JP2009121372A - 電動パーキングブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動リリース機能を有する電動パーキングブレーキ装置において、パーキングブレーキ解除後に車両を円滑に発進させる。
【解決手段】発進判定部１０２は、ドライバーによる車両の発進意図の有無を判定する作動解除制御部１０４は、発進意図が有ると判定されたとき、アクチュエータ２６に対して駆動信号を送り後輪パーキングブレーキを作動または解除させる。マップ保持部１２４は、アクセルペダル開度に応じた目標エンジントルクを設定するためのマップとして、通常走行時用マップと、車両発進時のエンジントルクが通常走行時よりも大きなトルクとなるように設定された発進時用マップとを保持する。マップ選択部１０６は、パーキングブレーキが解除されるとき発進時用マップを選択する。目標トルク設定部１２２は、マップ選択部１０６により選択されたマップを使用して目標エンジントルクを設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は電動パーキングブレーキ装置に関する。

一般に自動車には、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パーキングブレーキが搭載されている。パーキング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、ドライバーによる操作スイッチ等の切り替えによりアクチュエータを駆動して、作動または解除を行う電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ：Electric Parking Brake）装置も採用されている。電動パーキングブレーキ装置は、ドライバーが操作スイッチを作動側にすると、アクチュエータが駆動されワイヤが巻き込まれてパーキングブレーキが作動し、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パーキングブレーキが解除される。

このような電動パーキングブレーキ装置によって、パーキングブレーキの操作が容易になると共に、パーキングブレーキの動作制御を電気的に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、ドライバーによるスイッチ操作がなくても、アクセルペダルを踏み込むと自動的にパーキングブレーキが解除される制御装置も知られている。後者の例として、特許文献１には、坂道発進する場合に、ドライバーがアクセルペダルを踏み込み坂道の傾斜角度に対応したエンジン回転数になると、パーキングブレーキが解除される電動パーキングブレーキの制御装置が開示されている。
特開２００６−３０６３００号公報

上述のようなパーキングブレーキの自動リリース機能（ＤＡＲ：Drive Away Release）を有する車両において、車両を発進させようとするときにアクセルペダルの踏み込み量が少ないと、エンジントルクが不足してエンスト（エンジンストール）を起こしたり、車両を円滑に発進できない場合がある。

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、自動リリース機能を有する電動パーキングブレーキ装置において、パーキングブレーキ解除後に車両を円滑に発進させる技術を提供することにある。

本発明のある態様は、電動パーキングブレーキ装置である。この装置は、アクチュエータにより作動および解除が行われるパーキングブレーキと、ドライバーによる車両の発進意図の有無を判定する発進判定部と、発進意図が有ると判定されたとき、前記アクチュエータに対して駆動信号を送り前記パーキングブレーキを解除させる作動解除制御部と、アクセルペダル開度に応じた目標エンジントルクを設定するためのマップとして、通常走行時用マップと、車両発進時のエンジントルクが通常走行時よりも大きなトルクとなるように設定された発進時用マップとを保持するマップ保持部と、前記パーキングブレーキが解除されるとき前記発進時用マップを選択するマップ選択部と、前記マップ選択部により選択されたマップを使用して目標エンジントルクを設定する目標トルク設定部と、を備える。

この態様によると、パーキングブレーキがドライバーの発進意図に基づいて自動解除される場合、車両の発進時に通常走行時よりも大きめのエンジントルクが発生するため、トルク不足が回避され円滑な発進が可能となる。

前記車両がマニュアルトランスミッション車である場合、前記マップ保持部は、アクセルペダルが踏み込み初めの領域にあるときのエンジントルクが、エンストが発生しない最低必要トルクを上回る値となるように設定された発進時用マップを保持してもよい。これにより、アクセルペダルの踏み込み量が少ないときでもエンストの発生を回避できる。

前記発進判定部はシフトレバーの位置を検出し、前記マップ保持部は、シフトレバー位置が前進であるときと後進であるときで異なる発進時用マップを保持しており、前記マップ選択部はシフトレバー位置に応じた発進用マップを選択してもよい。これにより、車両を前進で発進させるときと後進で発進させるときとで、異なるエンジントルクを発生させることができる。例えば、後進の場合にはより慎重な発進が求められるので、エンジントルクを前進よりも小さめに設定しておいてもよい。

前記マップ選択部は、車両が発進した後に前記通常走行時用マップを選択してもよい。これにより、通常走行時に意図しない大きなエンジントルクを発生することがなくなり、車両の燃費向上に貢献する。

本発明によれば、自動リリース機能を有する電動パーキングブレーキ装置において、パーキングブレーキ解除後に車両を円滑に発進させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置１０の構成図である。電動パーキングブレーキ装置１０は、車両の減速や停止などを行う油圧ブレーキ（図示せず）とともに車両に設けられる。

電動パーキングブレーキ装置１０は、アクチュエータ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パーキングブレーキ２０に接続されている。パーキングブレーキ２０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、パーキングブレーキ２０が作動して後輪に制動力が発生する。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、パーキングブレーキ２０が解除されて非制動状態になる。

アクチュエータ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パーキングブレーキ２０の制動状態を維持するために、電動パーキングブレーキ装置１０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、アクチュエータ２６が作動していなくてもパーキングブレーキ２０が解除されることはない。

ロックピン４０は、図示しない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、ソレノイド４２として構成される。ソレノイド４２は、ＥＰＢ ＥＣＵ１００からの駆動信号によって、ロックピン４０をロック片３２から離間させる方向に移動させる。これによって、パーキングブレーキ２０が解除される。

ＥＰＢ ＥＣＵ１００は、ＥＰＢスイッチ５８のオンオフに応じてパーキングブレーキの作動、解除を行う。エンジンＥＣＵ１２０は、車速、アクセル開度、車両加速度等に基づき、スロットル開度やイグナイタの点火時期、インジェクタからの燃料噴射量等を制御して、図示しないエンジンの回転数やエンジントルクを制御する。

車速センサ５０、シフト位置センサ５２、クラッチ開度センサ５４、アクセル開度センサ５６は、それぞれ車速、シフトレバー位置、クラッチペダル開度、およびアクセルペダル開度を検出し、検出信号をＥＰＢ ＥＣＵ１００およびエンジンＥＣＵ１２０に与える。

図２は、図１のＥＣＵ１００、１２０のうち本実施形態に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、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機械装置で実現でき、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。

ＥＰＢ ＥＣＵ１００は、発進判定部１０２、作動解除制御部１０４およびマップ選択部１０６を備え、パーキングブレーキ２０の作動および解除を制御する。
発進判定部１０２は、ドライバーによる車両の発進意図の有無を判定する。具体的には、各種センサから得られる車速、シフトレバー位置、クラッチペダル開度、アクセルペダル開度に基づき、ドライバーが車両の発進操作をしたか否かを判定する。
作動解除制御部１０４は、発進判定部１０２により発進意図があると判定されたとき、アクチュエータ２６およびソレノイド４２に対して駆動信号を送りパーキングブレーキを解除させる。また、作動解除制御部１０４は、ＥＰＢスイッチ５８のオンオフに応じてアクチュエータ２６またはソレノイド４２を駆動し、パーキングブレーキの作動、解除を行う。
マップ選択部１０６は、作動解除制御部１０４によるパーキングブレーキの解除がなされたとき、マップ選択フラグを変更する。具体的には、パーキングブレーキが作動している間はマップ選択フラグを「０」に、パーキングブレーキが解除されたときにはマップ選択フラグを「１」にセットする。このマップ選択フラグは、エンジンＥＣＵ１２０内の目標トルク設定部１２２に随時通信される。また、マップ選択部１０６は、車速センサ５０の検出値に基づき車両の発進が完了したことを確認すると、マップ選択フラグを「０」にセットし直す。

エンジンＥＣＵ１２０は、目標トルク設定部１２２とマップ保持部１２４とを含む。
マップ保持部１２４は、アクセルペダル開度に応じた目標エンジントルクを設定するためのマップとして、通常走行時用マップと、車両発進時のエンジントルクが通常走行時よりも大きなトルクとなるように設定された発進時用マップとを保持する。なお、マップ保持部１２４は、車両の置かれた状況に応じて異なる種類のマップを三つ以上保持していてもよい。
目標トルク設定部１２２は、マップ選択部１０６により指示されたマップを参照し、アクセル開度センサ５６により検出されたアクセルペダル開度に対応する目標エンジントルクを設定する。目標トルク設定部１２２は、マップ選択フラグが「０」であるときは通常走行時用マップを、マップ選択フラグが「１」であるときは発進時用マップを選択する。なお、マップはアクセルペダル開度のみで目標エンジントルクが決まる二次元マップでもよいし、図示しない回転数センサで検出されたエンジン回転数とアクセルペダル開度で目標エンジントルクが決まる三次元マップでもよい。
エンジンＥＣＵ１２０は、この目標エンジントルクに基づき、インジェクタの目標噴射量やスロットルの目標開度等を制御する。このようなエンジン制御の手法は周知なので、本明細書では詳細な説明を省略する。

図３は、本実施形態によるパーキングブレーキ解除時の制御を示すフローチャートである。
まず、発進判定部１０２は、パーキングブレーキが作動しているか、すなわちパーキングブレーキがロックされているか否かを判定する（Ｓ１０）。この判定は、例えば作動解除制御部１０４がパーキングブレーキの作動、解除に対応して変更するフラグをチェックしてもよい。または、ロック片３２の近傍に変位センサを設けておき、ロック片の基準位置からの変位量に基づいてパーキングブレーキの作動または解除を判定してもよい。

パーキングブレーキが解除されている場合（Ｓ１０のＮ）、マップ選択フラグは「０」のままとされる（Ｓ１８）。パーキングブレーキが作動している場合、すなわちパーキングブレーキがロックされている場合（Ｓ１０のＹ）、発進判定部１０２は車速センサ５０の検出値に基づき車両が停止しているか否かを判定する（Ｓ１２）。車両が停止していれば（Ｓ１２のＹ）、発進判定部１０２はドライバーによる発進操作がなされたか否かを判定する（Ｓ１４）。具体的には、シフトレバー位置が一速であり、クラッチペダルが係合方向に動き、かつアクセルペダル開度がしきい値以上となったとき、ドライバーの発進意図があると判定する。これら全てが同時に満たされたときに発進意図ありと判定してもよいし、任意の一つまたは二つの条件が成立したときに発進意図ありと判定してもよい。

発進意図ありと判定されると（Ｓ１４のＹ）、作動解除制御部１０４はアクチュエータ２６およびソレノイド４２に対して指令を出してパーキングブレーキを解除し、マップ選択部１０６はマップ選択フラグを「１」にセットする（Ｓ１６）。
車両が停止していないか（Ｓ１２のＮ）、またはドライバーに発進の意図がない（Ｓ１４のＮ）と判定されると、マップ選択部１０６はマップ選択フラグを「０」にセットする（Ｓ１８）。

図４（ａ）は、目標トルク設定部１２２のフローチャートである。目標トルク設定部１２２は、ＥＰＢ ＥＣＵ１００から送信されたマップ選択フラグが「１」であるか否かを判定する（Ｓ２０）。そして、マップ選択フラグが「１」の場合は発進時用マップ（Ｓ２２）、「０」の場合には通常走行時用マップ（Ｓ２４）を使用して、アクセルペダル開度に基づく目標トルクを設定する。

図４（ｂ）は、通常走行時用マップと発進時用マップの具体例である。図示するように、横軸がアクセルペダルの開度であり、縦軸が目標エンジントルクを示す。
一般に、アクセルペダル開度が比較的小さい領域の目標エンジントルクは、停車時の燃費を向上させるために低めに抑えてある。しかし、パーキングブレーキを解除した直後の車両は、走行を停止した直後の車両と比較するとタイヤが回転しにくくなっており、発進にはより大きなトルクが必要になる。
図示するように、発進時用マップは、アクセルペダル開度が踏み込み始めの比較的小さい領域で、通常走行時用マップよりも目標トルクが大きくなるように設定されている。この結果、ドライバーのアクセルペダル踏み込み量が少ない場合でも通常走行時よりも大きめのエンジントルクが発生する。
発進時用マップのトルクは、例えばシフトレバーが一速の位置にあるときエンストが発生しない程度のトルクに設定する。このようなトルクの下限値は、変速装置の特性等から算出することができる。

また、図４（ｂ）から分かるように、アクセルペダル開度が比較的大きい範囲では、発進時用マップの目標エンジントルクは通常走行時用マップと変わらないので、発進時にアクセルペダルを大きく踏み過ぎた場合でもトルクが出過ぎて車輪が空回りするようなこともない。

以上説明したように、本実施の形態によれば、パーキングブレーキがドライバーの発進意図に基づいて自動解除される場合、車両の発進時に通常走行時よりも大きめのエンジントルクが発生するため、アクセルペダルの踏み込み量が少ないときでもトルク不足が回避され円滑な発進が可能となる。また、車両がマニュアルトランスミッション車である場合、アクセルペダルが踏み込み初めの領域にあるときのエンジントルクが、エンストの発生しない最低必要トルクを上回る値となるように設定された発進時用マップを使用することで、アクセルペダルの踏み込み量が少ないときでもエンストの発生を回避できる。

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組合せ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せなどの変形例もまた、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。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

実施の形態では、マップ保持部はアクセルペダル開度に応じてエンジントルクを設定するマップを保持していたが、目標エンジン出力を設定するマップを保持していてもよい。

実施の形態では、発進判定部はシフトレバーが一速の位置にあるときにドライバーの発進意図があると判定したが、バックの位置にあるときにもドライバーの発進意図があると判定してもよい。また、マップ保持部は、シフトレバーがバック位置にあるときに選択されるバック時用マップを保持していてもよい。前進と後進のいずれの場合でも、同一の発進時用マップを使用してもよい。

本発明の一実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置の構成図である。 図１のＥＣＵ１００、１２０のうち本実施形態に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。 一実施形態によるパーキングブレーキ解除時の制御を示すフローチャートである。 （ａ）は目標トルク設定部のフローチャートであり、（ｂ）は通常走行時用マップと発進時用マップの具体例を示す図である。

符号の説明

１０ 電動パーキングブレーキ装置、 ２０ パーキングブレーキ、 ２６ アクチュエータ、 ２８ 巻上装置、 ３０ ワイヤ、 ３１ ワイヤ、 ３２ ロック片、 ４０ ロックピン、 ４２ ソレノイド、 ５０ 車速センサ、 ５２ シフト位置センサ、 ５４ クラッチ開度センサ、 ５６ アクセル開度センサ、 ５８ ＥＰＢスイッチ、 １００ ＥＰＢ ＥＣＵ、 １０２ 発進判定部、 １０４ 作動解除制御部、 １０６ マップ選択部、 １２０ エンジンＥＣＵ、 １２２ 目標トルク設定部、 １２４ マップ保持部。

Claims (4)

1. アクチュエータにより作動および解除が行われるパーキングブレーキと、
   ドライバーによる車両の発進意図の有無を判定する発進判定部と、
   発進意図が有ると判定されたとき、前記アクチュエータに対して駆動信号を送り前記パーキングブレーキを解除させる作動解除制御部と、
   アクセルペダル開度に応じた目標エンジントルクを設定するためのマップとして、通常走行時用マップと、車両発進時のエンジントルクが通常走行時よりも大きなトルクとなるように設定された発進時用マップとを保持するマップ保持部と、
   前記パーキングブレーキが解除されるとき前記発進時用マップを選択するマップ選択部と、
   前記マップ選択部により選択されたマップを使用して目標エンジントルクを設定する目標トルク設定部と、
   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。
2. 前記車両はマニュアルトランスミッション車であり、
   前記マップ保持部は、アクセルペダルが踏み込み初めの領域にあるときのエンジントルクが、エンストが発生しない最低必要トルクを上回る値となるように設定された発進時用マップを保持することを特徴とする請求項１に記載の電動パーキングブレーキ装置。
3. 前記発進判定部はシフトレバーの位置を検出し、
   前記マップ保持部は、シフトレバー位置が前進であるときと後進であるときで異なる発進時用マップを保持しており、
   前記マップ選択部はシフトレバー位置に応じた発進用マップを選択することを特徴とする請求項１または２に記載の電動パーキングブレーキ装置。
4. 前記マップ選択部は、車両が発進した後に前記通常走行時用マップを選択することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動パーキングブレーキ装置。

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