JP4606646B2 - 電動ディスクブレーキおよびその制御プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換して制動力を発生させる電動ディスクブレーキおよびその制御プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換して制動力を発生させる電動ディスクブレーキとして、例えば、特開２０００−２１３５７５号公報に開示されたものがある。この電動ディスクブレーキは、電動モータと、この電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換するボールネジ機構と、ピストンのストローク位置を検出するストロークセンサとを有し、このストロークセンサの検出結果に基づいて電動モータを制御し、ピストンによる直線運動でブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させるものである。
【０００３】
この電動ディスクブレーキには、電動モータによりボールネジ機構を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触することでピストンに生じる反力を検出するための押圧センサがピストンに設けられており、この押圧センサでブレーキパッドがディスクロータに接触したことを検出し、このときのストロークセンサの検出値から、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブレーキパッドは、使用により摩耗を生じたり、制動の状況によっては熱膨張を生じたりすることで、その厚みが変化することになり、このような厚みの変化に対応して、制動解除時におけるピストンのストローク位置すなわちパッドクリアランスを制御しないと、ブレーキパッドのディスクロータへの引きずり現象等が生じてしまうことが予想される。
【０００５】
このため、上記のような押圧センサを用いて、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出し、このストローク位置に基づいてブレーキパッドとディスクロータとのクリアランスすなわちパッドクリアランスを常に適正な値に維持するようにピストンの待機時のストローク位置を調整することを考えた。
【０００６】
しかしながら、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出するために、ブレーキパッドがディスクロータに接触することでピストンに生じる反力を検出するための押圧センサを設けるのでは、当然のことながら、コストが増大してしまう。
【０００７】
したがって、本発明は、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出することができる電動ディスクブレーキおよびその制御プログラムの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の電動ディスクブレーキは、電動モータと、該電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の検出結果に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有し、前記電動モータに電流を供給することでピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させるものであって、前記電動モータにより前記変換機構部を介して前記ピストンを移動させる際に、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触しない状態において前記電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触した状態において前記電動モータの電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を有し、前記制御手段は、前記電動モータの電流値における前記電流リップルの発生状態と前記位置検出手段で検出される前記ピストンのストローク位置とから前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの接触位置であるパッド接触位置を検出することを特徴としている。
【０００９】
これにより、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態において電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態において電動モータの電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を設けるとともに、制御手段が、この電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからブレーキパッドのディスクロータへの接触位置であるパッド接触位置を検出する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出することができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の電動ディスクブレーキは、請求項１記載のものに関して、前記制御手段は、検出した前記パッド接触位置に基づいて前記ブレーキパッドの前記ディスクロータとのクリアランスを調整することを特徴としている。
【００１１】
このように、制御手段が、電流リップル発生手段により発生させられる電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからパッド接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の電動ディスクブレーキは、請求項１または２記載のものに関して、前記電流リップル発生手段は、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触しない状態においては前記電動モータの駆動で回転する一方、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触した状態においては回転が停止される回転部に設けられたウエーブワッシャを有することを特徴としている。
【００１３】
これにより、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態においては電動モータの駆動で回転部が回転することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャが空回りして電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態においては電動モータの駆動があっても回転部が停止することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャも回転しなくなって電動モータの電流値から電流リップルを消失させる。
【００１４】
本発明の請求項４記載の電動ディスクブレーキの制御プログラムは、電動モータと、該電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段とを有して、前記ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させるべく、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記電動モータを制御する電動ディスクブレーキの制御プログラムにおいて、前記電動モータに電流を供給して前記変換機構部を介して前記ピストンを移動させる際に、前記電動モータの電流値に発生する電流リップルを検出する電流リップル検出手段と、該電流リップル検出手段からの電流リップルの消失信号と前記位置検出手段からのピストンストローク位置検出信号とに基づいて前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの接触位置を検出するパッド接触位置検出手段と、該パッド接触位置検出手段のパッド接触位置に基づいて前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとのクリアランスを調整するクリアランス調整手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
このように、電流リップルの消失信号と位置検出手段からのピストンストローク位置検出信号とに基づいてブレーキパッドのディスクロータへの接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づい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調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与えることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキを図面を参照しつつ以下に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の電動ディスクブレーキ１０は、図示せぬ車輪とともに回転するディスクロータ１１の一側（通常は車体に対して内側）にキャリパ本体１２が配置されており、このキャリパ本体１２には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ１１を跨いで反対側へ延びる爪部１３が一体的に結合されている。ディスクロータ１１の両側、すなわち、ディスクロータ１１とキャリパ本体１２との間および爪部１３の先端部との間に、それぞれブレーキパッド１４，１５が設けられている。ブレーキパッド１４，１５は、車体側に固定されるキャリア１６によってディスクロータ１１の軸方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリア１６で受けるようになっており、また、キャリパ本体１２は、キャリア１６に取付けられた図示せぬスライドピンによってディスクロータ１１の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。
【００１８】
キャリパ本体１２には、ボルト１７によって略円筒伏のケース１８が結合され、このケース１８内には、電動モータ１９および回転検出器２０が設けられている。一方、キャリパ本体１２内には、ボールランプ機構２１及び減速機構２２が挿入されている。ケース１８の後端部には、カバー２３がボルト２４によって取付けられている。
【００１９】
電動モータ１９は、ケース１８の内周部に固定されたステータ２５と、ステータ２５に挿入されて軸受２６，２７によってケース１８に回転可能に支持されたロータ２８とを備えている。回転検出器２０は、ケース１８側に固定されたレゾルバステータ２９及びロータ２８に取付けられたレゾルバロータ３０からなり、これらの相対回転に基づいてロータ２８の回転位置を検出するものである。そして、電動モータ１９及び回転検出器２０には、コネクタ３１を介して図示せぬコントローラ（制御手段）が接続され、このコントローラは、回転検出器２０の検出結果に基づいて制御信号を出力し、電動モータ１９のロータ２８を所望のトルクで所望の角度だけ回転するように制御する。
【００２０】
ボールランプ機構２１は、環状の第１及び第２ディスク３２，３３と、これらの間に介装された複数のボール（鋼球）３４とから構成されている。第１ディスク３２は、軸受３５によってキャリパ本体１２に回転可能に支持され、ロータ２８内に挿入される円筒部３６が一体的に形成されている。第２ディスク３３には、円筒部３６よりも小径の円筒状のスリーブ３７が一体的に形成され、このスリーブ３７が円筒部３６内に挿通されている。
【００２１】
ボールランプ機構２１の第１ディスク３２及び第２ディスク３３の対向面には、それぞれ円周方向に沿って延びる円弧状の例えば３つのボール溝３８，３９が形成されている。これらのボール溝３８，３９は、等しい中心角（例えば９０゜）の範囲に延ばされて、同じ方向に傾斜されている。そして、第１及び第２ディスク３２，３３に形成されたボール溝３８，３９間にボール３４が装入され、第１、第２ディスク３２，３３の相対回転によって、ボール溝３８，３９内をボール３４が転動することにより、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが軸方向に相対変位するようになっている。このとき、第１ディスク３２が第２ディスク３３に対して反時計回りに回転したとき、これらが離間する方向に変位する。
【００２２】
第２ディスク３３とブレーキパッド１４との間には、ピストン４０が設けられている。ピストン４０には、外周にネジ部４１を形成した円筒部４２が設けられている。円筒部４２は、第２ディスク３３のスリーブ３７内に挿入され、その内周に形成されたネジ部４３に螺合されている。円筒部４２内には、ケース１８にブラケット４４を介して取付けられた軸４５の二面取部４６が嵌合されて、ピストン４０が回転しないように支持している。ネジ部４１とネジ部４３とで不可逆ねじを形成しており、ピストン４０は、その軸方向に力が作用しても移動することはないが、第２ディスク３３を反時計回りに回転させることにより、ディスクロータ１１側へ移動するようになっている。
【００２３】
軸４５の外周部及び第２ディスク３３のスリーブ３７の内周部にそれぞれ形成されたバネ受４７，４８間に複数の皿バネ（圧縮ばね）４９が介装され、そのばね力によって第２ディスク３３がボール３４を第１ディスク３２との間で挟みつけるように付勢されている。軸４５は、調整ネジ５０およびロックナット５１によってブラケット４４に取付けられている。
【００２４】
そして、本実施形態において、第２ディスク３３には、最もディスクロータ１１側の外径部にリング部材５２が固定されている。一方、爪部１３のキャリパ本体１２側には、その内側に円筒部材５３が位置固定で設けられており、この円筒部材５３の内側には、第１ディスク３２および第２ディスク３３の相互対向側が配置されている。この円筒部材５３の内側には、上記リング部材５２と対向するようにリング部材５４が固定されている。
【００２５】
ここで、図２に示すように、リング部材５２には、リング部材５４に対向する側の対向面５２ａに、軸線方向に山型をなして突出する凸部５２ｂが円周方向に多数連続的に形成されており、リング部材５４にも、リング部材５２に対向する側の対向面５４ａに、軸線方向に山型をなして突出する凸部５４ｂが円周方向に多数連続的に形成されている。
【００２６】
そして、リング部材５２の対向面５２ａとリング部材５４の対向面５４ａとの間には、ウエーブワッシャ５５が介装されている。このウエーブワッシャ５５は、図２に示すように、リング状をなすとともに、軸線方向に山型をなすように屈曲する屈曲部５５ａが、円周方向に沿って順に逆方向に山型をなすように形成された形状をなしている。なお、介装前のウエーブワッシャ５５の軸線方向の幅は、リング部材５２、５４の対向面５２ａ、５４ａ間の幅の最大値よりも大きくされている。
【００２７】
ここで、第２ディスク３３が回転するときには、この第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と爪部１３に円筒部材５３を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転することになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５は、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを乗り越えることで、第２ディスク３３の回転に対して適度な抵抗力を付与する。
【００２８】
他方、第２ディスク３３が回転を停止させたときには、この第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と爪部１３に円筒部材５２を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転を停止させることになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５も、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを乗り越えることがなくなる。
【００２９】
次に、減速機構２２について説明する。電動モータ１９の口ータ５８の一端部に偏心軸５７が形成され、偏心軸５７の外周部には、軸受５８を介して偏心板５９が回転可能に取付けられている。キャリパ本体１２には、偏心板５９に対向させて固定板６０が固定されている。偏心板５９及び固定板６０の対向面には、それぞれ周方向に沿って複数の穴（凹所）６１，６２が形成されており、これらの穴６１，６２間にボール（鋼球）６３が介装してオルダム機構を構成して、公転運動する偏心板５９を支持している。偏心板５９の一端面は、第１ディスク３２に対向されており、これらの対向面には、それぞれサイクロイド溝６４，６５が形成され、サイクロイド溝６４，６５間にボール（鋼球）６６が挿入されている。
【００３０】
第２ディスク３３のスリーブ３７の先端外周部には、円筒状のスプリングホルダ６７がピン６８によって回転しないように取付けられている。スプリングホルダ６７の一端部が、第１ディスク３２の円筒部３６の先端部に係合して、これらの相対回転を一定範囲に制限している。スプリングホルダ６７の周りには、コイルスプリング（ばね手段）６９が巻装され、コイルスプリング６９は、所定のセット荷重をもって捻られて、その一端部がスプリングホルダ６７に結合され、他端部が第１ディスク３２の円筒部３６に結合されている。
【００３１】
以上のように構成した本実施形態の電動ディスクブレーキの基本作動について次に説明する。
【００３２】
非制動状態では、ボールランプ機構２１のボール３４がボール溝３８，３９の最も深い端部にあり、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが最も近い位置にある。制動時に、電動モータ１９のロータ２８を時計回りに回転させると、偏心板５９が公転し、サイクロイド溝６４，６５及びボール６６の作用によって第１ディスク３２がロータ２８に対して、次式で示される一定の回転比Ｎで反時計回りに回転する。
Ｎ＝（ｄ−Ｄ）／Ｄ
ここで、
ｄ：サイクロイド溝６４の基準円直径
Ｄ：サイクロイド溝６５の基準円直径
すなわち、第１ディスク３２は、ロータ２８に対して一定の減速比α（＝１／Ｎ）で減速されて反時計回りに回転し、その分、トルクが増幅される。
【００３３】
第１ディスク３２の回転力は、コイルスプリング６９を介して第２ディスク３３に伝達される。ピストン４０がブレーキパッド１４，１５を押圧する前は、ピストン４０に軸方向の荷重が殆ど作用せず、ピストン４０と第２ディスク３３との間のネジ部４１，４３に生じる抵抗が小さいので、コイルスプリング６９のセット荷重によって第２ディスク３３が第１ディスク３２と一体に回転し、第２ディスク３３とピストン４０との間に相対回転が生じて、ネジ部４１，４３の作用によってピストン４０がディスクロータ１１側ヘ前進する。なお、これにより、ネジ部４１，４３は電動モータ１９の回転運動をピストン４０の直線運動に変換する変換機構部を構成している。
【００３４】
上記前進時において、第１ディスク３２と一体に回転する第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と、爪部１３に円筒部材５３を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転することになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５は、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを順次乗り越えることで、第２ディスク３３の回転に対して適度な抵抗力を付与する。なお、リング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂに対するウエーブワッシャ５５の屈曲部５５ａのこのような乗り越えは、断続的に発生することになり、第２ディスク３３および第１ディスク３２には、回転に対する抵抗力が断続的に発生する。このような抵抗力が断続的に発生することにより、電動モータ１９の電流値に図３に範囲Ｘ１で示すように電流リップルが発生することになる。
【００３５】
そして、ピストン４０が一方のブレーキパッド１４をディスクロータ１１ヘ押圧し、その反力によってキャリパ本体１２がキャリア１６のスライドピンに沿って移動して、爪部１３が他方のブレーキパッド１５をディスクロータ１１に押圧する。
【００３６】
両ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧された後は、その反力によってピストン４０に軸方向の大きな荷重が作用するため、ネジ部４１，４３の抵抗が増大してコイルスプリング６９のセット荷重を超えて、第２ディスク３３が回転を停止させることになり、その結果、コイルスプリング６９が撓んでボールランプ機構２１の第１ディスク３２および第２ディスク３３間に相対回転が生じる。これにより、ボール３４がボール溝３８，３９内を転動して第２ディスク３３およびピストン４０を一体に前進（すなわち直線運動）させ、ピストン４０によってブレーキパッド１４，１５をディスクロータ１１にさらに押付ける。なお、これにより、ボールランプ機構２１も電動モータ１９の回転運動をピストン４０の直線運動に変換する変換機構部を構成している。また、回転検出器２０は、電動モータ１９のロータ２８の回転位置を検出しており、ロータ２８の回転位置に対応して前進するピストン４０のストローク位置すなわちこのピストン４０で進退させられるブレーキパッド１４，１５のストローク位置を検出する位置検出手段を構成している。
【００３７】
上記のように両ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧された時点で、回転が停止させられた第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と、爪部１３に円筒部材５３を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転を停止させることになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５も停止して、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを乗り越えることがなくなって、第１ディスク３２には回転に対する抵抗力が断続的に発生することがなくなる。その結果、電動モータ１９の電流値からは、図３に範囲Ｘ２で示すように電流リップルは消失することになり、電流値はブレーキパッド１４，１５からの反力の増大にともなってほぼ直線的に上昇することになる。
【００３８】
すなわち、ウエーブワッシャ５５および両リング部材５２、５４が、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態において電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態において電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を構成している。なお、ウエーブワッシャ５５は、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態においては電動モータ１９の駆動で相対回転する一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態においては相対回転が停止される回転部を構成する両リング部材５２、５４間に設けられている。
【００３９】
制動解除時には、電動モータ１９のロータ２８を反時計回りに回転させることによって、減速機構２２を介して第１ディスク３２が時計回りに回転し、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧されている間は、第１、第２ディスク３２，３３が相対回転して第２ディスク３３が後退し、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１から離間した後は、第１、第２ディスク３２，３３が一体回転して、ネジ部４１，４３の作用によってピストン４０がさらに後退する。
【００４０】
そして、本実施形態の電動ディスクブレーキ１０においては、コントローラが、電動モータ１９の電流値における電流リップルの発生状態と回転検出器２０で検出されるピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５のストローク位置とからブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触位置である上記パッド接触位置を検出する。そして、コントローラは、別途入力されるブレーキペダルの踏力を検出する図示せぬ踏力センサの信号等から目標推力を割り出し、パッド接触位置を原点（０位置）とした図４に示すような目標推力と目標位置との制御テーブルから、割り出された目標推力に対する目標位置を求めて、この目標位置にピストン４０が位置するように回転検出器２０で検出しつつ電動モータ１９を制御する。
【００４１】
また、コントローラは、上記パッド接触位置に基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１との制動解除時におけるクリアランスすなわちパッドクリアランスを調整する。すなわち、このパッド接触位置からピストン４０を所定のパッドクリアランスに相当する一定距離だけ後退させることにより、常にパッドクリアランスを一定に維持する。
【００４２】
このようなコントローラの制御内容についてさらに図５に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
【００４３】
コントローラは、ステップＳ１において、図示せぬ踏力センサからの検出信号により、ブレーキペダルが踏まれているか否かを検出し、ブレーキペダルが踏まれている場合、ステップＳ２において、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触を開始させるピストン４０のストローク位置であるパッド接触位置を、回転検出器２０で検出される電動モータ１９の回転位置で検出するパッド接触位置検出が済んでいるか否かを、後述するステップＳ５でセットされるパッド接触位置検出フラグがセットされているか否かにより判定する。
【００４４】
このステップＳ２において、パッド接触位置検出が済んでいない場合、ステップＳ３において、パッド接触位置検出が行われたか否かを判定する。なお、ブレーキペダルの踏み込みが解除された後、ブレーキペダルが次に踏み込まれると、最初のステップＳ２の判断はＮＯとなりステップＳ３の判断もＮＯとなる。
【００４５】
ステップＳ３において、パッド接触位置検出が行われていない場合、ステップＳ４において、ピストン４０を前進させるように電動モータ１９を回転させてステップＳ１に戻る。
【００４６】
このようにして、ステップＳ４によりピストン４０を前進させると、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触することになる。ここで、コントローラは、このブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触するパッド接触位置を検出するパッド接触位置検出を、上述したように電動モータ１９の電流値に電流リップルが発生している状態（図３に示すＸ１の範囲）から電流リップルが消失する状態（図３に示すＸ２の範囲）に切り替わった時点（図３に示す時点Ｅ）の電動モータ１９の回転位置に対応するピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５の移動位置を求めることにより行っている。そして、パッド接触位置が検出されると、このパッド接触位置を図４に示す制御テーブルの原点位置とし、さらにパッドクリアランス設定の原点位置として、以後の制御を行う。
【００４７】
このようにしてパッド接触位置検出が行われた場合、ステップＳ３において、パッド接触位置検出が行われたと判定し、ステップＳ５において、パッド接触位置検出が済んだことを記憶するため、そのことを示すパッド接触位置検出フラグをセットして、ステップＳ１に戻る。
【００４８】
一方、このようにして、パッド接触位置検出が行われた後は、ステップＳ２において、パッド接触位置検出が済んでいるか否かの判断がＹＥＳとなり、ステップＳ６において、図４に示す制御テーブルに基づいて、ペダル踏力に応じた目標推力に対する目標位置にピストン４０をストロークさせるように電動モータ１９を制御して、ステップＳ１に戻る。
【００４９】
ステップＳ１において、ブレーキペダルが踏まれていない場合、ステップＳ７において、パッド接触位置検出が未完であるとするため、パッド接触位置検出が済んだことを示すパッド接触位置検出フラグをリセットする。
【００５０】
そして、ステップＳ８において、パッドクリアランスが規定クリアランスであるか否か、すなわちパッド接触位置に対し所定のパッドクリアランス分ピストン４０が後退した位置にあるか否かを判定し、パッドクリアランスが規定クリアランスでなければ、ステップＳ９において、ピストンを後退させるように電動モータ１９を回転させて、ステップＳ８に戻る。
【００５１】
ステップＳ８において、パッドクリアランスが規定クリアランスである場合、ステップＳ１０において、電動モータ１９を停止させることによりピストン４０を停止させて、ステップＳ１に戻る。
【００５２】
以上に述べた本実施形態の電動ディスクブレーキ１０によれば、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態において電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態において電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる。具体的には、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態においては電動モータ１９の駆動でリング部材５２、５４が相対回転することになり、これらリング部材５２、５４間に設けられたウエーブワッシャ５５が空回りして電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態においては電動モータ１９の駆動があってもリング部材５２、５４が相対回転を停止させることになり、これらの間に設けられたウエーブワッシャ５５も回転しなくなって電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる。そして、コントローラが、この電流リップルの発生状態と回転検出器２０で検出されるピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５のストローク位置とからブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触位置であるパッド接触位置を検出する。このように、ブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触の有無により電動モータ１９の電流値に電流リップルの変化を与えることでパッド接触位置を検出することができる。
【００５３】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触する際のピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５のストローク位置を検出することができる。
【００５４】
また、コントローラが、検出したパッド接触位置に基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１とのクリアランスを調整する。よって、ブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触の有無により電動モータ１９の電流値に電流リップルの変化を与えてパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１とのクリアランスを調整することができる。
【００５５】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触する際のピストン４０のストローク位置を検出し、これに基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１とのクリアランスを調整することができる。
【００５６】
しかも、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態においては電動モータ１９の駆動でリング部材５２、５４が相対回転することになり、これらリング部材５２、５４の間に設けられたウエーブワッシャ５５の凸部がリング部材５２，５４に設けられた凹凸部を乗り越えて電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態においては電動モータ１９の駆動があってもリング部材５２、５４の相対回転が停止することになり、これらの間に設けられたウエーブワッシャ５５も回転しなくなって電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる。
【００５７】
このように、ウエーブワッシャ５５により電流リップルを発生させるものであるため、確実に低コストで、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触する際のピストン４０のストローク位置を検出することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の電動ディスクブレーキによれば、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態において電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態において電動モータの電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を設け、制御手段が、この電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからブレーキパッドのディスクロータへの接触位置であるパッド接触位置を検出する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出することができる。
【００５９】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出することができる。
【００６０】
また、本発明の請求項２記載の電動ディスクブレーキによれば、制御手段が、電流リップル発生手段により発生させられる電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからパッド接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００６１】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００６２】
さらに、本発明の請求項３記載の電動ディスクブレーキによれば、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態においては電動モータの駆動で回転部が回転することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャの凸部がリング部材に設けられた凹凸部を乗り越えて電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態においては電動モータの駆動があっても回転部が停止することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャも回転しなくなって電動モータの電流値から電流リップルを消失させる。
【００６３】
このように、電流リップル発生手段は、ウエーブワッシャにより電流リップルを発生させるものであるため、確実に低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出することができる。
【００６４】
本発明の請求項４記載の電動ディスクブレーキの制御プログラムによれば、電流リップルの消失信号と位置検出手段からのピストンストローク位置検出信号とに基づいてブレーキパッドのディスクロータへの接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づい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調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与えることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００６５】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキを示す断面図である。
【図２】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキのリング部材およびウエーブワッシャを示す分解斜視図である。
【図３】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキの電動モータの電流の、ブレーキパッドがディスクロータに接触する前後の変化を示す特性線図である。
【図４】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキのコントローラによる制御に用いられる目標推力に対するピストンの目標位置の関係を示す制御テーブルである。
【図５】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキのコントローラの制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 電動ディスクブレーキ
１９ 電動モータ
４０ ピストン
４１，４３ ネジ部（変換機構部）
２１ ボールランプ機構（変換機構部）
２０ 回転検出器（位置検出手段）
１４，１５ ブレーキパッド
１１ ディスクロータ
５２，５４ リング部材（電流リップル発生手段，回転部）
５５ ウエーブワッシャ（電流リップル発生手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換して制動力を発生させる電動ディスクブレーキおよびその制御プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換して制動力を発生させる電動ディスクブレーキとして、例えば、特開２０００−２１３５７５号公報に開示されたものがある。この電動ディスクブレーキは、電動モータと、この電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換するボールネジ機構と、ピストンのストローク位置を検出するストロークセンサとを有し、このストロークセンサの検出結果に基づいて電動モータを制御し、ピストンによる直線運動でブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させるものである。
【０００３】
この電動ディスクブレーキには、電動モータによりボールネジ機構を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触することでピストンに生じる反力を検出するための押圧センサがピストンに設けられており、この押圧センサでブレーキパッドがディスクロータに接触したことを検出し、このときのストロークセンサの検出値から、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブレーキパッドは、使用により摩耗を生じたり、制動の状況によっては熱膨張を生じたりすることで、その厚みが変化することになり、このような厚みの変化に対応して、制動解除時におけるピストンのストローク位置すなわちパッドクリアランスを制御しないと、ブレーキパッドのディスクロータへの引きずり現象等が生じてしまうことが予想される。
【０００５】
このため、上記のような押圧センサを用いて、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出し、このストローク位置に基づいてブレーキパッドとディスクロータとのクリアランスすなわちパッドクリアランスを常に適正な値に維持するようにピストンの待機時のストローク位置を調整することを考えた。
【０００６】
しかしながら、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出するために、ブレーキパッドがディスクロータに接触することでピストンに生じる反力を検出するための押圧センサを設けるのでは、当然のことながら、コストが増大してしまう。
【０００７】
したがって、本発明は、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出することができる電動ディスクブレーキおよびその制御プログラムの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の電動ディスクブレーキは、電動モータと、該電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の検出結果に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有し、前記電動モータに電流を供給することでピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させるものであって、前記電動モータにより前記変換機構部を介して前記ピストンを移動させる際に、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触しない状態において前記電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触した状態において前記電動モータの電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を有し、前記制御手段は、前記電動モータの電流値における前記電流リップルの発生状態と前記位置検出手段で検出される前記ピストンのストローク位置とから前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの接触位置であるパッド接触位置を検出することを特徴としている。
【０００９】
これにより、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態において電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態において電動モータの電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を設けるとともに、制御手段が、この電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからブレーキパッドのディスクロータへの接触位置であるパッド接触位置を検出する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出することができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の電動ディスクブレーキは、請求項１記載のものに関して、前記制御手段は、検出した前記パッド接触位置に基づいて前記ブレーキパッドの前記ディスクロータとのクリアランスを調整することを特徴としている。
【００１１】
このように、制御手段が、電流リップル発生手段により発生させられる電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからパッド接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の電動ディスクブレーキは、請求項１または２記載のものに関して、前記電流リップル発生手段は、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触しない状態においては前記電動モータの駆動で回転する一方、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触した状態においては回転が停止される回転部に設けられたウエーブワッシャを有することを特徴としている。
【００１３】
これにより、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態においては電動モータの駆動で回転部が回転することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャが空回りして電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態においては電動モータの駆動があっても回転部が停止することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャも回転しなくなって電動モータの電流値から電流リップルを消失させる。
【００１４】
本発明の請求項４記載の電動ディスクブレーキの制御プログラムは、電動モータと、該電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段とを有して、前記ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させるべく、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記電動モータを制御する電動ディスクブレーキの制御プログラムにおいて、前記電動モータに電流を供給して前記変換機構部を介して前記ピストンを移動させる際に、前記電動モータの電流値に発生する電流リップルを検出する電流リップル検出手段と、該電流リップル検出手段からの電流リップルの消失信号と前記位置検出手段からのピストンストローク位置検出信号とに基づいて前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの接触位置を検出するパッド接触位置検出手段と、該パッド接触位置検出手段のパッド接触位置に基づいて前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとのクリアランスを調整するクリアランス調整手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
このように、電流リップルの消失信号と位置検出手段からのピストンストローク位置検出信号とに基づいてブレーキパッドのディスクロータへの接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づい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調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与えることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキを図面を参照しつつ以下に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の電動ディスクブレーキ１０は、図示せぬ車輪とともに回転するディスクロータ１１の一側（通常は車体に対して内側）にキャリパ本体１２が配置されており、このキャリパ本体１２には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ１１を跨いで反対側へ延びる爪部１３が一体的に結合されている。ディスクロータ１１の両側、すなわち、ディスクロータ１１とキャリパ本体１２との間および爪部１３の先端部との間に、それぞれブレーキパッド１４，１５が設けられている。ブレーキパッド１４，１５は、車体側に固定されるキャリア１６によってディスクロータ１１の軸方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリア１６で受けるようになっており、また、キャリパ本体１２は、キャリア１６に取付けられた図示せぬスライドピンによってディスクロータ１１の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。
【００１８】
キャリパ本体１２には、ボルト１７によって略円筒伏のケース１８が結合され、このケース１８内には、電動モータ１９および回転検出器２０が設けられている。一方、キャリパ本体１２内には、ボールランプ機構２１及び減速機構２２が挿入されている。ケース１８の後端部には、カバー２３がボルト２４によって取付けられている。
【００１９】
電動モータ１９は、ケース１８の内周部に固定されたステータ２５と、ステータ２５に挿入されて軸受２６，２７によってケース１８に回転可能に支持されたロータ２８とを備えている。回転検出器２０は、ケース１８側に固定されたレゾルバステータ２９及びロータ２８に取付けられたレゾルバロータ３０からなり、これらの相対回転に基づいてロータ２８の回転位置を検出するものである。そして、電動モータ１９及び回転検出器２０には、コネクタ３１を介して図示せぬコントローラ（制御手段）が接続され、このコントローラは、回転検出器２０の検出結果に基づいて制御信号を出力し、電動モータ１９のロータ２８を所望のトルクで所望の角度だけ回転するように制御する。
【００２０】
ボールランプ機構２１は、環状の第１及び第２ディスク３２，３３と、これらの間に介装された複数のボール（鋼球）３４とから構成されている。第１ディスク３２は、軸受３５によってキャリパ本体１２に回転可能に支持され、ロータ２８内に挿入される円筒部３６が一体的に形成されている。第２ディスク３３には、円筒部３６よりも小径の円筒状のスリーブ３７が一体的に形成され、このスリーブ３７が円筒部３６内に挿通されている。
【００２１】
ボールランプ機構２１の第１ディスク３２及び第２ディスク３３の対向面には、それぞれ円周方向に沿って延びる円弧状の例えば３つのボール溝３８，３９が形成されている。これらのボール溝３８，３９は、等しい中心角（例えば９０゜）の範囲に延ばされて、同じ方向に傾斜されている。そして、第１及び第２ディスク３２，３３に形成されたボール溝３８，３９間にボール３４が装入され、第１、第２ディスク３２，３３の相対回転によって、ボール溝３８，３９内をボール３４が転動することにより、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが軸方向に相対変位するようになっている。このとき、第１ディスク３２が第２ディスク３３に対して反時計回りに回転したとき、これらが離間する方向に変位する。
【００２２】
第２ディスク３３とブレーキパッド１４との間には、ピストン４０が設けられている。ピストン４０には、外周にネジ部４１を形成した円筒部４２が設けられている。円筒部４２は、第２ディスク３３のスリーブ３７内に挿入され、その内周に形成されたネジ部４３に螺合されている。円筒部４２内には、ケース１８にブラケット４４を介して取付けられた軸４５の二面取部４６が嵌合されて、ピストン４０が回転しないように支持している。ネジ部４１とネジ部４３とで不可逆ねじを形成しており、ピストン４０は、その軸方向に力が作用しても移動することはないが、第２ディスク３３を反時計回りに回転させることにより、ディスクロータ１１側へ移動するようになっている。
【００２３】
軸４５の外周部及び第２ディスク３３のスリーブ３７の内周部にそれぞれ形成されたバネ受４７，４８間に複数の皿バネ（圧縮ばね）４９が介装され、そのばね力によって第２ディスク３３がボール３４を第１ディスク３２との間で挟みつけるように付勢されている。軸４５は、調整ネジ５０およびロックナット５１によってブラケット４４に取付けられている。
【００２４】
そして、本実施形態において、第２ディスク３３には、最もディスクロータ１１側の外径部にリング部材５２が固定されている。一方、爪部１３のキャリパ本体１２側には、その内側に円筒部材５３が位置固定で設けられており、この円筒部材５３の内側には、第１ディスク３２および第２ディスク３３の相互対向側が配置されている。この円筒部材５３の内側には、上記リング部材５２と対向するようにリング部材５４が固定されている。
【００２５】
ここで、図２に示すように、リング部材５２には、リング部材５４に対向する側の対向面５２ａに、軸線方向に山型をなして突出する凸部５２ｂが円周方向に多数連続的に形成されており、リング部材５４にも、リング部材５２に対向する側の対向面５４ａに、軸線方向に山型をなして突出する凸部５４ｂが円周方向に多数連続的に形成されている。
【００２６】
そして、リング部材５２の対向面５２ａとリング部材５４の対向面５４ａとの間には、ウエーブワッシャ５５が介装されている。このウエーブワッシャ５５は、図２に示すように、リング状をなすとともに、軸線方向に山型をなすように屈曲する屈曲部５５ａが、円周方向に沿って順に逆方向に山型をなすように形成された形状をなしている。なお、介装前のウエーブワッシャ５５の軸線方向の幅は、リング部材５２、５４の対向面５２ａ、５４ａ間の幅の最大値よりも大きくされている。
【００２７】
ここで、第２ディスク３３が回転するときには、この第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と爪部１３に円筒部材５３を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転することになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５は、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを乗り越えることで、第２ディスク３３の回転に対して適度な抵抗力を付与する。
【００２８】
他方、第２ディスク３３が回転を停止させたときには、この第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と爪部１３に円筒部材５２を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転を停止させることになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５も、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを乗り越えることがなくなる。
【００２９】
次に、減速機構２２について説明する。電動モータ１９の口ータ５８の一端部に偏心軸５７が形成され、偏心軸５７の外周部には、軸受５８を介して偏心板５９が回転可能に取付けられている。キャリパ本体１２には、偏心板５９に対向させて固定板６０が固定されている。偏心板５９及び固定板６０の対向面には、それぞれ周方向に沿って複数の穴（凹所）６１，６２が形成されており、これらの穴６１，６２間にボール（鋼球）６３が介装してオルダム機構を構成して、公転運動する偏心板５９を支持している。偏心板５９の一端面は、第１ディスク３２に対向されており、これらの対向面には、それぞれサイクロイド溝６４，６５が形成され、サイクロイド溝６４，６５間にボール（鋼球）６６が挿入されている。
【００３０】
第２ディスク３３のスリーブ３７の先端外周部には、円筒状のスプリングホルダ６７がピン６８によって回転しないように取付けられている。スプリングホルダ６７の一端部が、第１ディスク３２の円筒部３６の先端部に係合して、これらの相対回転を一定範囲に制限している。スプリングホルダ６７の周りには、コイルスプリング（ばね手段）６９が巻装され、コイルスプリング６９は、所定のセット荷重をもって捻られて、その一端部がスプリングホルダ６７に結合され、他端部が第１ディスク３２の円筒部３６に結合されている。
【００３１】
以上のように構成した本実施形態の電動ディスクブレーキの基本作動について次に説明する。
【００３２】
非制動状態では、ボールランプ機構２１のボール３４がボール溝３８，３９の最も深い端部にあり、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが最も近い位置にある。制動時に、電動モータ１９のロータ２８を時計回りに回転させると、偏心板５９が公転し、サイクロイド溝６４，６５及びボール６６の作用によって第１ディスク３２がロータ２８に対して、次式で示される一定の回転比Ｎで反時計回りに回転する。
Ｎ＝（ｄ−Ｄ）／Ｄ
ここで、
ｄ：サイクロイド溝６４の基準円直径
Ｄ：サイクロイド溝６５の基準円直径
すなわち、第１ディスク３２は、ロータ２８に対して一定の減速比α（＝１／Ｎ）で減速されて反時計回りに回転し、その分、トルクが増幅される。
【００３３】
第１ディスク３２の回転力は、コイルスプリング６９を介して第２ディスク３３に伝達される。ピストン４０がブレーキパッド１４，１５を押圧する前は、ピストン４０に軸方向の荷重が殆ど作用せず、ピストン４０と第２ディスク３３との間のネジ部４１，４３に生じる抵抗が小さいので、コイルスプリング６９のセット荷重によって第２ディスク３３が第１ディスク３２と一体に回転し、第２ディスク３３とピストン４０との間に相対回転が生じて、ネジ部４１，４３の作用によってピストン４０がディスクロータ１１側ヘ前進する。なお、これにより、ネジ部４１，４３は電動モータ１９の回転運動をピストン４０の直線運動に変換する変換機構部を構成している。
【００３４】
上記前進時において、第１ディスク３２と一体に回転する第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と、爪部１３に円筒部材５３を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転することになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５は、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを順次乗り越えることで、第２ディスク３３の回転に対して適度な抵抗力を付与する。なお、リング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂに対するウエーブワッシャ５５の屈曲部５５ａのこのような乗り越えは、断続的に発生することになり、第２ディスク３３および第１ディスク３２には、回転に対する抵抗力が断続的に発生する。このような抵抗力が断続的に発生することにより、電動モータ１９の電流値に図３に範囲Ｘ１で示すように電流リップルが発生することになる。
【００３５】
そして、ピストン４０が一方のブレーキパッド１４をディスクロータ１１ヘ押圧し、その反力によってキャリパ本体１２がキャリア１６のスライドピンに沿って移動して、爪部１３が他方のブレーキパッド１５をディスクロータ１１に押圧する。
【００３６】
両ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧された後は、その反力によってピストン４０に軸方向の大きな荷重が作用するため、ネジ部４１，４３の抵抗が増大してコイルスプリング６９のセット荷重を超えて、第２ディスク３３が回転を停止させることになり、その結果、コイルスプリング６９が撓んでボールランプ機構２１の第１ディスク３２および第２ディスク３３間に相対回転が生じる。これにより、ボール３４がボール溝３８，３９内を転動して第２ディスク３３およびピストン４０を一体に前進（すなわち直線運動）させ、ピストン４０によってブレーキパッド１４，１５をディスクロータ１１にさらに押付ける。なお、これにより、ボールランプ機構２１も電動モータ１９の回転運動をピストン４０の直線運動に変換する変換機構部を構成している。また、回転検出器２０は、電動モータ１９のロータ２８の回転位置を検出しており、ロータ２８の回転位置に対応して前進するピストン４０のストローク位置すなわちこのピストン４０で進退させられるブレーキパッド１４，１５のストローク位置を検出する位置検出手段を構成している。
【００３７】
上記のように両ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧された時点で、回転が停止させられた第２ディスク３３に固定されたリング部材５２と、爪部１３に円筒部材５３を介して固定配置されたリング部材５４とが相対回転を停止させることになり、これらの間に介装されたウエーブワッシャ５５も停止して、その屈曲部５５ａがこれらリング部材５２、５４の凸部５２ｂ、５４ｂを乗り越えることがなくなって、第１ディスク３２には回転に対する抵抗力が断続的に発生することがなくなる。その結果、電動モータ１９の電流値からは、図３に範囲Ｘ２で示すように電流リップルは消失することになり、電流値はブレーキパッド１４，１５からの反力の増大にともなってほぼ直線的に上昇することになる。
【００３８】
すなわち、ウエーブワッシャ５５および両リング部材５２、５４が、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態において電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態において電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を構成している。なお、ウエーブワッシャ５５は、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態においては電動モータ１９の駆動で相対回転する一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態においては相対回転が停止される回転部を構成する両リング部材５２、５４間に設けられている。
【００３９】
制動解除時には、電動モータ１９のロータ２８を反時計回りに回転させることによって、減速機構２２を介して第１ディスク３２が時計回りに回転し、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧されている間は、第１、第２ディスク３２，３３が相対回転して第２ディスク３３が後退し、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１から離間した後は、第１、第２ディスク３２，３３が一体回転して、ネジ部４１，４３の作用によってピストン４０がさらに後退する。
【００４０】
そして、本実施形態の電動ディスクブレーキ１０においては、コントローラが、電動モータ１９の電流値における電流リップルの発生状態と回転検出器２０で検出されるピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５のストローク位置とからブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触位置である上記パッド接触位置を検出する。そして、コントローラは、別途入力されるブレーキペダルの踏力を検出する図示せぬ踏力センサの信号等から目標推力を割り出し、パッド接触位置を原点（０位置）とした図４に示すような目標推力と目標位置との制御テーブルから、割り出された目標推力に対する目標位置を求めて、この目標位置にピストン４０が位置するように回転検出器２０で検出しつつ電動モータ１９を制御する。
【００４１】
また、コントローラは、上記パッド接触位置に基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１との制動解除時におけるクリアランスすなわちパッドクリアランスを調整する。すなわち、このパッド接触位置からピストン４０を所定のパッドクリアランスに相当する一定距離だけ後退させることにより、常にパッドクリアランスを一定に維持する。
【００４２】
このようなコントローラの制御内容についてさらに図５に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
【００４３】
コントローラは、ステップＳ１において、図示せぬ踏力センサからの検出信号により、ブレーキペダルが踏まれているか否かを検出し、ブレーキペダルが踏まれている場合、ステップＳ２において、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触を開始させるピストン４０のストローク位置であるパッド接触位置を、回転検出器２０で検出される電動モータ１９の回転位置で検出するパッド接触位置検出が済んでいるか否かを、後述するステップＳ５でセットされるパッド接触位置検出フラグがセットされているか否かにより判定する。
【００４４】
このステップＳ２において、パッド接触位置検出が済んでいない場合、ステップＳ３において、パッド接触位置検出が行われたか否かを判定する。なお、ブレーキペダルの踏み込みが解除された後、ブレーキペダルが次に踏み込まれると、最初のステップＳ２の判断はＮＯとなりステップＳ３の判断もＮＯとなる。
【００４５】
ステップＳ３において、パッド接触位置検出が行われていない場合、ステップＳ４において、ピストン４０を前進させるように電動モータ１９を回転させてステップＳ１に戻る。
【００４６】
このようにして、ステップＳ４によりピストン４０を前進させると、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触することになる。ここで、コントローラは、このブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触するパッド接触位置を検出するパッド接触位置検出を、上述したように電動モータ１９の電流値に電流リップルが発生している状態（図３に示すＸ１の範囲）から電流リップルが消失する状態（図３に示すＸ２の範囲）に切り替わった時点（図３に示す時点Ｅ）の電動モータ１９の回転位置に対応するピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５の移動位置を求めることにより行っている。そして、パッド接触位置が検出されると、このパッド接触位置を図４に示す制御テーブルの原点位置とし、さらにパッドクリアランス設定の原点位置として、以後の制御を行う。
【００４７】
このようにしてパッド接触位置検出が行われた場合、ステップＳ３において、パッド接触位置検出が行われたと判定し、ステップＳ５において、パッド接触位置検出が済んだことを記憶するため、そのことを示すパッド接触位置検出フラグをセットして、ステップＳ１に戻る。
【００４８】
一方、このようにして、パッド接触位置検出が行われた後は、ステップＳ２において、パッド接触位置検出が済んでいるか否かの判断がＹＥＳとなり、ステップＳ６において、図４に示す制御テーブルに基づいて、ペダル踏力に応じた目標推力に対する目標位置にピストン４０をストロークさせるように電動モータ１９を制御して、ステップＳ１に戻る。
【００４９】
ステップＳ１において、ブレーキペダルが踏まれていない場合、ステップＳ７において、パッド接触位置検出が未完であるとするため、パッド接触位置検出が済んだことを示すパッド接触位置検出フラグをリセットする。
【００５０】
そして、ステップＳ８において、パッドクリアランスが規定クリアランスであるか否か、すなわちパッド接触位置に対し所定のパッドクリアランス分ピストン４０が後退した位置にあるか否かを判定し、パッドクリアランスが規定クリアランスでなければ、ステップＳ９において、ピストンを後退させるように電動モータ１９を回転させて、ステップＳ８に戻る。
【００５１】
ステップＳ８において、パッドクリアランスが規定クリアランスである場合、ステップＳ１０において、電動モータ１９を停止させることによりピストン４０を停止させて、ステップＳ１に戻る。
【００５２】
以上に述べた本実施形態の電動ディスクブレーキ１０によれば、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態において電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態において電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる。具体的には、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態においては電動モータ１９の駆動でリング部材５２、５４が相対回転することになり、これらリング部材５２、５４間に設けられたウエーブワッシャ５５が空回りして電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態においては電動モータ１９の駆動があってもリング部材５２、５４が相対回転を停止させることになり、これらの間に設けられたウエーブワッシャ５５も回転しなくなって電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる。そして、コントローラが、この電流リップルの発生状態と回転検出器２０で検出されるピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５のストローク位置とからブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触位置であるパッド接触位置を検出する。このように、ブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触の有無により電動モータ１９の電流値に電流リップルの変化を与えることでパッド接触位置を検出することができる。
【００５３】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触する際のピストン４０のストローク位置すなわちブレーキパッド１４，１５のストローク位置を検出することができる。
【００５４】
また、コントローラが、検出したパッド接触位置に基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１とのクリアランスを調整する。よって、ブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１への接触の有無により電動モータ１９の電流値に電流リップルの変化を与えてパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１とのクリアランスを調整することができる。
【００５５】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触する際のピストン４０のストローク位置を検出し、これに基づいてブレーキパッド１４，１５のディスクロータ１１とのクリアランスを調整することができる。
【００５６】
しかも、電動モータ１９によりピストン４０を移動させる際に、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触しない状態においては電動モータ１９の駆動でリング部材５２、５４が相対回転することになり、これらリング部材５２、５４の間に設けられたウエーブワッシャ５５の凸部がリング部材５２，５４に設けられた凹凸部を乗り越えて電動モータ１９の電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触した状態においては電動モータ１９の駆動があってもリング部材５２、５４の相対回転が停止することになり、これらの間に設けられたウエーブワッシャ５５も回転しなくなって電動モータ１９の電流値から電流リップルを消失させる。
【００５７】
このように、ウエーブワッシャ５５により電流リップルを発生させるものであるため、確実に低コストで、ブレーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に接触する際のピストン４０のストローク位置を検出することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の電動ディスクブレーキによれば、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態において電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態において電動モータの電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を設け、制御手段が、この電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからブレーキパッドのディスクロータへの接触位置であるパッド接触位置を検出する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出することができる。
【００５９】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出することができる。
【００６０】
また、本発明の請求項２記載の電動ディスクブレーキによれば、制御手段が、電流リップル発生手段により発生させられる電流リップルの発生状態と位置検出手段で検出されるピストンのストローク位置とからパッド接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与える電流リップル発生手段を設けることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００６１】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００６２】
さらに、本発明の請求項３記載の電動ディスクブレーキによれば、電動モータにより変換機構部を介してピストンを移動させる際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触しない状態においては電動モータの駆動で回転部が回転することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャの凸部がリング部材に設けられた凹凸部を乗り越えて電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態においては電動モータの駆動があっても回転部が停止することになり、この回転部に設けられたウエーブワッシャも回転しなくなって電動モータの電流値から電流リップルを消失させる。
【００６３】
このように、電流リップル発生手段は、ウエーブワッシャにより電流リップルを発生させるものであるため、確実に低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出することができる。
【００６４】
本発明の請求項４記載の電動ディスクブレーキの制御プログラムによれば、電流リップルの消失信号と位置検出手段からのピストンストローク位置検出信号とに基づいてブレーキパッドのディスクロータへの接触位置を検出し、このパッド接触位置に基づい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調整する。このように、ブレーキパッドのディスクロータへの接触の有無により電動モータの電流値に電流リップルの変化を与えることでパッド接触位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【００６５】
したがって、押圧センサ等を設ける場合に比して、低コストで、ブレーキパッドがディスクロータに接触する際のピストンのストローク位置を検出し、これに基づいてブレーキパッドのディスクロータとのクリアランスを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキを示す断面図である。
【図２】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキのリング部材およびウエーブワッシャを示す分解斜視図である。
【図３】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキの電動モータの電流の、ブレーキパッドがディスクロータに接触する前後の変化を示す特性線図である。
【図４】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキのコントローラによる制御に用いられる目標推力に対するピストンの目標位置の関係を示す制御テーブルである。
【図５】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキのコントローラの制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 電動ディスクブレーキ
１９ 電動モータ
４０ ピストン
４１，４３ ネジ部（変換機構部）
２１ ボールランプ機構（変換機構部）
２０ 回転検出器（位置検出手段）
１４，１５ ブレーキパッド
１１ ディスクロータ
５２，５４ リング部材（電流リップル発生手段，回転部）
５５ ウエーブワッシャ（電流リップル発生手段）
Claims (4)
- 電動モータと、
該電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、
前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段と、
該位置検出手段の検出結果に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有し、
前記電動モータに電流を供給することでピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させる電動ディスクブレーキにおいて、前記電動モータにより前記変換機構部を介して前記ピストンを移動させる際に、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触しない状態において前記電動モータの電流値に電流リップルを発生させる一方、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触した状態において前記電動モータの電流値から電流リップルを消失させる電流リップル発生手段を有し、
前記制御手段は、前記電動モータの電流値における前記電流リップルの発生状態と前記位置検出手段で検出される前記ピストンのストローク位置とから前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの接触位置であるパッド接触位置を検出することを特徴とする電動ディスクブレーキ。 - 前記制御手段は、検出した前記パッド接触位置に基づいて前記ブレーキパッドの前記ディスクロータとのクリアランスを調整することを特徴とする請求項１記載の電動ディスクブレーキ。
- 前記電流リップル発生手段は、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触しない状態においては前記電動モータの駆動で回転する一方、前記ブレーキパッドが前記ディスクロータに接触した状態においては回転が停止される回転部に設けられたウエーブワッシャを有することを特徴とする請求項１または２記載の電動ディスクブレーキ。
- 電動モータと、該電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する変換機構部と、前記ピストンのストローク位置を検出する位置検出手段とを有して、前記ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を発生させるべく、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記電動モータを制御する電動ディスクブレーキの制御プログラムにおいて、
前記電動モータに電流を供給して前記変換機構部を介して前記ピストンを移動させる際に、前記電動モータの電流値に発生する電流リップルを検出する電流リップル検出手段と、
該電流リップル検出手段からの電流リップルの消失信号と前記位置検出手段からのピストンストローク位置検出信号とに基づいて前記ブレーキパッドの前記ディスクロータへの接触位置を検出するパッド接触位置検出手段と、
該パッド接触位置検出手段のパッド接触位置に基づいて前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとのクリアランスを調整するクリアランス調整手段とを有することを特徴とする電動ディスクブレーキの制御プログラム。
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