WO2021215158A1

WO2021215158A1 - 電動ブレーキ装置

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Publication number: WO2021215158A1
Application number: PCT/JP2021/011361
Authority: WO
Inventors: 大地野村; 臼井　拓也
Original assignee: 日立Astemo株式会社
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2021-10-28
Also published as: US20230105090A1; JPWO2021215158A1; KR20220083805A; CN115380176A; DE112021002469T5; JP7366248B2; KR102661697B1

Abstract

電動ブレーキ装置は、複数の駆動回路を有する電動機と、電動機の駆動により制動部材を被制動部材に押圧する電動機構と、電動機の駆動を制御する制御装置とを含む。制御装置は、複数の駆動回路のうち一部の駆動回路に通電したときの、電動機の電流変化に基づいて、制動部材と被制動部材との接触を検知する。すなわち、制動部材と被制動部材とが接触する前後の電流の変化量は、複数の駆動回路の全てに通電している場合よりも、一部の駆動回路に通電した場合の方が大きくなる。このため、制動部材と被制動部材とが接触する前後の電流量の変化点の検出が容易となり、被制動部材に対する制動部材の接触位置の検出精度を高めることが可能となる。

Description

電動ブレーキ装置

　本発明は、電動ブレーキ装置に関するものである。

　車輪と共に回転するディスクロータ（被制動部材）へブレーキパッド（制動部材）を押し当てて制動力を発生させるブレーキ装置において、良好なブレーキ応答性の確保や、ブレーキパッドの引き摺りの防止などを目的として、ディスクロータに対するブレーキパッドの接触位置を検出することが行われている。例えば、特許文献１には、制動力が発生していないクリアランス領域でモータ１回転分の電流パターンを記憶し、その後、増力方向へ動作させたときのモータ電流から、記憶した電流パターンを差し引くことで、電流リプルの影響が除去された補正電流を取得し、その補正電流の位置変化量が閾値を超えたか否かで、ディスクロータとブレーキパッドとの接触点を検出する方法が開示されている。

特開２０１０－８３２８２号公報

　しかしながら、上述した特許文献１に記載の検出方法は、推力に対する電流の変化量（傾き）が小さいことから、検出精度が良くない、或いは検出に時間を要するといった課題がある。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被制動部材に対する制動部材の接触の検出精度を高めることにある。

　本発明の一実施形態に係る電動ブレーキ装置は、複数の駆動回路を有する電動機と、該電動機の駆動により制動部材を被制動部材に押圧する電動機構と、前記電動機の駆動を制御する制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記複数の駆動回路のうち一部の駆動回路に通電したときの、前記電動機の電流変化に基づいて、前記制動部材と前記被制動部材との接触を検知することを特徴とするものである。

　本発明の一実施形態に係る電動ブレーキ装置はこのように構成したので、被制動部材に対する制動部材の接触の検出精度を高めることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置の要部の断面図である。本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置の電動機と複数の駆動回路との接続例を概略的に示す接続イメージ図である。本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置における、電動機の位置及び電流の関係を示すグラフである。本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置の電動機と複数の駆動回路との図２と異なる接続例を概略的に示す接続イメージ図である。

　以下、実施の形態を図面に基づき説明する。なお、全ての図面にわたって、共通する部分については同一の符号を付している。
　本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置１は、通常走行時、電動機である電動モータ４０の駆動によって制動力を発生させる電動ディスクブレーキである。なお、以下の説明において、車両内側（インナ側）を一端側（カバー部材３９側）と称し、車両外側（アウタ側）を他端側（ディスクロータＤ側）と称して、適宜説明する。つまり、図１において、右側を一端側と称し、左側を他端側として称して、適宜説明する。

　本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置１は、図１に示すように、車両の回転部に取り付けられたディスクロータＤを挟むようにして軸方向両側に配置された、制動部材としての一対のインナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４と、を備えている。本電動ブレーキ装置１は、キャリパ浮動型として構成されている。なお、一対のインナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４とは、車両のナックル等の非回転部に固定されたブラケット５に、ディスクロータＤの軸方向へ移動可能に支持されている。

　図１に示すように、キャリパ４は、キャリパ４の主体であるキャリパ本体８と、電動モータ４０からの回転をキャリパ本体８のシリンダ部１３内のピストン１８に伝達し、ピストン１８に推力を付与する伝達機構９と、を備えている。キャリパ本体８は、インナブレーキパッド２に対向する基端側に配置され、インナブレーキパッド２に対向して開口する円筒状のシリンダ部１３と、シリンダ部１３からディスクロータＤを跨いでアウタ側へと延び、アウタブレーキパッド３に対向するように他端側に配置される一対の爪部１４、１４と、を備えている。

　キャリパ本体８のシリンダ部１３内、すなわちシリンダ部１３のシリンダボア１６に、ピストン１８がシリンダ部１３に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動可能に収容されている。ピストン１８は、インナブレーキパッド２を押圧するものであって、有底円筒状に形成され、その底部がインナブレーキパッド２に対向するように、シリンダ部１３のシリンダボア１６内に収容されている。ピストン１８は、その底部とインナブレーキパッド２との間の回り止め係合によって、シリンダボア１６、ひいてはキャリパ本体８に対して相対回転不能に支持される。

　シリンダ部１３のシリンダボア１６には、その他端側内周面にシール部材（図示略）が配置されている。そして、ピストン１８は、このシール部材に接触した状態で軸方向に移動可能に、シリンダボア１６に収容される。ピストン１８の底部側の外周面と、シリンダボア１６の他端側内周面との間には、ダストブーツ２０が介装されている。これらシール部材及びダストブーツ２０により、シリンダ部１３のシリンダボア１６内への異物の侵入を防ぐようにしている。

　キャリパ本体８のシリンダ部１３の底壁２３側（一端側）には、ギヤハウジング２５が一体的に連結される。このギヤハウジング２５の内部に、後述する、電動モータ４０、平歯多段減速機構４１、及び遊星歯車減速機構４２が配置されている。ギヤハウジング２５は、主に電動モータ４０を収容する第１ギヤハウジング部２７と、主に遊星歯車減速機構４２を収容する第２ギヤハウジング部２８と、を備えている。第１ギヤハウジング部２７は、電動モータ４０の円柱状本体部４０Ｂが収容されるモータハウジング部２７Ａと、電動モータ４０の円柱状本体部４０Ｂから延びる回転軸４０Ａが配置されるギヤハウジング部２７Ｂと、から構成されている。ギヤハウジング部２７Ｂには、後述する制動力保持機構１５２の圧縮コイルバネ１５９を収容するための収容凹部３５が形成される。又、ギヤハウジング部２７Ｂには、収容凹部３５に近接する位置に、一端側に向かって突出する支持ピン（図示略）や、後述する制動力保持機構１５２のソレノイドアクチュエータ（図示略）を収容するための収容部（図示略）が形成される。

　第２ギヤハウジング部２８には、その他端側からシリンダ部１３の底壁２３が一体的に連結される。その結果、シリンダ部１３と、第１ギヤハウジング部２７のモータハウジング部２７Ａ（電動モータ４０）とが、略平行に並ぶように配置される。第２ギヤハウジング部２８には、後述するスピンドル９３を含むキャリア７２の小径円筒状部８６が挿通される挿通孔２９が形成される。第２ギヤハウジング部２８の底面からは、後述するインターナルギヤ７１の径方向の移動を規制する円筒状拘束部３２が突設される。この円筒状拘束部３２の径方向外側には、円筒状拘束部３２と対向する壁面との間に環状溝部３３が形成される。円筒状拘束部３２と対向する壁面には、周方向に間隔を置いて複数の係合凹部（図示略）が形成される。円筒状拘束部３２には、後述する第１減速歯車４８の大径歯車５３との干渉を避けるように切欠き部（図示略）が形成されている。ギヤハウジング２５の一端側開口は、カバー部材３９により閉塞されている。カバー部材３９は、気密的にギヤハウジング２５に取り付けられている。

　電動モータ４０からの回転は、伝達機構９を介してピストン１８に伝達される。伝達機構９は、電動モータ４０の円柱状本体部４０Ｂから延びる回転軸４０Ａと、回転軸４０Ａからの回転トルクを増力する平歯多段減速機構４１及び遊星歯車減速機構４２と、遊星歯車減速機構４２からの回転を直線運動に変換して、ピストン１８に推力を付与する回転直動変換機構４３と、を備えている。電動モータ４０の円柱状本体部４０Ｂは、上述したように、第１ギヤハウジング部２７のモータハウジング部２７Ａ内に配置され、その回転軸４０Ａがギヤハウジング部２７Ｂの貫通孔３８に挿通されて、ギヤハウジング部２７Ｂ内に延びている。平歯多段減速機構４１は、ピニオンギヤ４７と、第１減速歯車４８と、第２減速歯車４９と、を備えている。第１減速歯車４８及び第２減速歯車４９は、金属、或いは繊維強化樹脂等の樹脂にて構成される。

　ピニオンギヤ４７は、筒状に形成されて、電動モータ４０の回転軸４０Ａに圧入固定される。第１減速歯車４８は、段付歯車で構成されており、ピニオンギヤ４７に噛合する大径の大径歯車５３と、大径歯車５３から同心状に一端側に向かって軸方向に延びる小径の小径歯車５４と、を備えている。又、第１減速歯車４８は、その大径歯車５３が、第２ギヤハウジング部２８の円筒状拘束部３２に設けた切欠き部（図示略）、及びインターナルギヤ７１の円筒状壁部８０に設けた切欠き部（図示略）内に入り込むようにして、第１ギヤハウジング部２７及び第２ギヤハウジング部２８を跨ぐ態様で配置されている。その結果、第１減速歯車４８の大径歯車５３の外周面は、後述するキャリア７２の大径円環板状部８５の外周面に対向して近接して配置される。第１減速歯車４８は、支持ロッド６０により回転自在に支持され、この支持ロッド６０は、第１ギヤハウジング部２７のギヤハウジング部２７Ｂに圧入固定される。小径歯車５４の軸方向長さは、大径歯車５３の軸方向長さよりも相当長く形成される。小径歯車５４の軸方向長さは、後述する第２減速歯車４９の大径歯車５７の軸方向長さと略同じである。

　第１減速歯車４８の小径歯車５４は、第２減速歯車４９と噛合している。この第２減速歯車４９は、第１減速歯車４８の小径歯車５４と噛合する大径の大径歯車５７と、大径歯車５７から同心状に他端側に向かって軸方向に延びる小径のサンギヤ５８と、を備えている。第２減速歯車４９は、第２ギヤハウジング部２８内に収容される。第２減速歯車４９の径方向中央部には、軸方向に貫通する貫通孔６２が形成される。サンギヤ５８は、遊星歯車減速機構４２の一部として構成される。大径歯車５７とサンギヤ５８とは、その軸方向長さが略同じである。大径歯車５７の内周面とサンギヤ５８の外周面との間には、環状の空間（図示略）が形成される。

　遊星歯車減速機構４２は、第２減速歯車４９のサンギヤ５８と、複数個（本実施形態では５個）のプラネタリギヤ７０と、インターナルギヤ７１と、を備えている。遊星歯車減速機構４２からの回転、すなわち各プラネタリギヤ７０からの回転がキャリア７２に伝達される。各プラネタリギヤ７０は、サンギヤ５８及びインターナルギヤ７１の内歯７８に噛合する歯車７５と、キャリア７２から立設されるピン９０が回転自在に挿通される孔部７６と、を有している。各プラネタリギヤ７０は、サンギヤ５８の周りに周方向に沿って等間隔に配置される。詳しくは、各プラネタリギヤ７０は、大径歯車５７の内周面とサンギヤ５８の外周面との間の環状の空間に周方向に沿って等間隔で配置され、その歯車７５がサンギヤ５８及びインターナルギヤ７１の内歯７８に噛合している。

　インターナルギヤ７１は、各プラネタリギヤ７０の歯車７５とそれぞれ噛合する内歯７８と、内歯７８の一端から連続して径方向中心に延び、各プラネタリギヤ７０の軸方向の移動を規制する環状壁部７９と、内歯７８から他端側に向かって延びる円筒状壁部８０と、を備えている。インターナルギヤ７１の内歯７８の部位が、第２減速歯車４９の大径歯車５７の内周面と、各プラネタリギヤ７０との間に配置される。その結果、第２減速歯車４９は、インターナルギヤ７１に対して回転自在に支持される。なお、インターナルギヤ７１の内歯７８の部位と、各プラネタリギヤ７０と、サンギヤ５８とは、その他端側の面が略同一平面上に位置する。インターナルギヤ７１の円筒状壁部８０には、径方向外方に突設する係合凸部（図示略）が周方向に間隔を置いて複数形成される。

　インターナルギヤ７１の円筒状壁部８０には、その周方向の一部に、第１減速歯車４８の大径歯車５３との干渉を避けるように切欠き部（図示略）が形成される。そして、インターナルギヤ７１の円筒状壁部８０の一端面を、第２ギヤハウジング部２８の底面に当接させつつ、その円筒状壁部８０の内周面を、第２ギヤハウジング部２８の円筒状拘束部３２の外周面に当接させると共に、円筒状壁部８０から突設された各係合凸部を、第２ギヤハウジング部２８の壁面に設けた各係合凹部に係合する。又、インターナルギヤ７１は、第２減速歯車４９によって、その径方向及び軸方向の移動が規制されると共に、ギヤハウジング２５に対して相対回転不能に支持される。

　キャリア７２は、大径円環板状部８５と、大径円環板状部８５から同心状に他端側に突設される小径円筒状部８６と、を備えている。キャリア７２は、その径方向略中央にスプライン孔部８７が軸方向に貫通するように形成される。大径円環板状部８５は、第２ギヤハウジング部２８の円筒状拘束部３２の内側に配置される。キャリア７２の大径円環板状部８５の外周側には、周方向に沿って間隔を空けて、各プラネタリギヤ７０と対応するように複数のピン用孔部８９が形成されている。各ピン用孔部８９に、ピン９０の各々が圧入固定されている。各ピン９０は、各プラネタリギヤ７０の孔部７６に回転自在に、それぞれ挿通されている。キャリア７２の小径円筒状部８６は、第２ギヤハウジング部２８の挿通孔２９に挿通される。

　スピンドル９３は、キャリア７２からの回転が伝達され、その回転トルクを回転直動変換機構４３に伝達するものである。スピンドル９３は、その一端にキャリア７２のスプライン孔部８７と係合するスプライン軸部９６が一体的に接続されている。スピンドル９３は、シリンダボア１６内に延び、回転直動変換機構４３に連結されている。スピンドル９３のスプライン軸部９６が、キャリア７２のスプライン孔部８７に係合することで、キャリア７２とスピンドル９３との間で互いに回転トルクを伝達することができる。

　又、第１ギヤハウジング部２７のギヤハウジング部２７Ｂ内に、パーキングブレーキ手段１５０が設けられている。パーキングブレーキ手段１５０は、伝達機構９である電動モータ４０の回転軸４０Ａの一端に圧入固定されるラチェットギヤ１５１と、ソレノイドアクチュエータの駆動により、ラチェットギヤ１５１の、制動力を解除する方向への回転を規制して制動力を保持する制動力保持機構１５２と、を備えている。ラチェットギヤ１５１は、回転軸４０Ａの、ピニオンギヤ４７から突出した一端に圧入固定されている。制動力保持機構１５２は、ソレノイドアクチュエータ、保持部材１５７、係止部材１５８、及び圧縮コイルバネ１５９を備えている。

　ソレノイドアクチュエータは、後述の制御基板１１６からの指令に基づいて作動する。保持部材１５７は、ソレノイドアクチュエータの駆動により移動して、ラチェットギヤ１５１の、制動力を解除する方向への回転を規制するものであり、ラチェットギヤ１５１に係合可能な爪部１６８を有している。係止部材１５８は、保持部材１５７に連結され、第１ハウジング２７のギヤハウジング部２７Ｂに設けた支持ピンに回動自在に支持されて、保持部材１５７のラチェットギヤ１５１側への移動を抑制するものである。係止部材１５８は、板状部１８０と、板状部１８０の基端部からカバー部材３９側（一端側）に向かって延びる錘部１８１と、からなる略Ｌ字状に形成される。圧縮コイルバネ１５９は、保持部材１５７をラチェットギヤ１５１から離れる方向に付勢する、弾性部材として作用するものである。

　上記のような構成において、保持部材１５７は、平常時、圧縮コイルバネ１５９により、その爪部１６８がラチェットギヤ１５１から離れる方向に付勢される。又、この平常時に、保持部材１５７に外部からの加振力が作用したときには、係止部材１５８の錘部１８１により、保持部材１５７に、外部からの加振力を相殺する力を作用させることができる。すなわち、保持部材１５７に対して、その爪部１６８がラチェットギヤ１５１の外周面に向かう方向に加振力が作用するとき、係止部材１５８に対して、保持部材１５７に加振力が作用する方向について逆方向に移動しようとする力が発生する。その結果、係止部材１５８の錘部１８１により、保持部材１５７に、その爪部１６８がラチェットギヤ１５１の外周面から離れる方向への力（爪部１６８がラチェットギヤ１５１の外周面に向かって移動するのを抑制する力）を作用させることができ、ひいては、係止部材１５８の錘部１８１により、保持部材１５７に対する外部からの加振力を相殺することができる。

　この状況は、保持部材１５７に付与される加振力が、圧縮コイルバネ１５９の付勢力を超えたときに発生する。次に、車両の停止状態を維持させるときにパーキングブレーキを作動させる際には、ソレノイドアクチュエータに通電して作動させる。その結果、保持部材１５７の爪部１６８が、圧縮コイルバネ１５９の付勢力に対抗するように、ラチェットギヤ１５１の外周面に向かって移動して係合する。その際、係止部材１５８は、ソレノイドアクチュエータの作動時、ソレノイドアクチュエータの作動方向と逆方向に錘部１８１（重心）が移動することになる。

　一方、パーキングブレーキ手段１５０のラチェットギヤ１５１の一端側には、電動モータ４０の回転軸４０Ａの回転角度を検出する、回転角検出手段１０３が配置されている。この回転角検出手段１０３は、磁石部材１０６及び磁気検出ＩＣチップ１０７を備えている。電動モータ４０の回転軸４０Ａの一端面には、圧入用凹部１０９が形成されており、この圧入用凹部１０９に、支持ロッド１１０が圧入固定されている。この支持ロッド１１０により、カップ状の支持部材１１３内に配置されたリング状の磁石部材１０６が支持される。磁石部材１０６の一端側に対向するように、磁石部材１０６から発生する磁界の変化を検出する、磁気検出ＩＣチップ１０７が配置されている。この磁気検出ＩＣチップ１０７は、制御基板１１６に取り付けられている。そして、回転軸４０Ａの回転に伴って回転する磁石部材１０６からの磁束の変化を、磁気検出ＩＣチップ１０７により検出することで、制御基板１１６により、電動モータ４０の回転軸４０Ａの回転角度（位置）を演算して検出している。

　回転直動変換機構４３は、平歯多段減速機構４１及び遊星歯車減速機構４２からの回転運動、すなわち、スピンドル９３の回転運動を、直線運動（以下、便宜上直動という）に変換し、その直動部材（図示略）の移動によりピストン１８に推力を付与するものである。回転直動変換機構４３は、シリンダボア１６内であって、その底面とピストン１８との間に配置される。そして、キャリア７２の回転に伴ってスピンドル９３が回転すると、回転直動変換機構４３の直動部材が他端側に向かって前進し、これによって前進するピストン１８によって、インナブレーキパッド２がディスクロータＤに押し付けられる。

　電動モータ４０は、円柱状本体部４０Ｂと、円柱状本体部４０Ｂの一端面から延びる回転軸４０Ａとから構成されている。円柱状本体部４０Ｂは、その軸方向がピストン１８の移動方向と一致しており、その一端面から回転軸４０Ａが延びている。上述したように、電動モータ４０の円柱状本体部４０Ｂは、第１ギヤハウジング部２７のモータハウジング部２７Ａ内に配置され、その回転軸４０Ａがギヤハウジング部２７Ｂの貫通孔３８に挿通されて、ギヤハウジング部２７Ｂ内に延びている。電動モータ４０は、その駆動が制御基板１１６からの指令により制御される。通常走行における制動時には、運転者の要求に対応した検出センサやブレーキが必要な様々な状況を検出する種々の検出センサ等からの検出信号、回転角検出手段１０３からの検出信号、及び推力センサ（図示略）等からの検出信号に基づき、制御基板１１６によって電動モータ４０の駆動が制御される。又、この制御基板１１６は、パーキングブレーキスイッチ（図示略）や、パーキングの作動を指示するために操作されるブレーキペダルに取り付けられたストロークセンサ（図示略）等と電気的に接続されており、制御基板１１６からの指令により、制動力保持機構１５２のソレノイドアクチュエータの作動が制御される。

　より具体的に、本実施の形態における制御基板１１６は、図２に示すような電子制御装置１１８を実装しており、この電子制御装置１１８は、電動モータ４０を駆動するための２つの駆動回路１２０、１２２を有している。そして、上述したような様々な信号に基づき、これら２つの駆動回路１２０、１２２から電動モータ４０へ通電することで、電動モータ４０を制御している。ここで、本実施の形態における電動モータ４０は、３相の２重巻線を有する６相式であり、２つの駆動回路１２０、１２２の少なくともいずれか一方で駆動されるように接続されている。又、電子制御装置１１８は、詳しくは後述するが、インナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、ディスクロータＤとの接触を検知し、この検知結果を利用して、インナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、ディスクロータＤとの間のクリアランス等を設定するように構成されている。

　次に、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る電動ブレーキ装置１における、通常走行における制動及び制動解除の作用について説明する。
　通常走行における制動時には、制御基板１１６からの指令により、電動モータ４０が駆動されて、その正方向、すなわち制動方向の回転が、平歯多段減速機構４１を介して遊星歯車減速機構４２のサンギヤ５８に伝達される。このとき、制御基板１１６に実装された電子制御装置１１８は、通常、２つの駆動回路１２０、１２２の双方から電動モータ４０へ通電して、電動モータ４０を駆動する。そして、遊星歯車減速機構４２のサンギヤ５８の回転により、各プラネタリギヤ７０が自身の回転軸線を中心に自転しながら、サンギヤ５８の回転軸線を中心に公転することで、キャリア７２が回転する。すなわち、電動モータ４０からの回転が、平歯多段減速機構４１及び遊星歯車減速機構４２を経由することで、所定の減速比で減速、増力されてキャリア７２に伝達される。そして、キャリア７２からの回転が、スピンドル９３に伝達される。

　続いて、キャリア７２の回転に伴ってスピンドル９３が回転すると、回転直動変換機構４３の作用により、その直動部材が前進してピストン１８を前進させる。このピストン１８が前進することで、インナブレーキパッド２がディスクロータＤに押し付けられる。そして、ピストン１８によるインナブレーキパッド２への押圧力に対する反力により、キャリパ本体８がブラケット５に対してインナ側に移動して、各爪部１４、１４によってアウタブレーキパッド３がディスクロータＤに押し付けられる。この結果、ディスクロータＤが、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により挟みつけられて摩擦力が発生し、車両の制動力が発生することになる。このような構成であるため、上記の平歯多段減速機構４１、遊星歯車減速機構４２、キャリア７２、スピンドル９３、回転直動変換機構４３、及びピストン１８などが、本発明の電動機構に相当する。

　一方、制動解除時には、制御基板１１６からの指令により、２つの駆動回路１２０、１２２を介して、電動モータ４０の回転軸４０Ａが逆方向、すなわち制動解除方向に回転すると共に、その逆方向の回転が、平歯多段減速機構４１及び遊星歯車減速機構４２を介してスピンドル９３に伝達される。その結果、スピンドル９３の逆方向への回転に伴って、回転直動変換機構４３の作用により、その直動部材が後退して初期状態に戻り、ディスクロータＤへの一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３による制動力が解除される。

　次に、本実施形態に係る電動ブレーキ装置１における、パーキングブレーキの作動について説明する。
　パーキングブレーキスイッチやブレーキペダルが操作されると、通常の制動時と同様に、制御基板１１６からの指令により、電動モータ４０が駆動されて、その正方向の回転が、平歯多段減速機構４１及び遊星歯車減速機構４２を経由してキャリア７２に伝達される。このとき、制御基板１１６に実装された電子制御装置１１８は、通常、２つの駆動回路１２０、１２２の双方から電動モータ４０へ通電して、電動モータ４０を駆動する。なお、車両側からの信号に基づき、運転者の操作によらず制御基板１１６からの指令により電動モータ４０を駆動させることもできる。続いて、キャリア７２からの回転に伴ってスピンドル９３が回転すると、回転直動変換機構４３の作用により、ピストン１８が前進して、ディスクロータＤが一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により挟みつけられて制動力が発生する。

　この状態で、制御基板１１６からの指令により、制動力保持機構１５２のソレノイドアクチュエータに通電することで、ソレノイドアクチュエータを作動させる。その結果、保持部材１５７の爪部１６８が、圧縮コイルバネ１５９の付勢力に対抗するように、ラチェットギヤ１５１の外周面に向かって移動して係合する。その際、係止部材１５８は、ソレノイドアクチュエータの推進方向と逆方向に、錘部１８１（重心）が移動することになる。なおこのとき、ラチェットギヤ１５１と保持部材１５７の爪部１６８とは、それぞれの頂部が互いに干渉して係合されない場合もあるために、次に、電動モータ４０を制動解除方向に回転させて、ラチェットギヤ１５１と保持部材１５７の爪部１６８とを確実に係合させる。そして、電動モータ４０への通電を停止し、一対のブレーキパッド２、３のディスクロータＤへの押圧力を確認した後、ソレノイドアクチュエータへの通電を停止して、ラチェットギヤ１５１と保持部材１５７の爪部１６８との係合状態を保持する。これにより、電動モータ４０及びソレノイドアクチュエータ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。

　次に、パーキングブレーキの作動を解除する場合には、制動力保持機構１５２のソレノイドアクチュエータには通電せずに、制御基板１１６からの指令により、電動モータ４０が制動方向へ僅かに回転されることにより、ラチェットギヤ１５１と保持部材１５７の爪部１６８との係合が緩む。その結果、圧縮コイルバネ１５９の付勢力によって、保持部材１５７の爪部１６８がラチェットギヤ１５１の外周面から離れる方向に移動して、ラチェットギヤ１５１の回転規制が解除されることで、電動モータ４０の制動解除方向への回転により、ピストン１８が後退して、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３による制動力が解除される。

　続いて、制御基板１１６に実装される電子制御装置１１８による、インナ及びアウタブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知する方法について説明する。なお、この接触検知は、電動ブレーキ装置１による制動を妨げない適切なタイミングで行われるものとする。
　まず、電子制御装置１１８は、上述した磁気検出ＩＣチップ１０７等を利用して、電動モータ４０の回転軸４０Ａの回転角度、換言すれば電動モータ４０の位置を把握すると共に、電流センサ（図示略）を利用して、電動モータ４０に流れる電流値を把握するようになっている。そして、電子制御装置１１８は、２つの駆動回路１２０、１２２のいずれか一方にのみ通電して、電動モータ４０を駆動させたときの、電動モータ４０に流れる電流の変化に基づいて、一対のブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知する。

　ここで、図３には、電子制御装置１１８によって把握される、電動モータ４０の位置と電動モータ４０を流れる電流値との関係を示している。図３に示されている２本の折れ線のうち、上方の折れ線ＲＤ１が、２つの駆動回路１２０、１２２のいずれか一方にのみ通電したときのもの、下方の折れ線ＲＤ２が、２つの駆動回路１２０、１２２の双方に通電したときのものである。電動モータ４０の位置を示す横軸に符号ＣＰで示されている位置が、空走区間と推力発生区間との切り替わり点である、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触位置を示している。なお、折れ線ＲＤ１、ＲＤ２には、各々のばらつき幅を破線で示している。

　上記のような図３に示すように、電動モータ４０を流れる電流値は、駆動回路１２０、１２２のいずれか一方にのみ通電したとき（ＲＤ１）の方が、２つの駆動回路１２０、１２２の双方に通電したとき（ＲＤ２）よりも多くなる。そして、ＲＤ１、ＲＤ２のいずれにおいても、電動モータ４０を流れる電流値は、接触位置ＣＰを境にして増大している。このため、電子制御装置１１８は、このように電流値が増大に転じる点を、一対のブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触位置ＣＰの検知に利用する。ここで、図３から明らかなように、接触位置ＣＰを境にして増大する電流値の増大の変化量（傾き）は、ＲＤ２よりもＲＤ１の方が大きくなっている。このため、ばらつき幅を考慮したときの、接触位置ＣＰの検知精度は、図３のＲＤ１、ＲＤ２の各々に接触位置ＣＰを中心として横矢印で示すように、その横矢印の長さが短いＲＤ１の方が、横矢印の長さが長いＲＤ２よりも良くなる。従って、電子制御装置１１８は、２つの駆動回路１２０、１２２のいずれか一方にのみ通電したとき（ＲＤ１）の、電動モータ４０を流れる電流値が増大に転じる点を、その傾きや閾値を使用して検出し、接触位置ＣＰとして検知するものである。

　次に、図４を参照して、電動ブレーキ装置１のキャリパ４がツインボアキャリパである場合などの、電動モータ４０を２つ備える構成において、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知する方法について説明する。図４の実施形態において、制御基板１１６に実装される電子制御装置１１８は、２つの駆動回路１２０、１２２を有している。そして、駆動回路１２０が、一方の３相の電動モータ４０へ通電するように接続され、駆動回路１２２が、他方の３相の電動モータ４０へ通電するように接続されている。このような構成において、電子制御装置１１８は、通常走行時の制動やパーキングブレーキによる制動の際に、駆動回路１２０、１２２の双方から通電して２つの電動モータ４０を駆動し、制動力の発生及び解除を行う。一方、一対のブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知する際に、電子制御装置１１８は、２つの駆動回路１２０、１２２のいずれか一方にのみ通電して、２つの電動モータ４０のいずれか一方を駆動させたときの、その電動モータ４０を流れる電流の変化に基づいて、接触位置ＣＰを検知する。

　例えば、図４のような構成において、図４の上側（或いは下側）の電動モータ４０を流れる電流値の変化は、２つの駆動回路１２０、１２２の双方から通電して２つの電動モータ４０によって制動力を発生する場合が、図３の折れ線ＲＤ２のように示され、駆動回路１２０（或いは１２２）のみから通電して上側（或いは下側）の電動モータ４０のみによって制動力を発生する場合が、図３の折れ線ＲＤ１のように示される。すなわち、図２に示した構成と同様に、電動モータ４０を流れる電流値は、駆動回路１２０、１２２のいずれか一方にのみ通電したとき（ＲＤ１）の方が、２つの駆動回路１２０、１２２の双方に通電したとき（ＲＤ２）よりも多くなる。そして、ＲＤ１、ＲＤ２のいずれにおいても、電動モータ４０を流れる電流値は、接触位置ＣＰを境にして増大しており、その増大の変化量（傾き）が、ＲＤ２よりもＲＤ１の方が大きくなる。このため、図４のような構成においても、電子制御装置１１８は、２つの駆動回路１２０、１２２のいずれか一方にのみ通電したとき（ＲＤ１）の、電動モータ４０を流れる電流値が増大に転じる点を、接触位置ＣＰとして検知する。

　以上説明したように、本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置１は、図１、図２、及び図４に示すように、電動機（電動モータ）４０、電動機構、及び制御装置（電子制御装置）１１８を含み、電動モータ４０は、この電動モータ４０を駆動する複数（図２及び図４では２つ）の駆動回路１２０、１２２を有している。電動機構は、電動モータ４０の駆動によって、制動部材（ブレーキパッド）２、３を被制動部材（ディスクロータ）Ｄへ押圧するためのものである。電子制御装置１１８は、様々な情報を利用して、複数の駆動回路１２０、１２２などを制御することで、電動モータ４０の駆動を制御するものであり、そのような制御に用いるために、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知する。

　具体的に、電子制御装置１１８は、電動モータ４０を駆動する複数の駆動回路１２０、１２２のうち、一部の駆動回路に通電したときの、電動モータ４０を流れる電流の変化に基づいて、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知する。より詳しくは、電子制御装置１１８は、図３に示すような、電動モータ４０の位置変化あたりの電動モータ４０を流れる電流量を監視し、電動モータ４０の駆動によってブレーキパッド２、３がディスクロータＤに接触する前後の電流量の変化を検出する。すなわち、ブレーキパッド２、３がディスクロータＤに接触した後は、接触前と比較して、制動力の発生のために電動モータ４０を流れる電流量が増加する。

　しかも、電子制御装置１１８は、電動モータ４０を駆動する複数の駆動回路１２０、１２２のうち、一部の駆動回路に通電したとき（ＲＤ１）の、電動モータ４０を流れる電流量を監視するため、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとが接触する前後の電流の変化量が、複数の駆動回路１２０、１２２の全てに通電している場合（ＲＤ２）よりも、顕著に大きくなる。換言すれば、制動力発生のための推力に対する電流変化の傾きが大きくなる。従って、そのような電流量の変化点の検出が容易となり、ディスクロータＤに対するブレーキパッド２、３の接触位置ＣＰの検出精度を高めることが可能となる。又、図３に示すような電動モータ４０の位置と電流値との関係において、接触位置ＣＰに相当する電流の変化点の検出を、傾きを用いて行う際は、ＲＤ１のように傾きが大きいほどばらつきの影響を受け難く精度を向上させることができ、閾値を用いて行う際は、ＲＤ１のように傾きが大きい方が閾値に達する時間が短くなるため、迅速に検出することができる。

　更に、接触位置ＣＰの検出精度の向上によって、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの間のクリアランス量のばらつきを低減させることができる。これにより、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの間に適度なクリアランス量が確保されるため、ブレーキの応答性を向上させることができると共に、引き摺りのリスクや引き摺りを発生させるリスクを低減することもできる。加えて、一部の駆動回路にのみ通電することで、電流に対する推力が小さくなるため、接触位置ＣＰ検知時の内機部品への負荷を低減することができる。

　又、本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置１は、複数の駆動回路１２０、１２２のうち１つの駆動回路にのみ通電したときの、電動モータ４０の電流変化に基づいて、電子制御装置１１８がブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知するものである。このようにすれば、複数の駆動回路の数量に関わらず、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触の検知時は、常に、必要最低限の１つの駆動回路が通電される。このため、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触前後における、電動モータ４０を流れる電流の変化量を、可能な限り増大させることができ、ディスクロータＤに対するブレーキパッド２、３の接触の検出精度をより一層高めること可能となる。

　更に、本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置１は、電動モータ４０が、図２に示すような２重巻線を有する電動モータであることで、その１つの電動モータ４０を２つの駆動回路１２０、１２２によって駆動する構成になっている。そして、電子制御装置１１８は、そのような２つの駆動回路１２０、１２２のうち、いずれか一方の駆動回路にのみ通電したときの、電動モータ４０の電流変化に基づいて、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知することで、高精度で検知を行うことができる。

　なお、本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置１は、通常走行時の制動やパーキングブレーキによる制動の際も含み、ブレーキパッド２、３がディスクロータＤに接触するときに、電子制御装置１１８が、複数の駆動回路１２０、１２２のうち一部の駆動回路にのみ通電して電動モータ４０を駆動してもよい。このように、制動時にも一部の駆動回路にのみ通電することで、電流に対する推力が小さくなるため、電動モータ４０の駆動のための冗長性を確保しつつ、内機部品への負荷を低減することができる。同時に、ディスクロータＤに対するブレーキパッド２、３の接触を検出する際の、検出精度を高めることも可能となる。

　ここで、本発明の実施の形態に係る電動ブレーキ装置１は、図１、図２、及び図４に示すような構成に限定されることなく、複数の駆動回路のうち一部の駆動回路に通電したときの電動モータ４０の電流変化に基づいて、ブレーキパッド２、３とディスクロータＤとの接触を検知するように構成されていれば、任意の構成を取り得るものである。例えば、複数の駆動回路の数は、２つに限定されることなく３つ以上であってもよい。又、電動ブレーキ装置１は、図１、図２、及び図４に示された構成要素の一部が削除、変更されたものであってもよく、新たな構成要素が追加されてもよい。加えて、各構成要素には、各々の構成要素に求められる機能を実行可能な任意の部品を使用できる。

　以上説明した、本実施形態に基づく電動ブレーキ装置１として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
　第１の態様に係る電動ブレーキ装置（１）は、複数の駆動回路（１２０、１２２）を有する電動機（４０）と、該電動機（４０）の駆動により制動部材（２、３）を被制動部材（Ｄ）に押圧する電動機構と、前記電動機（４０）の駆動を制御する制御装置（１１８）と、を含み、前記制御装置（１１８）は、前記複数の駆動回路（１２０、１２２）のうち一部の駆動回路に通電したときの、前記電動機（４０）の電流変化に基づいて、前記制動部材（２、３）と前記被制動部材（Ｄ）との接触を検知する。
　第２の態様は、第１の態様において、前記制御装置（１１８）は、前記複数の駆動回路（１２０、１２２）のうち１つの駆動回路にのみ通電したときの、前記電動機（４０）の電流変化に基づいて、前記制動部材（２、３）と前記被制動部材（Ｄ）との接触を検知する。

　第３の態様は、第２の態様において、前記電動機（４０）は、２重巻線を有する電動機である。
　第４の態様に係るブレーキ装置（１）は、複数の駆動回路（１２０、１２２）を有する電動機（４０）と、該電動機（４０）の駆動により制動部材（２、３）を被制動部材（Ｄ）に押圧する電動機構と、前記電動機（４０）の駆動を制御する制御装置（１１８）と、を含み、前記制御装置（１１８）は、前記制動部材（２、３）が前記被制動部材（Ｄ）に接触するときに、前記複数の駆動回路（１２０、１２２）のうち一部の駆動回路にのみ通電して前記電動機（４０）を駆動する。

　尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　本願は、２０２０年４月２２日付出願の日本国特許出願第２０２０－０７６０１２号に基づく優先権を主張する。２０２０年４月２２日付出願の日本国特許出願第２０２０－０７６０１２号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

　１：電動ブレーキ装置、２、３：制動部材（ブレーキパッド）、４０：電動機（電動モータ）、１１８：制御装置（電子制御装置）、１２０、１２２：駆動回路、Ｄ：被制動部材（ディスクロータ）

Claims

　電動ブレーキ装置であって、該電動ブレーキ装置は、
　複数の駆動回路を有する電動機と、
　該電動機の駆動により制動部材を被制動部材に押圧する電動機構と、
　前記電動機の駆動を制御する制御装置と、を含み、
　前記制御装置は、前記複数の駆動回路のうち一部の駆動回路に通電したときの、前記電動機の電流変化に基づいて、前記制動部材と前記被制動部材との接触を検知することを特徴とする電動ブレーキ装置。
　請求項１記載の電動ブレーキ装置において、
　前記制御装置は、前記複数の駆動回路のうち１つの駆動回路にのみ通電したときの、前記電動機の電流変化に基づいて、前記制動部材と前記被制動部材との接触を検知することを特徴とする電動ブレーキ装置。
　請求項２記載の電動ブレーキ装置において、
　前記電動機は、２重巻線を有する電動機であることを特徴とする電動ブレーキ装置。
　電動ブレーキ装置であって、該電動ブレーキ装置は、
　複数の駆動回路を有する電動機と、
　該電動機の駆動により制動部材を被制動部材に押圧する電動機構と、
　前記電動機の駆動を制御する制御装置と、を含み、
　前記制御装置は、前記制動部材が前記被制動部材に接触するときに、前記複数の駆動回路のうち一部の駆動回路にのみ通電して前記電動機を駆動することを特徴とする電動ブレーキ装置。