３】
2020001596.tif 000005
【図４】
2020001596.tif 000006
【図５】
2020001596.tif 000007
【図６】
2020001596.tif 000008
【図７】
2020001596.tif 000009
【図８】
2020001596.tif 000010
【図９】
2020001596.tif 000011
【図１０】
2020001596.tif 000012
【図１１】
2020001596.tif 000013
【図１２】
2020001596.tif 000014