JP4855873B2 - 電動パーキングブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に設け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ペダルによる操作に対して労力が低減される。

電動パーキングブレーキは、過不足のない制動力を発生させるために、アクチュエータの駆動力を適切に制御することが要求される。
従来、電動パーキングブレーキは、アクチュエータに通電される電流の上限値を設定し、アクチュエータの駆動中に電流が上限値に達した場合に電力供給を停止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−６７４０９号公報

しかし、電流値に基づいてアクチュエータの駆動制御を行う従来技術の場合、車両が低温下で使用される場合は、電気特性の変化や、アクチュエータ、駆動機構等に使用されるグリス等の硬化によって、アクチュエータの負荷が増加し、設定された電流値まで電力を供給しても所定の制動力が得られない場合がある。
本発明の課題は、低温下においてもアクチュエータの駆動制御を適切に行う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、排気系の近傍に配置されパーキングブレーキを駆動する電動アクチュエータを制御する電動パーキングブレーキ制御装置において、前記電動アクチュエータに電力を供給するとともに、前記電動アクチュエータに通電される電流が設定電流値に達した際に前記電力の供給を停止する電力供給部と、外気温及び排気温度に基づいて前記電動アクチュエータにおける雰囲気温度に相関するパラメータを検出する雰囲気温度検出部と、前記雰囲気温度検出部の出力に基づいて、前記電力供給部における前記設定電流値を変更する設定電流値変更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制御装置である。
請求項２の発明は、エンジンルームに配置されパーキングブレーキを駆動する電動アクチュエータを制御する電動パーキングブレーキ制御装置において、前記電動アクチュエータに電力を供給するとともに、前記電動アクチュエータに通電される電流が設定電流値に達した際に前記電力の供給を停止する電力供給部と、外気温及びエンジン冷却水の水温に基づいて前記電動アクチュエータにおける雰囲気温度に相関するパラメータを検出する雰囲気温度検出部と、前記雰囲気温度検出部の出力に基づいて、前記電力供給部における前記設定電流値を変更する設定電流値変更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制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電動パーキングブレーキ制御装置において、前記設定電流値変更部は、前記雰囲気温度に相関するパラメータが所定の低温条件を充足した場合に、前記設定電流値を増加させ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４の発明は、請求項３に記載の電動パーキングブレーキ制御装置において、前記設定電流値変更部は、前記雰囲気温度に相関するパラメータが所定の低温条件を充足した場合に、前記設定電流値を前記雰囲気温度に相関するパラメータに基づいて設定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、電動アクチュエータにおける雰囲気温度に相関するパラメータに基づいて設定電流値を変更しているから、常温時と同じ設定電流値では所定の制動力が得られない低温状態においては、設定電流値を向上することによって十分なアクチュエータ出力及びパーキングブレーキの制動力を確保し、アクチュエータの駆動制御を適切に行うことができる。

本発明は、低温下においてもアクチュエータの駆動制御を適切に行う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、外気温、及び、外気温とアクチュエータ雰囲気温度との差に基づいて、低温状態であると判断された場合には設定電流値を増加することによって解決した。

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、実施例の電動パーキングブレーキ装置の構成を示すブロック図である。

実施例において、車両は例えば乗用車等の自動車である。
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、警告灯７０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、車両の例えばラゲッジフロア部の床下側に固定されている。
アクチュエータユニット２０は、例えば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を解除状態とするボーデンケーブルである。

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への電力供給を制御して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、この牽引ストロークを検出する図示しないストロークセンサを備えている。

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等の各電装品に配線（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１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（ラン）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、コントローラ４０のＥＣＵ４１等における各種データの保持等に用いられるものである。
また、マイナス端子３２は、車両の車体の金属部分に対して接地されている。

コントローラ４０は、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の解除状態と制動状態とを切換え、またそ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、Ｇセンサ４３、アクチュエータ温度センサ４４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、傾斜路に停車する場合等に制動力を増加させる増し引き制御を行うＣＰＵを備えている。
また、ＥＣＵ４１は、リレー４２を介してアクチュエータユニット２０へ供給される電力の電流値を検出する機能を備えている。
さらに、ＥＣＵ４１は、後述するように外気温センサ６２及びアクチュエータ温度センサ４４の出力に基づいて、アクチュエータユニット２０へ通電される電流の閾値である設定電流値を変更する設定電流値変更部としても機能する。

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電力供給部であって、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。

Ｇセンサ４３は、車両の前後方向における実際の加速度を検出する加速度センサを備え、その出力をＥＣＵ４１に入力するものである。

アクチュエータ温度センサ４４は、アクチュエータユニット２０の近傍に配置され、アクチュエータユニット２０が設置される環境の雰囲気温度を検出し、ＥＣＵ４１に伝達するものである。

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、増し引き操作、さらに、オートモードの選択操作等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制御を含む車両操安性制御を行う操安制御ユニット、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って、車速センサ６１、外気温センサ６２を備えている。

車速センサ６１は、例えばホイールハブ部に備えられ、車輪とともに回転するトーンホイールの回転速度に応じた車速パルス信号を出力することによって、車両の走行速度（車体速度）の検出に用いられるものである。ここで、車速センサ６１は、その検出下限速度以上の速度においては、車速に応じた車速パルス信号を発生する。

外気温センサ６２は、車両の外気温を検出するものであって、例えば、オートエアコンディショナの制御等に用いられるものである。

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、スロットル開度、エンジン冷却水の水温、排気温度、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（ブレーキランプスイッチ信号）、車両の速度（車速）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へ移行させる。
一方、コントローラ４０は、車両が走行状態から停車状態へ移行したと判断（停車判定）した場合には、パーキングブレーキ１０の制動が必要と判断し、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。

警告灯７０は、例えば図示しないインストルメントパネルの計器盤に設けられ、電動パーキングブレーキ装置の作動状態やエラーの発生等に応じて、コントローラ４０からの信号によって点灯するものである。

次に、上述した電動パーキングブレーキ装置におけるアクチュエータの駆動電流制御について説明する。
図２は、アクチュエータの駆動電流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：外気温Ｔ１判断＞
ＥＣＵ４１は、外気温センサ６２が検出した車両の外気温Ｔ１を所定の設定値Ａと比較し、外気温Ｔ１が設定値Ａ以下であるときはステップＳ０２に進み、外気温Ｔ１が設定値Ａより大きいときはステップＳ０５に進む。

＜ステップＳ０２：外気温Ｔ１−雰囲気温度Ｔ２判断＞
ＥＣＵ４１は、外気温Ｔ１からアクチュエータ温度センサ４４が検出したアクチュエータの雰囲気温度Ｔ２を減じた値を所定の設定値Ｂと比較し、外気温Ｔ１−雰囲気温度Ｔ２が設定値Ｂ以下であるときは、所定の低温条件が充足したものとしてステップＳ０３に進み、外気温Ｔ１−雰囲気温度Ｔ２が設定値Ｂより大きいときは、低温条件が充足しないものとしてステップＳ０１に戻る。

＜ステップＳ０３：設定電流値可変モード＞
ＥＣＵ４１は、アクチュエータユニット２０の駆動時に、電力供給を終了する閾値となる設定電流値（電流値制御閾値）を、外気温Ｔ１に基づいて連続的に可変させる設定電流値可変モードを開始する。
この設定電流値可変モードにおいては、例えば、外気温Ｔ１の低下に応じて、設定電流値を以下の式１の通りリニアに増加させる制御を行う。

設定電流値＝−Ａ×Ｔ１＋Ｂ ・・（式１）
但し、Ａ，Ｂは所定の定数

そして、アクチュエータユニット２０を駆動して、パーキングブレーキ１０を解除状態から制動状態へ移行させる際は、リレー４２からアクチュエータユニット２０に通電しながら電流値をモニタし、現在の電流値が設定電流値に達したときに電力供給を停止し、アクチュエータユニット２０の駆動を終了する。
ステップＳ０４に進む。

＜ステップＳ０４：外気温Ｔ１及び外気温Ｔ１雰囲気温度Ｔ２判断＞
ＥＣＵ４１は、外気温Ｔ１を設定値Ａと比較するとともに、外気温Ｔ１−雰囲気温度Ｔ２を設定値Ｂと比較し、外気温Ｔ１が設定値Ａより大きくかつ外気温Ｔ１−雰囲気温度Ｔ２が設定値Ｂより大きい場合にはステップＳ０４に進み、その他の場合はステップＳ０１に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。

＜ステップＳ０５：設定電流値一定モード＞
ＥＣＵ４１は、上述した設定電流値を、外気温Ｔ１や雰囲気温度Ｔ２に関わらず一定の値に設定して一連の処理を終了する。

以下、上述した実施例による効果について説明する。
図３は、電動パーキングブレーキ装置のアクチュエータにおける温度と電流との関係の一例を示すグラフである。
図３において、実施例のように所定の低温条件を充足した場合に設定電流値を温度に応じて変化させる場合の設定電流値を実線、温度に関わらず一定に設定された設定電流値を破線、一定のトルクを発生させるのに必要な電流値を一点鎖線により図示している。

図３に示すように、一定のトルクを発生させるのに必要な電流値は、温度が低下すると電気的特性が変化したり、潤滑用のグリス等が硬化することによって増大する。このため、設定電流値を温度に関わらず一定とした場合は、例えば−１０℃以下の低温状態においては、設定電流値を通電した際のアクチュエータの発生トルクが減少し、その結果パーキングブレーキの制動力が不足して車両の動き出しが生ずるおそれがある。

これに対し、本実施例のように、所定の低温条件が充足された場合には、温度の低下に応じて設定電流値を増加させることによって、電気的特性の変化やグリスの硬化が顕著となる低温環境下であっても、アクチュエータに十分なトルクを発生させて制動力を確保し、路面の傾斜等に起因する車両の動き出しを防止することができる。

（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、外気温及びアクチュエータ雰囲気温度に基づいて設定電流値を変更しているが、アクチュエータの雰囲気温度に相関するパラメータとして、他のものを用いてもよい。
例えば、アクチュエータが車室内に配置される場合には、雰囲気温度として車室内の温度を用いてもよい。
また、車室外であって排気系の近傍にアクチュエータが配置される場合は、外気温と排気温度に基づいて雰囲気温度を算出してもよい。例えば、外気温と排気温度との差を雰囲気温度として算出してもよい。
さらに、エンジンルーム内にアクチュエータが配置される場合は、外気温とエンジン冷却水の水温に基づいて雰囲気温度を算出してもよい。例えば、外気温と水温との差を雰囲気温度として算出してもよい。
このようにして外気温に加えて室内温、排気温度、水温等を用いる理由は、外気温が低温であっても、室内における空調や、エンジン、排気系等が発生する熱によってグリス等が軟化している場合があるためである。
（２）電動パーキングブレーキ装置の構成は、実施例のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、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、他の形式のものであってもよく、例えば、フットブレーキ用のディスクブレーキ又はドラムブレーキとその摩擦材を共用化し、パーキングブレーキと一体化したものであってもよい。
また、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。

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の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装置におけるアクチュエータの駆動電流制御を示すフローチャートである。 電動パーキングブレーキ装置のアクチュエータにおける温度と電流値との関係の一例を示すグラフである。

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
３０ パーキングブレーキケーブル
４０ コントローラ
４１ ＥＣＵ
４３ Ｇセンサ
４４ アクチュエータ温度センサ
５０ 操作スイッチ
６０ 車両側ユニット
６１ 車速センサ
６２ 外気温センサ
７０ 警告灯

Claims (4)

1. 排気系の近傍に配置されパーキングブレーキを駆動する電動アクチュエータを制御する電動パーキングブレーキ制御装置において、
   前記電動アクチュエータに電力を供給するとともに、前記電動アクチュエータに通電される電流が設定電流値に達した際に前記電力の供給を停止する電力供給部と、
   外気温及び排気温度に基づいて前記電動アクチュエータにおける雰囲気温度に相関するパラメータを検出する雰囲気温度検出部と、
   前記雰囲気温度検出部の出力に基づいて、前記電力供給部における前記設定電流値を変更する設定電流値変更部とを備えること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置。
2. エンジンルームに配置されパーキングブレーキを駆動する電動アクチュエータを制御する電動パーキングブレーキ制御装置において、
   前記電動アクチュエータに電力を供給するとともに、前記電動アクチュエータに通電される電流が設定電流値に達した際に前記電力の供給を停止する電力供給部と、
   外気温及びエンジン冷却水の水温に基づいて前記電動アクチュエータにおける雰囲気温度に相関するパラメータを検出する雰囲気温度検出部と、
   前記雰囲気温度検出部の出力に基づいて、前記電力供給部における前記設定電流値を変更する設定電流値変更部とを備えること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動パーキングブレーキ制御装置において、
   前記設定電流値変更部は、前記雰囲気温度に相関するパラメータが所定の低温条件を充足した場合に、前記設定電流値を増加させること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ制御装置。
4. 請求項３に記載の電動パーキングブレーキ制御装置において、
   前記設定電流値変更部は、前記雰囲気温度に相関するパラメータが所定の低温条件を充足した場合に、前記設定電流値を前記雰囲気温度に相関するパラメータに基づいて設定すること
   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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