車両用ブレーキシステム
【課題】リーディング・トレーリング式ドラムブレーキにおいて、安価に制動トルクを検出する。
【解決手段】車両前進時にリーディングシューとして機能するブレーキシューに押付機構により加えられる駆動力と、アンカからリーディングシューに加えられるアンカ反力とに基づいてリーディングシューによる制動トルクと（１６８）、リーディングシューの摩擦係数とを取得する。その取得した摩擦係数からトレーリングシューの摩擦係数を推定し（１７０）、その推定した摩擦係数と、トレーリングシューに加えられる押付機構の駆動力とに基づいてトレーリングシューによる制動トルクを推定する（１７２）。リーディングシューによる制動トルクとトレーリングシューによる制動トルクとの和として全制動トルクを得る（１７４）。
【解決手段】車両前進時にリーディングシューとして機能するブレーキシューに押付機構により加えられる駆動力と、アンカからリーディングシューに加えられるアンカ反力とに基づいてリーディングシューによる制動トルクと（１６８）、リーディングシューの摩擦係数とを取得する。その取得した摩擦係数からトレーリングシューの摩擦係数を推定し（１７０）、その推定した摩擦係数と、トレーリングシューに加えられる押付機構の駆動力とに基づいてトレーリングシューによる制動トルクを推定する（１７２）。リーディングシューによる制動トルクとトレーリングシューによる制動トルクとの和として全制動トルクを得る（１７４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキシステムに関するものであり、特に制動トルクの検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキシステムにおいて、ブレーキを制御するために、ブレーキにより実際に発生させられる制動トルクを取得することが必要になる場合がある。下記特許文献１には、ドラムブレーキにおける制動トルク検出装置が記載されている。この制動トルク検出装置は、２つのブレーキシューの、ホイールシリンダによって駆動される端部とは反対側の端部を受けるアンカの両端部に、板状部を設けるとともに、その板状部の、ブレーキシューを受ける側の面とは反対側の面に歪ゲージを固着し、歪ゲージの出力に基づいて２つのブレーキシューによりアンカに加えられる力を検出するものである。
【０００３】
また、下記特許文献２および特許文献３には、デュオサーボ式電動ドラムブレーキにおいて、セカンダリシューの一端を受けるアンカピンに歪センサを設け、プライマリおよびセカンダリ両シューからの荷重に応じたアンカピンの変形を検出することにより、ドラムブレーキの実際の制動トルクを取得することが記載されている。取得された実制動トルクは、摩擦部材の摩擦係数のいかんを問わず、実制動トルクがブレーキ操作量に正確に対応するように電動ドラムブレーキを制御するために使用される。引用文献３にはさらに、セルフサーボ式電動ディスクブレーキの実制動トルクの検出および電動モータの制御についても記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６７９１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１９１９０３号公報
【特許文献３】特開平１１−４３０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情を背景として、複数の摩擦部材がそれぞれ対応する駆動部により駆動されて１つのブレーキ回転体に押し付けられるとともに、各摩擦部材のブレーキ回転体の周方向の移動がそれぞれ対応する移動阻止部により阻止されることによって、ブレーキ回転体の回転が抑制される形式のブレーキを備えた車両用ブレーキシステムにおいて、ブレーキ回転体に加えられる実制動トルクを安価に検出可能とする等、一層実用的な車両用ブレーキシステムを得ることを課題として為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明に係る車両用ブレーキシステムは、(a)車輪と共に回転するブレーキ回転体と、(b)それぞれそのブレーキ回転体に摺接してそのブレーキ回転体の回転方向に平行な制動力を発生させる複数の摩擦部材と、(c)それら複数の摩擦部材をそれぞれ駆動してブレーキ回転体に押し付ける複数の駆動部と、(d)それら複数の駆動部の作動時に前記複数の摩擦部材の各々と係合してそれら摩擦部材の移動を阻止する複数の移動阻止部と、(e)それら複数の移動阻止部の１つに設けられ、その１つの移動阻止部が前記複数の摩擦部材の１つである選定摩擦部材から受ける力を検出する力検出装置と、(f)その力検出装置により検出された力と、前記複数の駆動部のうちの前記選定摩擦部材を駆動する駆動部である選定駆動部の駆動力とに基づいて、前記複数の摩擦部材のうちの前記選定摩擦部材以外の摩擦部材である非選定摩擦部材の摩擦係数である非選定摩擦係数を推定する非選定摩擦係数推定部と、(g)前記力検出装置により検出された力と選定駆動部の駆動力との少なくとも一方と、前記複数の駆動部のうち非選定摩擦部材を駆動する駆動部である非選定駆動部の駆動力と、非選定摩擦係数推定部により推定された非選定摩擦係数とに基づいて、前記複数の摩擦部材の全てによりブレーキ回転体に加えられる制動トルクを取得する制動トルク取得部とを含むように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
この構成の車両用ブレーキシステムにおいては、１つのブレーキ回転体に摺接してそのブレーキ回転体に制動力を加える複数の摩擦部材の１つである選定摩擦部材の移動を阻止する移動阻止部が、その選定摩擦部材から受ける力が（換言すれば、移動阻止部が選定摩擦部材に加える反力が）、その移動阻止部に設けられた力検出装置により検出され、その検出された力と、選定摩擦部材に駆動部により加えられる駆動力とに基づいて、複数の摩擦部材のうちの選定摩擦部材以外の摩擦部材である非選定摩擦部材の非選定摩擦係数が、非選定摩擦係数推定部により推定される。選定摩擦部材と被選定摩擦部材とは共通のブレーキ回転体に押し付けられるため、それら摩擦部材の摩擦係数は互いに同じとみなすことができる場合が多く、同じと見なすことができない場合でも、選定摩擦部材の選定摩擦係数と被選定摩擦部材の非選定摩擦係数との間には一定の関係が存在するのが普通であるため、選定摩擦係数を検出すれば、その選定摩擦係数に基づいて非選定摩擦係数を推定することができる。
【０００８】
そして、選定摩擦部材の選定摩擦係数は、選定摩擦部材に加えられる駆動力と、選定摩擦部材から対応する移動阻止部に加えられる力（移動阻止部が選定摩擦部材に加える反力）とが判れば、取得することができるため、上記両力に基づいて選定摩擦部材の選定摩擦係数を取得し、その取得した選定摩擦係数に基づいて、非選定摩擦部材の非選定摩擦係数を推定するか、あるいは、上記両力に基づいて直接、非選定摩擦係数を推定することができる。いずれにしても、選定摩擦部材に加えられる駆動力と、選定摩擦部材から対応する移動阻止部に加えられる力（移動阻止部から選定摩擦部材に加えられる反力）とから、非選定摩擦部材の非選定摩擦係数を推定することができるのであり、その推定した非選定摩擦係数と、非選定摩擦部材に非選定駆動部により加えられる駆動力とから、非選定摩擦部材によりブレーキ回転体に加えられる制動トルクが判る。また、選定摩擦部材によりブレーキ回転体に加えられる制動トルクは、選定摩擦部材の選定摩擦係数が取得される場合は、その取得された選定摩擦係数と選定摩擦部材に加えられる駆動力とから取得することができ、選定摩擦部材の選定摩擦係数が取得されない場合には、選定摩擦部材に加えられる駆動力と、力検出装置により検出される力とに基づいて取得することができる。
【０００９】
また、選定摩擦部材および非選定摩擦部材に加えられる駆動力は、例えば、駆動部の駆動源が電動モータである場合には電動モータへの供給電流に基づいて、駆動部の駆動源が液圧シリンダである場合には液圧に基づいて、容易にかつ安価に取得できる。
結局、本発明に従えば、選定摩擦部材から移動阻止部に加えられる力（移動阻止部から選定摩擦部材に加えられる反力）を１つの力検出装置により検出すれば、複数の摩擦部材の全てにより共通のブレーキ回転体に加えられる制動トルクを推定することができるのであり、力検出装置の数を減少させて、車両ブレーキシステムの製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態である車両ブレーキシステムの主体を成すドラムブレーキの正面図である。
【図２】上記ドラムブレーキの押付機構，電動モータ，回転伝達機構を示す一部断面図である。
【図３】図２のＡＡ断面図である。
【図４】(A)上記押付機構に含まれるランプ機構の展開図である。(B) ランプ機構の駆動部材の斜視図である。(C)ランプ機構の作用作動状態を示す図である。
【図５】(A)上記ドラムブレーキの非作用状態を示す図である。(B)上記ドラムブレーキの作用作動時の押圧部材のストロークと拡開力との関係を示す図である。
【図６】上記押付機構の作動を説明するための図である。
【図７】上記ドラムブレーキにおけるリーディングシューの制動トルク取得のためのモデルを示す図である。
【図８】上記ドラムブレーキにおけるトレーリングシューの制動トルク取得のためのモデルを示す図である。
【図９】上記車両ブレーキシステムのブレーキＥＣＵが制動トルクを取得する場合における機能を概念的に示す機能ブロック図である。
【図１０】上記車両ブレーキシステムのブレーキＥＣＵが上記ドラムブレーキのドラムの回転方向を判定する原理を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態である車両ブレーキシステムを図面に基づいて詳細に説明する。本車両ブレーキシステムは、図１に示すドラムブレーキ１０を含む。ドラムブレーキ１０は、図示しない車体に取り付けられた非回転部材としてのバッキングプレート１２と、内周摩擦面１４を備えて車輪と共に回転するドラム１６とを含む。バッキングプレート１２の一直径方向に隔たった２箇所には、それぞれアンカ１７と電動アクチュエータ１８（図２参照）とが固定されている。また、それらアンカ１７と電動アクチュエータ１８の押付機構１９との間に、各々円弧状を成す一対のブレーキシュー２０ａ，２０ｂがドラム１６の内周摩擦面１４に対面する状態で、シューホールドダウン装置２２ａ，２２ｂによってバッキングプレート１２の面に沿って移動可能に取り付けられている。
なお、バッキングプレート１２の中央に設けられた貫通穴は、図示しないアクスルシャフトの貫通を許容するためのものである。
【００１２】
一対のブレーキシュー２０ａ，２０ｂは、それぞれ、一端部が押付機構１９に係合させられ、他端部がアンカ１７と当接して、拡開可能に支持される。また、ブレーキシュー２０ａ，２０ｂの各々の外周面には摩擦材としてのブレーキライニング２４ａ，２４ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング２４ａ，２４ｂがドラム１６の内周摩擦面１４に摺接させられることにより、それらブレーキライニング２４ａ，２４ｂとドラム１６との間に摩擦力が発生する。
さらに、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂの一端部同士の間には、アジャスタ付きストラット２８と、リターンスプリング３０とが設けられる。アジャスタ付きストラット２８は、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗に応じて、これら一対のブレーキライニング２４ａｂと内周摩擦面１４との隙間を調整するものである。
【００１３】
図１において、車両前進時には車輪が矢印Ｚで示す向きに回転し、ドラム１６も一体的に同方向に回転する。その場合には、ブレーキシュー２０ａは押付機構１９によりドラム１６の回転方向と同じ向きに押され、ブレーキシュー２０ｂは押付機構１９によりドラム１６の回転方向と逆の向きに押される。ブレーキシュー２０ａがリーディングシューとして機能し、ブレーキシュー２０ｂがトレーリングシューとして機能するのであり、本ドラムブレーキ１０は、リーディング・トレーリング式となっている。車両の後退時には、リーディングシューとトレーリングシューとが逆になる。
【００１４】
アンカ１７の、車両前進時にリーディングシューとなるブレーキシュー２０ａの端部を受ける移動阻止部には、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７が受ける力（換言すれば、アンカ１７がブレーキシュー２０ａに加える反力）を検出する力検出装置３２が設けられている。力検出装置３２は、アンカ本体部３４に２つの連結部３５によって連結された接触部３６と、接触部３６とアンカ本体３４との間に予圧縮を受けた状態で挟まれた圧電素子を主体とする荷重センサ３８とを含んでいる。接触部３６はブレーキシュー２０ａと接触して、ブレーキシュー２０ａからの力を荷重センサ３８に伝達する部分であり、２つの連結部３５は、荷重センサ３８の両側に、荷重センサ３８からドラム１６のほぼ半径方向（ブレーキシュー２０ａがアンカ１７に加える力の作用方向と交差する方向）に隔たって設けられ、接触部３６に力が加えられた場合に弾性変形してその力が荷重センサ３８に伝達されることを許容するとともに、ブレーキラインイング２４ａの摩耗につれてブレーキシュー２０ａの接触部３６への接触点が変化した場合に、荷重センサ３８に偏心荷重に起因する曲げモーメントが作用することを極力回避するために設けられた部分である。なお、アンカ本体部３４は、実際には、複数の部材の組合わせにより構成されるのであるが、本発明を理解する上で不可欠ではないため詳細な説明は省略する。
【００１５】
電動アクチュエータ１８は、図２に示すように、押付機構１９に加えて、駆動源としての電動モータ４０と、電動モータ４０の回転を押付機構１９に伝達する回転伝達機構４２とを含む。電動モータ４０および回転伝達機構４２は、バッキングプレート１２のブレーキシュー２０ａ，ｂを保持する側とは反対側に保持されている。
押付機構１９は、一対の押圧部材４４ａ，ｂを前進させる機構であり、ハウジング５０と、回転入力部材５２と、回転スライド部材５３と、駆動部材５４とを含む。
押圧部材４４ａ，ｂは、それぞれ、ハウジング５０に、回り止め機構５８ａ，５８ｂを介して相対回転不能かつ軸方向（中心軸線Ｌと平行な方向）に相対移動可能に保持される。
回転入力部材５２は、概して中空の円筒状を成したものであり、ハウジング５０に、軸方向に相対移動不能かつ相対回転可能に、一対のベアリング６２，６４を介して保持される。回転入力部材５２には、電動モータ４０の回転が伝達される。
【００１６】
回転スライド部材５３は、軸方向に延びた中空の軸６６と、それの一端部に設けられた頭部６８とを有し、軸部６６において、回転入力部材５２に、相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に保持されている。
図３に示すように、回転スライド部材５３の軸部６６はスプライン軸とされており、回転入力部材５２にはスプライン穴７２が形成され、それらスプライン軸とスプライン穴７２との嵌合により、回転スライド部材５３が回転入力部材５２に保持されている。スプライン軸とスプライン穴７４とには、ＤＬＣ（Ｄiamond like Ｃarbon）処理（表面処理）が施されて摩擦係数が非常に小さくされており、回転スライド部材５３は回転入力部材５２に対して軸方向に軽快にすべる。また、ＤＬＣ処理が施されることにより、耐摩耗性が向上させられている。
本実施形態においては、上記スプライン軸とスプライン穴７２とにより回転スライド機構７４が構成されている。また、頭部６８には、押圧部材４４ｂがスラストベアリング７６を介して相対回転可能に係合させられ、押圧部材４４ｂには、頭部６８を押圧部材４４ｂに押し付ける向きに付勢する付勢手段としてのばね部材７７が設けられている。
【００１７】
駆動部材５４は、軸方向に延びた中実の軸部７８と、一端部に設けられた頭部８０とを有し、軸部７８において回転スライド部材５３の中空の軸部６６の内側に、軸方向に相対移動可能に保持される。回転スライド部材５３の軸部６６の中心部には雌ねじ穴８２が形成される一方、駆動部材５４の軸部７８は雄ねじ部とされ、これらが螺合されて、回転を直線移動に変換する運動変換機構が構成されている。本運動変換機構は、一組の雄ねじ部と雌ねじ穴８２とから成るねじ機構８４により構成されており、相対回転時にはすべり摩擦が生じ、軸方向の荷重が大きくなればロック状態となる。そのため、駆動部材５４に設定値以上の軸方向力が加えられた状態では、駆動部材５４と回転スライド部材５３とは一体的に回転する。
【００１８】
駆動部材５４と押圧部材４４ａとは中心軸線Ｌの回りに相対回転可能であり、駆動部材５４の頭部８０には、押圧部材４４ａがランプ機構の一種であるボールランプ機構９０を介して係合させられている。また、押圧部材４４ａには、頭部８０を押圧部材４４ａに押し付ける向きに付勢する付勢手段としてのばね部材９１が設けられている。
【００１９】
ボールランプ機構９０は、図４(A)の展開図に示すように、駆動部材５４と押圧部材４４ａとの互いに対向する端面８０Ｐ、４４Ｐの間に設けられる。ボールランプ機構９０は、頭部８０（図４(B)参照）の押圧部材４４ａに対向する端面８０Ｐ，押圧部材４４ａの駆動部材５４（頭部８０）に対向する端面４４Ｐに、それぞれ形成された第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃと、これら第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃの間にそれぞれ１つずつ保持された３つの転動体としてのボール９６ａ，ｂ，ｃとを含む。第１，第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃは、図４(A)、(B)に示すように、それぞれ、中心軸線Ｌを中心とする円筒面に沿って形成され、かつ、中心軸線Ｌと直角な直角基準平面（本実施形態においては、端面８０Ｐ，４４Ｐが直角基準平面と平行な面である）に対して傾斜した状態で形成される。換言すれば、円周に沿って進むにつれて傾斜溝の底面と直角基準平面との間の距離（以下、溝の軸方向成分と称する）が単調に（図示の例では直線的に）減少する形状を成している。また、第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃは、それぞれ、２／３πずつ位相がずれた位置に設けられている。
【００２０】
駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転させられると、図４(C)に示すように、ボール９６ａ，ｂ，ｃが、それぞれ、第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃ、第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃの間を転動してこれらの相対位置が変化し、押圧部材４４ａが駆動部材５４に対して軸方向に相対移動させられる。この押圧部材４４ａの駆動部材５４に対する相対移動量（以下、ランプ機構９０のストロークと称することがある）の理論上の最大値は、ボール９６ａ，ｂ，ｃの直径よりわずかに小さい値となる。
【００２１】
駆動部材５４は、回転スライド部材５３にねじ機構８４を介して係合させられているが、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値以下である間はねじ機構８４がロックすることはない。また、駆動部材５４は押圧部材４４ａにばね部材９１によって押し付けられており、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値以下である間、駆動部材５４の押圧部材４４ａに対する相対回転が阻止される。駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転するためには、ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃをころがり上り、駆動部材５４と押圧部材４４ａとをばね部材９１の付勢力に抗して互いに離間させることが必要であるが、その際に駆動部材５４が押圧部材４４ａから受ける抵抗トルク（ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃを登るのに必要な軸方向の力とボール９６ａ，ｂ，ｃのころがり摩擦とに起因して受ける抵抗トルクであるが、ころがり摩擦は小さいため無視することもできる）が、上記軸方向の力が設定値以下である状態では、駆動部材５４と回転スライド部材５３とが相対回転する際にねじ機構８４において受ける抵抗トルク（ねじ面間におけるすべり摩擦力と、一方のねじ山が他方のねじ山をリード角分登るのに必要な軸方向の力とに起因して受ける抵抗トルク）より大きくなるように、ねじ機構８４におけるリード角，ねじ機構８４におけるすべり摩擦係数，ボールランプ機構９０における第１，第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃの傾斜角，およびばね部材７７の設定荷重が選定されているのである。
そのため、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値以下である間は、回転スライド部材５３の回転に伴って駆動部材５４は前進（直線移動）させられ、押圧部材４４ａが前進させられる。
【００２２】
それに対して、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値より大きくなると、ねじ機構８４がロックする。その結果、駆動部材５４に加えられる駆動回転トルクが大きくなり、ボールランプ機構９０が駆動部材５４と押圧部材４４ａとを離間させようとする力がばね部材９１の付勢力を超える。そのために、駆動部材５４は、押圧部材４４ａに対して相対回転させられ、ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃと第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃをころがり上り、それによって、押圧部材４４ｂが駆動部材５４に対して軸方向に相対的に移動させられる。
本実施形態においては、上記「駆動部材５４に加えられる軸方向の力の設定値」が、後述するように、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた大きさ以下の大きさ、すなわち、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた力が加えられた場合には、ねじ機構８４がロックする大きさとされている。上記設定値は、例えば、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた力Ｆｓに係数α（０＜α≦１）を掛けた大きさ（Ｆｓ・α）とすることができる。
【００２３】
回転伝達機構４２は、本実施形態においては、４つのギヤ１００〜１０３を含む。ギヤ１００は、電動モータ４０の出力軸１０６に相対回転不能に設けられ、ギヤ１０１〜１０３は、それぞれ、ハウジング５０に回転可能に保持される。
ギヤ１０１は、回転入力部材５２と噛み合わされている。ギヤ１０２はギヤ１００と噛み合わされ、ギヤ１０３はギヤ１０１と噛み合わされるが、ギヤ１０２，１０３は、同軸状に一体的に回転可能に保持されている。そのため、電動モータ４０の出力軸１０６の回転は、ギヤ１００，１０２，１０３，１０１を介して回転入力部材５２に伝達される。
【００２４】
以上のように構成されたドラムブレーキ１０の作動を図５，６に基づいて説明する。
(A)ドラムブレーキ１０の非作用状態
まず、図６(A)に示すように、押付機構１９において、一対の押圧部材４４ａ，ｂとブレーキシュー２０ａ，ｂとの間に隙間Δａ，Δｂがある場合について説明する。
ドラムブレーキ１０の作用に伴ってブレーキライニング２４ａ，ｂが摩耗する。本ドラムブレーキ１０はリーディング・トレーディング式のものであるため、車両の前進時にドラム１６が矢印Ｚの方向に回転する場合に、ブレーキシュー２０ａがリーディングシューとなる。そのため、ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａの方が、車両の前進中の制動時にトレーリングシューとなるブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂより多く摩耗する。ブレーキライニング２４ａ，ｂと内周摩擦面１４との間の隙間Δｓａ，Δｓｂが設定値以上大きくなれば、アジャスタ付きストラット２８において隙間を減少させる調整が行われ、図５(A)に示すように、押圧部材４４ａ，ｂとブレーキシュー２０ａ，ｂとの間に隙間Δａ，Δｂが生じる。ただし、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量が非常に小さい場合、あるいは、後述するように、摩耗量に応じた調整が行われた直後においては、隙間Δａ，Δｂは非常に小さい。
また、ドラムブレーキ１０の非作用状態においては、ランプ機構９０は復帰状態にあり、押圧部材４４ａは駆動部材５４に最も接近した位置にある。また、ボール９６は、一対の傾斜溝９２，９４の間の、軸方向成分（溝と底面と直角基準平面との間の距離）が最も大きい位置にある。
【００２５】
(B)ドラムブレーキ１０の調整作用作動（押圧部材４４ａ，ｂとブレーキシュー２０ａ，ｂとの間の隙間Δａ、Δｂを消滅させる作動）
運転者によってブレーキ操作部材１５４が操作された場合等ドラムブレーキ１０を作用させる要求が検出された場合には、電動モータ４０が回転させられる。
図６(B)に示すように、押付機構１９において、回転入力部材５２が回転させられ、それによって、回転スライド部材５３が回転させられ、駆動部材５４が回転スライド部材５３に対して軸方向に相対移動させられて、押圧部材４４ａがブレーキシュー２０ａに近づけられる。駆動部材５４の回転スライド部材５３に対する突出量が大きくなり、一対の押圧部材４４ａ，ｂの間の距離が長くなる。
押圧部材４４ａがブレーキシュー２０ａに当接すると、回転スライド部材５３は、相対回転しつつ駆動部材５４とは反対向きに相対移動し、押圧部材４４ｂがブレーキシュー２０ｂに近づけられる。一対の押圧部材４４ａ，ｂがブレーキシュー２０ａ，ｂに当接するまで、駆動部材５４と回転スライド部材５３とが相対移動させられる。
この間、駆動部材５４に加えられる軸方向の力は非常に小さく、設定値以下である。ねじ機構８４に加えられる軸方向の力も非常に小さく、ロックすることがない。また、ばね部材９２によって頭部８０が押圧部材４４ａへ押し付けられる力が、ボールランプ機構９０が頭部８０と押圧部材４４ａとを互いに離間させようとるす力より大きいため、ボールランプ機構９０は復帰状態に保たれ、駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転させられることはない。
この状態は、図５(B)においては領域αで表される。
【００２６】
(C)ドラムブレーキ１０の初期作用作動（ブレーキシュー２０ａ，ｂと内周摩擦面１４との間の隙間Δｓａ，Δｓｂを消滅させる作動）
一対の押圧部材４４ａ，ｂがそれぞれ一対のブレーキシュー２０ａ，ｂに当接した状態では、駆動部材５４には、ドラムブレーキ１０のリターンスプリング３０（図５参照）の弾性力（リターンスプリング２４のセット荷重に相当する力）が加えられるのであり、設定値より大きい力が加えられることになる。
それにより、図６(C)に示すように、ねじ機構８４がロックする。その結果、ボールランプ機構９０が頭部８０と押圧部材４４ａとを互いに離間させようとるす力が、ばね部材９１によって頭部８０が押圧部材４４ａへ押し付けられる力より大きくなり、駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転させられ、ボールランプ機構９０が作用作動する。ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１、第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃをころがり上り、押圧部材４４ａが駆動部材５４に対して軸方向に相対移動させられ、ブレーキシュー２０ａを押す。また、押圧部材４４ｂも前進させられ、ブレーキシュー２０ｂを押す。これら押圧部材４４ａ，ｂによってブレーキシュー２０ａ，ｂに加えられる軸方向の駆動力は同じ大きさである。
このように、押圧部材４４ａと押圧部材４４ｂとがブレーキシュー２０ａ，２０ｂを拡開させるのであるが、ブレーキライニング２４ａ，ｂと内周摩擦面１４との間にクリアランスΔｓａ，Δｓｂが存在する間は、押圧部材４４ａ，ｂによるブレーキシュー２０ａ，ｂの駆動力は、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた一定の大きさとなる。換言すれば、押圧部材４４ａ．ｂに加えられる軸方向の力がリターンスプリング２４のセット荷重に応じた大きさとなるのである。この状態は、図５(B)の領域βで表される。
【００２７】
(D)ドラムブレーキ１０の実効作用作動（制動力ないし制動トルクを付与する作動）
クリアランスΔｓａ，Δｓｂがなくなると、押付部材４４ａ，ｂの前進に伴ってブレーキシュー２０ａ，ｂのライニング２４ａ，ｂが内周摩擦面１４に押し付けられ、ブレーキシュー２０ａ，ｂの内周摩擦面１４に対する押付力が大きくなり、制動力ないし制動トルクが大きくなる。制動力ないし制動トルクは、電動モータ４０の回転に伴って大きくなるのであり、実際の制動力ないし制動トルクが目標制動力ないし目標制動トルクに近づくように、電動モータ４０が制御される。この状態は、図５(B)の領域γで表される。
【００２８】
(E)ドラムブレーキ１０の解除
運転者によるブレーキ操作部材１５４の操作が解除されると、電動モータ４０に電流が供給されなくなる（供給電流が０とされる）。ドラムブレーキ１０においてリターンスプリング３０の作用により、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂが、アジャスタ付きストラット２８で決まる位置まで縮径させられる。それに伴って、押圧部材４４ａ，ｂが後退させられ、ボールランプ機構９０が復帰状態まで戻される。図５(B)のＥの位置、すなわち、図６(B)の状態が終了し、(C)の状態が開始する位置まで戻されるのであり、隙間Δａ，ｂが非常に小さい状態（事実上０の状態）とる。
このように、前述の図６(B)のドラムブレーキ１０の調整作用作動において駆動部材５４が軸方向に相対移動させられた分は、電動モータ４０を逆方向に回転させない限り戻されることはない。換言すれば、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量が増加すると、駆動部材５４の回転スライド部材５３に対する突出量が大きくされた位置が、ドラムブレーキ１０の非作用位置（初期位置）とされるのであり、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量に応じて初期位置が調整される。この意味において、駆動部材５４を摩耗補償用部材と称し、ねじ機構８４を摩耗補償機構と称することができる。
【００２９】
(F)隙間Δａ，Δｂがごく小さい場合の作用作動
この状態からドラムブレーキ１０が作用作動させられる場合には、隙間Δａ，ｂが非常に小さいため、電動モータ４０の回転に伴って一対の押圧部材４４ａ，ｂが前進させられると、直ちに、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂに当接する。電動モータ４０の回転に伴ってボールランプ機構９０が作用作動させられ、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂがドラム１６の内周摩擦面１４に接近させられ、内周摩擦面１４に押し付けられる。このように、ドラムブレーキ１０を速やかに効かせることができる。
【００３０】
(G)ドラムブレーキ１０の、ドラム１６が偏心して取り付けられている場合の作動
ドラム１６が偏心して取り付けられている場合には、図５(A)に示すブレーキシュー２０ａ，ｂの各々とドラム内周面１４との間の隙間Δｓａ，Δｓｂが互いに異なる大きさとなる。この場合には、図６(D)に示すように、上述の図５の領域βにおいて（ランプ機構９０が作用作動する状態で）、回転スライド部材５３（押圧部材４４ａ，ｂ，回転スライド部材５３，駆動部材５４全体）が必要に応じて軸方向に移動させられ、それによって、隙間Δｓａ、Δｓｂの両方が消滅させられる。また、偏心したドラム１６が回転するにつれて、ブレーキシュー２０ａ，ｂが押圧部材４４ａ，ｂおよびアンカ１７に対して、押圧機構１９とアンカ１７とを通る直線に平行な方向に滑ることと、押圧部材４４ａ，ｂ、回転スライド部材５３，駆動部材５４全体が上記直線と直交する方向に移動することとが繰り返されることによって、偏心したドラム１６の回転に容易に追従する。それによって、ドラム１６の偏心に起因するドラムブレーキ１０の振動を良好に抑制することができる。
【００３１】
本ドラムブレーキ１０は、図２に示すように、コンピュータを主体とするブレーキＥＣＵ１５０に接続されている。ブレーキＥＣＵ１５０は、入出力部、実行部、記憶部を含み、入出力部には、電動モータ４０の回転角度を検出する回転角センサ１５２、運転者によって操作可能なブレーキ操作部材１５４の操作ストロークや操作力等の操作量を検出するブレーキ操作量検出装置１５６、前記荷重センサ３８等が接続されるとともに、電動モータ４０が図示しない駆動回路を介して接続される。電動モータはブラシレスＤＣモータであり、電動モータ４０への供給電流が回転角センサ１５２の出力信号に基づいて制御される。
【００３２】
ブレーキＥＣＵ１５０は、ブレーキ操作量検出装置１５６により検出されるブレーキ操作部材１５４の操作量に基づいて、車両のすべてのブレーキの目標制動トルクを決定し、駆動回路に、各目標制動力に応じた電流を各ブレーキの駆動源たる電動モータに供給させるとともに、各ブレーキが発生する実制動トルクを検出し、その実制動トルクが上記目標制動トルクと等しくなるように、各電動モータへの供給電流をフィードバック制御する。そのうち、ドラムブレーキ１０における制動トルク制御について、以下に説明する。
なお、目標制動トルクは、車両の走行状態に基づいて決定されるようにすることもでき、運転者がブレーキ操作部材１５４を操作しなくても自動でドラムブレーキ１０が作動させられるようにすることもできる。
【００３３】
まず、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力、換言すれば、アンカ１７からブレーキシュー２０ａに加えられるアンカ反力の取得について説明する。この力は、荷重センサ３８の出力に基づいて力検出装置３２により検出される。力検出装置３２においては、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力が、接触部３６から荷重センサ３８と２つの連結部３５に伝達され、それら３者によって受けられる。荷重センサ３８は、自身が受ける力に比例する電圧を出力するのであるが、荷重センサ３８が受ける力はブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力に比例するため、結局、荷重センサ３８の出力電圧はブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力に比例することなり、ブレーキＥＣＵ１５０は荷重センサ３８の出力電圧に基づいてブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力を演算する。厳密には、ブレーキＥＣＵ１５０のこの演算を行う部分と力検出装置３２とにより、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力（あるいはアンカ反力）を検出する装置が構成されているのである。
【００３４】
ブレーキＥＣＵ１５０は、上記力の検出に続いて、ドラムブレーキ１０において２つのブレーキシュー２０ａ，ｂによりドラム１６に加えられる制動トルクを取得する。この取得は、図７および図８に示すようにモデル化されたドラムブレーキ１０について行われ、その際のブレーキＥＣＵ１５０の機能は、図９の機能ブロック図で表すことができる。
図９において、モータ電流取得部１６０は、電動モータ４０に供給される電流を検出する図示しない電流計の出力信号を読み込むことによって、電動モータ４０への供給電流を取得する部分である。モータ電流取得部１６０により取得された供給電流に基づいて駆動力取得部１６２において、押付機構１９によるブレーキシュー２０ａ，ｂの駆動力が演算により取得される。また、力検出装置３２の荷重センサ３８の出力信号に基づいて、アンカ反力取得部１６４により、アンカ１７からブレーキシュー２０ａに加えられる反力（換言すれば、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力）が取得される。
【００３５】
上記駆動力取得部１６２により取得された駆動力とアンカ反力取得部１６４により取得されたアンカ反力とに基づいて、前進・後退判定部１６６により、車両の前進中における制動か、後退中における制動かが判定される。この判定の詳細は後に詳述するが、この判定結果により、ブレーキシュー２０ａとブレーキシュー２０ｂとのうち、いずれがリーディングシューでいずれがトレーリングシューであるかが明らかになるため、選定シュー制動トルク取得部１６８において、選定シュー、すなわち、力検出装置３２によりアンカ反力が検出される側のブレーキシュー２０ａの制動トルクが演算により取得されるとともに、非選定シュー摩擦係数推定部１７０により非選定シュー、すなわちブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂの摩擦係数が推定され、さらに非選定シュー制動トルク推定部１７２によりブレーキシュー２０ｂの制動トルクが推定される。そして、全制動トルク推定部１７４により、両ブレーキシュー２０ａ，ｂによりドラム１６に加えられる全制動トルクが推定される。これら選定シュー制動トルク取得部１６８，非選定シュー摩擦係数推定部１７０，非選定シュー制動トルク推定部１７２および全制動トルク推定部１７４の機能について、以下に詳細に説明する。
【００３６】
図７は、車両前進中の制動時に、リーディングシューとして機能するブレーキシュー２０ａに作用する力を示す図である。図中の各記号はそれぞれ以下のものを示す。
Ｆｋ：押圧機構１９がブレーキシュー２０ａに加える駆動力
Ｋｘ：アンカ１７がブレーキシュー２０ａに加えるアンカ反力
Ｈ：ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の水平方向（Ｘ軸方向）成分の合力（実際にはブレーキシュー２０ａの長手方向の中央に作用するわけではないが、単純化のために中央に作用するとみなす）
Ｋｙ：ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の鉛直方向（Ｙ軸方向）成分の合力（実際には、内周摩擦面１４からブレーキシュー２０ａに加えられる力であり、ブレーキシュー２０ａの端部に集中的に加えられるわけではないが、単純化のために端部に加えられるとみなす）
μ：ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａとドラム１６の内周摩擦面１４との間の摩擦係数
Ｌｋ：押付機構１９の作用点とアンカ１７の作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｙ：アンカ１７の作用点と合力Ｈの作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｘ：アンカ１７の作用点と合力Ｈの作用点とのＸ方向距離
Ｒ：内周摩擦面の半径
【００３７】
リーディングシューとしてのブレーキシュー２０ａにおけるＸ方向およびＹ方向の力の釣合いはそれぞれ次式で表される。
Ｆｋ＋Ｋｘ＝Ｈ・・・(1)
Ｋｙ＝μ・Ｈ・・・(2)
また、ブレーキシュー２０ａにおける回転モーメントの釣合いは次式で表される。
Ｆｋ・Ｌｋ＋μ・Ｈ・Ｌｈｘ＝Ｈ・Ｌｈｙ・・・(3)
(1)，(3)式より
μ＝｛（Ｋｘ＋Ｆｋ）・Ｌｈｙ−Ｆｋ・Ｌｋ｝／（Ｋｘ＋Ｆｋ）・Ｌｈｘ・・・(4)
また、(3)式より
Ｈ＝Ｆｋ・Ｌｋ／（Ｌｈｙ−μ・Ｌｈｘ）・・・(5)
そして、ブレーキシュー２０ａによりドラム１６に加えられる制動トルクＴａは、
Ｔａ＝μ・Ｈ・Ｒ＝μ・Ｒ・Ｆｋ・Ｌｋ／（Ｌｈｙ−μ・Ｌｈｘ）・・・(6)
となる。
【００３８】
一方、車両前進中の制動時に、トレーリングシューとして機能するブレーキシュー２０ｂには、図８に示す力が作用する。図中の各記号はそれぞれ以下のものを示す。
Ｆｋ′：押圧機構１９がブレーキシュー２０ｂに加える駆動力
Ｋｘ′：アンカ１７がブレーキシュー２０ｂに加える反力
Ｈ′：ブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の水平方向（Ｘ軸方向）成分の合力
Ｋｙ′：ブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の鉛直方向（Ｙ軸方向）成分の合力
μ′：ブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂとドラム１６の内周摩擦面１４との間の摩擦係数
Ｌｋ：押付機構１９の作用点とアンカ１７の作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｙ：アンカ１７の作用点と合力Ｈ′の作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｘ：アンカ１７の作用点と合力Ｈ′の作用点とのＸ方向距離
【００３９】
トレーリングシューとしてのブレーキシュー２０ｂにおけるＸ方向およびＹ方向の力の釣合いはそれぞれ次式で表される。
Ｆｋ′＋Ｋｘ′＝Ｈ′・・・(7)
Ｋｙ′＝μ′・Ｈ′・・・(8)
また、ブレーキシュー２０ｂにおける回転モーメントの釣合いは次式で表される。
Ｆｋ′・Ｌｋ＝μ′・Ｈ′・Ｌｈｘ＋Ｈ′・Ｌｈｙ・・・(9)
(9)式より
Ｈ′＝Ｆｋ′・Ｌｋ／（Ｌｈｙ＋μ′・Ｌｈｘ）・・・(10)
そして、ブレーキシュー２０ｂによりドラム１６に加えられる制動トルクＴｂは、
Ｔｂ＝μ′・Ｒ・Ｈ′＝μ′・Ｒ・Ｆｋ′・Ｌｋ／（Ｌｈｙ＋μ′・Ｌｈｘ）・・・(11)
となる。
【００４０】
そして、上記ブレーキシュー２０ａによる制動トルクＴａとブレーキシュー２０ｂによる制動トルクＴｂとの和として、ブレーキシュー２０ａ，ｂによりドラム１６に加えられる全制動トルクＴｔが演算される。
なお、上記式においては、押付機構１９によってブレーキシュー２０ａとブレーキシュー２０ｂとに加えられる駆動力を互いに異なる記号Ｆｋ，Ｆｋ′で表したが、実際には、押付機構１９において、前述のように、押圧部材４４ａ，ｂ，回転スライド部材５３，駆動部材５４全体が、スライド機構７４によって極めて軽快に軸方向に移動可能とされているため、Ｆｋ＝Ｆｋ′と見なして差し支えない。また、駆動力Ｆｋ，Ｆｋ′は、電動モータ４０への供給電流に基づいて演算で求めることができる。
【００４１】
さらに付言すれば、上記制動トルクＴａ，Ｔｂを演算するための式は、ドラムブレーキ１０を単純化したモデルについて得たものであるから、上式の演算によって取得される摩擦係数μ，μ′は、実際の摩擦係数とはある程度違う大きさとなる場合がある。換言すれば、実際のドラムブレーキ１０とモデル化されたドラムブレーキとの違いに起因して発生するモデル化誤差が摩擦係数μ，μ′に集約されるのであり、摩擦係数μ，μ′は見かけの摩擦係数とでも称するべきものである。そのことを容認すれば、上式により実用上充分な精度で制動トルクを取得するができる。
【００４２】
また、上記のように、モデル化誤差が摩擦係数μ，μ′に集約され、しかも、そのモデル化誤差がリーディングシューとトレーリングシューとでは異なるため、本来は、２つの摩擦係数μ，μ′も互いに異なる。さらに、リーディングシューとトレーリングシューとではブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量や摩耗の仕方が異なることや、ブレーキライニング２４ａ，ｂの材質が互いに異ならされることがあるなどの理由で、実際の摩擦係数が互いに異なる場合もある。
【００４３】
しかしながら、２つの摩擦係数μ，μ′が互いに異なっても、ブレーキシュー２０ａ，ｂは、同一の環境において、共通のドラム１６に摺接させられるため、摩擦係数μと摩擦係数μ′との間には比例関係等、一定の関係が成立することが多い。摩擦係数μと摩擦係数μ′とを同じと見なして差し支えない場合もある。そのため、実験により、所定の駆動力をブレーキシュー２０ａ，ｂに加えた場合の実際の制動トルクを検出し、その検出結果に基づいて、摩擦係数μと摩擦係数μ′との関係を取得し、ブレーキＥＣＵ１５０にテーブルあるいは数式の形態で記憶させておけば、リーディングシューたるブレーキシュー２０ａについて取得した摩擦係数μから、トレーリングシューたるブレーキシュー２０ｂの摩擦係数μ′を推定することができる。
【００４４】
以上、車両前進時について説明したが、車両後退時には、ブレーキシュー２０ｂがリーディングシューとして機能し、ブレーキシュー２０ａがトレーリングシューとして機能する状態となる。すなわち、本実施形態においては、アンカ１７に加える力（あるいはアンカ反力）を力検出装置３２によって検出されるブレーキシュー２０ａが、車両前進時においてはリーディングシューであるのに、車両後退時においてはトレーリングシューに変わるのである。そして、リーディングシューとトレーリングシューとでは成り立つ式が異なるため、ブレーキＥＣＵ１５０は実制動トルクを演算するに先立って車両が前進中か後退中かを決定することが必要である。
【００４５】
この決定は、前記前進・後退判定部１６６において、力検出装置３２によって検出される力（あるいはアンカ反力）と、押付機構１０の駆動力との関係に基づいて以下のように行われる。
図１０に、前記(1)〜(11)式により演算したリーディングシューとトレーリングシューとにおける駆動力とアンカ反力との関係を示す。図から明らかなように、リーディングシュー側においては、トレーリングシュー側に比較して、駆動力に対するアンカ反力が大きくなる。そして、ブレーキライニングの摩擦係数を０．１，０．２，０．３と仮定した場合のリーディングシュー側の駆動力とアンカ反力との関係を示す直線群は、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩擦係数を０と仮定した場合における駆動力とアンカ反力との関係を示す摩擦零直線より上になり、トレーリングシュー側の駆動力とアンカ反力との関係を示す直線群は摩擦零直線より下になる。したがって、例えば、力検出装置３２によって検出される力（あるいはアンカ反力）と、押付機構１０の駆動力との関係を示す点が摩擦零直線より上にあれば、ブレーキシュー２０ａがリーディングシューとして機能している、すなわち車両前進中の制動であると判定し、摩擦零直線より下にあれば、ブレーキシュー２０ａがトレーリングシューとして機能している、すなわち車両後退中における制動であると判定することができる。この場合には、摩擦零直線が、車両が前進中か後退中かを判定するためのしきい値の集合を表していることになる。
【００４６】
そして、ブレーキＥＣＵ１５０は、車両前進中の制動であると判定した場合には、ブレーキシュー２０ａについて前記(1)〜(6)式を、ブレーキシュー２０ｂについて前記(7)〜(11)式をそれぞれ用いた演算を行う。車両後退中の制動であると判定した場合には、当然、反対の式を用いて演算を行う。ブレーキＥＣＵ１５０の、ブレーキシュー２０ａについての演算を行う部分が前記選定シュー制動トルク取得部１６８を構成し、ブレーキシュー２０ｂについての演算を行う部分が前記非選定シュー摩擦係数推定部１７０および前記非選定シュー制動トルク推定部１７２を構成するのであるが、同じ選定シュー制動トルク取得部１６８であっても、車両前進中と車両後退中とでは演算に使用する式が異なるのである。
【００４７】
本実施形態においては、非選定シューであるブレーキシュー２０ｂの制動トルクＴｂの演算には、選定シューであるブレーキシュー２０ａについて取得された摩擦係数μに基づいて推定された摩擦係数μ′が使用される。そのため、ブレーキシュー２０ｂの制動トルクには、摩擦係数μ′の推定誤差に起因する誤差が含まれることになる。
また、リーディングシューによって発生させられる制動トルクは、トレーリングシューによって発生させられる制動トルクより大きいため、全制動トルクを精度よく取得するためには、リーディングシューの制動トルクを精度よく取得できることが望ましい。
一方、車両用ブレーキシステムにおいては、一般に、車両前進時における制動トルクの制御の方が、車両後退時における制動トルクの制御より重視される。
この観点から、本実施形態においては、車両前進時にリーディングシューとして機能するブレーキシュー２０ａが、制動トルクを精度よく検出し易い選定シューとされているのである。
【００４８】
ブレーキＥＣＵ１５０は、上記のようにして全制動トルクＴｔを実制動トルクとして取得する一方、ブレーキ操作量検出装置１５６により検出されたブレーキ操作量に基づいてドラムブレーキ１０の目標制動トルクを決定し、実制動トルクが目標制動トルクに等しくなるように、電動モータ４０への供給電流を決定し、駆動回路に指令する。
それによって、ドラムブレーキ１０が発生させる全制動トルクが正確にブレーキ操作量に対応した大きさに制御される。また、他の車輪のブレーキ（ディスクブレーキでもドラムブレーキでもよい）の制動トルクも同様に制御され、結局、車両全体が正確にブレーキ操作量に応じた減速度で減速させられることとなる。
【００４９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ドラムがブレーキ回転体を構成し、ブレーキシュー２０ａ，ｂが複数の摩擦部材を構成している。また、電動アクチュエータ１８の押付機構１９の、それぞれブレーキシュー２０ａ，ｂを駆動する部分が２つの駆動部を構成している。本ドラムブレーキ１０においては、２つの駆動部が、電動モータ４０を共有しているのである。さらに、アンカ１７の、それぞれブレーキシュー２０ａ，ｂと当接して、ブレーキシュー２０ａ，ｂの移動を阻止する部分が２つの移動阻止部を構成しており、それら２つの移動阻止部のうち、力検出装置３２が設けられた側の移動阻止部により移動を阻止されるブレーキシュー２０ａが選定摩擦部材、力検出装置３２が設けられていない移動阻止部により移動を阻止されるブレーキシュー２０ｂが非選定摩擦部材となっている。また、押付機構１９が電動モータの回転トルクを駆動力に変換する変換装置を構成している。
【００５０】
さらに、ブレーキＥＣＵ１５０の、ブレーキシュー２０ａの摩擦係数μを取得する部分が選定摩擦係数取得部を構成し、その選定摩擦係数取得部を含んで、ブレーキシュー２０ｂの摩擦係数μ′を推定する部分が非選定摩擦係数推定部を構成している。また、ブレーキＥＣＵ１５０の前記全制動トルクＴｔを演算する部分が制動トルク取得部を構成している。ブレーキ操作量検出装置１５６が操作量取得部を構成し、ブレーキＥＣＵ１５０の目標制動トルクと電動モータ４０への供給電流とを決定する部分と前記駆動回路とがモータ制御部を構成し、そのモータ制御部が駆動部制御部を構成している。ブレーキＥＣＵ１５０の、車両の前進，後退を判定する部分が回転方向判定部を構成している。
【００５１】
上記実施形態においては、力検出装置３２が、車両前進時にリーディングシューとなるブレーキシュー２０ａの側に設けられていたが、車両前進時にトレーリングシューとなるブレーキシュー２０ｂの側に力検出装置３２を設けることも可能であり、その場合にはブレーキシュー２０ｂが選定摩擦部材たる選定シューとなる。そして、回転方向判定部は、力検出装置３２により検出された力が、選定駆動部たる押付機構１９によるブレーキシュー２０ｂの駆動力に基づいて決まるしきい値以上である場合は、車輪の回転方向が車両後退方向であると判定し、しきい値より小さい場合は、車両前進方向であると判定するものとされる。
【００５２】
ブレーキシューによりアンカ１７等の移動阻止部に加えられる力を検出する装置は、力検出装置３２に限定されるものではなく、従来公知の種々の力検出装置の採用が可能である。ブレーキシューをドラムの内周摩擦面に押し付ける駆動部も、ねじ機構８４およびボールランプ機構９０を含む押付機構１９を備えた電動アクチュエータ１８に限定されるものではなく、電動モータとそれの回転を直線運動に変化する運動変換装置とを含む従来公知の種々の押付装置に置換することが可能である。さらに、電動モータを駆動源とすることも不可欠ではなく、液圧シリンダ等の液圧アクチュエータを駆動源とする駆動部の採用も可能である。
【００５３】
また、前記実施形態においては、選定シューに駆動部により加えられる駆動力に基づいて決まるしきい値と、その選定シューから移動阻止部に加えられる力（移動阻止部から選定シューに加えられる反力）との大小関係に基づいて車輪（ブレーキドラム）の回転方向が判定されるようになっており、ブレーキシステム内の情報のみに基づいて回転方向を判定し得る利点がある。しかし、車両の走行速度検出装置，車輪の回転速センサ，前後加速度センサ，トランスミッションの切換装置等、ブレーキシステム以外の装置からの情報に基づいて車両の前進，後退が判定されるようにすることも可能である。
【００５４】
前記実施形態においては、ドラムブレーキがリーディング・トレーリング式とされていたが、２つのブレーキシューが、車両前進時には共にリーディングシューとして機能し、車両後退時には共にトレーリングシューとして機能するいわゆるツーリーディング式のドラムブレーキ等、複数のシューの各々がそれぞれの駆動部により駆動され、それぞれの移動阻止部により移動を阻止されるタイプのドラムブレーキであれば、本発明を同様に適用することができる。さらに、ドラムブレーキに限定されるわけでもなく、１つのブレーキディスクに、摩擦部材としてのブレーキパッドが複数、それぞれの駆動部により押し付けられ、それぞれの移動阻止部により移動を阻止されるものであれば、ディスクブレーキであっても本発明を適用することができる。
【００５５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらは文字通り例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０：ドラムブレーキ １２：バッキングプレート １４：内周摩擦面 １６：ドラム １７：アンカ １８：電動アクチュエータ １９：押付機構 ２０ａ，２０ｂ：ブレーキシュー ２４ａ，２４ｂ：ブレーキライニング ２８：アジャスタ付きストラット ３０：リターンスプリング ３２：力検出装置 ３４：アンカ本体部 ３５：連結部 ３６：接触部 ３８：荷重センサ ４０：電動モータ ８４：ねじ機構（運動変換機構） ９０：ボールランプ機構 ９１：ばね部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキシステムに関するものであり、特に制動トルクの検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキシステムにおいて、ブレーキを制御するために、ブレーキにより実際に発生させられる制動トルクを取得することが必要になる場合がある。下記特許文献１には、ドラムブレーキにおける制動トルク検出装置が記載されている。この制動トルク検出装置は、２つのブレーキシューの、ホイールシリンダによって駆動される端部とは反対側の端部を受けるアンカの両端部に、板状部を設けるとともに、その板状部の、ブレーキシューを受ける側の面とは反対側の面に歪ゲージを固着し、歪ゲージの出力に基づいて２つのブレーキシューによりアンカに加えられる力を検出するものである。
【０００３】
また、下記特許文献２および特許文献３には、デュオサーボ式電動ドラムブレーキにおいて、セカンダリシューの一端を受けるアンカピンに歪センサを設け、プライマリおよびセカンダリ両シューからの荷重に応じたアンカピンの変形を検出することにより、ドラムブレーキの実際の制動トルクを取得することが記載されている。取得された実制動トルクは、摩擦部材の摩擦係数のいかんを問わず、実制動トルクがブレーキ操作量に正確に対応するように電動ドラムブレーキを制御するために使用される。引用文献３にはさらに、セルフサーボ式電動ディスクブレーキの実制動トルクの検出および電動モータの制御についても記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６７９１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１９１９０３号公報
【特許文献３】特開平１１−４３０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情を背景として、複数の摩擦部材がそれぞれ対応する駆動部により駆動されて１つのブレーキ回転体に押し付けられるとともに、各摩擦部材のブレーキ回転体の周方向の移動がそれぞれ対応する移動阻止部により阻止されることによって、ブレーキ回転体の回転が抑制される形式のブレーキを備えた車両用ブレーキシステムにおいて、ブレーキ回転体に加えられる実制動トルクを安価に検出可能とする等、一層実用的な車両用ブレーキシステムを得ることを課題として為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明に係る車両用ブレーキシステムは、(a)車輪と共に回転するブレーキ回転体と、(b)それぞれそのブレーキ回転体に摺接してそのブレーキ回転体の回転方向に平行な制動力を発生させる複数の摩擦部材と、(c)それら複数の摩擦部材をそれぞれ駆動してブレーキ回転体に押し付ける複数の駆動部と、(d)それら複数の駆動部の作動時に前記複数の摩擦部材の各々と係合してそれら摩擦部材の移動を阻止する複数の移動阻止部と、(e)それら複数の移動阻止部の１つに設けられ、その１つの移動阻止部が前記複数の摩擦部材の１つである選定摩擦部材から受ける力を検出する力検出装置と、(f)その力検出装置により検出された力と、前記複数の駆動部のうちの前記選定摩擦部材を駆動する駆動部である選定駆動部の駆動力とに基づいて、前記複数の摩擦部材のうちの前記選定摩擦部材以外の摩擦部材である非選定摩擦部材の摩擦係数である非選定摩擦係数を推定する非選定摩擦係数推定部と、(g)前記力検出装置により検出された力と選定駆動部の駆動力との少なくとも一方と、前記複数の駆動部のうち非選定摩擦部材を駆動する駆動部である非選定駆動部の駆動力と、非選定摩擦係数推定部により推定された非選定摩擦係数とに基づいて、前記複数の摩擦部材の全てによりブレーキ回転体に加えられる制動トルクを取得する制動トルク取得部とを含むように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
この構成の車両用ブレーキシステムにおいては、１つのブレーキ回転体に摺接してそのブレーキ回転体に制動力を加える複数の摩擦部材の１つである選定摩擦部材の移動を阻止する移動阻止部が、その選定摩擦部材から受ける力が（換言すれば、移動阻止部が選定摩擦部材に加える反力が）、その移動阻止部に設けられた力検出装置により検出され、その検出された力と、選定摩擦部材に駆動部により加えられる駆動力とに基づいて、複数の摩擦部材のうちの選定摩擦部材以外の摩擦部材である非選定摩擦部材の非選定摩擦係数が、非選定摩擦係数推定部により推定される。選定摩擦部材と被選定摩擦部材とは共通のブレーキ回転体に押し付けられるため、それら摩擦部材の摩擦係数は互いに同じとみなすことができる場合が多く、同じと見なすことができない場合でも、選定摩擦部材の選定摩擦係数と被選定摩擦部材の非選定摩擦係数との間には一定の関係が存在するのが普通であるため、選定摩擦係数を検出すれば、その選定摩擦係数に基づいて非選定摩擦係数を推定することができる。
【０００８】
そして、選定摩擦部材の選定摩擦係数は、選定摩擦部材に加えられる駆動力と、選定摩擦部材から対応する移動阻止部に加えられる力（移動阻止部が選定摩擦部材に加える反力）とが判れば、取得することができるため、上記両力に基づいて選定摩擦部材の選定摩擦係数を取得し、その取得した選定摩擦係数に基づいて、非選定摩擦部材の非選定摩擦係数を推定するか、あるいは、上記両力に基づいて直接、非選定摩擦係数を推定することができる。いずれにしても、選定摩擦部材に加えられる駆動力と、選定摩擦部材から対応する移動阻止部に加えられる力（移動阻止部から選定摩擦部材に加えられる反力）とから、非選定摩擦部材の非選定摩擦係数を推定することができるのであり、その推定した非選定摩擦係数と、非選定摩擦部材に非選定駆動部により加えられる駆動力とから、非選定摩擦部材によりブレーキ回転体に加えられる制動トルクが判る。また、選定摩擦部材によりブレーキ回転体に加えられる制動トルクは、選定摩擦部材の選定摩擦係数が取得される場合は、その取得された選定摩擦係数と選定摩擦部材に加えられる駆動力とから取得することができ、選定摩擦部材の選定摩擦係数が取得されない場合には、選定摩擦部材に加えられる駆動力と、力検出装置により検出される力とに基づいて取得することができる。
【０００９】
また、選定摩擦部材および非選定摩擦部材に加えられる駆動力は、例えば、駆動部の駆動源が電動モータである場合には電動モータへの供給電流に基づいて、駆動部の駆動源が液圧シリンダである場合には液圧に基づいて、容易にかつ安価に取得できる。
結局、本発明に従えば、選定摩擦部材から移動阻止部に加えられる力（移動阻止部から選定摩擦部材に加えられる反力）を１つの力検出装置により検出すれば、複数の摩擦部材の全てにより共通のブレーキ回転体に加えられる制動トルクを推定することができるのであり、力検出装置の数を減少させて、車両ブレーキシステムの製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態である車両ブレーキシステムの主体を成すドラムブレーキの正面図である。
【図２】上記ドラムブレーキの押付機構，電動モータ，回転伝達機構を示す一部断面図である。
【図３】図２のＡＡ断面図である。
【図４】(A)上記押付機構に含まれるランプ機構の展開図である。(B) ランプ機構の駆動部材の斜視図である。(C)ランプ機構の作用作動状態を示す図である。
【図５】(A)上記ドラムブレーキの非作用状態を示す図である。(B)上記ドラムブレーキの作用作動時の押圧部材のストロークと拡開力との関係を示す図である。
【図６】上記押付機構の作動を説明するための図である。
【図７】上記ドラムブレーキにおけるリーディングシューの制動トルク取得のためのモデルを示す図である。
【図８】上記ドラムブレーキにおけるトレーリングシューの制動トルク取得のためのモデルを示す図である。
【図９】上記車両ブレーキシステムのブレーキＥＣＵが制動トルクを取得する場合における機能を概念的に示す機能ブロック図である。
【図１０】上記車両ブレーキシステムのブレーキＥＣＵが上記ドラムブレーキのドラムの回転方向を判定する原理を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態である車両ブレーキシステムを図面に基づいて詳細に説明する。本車両ブレーキシステムは、図１に示すドラムブレーキ１０を含む。ドラムブレーキ１０は、図示しない車体に取り付けられた非回転部材としてのバッキングプレート１２と、内周摩擦面１４を備えて車輪と共に回転するドラム１６とを含む。バッキングプレート１２の一直径方向に隔たった２箇所には、それぞれアンカ１７と電動アクチュエータ１８（図２参照）とが固定されている。また、それらアンカ１７と電動アクチュエータ１８の押付機構１９との間に、各々円弧状を成す一対のブレーキシュー２０ａ，２０ｂがドラム１６の内周摩擦面１４に対面する状態で、シューホールドダウン装置２２ａ，２２ｂによってバッキングプレート１２の面に沿って移動可能に取り付けられている。
なお、バッキングプレート１２の中央に設けられた貫通穴は、図示しないアクスルシャフトの貫通を許容するためのものである。
【００１２】
一対のブレーキシュー２０ａ，２０ｂは、それぞれ、一端部が押付機構１９に係合させられ、他端部がアンカ１７と当接して、拡開可能に支持される。また、ブレーキシュー２０ａ，２０ｂの各々の外周面には摩擦材としてのブレーキライニング２４ａ，２４ｂが保持され、それら一対のブレーキライニング２４ａ，２４ｂがドラム１６の内周摩擦面１４に摺接させられることにより、それらブレーキライニング２４ａ，２４ｂとドラム１６との間に摩擦力が発生する。
さらに、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂの一端部同士の間には、アジャスタ付きストラット２８と、リターンスプリング３０とが設けられる。アジャスタ付きストラット２８は、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗に応じて、これら一対のブレーキライニング２４ａｂと内周摩擦面１４との隙間を調整するものである。
【００１３】
図１において、車両前進時には車輪が矢印Ｚで示す向きに回転し、ドラム１６も一体的に同方向に回転する。その場合には、ブレーキシュー２０ａは押付機構１９によりドラム１６の回転方向と同じ向きに押され、ブレーキシュー２０ｂは押付機構１９によりドラム１６の回転方向と逆の向きに押される。ブレーキシュー２０ａがリーディングシューとして機能し、ブレーキシュー２０ｂがトレーリングシューとして機能するのであり、本ドラムブレーキ１０は、リーディング・トレーリング式となっている。車両の後退時には、リーディングシューとトレーリングシューとが逆になる。
【００１４】
アンカ１７の、車両前進時にリーディングシューとなるブレーキシュー２０ａの端部を受ける移動阻止部には、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７が受ける力（換言すれば、アンカ１７がブレーキシュー２０ａに加える反力）を検出する力検出装置３２が設けられている。力検出装置３２は、アンカ本体部３４に２つの連結部３５によって連結された接触部３６と、接触部３６とアンカ本体３４との間に予圧縮を受けた状態で挟まれた圧電素子を主体とする荷重センサ３８とを含んでいる。接触部３６はブレーキシュー２０ａと接触して、ブレーキシュー２０ａからの力を荷重センサ３８に伝達する部分であり、２つの連結部３５は、荷重センサ３８の両側に、荷重センサ３８からドラム１６のほぼ半径方向（ブレーキシュー２０ａがアンカ１７に加える力の作用方向と交差する方向）に隔たって設けられ、接触部３６に力が加えられた場合に弾性変形してその力が荷重センサ３８に伝達されることを許容するとともに、ブレーキラインイング２４ａの摩耗につれてブレーキシュー２０ａの接触部３６への接触点が変化した場合に、荷重センサ３８に偏心荷重に起因する曲げモーメントが作用することを極力回避するために設けられた部分である。なお、アンカ本体部３４は、実際には、複数の部材の組合わせにより構成されるのであるが、本発明を理解する上で不可欠ではないため詳細な説明は省略する。
【００１５】
電動アクチュエータ１８は、図２に示すように、押付機構１９に加えて、駆動源としての電動モータ４０と、電動モータ４０の回転を押付機構１９に伝達する回転伝達機構４２とを含む。電動モータ４０および回転伝達機構４２は、バッキングプレート１２のブレーキシュー２０ａ，ｂを保持する側とは反対側に保持されている。
押付機構１９は、一対の押圧部材４４ａ，ｂを前進させる機構であり、ハウジング５０と、回転入力部材５２と、回転スライド部材５３と、駆動部材５４とを含む。
押圧部材４４ａ，ｂは、それぞれ、ハウジング５０に、回り止め機構５８ａ，５８ｂを介して相対回転不能かつ軸方向（中心軸線Ｌと平行な方向）に相対移動可能に保持される。
回転入力部材５２は、概して中空の円筒状を成したものであり、ハウジング５０に、軸方向に相対移動不能かつ相対回転可能に、一対のベアリング６２，６４を介して保持される。回転入力部材５２には、電動モータ４０の回転が伝達される。
【００１６】
回転スライド部材５３は、軸方向に延びた中空の軸６６と、それの一端部に設けられた頭部６８とを有し、軸部６６において、回転入力部材５２に、相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に保持されている。
図３に示すように、回転スライド部材５３の軸部６６はスプライン軸とされており、回転入力部材５２にはスプライン穴７２が形成され、それらスプライン軸とスプライン穴７２との嵌合により、回転スライド部材５３が回転入力部材５２に保持されている。スプライン軸とスプライン穴７４とには、ＤＬＣ（Ｄiamond like Ｃarbon）処理（表面処理）が施されて摩擦係数が非常に小さくされており、回転スライド部材５３は回転入力部材５２に対して軸方向に軽快にすべる。また、ＤＬＣ処理が施されることにより、耐摩耗性が向上させられている。
本実施形態においては、上記スプライン軸とスプライン穴７２とにより回転スライド機構７４が構成されている。また、頭部６８には、押圧部材４４ｂがスラストベアリング７６を介して相対回転可能に係合させられ、押圧部材４４ｂには、頭部６８を押圧部材４４ｂに押し付ける向きに付勢する付勢手段としてのばね部材７７が設けられている。
【００１７】
駆動部材５４は、軸方向に延びた中実の軸部７８と、一端部に設けられた頭部８０とを有し、軸部７８において回転スライド部材５３の中空の軸部６６の内側に、軸方向に相対移動可能に保持される。回転スライド部材５３の軸部６６の中心部には雌ねじ穴８２が形成される一方、駆動部材５４の軸部７８は雄ねじ部とされ、これらが螺合されて、回転を直線移動に変換する運動変換機構が構成されている。本運動変換機構は、一組の雄ねじ部と雌ねじ穴８２とから成るねじ機構８４により構成されており、相対回転時にはすべり摩擦が生じ、軸方向の荷重が大きくなればロック状態となる。そのため、駆動部材５４に設定値以上の軸方向力が加えられた状態では、駆動部材５４と回転スライド部材５３とは一体的に回転する。
【００１８】
駆動部材５４と押圧部材４４ａとは中心軸線Ｌの回りに相対回転可能であり、駆動部材５４の頭部８０には、押圧部材４４ａがランプ機構の一種であるボールランプ機構９０を介して係合させられている。また、押圧部材４４ａには、頭部８０を押圧部材４４ａに押し付ける向きに付勢する付勢手段としてのばね部材９１が設けられている。
【００１９】
ボールランプ機構９０は、図４(A)の展開図に示すように、駆動部材５４と押圧部材４４ａとの互いに対向する端面８０Ｐ、４４Ｐの間に設けられる。ボールランプ機構９０は、頭部８０（図４(B)参照）の押圧部材４４ａに対向する端面８０Ｐ，押圧部材４４ａの駆動部材５４（頭部８０）に対向する端面４４Ｐに、それぞれ形成された第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃと、これら第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃの間にそれぞれ１つずつ保持された３つの転動体としてのボール９６ａ，ｂ，ｃとを含む。第１，第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃは、図４(A)、(B)に示すように、それぞれ、中心軸線Ｌを中心とする円筒面に沿って形成され、かつ、中心軸線Ｌと直角な直角基準平面（本実施形態においては、端面８０Ｐ，４４Ｐが直角基準平面と平行な面である）に対して傾斜した状態で形成される。換言すれば、円周に沿って進むにつれて傾斜溝の底面と直角基準平面との間の距離（以下、溝の軸方向成分と称する）が単調に（図示の例では直線的に）減少する形状を成している。また、第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃは、それぞれ、２／３πずつ位相がずれた位置に設けられている。
【００２０】
駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転させられると、図４(C)に示すように、ボール９６ａ，ｂ，ｃが、それぞれ、第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃ、第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃの間を転動してこれらの相対位置が変化し、押圧部材４４ａが駆動部材５４に対して軸方向に相対移動させられる。この押圧部材４４ａの駆動部材５４に対する相対移動量（以下、ランプ機構９０のストロークと称することがある）の理論上の最大値は、ボール９６ａ，ｂ，ｃの直径よりわずかに小さい値となる。
【００２１】
駆動部材５４は、回転スライド部材５３にねじ機構８４を介して係合させられているが、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値以下である間はねじ機構８４がロックすることはない。また、駆動部材５４は押圧部材４４ａにばね部材９１によって押し付けられており、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値以下である間、駆動部材５４の押圧部材４４ａに対する相対回転が阻止される。駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転するためには、ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃをころがり上り、駆動部材５４と押圧部材４４ａとをばね部材９１の付勢力に抗して互いに離間させることが必要であるが、その際に駆動部材５４が押圧部材４４ａから受ける抵抗トルク（ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃを登るのに必要な軸方向の力とボール９６ａ，ｂ，ｃのころがり摩擦とに起因して受ける抵抗トルクであるが、ころがり摩擦は小さいため無視することもできる）が、上記軸方向の力が設定値以下である状態では、駆動部材５４と回転スライド部材５３とが相対回転する際にねじ機構８４において受ける抵抗トルク（ねじ面間におけるすべり摩擦力と、一方のねじ山が他方のねじ山をリード角分登るのに必要な軸方向の力とに起因して受ける抵抗トルク）より大きくなるように、ねじ機構８４におけるリード角，ねじ機構８４におけるすべり摩擦係数，ボールランプ機構９０における第１，第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃの傾斜角，およびばね部材７７の設定荷重が選定されているのである。
そのため、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値以下である間は、回転スライド部材５３の回転に伴って駆動部材５４は前進（直線移動）させられ、押圧部材４４ａが前進させられる。
【００２２】
それに対して、駆動部材５４に加えられる軸方向の力が設定値より大きくなると、ねじ機構８４がロックする。その結果、駆動部材５４に加えられる駆動回転トルクが大きくなり、ボールランプ機構９０が駆動部材５４と押圧部材４４ａとを離間させようとする力がばね部材９１の付勢力を超える。そのために、駆動部材５４は、押圧部材４４ａに対して相対回転させられ、ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝９２ａ，ｂ，ｃと第２傾斜溝９４ａ，ｂ，ｃをころがり上り、それによって、押圧部材４４ｂが駆動部材５４に対して軸方向に相対的に移動させられる。
本実施形態においては、上記「駆動部材５４に加えられる軸方向の力の設定値」が、後述するように、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた大きさ以下の大きさ、すなわち、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた力が加えられた場合には、ねじ機構８４がロックする大きさとされている。上記設定値は、例えば、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた力Ｆｓに係数α（０＜α≦１）を掛けた大きさ（Ｆｓ・α）とすることができる。
【００２３】
回転伝達機構４２は、本実施形態においては、４つのギヤ１００〜１０３を含む。ギヤ１００は、電動モータ４０の出力軸１０６に相対回転不能に設けられ、ギヤ１０１〜１０３は、それぞれ、ハウジング５０に回転可能に保持される。
ギヤ１０１は、回転入力部材５２と噛み合わされている。ギヤ１０２はギヤ１００と噛み合わされ、ギヤ１０３はギヤ１０１と噛み合わされるが、ギヤ１０２，１０３は、同軸状に一体的に回転可能に保持されている。そのため、電動モータ４０の出力軸１０６の回転は、ギヤ１００，１０２，１０３，１０１を介して回転入力部材５２に伝達される。
【００２４】
以上のように構成されたドラムブレーキ１０の作動を図５，６に基づいて説明する。
(A)ドラムブレーキ１０の非作用状態
まず、図６(A)に示すように、押付機構１９において、一対の押圧部材４４ａ，ｂとブレーキシュー２０ａ，ｂとの間に隙間Δａ，Δｂがある場合について説明する。
ドラムブレーキ１０の作用に伴ってブレーキライニング２４ａ，ｂが摩耗する。本ドラムブレーキ１０はリーディング・トレーディング式のものであるため、車両の前進時にドラム１６が矢印Ｚの方向に回転する場合に、ブレーキシュー２０ａがリーディングシューとなる。そのため、ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａの方が、車両の前進中の制動時にトレーリングシューとなるブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂより多く摩耗する。ブレーキライニング２４ａ，ｂと内周摩擦面１４との間の隙間Δｓａ，Δｓｂが設定値以上大きくなれば、アジャスタ付きストラット２８において隙間を減少させる調整が行われ、図５(A)に示すように、押圧部材４４ａ，ｂとブレーキシュー２０ａ，ｂとの間に隙間Δａ，Δｂが生じる。ただし、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量が非常に小さい場合、あるいは、後述するように、摩耗量に応じた調整が行われた直後においては、隙間Δａ，Δｂは非常に小さい。
また、ドラムブレーキ１０の非作用状態においては、ランプ機構９０は復帰状態にあり、押圧部材４４ａは駆動部材５４に最も接近した位置にある。また、ボール９６は、一対の傾斜溝９２，９４の間の、軸方向成分（溝と底面と直角基準平面との間の距離）が最も大きい位置にある。
【００２５】
(B)ドラムブレーキ１０の調整作用作動（押圧部材４４ａ，ｂとブレーキシュー２０ａ，ｂとの間の隙間Δａ、Δｂを消滅させる作動）
運転者によってブレーキ操作部材１５４が操作された場合等ドラムブレーキ１０を作用させる要求が検出された場合には、電動モータ４０が回転させられる。
図６(B)に示すように、押付機構１９において、回転入力部材５２が回転させられ、それによって、回転スライド部材５３が回転させられ、駆動部材５４が回転スライド部材５３に対して軸方向に相対移動させられて、押圧部材４４ａがブレーキシュー２０ａに近づけられる。駆動部材５４の回転スライド部材５３に対する突出量が大きくなり、一対の押圧部材４４ａ，ｂの間の距離が長くなる。
押圧部材４４ａがブレーキシュー２０ａに当接すると、回転スライド部材５３は、相対回転しつつ駆動部材５４とは反対向きに相対移動し、押圧部材４４ｂがブレーキシュー２０ｂに近づけられる。一対の押圧部材４４ａ，ｂがブレーキシュー２０ａ，ｂに当接するまで、駆動部材５４と回転スライド部材５３とが相対移動させられる。
この間、駆動部材５４に加えられる軸方向の力は非常に小さく、設定値以下である。ねじ機構８４に加えられる軸方向の力も非常に小さく、ロックすることがない。また、ばね部材９２によって頭部８０が押圧部材４４ａへ押し付けられる力が、ボールランプ機構９０が頭部８０と押圧部材４４ａとを互いに離間させようとるす力より大きいため、ボールランプ機構９０は復帰状態に保たれ、駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転させられることはない。
この状態は、図５(B)においては領域αで表される。
【００２６】
(C)ドラムブレーキ１０の初期作用作動（ブレーキシュー２０ａ，ｂと内周摩擦面１４との間の隙間Δｓａ，Δｓｂを消滅させる作動）
一対の押圧部材４４ａ，ｂがそれぞれ一対のブレーキシュー２０ａ，ｂに当接した状態では、駆動部材５４には、ドラムブレーキ１０のリターンスプリング３０（図５参照）の弾性力（リターンスプリング２４のセット荷重に相当する力）が加えられるのであり、設定値より大きい力が加えられることになる。
それにより、図６(C)に示すように、ねじ機構８４がロックする。その結果、ボールランプ機構９０が頭部８０と押圧部材４４ａとを互いに離間させようとるす力が、ばね部材９１によって頭部８０が押圧部材４４ａへ押し付けられる力より大きくなり、駆動部材５４が押圧部材４４ａに対して相対回転させられ、ボールランプ機構９０が作用作動する。ボール９６ａ，ｂ，ｃが第１、第２傾斜溝９２，９４ａ，ｂ，ｃをころがり上り、押圧部材４４ａが駆動部材５４に対して軸方向に相対移動させられ、ブレーキシュー２０ａを押す。また、押圧部材４４ｂも前進させられ、ブレーキシュー２０ｂを押す。これら押圧部材４４ａ，ｂによってブレーキシュー２０ａ，ｂに加えられる軸方向の駆動力は同じ大きさである。
このように、押圧部材４４ａと押圧部材４４ｂとがブレーキシュー２０ａ，２０ｂを拡開させるのであるが、ブレーキライニング２４ａ，ｂと内周摩擦面１４との間にクリアランスΔｓａ，Δｓｂが存在する間は、押圧部材４４ａ，ｂによるブレーキシュー２０ａ，ｂの駆動力は、リターンスプリング２４のセット荷重に応じた一定の大きさとなる。換言すれば、押圧部材４４ａ．ｂに加えられる軸方向の力がリターンスプリング２４のセット荷重に応じた大きさとなるのである。この状態は、図５(B)の領域βで表される。
【００２７】
(D)ドラムブレーキ１０の実効作用作動（制動力ないし制動トルクを付与する作動）
クリアランスΔｓａ，Δｓｂがなくなると、押付部材４４ａ，ｂの前進に伴ってブレーキシュー２０ａ，ｂのライニング２４ａ，ｂが内周摩擦面１４に押し付けられ、ブレーキシュー２０ａ，ｂの内周摩擦面１４に対する押付力が大きくなり、制動力ないし制動トルクが大きくなる。制動力ないし制動トルクは、電動モータ４０の回転に伴って大きくなるのであり、実際の制動力ないし制動トルクが目標制動力ないし目標制動トルクに近づくように、電動モータ４０が制御される。この状態は、図５(B)の領域γで表される。
【００２８】
(E)ドラムブレーキ１０の解除
運転者によるブレーキ操作部材１５４の操作が解除されると、電動モータ４０に電流が供給されなくなる（供給電流が０とされる）。ドラムブレーキ１０においてリターンスプリング３０の作用により、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂが、アジャスタ付きストラット２８で決まる位置まで縮径させられる。それに伴って、押圧部材４４ａ，ｂが後退させられ、ボールランプ機構９０が復帰状態まで戻される。図５(B)のＥの位置、すなわち、図６(B)の状態が終了し、(C)の状態が開始する位置まで戻されるのであり、隙間Δａ，ｂが非常に小さい状態（事実上０の状態）とる。
このように、前述の図６(B)のドラムブレーキ１０の調整作用作動において駆動部材５４が軸方向に相対移動させられた分は、電動モータ４０を逆方向に回転させない限り戻されることはない。換言すれば、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量が増加すると、駆動部材５４の回転スライド部材５３に対する突出量が大きくされた位置が、ドラムブレーキ１０の非作用位置（初期位置）とされるのであり、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量に応じて初期位置が調整される。この意味において、駆動部材５４を摩耗補償用部材と称し、ねじ機構８４を摩耗補償機構と称することができる。
【００２９】
(F)隙間Δａ，Δｂがごく小さい場合の作用作動
この状態からドラムブレーキ１０が作用作動させられる場合には、隙間Δａ，ｂが非常に小さいため、電動モータ４０の回転に伴って一対の押圧部材４４ａ，ｂが前進させられると、直ちに、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂに当接する。電動モータ４０の回転に伴ってボールランプ機構９０が作用作動させられ、一対のブレーキシュー２０ａ，ｂがドラム１６の内周摩擦面１４に接近させられ、内周摩擦面１４に押し付けられる。このように、ドラムブレーキ１０を速やかに効かせることができる。
【００３０】
(G)ドラムブレーキ１０の、ドラム１６が偏心して取り付けられている場合の作動
ドラム１６が偏心して取り付けられている場合には、図５(A)に示すブレーキシュー２０ａ，ｂの各々とドラム内周面１４との間の隙間Δｓａ，Δｓｂが互いに異なる大きさとなる。この場合には、図６(D)に示すように、上述の図５の領域βにおいて（ランプ機構９０が作用作動する状態で）、回転スライド部材５３（押圧部材４４ａ，ｂ，回転スライド部材５３，駆動部材５４全体）が必要に応じて軸方向に移動させられ、それによって、隙間Δｓａ、Δｓｂの両方が消滅させられる。また、偏心したドラム１６が回転するにつれて、ブレーキシュー２０ａ，ｂが押圧部材４４ａ，ｂおよびアンカ１７に対して、押圧機構１９とアンカ１７とを通る直線に平行な方向に滑ることと、押圧部材４４ａ，ｂ、回転スライド部材５３，駆動部材５４全体が上記直線と直交する方向に移動することとが繰り返されることによって、偏心したドラム１６の回転に容易に追従する。それによって、ドラム１６の偏心に起因するドラムブレーキ１０の振動を良好に抑制することができる。
【００３１】
本ドラムブレーキ１０は、図２に示すように、コンピュータを主体とするブレーキＥＣＵ１５０に接続されている。ブレーキＥＣＵ１５０は、入出力部、実行部、記憶部を含み、入出力部には、電動モータ４０の回転角度を検出する回転角センサ１５２、運転者によって操作可能なブレーキ操作部材１５４の操作ストロークや操作力等の操作量を検出するブレーキ操作量検出装置１５６、前記荷重センサ３８等が接続されるとともに、電動モータ４０が図示しない駆動回路を介して接続される。電動モータはブラシレスＤＣモータであり、電動モータ４０への供給電流が回転角センサ１５２の出力信号に基づいて制御される。
【００３２】
ブレーキＥＣＵ１５０は、ブレーキ操作量検出装置１５６により検出されるブレーキ操作部材１５４の操作量に基づいて、車両のすべてのブレーキの目標制動トルクを決定し、駆動回路に、各目標制動力に応じた電流を各ブレーキの駆動源たる電動モータに供給させるとともに、各ブレーキが発生する実制動トルクを検出し、その実制動トルクが上記目標制動トルクと等しくなるように、各電動モータへの供給電流をフィードバック制御する。そのうち、ドラムブレーキ１０における制動トルク制御について、以下に説明する。
なお、目標制動トルクは、車両の走行状態に基づいて決定されるようにすることもでき、運転者がブレーキ操作部材１５４を操作しなくても自動でドラムブレーキ１０が作動させられるようにすることもできる。
【００３３】
まず、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力、換言すれば、アンカ１７からブレーキシュー２０ａに加えられるアンカ反力の取得について説明する。この力は、荷重センサ３８の出力に基づいて力検出装置３２により検出される。力検出装置３２においては、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力が、接触部３６から荷重センサ３８と２つの連結部３５に伝達され、それら３者によって受けられる。荷重センサ３８は、自身が受ける力に比例する電圧を出力するのであるが、荷重センサ３８が受ける力はブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力に比例するため、結局、荷重センサ３８の出力電圧はブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力に比例することなり、ブレーキＥＣＵ１５０は荷重センサ３８の出力電圧に基づいてブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力を演算する。厳密には、ブレーキＥＣＵ１５０のこの演算を行う部分と力検出装置３２とにより、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力（あるいはアンカ反力）を検出する装置が構成されているのである。
【００３４】
ブレーキＥＣＵ１５０は、上記力の検出に続いて、ドラムブレーキ１０において２つのブレーキシュー２０ａ，ｂによりドラム１６に加えられる制動トルクを取得する。この取得は、図７および図８に示すようにモデル化されたドラムブレーキ１０について行われ、その際のブレーキＥＣＵ１５０の機能は、図９の機能ブロック図で表すことができる。
図９において、モータ電流取得部１６０は、電動モータ４０に供給される電流を検出する図示しない電流計の出力信号を読み込むことによって、電動モータ４０への供給電流を取得する部分である。モータ電流取得部１６０により取得された供給電流に基づいて駆動力取得部１６２において、押付機構１９によるブレーキシュー２０ａ，ｂの駆動力が演算により取得される。また、力検出装置３２の荷重センサ３８の出力信号に基づいて、アンカ反力取得部１６４により、アンカ１７からブレーキシュー２０ａに加えられる反力（換言すれば、ブレーキシュー２０ａからアンカ１７に加えられる力）が取得される。
【００３５】
上記駆動力取得部１６２により取得された駆動力とアンカ反力取得部１６４により取得されたアンカ反力とに基づいて、前進・後退判定部１６６により、車両の前進中における制動か、後退中における制動かが判定される。この判定の詳細は後に詳述するが、この判定結果により、ブレーキシュー２０ａとブレーキシュー２０ｂとのうち、いずれがリーディングシューでいずれがトレーリングシューであるかが明らかになるため、選定シュー制動トルク取得部１６８において、選定シュー、すなわち、力検出装置３２によりアンカ反力が検出される側のブレーキシュー２０ａの制動トルクが演算により取得されるとともに、非選定シュー摩擦係数推定部１７０により非選定シュー、すなわちブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂの摩擦係数が推定され、さらに非選定シュー制動トルク推定部１７２によりブレーキシュー２０ｂの制動トルクが推定される。そして、全制動トルク推定部１７４により、両ブレーキシュー２０ａ，ｂによりドラム１６に加えられる全制動トルクが推定される。これら選定シュー制動トルク取得部１６８，非選定シュー摩擦係数推定部１７０，非選定シュー制動トルク推定部１７２および全制動トルク推定部１７４の機能について、以下に詳細に説明する。
【００３６】
図７は、車両前進中の制動時に、リーディングシューとして機能するブレーキシュー２０ａに作用する力を示す図である。図中の各記号はそれぞれ以下のものを示す。
Ｆｋ：押圧機構１９がブレーキシュー２０ａに加える駆動力
Ｋｘ：アンカ１７がブレーキシュー２０ａに加えるアンカ反力
Ｈ：ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の水平方向（Ｘ軸方向）成分の合力（実際にはブレーキシュー２０ａの長手方向の中央に作用するわけではないが、単純化のために中央に作用するとみなす）
Ｋｙ：ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の鉛直方向（Ｙ軸方向）成分の合力（実際には、内周摩擦面１４からブレーキシュー２０ａに加えられる力であり、ブレーキシュー２０ａの端部に集中的に加えられるわけではないが、単純化のために端部に加えられるとみなす）
μ：ブレーキシュー２０ａのブレーキライニング２４ａとドラム１６の内周摩擦面１４との間の摩擦係数
Ｌｋ：押付機構１９の作用点とアンカ１７の作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｙ：アンカ１７の作用点と合力Ｈの作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｘ：アンカ１７の作用点と合力Ｈの作用点とのＸ方向距離
Ｒ：内周摩擦面の半径
【００３７】
リーディングシューとしてのブレーキシュー２０ａにおけるＸ方向およびＹ方向の力の釣合いはそれぞれ次式で表される。
Ｆｋ＋Ｋｘ＝Ｈ・・・(1)
Ｋｙ＝μ・Ｈ・・・(2)
また、ブレーキシュー２０ａにおける回転モーメントの釣合いは次式で表される。
Ｆｋ・Ｌｋ＋μ・Ｈ・Ｌｈｘ＝Ｈ・Ｌｈｙ・・・(3)
(1)，(3)式より
μ＝｛（Ｋｘ＋Ｆｋ）・Ｌｈｙ−Ｆｋ・Ｌｋ｝／（Ｋｘ＋Ｆｋ）・Ｌｈｘ・・・(4)
また、(3)式より
Ｈ＝Ｆｋ・Ｌｋ／（Ｌｈｙ−μ・Ｌｈｘ）・・・(5)
そして、ブレーキシュー２０ａによりドラム１６に加えられる制動トルクＴａは、
Ｔａ＝μ・Ｈ・Ｒ＝μ・Ｒ・Ｆｋ・Ｌｋ／（Ｌｈｙ−μ・Ｌｈｘ）・・・(6)
となる。
【００３８】
一方、車両前進中の制動時に、トレーリングシューとして機能するブレーキシュー２０ｂには、図８に示す力が作用する。図中の各記号はそれぞれ以下のものを示す。
Ｆｋ′：押圧機構１９がブレーキシュー２０ｂに加える駆動力
Ｋｘ′：アンカ１７がブレーキシュー２０ｂに加える反力
Ｈ′：ブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の水平方向（Ｘ軸方向）成分の合力
Ｋｙ′：ブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂとドラム１６の内周摩擦面１４との間の面圧の鉛直方向（Ｙ軸方向）成分の合力
μ′：ブレーキシュー２０ｂのブレーキライニング２４ｂとドラム１６の内周摩擦面１４との間の摩擦係数
Ｌｋ：押付機構１９の作用点とアンカ１７の作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｙ：アンカ１７の作用点と合力Ｈ′の作用点とのＹ方向距離
Ｌｈｘ：アンカ１７の作用点と合力Ｈ′の作用点とのＸ方向距離
【００３９】
トレーリングシューとしてのブレーキシュー２０ｂにおけるＸ方向およびＹ方向の力の釣合いはそれぞれ次式で表される。
Ｆｋ′＋Ｋｘ′＝Ｈ′・・・(7)
Ｋｙ′＝μ′・Ｈ′・・・(8)
また、ブレーキシュー２０ｂにおける回転モーメントの釣合いは次式で表される。
Ｆｋ′・Ｌｋ＝μ′・Ｈ′・Ｌｈｘ＋Ｈ′・Ｌｈｙ・・・(9)
(9)式より
Ｈ′＝Ｆｋ′・Ｌｋ／（Ｌｈｙ＋μ′・Ｌｈｘ）・・・(10)
そして、ブレーキシュー２０ｂによりドラム１６に加えられる制動トルクＴｂは、
Ｔｂ＝μ′・Ｒ・Ｈ′＝μ′・Ｒ・Ｆｋ′・Ｌｋ／（Ｌｈｙ＋μ′・Ｌｈｘ）・・・(11)
となる。
【００４０】
そして、上記ブレーキシュー２０ａによる制動トルクＴａとブレーキシュー２０ｂによる制動トルクＴｂとの和として、ブレーキシュー２０ａ，ｂによりドラム１６に加えられる全制動トルクＴｔが演算される。
なお、上記式においては、押付機構１９によってブレーキシュー２０ａとブレーキシュー２０ｂとに加えられる駆動力を互いに異なる記号Ｆｋ，Ｆｋ′で表したが、実際には、押付機構１９において、前述のように、押圧部材４４ａ，ｂ，回転スライド部材５３，駆動部材５４全体が、スライド機構７４によって極めて軽快に軸方向に移動可能とされているため、Ｆｋ＝Ｆｋ′と見なして差し支えない。また、駆動力Ｆｋ，Ｆｋ′は、電動モータ４０への供給電流に基づいて演算で求めることができる。
【００４１】
さらに付言すれば、上記制動トルクＴａ，Ｔｂを演算するための式は、ドラムブレーキ１０を単純化したモデルについて得たものであるから、上式の演算によって取得される摩擦係数μ，μ′は、実際の摩擦係数とはある程度違う大きさとなる場合がある。換言すれば、実際のドラムブレーキ１０とモデル化されたドラムブレーキとの違いに起因して発生するモデル化誤差が摩擦係数μ，μ′に集約されるのであり、摩擦係数μ，μ′は見かけの摩擦係数とでも称するべきものである。そのことを容認すれば、上式により実用上充分な精度で制動トルクを取得するができる。
【００４２】
また、上記のように、モデル化誤差が摩擦係数μ，μ′に集約され、しかも、そのモデル化誤差がリーディングシューとトレーリングシューとでは異なるため、本来は、２つの摩擦係数μ，μ′も互いに異なる。さらに、リーディングシューとトレーリングシューとではブレーキライニング２４ａ，ｂの摩耗量や摩耗の仕方が異なることや、ブレーキライニング２４ａ，ｂの材質が互いに異ならされることがあるなどの理由で、実際の摩擦係数が互いに異なる場合もある。
【００４３】
しかしながら、２つの摩擦係数μ，μ′が互いに異なっても、ブレーキシュー２０ａ，ｂは、同一の環境において、共通のドラム１６に摺接させられるため、摩擦係数μと摩擦係数μ′との間には比例関係等、一定の関係が成立することが多い。摩擦係数μと摩擦係数μ′とを同じと見なして差し支えない場合もある。そのため、実験により、所定の駆動力をブレーキシュー２０ａ，ｂに加えた場合の実際の制動トルクを検出し、その検出結果に基づいて、摩擦係数μと摩擦係数μ′との関係を取得し、ブレーキＥＣＵ１５０にテーブルあるいは数式の形態で記憶させておけば、リーディングシューたるブレーキシュー２０ａについて取得した摩擦係数μから、トレーリングシューたるブレーキシュー２０ｂの摩擦係数μ′を推定することができる。
【００４４】
以上、車両前進時について説明したが、車両後退時には、ブレーキシュー２０ｂがリーディングシューとして機能し、ブレーキシュー２０ａがトレーリングシューとして機能する状態となる。すなわち、本実施形態においては、アンカ１７に加える力（あるいはアンカ反力）を力検出装置３２によって検出されるブレーキシュー２０ａが、車両前進時においてはリーディングシューであるのに、車両後退時においてはトレーリングシューに変わるのである。そして、リーディングシューとトレーリングシューとでは成り立つ式が異なるため、ブレーキＥＣＵ１５０は実制動トルクを演算するに先立って車両が前進中か後退中かを決定することが必要である。
【００４５】
この決定は、前記前進・後退判定部１６６において、力検出装置３２によって検出される力（あるいはアンカ反力）と、押付機構１０の駆動力との関係に基づいて以下のように行われる。
図１０に、前記(1)〜(11)式により演算したリーディングシューとトレーリングシューとにおける駆動力とアンカ反力との関係を示す。図から明らかなように、リーディングシュー側においては、トレーリングシュー側に比較して、駆動力に対するアンカ反力が大きくなる。そして、ブレーキライニングの摩擦係数を０．１，０．２，０．３と仮定した場合のリーディングシュー側の駆動力とアンカ反力との関係を示す直線群は、ブレーキライニング２４ａ，ｂの摩擦係数を０と仮定した場合における駆動力とアンカ反力との関係を示す摩擦零直線より上になり、トレーリングシュー側の駆動力とアンカ反力との関係を示す直線群は摩擦零直線より下になる。したがって、例えば、力検出装置３２によって検出される力（あるいはアンカ反力）と、押付機構１０の駆動力との関係を示す点が摩擦零直線より上にあれば、ブレーキシュー２０ａがリーディングシューとして機能している、すなわち車両前進中の制動であると判定し、摩擦零直線より下にあれば、ブレーキシュー２０ａがトレーリングシューとして機能している、すなわち車両後退中における制動であると判定することができる。この場合には、摩擦零直線が、車両が前進中か後退中かを判定するためのしきい値の集合を表していることになる。
【００４６】
そして、ブレーキＥＣＵ１５０は、車両前進中の制動であると判定した場合には、ブレーキシュー２０ａについて前記(1)〜(6)式を、ブレーキシュー２０ｂについて前記(7)〜(11)式をそれぞれ用いた演算を行う。車両後退中の制動であると判定した場合には、当然、反対の式を用いて演算を行う。ブレーキＥＣＵ１５０の、ブレーキシュー２０ａについての演算を行う部分が前記選定シュー制動トルク取得部１６８を構成し、ブレーキシュー２０ｂについての演算を行う部分が前記非選定シュー摩擦係数推定部１７０および前記非選定シュー制動トルク推定部１７２を構成するのであるが、同じ選定シュー制動トルク取得部１６８であっても、車両前進中と車両後退中とでは演算に使用する式が異なるのである。
【００４７】
本実施形態においては、非選定シューであるブレーキシュー２０ｂの制動トルクＴｂの演算には、選定シューであるブレーキシュー２０ａについて取得された摩擦係数μに基づいて推定された摩擦係数μ′が使用される。そのため、ブレーキシュー２０ｂの制動トルクには、摩擦係数μ′の推定誤差に起因する誤差が含まれることになる。
また、リーディングシューによって発生させられる制動トルクは、トレーリングシューによって発生させられる制動トルクより大きいため、全制動トルクを精度よく取得するためには、リーディングシューの制動トルクを精度よく取得できることが望ましい。
一方、車両用ブレーキシステムにおいては、一般に、車両前進時における制動トルクの制御の方が、車両後退時における制動トルクの制御より重視される。
この観点から、本実施形態においては、車両前進時にリーディングシューとして機能するブレーキシュー２０ａが、制動トルクを精度よく検出し易い選定シューとされているのである。
【００４８】
ブレーキＥＣＵ１５０は、上記のようにして全制動トルクＴｔを実制動トルクとして取得する一方、ブレーキ操作量検出装置１５６により検出されたブレーキ操作量に基づいてドラムブレーキ１０の目標制動トルクを決定し、実制動トルクが目標制動トルクに等しくなるように、電動モータ４０への供給電流を決定し、駆動回路に指令する。
それによって、ドラムブレーキ１０が発生させる全制動トルクが正確にブレーキ操作量に対応した大きさに制御される。また、他の車輪のブレーキ（ディスクブレーキでもドラムブレーキでもよい）の制動トルクも同様に制御され、結局、車両全体が正確にブレーキ操作量に応じた減速度で減速させられることとなる。
【００４９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ドラムがブレーキ回転体を構成し、ブレーキシュー２０ａ，ｂが複数の摩擦部材を構成している。また、電動アクチュエータ１８の押付機構１９の、それぞれブレーキシュー２０ａ，ｂを駆動する部分が２つの駆動部を構成している。本ドラムブレーキ１０においては、２つの駆動部が、電動モータ４０を共有しているのである。さらに、アンカ１７の、それぞれブレーキシュー２０ａ，ｂと当接して、ブレーキシュー２０ａ，ｂの移動を阻止する部分が２つの移動阻止部を構成しており、それら２つの移動阻止部のうち、力検出装置３２が設けられた側の移動阻止部により移動を阻止されるブレーキシュー２０ａが選定摩擦部材、力検出装置３２が設けられていない移動阻止部により移動を阻止されるブレーキシュー２０ｂが非選定摩擦部材となっている。また、押付機構１９が電動モータの回転トルクを駆動力に変換する変換装置を構成している。
【００５０】
さらに、ブレーキＥＣＵ１５０の、ブレーキシュー２０ａの摩擦係数μを取得する部分が選定摩擦係数取得部を構成し、その選定摩擦係数取得部を含んで、ブレーキシュー２０ｂの摩擦係数μ′を推定する部分が非選定摩擦係数推定部を構成している。また、ブレーキＥＣＵ１５０の前記全制動トルクＴｔを演算する部分が制動トルク取得部を構成している。ブレーキ操作量検出装置１５６が操作量取得部を構成し、ブレーキＥＣＵ１５０の目標制動トルクと電動モータ４０への供給電流とを決定する部分と前記駆動回路とがモータ制御部を構成し、そのモータ制御部が駆動部制御部を構成している。ブレーキＥＣＵ１５０の、車両の前進，後退を判定する部分が回転方向判定部を構成している。
【００５１】
上記実施形態においては、力検出装置３２が、車両前進時にリーディングシューとなるブレーキシュー２０ａの側に設けられていたが、車両前進時にトレーリングシューとなるブレーキシュー２０ｂの側に力検出装置３２を設けることも可能であり、その場合にはブレーキシュー２０ｂが選定摩擦部材たる選定シューとなる。そして、回転方向判定部は、力検出装置３２により検出された力が、選定駆動部たる押付機構１９によるブレーキシュー２０ｂの駆動力に基づいて決まるしきい値以上である場合は、車輪の回転方向が車両後退方向であると判定し、しきい値より小さい場合は、車両前進方向であると判定するものとされる。
【００５２】
ブレーキシューによりアンカ１７等の移動阻止部に加えられる力を検出する装置は、力検出装置３２に限定されるものではなく、従来公知の種々の力検出装置の採用が可能である。ブレーキシューをドラムの内周摩擦面に押し付ける駆動部も、ねじ機構８４およびボールランプ機構９０を含む押付機構１９を備えた電動アクチュエータ１８に限定されるものではなく、電動モータとそれの回転を直線運動に変化する運動変換装置とを含む従来公知の種々の押付装置に置換することが可能である。さらに、電動モータを駆動源とすることも不可欠ではなく、液圧シリンダ等の液圧アクチュエータを駆動源とする駆動部の採用も可能である。
【００５３】
また、前記実施形態においては、選定シューに駆動部により加えられる駆動力に基づいて決まるしきい値と、その選定シューから移動阻止部に加えられる力（移動阻止部から選定シューに加えられる反力）との大小関係に基づいて車輪（ブレーキドラム）の回転方向が判定されるようになっており、ブレーキシステム内の情報のみに基づいて回転方向を判定し得る利点がある。しかし、車両の走行速度検出装置，車輪の回転速センサ，前後加速度センサ，トランスミッションの切換装置等、ブレーキシステム以外の装置からの情報に基づいて車両の前進，後退が判定されるようにすることも可能である。
【００５４】
前記実施形態においては、ドラムブレーキがリーディング・トレーリング式とされていたが、２つのブレーキシューが、車両前進時には共にリーディングシューとして機能し、車両後退時には共にトレーリングシューとして機能するいわゆるツーリーディング式のドラムブレーキ等、複数のシューの各々がそれぞれの駆動部により駆動され、それぞれの移動阻止部により移動を阻止されるタイプのドラムブレーキであれば、本発明を同様に適用することができる。さらに、ドラムブレーキに限定されるわけでもなく、１つのブレーキディスクに、摩擦部材としてのブレーキパッドが複数、それぞれの駆動部により押し付けられ、それぞれの移動阻止部により移動を阻止されるものであれば、ディスクブレーキであっても本発明を適用することができる。
【００５５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらは文字通り例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０：ドラムブレーキ １２：バッキングプレート １４：内周摩擦面 １６：ドラム １７：アンカ １８：電動アクチュエータ １９：押付機構 ２０ａ，２０ｂ：ブレーキシュー ２４ａ，２４ｂ：ブレーキライニング ２８：アジャスタ付きストラット ３０：リターンスプリング ３２：力検出装置 ３４：アンカ本体部 ３５：連結部 ３６：接触部 ３８：荷重センサ ４０：電動モータ ８４：ねじ機構（運動変換機構） ９０：ボールランプ機構 ９１：ばね部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するブレーキ回転体と、
それぞれそのブレーキ回転体に摺接してそのブレーキ回転体の回転方向に平行な制動力を発生させる複数の摩擦部材と、
それら複数の摩擦部材をそれぞれ駆動して前記ブレーキ回転体に押し付ける複数の駆動部と、
それら複数の駆動部の作動時に前記複数の摩擦部材の各々と係合してそれら摩擦部材の移動を阻止する複数の移動阻止部と、
それら複数の移動阻止部の１つに設けられ、その１つの移動阻止部が前記複数の摩擦部材の１つである選定摩擦部材から受ける力を検出する力検出装置と、
その力検出装置により検出された力と、前記複数の駆動部のうちの前記選定摩擦部材を駆動する駆動部である選定駆動部の駆動力とに基づいて、前記複数の摩擦部材のうちの前記選定摩擦部材以外の摩擦部材である非選定摩擦部材の摩擦係数である非選定摩擦係数を推定する非選定摩擦係数推定部と、
前記力検出装置により検出された力と前記選定駆動部の駆動力との少なくとも一方と、前記複数の駆動部のうち前記非選定摩擦部材を駆動する駆動部である非選定駆動部の駆動力と、前記非選定摩擦係数推定部により推定された前記非選定摩擦係数とに基づいて、前記複数の摩擦部材の全てにより前記ブレーキ回転体に加えられる制動トルクを取得する制動トルク取得部と
を含む車両用ブレーキシステム。
【請求項２】
前記非選定摩擦係数推定部が、前記選定駆動部の駆動力と、前記力検出装置により検出された力とに基づいて前記選定摩擦部材の摩擦係数である選定摩擦係数を取得する選定摩擦係数取得部を含み、その選定摩擦係数取得部により取得された選定摩擦係数に基づいて前記非選定摩擦係数を推定するものである請求項１に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項３】
前記ブレーキ回転体が内周摩擦面を備えたブレーキドラムであり、前記複数の摩擦部材が前記内周摩擦面に摺接する２つのブレーキシューであって、ドラムブレーキシステムとして構成された請求項１または２に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項４】
さらに、前記選定駆動部の駆動力と前記力検出装置により検出された力とに基づいて前記車輪の回転方向を判定する回転方向判定部を含む請求項３に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項５】
前記ブレーキ回転体が内周摩擦面を備えたブレーキドラムであり、前記複数の摩擦部材が、前記内周摩擦面に摺接し、車両の前進時にそれぞれリーディングシューとトレーリングシューとして作用する２つのブレーキシューであり、前記移動阻止部が、それぞれ前記リーディングシューと前記トレーリングシューとの互いに近接した端部と係合する２つの移動阻止部であり、前記複数の駆動部が、前記リーディングシューと前記トレーリングシューとの前記移動阻止部と係合する側とは反対側の端部を互いに離間する向きに駆動するものであって、ドラムブレーキシステムとして構成された請求項１または２に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項６】
前記力検出装置が、車両の前進時に前記リーディングシューとして機能するブレーキシューと係合する前記移動阻止部に設けられた請求項５に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項７】
さらに、前記力検出装置により検出された力が、前記選定駆動部による前記リーディングシューの駆動力に基づいて決まるしきい値以上である場合は前記車輪の回転方向が車両前進方向であると判定し、前記しきい値より小さい場合は車両後退方向であると判定する回転方向判定部を含む請求項６に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項８】
前記力検出装置が、車両の前進時に前記トレーリングシューとして作用するブレーキシューと係合する移動阻止部に設けられ、当該車両用ブレーキシステムが、前記力検出装置により検出された力が、前記選定駆動部による前記トレーリングシューの駆動力に基づいて決まるしきい値以上である場合は前記車輪の回転方向が車両後退方向であると判定し、前記しきい値より小さい場合は車両前進方向であると判定する回転方向判定部を含む請求項５に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項９】
さらに、
ブレーキ操作部材と、
そのブレーキ操作部材の操作量を取得する操作量取得部と、
前記制動トルク取得部により取得された制動トルクが、前記操作量取得部により取得された操作量に応じて決定される目標制動トルクに等しくなるように、前記複数の駆動部を制御する駆動部制御部と
を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項１０】
前記複数の駆動部の各々が、
回転型の電動モータと、
その電動モータの回転トルクを前記駆動力に変換する変換装置と
を含み、前記駆動部制御部が前記電動モータを制御するモータ制御部を含む請求項９に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項１】
車輪と共に回転するブレーキ回転体と、
それぞれそのブレーキ回転体に摺接してそのブレーキ回転体の回転方向に平行な制動力を発生させる複数の摩擦部材と、
それら複数の摩擦部材をそれぞれ駆動して前記ブレーキ回転体に押し付ける複数の駆動部と、
それら複数の駆動部の作動時に前記複数の摩擦部材の各々と係合してそれら摩擦部材の移動を阻止する複数の移動阻止部と、
それら複数の移動阻止部の１つに設けられ、その１つの移動阻止部が前記複数の摩擦部材の１つである選定摩擦部材から受ける力を検出する力検出装置と、
その力検出装置により検出された力と、前記複数の駆動部のうちの前記選定摩擦部材を駆動する駆動部である選定駆動部の駆動力とに基づいて、前記複数の摩擦部材のうちの前記選定摩擦部材以外の摩擦部材である非選定摩擦部材の摩擦係数である非選定摩擦係数を推定する非選定摩擦係数推定部と、
前記力検出装置により検出された力と前記選定駆動部の駆動力との少なくとも一方と、前記複数の駆動部のうち前記非選定摩擦部材を駆動する駆動部である非選定駆動部の駆動力と、前記非選定摩擦係数推定部により推定された前記非選定摩擦係数とに基づいて、前記複数の摩擦部材の全てにより前記ブレーキ回転体に加えられる制動トルクを取得する制動トルク取得部と
を含む車両用ブレーキシステム。
【請求項２】
前記非選定摩擦係数推定部が、前記選定駆動部の駆動力と、前記力検出装置により検出された力とに基づいて前記選定摩擦部材の摩擦係数である選定摩擦係数を取得する選定摩擦係数取得部を含み、その選定摩擦係数取得部により取得された選定摩擦係数に基づいて前記非選定摩擦係数を推定するものである請求項１に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項３】
前記ブレーキ回転体が内周摩擦面を備えたブレーキドラムであり、前記複数の摩擦部材が前記内周摩擦面に摺接する２つのブレーキシューであって、ドラムブレーキシステムとして構成された請求項１または２に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項４】
さらに、前記選定駆動部の駆動力と前記力検出装置により検出された力とに基づいて前記車輪の回転方向を判定する回転方向判定部を含む請求項３に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項５】
前記ブレーキ回転体が内周摩擦面を備えたブレーキドラムであり、前記複数の摩擦部材が、前記内周摩擦面に摺接し、車両の前進時にそれぞれリーディングシューとトレーリングシューとして作用する２つのブレーキシューであり、前記移動阻止部が、それぞれ前記リーディングシューと前記トレーリングシューとの互いに近接した端部と係合する２つの移動阻止部であり、前記複数の駆動部が、前記リーディングシューと前記トレーリングシューとの前記移動阻止部と係合する側とは反対側の端部を互いに離間する向きに駆動するものであって、ドラムブレーキシステムとして構成された請求項１または２に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項６】
前記力検出装置が、車両の前進時に前記リーディングシューとして機能するブレーキシューと係合する前記移動阻止部に設けられた請求項５に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項７】
さらに、前記力検出装置により検出された力が、前記選定駆動部による前記リーディングシューの駆動力に基づいて決まるしきい値以上である場合は前記車輪の回転方向が車両前進方向であると判定し、前記しきい値より小さい場合は車両後退方向であると判定する回転方向判定部を含む請求項６に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項８】
前記力検出装置が、車両の前進時に前記トレーリングシューとして作用するブレーキシューと係合する移動阻止部に設けられ、当該車両用ブレーキシステムが、前記力検出装置により検出された力が、前記選定駆動部による前記トレーリングシューの駆動力に基づいて決まるしきい値以上である場合は前記車輪の回転方向が車両後退方向であると判定し、前記しきい値より小さい場合は車両前進方向であると判定する回転方向判定部を含む請求項５に記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項９】
さらに、
ブレーキ操作部材と、
そのブレーキ操作部材の操作量を取得する操作量取得部と、
前記制動トルク取得部により取得された制動トルクが、前記操作量取得部により取得された操作量に応じて決定される目標制動トルクに等しくなるように、前記複数の駆動部を制御する駆動部制御部と
を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の車両用ブレーキシステム。
【請求項１０】
前記複数の駆動部の各々が、
回転型の電動モータと、
その電動モータの回転トルクを前記駆動力に変換する変換装置と
を含み、前記駆動部制御部が前記電動モータを制御するモータ制御部を含む請求項９に記載の車両用ブレーキシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２７４６８９（Ｐ２０１０−２７４６８９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２６５８１（Ｐ２００９−１２６５８１）
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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