(57)【要約】【課題】  電動ブレーキ装置の制動開始時の応答性を高める。【解決手段】  ブレーキペダルスイッチのＯＮ信号や、アクセルペダルの戻し操作や、レーダー装置による障害物の検知に基づいて電子制御ユニットがブレーキ操作開始判断をすると、先ず電動モータＭを駆動し、電動モータＭの回転数がロータの慣性に抗して充分に上昇した後に、バンドブレーキ装置Ｂを作動させてプラネタリギヤ機構Ｐのリングギヤ３３を拘束することで、電動モータＭの駆動力をプラネタリギヤ機構Ｐおよびボールねじ機構Ｓを介してブレーキピストン１５に伝達し、ブレーキパッド１４ａ，１４ｂをブレーキディスク１３に当接させて制動力を発生させる。このように、電動モータＭを予め駆動した状態でバンドブレーキ装置Ｂを作動させることで、電動ブレーキ装置の制動開始時の応答性を高めることができる。【選択図】        図１
2005114005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転する被制動部材（１３）と、
被制動部材（１３）を制動する制動部材（１５）と、
正転および逆転が可能な電動モータ（Ｍ）と、
電動モータ（Ｍ）および制動部材（１５）を接続し、電動モータ（Ｍ）の正転により制動部材（１５）を被制動部材（１３）に接近させるとともに、電動モータ（Ｍ）の逆転により制動部材（１５）を被制動部材（１３）から離反させる駆動力伝達機構（Ｐ）と、
駆動力伝達機構（Ｐ）の駆動力伝達を許可および禁止する駆動力伝達制御手段（Ｂ）と、
ブレーキペダル（４１）の踏力に基づいて電動モータ（Ｍ）の作動を制御する制御手段（Ｕ）とを備えた電動ブレーキ装置であって、
前記制御手段（Ｕ）は、ブレーキ操作判断に基づいて電動モータ（Ｍ）を駆動した後に駆動力伝達制御手段（Ｂ）を作動させて駆動力伝達機構（Ｐ）の駆動力伝達を許可することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】
前記制御手段（Ｕ）は、ブレーキペダルスイッチ（４２）の出力に基づいて前記ブレーキ操作判断を行うことを特徴とする、請求項１に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項３】
前記制御手段（Ｕ）は、アクセルペダル（４４）の戻し操作に基づいて前記ブレーキ操作判断を行うことを特徴とする、請求項１に記載の電動ブレーキ装置。
【請求項４】
前記制御手段（Ｕ）は、自車前方の障害物を検知する障害物検知手段（４６）の出力に基づいて前記ブレーキ操作判断を行うことを特徴とする、請求項１に記載の電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪と共に回転する被制動部材を制動する制動部材を電動モータで駆動する電動ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に従来のブレーキ装置は、ブレーキキャリパに設けたブレーキピストンをマスタシリンダや油圧ポンプで発生した油圧で駆動し、このブレーキピストンでブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けて制動力を発生させるようになっている。
【０００３】
ブレーキピストンを油圧で駆動する代わりに、電動モータが発生する回転力を遊星ローラねじで推力に変換してブレーキピストンを駆動するものが、下記特許文献１により公知である。このブレーキ装置によれば、電動モータの回転方向を変化させてブレーキピストンを前進、停止および後退させることで、制動力を増加、保持および減少させることができる。
【特許文献１】特開２０００−１１０８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載されたものは、電動モータへの通電を開始してからブレーキピストンが作動するまでの応答時間が、電動モータのロータの慣性によって遅れる問題があった。即ち、電動モータに通電したとき、そのロータは慣性を有するために回転速度が瞬間的に増加せず、これが電動ブレーキ装置の応答性低下の原因となってしまう。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電動ブレーキ装置の制動開始時の応答性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車輪と共に回転する被制動部材と、被制動部材を制動する制動部材と、正転および逆転が可能な電動モータと、電動モータおよび制動部材を接続し、電動モータの正転により制動部材を被制動部材に接近させるとともに、電動モータの逆転により制動部材を被制動部材から離反させる駆動力伝達機構と、駆動力伝達機構の駆動力伝達を許可および禁止する駆動力伝達制御手段と、ブレーキペダルの踏力に基づいて電動モータの作動を制御する制御手段とを備えた電動ブレーキ装置であって、前記制御手段は、ブレーキ操作判断に基づいて電動モータを駆動した後に駆動力伝達制御手段を作動させて駆動力伝達機構の駆動力伝達を許可することを特徴とする電動ブレーキ装置が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、ブレーキペダルスイッチの出力に基づいて前記ブレーキ操作判断を行うことを特徴とする電動ブレーキ装置が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、アクセルペダルの戻し操作に基づいて前記ブレーキ操作判断を行うことを特徴とする電動ブレーキ装置が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、自車前方の障害物を検知する障害物検知手段の出力に基づいて前記ブレーキ操作判断を行うことを特徴とする、請求項１に記載の電動ブレーキ装置が提案される。
【００１０】
尚、実施例のブレーキディスク１３は本発明の被制動部材に対応し、実施例のブレーキピストン１５は本発明の制動部材に対応し、実施例のレーダー装置４６は本発明の障害物検知手段に対応し、実施例のバンドブレーキ装置Ｂは本発明の駆動力伝達制御手段に対応し、実施例のプラネタリギヤ機構Ｐは本発明の駆動力伝達機構に対応し、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の構成によれば、制御手段がブレーキ操作開始判断をすると、先ず電動モータを駆動し、その後に駆動力伝達制御手段を作動させて駆動力伝達機構の駆動力伝達を許可するので、電動モータの回転数がロータの慣性に抗して充分に上昇した状態で駆動力伝達制御手段を作動させて制動力の立ち上がりの応答性を高めることができる。
【００１２】
請求項２の構成によれば、ブレーキペダルスイッチの出力に基づいてブレーキ操作判断を行うので、ドライバーがブレーキ装置を作動させようとする意思を素早く検出することができる。
【００１３】
請求項３の構成によれば、アクセルペダルの戻し操作に基づいてブレーキ操作判断を行うので、ドライバーがブレーキ装置を作動させようとする意思をより早く検出することができる。
【００１４】
請求項４の構成された発明によれば、自車前方の障害物を検知する障害物検知手段の出力に基づいてブレーキ操作判断を行うので、ブレーキ装置を速やかに作動させて障害物との接触を確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は電動ブレーキ装置の横断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２に対応する作用説明図、図４は電動モータおよびアクチュエータの制御系のブロック図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、自動車の車輪を制動する電動ブレーキ装置は、ナックル等に図１の左右方向に移動自在に支持されたブレーキキャリパ１１を備えており、ブレーキキャリパ１１に図示せぬガイド手段で相互に接近・離反可能に支持された一対のバックプレート１２ａ，１２ｂの対向面に、車輪に固定されたブレーキディスク１３の両側面に当接可能なブレーキパッド１４ａ，１４ｂが設けられる。ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａにはブレーキピストン１５が進退自在に支持されており、ブレーキピストン１５で一方のバックプレート１２ａの背面を押圧することで、その反力でブレーキキャリパ１１が図１の右方向に移動し、ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａに架橋部１１ｂを介して接続された腕部１１ｃが他方のバックプレート１２ｂの背面を押圧することで、両ブレーキパッド１４ａ，１４ｂがブレーキディスク１３の両側面に当接して制動力を発生する。ブレーキピストン１５とブレーキキャリパ１１との間に防塵ブーツ１６が装着される。
【００１８】
ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａに収納される電動モータＭは、本体部１１ａの内面に固定された複数のステータコイル１７…と、ステータコイル１７…の内部に軸線Ｌまわりに回転可能にボールベアリング１８で支持された円筒状のモータ出力軸１９と、モータ出力軸１９の外周面にステータコイル１７…の内周面に対向するように固定された複数の永久磁石２０…とを備える。モータ出力軸１９の内部に円筒状の雌ねじ部材２１が一対のボールベアリング２２，２３で相対回転自在に支持されており、ブレーキピストン１５の背面から軸線Ｌ上に一体に延びる雄ねじ部材２４との間に複数のボール２５…が配置される。これらの雌ねじ部材２１、雄ねじ部材２４およびボール２５…はボールねじ機構Ｓを構成する。
【００１９】
ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａの内部に、電動モータＭおよびボールねじ機構Ｓを接続するようにプラネタリギヤ機構Ｐが配置される。軸線Ｌ上に配置されたプラネタリギヤ機構Ｐは、モータ出力軸１９に固定されたサンギヤ３１と、ボールねじ機構Ｓの雌ねじ部材２１に固定されたプラネタリキャリヤ３２と、バンドブレーキ装置Ｂを介してブレーキキャリパ１１の本体部１１ａに拘束された状態と拘束を解除された状態とを切り替え可能なリングギヤ３３と、プラネタリキャリヤ３２にピニオンシャフト３４…を介して支持され、サンギヤ３１およびリングギヤ３３に同時に噛合する複数のピニオン３５…とを備える。プラネタリキャリヤ３２と本体部１１ａの内面との間には、ブレーキピストン１５がブレーキディスク１３から受ける制動反力を支持するためのスラストベアリング３６が配置される。
【００２０】
バンドブレーキ装置Ｂは、リングギヤ３３の外周を囲むように本体部１１ａの内周に配置されたブレーキバンド３７を備え、本体部１１ａに固定されたブレーキバンド３７の一端部と移動可能なブレーキバンド３７の他端部との間にリターンスプリング３８が配置される。そしてブレーキキャリパ１１の外部に設けたソレノイド等のアクチュエータ３９でブレーキバンド３７の他端部を押圧することで、リングギヤ３３を締め付けて回転不能に拘束することができる（図３参照）。
【００２１】
図４に示すように、電動モータＭおよびアクチュエータ３９の作動を制御する電子制御ユニットＵには、ドライバーによるブレーキペダル４１の操作を検出するブレーキペダルスイッチ４２と、ブレーキペダル４１の踏力を検出する踏力センサ４３と、ドライバーによるアクセルペダル４４の操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４５と、先行車等の障害物を検出するレーダー装置４６と、前後左右の車輪の車輪速を検出する車輪速センサ４７とが接続される。
【００２２】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２３】
アンチロックブレーキ制御が行われない通常の制動時には、ドライバーがブレーキペダル４１を踏んでブレーキペダルスイッチ４２がＯＮすると、電子制御ユニットＵからの指令で電動モータＭが正転方向に回転を開始する。このとき、バンドブレーキ装置Ｂは図２に示す非作動位置にあってリングギヤ３３を拘束していないため、プラネタリギヤ機構Ｐのサンギヤ３１に入力されたモータ出力軸１９の回転はボールねじ機構Ｓの雌ねじ部材２１に伝達されることなく、モータ回転数が速やかに増加する。このようにしてモータ回転数が充分に増加すると、電子制御ユニットＵからの指令でバンドブレーキ装置Ｂのアクチュエータ３９を作動させることで、図３に示すように、ブレーキバンド３７を締め付けてリングギヤ３３を拘束する。その結果、電動モータＭのモータ出力軸１９の回転がプラネタリギヤ機構Ｐのサンギヤ３１からピニオン３５…およびプラネタリキャリヤ３２を介してボールねじ機構Ｓの雌ねじ部材２１に伝達される。雌ねじ部材２１が回転すると、それにボール２５…を介して係合する雄ねじ部材２１がブレーキピストン１５と共に前進し、ブレーキピストン１５がブレーキパッド１４ａ，１４ｂをブレーキディスク１３に当接させて制動力を発生する。
【００２４】
このように、ブレーキペダルスイッチ４２がＯＮすると同時に、つまりドライバーの制動意思を検出すると同時に電動モータＭを駆動し、モータ出力軸１９の回転が充分に高まった状態でバンドブレーキ装置Ｂを作動させてブレーキピストン１５を駆動するので、電導ブレーキ装置に高い応答性で制動力を発生させることができる。そして発生する制動力の大きさ、つまり電動モータＭが発生するトルクの大きさは、踏力センサ４３で検出したブレーキペダル４１の踏力の大きさに応じて制御される。また電動モータＭを逆転駆動するとブレーキピストン１５が後退し、ブレーキパッド１４ａ，１４ｂがブレーキディスク１３から離間して制動力が解除される。
【００２５】
ところで、ロック傾向にある車輪の制動力を短い周期で増減させて制動距離を短縮するアンチロックブレーキ制御を行う際には、上述した通常時よりも更に高い応答性が必要になる。
【００２６】
そこで本実施例では、車輪がロックしそうになったことが車輪速センサ４７の出力に基づいて検出されると、電子制御ユニットＵからの指令でモータＭを連続的に正転駆動し、車輪がロックしそうになるとバンドブレーキ装置Ｂのアクチュエータ３９でブレーキバンド３７を緩めてリングギヤ３３の拘束を解除する。その結果、リングギヤ３３が空転することで電動モータＭの駆動力がブレーキピストン１５に伝達されなくなり、ブレーキディスク１３からブレーキパッド１４ａ，１４ｂが受ける反力でブレーキピストン１５が後退することで、制動力が弱められて車輪のロックが回避される。
【００２７】
このようにして車輪速度が再び増加すると、バンドブレーキ装置Ｂのアクチュエータ３９でブレーキバンド３７を締め付けてリングギヤ３３を拘束する。すると電動モータＭの駆動力でブレーキピストン１５が再び前進して制動力が増加し、これを交互に繰り返すことで車輪のロックを回避しながら最大限の制動力を得ることができる。
【００２８】
以上のように、電動モータＭを一方向に回転させながら制動力を増加・減少させることが可能になるため、ロータの慣性に逆らって電動モータＭを交互に反転させる必要がなくなり、アンチロックブレーキ制御時の制動力の応答性を高めることができる。またプラネタリギヤ機構Ｐの出力をボールねじ機構Ｓを介してブレーキピストン１５に伝達することで、プラネタリキャリヤ３２の回転をブレーキピストン１５の往復動に効率良く変換することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施例を説明する。
【００３０】
第１実施例ではドライバーの制動意思をブレーキペダルスイッチ４２のＯＮに基づいて検出しているが、第２実施例ではドライバーの制動意思をアクセル開度センサ４５で検出したドライバーによるアクセルペダル４４の戻し操作に基づいて検出している。即ち、アクセルペダル４４の戻し速度が所定値を超えた場合、ドライバーが車両を制動する意思を持ったと判断する。この第２実施例によれば、ドライバーがブレーキペダル４１を踏む前に制動意思を検出することができるので、アンチロックブレーキ制御が行われない通常の制動時に、より素早く制動力を立ち上げることができる。
【００３１】
次に、本発明の第３実施例を説明する。
【００３２】
第１、第２実施例ではドライバーの制動意思を検出して電動ブレーキ装置を作動させているが、第３実施例ではレーダー装置４６で先行車等の障害物を検知し、電子制御ユニットＵにより自車が障害物に接触する可能性があると判断されると直ちに電動モータＭを作動させ、モータ出力軸１９の回転が充分に高まった状態でバンドブレーキ装置Ｂを作動させて制動力を発生させる。これにより、制動力を素早く立ち上げて障害物との接触を効果的に回避することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３４】
例えば、実施例ではプラネタリギヤ機構Ｐの３つの要素のうち、サンギヤ３１を電動モータＭに接続し、プラネタリキャリヤ３２をブレーキピストン１５に接続し、リングギヤ３３をバンドブレーキ装置Ｂに接続しているが、サンギヤ３１、プラネタリキャリヤ３２およびリングギヤ３３を、電動モータＭ、ブレーキピストン１５およびバンドブレーキ装置Ｂの何れに接続するかは任意であり、これによりレイアウトの自由度を高めることができる。
【００３５】
また駆動力伝達制御手段は実施例のバンドブレーキ装置Ｂに限定されず、他種のブレーキ機構、クラッチ機構あるいはラチェット機構等を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】電動ブレーキ装置の横断面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図２に対応する作用説明図
【図４】電動モータおよびアクチュエータの制御系のブロック図
【符号の説明】
【００３７】
１３        ブレーキディスク（被制動部材）
１５        ブレーキピストン（制動部材）
４１        ブレーキペダル
４２        ブレーキペダルスイッチ
４４        アクセルペダル
４６        レーダー装置（障害物検知手段）
Ｂ          バンドブレーキ装置（駆動力伝達制御手段）
Ｍ          電動モータ
Ｐ          プラネタリギヤ機構（駆動力伝達機構）
Ｓ          ボールねじ機構
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
【図１】
2005114005.tif 000003
【図２】
2005114005.tif 000004
【図３】
2005114005.tif 000005
【図４】
2005114005.tif 000006