JP2006160204A - 電動駐車ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動駐車ブレーキの作動回数を必要最小限とする。
【解決手段】 電動駐車ブレーキは電動モータ２６により作動される。イグニションスイッチＳＷ１は、イグニションキーがオフ位置にあるか否かを検出する。シフトレバースイッチＳＷ３は、シフトレバーが駐車レンジにあるか否かを検出する。シートベルトバックルスイッチＳＷ４は、シートベルトバックルが装着されているか否かを検出する。判定部７４は、スイッチＳＷ１、ＳＷ３からの信号が所定の作動条件を満たしたときに、モータ駆動部７６に対し駐車ブレーキを作動させるよう指令する。判定部７４は、作動条件が満たされているときであっても、シートベルトが装着されている状態では駐車ブレーキを作動させない。
【選択図】 図２

Description

本発明は電動駐車ブレーキ装置に関し、より詳細には、電動駐車ブレーキの作動を必要最小限にする電動駐車ブレーキ装置に関する。

一般に自動車等の車両には、フットブレーキのように油圧によって制動力を発生させる油圧ブレーキの他に駐車ブレーキが搭載されている。駐車ブレーキの最も単純なものは、操作レバーを引くことによりワイヤを駆動しブレーキパッドを動作させ、ホイールの制動を行うものである。しかし、近年では、運転者による操作スイッチ等の切り替えによって作動または解除を行う電動駐車ブレーキ（ＥＰＢ：Electric Parking Brake）装置も採用されている。この電動駐車ブレーキ装置は、運転者が操作スイッチを作動側にすると、電動モータが駆動されワイヤが巻き込まれて駐車ブレーキが作動し、操作スイッチを解除側にすると、逆にワイヤの巻き戻しが行われ駐車ブレーキが解除される（例えば、特許文献１参照）。

このような電動駐車ブレーキ装置によって、駐車ブレーキの操作が容易になると共に、駐車ブレーキの動作制御を行うことが可能になる。例えば、坂道発進時等にパーキングブレーキを用いたスムーズかつ容易な自動発進制御を実行したり、パーキングブレーキの自動オン／オフ制御等を行うことができる。また、電動駐車ブレーキ装置では、モータの制御により制動力の制御が比較的容易に行えるので、例えば、油圧ブレーキのバックアップとして、走行中の車両に対する制動手段として利用することも考えられている。

さらに、駐車ブレーキを作動させることが好ましくない場合には、その作動を禁止する制御も考案されている。例えば特許文献１には、外気温が低い状態のときには、凍結により駐車ブレーキの解除を適切に行うことができない状態であると推定し、駐車ブレーキの作動処理を禁止する電動駐車ブレーキ装置が開示されている。
特開２００１−１０６０５９号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、駐車ブレーキの作動の可否を外気温のみを参照して判定するため、寒冷地以外では必ず駐車ブレーキが作動してしまい、駐車ブレーキの作動頻度は必ずしも減少しない。また、オートマティック車においては、駐車ブレーキを作動させなくても、シフトレバーを駐車レンジに入れるのみで車両の停車維持は可能であるから、運転者によって特に指示されたり、または作動させないと車両の停車維持が困難な場合以外は、駐車ブレーキを作動させる必要はない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動駐車ブレーキの作動回数を必要最小限に制御する技術を提供することにある。

本発明のある態様は、電動駐車ブレーキ装置に関する。この装置は、アクチュエータにより作動される駐車ブレーキと、前記アクチュエータに対して駆動信号を送る駆動手段と、イグニションキーがオフ位置にあることを検出するイグニション検出手段と、シフトレバーが駐車レンジにあることを検出するシフト検出手段と、前記イグニション検出手段および前記シフト検出手段からの検出信号が所定の作動条件を満たしたときに、前記駆動手段に対し駐車ブレーキを作動させるよう指令する判定手段と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、イグニションスイッチとシフトレバーの位置情報とに基づいて駐車ブレーキの要否を判定するので、必ずしも必要ではない駐車ブレーキ装置の作動がなくなり、駐車ブレーキ装置の耐用年数を延ばすことができる。また、不要な駐車ブレーキの作動がなくなるため、外気温が低い場合のワイヤの凍り付きによる動作不良の発生を防止することができる。

電動駐車ブレーキ装置は、シートベルトが装着されていることを検出するシートベルト検出手段をさらに備えてもよく、この場合、判定手段は、前記作動条件が満たされているときであっても、シートベルトが装着されている状態では前記駐車ブレーキを作動させないようにしてもよい。

これによって、シートベルトが外され、運転者が車両から離れる意思を確認してから駐車ブレーキ装置が作動されるので、車両停車後にシフトレバーが駐車レンジに入れられず、電動駐車ブレーキが作動された後でシフトレバーが駐車レンジに移動されたときに、電動駐車ブレーキを解除する動作をする必要がなくなるので、電動駐車ブレーキの作動回数をさらに減らすことができる。

電動駐車ブレーキ装置は、車両の傾斜角を検出する傾斜角検出手段をさらに備えてもよく、この場合、判定手段は、検出された傾斜角が予め設定された値以上であるとき、駆動手段に対し駐車ブレーキを作動させるよう指令してもよい。これによって、駐車ブレーキの作動なしでは車両の停車保持ができない傾斜角（例えば、５度）のときは、シフトレバーが駐車レンジにあっても駐車ブレーキが作動されるので、車両を確実に停車位置に保持することができる。

本発明の電動駐車ブレーキ装置によれば、電動駐車ブレーキの作動回数を必要最小限となるように制御されるので、電動駐車ブレーキ装置の耐用年数を伸ばすことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動駐車ブレーキ装置を備えたブレーキシステム１０の構成図である。ブレーキシステム１０は、図示しない車両の走行時の減速、停止などを行う油圧ブレーキ１２と、主に車両の停止状態の維持を行う電動駐車ブレーキ（以下、「ＥＰＢ」ともいう）１４とで構成される。

油圧ブレーキ１２は、例えばバキュームブースタを用いた周知の構成のものであり、運転者がブレーキペダル１６の踏み込み操作を行うと、マスタシリンダ１８により油圧が発生する。発生した油圧は、ブレーキパイプ２０を通り、図示しない車両の前輪に設けられた例えばディスクブレーキである前輪ブレーキ装置２２のシリンダに伝達される。これによって、ブレーキパッドがディスクに押しつけられて、制動力が発揮される。ブレーキパイプ２０の経路中にはアンチロックブレーキシステム（以下、「ＡＢＳ」と表記する）２４が介在し、車両の走行状態や路面状況等に基づいて、各前輪ブレーキ装置２２が最適な制動状態を実現するように、制動力や制動タイミング等を制御する。

一方、電動駐車ブレーキ１４は、電動モータ２６により駆動される巻上装置２８を備える。巻上装置２８は、ワイヤ３０を巻き上げまたは巻き戻しするよう構成されている。ワイヤ３０の先端には、ロック機構のロックピン４０と係合するロック片３２が固定されている。このロック片３２の先端には、さらにワイヤ３１が固定され、ワイヤ３１の先端は例えば車両の後輪に設けられている後輪ブレーキ装置３４に接続されている。後輪ブレーキ装置３４は、例えばドラムブレーキである。巻上装置２８を駆動してワイヤ３０を巻き上げると、それとともにワイヤ３１も巻き上げられ、後輪ブレーキ装置３４が作動して後輪に制動力が発生する。

電動モータ２６の作動停止後にも、巻上装置２８により巻き上げられたワイヤ３０の状態を維持するために、すなわち、ワイヤ３０が巻き上げ状態で停止した後の後輪ブレーキ装置３４の制動状態を維持するために、電動駐車ブレーキ１４は、ロック片３２とロックピン４０からなるロック機構を有している。ロック片３２の片面にはノコギリ歯状の斜面３２ａが形成され、この斜面３２ａに係合するような斜面４０ａを有するロックピン４０が、ロック片３２の片面に対向して配置される。ワイヤ巻き取り時には、ロック片３２が図１の上方に引き上げられるが、このときロック片３２の斜面３２ａ上をロックピン４０の斜面４０ａがすべり、ノコギリ歯状の斜面３２ａの間隔毎にロック片３２とロックピン４０とが係合する。このため、電動モータ２６が作動していなくても電動駐車ブレーキ１４が解除されることはない。

ロックピン４０は、図示しないバネなどの付勢手段によって常にロック片３２に係合する方向に付勢されている。また、ロックピン４０の他端は、シリンダ４２のピストンとして構成されている。シリンダ４２には圧力室４２ａが設けられており、配管４４を介してブレーキ作動油が出入り可能になっている。運転者がブレーキペダル１６を踏むと、ブレーキ作動油がマスタシリンダ１８からブレーキパイプ２０、配管４４を介してシリンダ４２の圧力室４２ａに供給される。この圧力が付勢手段の付勢力以上となると、ロックピン４０がロック片３２から離間する方向に移動し、ロック機構が解除される。この状態で巻上装置２８を逆回転方向に駆動してワイヤ３０を巻き戻すと、後輪ブレーキ装置３４が解除されて非制動状態になる。

ＥＣＵ３６は、後述する各種のスイッチ３８のオンオフ状態に応じて、電動モータ２６を正転または逆転作動する。Ｇセンサ４８は、図示しない車体に備えられ、車両の前後方向および左右方向の加速度を検出し、ＥＣＵ３６に伝える。

図２は、ＥＣＵ３６および各種スイッチ３８の動作を説明する機能ブロック図である。ＥＣＵ３６は、スイッチ検出部７２、判定部７４、モータ駆動部７６を含む。図２の各ブロックは、ハードウェア的にはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

イグニションスイッチＳＷ１は、イグニションキーがオフ位置にされたときオフになり、それ以外の位置にあるときはオンになる。制御モードスイッチＳＷ２は、図示しない車両の車室内の運転席前面のパネルやシフトレバー近辺に配置される。運転者は、制御モードスイッチＳＷ２によって、電動駐車ブレーキの自動制御モードを選択または解除することができる。シフトレバースイッチＳＷ３は、シフトレバーが駐車レンジにあるときオンとなり、それ以外のレンジにあるときはオフになる。シートベルトバックルスイッチＳＷ４は、シートベルトバックルが装着されているときにはオンになり、シートベルトバックルが外されたときオフにされる。

ＥＣＵ３６内のスイッチ検出部７２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態を検出し、検出結果を判定部７４に送る。判定部７４は、スイッチ検出部７２から受け取ったＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態と、Ｇセンサ４８から得られる車両の前後方向および左右方向のＧ値とに基づいて、電動駐車ブレーキ１４を作動させるよう、モータ駆動部７６に指令する。モータ駆動部７６は、判定部７４から作動の指令を受け取ると、図１の電動モータ２６を作動させて巻上装置２８を巻き上げ方向に駆動する。

次に図３のフローチャートを参照して、判定部７４の動作を説明する。なお、図３に示す処理は、車両の走行中および停車中にかかわらず、一定の間隔で繰り返し実行される。
まず、イグニションスイッチＳＷ１がオンか否かを判定する（Ｓ１０）。ＳＷ１がオフであれば（Ｓ１０のＮ）、制御モードスイッチＳＷ２がオンか否かを判定する（Ｓ１２）。イグニションスイッチＳＷ１がオン（Ｓ１０のＹ）、または制御モードスイッチＳＷ２がオフ（Ｓ１２のＮ）であれば、今回のルーチンを終了する。Ｓ１２で、制御モードスイッチＳＷ２がオンであれば（Ｓ１２のＹ）、シフトレバーが駐車レンジ（Ｐレンジ）にあるか否かをスイッチＳＷ３に基づいて判定する（Ｓ１４）。駐車レンジになければ（Ｓ１４のＮ）、シートベルトのバックルが装着されているか否かをスイッチＳＷ４に基づいて判定する（Ｓ１８）。シートベルトのバックルが装着されていなければ（Ｓ１８のＮ）、乗員が降車したと判断し、判定部７４は電動駐車ブレーキを作動させる（Ｓ２０）。シートベルトのバックルが装着されていれば（Ｓ１８のＹ）、このルーチンを終了する。Ｓ１８の判定は、シフトレバーが駐車レンジにないために電動駐車ブレーキがオンにされた後、シフトレバーが駐車レンジに移動されたとき、駐車ブレーキを解除する動作が発生するのを避けるために、運転者が降車したことを確認してから、駐車ブレーキを作動させるようにするためである。

Ｓ１４で、シフトレバーが駐車レンジにあると判定されると（Ｓ１４のＹ）、続いて判定部７４は、車両が傾斜地に停車しているか否かを判定する（Ｓ１６）。本実施形態では、この判定はＧセンサ４８を利用して行う。車両の前後方向、左右方向の加速度を検出するように配置されたＧセンサの出力は、車両が水平な面に停車しているとき、前後方向、左右方向ともその値は０となるが、車両が傾斜値に停車してれば、その方向に何らかの値が検出される。そこで、予め駐車ブレーキの作動なしでは車両の停車保持ができない傾斜角（例えば、５度）を実験などにより求めておき、それに対応するＧセンサの出力値を記憶しておく。そして、Ｇセンサの出力がそのしきい値以上であれば（Ｓ１６のＹ）、シフトレバーが駐車レンジにあっても駐車ブレーキを作動させるべきなので、続いてＳ１８の判定を実行する。しきい値未満でなければ（Ｓ１６のＮ）、駐車ブレーキを作動させる必要がないので、今回のルーチンを終了する。

以上説明したように、このフローチャートにより、イグニションキーがオフ位置にあり、制御モードがオンであり、シフトレバーが駐車レンジになく、かつシートベルトのバックルが外されて乗員が降車したときに限り、電動駐車ブレーキが作動される。また、シフトレバーが駐車レンジになくても、車両が傾斜地に停車している場合は電動駐車ブレーキが作動される。それ以外の状態、例えば、シフトレバーが駐車レンジにあり傾斜地に停車されていないときは、電動駐車ブレーキを作動させなくてもエンジンの抵抗だけで車両の停車保持が十分に可能であるので、電動駐車ブレーキを作動させない。また、シートベルトが外されておらず、運転者が車両から降りていないときも電動駐車ブレーキを作動させない。このように、本実施形態では、電動駐車ブレーキを作動させる条件を必要最小限にするよう制御するので、電動駐車ブレーキの作動回数が減るため、電動駐車ブレーキ装置の耐用年数を延ばすことができる。また、不要な駐車ブレーキの作動がなくなるため、外気温が低い場合のワイヤの凍り付きによる動作不良の発生を防止することができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、イグニションスイッチＳＷ１、制御モードスイッチＳＷ２、シフトレバースイッチＳＷ３、シートベルトバックルスイッチＳＷ４の順でオンオフ状態を判定したが、これらの判定の順序は異なっていてもよい。

本発明の一実施形態に係る電動駐車ブレーキを備えたブレーキシステムの構成図である。 ＥＣＵおよび各種スイッチの動作を説明する機能ブロック図である。 判定部の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

ＳＷ１ イグニションスイッチ、 ＳＷ２ 制御モードスイッチ、 ＳＷ３ シフトレバースイッチ、 ＳＷ４ シートベルトバックルスイッチ、 １０ ブレーキシステム、 １２ 油圧ブレーキ、 １４ 電動駐車ブレーキ、 １６ ブレーキペダル、 １８ マスタシリンダ、 ２０ ブレーキパイプ、 ２２ 前輪ブレーキ装置、 ２４ ＡＢＳ、 ２６ 電動モータ、 ２８ 巻上装置、 ３０ ワイヤ、 ３１ ワイヤ、 ３２ ロック片、 ３４ 後輪ブレーキ装置、 ３６ ＥＣＵ、 ３８ 各種スイッチ、 ４０ ロックピン、 ４２ シリンダ、 ４８ Ｇセンサ、 ７２ スイッチ検出部、 ７４ 判定部、 ７６ モータ駆動部。

Claims (3)

1. アクチュエータにより作動される駐車ブレーキと、
   前記アクチュエータに対して駆動信号を送る駆動手段と、
   イグニションキーがオフ位置にあることを検出するイグニション検出手段と、
   シフトレバーが駐車レンジにあることを検出するシフト検出手段と、
   前記イグニション検出手段および前記シフト検出手段からの検出信号が所定の作動条件を満たしたときに、前記駆動手段に対し駐車ブレーキを作動させるよう指令する判定手段と、
   を備えることを特徴とする電動駐車ブレーキ装置。
2. シートベルトが装着されていることを検出するシートベルト検出手段をさらに備え、
   前記判定手段は、前記作動条件が満たされているときであっても、シートベルトが装着されている状態では前記駐車ブレーキを作動させないことを特徴とする請求項１に記載の電動駐車ブレーキ装置。
3. 車両の傾斜角を検出する傾斜角検出手段をさらに備え、
   前記判定手段は、検出された傾斜角が予め設定された値以上であるとき、前記駆動手段に対し駐車ブレーキを作動させるよう指令することを特徴とする請求項１または２に記載の電動駐車ブレーキ装置。

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