JP2007196830A - 電動パーキングブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な操作によって所望の制動力を得ることができる電動パーキングブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】パーキングブレーキ１０の制動力Ｆを変更する電動アクチュエータ２０を制御してこのパーキングブレーキ１０に所定の初期制動力Ｆｉを発生させるとともに、パーキングブレーキ１０の制動力増加操作が入力される操作部５０からの入力に応じてパーキングブレーキ１０の制動力Ｆを初期制動力から増加させる電動パーキングブレーキ制御装置４０を、操作部５０に入力された所定時間Ｔ１以下の操作の回数に応じて、パーキングブレーキ１０の制動力Ｆを初期制動力から増加させる第１の動作モードと、操作部に入力された所定時間Ｔ１よりも長時間の操作に応じて、パーキングブレーキ１０の制動力を初期制動力から最大制動力に増加させる第２の動作モードとを備える構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両に備えられる電動パーキングブレーキの制御装置に関するものである。

電動パーキングブレーキは、車両の駐停車時等に制動を行うパーキングブレーキを、例えばモータ等の電動アクチュエータを用いて駆動するものである。
このような電動パーキングブレーキは、運転者が電気的なスイッチによって操作できるから、一般的な手動レバーや足踏みペダルによる操作に対して労力が低減され、また、車両の状態に応じて自動的に作動させることによって、ＡＴクリープや坂道の傾斜等に起因する運転者の意図しない車両の動き出しを防止することができ、安全性の向上にも寄与するものである。

このような電動パーキングブレーキは、制動力が不足すると車両の動き出しを防止できない一方、常時必要以上に大きな制動力を発生させると、パーキングブレーキを駆動する機構部分の負担が過大となり、駆動に要するエネルギも大きくなるから、その制動力を運転者がスイッチ操作等によって調整可能としたものが知られている。
例えば、電動パーキングブレーキは、入力スイッチを操作した時間又は回数に応じて制動力を増加させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、電動パーキングブレーキは、通常の駐車時に用いられる駐車モードと、この駐車モードよりも制動力を大きくした増し引きモードとを、複数のスイッチを用いて選択可能としたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−３２６８４４号公報 特開２００４−５１０３９号公報

しかし、スイッチの操作回数又は時間に応じて制動力を増加させる電動パーキングブレーキは、例えば急な坂道に停車する場合のように大きな制動力が必要な場合には、操作が煩雑となり必要な制動力を設定するまでの時間がかかる。
また、駐車モードと増し引きモードとを切換える電動パーキングブレーキは、駐車モードの制動力と増し引きモードの制動力との間で、制動力を任意に設定することができない。また、複数のスイッチを用いてモードの選択を行う場合、操作部の構成が複雑となる。
本発明の課題は、簡単な操作によって所望の制動力を得ることができる電動パーキングブレーキ制御装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、パーキングブレーキの制動力を変更する電動アクチュエータを制御して前記パーキングブレーキに所定の初期制動力を発生させるとともに、前記パーキングブレーキの制動力増加操作が入力される操作部からの入力に応じて前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から増加させる電動パーキングブレーキ制御装置において、前記操作部に入力された所定時間よりも短時間の操作の回数に応じて、前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から増加させる第１の動作モードと、前記操作部に入力された所定時間よりも長時間の操作に応じて、前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から最大制動力に増加させる第２の動作モードとを備えることを特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の電動パーキングブレーキ制御装置において、従前に行われた前記第１の動作モードの履歴を保持する履歴保持部を備え、前記履歴に応じて前記初期制動力を補正することを特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置である。

請求項３の発明は、パーキングブレーキの制動力を変更する電動アクチュエータを制御して前記パーキングブレーキに所定の初期制動力を発生させるとともに、前記パーキングブレーキの制動力増加操作が入力される操作部からの入力に応じて前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から増加させる電動パーキングブレーキ制御装置において、従前に行われた前記制動力増加の履歴を保持する履歴保持部を備え、前記履歴に応じて前記初期制動力を補正することを特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）操作部の操作回数に応じて制動力を初期制動力から増加させる第１の動作モードと、操作部を所定時間より長く操作することによって直ちに最大制動力を設定する第２の動作モードとを備えることによって、初期制動力に対して増加すべき制動力が比較的小さい場合は第１の動作モードを用いて制動力をきめ細かく設定することができる一方、急な坂道での駐車や車両のサイドブレーキ試験等のように極力大きい制動力が要求される場合には第２の動作モードを用いて、簡単な操作によって直ちに最大制動力を発生することができる。
このように用途に応じて異なった動作モードを用いることによって、最大制動力を得るための操作が煩雑になったり、きめ細かい制動力の設定が困難となることを防止し、簡単な操作によって所望の制動力を得ることができる。
（２）従前に行われた制動力増加の履歴に応じて初期制動力を補正することによって、運転者が電動パーキングブレーキを作動させる毎に同じ制動力増加操作を入力する必要がなくなり、所望の制動力を得るための操作をより簡単にすることができる。

本発明は、簡単な操作によって所望の制動力を得ることができる電動パーキングブレーキ制御装置を提供するという課題を、操作スイッチの所定時間未満の操作が行われた際は、その回数に応じて制動力を増加し、操作スイッチが所定時間以上操作された際は、最大制動力を発生させることによって解決する。

以下、本発明を適用した電動パーキングブレーキ制御装置を含む電動パーキングブレーキ装置の実施例について説明する。
図１は、本実施例の電動パーキングブレーキ装置の機械的構成を示す概略図である。図２は、電動パーキングブレーキ装置の回路構成を示すブロック図である。
電動パーキングブレーキ装置は、パーキングブレーキ１０、アクチュエータユニット２０、バッテリ３０、コントローラ４０、操作スイッチ５０、車両側ユニット６０を備えている。

パーキングブレーキ１０は、車両の車輪を制動することによって、例えば駐停車時等における車両の移動を防止する制動装置であって、車両の左右後輪のホイールハブ部にそれぞれ設けられている。パーキングブレーキ１０は、フットブレーキ（主ブレーキ）として用いられるディスクブレーキのロータの内径側に配置された図示しないブレーキドラムと、制動時にこのブレーキドラムの内径側に加圧接触する図示しないブレーキシューとを備えたいわゆるドラムインディスクタイプのものである。

アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキ１０のシューを駆動し、パーキングブレーキ１０が制動力を発生する制動状態と、実質的に制動力を発生しない解除状態との間の移行を行うものである。アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキケーブル２１を備え、車両の例えばフロアパネル部に固定されている。
アクチュエータユニット２０は、例えば直流（ＤＣ）モータの回転力を減速ギア列によって減速してリードスクリュを回転させ、このリードスクリュにネジ結合されたイコライザによってパーキングブレーキケーブル２１を牽引し又は弛緩させるものである。

パーキングブレーキケーブル２１は、左右のパーキングブレーキ１０に対応してそれぞれ設けられ、図示しないリアサスペンションのストロークに応じて変形するよう可撓性を備えている。パーキングブレーキケーブル２１は、牽引されることによってパーキングブレーキ１０を制動状態とし、また弛緩されることによってパーキングブレーキ１０を解除状態とするものである。
ここで、アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキケーブル２１に負荷される牽引力を調整することによって、制動状態におけるパーキングブレーキ１０の制動力を調整する機能を備えている。この牽引力の調整は、アクチュエータユニット２０がパーキングブレーキケーブル２１を牽引するストロークを変化させることによって行われ、このためアクチュエータユニット２０は、このストロークを検出する図示しないストロークセンサが設けられている。

バッテリ３０は、車両の電装系の主電源として用いられる二次電池であって、例えば直流１２Ｖの端子電圧を発生するものである。バッテリ３０は、プラス端子３１、マイナス端子３２を備えている。
プラス端子３１は、コントローラ４０に配線（ハーネス）を介して接続されている。このプラス端子３１からコントローラ４０に電力を供給する配線は、図２に示すように、イグニッション配線３１ａ、常時接続配線３１ｂが設けられている。イグニッション配線３１ａは、その中間部にイグニッションスイッチのオンオフと連動して導通、遮断が切換えられるイグニッションリレーＩが挿入され、車両の走行用動力源であるエンジンのオン時に通電されるものである。また、常時接続配線３１ｂは、イグニッションスイッチの操作に関わらず、常時通電されているものである。
また、マイナス端子３２は、車両の車体（ボディ）に対して接地されている。

コントローラ４０は、操作スイッチ５０からの入力等に応じてアクチュエータユニット２０を制御し、パーキングブレーキケーブル２１の牽引力を変化させることによってパーキングブレーキ１０の制動力を変化させる電動パーキングブレーキ制御装置であって、ＥＣＵ４１、リレー４２、履歴保持メモリ４３を備えている。
ＥＣＵ４１は、操作スイッチ５０、車両側ユニット６０からの入力に応じて、パーキングブレーキ１０の制動要否を判断するとともに、後述する増し引き制御を行うＣＰＵを備えている。

リレー４２は、ＥＣＵ４１が出力する制御信号に応じて、アクチュエータユニット２０に対してその駆動電力を供給するものであって、パーキングブレーキ１０の制動状態から解除状態への移行、及び、解除状態から制動状態への移行を行うため、駆動電力の極性を反転させる機能を備えるとともに、アクチュエータユニット２０の駆動時以外は、アクチュエータユニット２０との導通を遮断した中立状態となっている。

履歴保持メモリ４３は、操作スイッチ５０を用いて入力される増し引き（制動力増加）操作によって設定されたパーキングブレーキケーブル２１の牽引力Ｆの履歴を保持する記憶装置である。ここで、増し引き操作及びこの履歴保持メモリ４３の機能については、後に詳しく説明する。

操作スイッチ５０は、運転者等のユーザがパーキングブレーキ１０の制動状態、解除状態のマニュアルによる選択操作、及び、後述する増し引き操作を入力する操作部であって、例えば車両の図示しないインストルメントパネルに装着された押しボタンスイッチを備えている。操作スイッチ５０は、その入力をコントローラ４０に伝達し、コントローラ４０は、これに応じてアクチュエータユニット２０に駆動電力を供給してパーキングブレーキ１０を駆動する。

車両側ユニット６０は、例えば、車両のエンジンを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、トランスミッション（変速機）を制御するトランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）、ＡＢＳ制御を含むＶＤＣ制御を行うＶＤＣ制御ユニット、車両のその他の電装品を統括的に制御する車両統合ユニットを備え、コントローラ４０と車載ＬＡＮの一種であるＣＡＮ通信システムを介して通信するものである。

車両側ユニット６０は、コントローラ４０に対して、例えば、エンジン回転数、アクセル開度、トランスミッションのシフトポジション、フットブレーキの操作状況、車輪の回転速度等の情報を逐次提供する。コントローラ４０は、自動作動モードにおいては、これらの入力に基づいて、車両が走行状態から停車状態に移行したと判断した場合には、パーキングブレーキ１０の制動要と判断し、アクチュエータユニット２０に駆動電力を供給してパーキングブレーキ１０を解除状態から制動状態に移行させる。一方、コントローラ４０は、車両が停車状態から走行状態に移行すると判断した場合には、パーキングブレーキ１０を制動状態から解除状態に移行させる。

次に、本実施例の電動パーキングブレーキ装置における増し引き制御について説明する。ここで、本明細書において、「増し引き」とは、マニュアル操作等によってパーキングブレーキ１０が初期制動力を発生する状態とされた後、さらにマニュアル操作によってパーキングブレーキケーブル２１の牽引力を増し、制動力を増加させることを指すものとする。
図３は、増し引き制御を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：スイッチ入力時間Ａ判断＞
先ず、パーキングブレーキ１０が実質的に制動力を発生しない解除状態にあり、運転者が操作スイッチ５０を操作（押しボタンを押圧）した場合、コントローラ４０は、操作スイッチ５０への入力操作が継続された時間を示すスイッチ入力時間Ａが、予め設定された時間Ｔ１よりも短いか否かを判断し、スイッチ入力時間Ａが時間Ｔ１よりも短い場合は、ステップＳ０２に進む。一方、スイッチ入力時間Ａが時間Ｔ１以上である場合は、ステップＳ０７に進む。

＜ステップＳ０２：通常作動（牽引力Ｆ＝初期牽引力Ｆｉ）＞
コントローラ４０は、アクチュエータユニット２０に駆動電力を供給し、パーキングブレーキケーブル２１を、パーキングブレーキ１０が所定の初期制動力を発生するために必要な牽引力Ｆｉによって牽引した状態とし、ステップＳ０３に進む。
この初期制動力は、例えば、図示しない傾斜センサによって検出される路面の勾配に対して車両の動き出しを防止するとともに、パーキングブレーキ１０やアクチュエータユニット２０等の機構部分に過大な負荷を発生させないことを考慮して予め設定されている。

＜ステップＳ０３：スイッチ再入力有無＞
コントローラ４０は、上述したステップＳ０１の終了後、所定の待機時間内に再度操作スイッチ５０への操作の入力があったか否かを判断し、入力があった場合はステップＳ０４に進み、入力がなかった場合はステップＳ０８に進む。

＜ステップＳ０４：スイッチ再入力時間Ｂ判断＞
コントローラ４０は、操作スイッチ５０への再入力操作が計測された時間を示すスイッチ再入力時間Ｂが、予め設定された時間Ｔ１よりも短いか否かを判断し、スイッチ再入力時間Ｂが時間Ｔ１よりも短い場合は、ステップＳ０５に進む。一方、スイッチ再入力時間ＢがＴ１以上である場合は、ステップＳ０７に進む。

＜ステップＳ０５：増し引き可否判断＞
コントローラ４０は、現在の牽引力Ｆに対して、予め設定された増加牽引力ΔＦを加算した増し引き後の見込み牽引力Ｆ＋ΔＦが、所定の最大牽引力Ｆｍａｘよりも小さいか否かを判断し、Ｆ＋ΔＦがＦｍａｘより小さい場合は、増し引き（制動力増加）を行う余地があるものとしてステップＳ０６に進む。一方、Ｆ＋ΔＦがＦｍａｘ以上となるときは、増し引き不可と判断してステップＳ０９に進む。
ここで、最大牽引力Ｆｍａｘは、パーキングブレーキ１０、アクチュエータユニット２０等の機械的強度や、アクチュエータユニット２０のＤＣモータの出力等に基づいて設定されるものであり、パーキングブレーキ１０の最大制動力が得られる牽引力である。
また、増加牽引力ΔＦは、最大牽引力Ｆｍａｘと初期牽引力Ｆｉとの差Ｆｍａｘ−Ｆｉよりも小さく設定され、例えば、Ｆｍａｘ−Ｆｉを複数のステップに分割した値に設定される。

＜ステップＳ０６：増し引き作動（第１の増し引き動作モード）＞
コントローラ４０は、アクチュエータユニット２０を制御して、パーキングブレーキケーブル２１の牽引力ＦをΔＦだけ増加させ、現在の牽引力Ｆ＋増加牽引力ΔＦを新たな牽引力ＦとしてステップＳ０３に戻り、それ以降の処理を繰返す。このように、牽引力Ｆをステップ状に増加させることによって、パーキングブレーキ１０が発生する制動力もステップ状に増加する。

＜ステップＳ０７：最大牽引力発生（第２の増し引き動作モード）＞
コントローラ４０は、アクチュエータユニット２０を制御して、パーキングブレーキケーブル２１が最大牽引力Ｆｍａｘにおいて牽引された状態として処理を終了する。
＜ステップＳ０８：牽引力保持＞
コントローラ４０は、パーキングブレーキケーブル２１が現在の牽引力Ｆ（＜Ｆｍａｘ）によって牽引された状態で保持されるようにアクチュエータユニット２０を制御し、処理を終了する。
＜ステップＳ０９：牽引力保持＞
コントローラ４０は、パーキングブレーキケーブル２１が現在の牽引力Ｆ（≒Ｆｍａｘ）によって牽引された状態で保持されるようにアクチュエータユニット２０を制御し、処理を終了する。

上述した増し引き制御の処理が終了後、コントローラ４０の履歴保持メモリ４３は、処理が終了した際のパーキングブレーキケーブル２１の牽引力Ｆに関するデータが蓄積される。
そして、コントローラ４０は、履歴保持メモリ４３に蓄積された従前の牽引力Ｆに基づいて、次回以降のパーキングブレーキ１０の作動において用いられる初期牽引力Ｆｉを補正する。これによって、次回の電動パーキングブレーキ作動時における初期制動力が補正される。
具体的には、操作スイッチ５０に所定時間Ｔ１よりも短時間の再入力操作がｎ回（ｎ：整数）以上行われ、処理終了時における牽引力ＦがＦｉ＋ｎ・ΔＦ以上となったケースがｍ回（ｍ：整数）以上あった場合は、Ｆｉ＋ｎ・ΔＦを新たな初期牽引力Ｆｉに設定する。

以上のように、本実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）操作スイッチ５０の操作回数に応じてステップ状に増し引きを行う第１の増し引き動作モードと、操作スイッチ５０の長押しによって最大制動力Ｆｍａｘまで増し引きを行う第２の増し引き動作モードを備えることによって、初期制動力に対して比較的小さい範囲で増し引きを行う場合には第１の増し引き動作モードを用いてきめ細かく制動力を設定することができる一方、急な坂道での駐車や、車両の認証試験、新車出荷時、整備時等に行われるサイドブレーキ試験等のように、極力大きい制動力が即座に要求される場合には、第２の増し引き動作モードを用いて、簡単な操作によって直ちに最大制動力を発生することができる。
このように用途に応じて異なった操作方法を用いることによって、最大制動力を得るための操作が煩雑になったり、きめ細かい制動力の設定が困難となることを防止し、簡単な操作によって所望の制動力を得ることができる。
また、電動パーキングブレーキのマニュアル操作と、これらの増し引き操作とを同じ操作スイッチ５０によって行っているから、操作部の構成を簡素化し、部品点数を低減することができる。
（２）従前に行われた増し引き制御の履歴に応じて、次回の電動パーキングブレーキ作動時における初期牽引力を補正する学習機能を備えることによって、運転者が電動パーキングブレーキを作動させる毎に同様の増し引き操作を入力する必要がなくなり、所望の制動力を得るための操作をより簡単にすることができる。
これによって、例えば経時変化等に起因するブレーキシューの摩擦係数μの変化や、傾斜センサのゲイン低下に起因して、実際の制動力が設計時等に想定した制動力よりも低下した場合であっても、運転者が増し引きを行ない、その履歴に応じて初期制動力が補正されることによって、以後の電動パーキングブレーキの作動時には初期から十分な制動力を得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例は、パーキングブレーキケーブルの牽引力に基づいて制動力を管理するものであったが、本発明はこれに限らず、他の手段によって制動力を管理するようにしてもよい。例えばアクチュエータの駆動電力や、発生出力に基づいて制動力を管理するようにしてもよい。
（２）実施例のパーキングブレーキは、フットブレーキ用のブレーキディスクの内径側に配置されたドラムを用いるものであるが、パーキングブレーキの形式は他の形式であってもよく、例えば、フットブレーキ用のディスクブレーキ及びドラムブレーキとその摩擦材を共用し、パーキングブレーキと一体化したものであってもよい。
（３）実施例のパーキングブレーキは、ボディ側に固定された電動アクチュエータを用い、パーキングブレーキケーブルを介してパーキングブレーキを駆動するものであったが、本発明はこれに限らず、例えば電動アクチュエータをホイールハブ側に設けてパーキングブレーキと一体化したいわゆるビルトイン型の電動パーキングブレーキにも適用することができる。
（４）初期制動力を従前の制動力増加の履歴に応じて補正する補正方法は、実施例のものに限定されず、他の方法であってもよい。例えば、前回の処理終了時の制動力をそのまま次回の初期制動力として利用してもよい。
（５）実施例は、マニュアル操作によって電動パーキングブレーキを作動させた後に制動力増加操作を行うものであるが、本発明はこれに限らず、車両の停車を検出して自動的にパーキングブレーキが作動した後に、さらに運転者等が増し引き操作を行う場合であっても適用することができる。この場合、自動作動時に例えば傾斜センサの出力等に基づいて設定された制動力を初期制動力とするとよい。

本発明を適用した電動パーキングブレーキ制御装置を含む電動パーキングブレーキ装置の実施例における機械的構成を示す概略図である。 図１の電動パーキングブレーキ装置の回路構成を示すブロック図である。 図１の電動パーキングブレーキ制御装置における増し引き制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ パーキングブレーキ
２０ アクチュエータユニット
２１ パーキングブレーキケーブル
３０ バッテリ
４０ コントローラ
４１ ＥＣＵ
４３ 履歴保持メモリ
５０ 操作スイッチ
６０ 車両側ユニット

Claims (3)

1. パーキングブレーキの制動力を変更する電動アクチュエータを制御して前記パーキングブレーキに所定の初期制動力を発生させるとともに、前記パーキングブレーキの制動力増加操作が入力される操作部からの入力に応じて前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から増加させる電動パーキングブレーキ制御装置において、
   前記操作部に入力された所定時間よりも短時間の操作の回数に応じて、前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から増加させる第１の動作モードと、
   前記操作部に入力された所定時間よりも長時間の操作に応じて、前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から最大制動力に増加させる第２の動作モードと
   を備えることを特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置。
2. 請求項１に記載の電動パーキングブレーキ制御装置において、
   従前に行われた前記第１の動作モードの履歴を保持する履歴保持部を備え、
   前記履歴に応じて前記初期制動力を補正すること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置。
3. パーキングブレーキの制動力を変更する電動アクチュエータを制御して前記パーキングブレーキに所定の初期制動力を発生させるとともに、前記パーキングブレーキの制動力増加操作が入力される操作部からの入力に応じて前記パーキングブレーキの制動力を前記初期制動力から増加させる電動パーキングブレーキ制御装置において、
   従前に行われた前記制動力増加の履歴を保持する履歴保持部を備え、
   前記履歴に応じて前記初期制動力を補正すること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置。
   
   

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