JP2019043267A - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両走行時の電動パーキングブレーキ装置の作動による車輪ロックを効果的に抑止する。【解決手段】モータ４１の駆動を制御して電動パーキングブレーキ装置４０を作動させる制御部１４０を備え、制御部１４０は、車両走行中に電動パーキングブレーキ装置４０を作動させる場合には、車両１の減速度を予め設定した目標減速度にする第１のケーブル引き力でモータ４１にケーブル４２を引かせる第１の処理と、第１の処理の後、車輪がロックすると、モータ４１にケーブル４２を戻させる第２の処理と、第２の処理の後、車輪がロックから回復すると、第１のケーブル引き力よりも小さい第２のケーブル引き力でモータ４１にケーブル４２を引かせる第３の処理とを実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、制御装置及び制御方法に関し、特に、車両に搭載された電動パーキングブレーキ装置の制御装置及び制御方法に関する。

従来、運転者のスイッチ操作に応じてアクチェータとしての電動モータが駆動してブレーキケーブルを引き、ブレーキケーブルの引きに伴いブレーキシューがドラムに押圧されることにより車輪に制動力を付与する電動パーキングブレーキ装置が広く実用化されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１４−２０５３９１号公報 特開２０１３−２２６８５０号公報

ところで、電動パーキングブレーキ装置は、車両停車時のみならず、緊急時等は車両走行中であっても運転者の操作に応じて適宜作動させることができる。このため、例えば、車両走行時に電動パーキングブレーキ装置を作動させると、車輪に付与される制動力によってタイヤが路面に対するグリップを失い、車輪の回転がほぼ停止する所謂車輪ロックを引き起こすことで、車両がスピンしてしまう場合がある。

本開示の技術は、車両走行時の電動パーキングブレーキ装置の作動による車輪ロックを効果的に抑止することを目的とする。

本開示の装置は、アクチュエータの駆動によりケーブルを引くことにより車両に制動力を付与する電動パーキングブレーキ装置の制御装置であって、前記車両の走行又は停止を取得する取得手段と、前記車両の車輪がロック状態にあるか否かを判定する判定手段と、前記アクチュエータの駆動を制御して前記電動パーキングブレーキ装置を作動させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記取得手段により前記車両の走行が取得されている状態で前記電動パーキングブレーキ装置を作動させる場合には、前記車両の減速度を予め設定した目標減速度にする第１のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第１の処理と、該第１の処理の後、前記判定手段により前記車輪がロック状態と判定されると、前記アクチュエータに前記ケーブルを所定量戻させる第２の処理と、該第２の処理の後、前記判定手段により前記車輪がロック状態にないと判定されると、前記第１のケーブル引き力よりも小さい第２のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第３の処理と、を実行することを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記第３の処理の後、前記取得手段により前記車両の停車が取得されるよりも前に、前記判定手段により前記車輪がロック状態と判定されると、前記アクチュエータに前記ケーブルを所定量戻させる戻し処理と、該戻し処理の後、前記判定手段により前記車輪がロック状態にないと判定されると、該戻し処理の直前のケーブル引き力よりも小さい引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる引き処理とを、前記車両が停車するまで繰り返し実行することが好ましい。

本開示の方法は、アクチュエータの駆動によりケーブルを引くことにより車両に制動力を付与する電動パーキングブレーキ装置の制御方法であって、前記車両の走行中に前記電動パーキングブレーキ装置を作動させる場合には、前記車両の減速度を予め設定した目標減速度にする第１のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第１の処理と、該第１の処理の後、前記車両の車輪がロック状態になると、前記アクチュエータに前記ケーブルを所定量戻させる第２の処理と、該第２の処理の後、前記車輪がロック状態から回復すると、前記第１のケーブル引き力よりも小さい第２のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第３の処理と、を実行することを特徴とする。

また、前記第３の処理の後、前記車両が停車するよりも前に、前記車輪がロック状態になると、前記アクチュエータに前記ケーブルを所定量戻させる戻し処理と、該戻し処理の後、前記車輪がロック状態から回復すると、該戻し処理の直前のケーブル引き力よりも小さい引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる引き処理とを、前記車両が停車するまで繰り返し実行することが好ましい。

本開示の技術によれば、車両走行時の電動パーキングブレーキ装置の作動による車輪ロックを効果的に抑止することができる。

本発明の一実施形態に係る車両を示す模式的な全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る車両制動制御を説明するタイミングチャート図である。 本発明の一実施形態に係る車両制動制御を説明するフローチャート図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る制御装置及び制御方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置４０を搭載した車両１を示す模式的な全体構成図である。車両１には、駆動源の一例としてエンジン１０が搭載されている。エンジン１０には、クラッチ装置１１を介して変速機１２が接続されている。変速機１２には、プロペラシャフト１３、デファレンシャルギヤ１４、左右の駆動軸１５Ｌ，Ｒを介して左右後輪（左右駆動輪）１６Ｌ，Ｒがそれぞれ接続されている。また、車両１は、左右前輪（左右従動輪）１７Ｌ，Ｒ、車輪速センサ２０〜２３、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ１００）等を備えている。

電動パーキングブレーキ装置４０は、左右駆動輪１６Ｌ，Ｒに制動力を付与するもので、アクチュエータとしての電動モータ４１と、ブレーキケーブル４２と、パーキングブレーキ機構４３と、運転室に設けられた操作レバー４４とを備えている。

電動モータ４１は、ブレーキケーブル４２の引き作動や戻し作動を行うものであり、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。電動モータ４１の駆動は、ＥＣＵ１００から入力される駆動指示信号に応じて制御される。ブレーキケーブル４２は、例えば、ワイヤーケーブルであって、一端側を電動モータ４１に接続されると共に、他端側をパーキングブレーキ機構４３に接続されている。

パーキングブレーキ機構４３は、例えば、センターブレーキ式のドラムブレーキであって、変速機１２直後方のプロペラシャフト１３に設けられている。パーキングブレーキ機構４３は、運転者による操作レバー４４のＯＮ操作に応じて電動モータ４１が駆動し、電動モータ４１がブレーキケーブル４２を引くと、これに伴い不図示のブレーキシューがドラムに押圧されることによりプロペラシャフト１３を拘束し、左右駆動輪１６Ｌ，Ｒに制動力を付与するように構成されている。なお、パーキングブレーキ機構４３は図示例のセンターブレーキ式に限定されず、左右駆動輪１６Ｌ，Ｒにそれぞれ内蔵された常用ブレーキ機構と兼用或は、該常用ブレーキ機構とは個別に内蔵された構成であってもよい。

左後車輪速センサ２０は、左後輪１６Ｌの車輪速度（以下、左後車輪速度Ｖ_ＲＬ）を検出する。右後車輪速センサ２１は、右後輪１６Ｒの車輪速度（以下、右後車輪速度Ｖ_ＲＲ）を検出する。左前車輪速センサ２２は、左前輪１７Ｌの車輪速度（以下、左前車輪速度Ｖ_ＦＬ）を検出する。右前車輪速センサ２３は、右前輪１７Ｒの車輪速度（以下、右前車輪速度Ｖ_ＦＲ）を検出する。これら各車輪速センサ２０〜２３のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ１００に入力される。

ＥＣＵ１００は、車両１の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。また、ＥＣＵ１００は、図２に示すように、左右後輪平均速度演算部１１０と、左右前輪平均速度演算部１２０と、ロック状態判定部１３０と、車両制動制御部１４０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

左右後輪平均速度演算部１１０は、左右後輪（左右駆動輪）１６Ｌ，Ｒの平均速度である左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}を演算する。より具体的には、左右後輪平均速度演算部１１０は、左後車輪速センサ２０から入力される左後車輪速度Ｖ_ＲＬ及び、右後車輪速センサ２１から入力される右後車輪速度Ｖ_ＲＲに基づき、以下の数式（１）に従って左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}を演算する。

左右前輪平均速度演算部１２０は、左右前輪（左右従動輪）１７Ｌ，Ｒの平均速度である左右前輪平均速度Ｖ_{Ｆ＿Ａｖｅ}を演算する。より具体的には、まず、左右前輪平均速度演算部１２０は、左前車輪速センサ２２から入力される左前車輪速度Ｖ_ＦＬ及び、左右後輪平均速度演算部１１０から入力される左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}に基づき、以下の数式（２）に従って、これら左前車輪速度Ｖ_ＦＬと左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}との差である左前車輪速度差ΔＶ_ＦＬを演算する。

また、左右前輪平均速度演算部１２０は、右前車輪速センサ２３から入力される右前車輪速度Ｖ_ＦＲ及び、左右後輪平均速度演算部１１０から入力される左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}に基づき、以下の数式（３）に従って、これら右前車輪速度Ｖ_ＦＲと左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}との差である右前車輪速度差ΔＶ_ＦＲを演算する。

さらに、左右前輪平均速度演算部１２０は、左右後輪平均速度演算部１１０から入力される左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}、上記数式（２）から求めた左前車輪速度差ΔＶ_ＦＬ及び、上記数式（３）から求めた右前車輪速度差ΔＶ_ＦＲに基づき、以下の数式（４）に従って左右前輪平均速度Ｖ_{Ｆ＿Ａｖｅ}を演算する。

ロック状態判定部１３０は、各演算部１１０，１２０にて演算された左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}及び、左右前輪平均速度Ｖ_{Ｆ＿Ａｖｅ}に基づいて車輪がロック状態にあるか否かを判定する。より具体的には、車輪ロック判定部１３０は、（１）左右後輪平均速度Ｖ_{Ｒ＿Ａｖｅ}が所定の下限閾値（例えば、左右後輪１６Ｌ，Ｒがほぼ停止している状態を示すゼロに近い数値）以下であり、且つ、（２）左右前輪平均速度Ｖ_{Ｆ＿Ａｖｅ}が０よりも大きい場合に、車輪をロック状態と判定する。

車両制動制御部１４０は、車両１の走行中に操作レバー４４がＯＮ操作されると、電動パーキングブレーキ装置４０の作動を制御して車両１を停車させる車両制動制御を実施する。以下、車両制動制御の詳細を図３のタイミングチャートに基づいて説明する。

まず、車両走行中（車速Ｖ＞０）の時刻ｔ０にて、操作レバー４４がＯＮ操作されると、車両制動制御部１４０は、車両１の減速度を予め設定された目標減速度にするケーブル引き力Ｆ_１でブレーキケーブル４２が引かれるように、電動モータ４１に駆動指示信号を出力する。電動モータ４１の駆動によりブレーキケーブル４２がケーブル引き力Ｆ_１で引かれると、パーキングブレーキ機構４３の作動により車速Ｖは次第に低下する。

次いで、時刻ｔ１にて、ロック状態判定部１３０により車輪がロック状態と判定されると、車両制動制御部１４０は、その時のケーブル引き力Ｆ_１をＥＣＵ１００のメモリに記憶すると共に、電動モータ４１にブレーキケーブル４２を所定量ほど戻させる駆動指示信号を出力する。ブレーキケーブル４２が戻されると、車両のロック状態は次第に回復する。

次いで、時刻ｔ２にて車輪がロック状態から回復すると、車両制動制御部１４０は、時刻ｔ１にて記憶した１回目のケーブル引き力Ｆ_１よりも小さいケーブル引き力Ｆ_２（＜Ｆ_１）でブレーキケーブル４２が引かれるように、電動モータ４１に駆動指示信号を出力する。このように、２回目は、車輪ロックを引き起こし得る１回目のケーブル引き力Ｆ_１よりも小さいケーブル引き力Ｆ_２でブレーキケーブル４２を引くことにより、車輪ロックを効果的に抑制しつつ、車両１は次第に減速される。

以降、車速Ｖがゼロとなる車両停車の時刻ｔｎに至るまで、車輪がロック状態と判定されと、ブレーキケーブル４２を戻し、車輪がロック状態から回復すると、前回のケーブル引き力Ｆ_ｎ−1よりも小さいケーブル引き力Ｆ_ｎ（＜Ｆ_ｎ−１）でブレーキケーブル４２を引く処理が繰り返し実行される。

このように、ブレーキケーブル４２を引くことにより車輪がロック状態になると、ブレーキケーブル４２を戻し、車輪がロック状態から回復すると、前回よりも小さい引き力でブレーキケーブル４２を引く処理を、車両１が停車するまで繰り返し実行することにより、車輪ロックを効果的に抑制しつつ、車両１を安全に停車させることが可能になる。

次に、図４に基づいて、本実施形態に係る車両制動制御のフローを説明する。

ステップＳ１００では、各車輪速センサ２０〜２３のセンサ値又は、図示しない車速センサ等のセンサ値に基づいて、車両１が走行中であるか否かを判定する。車両１が走行中の場合（肯定）、本制御はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、操作レバー４４がＯＮ操作されているか否かを判定する。操作レバー４４がＯＮ操作されている場合（肯定）、本制御はステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、電動モータ４１に駆動指示信号を出力し、車両１の減速度を予め設定された目標減速度とするケーブル引き力Ｆ_１でブレーキケーブル４２を引く。

ステップＳ１３０では、車速Ｖが０に達したか否かを判定し、肯定（車両停車）の場合、本制御は終了する。一方、否定の場合、本制御はステップＳ１４０に進んで車輪がロック状態にあるか否かを判定する。ステップＳ１４０にて肯定（ロック状態）であれば、ステップＳ１５０に進み、ケーブル引き力Ｆ_１をＥＣＵ１００のメモリに記憶し、さらに、ステップＳ１６０に進んで、車輪をロック状態から回復させるべくブレーキケーブル４２を所定量戻す。なお、これら各ステップＳ１５０，１６０の処理は順不同であり、これらの処理を同時に行ってもよい。

ステップＳ１７０では、車輪のロック状態が回復したか否かを判定する。車輪のロック状態が回復している場合（肯定）、本制御はステップＳ１８０に進み、前回のケーブル引き力よりも小さいケーブル引き力Ｆ_ｎでブレーキケーブル４２を引く。

ステップＳ１９０では、車速Ｖが０に達したか否かを判定し、肯定の場合、本制御は終了する。一方、否定の場合、本制御はステップＳ２００に進んで車輪がロック状態にあるか否かを判定する。ステップＳ２００にて肯定（ロック状態）であれば、本制御はステップＳ２１０に進み、ケーブル引き力Ｆ_ｎをＥＣＵ１００のメモリに記憶し、ステップＳ２２０にてカウント値を加算した後、ステップＳ１６０に戻される。すなわち、車両１が停車（車速Ｖ＝０）するまで、ブレーキケーブル４２を引いては戻し、戻しては引く処理を繰り返し実行する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、車両１の走行中に操作レバー４４がＯＮ操作されると、車両１の減速度を予め設定された目標減速度とするケーブル引き力Ｆ_１でブレーキケーブル４２を引くと共に、車輪がロックするとブレーキケーブル４２を戻し、車輪がロックから回復すると、１回目よりも小さいケーブル引き力Ｆ_２でブレーキケーブル４２を引き、以降、車両１が停車するまで、ブレーキケーブル４２を引いては戻し、戻しては引く処理を繰り返し実行するように構成されている。これにより、車輪ロックを効果的に抑制しつつ、車両１を安全に停車させることが可能になる。また、ブレーキケーブル４２を単にステップ状に引く場合に比べ、車輪ロックを効果的に抑制しながら車両１に制動力を効果的に付与することが可能になり、車両１の制動距離を確実に短くすることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態において、電動パーキングブレーキ装置４０は、アクチュエータとして電動モータ４１を備えるものとして説明したが、ブレーキケーブル４２を引き／戻し可能なアクチュエータであれば、他の構成であってもよい。また、車両１は後輪駆動車として説明したが、前輪駆動車であってもよい。また、車両１は駆動源としてエンジン１０を備えるものに限定されず、走行用モータ等を備えるハイブリッド車両であってもよい。また、車輪のロック状態の判定は、上記実施形態の手法に限定されず、他の判定手法を用いてもよい。

１ 車両
１０ エンジン
１１ クラッチ
１２ 変速機
１３ プロペラシャフト
１４ デファレンシャルギヤ
１５Ｌ，Ｒ 左右駆動軸
１６Ｌ，Ｒ 左右後輪（左右駆動輪）
１７Ｌ，Ｒ 左右前輪（左右従動輪）
２０ 左後車輪速センサ
２１ 右後車輪速センサ
２２ 左前車輪速センサ
２３ 右前車輪速センサ
４０ 電動パーキングブレーキ装置
４１ 電動モータ
４２ ブレーキケーブル
４３ パーキングブレーキ機構
４４ 操作レバー
１００ ＥＣＵ
１１０ 左右後輪平均速度演算部
１２０ 左右前輪平均速度演算部
１３０ ロック状態判定部
１４０ 車両制動制御部

Claims (4)

1. アクチュエータの駆動によりケーブルを引くことにより車両に制動力を付与する電動パーキングブレーキ装置の制御装置であって、
   前記車両の走行又は停止を取得する取得手段と、
   前記車両の車輪がロック状態にあるか否かを判定する判定手段と、
   前記アクチュエータの駆動を制御して前記電動パーキングブレーキ装置を作動させる制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記取得手段により前記車両の走行が取得されている状態で前記電動パーキングブレーキ装置を作動させる場合には、前記車両の減速度を予め設定した目標減速度にする第１のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第１の処理と、該第１の処理の後、前記判定手段により前記車輪がロック状態と判定されると、前記アクチュエータに前記ケーブルを所定量戻させる第２の処理と、該第２の処理の後、前記判定手段により前記車輪がロック状態にないと判定されると、前記第１のケーブル引き力よりも小さい第２のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第３の処理と、を実行する
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記制御手段は、前記第３の処理の後、前記取得手段により前記車両の停車が取得されるよりも前に、前記判定手段により前記車輪がロック状態と判定されると、前記アクチュエータに前記ケーブルを所定量戻させる戻し処理と、該戻し処理の後、前記判定手段により前記車輪がロック状態にないと判定されると、該戻し処理の直前のケーブル引き力よりも小さい引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる引き処理とを、前記車両が停車するまで繰り返し実行する
   請求項１に記載の制御装置。
3. アクチュエータの駆動によりケーブルを引くことにより車両に制動力を付与する電動パーキングブレーキ装置の制御方法であって、
   前記車両の走行中に前記電動パーキングブレーキ装置を作動させる場合には、前記車両の減速度を予め設定した目標減速度にする第１のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第１の処理と、該第１の処理の後、前記車両の車輪がロック状態になると、前記アクチュエータに前記ケーブルを所定量戻させる第２の処理と、該第２の処理の後、前記車輪がロック状態から回復すると、前記第１のケーブル引き力よりも小さい第２のケーブル引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる第３の処理と、を実行する
   ことを特徴とする制御方法。
4. 前記第３の処理の後、前記車両が停車するよりも前に、前記車輪がロック状態になると、前記アクチュエータに前記ケーブルを戻させる戻し処理と、該戻し処理の後、前記車輪がロック状態から回復すると、該戻し処理の直前のケーブル引き力よりも小さい引き力で前記アクチュエータに前記ケーブルを引かせる引き処理とを、前記車両が停車するまで繰り返し実行する
   請求項３に記載の制御方法。

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