以下、実施形態による電動ブレーキ装置を、4輪自動車に搭載した場合を例に挙げ、添付図面を参照して説明する。なお、図5および図6に示す流れ図の各ステップは、それぞれ「S」という表記を用いる(例えば、ステップ1=「S1」とする)。また、図1および図2中で二本の斜線が付された線は電気系の線を表している。
図1において、車両1には、車輪(前輪3L,3R、後輪5L,5R)に制動力を付与して車両1を制動するブレーキ装置2(車両用ブレーキ装置、ブレーキシステム)が搭載されている。ブレーキ装置2は、左側の前輪3Lおよび右側の前輪3Rに対応して設けられた左右の液圧ブレーキ装置4,4(フロント制動機構)と、左側の後輪5Lおよび右側の後輪5Rに対応して設けられた左右の電動ブレーキ装置21,21(リア制動機構)と、ブレーキペダル6(操作具)の操作(踏込み)に応じて液圧を発生するマスタシリンダ7と、運転者(ドライバ)のブレーキペダル6の操作量を計測する液圧センサ8およびペダルストロークセンサ9と含んで構成されている。
液圧ブレーキ装置4は、例えば、液圧式ディスクブレーキにより構成されており、液圧(ブレーキ液圧)の供給によって車輪(前輪3L,3R)に制動力を付与する。電動ブレーキ装置21は、例えば、電動式ディスクブレーキにより構成されており、電動モータ22B(図2参照)の駆動によって車輪(後輪5L,5R)に制動力を付与する。液圧センサ8およびペダルストロークセンサ9は、メインECU10に接続されている。
マスタシリンダ7と液圧ブレーキ装置4,4との間には、液圧供給装置11(以下、ESC11という)が設けられている。ESC11は、例えば、複数の制御弁と、ブレーキ液圧を加圧する液圧ポンプと、該液圧ポンプを駆動する電動モータと、余剰のブレーキ液を一時的に貯留する液圧制御用リザーバ(いずれも図示せず)とを含んで構成されている。ESC11の各制御弁および電動モータは、フロント液圧装置用ECU12に接続されている。フロント液圧装置用ECU12は、マイクロコンピュータを含んで構成されている。フロント液圧装置用ECU12は、メインECU10からの指令に基づいて、ESC11の各制御弁の開閉および電動モータの駆動を制御する。
メインECU10は、マイクロコンピュータを含んで構成されている。メインECU10は、液圧センサ8およびペダルストロークセンサ9からの信号の入力を受けて、予め定められた制御プログラムにより各輪(4輪)に対しての目標制動力の演算を行う。メインECU10は、算出した制動力に基づいて、フロント2輪それぞれに対しての制動指令をフロント液圧装置用ECU12(即ち、ESCECU)へ車両データバスとしてのCAN13(Controller area network)を介して送信する。メインECU10は、算出した制動力に基づいて、リア2輪それぞれに対しての制動指令(目標推力)をリア電動ブレーキ用ECU24,24へCAN13を介して送信する。
前輪3L,3Rおよび後輪5L,5Rのそれぞれの近傍には、これらの車輪3L,3R,5L,5Rの速度(車輪速度)を検出する車輪速度センサ14,14が設けられている。車輪速度センサ14,14は、メインECU10に接続されている。メインECU10は、各車輪速度センサ14,14からの信号に基づいて各車輪3L,3R,5L,5Rの車輪速度を取得することができる。また、メインECU10は、車両に搭載された他のECU(図示せず)からCAN13を介して送信される車両情報を受信する。即ち、メインECU10は、CAN13を介して、例えば、ATレンジのポジションまたはMTシフトのポジションの情報、イグニションオン/オフの情報、ドア開閉情報、エンジン回転数の情報、ステアリングホイールの操作の情報、ステアリングホイールの把持の有無の情報、クラッチ操作の情報、アクセル操作の情報、車車間通信の情報、車載カメラによる車両周囲の情報、加速度センサの情報(前後加速度、横加速度)等の各種の車両情報を取得する。
運転席の近傍には、パーキングブレーキスイッチ15が設けられている。パーキングブレーキスイッチ15は、メインECU10に接続されている。パーキングブレーキスイッチ15は、運転者の操作指示に応じたパーキングブレーキの作動要求(保持要求となるアプライ要求、解除要求となるリリース要求)に対応する信号(作動要求信号)をメインECU10に伝達する。メインECU10は、パーキングブレーキスイッチ15の操作(作動要求信号)に基づいて、リア2輪それぞれに対してのパーキングブレーキ指令をリア電動ブレーキ用ECU24,24へ送信する。パーキングブレーキスイッチ15は、パーキング機構23を作動させるスイッチに相当する。
電動ブレーキ装置21は、ブレーキ機構22と、制動力保持機構としてのパーキング機構23と、制御装置としてのメインECU10およびリア電動ブレーキ用ECU24とを備えている。この場合、電動ブレーキ装置21は、位置制御および推力制御を行うために、モータ回転位置を検出する位置検出手段としての回転角センサ25と、推力(ピストン推力)を検出する推力検出手段としての推力センサ26と、モータ電流を検出する電流検出手段としての電流センサ27(いずれも図2参照)とを備えている。
ブレーキ機構22は、車両1の左右の車輪、即ち、左後輪5L側と右後輪5R側とのそれぞれに設けられている。ブレーキ機構22は、電動ブレーキ機構として構成されている。ブレーキ機構22は、例えば、図2に示すように、シリンダ(ホイルシリンダ)としてのキャリパ22Aと、電動機(電動アクチュエータ)としての電動モータ22Bと、減速機構22Cと、回転直動変換機構22Dと、押圧部材としてのピストン22Eと、制動部材(パッド)としてのブレーキパッド22Fと、図示しないフェールオープン機構(リターンスプリング)とを備えている。電動モータ22Bは、電力の供給により駆動(回転)し、ピストン22Eを推進する。これにより、電動モータ22Bは、制動力を付与する。電動モータ22Bは、メインECU10からの制動指令(目標推力)に基づいてリア電動ブレーキ用ECU24により制御される。減速機構22Cは、電動モータ22Bの回転を減速して回転直動変換機構22Dに伝達する。
回転直動変換機構22Dは、減速機構22Cを介して伝達される電動モータ22Bの回転をピストン22Eの軸方向の変位(直動変位)に変換する。ピストン22Eは、電動モータ22Bの駆動により推進され、ブレーキパッド22Fを移動させる。ブレーキパッド22Fは、ピストン22Eにより被制動部材(ディスク)としてのディスクロータDに押圧される。ディスクロータDは、車輪(後輪5L,5R)と共に回転する。図示しないリターンスプリング(フェールオープン機構)は、制動付与時に、回転直動変換機構22Dの回転部材に対して制動解除方向の回転力を付与する。ブレーキ機構22は、電動モータ22Bの駆動によりディスクロータDにブレーキパッド22Fを押圧すべくピストン22Eが推進される。即ち、ブレーキ機構22は、ブレーキパッド22Fを移動させるピストン22Eに、電動モータ22Bの駆動により発生する推力を伝達する。
パーキング機構23は、各ブレーキ機構22,22、即ち、左側(左後輪5L側)のブレーキ機構22と右側(右後輪5R側)のブレーキ機構22とのそれぞれに設けられている。パーキング機構23は、ブレーキ機構22のピストン22Eの推進状態を保持する。即ち、パーキング機構23は、制動力の保持と解除を行う。パーキング機構23は、ブレーキ機構22の一部を係止することで制動力を保持する。例えば、パーキング機構23は、図3に示すように、爪車(ラチェットギヤ23B)に係合爪(レバー部材23C)を係合(係止)させることにより回転を阻止(ロック)するラチェット機構(ロック機構)により構成されている。即ち、パーキング機構23は、ソレノイド23Aと、爪車となるラチェットギヤ23Bと、係合爪(係止爪)となるレバー部材23Cと、戻しばねとなる圧縮ばね23Dとを含んで構成されている。ソレノイド23Aは、電力の供給により駆動する(プランジャ23A1が変位する)。ソレノイド23Aは、メインECU10およびリア電動ブレーキ用ECU24により制御される。
ラチェットギヤ23Bは、ブレーキ機構22の電動モータ22Bの回転軸22B1に一体的に固定されている。ラチェットギヤ23Bの外周側には、レバー部材23Cの爪部23C1と係合する爪23B1が周方向に亙って等間隔に複数設けられている。レバー部材23Cは、一端側がラチェットギヤ23Bの爪23B1に係合する爪部23C1となり、他端側がソレノイド23Aのプランジャ23A1に連結される連結部23C2となっている。レバー部材23Cは、ソレノイド23Aによりラチェットギヤ23Bの爪23B1に対して係合(係止)または離間するように往復運動する。圧縮ばね23Dは、レバー部材23Cの爪部23C1をラチェットギヤ23Bの爪23B1から離間する方向に弾性力を付与する。この構成により、パーキング機構23は、ブレーキ機構22の一部となる電動モータ22Bの回転軸22B1をラチェットギヤ23Bとレバー部材23Cとで係止することで、制動力を保持する。
リア電動ブレーキ用ECU24は、各ブレーキ機構22,22、即ち、左側(左後輪5L側)のブレーキ機構22と右側(右後輪5R側)のブレーキ機構22とのそれぞれに対応して設けられている。リア電動ブレーキ用ECU24は、マイクロコンピュータを含んで構成されている。リア電動ブレーキ用ECU24は、メインECU10からの指令に基づいてブレーキ機構22(電動モータ22B)とパーキング機構23(ソレノイド23A)を制御する。即ち、リア電動ブレーキ用ECU24は、メインECU10と共に、電動モータ22Bおよびパーキング機構23の作動を制御する制御装置を構成している。この場合、リア電動ブレーキ用ECU24は、電動モータ22Bの駆動を制動指令(目標推力)に基づいて制御する。これと共に、リア電動ブレーキ用ECU24は、パーキング機構23(ソレノイド23A)の駆動を作動指令に基づいて制御する。リア電動ブレーキ用ECU24には、メインECU10から制動指令、作動指令が入力される。
回転角センサ25は、電動モータ22Bの回転軸22B1の回転角度(モータ回転角)を検出する。回転角センサ25は、各ブレーキ機構22の電動モータ22Bにそれぞれ対応して設けられており、電動モータ22Bの回転位置(モータ回転位置)を検出する位置検出手段を構成している。推力センサ26は、ピストン22Eからブレーキパッド22Fへの推力(押圧力)に対する反力を検出する。推力センサ26は、各ブレーキ機構22それぞれに設けられており、ピストン22Eに作用する推力(ピストン推力)を検出する推力検出手段を構成している。電流センサ27は、電動モータ22Bに供給される電流(モータ電流)を検出する。電流センサ27は、各ブレーキ機構22の電動モータ22Bにそれぞれ対応して設けられており、電動モータ22Bのモータ電流を検出する電流検出手段を構成している。回転角センサ25、推力センサ26、および、電流センサ27は、リア電動ブレーキ用ECU24に接続されている。
リア電動ブレーキ用ECU24(および、このリア電動ブレーキ用ECU24とCAN13を介して接続されたメインECU10)は、回転角センサ25からの信号に基づいて電動モータ22Bの回転角度を取得することができる。リア電動ブレーキ用ECU24(およびメインECU10)は、推力センサ26からの信号に基づいてピストン22Eに作用する推力を取得することができる。リア電動ブレーキ用ECU24(およびメインECU10)は、電流センサ27からの信号に基づいて電動モータ22Bに供給されるモータ電流を取得することができる。
次に、電動ブレーキ装置21による走行中の制動付与および制動解除の動作について説明する。なお、以下の説明では、運転者がブレーキペダル6を操作したときの動作を例に挙げて説明する。しかし、自動ブレーキの場合についても、例えば、自動ブレーキの指令が自動ブレーキ用ECU(図示せず)またはメインECU10からリア電動ブレーキ用ECU24に出力される点で相違する以外、ほぼ同様である。
例えば、車両1の走行中に運転者がブレーキペダル6を踏込み操作すると、メインECU10は、ペダルストロークセンサ9から入力される検出信号に基づいて、ブレーキペダル6の踏込み操作に応じた指令(例えば、制動付与指令に対応する目標推力)をリア電動ブレーキ用ECU24に出力する。リア電動ブレーキ用ECU24は、メインECU10からの指令に基づいて、電動モータ22Bを正方向、即ち、制動付与方向(アプライ方向)に駆動(回転)する。電動モータ22Bの回転は、減速機構22Cを介して回転直動変換機構22Dに伝達され、ピストン22Eがブレーキパッド22Fに向けて前進する。
これにより、ブレーキパッド22F,22FがディスクロータDに押し付けられ、制動力が付与される。このとき、ペダルストロークセンサ9、回転角センサ25、推力センサ26等からの検出信号により、電動モータ22Bの駆動が制御されることにより、制動状態が確立される。このような制動中、回転直動変換機構22Dの回転部材、延いては、電動モータ22Bの回転軸22B1には、ブレーキ機構22に設けられた図示しないリターンスプリングにより制動解除方向の力が付与される。
一方、メインECU10は、ブレーキペダル6が踏込み解除側に操作されると、この操作に応じた指令(例えば、制動解除指令に対応する目標推力)をリア電動ブレーキ用ECU24に出力する。リア電動ブレーキ用ECU24は、メインECU10からの指令に基づいて、電動モータ22Bを逆方向、即ち、制動解除方向(リリース方向)に駆動(回転)する。電動モータ22Bの回転は、減速機構22Cを介して回転直動変換機構22Dに伝達され、ピストン22Eがブレーキパッド22Fから離れる方向に後退する。そして、ブレーキペダル6の踏込みが完全に解除されると、ブレーキパッド22F,22FがディスクロータDから離間し、制動力が解除される。このような制動が解除された非制動状態では、ブレーキ機構22に設けられた図示しないリターンスプリングは初期状態に戻る。
次に、パーキングブレーキによる制動付与(アプライ)および制動解除(リリース)の動作について説明する。なお、以下の説明では、運転者がパーキングブレーキスイッチ15を操作したときの動作を例に挙げて説明するが、自動パーキングブレーキ(オートアプライ、オートリリース)の場合についても、例えば、メインECU10の自動パーキングブレーキの判定に基づいてその指令(オートアプライ指令、オートリリース指令)が出力される点で相違する以外、ほぼ同様である。
例えば、運転者によりパーキングブレーキスイッチ15がアプライ側に操作されると、メインECU10は、パーキングブレーキを作動(アプライ)する。この場合、メインECU10は、先ず、リア電動ブレーキ用ECU24を介してブレーキ機構22の電動モータ22Bを推力発生側(アプライ側:図3の時計方向)に回転させ、ブレーキパッド22F,22FをディスクロータDに所望の力(例えば、車両1の停止を維持できる力)で押圧する。この状態で、メインECU10は、リア電動ブレーキ用ECU24を介してパーキング機構23のソレノイド23Aを作動させる。即ち、ソレノイド23Aのプランジャ23A1を引き込む(図3の上側に向けて変位させる)ことにより、レバー部材23Cの爪部23C1をラチェットギヤ23Bの爪23B1に押付ける。このとき、図3の(A)に示すように、レバー部材23Cの爪部23C1がラチェットギヤ23Bの爪23B1の頂部に当接(干渉)することにより、これら爪部23C1と爪23B1とが係合されない場合もある。
次に、メインECU10は、リア電動ブレーキ用ECU24を介して電動モータ22Bを減力側(リリース側:図3の反時計方向)に回転させる。これにより、爪部23C1と爪23B1とが係合されない場合にも、図3の(B)に示すように、爪部23C1と爪23B1とを確実に係合させることができる。この状態で、電動モータ22Bへの通電を停止すると共に、例えば推力センサ26により所定の推力(例えば、車両の停止を維持できる推力)に達しているか否かを確認してから、ソレノイド23Aへの通電を停止する。このとき、ラチェットギヤ23B(即ち、電動モータ22Bの回転軸22B1)には、ブレーキ機構22に設けられた図示しないリターンスプリングの弾性力に基づいて減力側(リリース側)への回転力(図3の反時計方向の力)が付与される。このため、ソレノイド23Aへの通電を停止しても、図3の(C)に示すように、爪部23C1と爪23B1との係合状態が保持される。これにより、電動モータ22Bおよびソレノイド23Aへの通電を停止した状態で制動状態を保持することができる。
一方、パーキングブレーキスイッチ15がリリース側に操作されると、メインECU10は、パーキングブレーキの作動を解除(リリース)する。この場合、ソレノイド23Aには通電せずに、電動モータ22Bを推力発生側(アプライ側)に僅かに回転させる。これにより、レバー部材23Cの爪部23C1とラチェットギヤ23Bの爪23B1との係合が緩み、圧縮ばね23Dのばね力によってレバー部材23Cが爪部23C1と爪23B1との係合を解除する方向(時計方向)へ回動する。そして、推力センサ26により推力が変化したか否かを確認してから、電動モータ22Bを減力側(リリース側)へ回転させて制動を解除する。
ところで、前述の特許文献1によれば、イグニッションキーが抜かれてシステムが非稼働となるまで、ラチェット機構の係合による制動力の保持が行われない。このため、例えば、システム稼働中に車両が駐車状態になっても、ラチェット機構の係合による制動力の保持は行われない。これに対して、実施形態では、メインECU10は、システムが稼働しているときに、車両が停車状態でパーキングブレーキスイッチ15が操作された場合、電動モータ22Bで制動力を保持し、停車状態から駐車状態へ移行したときに、ラチェット機構であるパーキング機構23により制動力を保持する。これにより、パーキング機構23の係合(係止)による制動力の保持を状況に応じて適切に行うことができる。
例えば、イグニッションオンの状態で、運転者がパーキングブレーキスイッチ15をアプライ操作してからドアを開けて車両から離れたときのように、停車状態から駐車状態に移行したときは、パーキング機構23の係合によって制動力の保持が行われる。これに対して、例えば、パーキングブレーキスイッチ15のアプライ操作とリリース操作とが短時間に繰り返されると予測されるシーン、具体的には、渋滞中の停車状態のときは、パーキング機構23の係合による制動力の保持が行われない。これにより、パーキング機構23の係合および係合解除に伴うパーキング機構23の作動音が繰り返し発生することを抑制でき、運転者の違和感(不快感)を低減できる。また、停車状態でパーキングブレーキスイッチ15が操作される都度、パーキング機構23の係止による制動力の保持が行われない。このため、パーキング機構23の作動回数を低減でき、パーキング機構23の耐久性を向上できる。
より具体的に説明すると、実施形態では、メインECU10は、車輪速度センサ14,14またはCAN13を介して受信した車両情報に基づいて、運転者の駐車意思を判定する。そして、駐車意思がないと判定できる場合は、パーキングブレーキスイッチ15がアプライ操作されると、電動モータ22Bの駆動によりパーキングブレーキとして必要な推力(例えば、15kN)を付与するが、図3に示すラチェット係合処理を不要と判断する。例えば、車両情報から「パーキングブレーキによりアプライ作動させたものの短時間にリリース作動させて走行する可能性がある」と判定できる場合は、図3に示すラチェット係合処理を不要と判断する。このように、運転者に駐車意思はなく停車状態であると判定できる場合、換言すれば、駐車条件が成立していないと判定した場合は、図3に示すラチェット係合処理を不要と判断し、このラチェット係合処理を一時的に行わない。これに対して、駐車条件が成立している状態でパーキングブレーキスイッチ15がアプライ操作された場合、または、ラチェット係合処理を一時的に行っていない状態で駐車条件が成立した場合は、ラチェット係合処理が必要と判定し、ラチェット係合処理を行う。
車両停止中にパーキングブレーキをアプライ作動させたときの停車条件、即ち、短時間でパーキングブレーキをリリースして走行すると考えられる条件としては、例えば、次の(a)-(g)が挙げられる。
(a)ATレンジまたはMTシフトが走行可能な位置、例えば、Dレンジ等に切換えられている。なお、「AT」は「自動変速装置」であり「MT」は「手動変速装置」である。
(b)エンジンが駆動している。
(c)アイドリングストップによりエンジンが停止している(エンジンの一時的停止)。
(d)イグニッションオンの状態である。
(e)ステアリングホイールが操作されている。ステアリングホイールが把持されている。
(f)クラッチペダルが操作されている(MT車)。
(g)車載カメラ、車車間通信等により渋滞中または信号待ちであると判定されている。
これら(a)-(g)の条件の組み合わせは問わず、全てが成立、または、少なくともいずれかが成立することで、停車状態であると判定する。また、停車条件に当てはまらなかった場合は、駐車状態であると判定する。停車状態であると判定した場合は、ラチェット係合が不要と判定する(ラチェット要否判定=否)。
一方、停車状態から駐車状態に移行する条件としては、次の(h)-(o)が挙げられる。
(h)ATレンジがPレンジに切換えられている(AT車)。
(i)エンジンが停止している(アイドリングストップを除く)。
(j)イグニッションオフの状態である。
(k)運転席のドアが開く。
(l)ステアリングホイールが操作されていない。ステアリングホイールが把持されていない。
(m)クラッチペダルが操作されていない(MT車)。
(n)車載カメラ、車車間通信等により渋滞中または信号待ちであると判定されない。
(o)急激な前後加速度、横加速度の変化を検知した(例えば、追突事故)。
これら(h)-(o)の条件の組み合わせは問わず、全てが成立、または、少なくともいずれかが成立することで、駐車状態であると判定する。また、停車条件成立が所定時間継続した場合は、駐車状態であると判定する。駐車状態であると判定した場合は、ラチェット係合が必要と判定する(ラチェット要否判定=要)。
ここで、図4は、電動ブレーキ装置21の制御中の状態遷移図の一例を示している。電動ブレーキ装置21の制御中は、「待機状態」、「推力制御状態」、「クリアランス制御状態」、「ラチェット係合処理状態」、「ラチェット解除処理状態」、「パーキングブレーキロック状態(PKBロック状態)」のいずれかの制御状態になっている。電動ブレーキ装置21は、これらの状態に応じた制御を行う。各状態への遷移条件は、図4の矢印の横に示す通りである。遷移条件が成立した場合に、状態が遷移する。
電動ブレーキ装置21の起動直後は、一連のシステムチェックを行う。このシステムチェックの完了後に、システムチェック中に推力が規定値以上であり「PKBロック状態」であると判定した場合は、制御状態としては「PKBロック状態」になる。「PKBロック状態」でないと判定した場合は、制御状態としては、「待機状態」になる。なお、制御状態は、例えば、メインECU10内に内蔵されているEEPROM等のメモリに前回の起動終了時に記憶させ、今回の起動直後のシステムチェック時にメモリに記憶された情報を読み込み、判定してもよい。
次に、「待機状態」のときにパーキングブレーキアプライ要求(PKBアプライ要求)が発生した場合について、図4を参照しつつ説明する。
「待機状態」のときに、運転者によりパーキングブレーキスイッチ15がアプライ側に操作されると、推力発生指令が発生することで、「推力制御状態」に遷移する。推力発生指令として具体的には、PKB用の目標推力、即ち、車両の停止を維持できる目標推力(例えば、15kN)を設定する。推力制御状態では、この目標推力に到達するように制御を行う。なお、PKB用の目標推力は、路面勾配に応じて変更してもよい。
PKB用の目標推力到達時に、ラチェット要否判定が「要」となっている場合は、「ラチェット係合処理状態」に遷移し、図3に示すラチェット係合処理を行う。ラチェット係合処理が完了すると、「PKBロック状態」に遷移する。PKB用の目標推力到達時に、ラチェット要否判定が「否」となっている場合は、遷移条件が成立するまでは、「推力制御状態」にてPKB用の目標推力を維持するように制御を継続する。ラチェット要否判定が「否」から「要」になった場合、即ち、停車状態から駐車状態になった場合は、「ラチェット係合処理状態」に遷移する。ラチェット係合処理が完了すると、「PKBロック状態」に遷移する。
また、ラチェット要否判定が「否」となっており、「推力制御状態」にてPKB用の目標推力を維持しているときに、リリース要求があった場合は、目標推力をPKB用の推力設定値(例えば、15kN)から0(ゼロ)kNに変更し、「推力制御状態」にて推力がゼロになるまで制御を行う。推力がゼロになると、「クリアランス制御状態」へ遷移する。「クリアランス制御状態」では、ブレーキパッド22FとディスクロータDとのクリアランスが所定量となる所定クリアランス位置にピストン22Eを移動させるように制御を行う。クリアランスが所定量に到達すると、「待機状態」へ遷移する。なお、「クリアランス制御状態」のときに推力発生指令(PKBアプライ要求を含む)があった場合は、「推力制御状態」へ遷移し、以降の処理を行う。
制御状態が「PKBロック状態」のときに、PKBリリース要求があった場合は、ラチェット要否判定を「否」とし、「ラチェット解除処理状態」へ遷移し、ラチェット解除処理を行う。なお、ここではPKB作動要求(アプライ、リリース)があったときの状態遷移を説明したが、ブレーキペダル6の操作により推力発生指令があったときは、目標推力がペダル操作に応じて制御周期毎に可変する。
次に、メインECU10の演算回路で行われる制御処理について、図5および図6を参照しつつ説明する。なお、図5および図6に示す処理フローを実行するための処理プログラムは、メインECU10のメモリに格納されている。図5および図6の制御処理は、例えば、メインECU10が起動した後、所定の制御周期毎、例えば、10ms毎に繰り返し実行される。
図5は、図4に示す状態遷移図で推力発生指令ありとなったときのラチェット要否を判定する処理を示している。推力発生指令が発生することにより図5の制御処理が開始されると、S1では、車両は停止しているか否かを判定する。車両が停止しているか否かは、例えば、車輪速度センサ14,14からの信号に基づく車速が0(ゼロ)km/hまたは極低速以下(例えば、5(ゼロ)km/h以下)であるか否かにより判定することができる。S1で「NO」、即ち、車両が停止していない、換言すれば、車両が走行していると判定した場合は、リターンする。即ち、リターンを介してスタートに戻り、S1以降の処理を繰り返す。
一方、S1で「YES」、即ち、車両が停止していると判定した場合は、S2に進む。S2では、図4の「推力制御状態」であるか否かを判定する。S2で「NO」、即ち、「推力制御状態」でないと判定した場合は、リターンする。S2で「YES」、即ち、「推力制御状態」であると判定した場合は、S3に進む。S3では、PKBアプライ要求による推力発生指令に基づいて推力制御中であるか否かを判定する。S3で「NO」、即ち、PKBアプライ要求による推力制御中でないと判定した場合は、リターンする。S3で「YES」、即ち、PKBアプライ要求による推力制御中であると判定した場合は、S4に進む。このように、S1-S3にて、車両が停止しているか否か、推力制御状態であるか否か、PKBアプライ要求による推力制御中であるか否かを判定し、全て成立していない場合は、ラチェット要否判定を行う前提条件が成立していないと判定し、リターンする。これに対して、S1-S3の全てが成立している場合は、S4に進む。
S4では、PKB用の目標推力(例えば、15kN)に到達しているか否かを判定する。推力は、例えば、推力センサ26からの信号に基づいて判定することができる。S4で「NO」、即ち、PKB用の目標推力に到達していないと判定した場合は、リターンする。S4で「YES」、即ち、PKB用の目標推力に到達していると判定した場合は、S5に進む。S5では、前述の停車条件が成立しているか否かを判定する。即ち、S5では、前述の(a)-(g)の条件の少なくともいずれか、または、全てが成立したか否かを判定する。S5で「NO」、即ち、停車条件が成立していない、換言すれば、停車状態でないと判定した場合は、S8に進む。S8では、ラチェット要否判定を「要」とし、リターンする。この場合は、図4の「推力制御状態」から「ラチェット係合処理状態」に遷移する。これに対して、S5で「YES」、即ち、停車条件が成立している、換言すれば、停車状態であると判定した場合は、S6に進む。S6では、ラチェット要否判定を「否」とし、S7に進む。S7では、図4の「推力制御状態」にて推力を維持させるよう、PKB用の目標推力を保持させ、リターンする。なお、ラチェット要否判定の初期値、例えば、メインECU10の起動直後のラチェット要否判定の初期値は、「要」とする。
次に、図6は、図5のS6にてラチェット要否判定が「否」と判定された「推力制御状態」にてPKB用の推力を維持しているときのラチェット要否を再判定する処理を示している。図5のS6にてラチェット要否判定が「否」と判定されることにより図5の制御処理が開始されると、S11では、図4の「推力制御状態」にてPKB用の推力を維持しているか否かを判定する。S11で「NO」、即ち、「推力制御状態」にてPKB用の推力を維持していないと判定した場合は、リターンする。即ち、リターンを介してスタートに戻り、S11以降の処理を繰り返す。S11で「YES」、即ち、「推力制御状態」にてPKB用の推力を維持していると判定した場合は、S12に進む。S12では、ラチェット要否判定が「否」であるか否かを判定する。S12で「NO」、即ち、ラチェット要否判定が「否」でないと判定された場合は、リターンする。S12で「YES」、即ち、ラチェット要否判定が「否」であると判定された場合は、S13に進む。このように、S11-S12にて、「推力制御状態」にてPKB用の推力を維持しているか否か、ラチェット要否判定が「否」であるか否かと判定し、全て成立していない場合は、ラチェット要否の再判定を行う前提条件が成立していないと判定し、リターンする。これに対して、S11-S12の全てが成立している場合は、S13に進む。
S13では、停車条件が成立してからの経過時間を監視するため、長時間判定カウンタのカウントアップを行う。S13で長時間判定カウンタをカウントアップしたら、S14に進む。S14では、S13にてカウントアップした長時間判定カウンタが閾値未満であるか否かを判定する。即ち、S14では、停車条件が成立してから、即ち、停車状態であると判定されてから長時間経過したか否かを判定する。長時間経過したか否かを判定するための閾値は、例えば、数分、より具体的には、1分ないし5分、より好ましくは、3分ないし4分のうちのいずれかに設定することができる。この閾値は、例えば、渋滞の道路を走行中にパーキング機構23の係止と解除が短時間に繰り返されることを抑制できる時間として設定することができる。また、例えば、車載カメラ、車車間通信等により車両の停止状況、即ち、渋滞中であるか、信号待ちであるか、踏切通過待ちであるかを判定できる場合は、停車状況に応じて閾値を増減してもよい。即ち、閾値は、車両の停車状況に応じて可変にすることもできるし、予め設定した一定値(一定時間)としてもよい。
S14で「YES」、即ち、長時間判定カウンタが閾値未満である、換言すれば、停車条件が成立してから長時間経過していないと判定した場合は、S15に進む。S14で「NO」、即ち、長時間判定カウンタが閾値未満でない、換言すれば、停車条件が成立してから長時間経過したと判定した場合は、S16に進む。S15では、前述の駐車条件が成立しているか否かを判定する。即ち、S15では、前述の(h)-(0)の条件の少なくともいずれか、または、全てが成立したか否かを判定する。S15で「NO」、即ち、駐車条件が成立していない、換言すれば、駐車状態でないと判定した場合は、リターンする。S15で「YES」、即ち、駐車条件が成立している、換言すれば、駐車状態であると判定した場合は、S16に進む。
S14で停車条件が成立してから長時間経過したと判定された場合、または、S15で駐車条件が成立していると判定された場合は、駐車状態へ移行したと判定し、S16以降の処理に進む。S16では、S14またはS15にて駐車状態と判定されたことにより、ラチェット要否判定を「要」とし、S17に進む。S17では、S13の長時間判定カウンタをリセットし、即ち、長時間判定カウンタをゼロにし、リターンする。この場合は、図4の「推力制御状態」から「ラチェット係合処理状態」に遷移する。
以上のように、実施形態によれば、システムが稼働しているときに、パーキングブレーキスイッチ15が操作された場合、停車状態であれば、電動モータ22Bで制動力を保持する。この場合は、ラチェット機構により構成されるパーキング機構23の係止により制動力を保持しないため、パーキングブレーキスイッチ15が短時間に繰り返し操作されても、パーキング機構23が作動しない。このため、パーキング機構23の作動音が繰り返し発生することを抑制でき、運転者の違和感(不快感)を低減できる。また、停車状態でパーキングブレーキスイッチ15が操作される都度、パーキング機構23の係止による制動力の保持が行われない。このため、パーキング機構23の作動回数を低減することができ、パーキング機構23の耐久性を向上できる。一方、停車状態から駐車状態へ移行したときは、パーキング機構23により制動力が保持される。この場合は、ブレーキ機構22の一部(電動モータ22Bの回転軸22B1)がラチェットギヤ23Bとレバー部材23Cとで係止されることにより制動力が保持される。これにより、パーキング機構23の係止による制動力の保持を状況に応じて適切に行うことができる。
なお、実施形態では、「メインECU10」と「左後輪5L側のリア電動ブレーキ用ECU24」と「右後輪5R側のリア電動ブレーキ用ECU24」とをそれぞれ別体のECUとし、これら3つのECUを車両データバスであるCAN13で接続する構成とした場合を例に挙げて説明した。即ち、メインECU10と左右のリア電動ブレーキ用ECU24,24との3つのECUを、電動ブレーキ装置21,21用の制御装置(電動ブレーキ制御装置)として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、メインECUとリア電動ブレーキ用ECUとを一つのECUにより構成してもよい。即ち、左右の電動モータと左右のパーキング機構(ソレノイド)を制御する制御装置を、1つのECUにより構成してもよい。
実施形態では、ブレーキ機構22にリア電動ブレーキ用ECU24を取り付けることにより、これらブレーキ機構22とリア電動ブレーキ用ECU24とを1つのユニット(組立体)として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ブレーキ機構とリア電動ブレーキ用ECUとを分離して配置してもよい。この場合、電動ブレーキ用ECU(リア電動ブレーキ用ECU)を左側(左後輪側)と右側(右後輪側)とでそれぞれ別々に設けてもよいし、左側(左後輪側)と右側(右後輪側)とで一つの(共通の)電動ブレーキ用ECU(リア電動ブレーキ用ECU)として構成してもよい。
実施形態では、前輪3L,3R側を液圧ブレーキ装置4,4とし、後輪5L,5R側を電動ブレーキ装置21,21とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、前輪側を電動ブレーキ装置とし、後輪側を液圧ブレーキ装置としてもよい。
実施形態では、後輪側の左右の電動ブレーキ装置21,21にパーキング機構を備えた構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、左前輪側と右前輪側とにそれぞれパーキング機構を備えた電動ブレーキ装置を配置してもよい。また、左右の前輪と左右の後輪との四輪のそれぞれにパーキング機構を備えた電動ブレーキ装置を配置してもよい。換言すれば、左右の前輪と左右の後輪との四輪のそれぞれに電動ブレーキ装置を配置すると共に、左右の前輪および/または左右の後輪の電動ブレーキ装置にパーキング機構を備えてもよい。要するに、車両の車輪のうち少なくとも左右一対の車輪の電動ブレーキ装置を、パーキング機構を備えた電動ブレーキ装置により構成することができる。
以上説明した実施形態に基づく電動ブレーキ装置として、例えば下記に述べる態様のものが考えられる。
第1の態様としては、制動力を付与する電動モータと、ブレーキ機構の一部を係止することで制動力を保持する制動力保持機構と、前記電動モータおよび前記制動力保持機構の作動を制御する制御装置と、を有する電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、システムが稼働しているときに、車両が停車状態で前記制動力保持機構を作動させるスイッチが操作された場合、前記電動モータで制動力を保持し、停車状態から駐車状態へ移行したときに前記制動力保持機構により制動力を保持する。
この第1の態様によれば、システムが稼働しているときに、制動力保持機構を作動させるスイッチが操作された場合、停車状態であれば、電動モータで制動力を保持する。この場合は、制動力保持機構の係止により制動力を保持しないため、制動力保持機構を作動させるスイッチが短時間に繰り返し操作されても、制動力保持機構が作動しない。このため、制動力保持機構の作動音が繰り返し発生することを抑制でき、運転者の違和感(不快感)を低減できる。また、停車状態でスイッチが操作される都度、制動力保持機構の係止による制動力の保持が行われない。このため、制動力保持機構の作動回数を低減することができ、制動力保持機構の耐久性を向上できる。一方、停車状態から駐車状態へ移行したときは、制動力保持機構により制動力が保持される。この場合は、ブレーキ機構の一部が係止されることにより制動力が保持される。これにより、制動力保持機構の係止による制動力の保持を状況に応じて適切に行うことができる。