力センサおよび同力センサを用いた電動パーキングブレーキ装置
【課題】 力のリリースが完了した時点（作用力が略ゼロとなったとき）を正確に検出することが可能な力センサを提供すること。
【解決手段】 力センサＳ１は、マグネット４９が固定されたシャフト４３と、このシャフト４３に対して往復動可能でマグネット４９との相対変位に応じて出力電圧が変化するホールＩＣ素子５１が固定されたケース４５と、シャフト４３とケース４５間に介装されてシャフト４３とケース４５間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばね５３を備えている。この力センサＳ１においては、主ばね５３の弾性変形量が略ゼロである状態でシャフト４３に対するケース４５の往復動方向にてシャフト４３のフランジ部４３ａと主ばね５３の一端部間およびケース４５と主ばね５３の他端部間に隙間が生じないように予荷重を付与する副ばね５５が設けられている。
【解決手段】 力センサＳ１は、マグネット４９が固定されたシャフト４３と、このシャフト４３に対して往復動可能でマグネット４９との相対変位に応じて出力電圧が変化するホールＩＣ素子５１が固定されたケース４５と、シャフト４３とケース４５間に介装されてシャフト４３とケース４５間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばね５３を備えている。この力センサＳ１においては、主ばね５３の弾性変形量が略ゼロである状態でシャフト４３に対するケース４５の往復動方向にてシャフト４３のフランジ部４３ａと主ばね５３の一端部間およびケース４５と主ばね５３の他端部間に隙間が生じないように予荷重を付与する副ばね５５が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力センサおよび同力センサを用いた電動パーキングブレーキ装置に関するものであり、例えば、車両用のパーキングブレーキ装置に採用可能である。
【背景技術】
【０００２】
力センサの一つとして、マグネットが固定された第１部材と、前記マグネットとの相対変位に応じて出力電圧が変化する電気素子が固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材間に介装されて前記第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばねを備えたものがあり、例えば、下記特許文献１および２に記載されている。
【０００３】
また、上記した力センサを用いた電動パーキングブレーキ装置の一つとして、車両において採用可能で、電気モータの正回転駆動によりパーキングブレーキを制動状態とし、前記電気モータの逆回転駆動により前記パーキングブレーキを解除状態とするように構成したものがあり、例えば、下記特許文献１および２に記載されている。
【特許文献１】国際公開第０２／２０３２４号（ＷＯ ０２／２０３２４ Ａ１）パンフレット
【特許文献２】国際公開第０２／０５７１２２号（ＷＯ ０２／０５７１２２ Ａ１）パンフレット
【０００４】
上記した特許文献１および２に記載されている力センサにおいては、第１部材と第２部材の相対的な往復動方向にて、第１部材と主ばねの一端部が離間可能に当接し、第２部材と主ばねの他端部が離間可能に当接している。このため、上記した力がリリースされるときには、主ばねの弾性変形量がゼロとなったときに、第１部材に対する第２部材の復動を止めることができなくて、引き続きマグネットと電気素子が相対変位可能であり、電気素子からの出力電圧は引き続き変化する。したがって、上記した力のリリースが完了した時点、すなわち、主ばねの弾性変形量がゼロとなった時点を正確に検出することができない。
【０００５】
なお、主ばねのへたりが発生しない場合には、当該力センサにおいて、主ばねの弾性変形量と電気素子からの出力電圧の関係を予め測定して、主ばねの弾性変形量がゼロとなったときの電気素子からの出力電圧を基準値として予め求めておけば、この基準値と電気素子からの現実の出力電圧との比較によって、上記した力のリリースが完了した時点を検出することができる。しかし、主ばねのへたりは使用により少なからず発生するものであり、かつ主ばねのへたりに伴って上記した基準値は変化するため、実際の使用時には、使用初期においては上記した力のリリースが完了した時点を正確に検出することが可能であるものの、使用の中・後期においては上記した力のリリースが完了した時点を正確に検出することができなくなる。
【０００６】
また、上記した特許文献１および２に記載されている力センサを用いた電動パーキングブレーキ装置においては、使用初期において如何に設定したとしても、力センサにおける主ばねのへたり発生により、力センサにてパーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったときを正確に検出することができなくなるため、電気モータの作動制御において種々な不具合が生じるおそれがある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、上記した前者の課題（力センサの課題）を解決するために、マグネットが固定された第１部材と、前記マグネットとの相対変位に応じて出力電圧が変化する電気素子が固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材間に介装されて前記第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばねを備えた力センサにおいて、前記主ばねの弾性変形量が略ゼロである状態で前記第２部材に対する前記第１部材の往復動方向にて前記第１部材と前記主ばねの一端部間および前記第２部材と前記主ばねの他端部間に隙間が生じないように予荷重を付与する副ばねを設けたこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００８】
この発明による力センサにおいては、第２部材に対する第１部材の往復動方向（主ばねの弾性変形方向）にて、第２部材に対して第１部材が相対的に往動すると、その際に第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて主ばねが弾性変形し、この変形量に応じた相対変位がマグネットと電気素子間に生じて、電気素子の出力電圧が上記した力に応じて変化する。したがって、電気素子の出力電圧に基づいて上記した力を検出することが可能である。
【０００９】
ところで、この発明による力センサにおいては、上記した力がリリースされるとき、主ばねの弾性変形量が略ゼロとなった時点で、第２部材に対する第１部材の復動が副ばねの予荷重により止められて、マグネットと電気素子間の相対変位がなくなり、電気素子の出力電圧が変化しなくなる。かかる作動は、主ばねのへたりが発生して主ばねの弾性変形方向での寸法が変化した場合においても略同様に得られる。したがって、電気素子の出力電圧が変化しなくなる時点を検出することで、当該力センサの使用初期は勿論のこと使用の中・後期においても、上記した力のリリースが完了した時点（上記した力が略ゼロとなったとき）を正確に検出することが可能である。
【００１０】
また、上記した発明による力センサの実施に際しては、前記マグネットと前記電気素子の相対変位方向に対して略直交する方向での前記マグネットと前記電気素子間のクリアランスを略一定に保持するガイドおよび付勢部材を設けること（請求項２に係る発明）が好ましい。この力センサにおいては、マグネットと電気素子の相対変位方向に対して略直交する方向でのマグネットと電気素子間のクリアランスがガイドおよび付勢部材によって略一定に保持されるため、電気素子の出力電圧が上記した力に応じて安定して変化する。したがって、当該力センサでの検出精度を高めることが可能である。
【００１１】
また、本発明は、上記した後者の課題（電動パーキングブレーキ装置の課題）を解決するために、電気モータの正回転駆動によりパーキングブレーキを制動状態とし、前記電気モータの逆回転駆動により前記パーキングブレーキを解除状態とするアクチュエータと、前記パーキングブレーキに作用する力を検出する力センサと、この力センサからの出力電圧に応じて前記電気モータの回転駆動を制御する電気制御装置とを備えている電動パーキングブレーキ装置において、前記力センサとして請求項１または２に係る発明の力センサを用いたことに特徴がある。
【００１２】
この電動パーキングブレーキ装置においては、パーキングブレーキの解除時において、力センサにおける主ばねのへたりに拘らず、力センサにてパーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったときを正確に検出することが可能であるため、そのときに電気モータの逆回転駆動を停止させるように設定すれば、パーキングブレーキの過リリースを防止することが可能である。
【００１３】
また、上記した発明による電動パーキングブレーキ装置の実施に際して、前記電気制御装置は、前記力センサによって前記パーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったことが検出されたときに前記力センサからの出力電圧を基準値として更新する基準値更新手段を備えることが好ましい。この電動パーキングブレーキ装置においては、パーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったことが検出されたときに力センサからの出力電圧を基準値として更新する基準値更新手段を備えているため、力センサにおける主ばねのへたりが発生した場合、主ばねのへたりに応じて基準値が更新される。したがって、更新された基準値をゼロ点として設定値にて電気モータの正回転駆動を停止させるように設定すれば、力センサにおける主ばねのへたりに拘らず、パーキングブレーキに所期の力を付与し得て、パーキングブレーキを所期の制動状態とすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を実施した自動車用の電動パーキングブレーキ装置のアクチュエータを示していて、このアクチュエータは、電気モータ１１の出力である回転駆動力を減速して伝達する減速機構Ａと、この減速機構Ａを介して伝達される電気モータ１１の回転駆動力を直線駆動力に変換する変換機構Ｂと、この変換機構Ｂにより変換された直線駆動力によって駆動されるとともに直線駆動力を二つの出力部に分配するイコライザ機構Ｃと、このイコライザ機構Ｃの各出力部に連結されて直線駆動力を各パーキングブレーキ１３，１５に伝達する一対のケーブル１７，１９と、電気モータ１１の回転駆動を制御する電気制御装置ＥＣＵを備えている。
【００１５】
電気モータ１１は、図２に示したように、電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御されるようになっていて、運転者が制動スイッチＳＷ１を操作することにより正方向に回転駆動され、運転者が解除スイッチＳＷ２を操作することにより逆方向に回転駆動されるようになっている。減速機構Ａは、図１に示したように、多段のはすば減速ギヤ列によって構成されていて、各ギヤはハウジング２１に組付けたケーシング２３内に組み込まれており、入力ギヤ２５は電気モータ１１の出力軸２７に固着され、出力ギヤ２９はねじ軸３１の一端（ケーシング２３内に突出している端部）に固着されている。
【００１６】
変換機構Ｂは、上述したねじ軸３１と、このねじ軸３１に螺合して組付けたナット３３を備えていて、ねじ軸３１が正方向に回転駆動されることによりナット３３が図１の実線で示した解除位置から図１の仮想線で示した制動位置に向けてねじ軸３１の軸線方向に移動され、また、ねじ軸３１が逆方向に回転駆動されることによりナット３３が図１の実線で示した解除位置に向けてねじ軸３１の軸線方向に移動されるようになっている。なお、ねじ軸３１は、一対の軸受３５，３７を介してハウジング２１に回転自在かつ軸方向へ移動不能に組付けられている。
【００１７】
イコライザ機構Ｃは、ナット３３に作用する直線駆動力を二つの出力部に等分に分配するものであり、ナット３３に揺動可能に組付けたレバー３９によって構成されている。レバー３９は、その中央部にてナット３３に所定量揺動可能に組付けられていて、一方の出力部であるアーム部３９ａには、一方のケーブル１７のインナーワイヤ１７ａが張力センサＳ１を介して回動可能に連結され、他方の出力部であるアーム部３９ｂには、他方のケーブル１９のインナーワイヤ１９ａが接続ケーブル４１を介して回動可能に連結されている。なお、接続ケーブル４１はハウジング２１に回転可能に組付けた固定滑車４２に巻装されていて、他方のケーブル１９のインナーワイヤ１９ａがハウジング２１からケーブル１７のインナーワイヤ１７ａとは逆方向に延出している。
【００１８】
張力センサＳ１は、図１にて示したように、一方のケーブル１７のインナーワイヤ１７ａとイコライザ機構Ｃの一方の出力部であるアーム部３９ａとの連結部位に介装されて一方のケーブル１７におけるインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆを検出するものであり、図３および図４に示したように、第１部材としてのシャフト４３と、第２部材としてのケース４５およびロッド４７を備えるとともに、マグネット４９、ホールＩＣ素子５１、主ばね５３および副ばね５５を備えている。
【００１９】
シャフト４３は、ケース４５に対してシャフト軸方向に往復動可能であり、ケース４５外に突出する外端部にて一方のケーブル１７におけるインナーワイヤ１７ａの端部に連結されている。ケース４５は、シャフト４３の内端部とロッド４７の内端部を収容するとともに、主ばね５３および副ばね５５を収容している。ロッド４７は、外端部にてレバー３９の一方のアーム部３９ａに回動可能に連結され、内端部に一体的に設けたフランジ部４７ａにてケース４５の一端に一体的に連結固定されている。
【００２０】
マグネット４９は、樹脂モールドされた状態にて、シャフト４３のケース４５外に突出する外端部外周に、トーションスプリング５７を介して回動可能かつシャフト軸方向には一体的に移動可能に組付けられていて、図４に示したように、ケース４５に形成したガイド突起４５ａに当接した状態、すなわちシャフト軸方向に対して略直交する方向でのホールＩＣ素子５１間のクリアランスＸを略一定に保持された状態にて、シャフト軸方向に移動するようになっている。このため、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖがケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆに応じて安定して変化する。
【００２１】
ホールＩＣ素子５１は、ケース４５に形成した支持アーム４５ｂに固着されていて、マグネット４９とのシャフト軸方向での相対変位量すなわちインナーワイヤ１７ａの張力Ｆに相当する主ばね５３の圧縮弾性変形量に応じた出力電圧Ｖを電気制御装置ＥＣＵに出力するようになっている。主ばね５３は、シャフト４３の内端部外周に組付けられた圧縮コイルスプリングであり、シャフト４３の一端に形成したフランジ部４３ａとケース４５間に介装されていて、シャフト４３とケース４５を弾撥的に連結している。
【００２２】
副ばね５５は、シャフト４３の内端部軸心に形成した取付穴４３ｂに組付けられた圧縮コイルスプリングであって、そのばね定数は主ばね５３のばね定数に比して十分に小さいものであり、シャフト４３とロッド４７間に介装されている。この副ばね５５は、主ばね５３の圧縮弾性変形量が略ゼロである状態で、シャフト軸方向にて、シャフト４３のフランジ部４３ａと主ばね５３の一端部間およびケース４５と主ばね５３の他端部間に隙間が生じないように小さな予荷重を付与するものである。
【００２３】
このため、ケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆがリリースされるとき、主ばね５３の圧縮弾性変形量が略ゼロとなった時点で、シャフト４３に対するケース４５の復動が副ばね５５の予荷重により止められて、マグネット４９とホールＩＣ素子５１間の相対変位がなくなり、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが変化しなくなる（図５の引張り量ゼロ近傍参照）。
【００２４】
かかる作動は、主ばね５３のへたりが発生して主ばね５３の圧縮弾性変形方向での寸法が変化した場合においても略同様に得られる。したがって、上記した張力Ｆのリリースが完了してホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが変化しなくなる時点（図５の折れ点ａ）を例えば出力電圧Ｖの電圧減少勾配δの急激な変化にて検出することで、当該張力センサＳ１の使用初期は勿論のこと使用の中・後期においても、上記した張力Ｆのリリースが完了した時点を正確に検出することが可能である。なお、主ばね５３のへたりが発生した場合には、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが図５の一点鎖線にて示したように全体的に増大変化する。
【００２５】
電気制御装置ＥＣＵは、図２にて示したように、制動スイッチＳＷ１と解除スイッチＳＷ２に電気的に接続されるとともに、張力センサＳ１、電気モータ１１、インジケータランプＬ１および異常警告ランプＬ２等に電気的に接続されている。また、電気制御装置ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース、タイマ等を有するマイクロコンピュータを備えていて、制動スイッチＳＷ１と解除スイッチＳＷ２の操作に応答して、電気制御装置ＥＣＵのＣＰＵが図６と図７のフローチャートに対応した制御プログラムを実行して、電気モータ１１の回転駆動とインジケータランプＬ１の作動（点灯および消灯）と異常警告ランプＬ２の作動（点灯および消灯）等を制御する。
【００２６】
上記のように構成したこの実施形態においては、当該アクチュエータが正常に作動する場合、制動スイッチＳＷ１が操作されると、電気モータ１１が正回転駆動されて、変換機構Ｂのねじ軸３１が正回転され、マイクロコンピュータのタイマが計時するタイマ値ｔ（制動スイッチＳＷ１が操作された後の経過時間）が設定時間Ｔ１となる前に、イコライザ機構Ｃが図１の実線位置から仮想線位置に移動する。このため、両ケーブル１７，１９のインナーワイヤ１７ａ，１９ａが引っ張られて両パーキングブレーキ１３，１５が制動状態とされる。
【００２７】
このときには、張力センサＳ１において、主ばね５３の弾性変形方向にて、シャフト４３に対してケース４５が相対的に引っ張られて往動し、シャフト４３に作用する引張力に応じて主ばね５３が圧縮弾性変形し、この圧縮弾性変形量に応じた相対変位がマグネット４９とホールＩＣ素子５１間に生じて、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖがシャフト４３に作用する引張力すなわちケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆに応じて増大変化する。
【００２８】
上記した制動作動において、制動スイッチＳＷ１が操作されて、イコライザ機構Ｃが図１の実線位置から仮想線位置に移動するまでの過程では、図６に示したフローチャートのステップ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５が実行された後に、ステップ１０８，１０４，１０５が繰り返し実行される。ステップ１００では制動スイッチＳＷ１の操作信号に基づいてプログラムの実行が開始され、ステップ１０１ではタイマのタイマ値ｔがゼロにリセットされる。
【００２９】
また、ステップ１０２では基準値Ｖｏと設定値ΔＶから目標出力電圧Ｖｆが演算されて記憶され、ステップ１０３では電気モータ１１を正回転駆動させる駆動信号が出力される。また、ステップ１０４では張力センサＳ１からホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが読み込まれて記憶され、ステップ１０５ではステップ１０４にて読み込まれて記憶されたホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖと上記した目標出力電圧ＶｆがＶ≧Ｖｆの関係にあるか否かが判定される。また、ステップ１０８では、タイマのタイマ値ｔと設定時間Ｔ１がｔ＞Ｔ１の関係にあるか否かが判定される。
【００３０】
上記したステップ１０２の実行において使用される基準値Ｖｏは、図５の実線に示したように主ばね５３のへたりが発生していない状態を想定して初期値（折点ａの値）が予め設定されているが、後述するリリース作動が実行されることにより、同リリース作動の実行中に更新されて、主ばね５３のへたりに応じて増大する。なお、ステップ１０２の実行において使用される設定値ΔＶは、イコライザ機構Ｃの移動量すなわち引張り量（図５参照）とケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆの関係を考慮して、各パーキングブレーキ１３，１５にて所期のパーキングブレーキ力が得られるように予め設定されていて変更されないものである。また、ステップ１０８の実行において使用される設定時間Ｔ１は、電気モータ１１、減速機構Ａ、変換機構Ｂ等の正回転性能を考慮して予め設定されていて変更されないものである。
【００３１】
また、上記した制動作動において、イコライザ機構Ｃが図１の実線位置から仮想線位置に移動して、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが目標出力電圧Ｖｆに達したときには、図６に示したフローチャートのステップ１０５にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ１０６，１０７が実行される。このため、このときには、ステップ１０６の実行によりインジケータランプＬ１が点灯するとともに、電気モータ１１の正回転駆動が停止されて、両パーキングブレーキ１３，１５の制動状態が維持される。また、ステップ１０７の実行により、プログラムの実行が終了される。
【００３２】
なお、制動スイッチＳＷ１が操作された後の経過時間すなわちタイマのタイマ値ｔが設定時間Ｔ１となる前に、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが目標出力電圧Ｖｆに達しない場合（当該アクチュエータの異常作動時）には、上記したタイマ値ｔが設定時間Ｔ１となった時点で、図６に示したフローチャートのステップ１０８にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ１０９が実行される。このため、このときには、ステップ１０９の実行により、異常警告ランプＬ２が点灯するとともに、電気モータ１１の正回転駆動が停止される。
【００３３】
また、当該アクチュエータが正常に作動する場合において、解除スイッチＳＷ２が操作されると、電気モータ１１が逆回転駆動されて、変換機構Ｂのねじ軸３１が逆回転され、マイクロコンピュータのタイマが計時するタイマ値ｔ（解除スイッチＳＷ２が操作された後の経過時間）が設定時間Ｔ２となる前に、イコライザ機構Ｃが図１の仮想線位置から実線位置に移動する。このため、両ケーブル１７，１９が緩められて両パーキングブレーキ１３，１５が解除状態とされる。
【００３４】
このときには、張力センサＳ１において、主ばね５３の弾性変形方向にて、シャフト４３に対してケース４５が相対的に戻されて復動し、シャフト４３に作用する引張力に応じて主ばね５３が弾性復帰し、この弾性復帰量に応じた相対変位がマグネット４９とホールＩＣ素子５１間に生じて、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖがシャフト４３に作用する引張力すなわちケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆの減少に応じて減少変化する。
【００３５】
上記した解除作動において、解除スイッチＳＷ２が操作されて、イコライザ機構Ｃが図１の仮想線位置から実線位置に移動するまでの過程では、図７に示したフローチャートのステップ２００，２０１，２０２，２０３，２０４が実行された後に、ステップ２０８，２０３，２０４が繰り返し実行される。ステップ２００では解除スイッチＳＷ２の操作信号に基づいてプログラムの実行が開始され、ステップ２０１ではタイマのタイマ値ｔがゼロにリセットされる。
【００３６】
また、ステップ２０２では電気モータ１１を逆回転駆動させる駆動信号が出力される。また、ステップ２０３では張力センサＳ１のホールＩＣ素子５１からの出力電圧Ｖに基づいて同出力電圧Ｖの電圧減少勾配δが演算されて記憶され、ステップ２０４ではステップ２０３にて演算されて記憶された電圧減少勾配δと設定値δ１がδ≧δ１の関係にあるか否かが判定される。また、ステップ２０８では、タイマのタイマ値ｔと設定時間Ｔ２がｔ＞Ｔ２の関係にあるか否かが判定される。
【００３７】
上記したステップ２０４の実行において使用される設定値δ１は、図５に示した折点ａを検出するために予め設定されていて変更されないものである。また、ステップ２０８の実行において使用される設定時間Ｔ２は、電気モータ１１、減速機構Ａ、変換機構Ｂ等の逆回転性能を考慮して予め設定されていて変更されないものである。
【００３８】
また、上記した解除作動において、イコライザ機構Ｃが図１の仮想線位置から実線位置に移動して、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが基準値Ｖｏに戻って略一定となり、電圧減少勾配δが設定値δ１以上に急激に変化したときには、図７に示したフローチャートのステップ２０４にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ２０５，２０６，２０７が実行される。このため、このときには、ステップ２０５の実行によりインジケータランプＬ１が消灯するとともに、電気モータ１１の逆回転駆動が停止されて、両パーキングブレーキ１３，１５の解除状態が維持される。また、ステップ２０６の実行によりそのときのホールＩＣ素子５１からの出力電圧Ｖが上記した目標出力電圧Ｖｆの演算において用いられる基準値Ｖｏとして更新される。また、ステップ２０７の実行により、プログラムの実行が終了される。
【００３９】
なお、解除スイッチＳＷ２が操作された後の経過時間すなわちタイマのタイマ値ｔが設定時間Ｔ２となる前に、電圧減少勾配δが設定値δ１以上に急激に変化しない場合（当該アクチュエータの異常作動時）には、上記したタイマ値ｔが設定時間Ｔ２となった時点で、図７に示したフローチャートのステップ２０８にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ２０９が実行される。このため、このときには、ステップ２０９の実行により、異常警告ランプＬ２が点灯するとともに、電気モータ１１の逆回転駆動が停止される。
【００４０】
ところで、この実施形態においては、パーキングブレーキ１３，１５の解除時において、張力センサＳ１における主ばね５３のへたりに拘らず、張力センサＳ１にてケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆが略ゼロとなったときを正確に検出することが可能であり、ケーブルのインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆが略ゼロとなったときに電気モータ１１の逆回転駆動を停止させるように設定したため、ケーブル１７ａ，１９ａの過リリースを防止することが可能である。
【００４１】
また、この実施形態においては、ケーブルのインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆが略ゼロとなったことが検出されたときに張力センサＳ１におけるホールＩＣ素子５１からの出力電圧Ｖを基準値Ｖｏとして更新する図７のステップ２０６を有しているため、張力センサＳ１における主ばね５３のへたりが発生した場合にも、主ばね５３のへたりに応じて基準値Ｖｏが更新される。したがって、更新された基準値Ｖｏをゼロ点として設定値ΔＶにて、すなわち、ホールＩＣ素子５１からの出力電圧ＶがＶｏ＋ΔＶの目標出力電圧Ｖｆとなった時点で、図６のステップ１０５，１０６に示したように、電気モータ１１の正回転駆動を停止させることができて、張力センサＳ１における主ばね５３のへたりに拘らず、ケーブルのインナーワイヤ１７ａ，１９ａに所期の張力Ｆを付与し得て、パーキングブレーキ１３，１５を所期の制動状態とすることが可能である。
【００４２】
上記実施形態においては、ステップ２０６の実行により基準値Ｖｏが常に更新されるように実施したが、先に記憶されている基準値Ｖｏより所定値以上に変化したときにのみ基準値Ｖｏが更新されるように実施することも可能である。
【００４３】
また、上記実施形態においては、一方のケーブル１７のインナーワイヤ１７ａとイコライザ機構Ｃの一方の出力部であるアーム部３９ａとの連結部位に介装されて一方のケーブル１７におけるインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆを検出する張力センサＳ１に本発明を実施したが、図８に示した実施形態のようにハウジング２１とねじ軸３１（この実施形態ではハウジング２１に対して軸方向に移動可能に支持されている）の延長軸部３１ａ間に介装されてねじ軸３１に作用する軸力を検出する力センサＳ１に本発明を実施することも可能である。
【００４４】
図８に示した実施形態の力センサＳ１は、第１部材としてのシャフト４３と、第２部材としてのケース４５を備えるとともに、マグネット４９、ホールＩＣ素子５１、主ばね５３および副ばね５５を備えている。なお、マグネット４９、ホールＩＣ素子５１、主ばね５３および副ばね５５等の構成は、副ばね５５が引っ張りコイルスプリングであることを除いて、上記実施形態の構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による電動パーキングブレーキ装置の一実施形態を示す一部破断平面図である。
【図２】図１に示した電気モータ、張力センサおよび電気制御装置と図１に示されていない制動スイッチ、解除スイッチ、インジケータランプおよび異常警告ランプとの関係を示すブロック図である。
【図３】図１に示した張力センサの拡大図である。
【図４】図３に示した張力センサのシャフト、ケース、マグネット、ホールＩＣ素子、トーションスプリング等の関係を示す縦断側面図である。
【図５】図１に示した張力センサの引張り量とホールＩＣ素子の出力電圧Ｖの関係を示す線図である。
【図６】図１に示した電気制御装置が有するマイクロコンピュータのＣＰＵが制動スイッチの操作に応答して実行する制御プログラムに対応するフローチャートである。
【図７】図１に示した電気制御装置が有するマイクロコンピュータのＣＰＵが解除スイッチの操作に応答して実行する制御プログラムに対応するフローチャートである。
【図８】本発明による電動パーキングブレーキ装置の他の実施形態を示す一部破断平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１…電気モータ、１３，１５…パーキングブレーキ、１７，１９…ケーブル、１７ａ，１９ａ…インナーワイヤ、２１…ハウジング、２３…ケーシング、３１…ねじ軸、３３…ナット、４３…シャフト、４５…ケース、４５ａ…ガイド突起、４７…ロッド、４９…マグネット、５１…ホールＩＣ素子、５３…主ばね、５５…副ばね、５７…トーションスプリング、Ｘ…クリアランス、ＥＣＵ…電気制御装置、Ａ…減速機構、Ｂ…変換機構、Ｃ…イコライザ機構、Ｓ１…張力センサ、ＳＷ１…制動スイッチ、ＳＷ２…解除スイッチ、Ｌ１…インジケータランプ、Ｌ２…異常警告ランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力センサおよび同力センサを用いた電動パーキングブレーキ装置に関するものであり、例えば、車両用のパーキングブレーキ装置に採用可能である。
【背景技術】
【０００２】
力センサの一つとして、マグネットが固定された第１部材と、前記マグネットとの相対変位に応じて出力電圧が変化する電気素子が固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材間に介装されて前記第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばねを備えたものがあり、例えば、下記特許文献１および２に記載されている。
【０００３】
また、上記した力センサを用いた電動パーキングブレーキ装置の一つとして、車両において採用可能で、電気モータの正回転駆動によりパーキングブレーキを制動状態とし、前記電気モータの逆回転駆動により前記パーキングブレーキを解除状態とするように構成したものがあり、例えば、下記特許文献１および２に記載されている。
【特許文献１】国際公開第０２／２０３２４号（ＷＯ ０２／２０３２４ Ａ１）パンフレット
【特許文献２】国際公開第０２／０５７１２２号（ＷＯ ０２／０５７１２２ Ａ１）パンフレット
【０００４】
上記した特許文献１および２に記載されている力センサにおいては、第１部材と第２部材の相対的な往復動方向にて、第１部材と主ばねの一端部が離間可能に当接し、第２部材と主ばねの他端部が離間可能に当接している。このため、上記した力がリリースされるときには、主ばねの弾性変形量がゼロとなったときに、第１部材に対する第２部材の復動を止めることができなくて、引き続きマグネットと電気素子が相対変位可能であり、電気素子からの出力電圧は引き続き変化する。したがって、上記した力のリリースが完了した時点、すなわち、主ばねの弾性変形量がゼロとなった時点を正確に検出することができない。
【０００５】
なお、主ばねのへたりが発生しない場合には、当該力センサにおいて、主ばねの弾性変形量と電気素子からの出力電圧の関係を予め測定して、主ばねの弾性変形量がゼロとなったときの電気素子からの出力電圧を基準値として予め求めておけば、この基準値と電気素子からの現実の出力電圧との比較によって、上記した力のリリースが完了した時点を検出することができる。しかし、主ばねのへたりは使用により少なからず発生するものであり、かつ主ばねのへたりに伴って上記した基準値は変化するため、実際の使用時には、使用初期においては上記した力のリリースが完了した時点を正確に検出することが可能であるものの、使用の中・後期においては上記した力のリリースが完了した時点を正確に検出することができなくなる。
【０００６】
また、上記した特許文献１および２に記載されている力センサを用いた電動パーキングブレーキ装置においては、使用初期において如何に設定したとしても、力センサにおける主ばねのへたり発生により、力センサにてパーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったときを正確に検出することができなくなるため、電気モータの作動制御において種々な不具合が生じるおそれがある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、上記した前者の課題（力センサの課題）を解決するために、マグネットが固定された第１部材と、前記マグネットとの相対変位に応じて出力電圧が変化する電気素子が固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材間に介装されて前記第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばねを備えた力センサにおいて、前記主ばねの弾性変形量が略ゼロである状態で前記第２部材に対する前記第１部材の往復動方向にて前記第１部材と前記主ばねの一端部間および前記第２部材と前記主ばねの他端部間に隙間が生じないように予荷重を付与する副ばねを設けたこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００８】
この発明による力センサにおいては、第２部材に対する第１部材の往復動方向（主ばねの弾性変形方向）にて、第２部材に対して第１部材が相対的に往動すると、その際に第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて主ばねが弾性変形し、この変形量に応じた相対変位がマグネットと電気素子間に生じて、電気素子の出力電圧が上記した力に応じて変化する。したがって、電気素子の出力電圧に基づいて上記した力を検出することが可能である。
【０００９】
ところで、この発明による力センサにおいては、上記した力がリリースされるとき、主ばねの弾性変形量が略ゼロとなった時点で、第２部材に対する第１部材の復動が副ばねの予荷重により止められて、マグネットと電気素子間の相対変位がなくなり、電気素子の出力電圧が変化しなくなる。かかる作動は、主ばねのへたりが発生して主ばねの弾性変形方向での寸法が変化した場合においても略同様に得られる。したがって、電気素子の出力電圧が変化しなくなる時点を検出することで、当該力センサの使用初期は勿論のこと使用の中・後期においても、上記した力のリリースが完了した時点（上記した力が略ゼロとなったとき）を正確に検出することが可能である。
【００１０】
また、上記した発明による力センサの実施に際しては、前記マグネットと前記電気素子の相対変位方向に対して略直交する方向での前記マグネットと前記電気素子間のクリアランスを略一定に保持するガイドおよび付勢部材を設けること（請求項２に係る発明）が好ましい。この力センサにおいては、マグネットと電気素子の相対変位方向に対して略直交する方向でのマグネットと電気素子間のクリアランスがガイドおよび付勢部材によって略一定に保持されるため、電気素子の出力電圧が上記した力に応じて安定して変化する。したがって、当該力センサでの検出精度を高めることが可能である。
【００１１】
また、本発明は、上記した後者の課題（電動パーキングブレーキ装置の課題）を解決するために、電気モータの正回転駆動によりパーキングブレーキを制動状態とし、前記電気モータの逆回転駆動により前記パーキングブレーキを解除状態とするアクチュエータと、前記パーキングブレーキに作用する力を検出する力センサと、この力センサからの出力電圧に応じて前記電気モータの回転駆動を制御する電気制御装置とを備えている電動パーキングブレーキ装置において、前記力センサとして請求項１または２に係る発明の力センサを用いたことに特徴がある。
【００１２】
この電動パーキングブレーキ装置においては、パーキングブレーキの解除時において、力センサにおける主ばねのへたりに拘らず、力センサにてパーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったときを正確に検出することが可能であるため、そのときに電気モータの逆回転駆動を停止させるように設定すれば、パーキングブレーキの過リリースを防止することが可能である。
【００１３】
また、上記した発明による電動パーキングブレーキ装置の実施に際して、前記電気制御装置は、前記力センサによって前記パーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったことが検出されたときに前記力センサからの出力電圧を基準値として更新する基準値更新手段を備えることが好ましい。この電動パーキングブレーキ装置においては、パーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったことが検出されたときに力センサからの出力電圧を基準値として更新する基準値更新手段を備えているため、力センサにおける主ばねのへたりが発生した場合、主ばねのへたりに応じて基準値が更新される。したがって、更新された基準値をゼロ点として設定値にて電気モータの正回転駆動を停止させるように設定すれば、力センサにおける主ばねのへたりに拘らず、パーキングブレーキに所期の力を付与し得て、パーキングブレーキを所期の制動状態とすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を実施した自動車用の電動パーキングブレーキ装置のアクチュエータを示していて、このアクチュエータは、電気モータ１１の出力である回転駆動力を減速して伝達する減速機構Ａと、この減速機構Ａを介して伝達される電気モータ１１の回転駆動力を直線駆動力に変換する変換機構Ｂと、この変換機構Ｂにより変換された直線駆動力によって駆動されるとともに直線駆動力を二つの出力部に分配するイコライザ機構Ｃと、このイコライザ機構Ｃの各出力部に連結されて直線駆動力を各パーキングブレーキ１３，１５に伝達する一対のケーブル１７，１９と、電気モータ１１の回転駆動を制御する電気制御装置ＥＣＵを備えている。
【００１５】
電気モータ１１は、図２に示したように、電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御されるようになっていて、運転者が制動スイッチＳＷ１を操作することにより正方向に回転駆動され、運転者が解除スイッチＳＷ２を操作することにより逆方向に回転駆動されるようになっている。減速機構Ａは、図１に示したように、多段のはすば減速ギヤ列によって構成されていて、各ギヤはハウジング２１に組付けたケーシング２３内に組み込まれており、入力ギヤ２５は電気モータ１１の出力軸２７に固着され、出力ギヤ２９はねじ軸３１の一端（ケーシング２３内に突出している端部）に固着されている。
【００１６】
変換機構Ｂは、上述したねじ軸３１と、このねじ軸３１に螺合して組付けたナット３３を備えていて、ねじ軸３１が正方向に回転駆動されることによりナット３３が図１の実線で示した解除位置から図１の仮想線で示した制動位置に向けてねじ軸３１の軸線方向に移動され、また、ねじ軸３１が逆方向に回転駆動されることによりナット３３が図１の実線で示した解除位置に向けてねじ軸３１の軸線方向に移動されるようになっている。なお、ねじ軸３１は、一対の軸受３５，３７を介してハウジング２１に回転自在かつ軸方向へ移動不能に組付けられている。
【００１７】
イコライザ機構Ｃは、ナット３３に作用する直線駆動力を二つの出力部に等分に分配するものであり、ナット３３に揺動可能に組付けたレバー３９によって構成されている。レバー３９は、その中央部にてナット３３に所定量揺動可能に組付けられていて、一方の出力部であるアーム部３９ａには、一方のケーブル１７のインナーワイヤ１７ａが張力センサＳ１を介して回動可能に連結され、他方の出力部であるアーム部３９ｂには、他方のケーブル１９のインナーワイヤ１９ａが接続ケーブル４１を介して回動可能に連結されている。なお、接続ケーブル４１はハウジング２１に回転可能に組付けた固定滑車４２に巻装されていて、他方のケーブル１９のインナーワイヤ１９ａがハウジング２１からケーブル１７のインナーワイヤ１７ａとは逆方向に延出している。
【００１８】
張力センサＳ１は、図１にて示したように、一方のケーブル１７のインナーワイヤ１７ａとイコライザ機構Ｃの一方の出力部であるアーム部３９ａとの連結部位に介装されて一方のケーブル１７におけるインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆを検出するものであり、図３および図４に示したように、第１部材としてのシャフト４３と、第２部材としてのケース４５およびロッド４７を備えるとともに、マグネット４９、ホールＩＣ素子５１、主ばね５３および副ばね５５を備えている。
【００１９】
シャフト４３は、ケース４５に対してシャフト軸方向に往復動可能であり、ケース４５外に突出する外端部にて一方のケーブル１７におけるインナーワイヤ１７ａの端部に連結されている。ケース４５は、シャフト４３の内端部とロッド４７の内端部を収容するとともに、主ばね５３および副ばね５５を収容している。ロッド４７は、外端部にてレバー３９の一方のアーム部３９ａに回動可能に連結され、内端部に一体的に設けたフランジ部４７ａにてケース４５の一端に一体的に連結固定されている。
【００２０】
マグネット４９は、樹脂モールドされた状態にて、シャフト４３のケース４５外に突出する外端部外周に、トーションスプリング５７を介して回動可能かつシャフト軸方向には一体的に移動可能に組付けられていて、図４に示したように、ケース４５に形成したガイド突起４５ａに当接した状態、すなわちシャフト軸方向に対して略直交する方向でのホールＩＣ素子５１間のクリアランスＸを略一定に保持された状態にて、シャフト軸方向に移動するようになっている。このため、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖがケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆに応じて安定して変化する。
【００２１】
ホールＩＣ素子５１は、ケース４５に形成した支持アーム４５ｂに固着されていて、マグネット４９とのシャフト軸方向での相対変位量すなわちインナーワイヤ１７ａの張力Ｆに相当する主ばね５３の圧縮弾性変形量に応じた出力電圧Ｖを電気制御装置ＥＣＵに出力するようになっている。主ばね５３は、シャフト４３の内端部外周に組付けられた圧縮コイルスプリングであり、シャフト４３の一端に形成したフランジ部４３ａとケース４５間に介装されていて、シャフト４３とケース４５を弾撥的に連結している。
【００２２】
副ばね５５は、シャフト４３の内端部軸心に形成した取付穴４３ｂに組付けられた圧縮コイルスプリングであって、そのばね定数は主ばね５３のばね定数に比して十分に小さいものであり、シャフト４３とロッド４７間に介装されている。この副ばね５５は、主ばね５３の圧縮弾性変形量が略ゼロである状態で、シャフト軸方向にて、シャフト４３のフランジ部４３ａと主ばね５３の一端部間およびケース４５と主ばね５３の他端部間に隙間が生じないように小さな予荷重を付与するものである。
【００２３】
このため、ケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆがリリースされるとき、主ばね５３の圧縮弾性変形量が略ゼロとなった時点で、シャフト４３に対するケース４５の復動が副ばね５５の予荷重により止められて、マグネット４９とホールＩＣ素子５１間の相対変位がなくなり、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが変化しなくなる（図５の引張り量ゼロ近傍参照）。
【００２４】
かかる作動は、主ばね５３のへたりが発生して主ばね５３の圧縮弾性変形方向での寸法が変化した場合においても略同様に得られる。したがって、上記した張力Ｆのリリースが完了してホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが変化しなくなる時点（図５の折れ点ａ）を例えば出力電圧Ｖの電圧減少勾配δの急激な変化にて検出することで、当該張力センサＳ１の使用初期は勿論のこと使用の中・後期においても、上記した張力Ｆのリリースが完了した時点を正確に検出することが可能である。なお、主ばね５３のへたりが発生した場合には、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが図５の一点鎖線にて示したように全体的に増大変化する。
【００２５】
電気制御装置ＥＣＵは、図２にて示したように、制動スイッチＳＷ１と解除スイッチＳＷ２に電気的に接続されるとともに、張力センサＳ１、電気モータ１１、インジケータランプＬ１および異常警告ランプＬ２等に電気的に接続されている。また、電気制御装置ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース、タイマ等を有するマイクロコンピュータを備えていて、制動スイッチＳＷ１と解除スイッチＳＷ２の操作に応答して、電気制御装置ＥＣＵのＣＰＵが図６と図７のフローチャートに対応した制御プログラムを実行して、電気モータ１１の回転駆動とインジケータランプＬ１の作動（点灯および消灯）と異常警告ランプＬ２の作動（点灯および消灯）等を制御する。
【００２６】
上記のように構成したこの実施形態においては、当該アクチュエータが正常に作動する場合、制動スイッチＳＷ１が操作されると、電気モータ１１が正回転駆動されて、変換機構Ｂのねじ軸３１が正回転され、マイクロコンピュータのタイマが計時するタイマ値ｔ（制動スイッチＳＷ１が操作された後の経過時間）が設定時間Ｔ１となる前に、イコライザ機構Ｃが図１の実線位置から仮想線位置に移動する。このため、両ケーブル１７，１９のインナーワイヤ１７ａ，１９ａが引っ張られて両パーキングブレーキ１３，１５が制動状態とされる。
【００２７】
このときには、張力センサＳ１において、主ばね５３の弾性変形方向にて、シャフト４３に対してケース４５が相対的に引っ張られて往動し、シャフト４３に作用する引張力に応じて主ばね５３が圧縮弾性変形し、この圧縮弾性変形量に応じた相対変位がマグネット４９とホールＩＣ素子５１間に生じて、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖがシャフト４３に作用する引張力すなわちケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆに応じて増大変化する。
【００２８】
上記した制動作動において、制動スイッチＳＷ１が操作されて、イコライザ機構Ｃが図１の実線位置から仮想線位置に移動するまでの過程では、図６に示したフローチャートのステップ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５が実行された後に、ステップ１０８，１０４，１０５が繰り返し実行される。ステップ１００では制動スイッチＳＷ１の操作信号に基づいてプログラムの実行が開始され、ステップ１０１ではタイマのタイマ値ｔがゼロにリセットされる。
【００２９】
また、ステップ１０２では基準値Ｖｏと設定値ΔＶから目標出力電圧Ｖｆが演算されて記憶され、ステップ１０３では電気モータ１１を正回転駆動させる駆動信号が出力される。また、ステップ１０４では張力センサＳ１からホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが読み込まれて記憶され、ステップ１０５ではステップ１０４にて読み込まれて記憶されたホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖと上記した目標出力電圧ＶｆがＶ≧Ｖｆの関係にあるか否かが判定される。また、ステップ１０８では、タイマのタイマ値ｔと設定時間Ｔ１がｔ＞Ｔ１の関係にあるか否かが判定される。
【００３０】
上記したステップ１０２の実行において使用される基準値Ｖｏは、図５の実線に示したように主ばね５３のへたりが発生していない状態を想定して初期値（折点ａの値）が予め設定されているが、後述するリリース作動が実行されることにより、同リリース作動の実行中に更新されて、主ばね５３のへたりに応じて増大する。なお、ステップ１０２の実行において使用される設定値ΔＶは、イコライザ機構Ｃの移動量すなわち引張り量（図５参照）とケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆの関係を考慮して、各パーキングブレーキ１３，１５にて所期のパーキングブレーキ力が得られるように予め設定されていて変更されないものである。また、ステップ１０８の実行において使用される設定時間Ｔ１は、電気モータ１１、減速機構Ａ、変換機構Ｂ等の正回転性能を考慮して予め設定されていて変更されないものである。
【００３１】
また、上記した制動作動において、イコライザ機構Ｃが図１の実線位置から仮想線位置に移動して、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが目標出力電圧Ｖｆに達したときには、図６に示したフローチャートのステップ１０５にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ１０６，１０７が実行される。このため、このときには、ステップ１０６の実行によりインジケータランプＬ１が点灯するとともに、電気モータ１１の正回転駆動が停止されて、両パーキングブレーキ１３，１５の制動状態が維持される。また、ステップ１０７の実行により、プログラムの実行が終了される。
【００３２】
なお、制動スイッチＳＷ１が操作された後の経過時間すなわちタイマのタイマ値ｔが設定時間Ｔ１となる前に、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが目標出力電圧Ｖｆに達しない場合（当該アクチュエータの異常作動時）には、上記したタイマ値ｔが設定時間Ｔ１となった時点で、図６に示したフローチャートのステップ１０８にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ１０９が実行される。このため、このときには、ステップ１０９の実行により、異常警告ランプＬ２が点灯するとともに、電気モータ１１の正回転駆動が停止される。
【００３３】
また、当該アクチュエータが正常に作動する場合において、解除スイッチＳＷ２が操作されると、電気モータ１１が逆回転駆動されて、変換機構Ｂのねじ軸３１が逆回転され、マイクロコンピュータのタイマが計時するタイマ値ｔ（解除スイッチＳＷ２が操作された後の経過時間）が設定時間Ｔ２となる前に、イコライザ機構Ｃが図１の仮想線位置から実線位置に移動する。このため、両ケーブル１７，１９が緩められて両パーキングブレーキ１３，１５が解除状態とされる。
【００３４】
このときには、張力センサＳ１において、主ばね５３の弾性変形方向にて、シャフト４３に対してケース４５が相対的に戻されて復動し、シャフト４３に作用する引張力に応じて主ばね５３が弾性復帰し、この弾性復帰量に応じた相対変位がマグネット４９とホールＩＣ素子５１間に生じて、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖがシャフト４３に作用する引張力すなわちケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆの減少に応じて減少変化する。
【００３５】
上記した解除作動において、解除スイッチＳＷ２が操作されて、イコライザ機構Ｃが図１の仮想線位置から実線位置に移動するまでの過程では、図７に示したフローチャートのステップ２００，２０１，２０２，２０３，２０４が実行された後に、ステップ２０８，２０３，２０４が繰り返し実行される。ステップ２００では解除スイッチＳＷ２の操作信号に基づいてプログラムの実行が開始され、ステップ２０１ではタイマのタイマ値ｔがゼロにリセットされる。
【００３６】
また、ステップ２０２では電気モータ１１を逆回転駆動させる駆動信号が出力される。また、ステップ２０３では張力センサＳ１のホールＩＣ素子５１からの出力電圧Ｖに基づいて同出力電圧Ｖの電圧減少勾配δが演算されて記憶され、ステップ２０４ではステップ２０３にて演算されて記憶された電圧減少勾配δと設定値δ１がδ≧δ１の関係にあるか否かが判定される。また、ステップ２０８では、タイマのタイマ値ｔと設定時間Ｔ２がｔ＞Ｔ２の関係にあるか否かが判定される。
【００３７】
上記したステップ２０４の実行において使用される設定値δ１は、図５に示した折点ａを検出するために予め設定されていて変更されないものである。また、ステップ２０８の実行において使用される設定時間Ｔ２は、電気モータ１１、減速機構Ａ、変換機構Ｂ等の逆回転性能を考慮して予め設定されていて変更されないものである。
【００３８】
また、上記した解除作動において、イコライザ機構Ｃが図１の仮想線位置から実線位置に移動して、ホールＩＣ素子５１の出力電圧Ｖが基準値Ｖｏに戻って略一定となり、電圧減少勾配δが設定値δ１以上に急激に変化したときには、図７に示したフローチャートのステップ２０４にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ２０５，２０６，２０７が実行される。このため、このときには、ステップ２０５の実行によりインジケータランプＬ１が消灯するとともに、電気モータ１１の逆回転駆動が停止されて、両パーキングブレーキ１３，１５の解除状態が維持される。また、ステップ２０６の実行によりそのときのホールＩＣ素子５１からの出力電圧Ｖが上記した目標出力電圧Ｖｆの演算において用いられる基準値Ｖｏとして更新される。また、ステップ２０７の実行により、プログラムの実行が終了される。
【００３９】
なお、解除スイッチＳＷ２が操作された後の経過時間すなわちタイマのタイマ値ｔが設定時間Ｔ２となる前に、電圧減少勾配δが設定値δ１以上に急激に変化しない場合（当該アクチュエータの異常作動時）には、上記したタイマ値ｔが設定時間Ｔ２となった時点で、図７に示したフローチャートのステップ２０８にて「Ｙｅｓ」と判定され、その後にステップ２０９が実行される。このため、このときには、ステップ２０９の実行により、異常警告ランプＬ２が点灯するとともに、電気モータ１１の逆回転駆動が停止される。
【００４０】
ところで、この実施形態においては、パーキングブレーキ１３，１５の解除時において、張力センサＳ１における主ばね５３のへたりに拘らず、張力センサＳ１にてケーブル１７のインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆが略ゼロとなったときを正確に検出することが可能であり、ケーブルのインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆが略ゼロとなったときに電気モータ１１の逆回転駆動を停止させるように設定したため、ケーブル１７ａ，１９ａの過リリースを防止することが可能である。
【００４１】
また、この実施形態においては、ケーブルのインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆが略ゼロとなったことが検出されたときに張力センサＳ１におけるホールＩＣ素子５１からの出力電圧Ｖを基準値Ｖｏとして更新する図７のステップ２０６を有しているため、張力センサＳ１における主ばね５３のへたりが発生した場合にも、主ばね５３のへたりに応じて基準値Ｖｏが更新される。したがって、更新された基準値Ｖｏをゼロ点として設定値ΔＶにて、すなわち、ホールＩＣ素子５１からの出力電圧ＶがＶｏ＋ΔＶの目標出力電圧Ｖｆとなった時点で、図６のステップ１０５，１０６に示したように、電気モータ１１の正回転駆動を停止させることができて、張力センサＳ１における主ばね５３のへたりに拘らず、ケーブルのインナーワイヤ１７ａ，１９ａに所期の張力Ｆを付与し得て、パーキングブレーキ１３，１５を所期の制動状態とすることが可能である。
【００４２】
上記実施形態においては、ステップ２０６の実行により基準値Ｖｏが常に更新されるように実施したが、先に記憶されている基準値Ｖｏより所定値以上に変化したときにのみ基準値Ｖｏが更新されるように実施することも可能である。
【００４３】
また、上記実施形態においては、一方のケーブル１７のインナーワイヤ１７ａとイコライザ機構Ｃの一方の出力部であるアーム部３９ａとの連結部位に介装されて一方のケーブル１７におけるインナーワイヤ１７ａに作用する張力Ｆを検出する張力センサＳ１に本発明を実施したが、図８に示した実施形態のようにハウジング２１とねじ軸３１（この実施形態ではハウジング２１に対して軸方向に移動可能に支持されている）の延長軸部３１ａ間に介装されてねじ軸３１に作用する軸力を検出する力センサＳ１に本発明を実施することも可能である。
【００４４】
図８に示した実施形態の力センサＳ１は、第１部材としてのシャフト４３と、第２部材としてのケース４５を備えるとともに、マグネット４９、ホールＩＣ素子５１、主ばね５３および副ばね５５を備えている。なお、マグネット４９、ホールＩＣ素子５１、主ばね５３および副ばね５５等の構成は、副ばね５５が引っ張りコイルスプリングであることを除いて、上記実施形態の構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による電動パーキングブレーキ装置の一実施形態を示す一部破断平面図である。
【図２】図１に示した電気モータ、張力センサおよび電気制御装置と図１に示されていない制動スイッチ、解除スイッチ、インジケータランプおよび異常警告ランプとの関係を示すブロック図である。
【図３】図１に示した張力センサの拡大図である。
【図４】図３に示した張力センサのシャフト、ケース、マグネット、ホールＩＣ素子、トーションスプリング等の関係を示す縦断側面図である。
【図５】図１に示した張力センサの引張り量とホールＩＣ素子の出力電圧Ｖの関係を示す線図である。
【図６】図１に示した電気制御装置が有するマイクロコンピュータのＣＰＵが制動スイッチの操作に応答して実行する制御プログラムに対応するフローチャートである。
【図７】図１に示した電気制御装置が有するマイクロコンピュータのＣＰＵが解除スイッチの操作に応答して実行する制御プログラムに対応するフローチャートである。
【図８】本発明による電動パーキングブレーキ装置の他の実施形態を示す一部破断平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１…電気モータ、１３，１５…パーキングブレーキ、１７，１９…ケーブル、１７ａ，１９ａ…インナーワイヤ、２１…ハウジング、２３…ケーシング、３１…ねじ軸、３３…ナット、４３…シャフト、４５…ケース、４５ａ…ガイド突起、４７…ロッド、４９…マグネット、５１…ホールＩＣ素子、５３…主ばね、５５…副ばね、５７…トーションスプリング、Ｘ…クリアランス、ＥＣＵ…電気制御装置、Ａ…減速機構、Ｂ…変換機構、Ｃ…イコライザ機構、Ｓ１…張力センサ、ＳＷ１…制動スイッチ、ＳＷ２…解除スイッチ、Ｌ１…インジケータランプ、Ｌ２…異常警告ランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットが固定された第１部材と、前記マグネットとの相対変位に応じて出力電圧が変化する電気素子が固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材間に介装されて前記第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばねを備えた力センサにおいて、前記主ばねの弾性変形量が略ゼロである状態で前記第２部材に対する前記第１部材の往復動方向にて前記第１部材と前記主ばねの一端部間および前記第２部材と前記主ばねの他端部間に隙間が生じないように予荷重を付与する副ばねを設けたことを特徴とする力センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の力センサにおいて、前記マグネットと前記電気素子の相対変位方向に対して略直交する方向での前記マグネットと前記電気素子間のクリアランスを略一定に保持するガイドおよび付勢部材を設けたことを特徴とする力センサ。
【請求項３】
電気モータの正回転駆動によりパーキングブレーキを制動状態とし、前記電気モータの逆回転駆動により前記パーキングブレーキを解除状態とするアクチュエータと、前記パーキングブレーキに作用する力を検出する力センサと、この力センサからの出力電圧に応じて前記電気モータの回転駆動を制御する電気制御装置とを備えている電動パーキングブレーキ装置において、前記力センサとして請求項１または２に記載の力センサを用いたことを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パーキングブレーキ装置において、前記電気制御装置は、前記力センサによって前記パーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったことが検出されたときに前記力センサからの出力電圧を基準値として更新する基準値更新手段を備えることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
【請求項１】
マグネットが固定された第１部材と、前記マグネットとの相対変位に応じて出力電圧が変化する電気素子が固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材間に介装されて前記第１部材と前記第２部材間に作用する往復動方向の力に応じて弾性変形する主ばねを備えた力センサにおいて、前記主ばねの弾性変形量が略ゼロである状態で前記第２部材に対する前記第１部材の往復動方向にて前記第１部材と前記主ばねの一端部間および前記第２部材と前記主ばねの他端部間に隙間が生じないように予荷重を付与する副ばねを設けたことを特徴とする力センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の力センサにおいて、前記マグネットと前記電気素子の相対変位方向に対して略直交する方向での前記マグネットと前記電気素子間のクリアランスを略一定に保持するガイドおよび付勢部材を設けたことを特徴とする力センサ。
【請求項３】
電気モータの正回転駆動によりパーキングブレーキを制動状態とし、前記電気モータの逆回転駆動により前記パーキングブレーキを解除状態とするアクチュエータと、前記パーキングブレーキに作用する力を検出する力センサと、この力センサからの出力電圧に応じて前記電気モータの回転駆動を制御する電気制御装置とを備えている電動パーキングブレーキ装置において、前記力センサとして請求項１または２に記載の力センサを用いたことを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パーキングブレーキ装置において、前記電気制御装置は、前記力センサによって前記パーキングブレーキに作用する力が略ゼロとなったことが検出されたときに前記力センサからの出力電圧を基準値として更新する基準値更新手段を備えることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１７１５８（Ｐ２００６−１７１５８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９３０３１（Ｐ２００４−１９３０３１）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
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