(57)【要約】【課題】  キャリパに対する作業を行う際の作業効率の低下を防止することができる電動式のブレーキ装置を提供する。【解決手段】  ディスクロータ１１にブレーキパッド１２を押圧させる推力機構とこれを駆動するアクチュエータとを有するキャリパ１と、制動指示信号に応じて制動力を発生させるべくキャリパ１のアクチュエータ１５を制御する制御手段２２とからなるブレーキ装置である。制御手段２２には、キャリパ１に対する作業の開始を判断する判断手段と、アクチュエータ１５の駆動を制限する駆動制限手段とが設けられる。判断手段によりキャリパ１に対する作業の開始が判断されたときには、駆動制限手段により前記アクチュエータ１５の駆動を制限する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と該推力機構を駆動するアクチュエータとを有するキャリパと、
制動指示信号に応じて制動力を発生させるべく前記キャリパの前記アクチュエータを制御する制御手段とからなるブレーキ装置において、
前記制御手段には、
前記キャリパに対する作業の開始を判断する判断手段と、
前記アクチュエータの駆動を制限する駆動制限手段とが設けられ、
前記判断手段によりキャリパに対する作業の開始が判断されたときには、前記駆動制限手段により前記アクチュエータの駆動を制限して、前記ブレーキパッドを押圧する方向への前記推力機構の移動量または移動速度を制限することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記駆動制限手段は、前記アクチュエータの駆動を禁止するものであることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記判断手段は前記キャリパに対する作業の終了をも判断するものであり、
前記駆動制限手段は、前記判断手段によりキャリパの作業の終了が判断されたときに、前記アクチュエータの駆動の制限を解除することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の制動に用いられる電動式のブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両に用いられる電動式のブレーキ装置では、車輪とともに回動するディスクロータの両面に対向する位置にブレーキパッドが設けられ、このブレーキパッドに当接するピストンをモータにより移動させて、ブレーキパッドをディスクロータに押し付けることにより制動力を発生させている。
【０００３】
そして、この種のブレーキ装置においては、ブレーキパッドの交換等のキャリパに関する作業を行うにあたって、制御回路によりモータを駆動して、ピストンをディスクロータから離れる方向へ後退させてブレーキパッドとディスクロータとのクリアランスを拡大させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４３０３８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、上述のようなキャリパに対する作業は、複数の作業者により行われることが多い。しかしながら、上述のような従来の技術においては、作業者の一人がキャリパを外してキャリパに対する作業（例えばブレーキパッドの交換）を行っている際に、別の作業者が誤ってブレーキ操作をしてしまうと、それに応じて出力される制動指示信号によりモータが駆動されてしまう。その結果、キャリパに対する作業が終了していないのに、クリアランスが狭まってしまうため、キャリパに対する作業を行っている作業者が驚いたり、作業を誤ってしまう等、作業効率が悪くなるという問題がある。
【０００５】
従って本発明は、キャリパに対する作業を行う際の作業効率の低下を防止することができる電動式のブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させる推力機構と該推力機構を駆動するアクチュエータとを有するキャリパと、制動指示信号に応じて制動力を発生させるべく前記キャリパの前記アクチュエータを制御する制御手段とからなるブレーキ装置において、前記制御手段には、前記キャリパに対する作業の開始を判断する判断手段と、前記アクチュエータの駆動を制限する駆動制限手段とが設けられ、前記判断手段によりキャリパに対する作業の開始が判断されたときには、前記駆動制限手段により前記アクチュエータの駆動を制限して、前記ブレーキパッドを押圧する方向への前記推力機構の移動量または移動速度を制限することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、前記判断手段によりキャリパに対する作業の開始が判断されたときには、前記アクチュエータに対して駆動を要求する信号が入力された場合であっても、前記駆動制限手段により前記推力機構の移動量または移動速度が制限される。従って、複数の作業者でキャリパに対する作業を行っている場合、作業者の一人が作業中に別の作業者が誤って前記アクチュエータに対して駆動を要求する制動指示信号を制御手段に入力したときでも、ディスクロータとブレーキパッドとのクリアランスが急激に狭まることを防止できる。よって、作業中の作業者は、このブレーキパッドの移動に対して落ち着いて対処することが可能となり、作業効率の低下を抑えることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のものであって、前記駆動制限手段は、前記アクチュエータの駆動を禁止するものであることを特徴とする。
この発明によれば、前記キャリパに対する作業が開始されたときには、前記駆動制限手段によりアクチュエータの駆動が禁止されるので、前記推力機構も駆動されない。従って、キャリパに対する作業中に、誤ってアクチュエータを駆動するための制動指示信号が制御手段に入力された場合でも、前記アクチュエータは駆動されず、ディスクロータとブレーキパッドとのクリアランスが一定に保持される。よって、作業中の作業者は、このブレーキパッドの移動について考慮する必要が無くなるため、作業に専念することができ、作業効率の低下を抑えることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記判断手段は前記キャリパに対する作業の終了をも判断するものであり、前記駆動制限手段は、前記判断手段によりキャリパの作業の終了が判断されたときに、前記アクチュエータの駆動の制限を解除することを特徴とする。
この発明によれば、キャリパに対する作業が終了した後で、アクチュエータの駆動の制限を手動で解除する必要がなく、利便性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載した発明によれば、キャリパに対する作業を行う際の作業効率の低下を防止することができる。
請求項２に記載した発明によれば、キャリパに対する作業を行う際の作業効率の低下をより確実に防止することができる
請求項３に記載した発明によれば、キャリパに対する作業を行う際の作業効率の低下を防止することができるとともに、利便性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態のブレーキ装置を図面を参照しつつ以下に説明する。
図１は本発明の第１および第２の実施の形態における電動式のブレーキ装置の断面図である。また、図２は図１の電動式のブレーキ装置の上面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のブレーキ装置は電動キャリパ１を有する電動ディスクブレーキ装置である。このブレーキ装置は、車輪（図示せず）とともに回転するディスクロータ１１と、ディスクロータ１１の軸線方向における両側に配置されるとともにディスクロータ１１に接触する一対のブレーキパッド１２、１２と、車両の非回転の取付部１３に固定されるとともに一対のブレーキパッド１２、１２をディスクロータ１１の軸線方向に移動可能に支持し、これら一対のブレーキパッド１２、１２を介して入力される制動トルクを受けるキャリア１４と、キャリア１４にディスクロータ１１の軸線方向に移動可能に支持されるとともに、内蔵された電動モータ１５を駆動することによりブレーキパッド１２を両側から挟持してディスクロータ１１に接触させて車両に制動力を発生させる電動キャリパ１とを有している。
【００１３】
また、本実施の形態のブレーキ装置には、ブレーキペダル１９の操作量を検出するペダル操作量検出センサ２０と、摩耗したブレーキパッド１２の交換や電動キャリパ１の分解等の作業時にディスクロータ１１とブレーキパッド１２とのクリアランスを拡げる支持を行うためのパッド交換スイッチ２１とが設けられている。また、上記ペダル操作量検出センサ２０とパッド交換スイッチ２１とが接続され、ペダル操作量検出センサ２０の検出結果等に基づいて電動キャリパ１の電動モータ１５をコントローラ２２により制御する。
【００１４】
ディスクロータ１１は、中央に有底円筒状の取付部２５を有し、この取付部２５の底部に対し、反対側から半径方向外側にフランジ状に延出するディスク部２６を有するいわゆるハット型のもので、取付部２５において図示せぬ車輪に固定され、ディスク部２６においてブレーキパッド１２に接触する。
【００１５】
ブレーキパッド１２は、ディスクロータ１１に接触するライニング２８と、このライニング２８を一側に保持するとともに逆側が電動キャリパ１で押圧される裏金２９とを有している。ブレーキパッド１２は、ライニング２８をディスクロータ１１に対向させた状態で裏金２９においてキャリア１４に支持される。
【００１６】
電動キャリパ１は、ディスクロータ１１の一側に配置されるキャリパ本体３１と、このキャリパ３１本体に一体的に固定されるとともにディスクロータ１１を跨いで反対側へ延びる爪部３２とを有しており、キャリパ本体３１に取り付けられたスライドピンによってキャリパ本体３１がキャリア１４に対してディスクロータ１１の軸方向に沿って摺動可能に案内される。
【００１７】
キャリパ本体３１には、電動モータ１５と、電動モータ１５の回転位置を検出する位置検出器３５と、電動モータ１５の回転を直線運動に変換する直線運動変換機構３６に連結され電動モータ１５の回転でディスクロータ１１の軸線方向に直線的に往復移動するピストン３７とが設けられている。ここで、直線運動変換機構３６として、具体的にはボールアンドランプ機構、ボールネジ機構、ローラねじ機構等を適宜選択する。
【００１８】
この電動キャリパ１は、電動モータ１５の正回転でピストン３７をディスクロータ１１に近接する方向に前進させることにより、ピストン３７と爪部３２とで両ブレーキパッド１２を両側から挟持しディスクロータ１１のディスク部２６に接触させて制動力を発生させる一方、電動モータ１５の逆回転でピストン３７をディスクロータ１１から離間する方向に後退させることで、両ブレーキパッド１２の挟持を解除しディスクロータ１１への接触を解除させる。
【００１９】
コントローラ２２には、ペダル操作量検出センサ２０及びパッド交換スイッチ２１に加えて、電動モータ１５、位置検出器３５が接続されている。コントローラ２２はペダル操作量検出センサ２０の検出結果等に基づいて必要な制動力を得るためのピストン３７の目標推力を割り出す一方、位置検出器３５の検出結果、および電動モータ１５の電流値の検出結果に基づいて、ピストン推力が目標推力となるように電動モータ１５を制御する制動力発生制御を行う。
【００２０】
そして、本実施の形態において、コントローラ２２は、上述した制動力発生制御に加えて、ストローク制限処理を行う。制動力発生制御と並行して行われるこのストローク制限処理の制御プログラムについて図３のフローチャートに従って説明する。
【００２１】
以下、本発明の実施例を説明する。
［電動キャリパのパッド交換の概要］
電動キャリパのパッド交換は、車室に設けられたパッド交換スイッチ２１に操作により開始される。
作業者がパッド交換スイッチ２１により「パッド交換開始指示」を出すと、パッド交換動作が開始され、コントローラ２２が電動モータ１５を駆動して、電動キャリパ１のピストン３７は後端まで戻されて、ブレーキパッド１２とディスクロータ１１とのクリアランスが一定以上に拡大する。
作業者は、電動キャリパ１を車体（キャリア１４）から取り外して、摩耗したブレーキパッド１２を取り外し、新しいブレーキパッド１２と交換する。
そして、このパッド１２の交換作業が終了して、電動キャリパ１を車体（キャリア１４）へ取り付けた状態で、作業者がパッド交換スイッチ２１を操作して「パッド交換終了指示」を出すと、コントローラ２２は、モータ１５を駆動させてピストン３７をロータ１１に向かって移動させる。そして、パッド１２とディスクロータ１１とが接触してピストン３７に推力が発生したことをモータ１５の電流変化によりコントローラ２２が検知することで、パッド交換動作を終了する。
なお、「パッド交換開始、終了指示」は、メンテナンス端末２３をコントローラ２２に接続して行ってもよい。また、キャリパに対する作業の一例であるブレーキパッドの交換の開始や終了の判断は、タイヤの着脱、キャリアの着脱、サスペンションの伸縮を検出するセンサを設けて、これらのセンサからの信号により行ってもよい。これについては詳細を後述する。
【００２２】
［第１の実施の形態でのパッド交換作業］
本発明の第１の実施の形態でのパッド交換作業時の制御を、図３のフローチャートに沿って説明する。
まず、ステップＳ１で、パッド交換スイッチ２１の状態により動作モードを検出する。そして、ステップＳ２で、ピストン３７の位置を位置検出センサ２１により検出する。ついで、ステップＳ３で、ステップＳ１で検出した動作モードが「パッド交換終了モード」か否かを判定し、判定結果がＹＥＳの場合には、本フローチャートの処理を一旦終了する。また、ステップＳ３の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ４、ステップＳ５のストローク制限処理を行う。
【００２３】
ステップＳ４では、このフローチャートの処理開始からのピストン３７の移動量が規定ストローク以内であるかを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ５に進む。また、この判定結果がＮＯの場合には本フローチャートの処理を一旦終了する。ステップＳ５では、ピストン３７の移動量が規定ストロークを超えたとの判定結果に基づいて、モータ１５を停止する。そして、本フローチャートの処理を一旦終了する。
【００２４】
規定ストロークは、例えば図４に示すように、パッドクリアランス（Ｐｃ−Ｐ０間）に、低パッド剛性（Ｋ２）の最大推力（Ｆｍａｘ）時のピストン位置（Ｐｍａｘ）を加算したものから設定すればよい。例えば、パッドクリアランスが０．３ｍｍであって、最大推力時のストロークが２ｍｍの場合には、０．３ｍｍに２．０ｍｍを加え、さらに、余裕代（例えば０．２ｍｍ）を加えることで、規定ストローク（この場合は２．５ｍｍ）を設定することができる。
このようにすれば、電動キャリパ１に対する作業中にピストン３７が作動しても移動量が制限されるので、作業性を損なうことを防止することができる。
また、このストロークを算出するにあたり、ブレーキ毎にゼロ位置を更新している。従って、パッドが急激に摩耗してピストン３７が進んだ場合であっても誤検出すること防止できる。
【００２５】
［第２の実施の形態でのパッド交換作業］
本発明の第２の実施の形態でのパッド交換作業時の制御を、図５のフローチャートに沿って説明する。
まず、ステップＳ１１で、パッド交換スイッチ２１の状態により動作モードを検出する。そして、ステップＳ１２で、動作禁止フラグがセットされているか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１７に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ１３に進む。
【００２６】
ステップＳ１２で動作禁止フラグがセットされていない場合にはステップＳ１３でステップＳ１で検出した動作モードが「パッド交換開始モード」かどうかを判定する。この判定結果がＹＥＳであればステップＳ１５に進み、判定結果がＮＯであればステップＳ１４に進んで通常の動作を行う。そして、本フローチャートの処理を一旦終了する。
ステップＳ１５では、パッド交換開始動作を行い、ステップＳ１６で動作禁止フラグをセットして、本フローチャートの処理を一旦終了する。このパッド交換開始動作とは、パッド交換が可能なようにピストンを後退させる動作である。
ここで、動作禁止フラグを不揮発性メモリ（図示せず）に記憶しておけば、システム停止誤に再起動しても誤動作する事はない。
【００２７】
ステップＳ１２で動作禁止となっている場合には、ステップＳ１７で、「パッド交換終了モード」か否かを判定する。この判定結果がＮＯの場合には、特に動作を行うことなく本フローチャートの処理を一旦終了する。この判定結果がＹＥＳの場合（「パッド交換終了動作モード」の場合）は、ステップＳ１８でパッド交換終了動作を行い、ステップＳ１９で動作禁止フラグのクリアを行う。これにより、通常の動作を可能とする。そして、本フローチャートの処理を一旦終了する。
ここで、「パッド交換終了動作」とは、パッド交換後にピストン３７を進めてクリアランスを詰める動作である。
このようにすれば、パッド交換中に誤ってブレーキペダルが踏まれても、ピストン３７が進むことがないので、作業効率を低下させることがない。
【００２８】
上述したパッド交換作業の開始または終了判定方法についてより詳細に説明する。ブレーキパッド１２の交換作業は、車両がジャッキアップされた状態でタイヤを取り外し、さらに、スライドピンをキャリパ本体から抜きとって行う。従って、以下のような方法で、パッド交換作業の開始または終了の予測を行うことができる。
【００２９】
すなわち、車両がジャッキアップされてタイヤを車体から取り外せる（浮いた）状態になると、サスペンションが通常時よりも大幅に伸張して略最大長になる。また、作業が終了した後は、サスペンションの長さが通常時に戻るため、車高センサによりサスペンションの長さを検出することで、パッド交換開始または終了の判定を行うことができる。
さらに、走行中でもサスペンションは最大長となる可能性を考慮して、車輪速度センサを有している場合には、タイヤが停止しているか否かについても併せて判定することで、パッド交換開始の判定をさらに精度よく行うことが可能となる。
【００３０】
また、上述のように、パッド交換作業にはタイヤの着脱を伴うため、タイヤの着脱状態をホイールセンサにより検出することで、パッド交換の開始または終了の判定を行うことができる。
【００３１】
また、上述のように、パッド交換作業にはスライドピンの着脱を伴うため、スライドピンの着脱状態をスライドピンセンサ３３（図２参照）により検出することで、パッド交換の開始または終了の判定を行うことができる。
【００３２】
また、駐車ブレーキ機能を持つ電動キャリパの場合には、電源系のフェール時のために、手動で操作可能な推力解除機構（図示せず）が設けられているものもあるが、システムがフェールではなく正常なときに、この推力解除機構を作動させたことを検出することで、パッド交換の開始または終了の判定を行うことができる。
【００３３】
なお、本発明の内容は上述の実施の形態に限られるものではない。例えば、「パッド交換開始・終了指示」は、メンテナンス端末２３をコントローラ２２に接続して行ってもよい。また、ストローク制限を解除する条件を、電動キャリパ１がキャリア１４に取り付けられている状態を検出できるスライドピンに設けたセンサ３３（図２参照）を利用しこれをパッド交換終了指示としても良い。また、本実施の形態では、パッド交換開始の指示がなされると、ピストン３７をモータ１５により後端まで戻しているが、これに限らず、手動によりピストン３７を戻した場合でも適用できる。
【００３４】
また、キャリパに対する作業の一例としてブレーキパッドの交換について説明したが、本発明の内容はこれに限られるものではなく、キャリパに対する作業を行う場合全般に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１および第２の実施の形態における電動式のブレーキ装置の断面図である。
【図２】図１の電動式のブレーキ装置の上面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるストローク制限の動作を示すフローチャートである。
【図４】ピストン位置と推力との関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における動作禁止の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１…電動キャリパ
１１…ディスクロータ
１２…ブレーキパッド
１４…キャリア
１５…電動モータ（アクチュエータ）
２２…コントローラ（制御手段、判断手段、駆動制限手段）
３３…スライドピンセンサ
３６…回転−直線変換機構
３７…ピストン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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