(57)【要約】【課題】ブレーキペダルの操作速度に対応した良好な操作フィーリングをドライバに与える事を可能とする。この操作フィーリングの演出のためにブレーキペダルの操作量や操作速度を検出する検出手段や、複雑な演算工程を必要とする事なく行い、ブレーキ操作量検出装置の単純化を可能とする。【解決手段】ブレーキペダル７４に、該ブレーキペダル７４を非作動位置方向に付勢するスプリング８０と、フィーリング演出用電動モータ８１を接続してブレーキ操作量検出装置７３を構成する。フィーリング演出用電動モータ８１に、抵抗８６とコイル８７とコンデンサ８８とから成る操作フィーリング発生回路８３を並列に接続し、ブレーキペダル７４の操作時に、フィーリング演出用電動モータ８１の回転抵抗によりブレーキペダル７４に反力を与えて、ブレーキペダル７４の操作速度に対応した操作フィーリングを演出する。【選択図】  図１
2004262350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルの操作量を検出して電気式ディスクブレーキの作動量を決定するブレーキ操作量検出装置に於いて、ブレーキペダルと、該ブレーキペダルを非作動位置方向に付勢するスプリングと、ブレーキペダルにスプリングと並列的に反力感を与えるフィーリング演出用電動モータとから成り、このフィーリング演出用電動モータには、抵抗（Ｒ）と、コイル（Ｌ）と、コンデンサ（Ｃ）とから成るＲＬＣ直列回路が並列に接続され、このＲＬＣ直列回路をブレーキペダルの操作フィーリング発生回路とし、前記ブレーキペダルの操作によりフィーリング演出用電動モータを回転させる事で、このフィーリング演出用電動モータの回転抵抗によりブレーキペダルに反力を与えて操作フィーリングに反力感を与える事を特徴とするブレーキ操作量検出装置。
【請求項２】
ブレーキペダルの操作量は、該ブレーキペダルの操作時に、フィーリング演出用電動モータの端子間に発生する誘導起電力の波形をパルス波形化して、このパルス波形数により検出する事を特徴とする請求項１のブレーキ操作量検出装置。
【請求項３】
フィーリング演出用電動モータは、ブレーキペダルのスプリングによる非作動位置への復帰時に、該フィーリング演出用電動モータの接続が、操作フィーリング発生回路から回生回路に切り替わる事を特徴とする請求項１又は２のブレーキ操作量検出装置。
【請求項４】
操作フィーリング発生回路の抵抗は、可変抵抗とし抵抗値を変更可能とした事を特徴とする請求項１のブレーキ操作量検出装置。
【請求項５】
可変抵抗は、電気式ディスクブレーキの制御手段にて可変させる事を特徴とする請求項４のブレーキ操作量検出装置。
【請求項６】
可変抵抗は、切替え手段により手動で可変させる事を特徴とする請求項４のブレーキ操作量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車や自動二輪車等の各種車両に搭載された電気式ディスクブレーキを作動して制動を行う際に、ブレーキペダルの操作量を検出し、その操作量に対応した作動量で電気式ディスクブレーキを作動させるブレーキ操作量検出装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−２８０８７２号公報
【０００３】
従来、自動車や自動二輪車等の各種車両に搭載され、ブレーキペダルの操作により摩擦パッド押圧用の電動モータを作動し、ピストンの移動により摩擦パッドをディスクロータに押圧摺動させて制動を行う電気式ディスクブレーキが存在する。この電気式ディスクブレーキの作動の際は、上記特許文献１の発明の如く、ブレーキペダルの操作量をセンサ等で検出し、その操作量に対応して電気式ディスクブレーキの作動量を決定するブレーキ操作量検出装置を設けたものが存在する。また、作動量を決定するだけでなく、ブレーキ操作量検出装置では、ブレーキペダルの操作量に対応した操作フィーリングを、ドライバに与える事を可能としている。
【０００４】
その制御のため、ブレーキペダルに、その操作に伴って回転するフィーリング演出用の電動モータ等を接続している。そして、ブレーキの操作時に、電動モータが回転すると、その回転数をロータリエンコーダで検出し、ブレーキペダルへの入力荷重（操作速度）や、ストローク（操作量）を算出している。これらの演算を基に電動モータに負荷を与えてその回転を制御する事で、ブレーキペダルにその操作に対応した反力感を与え、ドライバに良好な操作フィーリングを与えようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術ではロータリエンコーダでフィーリング演出用の電動モータの回転数を検出し、操作力や操作量を演算する等の多くの工程を経ているので、ブレーキペダルを操作してからブレーキペダルに反力感を与えるまでの間にタイムラグを生じる虞があるし、操作フィーリングを演出するためのロータリエンコーダ等の検出手段も多く必要で、部品点数や組み付け工数の増加を招いたり、ブレーキ操作量検出装置の複雑化を招いていた。
【０００６】
本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、ブレーキペダルの操作速度に対応した良好な操作フィーリングを得るとともに、この操作フィーリングの制御のためのブレーキペダルの操作量や操作速度の検出手段を設ける必要がなく、複雑な演算工程を設定せずに行う事を可能とし、部品点数や組み付け工数等を少なくしたり、制御プログラムを簡易化する等して、ブレーキ操作量検出装置の単純化を可能とするものである。また、ブレーキペダルの操作からブレーキペダルに反力を与えるまでのタイムラグを少なくして、操作フィーリング演出の応答性を高めるものである。
【０００７】
また、本明細書中で、電気式ディスクブレーキの作動量とは、目標とするブレーキ力を得るための、摩擦パッド押圧用電動モータの出力や、この出力による摩擦パッド押圧用電動モータの回転で移動するピストンの移動量、ピストンの移動によりディスクロータに摩擦パッドを押し付けた際のクランプ力等を示すものである。ブレーキ操作量検出装置では、ブレーキペダルの操作量に対応して、前記ピストンの移動量や摩擦パッドの目標クランプ力を決定し、そのクランプ力が得られるまで摩擦パッドをディスクロータに押圧する事により、目標のブレーキ力で制動を行うものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の如き課題を解決するため、ブレーキペダルの操作量を検出して電気式ディスクブレーキの作動量を決定するブレーキ操作量検出装置に於いて、ブレーキペダルと、該ブレーキペダルを非作動位置方向に付勢するスプリングと、ブレーキペダルにスプリングと並列的に反力感を与えるフィーリング演出用電動モータとから成り、このフィーリング演出用電動モータには、抵抗（Ｒ）と、コイル（Ｌ）と、コンデンサ（Ｃ）とから成るＲＬＣ直列回路が並列に接続され、このＲＬＣ直列回路をブレーキペダルの操作フィーリング発生回路とし、前記ブレーキペダルの操作によりフィーリング演出用電動モータを回転させる事で、このフィーリング演出用電動モータの回転抵抗によりブレーキペダルに反力を与えて操作フィーリングに反力感を与えるものである。
【０００９】
また、ブレーキペダルの操作量は、該ブレーキペダルの操作時に、フィーリング演出用電動モータの端子間に発生する誘導起電力の波形をパルス波形化して、このパルス波形数により検出するものであっても良い。
【００１０】
また、フィーリング演出用電動モータは、ブレーキペダルのスプリングによる非作動位置への復帰時に、該フィーリング演出用電動モータの接続が、操作フィーリング発生回路から回生回路に切り替わるものであっても良い。
【００１１】
また、操作フィーリング発生回路の抵抗は、可変抵抗とし抵抗値を変更可能としても良い。
【００１２】
また、可変抵抗は、電気式ディスクブレーキの制御手段にて可変させても良い。
【００１３】
また、可変抵抗は、切替え手段により手動で可変させても良い。
【００１４】
【作用】
本発明は上述の如く構成したものであり、ブレーキペダルの非作動時は、スプリングの付勢力により、ブレーキペダルは非作動位置に付勢され、ブレーキペダルに接続したフィーリング演出用電動モータも停止している。また、電気式ディスクブレーキの摩擦パッド押圧用電動モータも停止状態で、ピストンの移動は生じていない。
【００１５】
そして、制動のためドライバがブレーキペダルを踏み込み操作すると、ブレーキ操作量検出装置では、そのブレーキペダルの操作量に応じて、ピストンの移動量や摩擦パッドの目標クランプ力を算出して電気式ディスクブレーキの作動量を決定し、この作動量に応じた出力で摩擦パッド押圧用電動モータを正転回動させてピストンを移動し、摩擦パッドをディスクロータに押し付けて制動を行っている。更に、ブレーキ操作量検出装置では、前記ブレーキペダルに、その操作速度に対応した反力を演出する事で、ドライバにブレーキペダルの操作速度に対応した操作フィーリングを与える事ができる。
【００１６】
上記操作フィーリングの演出は、まずブレーキペダルを踏み込み操作する事で、ブレーキペダルに接続したスプリングが押し縮められ、その反力がブレーキペダルに作用する。それと同時に、ブレーキペダルに接続したフィーリング演出用電動モータが回転し、その回転により発生する誘導起電力と操作フィーリング発生回路の作用により、フィーリング演出用電動モータの回転に回転抵抗を生じて、ブレーキペダルに反力感が与えられる。
【００１７】
このフィーリング演出用電動モータの回転抵抗は、操作フィーリング発生回路のインピーダンスにより大きさが決定され、インピーダンスが小さいほど、フィーリング演出用電動モータの回転抵抗が大きくなり、即ち操作フィーリングが重くなる。逆にインピーダンスが大きいほど、フィーリング演出用電動モータの回転抵抗が小さくなって、操作フィーリングは軽くなる。また、操作フィーリング発生回路のインピーダンスは、フィーリング演出用電動モータ回転時の誘導起電力の周波数と操作フィーリング発生回路の抵抗（Ｒ）、コイル（Ｌ）、コンデンサ（Ｃ）の各定数によって決定され、周波数が１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）（共振周波数）の場合にインピーダンスが最小となり、周波数が１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）より低くなったり高くなるに従って、インピーダンスは増加していく。
【００１８】
従って、ドライバが操作可能な最速のブレーキペダルの踏み込み時に発生する周波数に１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）を設定する事によって、例えば、ドライバが強いブレーキ力を必要とするため、ブレーキペダルを素早く踏み込むと、誘導起電力の周波数が１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）となって、操作フィーリング発生回路のインピーダンスは小さくなり、フィーリング演出用電動モータの回転抵抗は大きくなる。そのため、ドライバは、速い操作速度に対応した、強い反力感を感じる事ができる。逆に、ブレーキを少量ずつ作動させる場合は、ブレーキペダルの踏み込み速度は緩慢で、この場合の誘導起電力の周波数は１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）よりも低くなり、操作フィーリング発生回路のインピーダンスが大きくなるため、フィーリング演出用電動モータの回転抵抗は小さくなり、ドライバの操作フィーリングが軽くなる。
【００１９】
このように、ブレーキペダルの操作時における操作フィーリングを、スプリングのみではなく、ブレーキペダルに接続したフィーリング演出用電動モータでも反力感を作り出す事ができ、且つブレーキペダルの操作時に発生する誘導起電力と操作フィーリング発生回路の作用により、ブレーキペダルの操作速度に対応してフィーリング演出用電動モータの回転抵抗を変化させる事で、反力感も変化させる事が可能となり、ブレーキペダルの操作速度に対応した操作フィーリングを演出する事ができる。
【００２０】
また、操作フィーリング発生回路は、ブレーキペダルの操作速度に応じて回路的にインピーダンスが変化する事により、フィーリング演出用電動モータの回転抵抗を変化させるので、操作フィーリングの制御のために操作量や操作速度等を検出する検出手段等を使用する必要がなく、ブレーキペダルの反力感を演出するための回路、更にはブレーキ操作量検出装置の単純化が可能となる。また検出手段からのデータを用いて反力感を演算する必要もなく、ブレーキペダル操作に対応した操作フィーリングを、タイムラグを生じる事なくドライバに与える事ができ、応答性を向上させる事ができる。
【００２１】
【実施例】
以下、電気式ディスクブレーキを制御する本発明のブレーキ操作量検出装置の一実施例を、図面に於いて詳細に説明する。図１は、４つの車輪に電気式ディスクブレーキを各々設けた自動車のシステム構成図である。図２はブレーキ操作量検出装置による電気式ディスクブレーキの制御を示す概念図である。図３は電気式ディスクブレーキの断面図である。図４は図５のＡ−Ａ線断面図である。図５は図３のバックプレート付近の拡大断面図である。
【００２２】
また、図６はブレーキペダルと、その操作フィーリングを作り出すためのスプリング及びフィーリング演出用電動モータとの配置関係を示す概念図である。図７は第１実施例の電気回路図で、フィーリング演出用電動モータ及びこれに並列に接続される操作フィーリング発生回路と、ブレーキペダルの復帰時に、フィーリング演出用電動モータに切替え接続される回生回路を示す。図８は第２実施例の電気回路図で、切替えスイッチの切替えにより抵抗値を変更して、ドライバが操作フィーリングを任意に変える事を可能としたものである。図９は第３実施例の電気回路図で、異常発生時に制御装置の制御により抵抗値を変更し、操作フィーリングの変化によりドライバに異常発生を伝達する事を可能としたものである。図１０は図９における問題発生時の抵抗の調整工程を示すフローチャートである。また、図１１は第４実施例で、ブラシ型のフィーリング演出用電動モータの回転により発生する誘導起電力の波形（ａ）と、そのパルス波形（ｂ）を示すグラフである。図１２は、ブラシレス型のフィーリング演出用電動モータの回転により得られるパルス波形を示すグラフである。
【００２３】
上記図１のシステム図に示す如く、４つの車輪（７０）には、各々電気式ディスクブレーキ（７１）を設けるとともに、摩擦パッドのクランプ力を検出する荷重センサ（４８）、ピストンの移動量を検出する回転角センサ（１９）、車輪速センサ（７５）等を備え、各電気式ディスクブレーキ（７１）は制御装置（ＥＣＵ）（７２）により作動が制御されている。また、図２に示す如く、ブレーキペダル（７４）の操作量を検出し、その操作量に対応して電気式ディスクブレーキ（７１）の作動量を決定するブレーキ操作量検出装置（７３）を設けている。
【００２４】
上記電気式ディスクブレーキ（７１）の一実施例を、図３〜図５にて説明すれば、（１）は自動車の車輪（７０）に接続して一体に回動するディスクロータで、両側の摩擦面（２）に臨ませて、図３に示す如く、タイヤホイール（５）の内側に於いて、一対の摩擦パッド（３）（４）を配置している。また、前記ディスクロータ（１）に臨ませて、車両本体にブラケット（６）を固定し、この固定側からディスクロータ（１）の外周を跨いで反対側に掛けて突設したキャリパ支持腕（７）に、前記摩擦パッド（３）（４）を摺動可能に配置している。
【００２５】
また、前記ブラケット（６）のキャリパ支持腕（７）に、摩擦パッド（３）（４）をディスクロータ（１）に押し付けるキャリパボディ（８）を、図４に示す如く、一対のスライドピン（９）を介して進退動可能に連結している。このキャリパボディ（８）は、図３に示す如く、ディスクロータ（１）を挟んで、一方の摩擦パッド（３）の背面に配置する作用部（１０）と、他方の摩擦パッド（４）の背面に配置する反力爪（１１）を設けた反作用部（１２）と、ディスクロータ（１）の外周を跨いで作用部（１０）及び反作用部（１２）とを連結するブリッジ部（１３）とで構成されている。
【００２６】
そして、前記作用部（１０）は、図３に示す如く、シリンダ（１４）内に、ブラシレス型の摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）と、摩擦パッド（３）（４）の押圧力を発生させるピストンとしてのボールねじ機構（１６）と、このボールねじ機構（１６）に摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の駆動力を減速して伝達する減速ギア機構（１７）とを収納している。この減速ギア機構（１７）は、摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の駆動力により回動可能な遊星腕（１８）と、この遊星腕（１８）に回動可能に軸支した遊星歯車（２３）と、この遊星歯車（２３）を回動させる太陽歯車（２６）とから構成されている。
【００２７】
前記遊星腕（１８）は、前記摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の回転子として作用するマグネット（３９）を外周に配置した円筒状の円筒部（２０）と、摩擦パッド（３）とは反対側の後部に設け、円筒部（２０）よりも径大な径大部（２１）とから成り、摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の駆動力により、軸受部（５７）を介してシリンダ（１４）内を回動可能としている。そして、径大部（２１）の外周三ヶ所に、等間隔で遊星歯車（２３）を回動可能に軸支し、図３〜図５に示す如く、各遊星歯車（２３）を、径大部（２１）外周に開口した切欠部（２２）から外部に突出させている。また、径大部（２１）は、図４に示す如く、隣接する遊星歯車（２３）間の外周を三角形状にカットして、遊星腕（１８）の軽量化を図るとともに、後述の回転角センサ（１９）のロータとしての使用を可能としている。
【００２８】
また、遊星歯車（２３）は、第１歯車部（２４）と、この第１歯車部（２４）よりも歯数の少ない第２歯車部（２５）とを、軸方向の前後に分離して一体に形成し、前記第１歯車部（２４）を、キャリパボディ（８）に回動不能に固定された太陽歯車（２６）に噛合し、この太陽歯車（２６）により遊星歯車（２３）の回動を可能としている。
【００２９】
また、上記太陽歯車（２６）の固定は、図３、図５に示す如く、キャリパボディ（８）の後部に配置したバックプレート（２７）に、等間隔で挿通穴（２９）を複数開口し、各挿通穴（２９）に挿通した固定ピン（２８）を、太陽歯車（２６）の背面に凹設した固定穴（３０）に挿入する事により行っている。前記固定ピン（２８）は、バックプレート（２７）の装着孔（３２）に装着したキャップ（３３）にて頭部を押圧され、固定穴（３０）への挿入状態が保たれている。そして、キャップ（３３）を外すと、固定ピン（２８）の頭部とバックプレート（２７）間に装着した押圧発条（３１）の付勢力により、固定ピン（２８）が固定穴（３０）から離脱し、太陽歯車（２６）の固定が解除可能となる。
【００３０】
そして、前記遊星腕（１８）内に、軸受部（５８）を介してボールねじ機構（１６）のボールねじナット（３４）を、回動可能で進退不能に収納している。このボールねじナット（３４）は、遊星腕（１８）の径大部（２１）側に配置した後端外周に、太陽歯車（２６）よりも歯数の少ない減速歯車（３５）を固定している。この減速歯車（３５）を、前記遊星歯車（２３）の第２歯車部（２５）に噛合し、遊星歯車（２３）の回動によってボールねじナット（３４）の回動を可能としている。
【００３１】
また、ボールねじナット（３４）は、中央に設けたボール溝（３６）に、複数のボール（３７）を介してピストンであるボールねじ軸（３８）を進退可能に螺着している。このボールねじ軸（３８）は、ボールねじナット（３４）の回転量に応じて摩擦パッド（３）方向に前進し、摩擦パッド（３）をディスクロータ（１）に押圧摺動可能としている。また、摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）を逆転作動して、ボールねじ軸（３８）を摩擦パッド（３）の離間方向に後退させる事により、摩擦パッド（３）（４）のディスクロータ（１）への押圧を解除して制動を解除可能となっている。
【００３２】
上記ボールねじ軸（３８）は先端に、摩擦パッド（３）の押圧部材として、平板状のパッド押圧板（４０）を互いに分離不能に接続している。このパッド押圧板（４０）にて、摩擦パッド（３）を、広い面積で一部に押圧力を集中する事なく押圧して、ディスクロータ（１）に平行に押し付け可能としている。
【００３３】
尚、上記ボールねじ軸（３８）とパッド押圧板（４０）との接続は、図３に示す如く、ボールねじ軸（３８）の内部を貫通形成して中空部（４１）を設け、この中空部（４１）内から、パッド押圧板（４０）の背面に凹設した袋穴状の取付穴（４３）に、取付ねじ（４２）を螺着して行うものである。このような構成とする事により、パッド押圧板（４０）とボールねじ軸（３８）の接続部からのシリンダ（１４）内への塵埃や水分の侵入を抑制している。また、このようにパッド押圧板（４０）とボールねじ軸（３８）との接続を、キャリパボディ（８）の後部側から行う事ができるので、組み付け性やメンテナンス性も向上するものである。
【００３４】
また、上記パッド押圧板（４０）の外周とシリンダ（１４）の内周との間に、伸縮可能なダストシール（４７）を接続して、シリンダ（１４）の開口部（４５）を閉塞し、シリンダ（１４）内への塵埃や水分、小石等の侵入を抑制可能としている。
【００３５】
また、図３示す如く、ボールねじ軸（３８）の摩擦パッド（３）側の先端に荷重センサ（４８）を設けて、摩擦パッド（３）に掛かるクランプ力を検知し、その測定値を制御装置（７２）に伝達可能としている。また、荷重センサ（４８）と制御装置（７２）とを接続するハーネス（５０）を、図３、図５に示す如く、ボールねじ軸（３８）の中空部（４１）に挿通させている。そして、図３に示す如く、ハーネス（５０）を引張り発条（５１）にて引張り付勢し、弛み部分を常に中空部（４１）に配置して、中空部（４１）の外ではハーネス（５０）が常に張った状態となるようにしている。
【００３６】
このような構成とする事で、ボールねじ軸（３８）が摩擦パッド（３）方向に前進して、ハーネス（５０）に引張り力が加わっても、引張り発条（５１）が伸張するので、ハーネス（５０）が切断されたり、ボールねじ軸（３８）の前進が阻害される事はない。また、ボールねじ軸（３８）が後退すると、引張り発条（５１）が復元収縮するので、ハーネス（５０）が中空部（４１）以外の位置で弛む事はなく、ハーネス（５０）が部材間に絡まる等の不具合を抑制できる。
【００３７】
また、キャリパボディ（８）には、遊星腕（１８）の回転角を検出する回転角センサ（１９）を設けている。この回転角センサ（１９）で検出した回転角及び前記荷重センサ（４８）からの摩擦パッド（３）（４）のクランプ力が、図２に示す如く、制御装置（７２）に伝達され、後述のブレーキペダル（７４）の操作量に対応して、ボールねじ軸（３８）の移動量や摩擦パッド（３）（４）の目標クランプ力等、電気式ディスクブレーキ（７１）の作動量を演算したり、ブラシレス型の摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の駆動を制御している。
【００３８】
上記回転角センサ（１９）は、図３〜図５に示す如く、シリンダ（１４）の内周面に、遊星腕（１８）の三角形状の径大部（２１）の外周に臨ませて、磁気コイルを円周状に配置してステータとし、遊星腕（１８）の径大部（２１）をロータとした構成である。この三角形状の径大部（２１）が回転角センサ（１９）の内周を回動する事により、波形の出力電圧を発生するので、遊星腕（１８）の回転角を検知可能となるものである。このように、遊星腕（１８）の径大部（２１）をロータとして兼用できるので、遊星腕（１８）とは別個に回転角センサ（１９）用のロータを設ける必要がなく、部品点数や組み付け工数の増加を防ぐ事ができる。
【００３９】
更に、本実施例では、図３、図５に示す如く、遊星腕（１８）の径大部（２１）の後端面に臨ませて、前記バックプレート（２７）に、パーキング機構のソレノイド（５４）を設けている。そして、車両の駐車時に、摩擦パッド（３）（４）をディスクロータ（１）に押し付けて制動を行った状態でソレノイド（５４）を作動すると、係止ピン（５５）が、遊星腕（１８）の径大部（２１）端面に設けた係止穴（５６）に係合する。この係合により、遊星腕（１８）が回動不能に固定され、パーキング時の電気式ディスクブレーキ（７１）による制動を維持する事ができる。
【００４０】
また、バックプレート（２７）外周には、Ｏリング（６０）を介して被覆カバー（４４）を装着し、複数の固定ねじ（５９）で固定している。この被覆カバー（４４）により、ソレノイド（５４）やバックプレート（２７）、その他を外的衝撃から保護するとともに、シリンダ（１４）内のバックプレート（２７）側のシール性も高めている。
【００４１】
また、キャリパボディ（８）は、摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の摩擦パッド（３）側と減速ギア機構（１７）側で３分割可能に形成し、各パーツ間に、図３、図５に示す如く、キャリパボディ（８）よりも熱伝導率の低い断熱材製の断熱リング部材（４６）を挿入配置している。この断熱リング部材（４６）の断熱効果により、摩擦パッド（３）（４）の制動熱が、キャリパボディ（８）の外表面を介して摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）や減速ギア機構（１７）に伝達されたり、摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の駆動熱が、減速ギア機構（１７）に伝達されるのを抑制する事ができる。
【００４２】
尚、前記断熱リング部材（４６）は、キャリパボディ（８）の本体を分割形成して、各パーツ間に挿入配置しているので、キャリパボディ内部の部品に設ける場合と比較して、組み付けが容易であり、生産性に影響を与える事はない。また、分割形成によりキャリパボディ（８）の内部への各種部品の組み付け性やメンテナンス性も向上するものとなる。
【００４３】
上述の如き電気式ディスクブレーキ（７１）の作動量を、ブレーキペダル（７４）の操作量に対応して決定するとともに、ブレーキペダル（７４）の操作フィーリングを演出するブレーキ操作量検出装置（７３）は、図６に示す如く、ブレーキペダル（７４）に、該ブレーキペダル（７４）の移動に伴って移動する移動部材（７６）を接続している。そして、この移動部材（７６）の移動量を検知する位置センサ（７７）を設け、その計測値をブレーキペダル（７４）の操作量とみなしている。
【００４４】
また、ブレーキペダル（７４）の操作フィーリングを演出するため、移動部材（７６）と車体（７８）との間に、移動部材（７６）を介してブレーキペダル（７４）を非作動位置に付勢するスプリング（８０）を接続している。このスプリング（８０）の付勢力に抗してブレーキペダル（７４）を踏み込み操作する事により、移動部材（７６）を介してブレーキペダル（７４）に反力感を与えている。更に、移動部材（７６）には、スプリング（８０）と並列的に反力感を与えるための電気回路（８２）を接続している。この電気回路（８２）のフィーリング演出用電動モータ（８１）のモータ軸を、移動部材（７６）に接続し、ブレーキペダル（７４）の操作に伴って移動部材（７６）が移動する事によりフィーリング演出用電動モータ（８１）を回転可能としている。このフィーリング演出用電動モータ（８１）の回転時の回転抵抗によりブレーキペダル（７４）に反力感を与えるものである。
【００４５】
また、前記フィーリング演出用電動モータ（８１）を含む電気回路（８２）には、フィーリング演出用電動モータ（８１）に回転抵抗を与える操作フィーリング発生回路（８３）と、ブレーキペダル（７４）の操作解除時にフィーリング演出用電動モータ（８１）の電力を回生するための回生回路（８４）とが設けられ、一対の切替えスイッチ（８５）の切替え操作により、フィーリング演出用電動モータ（８１）が前記何れか一方に並列に接続可能となっている。
【００４６】
上記操作フィーリング発生回路（８３）は、抵抗（Ｒ）（８６）と、コイル（Ｌ）（８７）と、コンデンサ（Ｃ）（８８）とから成るＲＬＣ直列回路であり、ブレーキペダル（７４）の操作時に、切替えスイッチ（８５）によりフィーリング演出用電動モータ（８１）と並列に接続され、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回動抵抗を与えるものである。また、回生回路（８４）は、バッテリー（９０）とダイオードブリッジ回路（９１）から成り、ブレーキペダル（７４）の操作解除の際に、制御装置（７２）の制御により前記切替えスイッチ（８５）が切り替わり、フィーリング演出用電動モータ（８１）と回生回路（８４）が並列に接続される。そして、スプリング（８０）の復元力により、ブレーキペダル（７４）が非作動位置に戻る際に、このブレーキペダル（７４）の移動に伴ってフィーリング演出用電動モータ（８１）が回転する事で発生する電力を、バッテリー（９０）に回生している。
【００４７】
そして、ブレーキペダル（７４）を踏み込み操作すると、ブレーキペダル（７４）及び移動部材（７６）の移動に伴って、フィーリング演出用電動モータ（８１）が回転して誘導起電力が発生する。この誘導起電力の周波数は、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転速度及び回転数即ちブレーキペダル（７４）の操作速度により変化する。この誘導起電力の周波数により、操作フィーリング発生回路（８３）のインピーダンスが変化する事で、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗力が変化するものである。
【００４８】
上記インピーダンスは、フィーリング演出用電動モータ（８１）回転時の誘導起電力の周波数と操作フィーリング発生回路（８３）の抵抗（８６）（Ｒ）、コイル（８７）（Ｌ）、コンデンサ（８８）（Ｌ）の各定数によって決定される。周波数が１／２π√ＬＣ（共振周波数）と一致した場合にインピーダンスが最小となり、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗力が最大となって、ブレーキペダル（７４）への反力が大きくなり、操作フィーリングが最も重くなる。また、誘導起電力の周波数が１／２π√ＬＣより低くなったり高くなるに従い、インピーダンスは増加し、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗は小さくなるので、ブレーキペダル（７４）への反力が小さくなって操作フィーリングは軽くなる。
【００４９】
従って、ドライバが操作可能な最速のブレーキペダル（７４）の踏み込み時に発生する周波数に１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）を設定する事によって、例えば、ドライバが強いブレーキ力を必要とするため、ブレーキペダル（７４）を素早く踏み込み操作すると、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転により発生する誘導起電力の周波数が１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）となり、操作フィーリング発生回路（８３）のインピーダンスは小さくなる。そのため、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗が大きくなってブレーキペダル（７４）に大きな反力が作用し、ドライバの操作フィーリングが重くなる。逆に、ブレーキを少量ずつ作動させる場合は、ブレーキペダルの踏み込み速度は緩慢となる。この場合は、誘導起電力の周波数が１／２π√ＬＣ（Ｈｚ）より低くなり、操作フィーリング発生回路（８３）のインピーダンスが大きくなるため、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗力は小さくなり、ドライバの操作フィーリングが軽くなる。
【００５０】
このように、ブレーキペダル（７４）の操作時における操作フィーリングを、スプリング（８０）のみではなく、ブレーキペダル（７４）の操作に伴って回転するフィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗によって、より明瞭な反力感を作り出す事ができ、且つブレーキペダル（７４）の操作にて発生する誘導起電力の変化に対応して操作フィーリング発生回路（８３）によりフィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗が変化する事で、ブレーキペダル（７４）の操作速度に対応した操作フィーリングを演出する事ができる。
【００５１】
また、操作フィーリング発生回路（８３）では、ブレーキペダル（７４）の操作速度に応じて回路的にインピーダンスが変化する事により、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗が変化するものなので、操作フィーリングの演出用としては、従来の如きブレーキペダル（７４）の操作量や操作速度の検出手段等を設ける必要がなく、ブレーキ操作量検出装置（７３）の単純化が可能となる。また検出手段からのデータを用いて反力感を演算する必要もなく、制御装置（７２）での制御プログラムを簡易にする事ができるとともに、ブレーキペダル（７４）の操作速度に対応した操作フィーリングを、タイムラグを生じる事なく即時に与える事ができる。
【００５２】
上記ブレーキ操作量検出装置（７３）による電気式ディスクブレーキ（７１）での制動の制御を説明する。車両の走行時にドライバがブレーキペダル（７４）を踏み込んで制動操作を行うと、この踏み込み操作量に応じて移動部材（７６）も一体に移動し、スプリング（８０）が収縮する事でブレーキペダル（７４）の踏み込みに反力感が与えられる。また、ブレーキペダル（７４）の操作により電気回路（８２）のフィーリング演出用電動モータ（８１）が回転し、この回転の際に、前記操作フィーリング発生回路（８３）の作用により、前述の如く、ブレーキペダル（７４）の操作速度に対応した回転抵抗が発生する。この回転抵抗によりブレーキペダル（７４）の踏み込み操作に反力が作用するが、ブレーキペダル（７４）の操作速度が速い場合には、操作フィーリングが重くなり、ブレーキペダル（７４）の操作速度が遅い場合には、操作フィーリングが軽くなる。従って、ドライバはブレーキペダル（７４）の操作速度に対応した良好な操作フィーリングを得る事ができる。
【００５３】
上記操作フィーリングの演出と同時に、ブレーキペダル（７４）の操作量が位置センサ（７７）により検出され、制御装置（７２）に伝達される。この操作量と、荷重センサ（４８）や回転角センサ（１９）から伝達される摩擦パッド（３）（４）のクランプ力や遊星腕（１８）の回転角から推量されるボールねじ軸（３８）の移動量等を基に、図２に示す如く、制御装置（７２）にて目標クランプ力が演算され、そのクランプ力を出力するための摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の出力が算出される。
【００５４】
上述の如く算出された出力に応じて、制御装置（７２）の制御により電気式ディスクブレーキ（７１）の摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）が正転作動され、遊星腕（１８）がシリンダ（１４）内を回動する。この遊星腕（１８）の回動により、径大部（２１）に軸支され、太陽歯車（２６）に第１歯車部（２４）を噛合する遊星歯車（２３）が、太陽歯車（２６）の外周を回動する。この遊星歯車（２３）の回動により、第２歯車部（２５）に減速歯車（３５）を噛合するボールねじナット（３４）が回動される。
【００５５】
そして、ボールねじ機構（１６）の作用により、回動力がボールねじ軸（３８）の摺動力に変換され、パッド押圧板（４０）を介して作用部（１０）側の摩擦パッド（３）を押圧摺動し、ディスクロータ（１）に押し付ける。更に、ボールねじ軸（３８）の摺動の反力で、キャリパボディ（８）が後退し、反作用部（１２）の反力爪（１１）が、反作用部（１２）側の摩擦パッド（４）を押圧摺動し、ディスクロータ（１）に押し付け、制動が行われる。この制動時には、図２に点線矢印で示す如く、制御装置（７２）には荷重センサ（４８）から摩擦パッド（３）（４）のクランプ力が随時フィードバックされ、目標の摩擦パッド（３）（４）のクランプ力での制動が行われる。同時に、回転角センサ（１９）により検出される遊星腕（１８）の回転角が制御装置（７２）にフィードバックされ、摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の出力やボールねじ軸（３８）の移動量が推量されて、目標の出力となった時点で摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）の回転が停止される。
【００５６】
そして、ドライバがブレーキペダル（７４）の踏み込み操作を解除すると、ブレーキ操作量検出装置（７３）では、スプリング（８０）の復元力により、移動部材（７６）とともにブレーキペダル（７４）が非作動位置に復元移動するとともに、電気回路（８２）では、切替えスイッチ（８５）が切り替わって、フィーリング演出用電動モータ（８１）と回生回路（８４）とが並列に接続される。そして、ブレーキペダル（７４）の復元移動に伴いフィーリング演出用電動モータ（８１）が逆転作動する事で、電気回路（８２）内に発生する電気が回生回路（８４）のバッテリー（９０）に蓄電される。
【００５７】
一方、電気式ディスクブレーキ（７３）では、ブレーキペダル（７４）の踏み込み解除により、ブレーキ操作量検出装置（７３）の制御で摩擦パッド押圧用電動モータ（１５）が逆転作動する事で遊星腕（１８）が制動時とは逆方向に回転する。この回転により、遊星歯車（２３）を介してボールねじナット（３４）が、先の回転とは逆方向に回転する事で、ボールねじ軸（３８）が後退し、摩擦パッド（３）の押圧が解除される。また、このボールねじ軸（３８）の後退の反力により、キャリパボディ（８）も復元方向に摺動し、反作用部（１２）側の摩擦パッド（４）の押圧が解除されるので、制動が解除されるものである。また、この制動解除の際も、荷重センサ（４８）や回転角センサ（１９）からの検出値が制御装置（７２）にフィードバックされ、ディスクロータ（１）と摩擦パッド（３）（４）との間に所定のクリアランスが確保されたり、次回の制動時のデータ等として使用される。
【００５８】
以下、ブレーキ操作量検出装置（７３）の他の異なる第２〜第５実施例を説明する。まず、上記第１実施例では、操作フィーリング発生回路（８３）に於いて抵抗（８６）の抵抗値を不変としているが、図８に示す第２実施例では、抵抗（８６）を可変抵抗とし、抵抗値を変更する事が可能な構造としている。この可変抵抗（８６）の変更は、車体（７８）に設けた抵抗調節スイッチ（９２）により、ドライバが任意に調整可能となっている。第２実施例の抵抗調整スイッチ（９２）では、図８に示す如く、ＳＯＦＴ（弱）、ＭＩＤ（中）、ＨＡＲＤ（強）の三段階に切替え可能とし、切替えモードがＳＯＦＴの場合には、可変抵抗（８６）の抵抗値が最大となり、操作フィーリング発生回路（８３）で発生するインピーダンスを全体的に大きくする事で、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗を小さくして、ブレーキペダル（７４）の操作フィーリングを全体的に軽くする事ができる。従って、例えば女性やお年寄り等、脚力の比較的弱いドライバでも、過大な労力を使用せずにブレーキペダル（７４）を容易に操作する事が可能となる。
【００５９】
逆に、男性等の脚力が強い人が運転する場合等は、抵抗調整スイッチ（９２）をＨＡＲＤに切替えて、可変抵抗（８６）の抵抗値を最小にする事で、操作フィーリング発生回路（８３）のインピーダンスを全体的に小さくして、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗を大きくし、操作フィーリングを全体的に重くする事ができ、ブレーキペダル（７４）の過剰な踏み込み等を抑制できる。また、ＭＩＤの場合は、その中間の操作フィーリングを得る事ができ、ブレーキペダル（７４）の操作速度に対応するだけでなく、ドライバの好みに応じた操作フィーリングを演出する事ができる。
【００６０】
また、上記第２実施例では、可変抵抗（８６）の抵抗値をドライバ自身が任意に変更できるようにして、ドライバの好みに応じた操作フィーリングを演出するものであるが、図９に示す第３実施例では、制御装置（７２）の制御により可変抵抗（８６）の抵抗値を変更する仕様としている。この抵抗値の変更により、通常とは異なる操作フィーリングをドライバに与え、車両側からドライバに何らかのメッセージを伝えるものである。この操作フィーリングの変更は、例えば車両に何らかの異常や問題が生じた場合に、操作フィーリングを過度に重くしたり軽くしたりして、ドライバに異常や問題発生を伝えるものであっても良いし、摩擦パッド（３）（４）の摩耗に対応して操作フィーリングを徐々に軽くする事で、ドライバに摩擦パッド（３）（４）の交換時期を知らせるもの等であっても良い。
【００６１】
そして、第３実施例では、図１０のフローに示す如く、電気式ディスクブレーキ（７１）に何らかの異常が検出された際に、制御装置（７２）の制御により可変抵抗（８６）の抵抗値を小さくしている。このように抵抗値が小さくなる事により、操作フィーリング発生回路（８３）のインピーダンスが小さくなって、フィーリング演出用電動モータ（８１）の回転抵抗が大きくなる。そのため、ドライバがブレーキペダル（７４）を緩慢に踏み込んだ場合でも、操作フィーリングが非常に重くなり、ドライバは車両に何らかの異常が生じた事を認識する事ができる。また、何等異常が検出されない場合は、抵抗値が変更される事はなく、ドライバはブレーキペダル（７４）の操作速度に応じた通常の操作フィーリングが得られる。
【００６２】
また、第１実施例では、ブレーキペダル（７４）と共に移動する移動部材（７６）に位置センサ（７７）を設け、ブレーキペダル（７４）の操作量を検出し、その操作量を基に電気式ディスクブレーキ（７１）の作動量を決定しているが、以下の他の異なる第４、第５実施例では、位置センサ（７７）等を設けずに、ブレーキペダル（７４）の操作量を検出する事を可能としている。その方法は、ブレーキペダル（７４）の移動に伴ってフィーリング演出用電動モータ（８１）が回転する際に、該フィーリング演出用電動モータ（８１）の端子間に発生する誘導起電力を利用して、ブレーキペダル（７４）の操作量を演算するものである。
【００６３】
その演算方法は、まず第４実施例では、ブラシ型のフィーリング演出用電動モータ（８１）を使用し、このフィーリング演出用電動モータ（８１）のモータ軸が回転する事で、端子間に発生する誘導起電力は、図１１のグラフ（ａ）のような波形となる。この波形をパルスとみなし、図１１のグラフ（ｂ）に示す如くパルス波形化して、そのパルス波形数をカウントする。ブレーキペダル（７４）の操作量Ｌは、下記の数式により算出する事ができる。
【００６４】
Ｌ  ＝  ａ  ×  Ｎ
【００６５】
上記数式で、ａは１パルス当たりの操作量で、車両の製造時に予め測定して制御装置（７２）に記憶しておく。また、Ｎは前記でカウントしたパルス波形数である。
【００６６】
また、第５実施例では、ブラシレス型のフィーリング演出用電動モータ（８１）を使用している。このブラシレス型のフィーリング演出用電動モータ（８１）が回転すると、内蔵されたエンコーダは軸の回転に従って、図１２に示すグラフの如きパルスを制御装置（７２）に出力する。この出力データにより、第４実施例と同様の数式を用い、１パルス当たりの操作量（ａ）とパルス波形数（Ｎ）の乗算する事で、ブレーキペダル（７４）の操作量を算出する事ができる。
【００６７】
以上より、第４、第５実施例では、ブレーキペダル（７４）の操作量をフィーリング演出用電動モータ（８１）のパルス波形を基に演算するので、操作量の検出用センサ等を何等必要とせず、ブレーキ操作量検出装置（７３）の部品点数を少なくして、単純化する事ができる。また、フィーリング演出用電動モータ（８１）のパルス数をカウントして、乗算するだけで計算に時間が掛らないので、タイムラグの発生を抑制して、制動の応答性を損なう事はない。
【００６８】
また、本発明のブレーキ操作量検出装置（７３）は、図２〜図５に示す如き電気式ディスクブレーキに限らず、摩擦パッド押圧用電動モータの作動でピストンを進退動させて摩擦パッドをディスクロータに押圧摺動させる、従来公知の何れの電気式ディスクブレーキでも実施する事ができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したものであるから、電気式ディスクブレーキにて制動を行う際に、ブレーキペダルの操作時の操作フィーリングを、スプリングのみではなく、ブレーキペダルに接続したフィーリング演出用電動モータによる反力感で演出する事ができ、且つフィーリング演出用電動モータの回転時に発生する誘導起電力と操作フィーリング発生回路により、ブレーキペダルの操作速度に対応してフィーリング演出用電動モータの回転抵抗を変化させる事で、反力感も変化させる事が可能となる。そのため、ブレーキペダルの操作速度に対応した、良好な操作フィーリングを演出する事ができる。
【００７０】
また、操作フィーリング発生回路は、ブレーキペダルの操作速度に応じて回路的にインピーダンスが変化する事により、フィーリング演出用電動モータの回転抵抗を変化させるので、操作フィーリングの演出のための操作量や操作速度等の検出手段等を使用する必要がなく、反力感を演出するための電気回路、更にはブレーキ操作量検出装置の単純化が可能となる。また検出手段からの検出値を用いて複雑な計算式で反力感を演算する必要もなく、制御プログラムを簡易化するとともに、タイムラグの発生を抑制して、ブレーキペダル操作に対応した操作フィーリングの応答性を高める事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電気式ディスクブレーキを設けた車両のシステム構成図。
【図２】電気式ディスクブレーキとブレーキ操作量検出装置の概念図。
【図３】電気式ディスクブレーキの断面図。
【図４】図５のＡ−Ａ線断面図で、太陽歯車の固定部材とハーネスとを省略したものである。
【図５】図３のバックプレート側の部分拡大断面図。
【図６】ブレーキペダルと、その操作フィーリング演出用のスプリングとフィーリング演出用電動モータの構成図。
【図７】第１実施例の電気回路図。
【図８】第２実施例の電気回路図。
【図９】第３実施例の電気回路図。
【図１０】第３実施例に於ける異常発生時の制御フローチャート。
【図１１】第４実施例で、ブラシ型のフィーリング演出用電動モータの回転時に発生する誘導起電力の波形を示すグラフと、その波形をパルス波形に変換したグラフ。
【図１２】第５実施例で、ブラシレス型のフィーリング演出用電動モータの回転時に、エンコーダにより出力されるパルス波形を示すグラフ。
【符号の説明】
７２  制御装置（本発明の制御手段）
７３  ブレーキ操作量検出装置
７４  ブレーキペダル
８０  スプリング
８１  フィーリング演出用電動モータ
８３  操作フィーリング発生回路
８４  回生回路
８６  抵抗
８７  コイル
８８  コンデンサ
【図１】
2004262350.tif 000003
【図２】
2004262350.tif 000004
【図３】
2004262350.tif 000005
【図４】
2004262350.tif 000006
【図５】
2004262350.tif 000007
【図６】
2004262350.tif 000008
【図７】
2004262350.tif 000009
【図８】
2004262350.tif 000010
【図９】
2004262350.tif 000011
【図１０】
2004262350.tif 000012
【図１１】
2004262350.tif 000013
【図１２】
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