JP2005335643A - パーキングブレーキ診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パーキングブレーキの故障を正確に判断するパーキングブレーキ診断装置を提供する。
【解決手段】パーキングブレーキ６によって車両が静止している場合に車両が動き始める駆動力を算出し、車両が停止しており、かつパーキングブレーキ６が操作されて車両に静止力が掛かっている場合にその駆動力をモータジェネレータ２で発生させる。そして車両が動いた場合にはパーキングブレーキ６が故障していると判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明はバーキングブレーキの異常を検出するパーキングブレーキ診断装置に関するものである。

従来、車両のパーキングブレーキの診断は、ブレーキパットやブレーキシューの摩耗度合いの目視確認などによって行われており、パーキングブレーキの診断を容易に行うことができず、点検作業に長い時間を要していた。

これを解決する方法として、パーキングブレーキによって車両が停止している状態で一定の速度を検知すると警報を発生させるものが特許文献１に開示されており、これを利用することでパーキングブレーキの診断を行うことが可能である。
特開平２００１−２２１０８２号公報

しかし、パーキングブレーキで車両を静止するために必要な制動力（静止力）は車両の状態によって変化するが、上記の発明では車両の停止状態（例えば平地、傾斜地に停止時など）によって車両を静止するために必要なパーキングブレーキの静止力があるかどうか、という診断を正確に行うことができない、といった問題点がある。

本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、車両の停止時に車両の状態に応じた駆動力を発生させ、パーキングブレーキの静止力があるかどうか、つまりパーキングブレーキが故障しているかどうかを正確に診断することを目的とする。

本発明では、車両のパーキングブレーキが操作されたか否かを検出するパーキングブレーキ操作検出手段と、車両の走行速度を検出する速度検出手段と、パーキングブレーキによって車両に静止力が掛かっている場合に車両が動かない所定の駆動力を算出する駆動力演算手段と、算出された所定の駆動力を発生させる駆動力発生手段とを備え、車両が停止し、かつパーキングブレーキによって車両に静止力が掛かっている場合に、所定の駆動力を車両に与え車両が動き出した場合には、パーキングブレーキが異常であると判断する。

本発明によると、パーキングブレーキによって車両が停止している場合に、車両の状態に応じて車両に駆動力を与え、パーキングブレーキの故障判断を行うことができる。

本発明の実施形態の構成を図１のブロック図を用いて説明する。本発明は、車両を駆動させるためのトルクを発生するエンジン１と、走行時には車両を駆動させるためのトルクを発生するモータとして作用し、回生時には発電機として作用するモータジェネレータ（以下、ＭＧ）２（駆動力発生手段）と、ＭＧ２と接続し走行時にＭＧ２がトルクを発生する際にはＭＧ２に電力を供給し、回生時にはＭＧ２によって発電された電力を蓄える蓄電装置３と、エンジン１またはＭＧ２によって発生したトルクを駆動軸へ伝達するトランスミッション４と、車両を制動する制動装置５と、図示しないパーキングレバーによって車両を静止させるパーキングブレーキ６（以下、ＰＫＢ）を備える。なお、ＰＫＢ６は手動式、足踏み式のどちらの方式でも良い。

また、本発明のパーキングブレーキの故障診断を行うための制御系として、車両の速度を検出する車速センサ１０（速度検出手段）と、図示しないシフトレバーの位置を検出するシフトレンジセンサ１１と、車両の総重量を検出する車重センサ１２（重量検出手段）と、車両の傾きを検出する勾配センサ１３（勾配検出手段）と、ＰＫＢ６の操作量を検出するパーキングブレーキ操作量センサ（以下、ＰＫＢセンサ）１４（パーキングブレーキ操作量検出手段）と、図示しないドアの開閉を検出するドア開閉センサ１５（ドア開閉検出手段）と、ＰＫＢ６の故障診断を行う整備モードへと切り換える図示しない車両診断スイッチの状態を検出する車両診断センサ１６を備える。

車速センサ１０は、駆動軸の回転数から車両の速度を検出する。なお、この速度は車輪の回転数から速度を検出しても良い。

車重センサ１２は、図示しない車両のサスペンションに取り付けられ、それぞれのサスペンションの基準位置からの変化量を検出する。なお、基準位置は車両の設計時の重量を基準とする。また、後述するＥＣＵ２０によってその変化量の中央値を算出し、その中央値を車両重量とする。

車両診断センサ１６は、車両診断スイッチがＯＮとなったかどうかを判断する。車両診断スイッチがＯＮとなるとエンジン１からの駆動力をトランスミッション４に伝達せず、ＭＧ２からの駆動力だけをトランスミッション４に伝達する。そしてトランスミッション４を或る設定された変速比にする。これによってＰＫＢ６の故障診断を行う際に或る設定された条件とすることができる。

そして、各センサを接続し、またエンジン１とＭＧ２と蓄電装置３と制動装置５と接続し、各センサからの信号に基づいてエンジン１またはＭＧ２の回転数、トルクなどを制御するＥＣＵ２０を備える。

以上の構成によって、ＰＫＢ６の故障診断を行うことができる。

次にこの実施形態のＰＫＢ６の故障診断を行う制御について図２に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１０では、シフトレンジセンサ１１によってシフトレバーの位置を検出し、車両診断センサ１６によって図示しない車両診断スイッチの状態を検出する。そしてシフトレバーがＰレンジ以外、かつ車両診断スイッチがＯＮの場合にはステップＳ１１へ進み、ＯＦＦの場合にはこの制御を終了する。

ステップＳ１１では、勾配センサ１３から車両の傾き、つまり車両が停車している路面の傾きを検出する。なお、勾配センサ１３によって車両の傾きを算出する代わりに、車両の停車直前の車速とその時のトルクを記憶し、その車速とトルクから算出してもよい。

ステップＳ１２では、サスペンションに取り付けた車重センサ１２によってサスペンションの変化量をそれぞれ検出し、その中央値によって車両重量を算出する。車両重量は乗車人数、積載量によって変化し、サスペンションの変化量（中央値）は例えば図３のマップから算出する。図３はサスペンションの変化量と車両重量の関係を示すマップであり、サスペンションの変化量が大きくなる程、車両重量は大きくなる。

ステップＳ１３では、ＰＫＢセンサ１４によってＰＫＢ６の操作量が或る所定の操作量となっているかどうか判断する。そして、ＰＫＢ６の操作量が或る所定の操作量となっている場合には、ステップＳ１４へ進む。またＰＫＢ６の操作量が或る所定の操作量となっていない場合には、警告音をならしＰＫＢ６の操作量が所定の操作量となっていないことを操作者に通知する。そしてＰＫＢ６が所定の操作量以上となった後に、ステップＳ１４へ進む。なお所定の操作量とは、ＰＫＢ６が故障していない場合に傾斜地での停車時であっても車両を静止させることのできる操作量を示し、ここではその操作量を５０％とする。なお、ＰＫＢ６の操作量は５０％に限られず、異なる値に設定してもよい（ステップＳ１３がパーキングブレーキ操作検出手段を構成する）。

ステップＳ１４では、まず、ステップＳ１２で算出した車両重量からＭＧ２で発生させる発生トルクの基準トルクを図４のマップより算出する。図４のマップは勾配が無い場合の車両重量と基準トルクの関係を示した図であり、車両重量が大きくなる程基準トルクは大きくなる。なお、図４のマップはステップＳ１３で説明した所定の操作量に応じて設定される。ここでは所定の操作量が５０％の場合の基準トルクである。なお、この基準トルクは、車両をＰＫＢ６によって静止させている場合に車両を動かすために必要な最低駆動力に予め設定した所定余裕代αによる駆動力を加えた値である。この最低駆動力は図５に示すようにＰＫＢ６の操作量が５０％の時の車両を動かす最低駆動力である。図５は或る勾配についてのＰＫＢ６の操作量とそのときの車両を動き出す最低駆動力の関係であり、ＰＫＢ６の操作量に対して、最低駆動力以上の駆動力が掛かると車両が動き出す。

次にステップＳ１１で算出した車両の傾きから、図６に示すマップによって基準トルクを補正するための勾配係数を算出する。図６は車両の傾きと勾配係数の関係を示したマップであり、車両のフロントが下向き、つまり下り勾配の場合をプラスとし、車両のフロントが上向き、つまり登り勾配の場合をマイナスとする。車両の傾きが大きくなると勾配係数は小さくなり、車両のフロントが下向きの場合には、発生させるトルクは車両のフロントと同じ下向きになり、車両のフロントが上向きの場合には、発生させるトルクは車両のフロントとは反対向きの下向きとなる。つまり、勾配がある場合には、勾配の下り方向に車両が進むようなトルクを発生させる。なお、車両の前進と、後進で静止力に差がある場合には、同一の勾配に対して図５の下り勾配と登り勾配の勾配係数を異なる値となるように設定してもよい。

そして、基準トルクと勾配係数から、
発生トルク＝基準トルク×勾配係数 式（１）
より、ＭＧ２で発生させる発生トルクを算出する（ステップＳ１４が駆動力演算手段を構成する）。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４で算出した発生トルクをＭＧ２によって発生させる。

ステップＳ１６では、ＭＧ２によってトルクを発生している場合に車両のドアが開いたかどうか判断する。ドアが閉まっている場合にはステップＳ１７へ進み、ドアが開いた場合にはステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８では、ドアが開いたのでＭＧ２によるトルクの発生を中止する。

ステップＳ１７では、トルクを発生させた場合に車両速度センサ１２によって車両の速度が０かどうか判断する。車両の速度が０の場合には、ＰＫＢ６の故障が無いと判断し、ステップＳ１９へ進む。車両の速度が０ではない場合には、ＰＫＢ６が故障していると判断して、ステップＳ２０へ進む。

ステップＳ１９では、トルクの発生を中止して、その後本制御を終了する（ステップＳ１９が駆動力発生中止手段を構成する）。

ステップＳ２０では、ＰＫＢ６に故障と判断し、トルクの発生を中止した後に車内のパネルまたは警告音によってＰＫＢ６に異常が発生しいていることを知らせ、本制御を終了する（ステップＳ１８、Ｓ２０が異常検知手段を構成する）。

以上の制御によって、ＰＫＢ６の故障を診断することができる。

なお、本発明のパーキングブレーキ診断装置は、ハイブリット車両だけでなくモータで駆動する電動機車両にも使用することが可能であり、また、エンジンだけで走行するＡＴ車にも使用することが可能である。ＡＴ車に使用する場合にはステップＳ１５で発生させるトルクをＭＧ２ではなく、エンジンによって発生させる。また、車両診断スイッチがＯＮとなっていない場合、例えば信号待ちで停車している場合、車両を停止させる場合などに故障診断を行っても良い。

また、ステップＳ１３において、ＰＫＢ６の操作量を検出し、ステップＳ１４でＰＫＢ６の操作量に応じた発生トルクを算出しても良い。なお、この場合にはステップＳ１４の図４のマップは、ＰＫＢ６が操作されておらず、勾配が無い場合の車両重量と基準トルクの関係を示したマップを使用する。そしてステップＳ１４では図７に示すマップよりＰＫＢ操作量係数を式（１）の右辺に積算し発生トルクを算出する。なお、図７のマップはＰＫＢ６の操作量とＰＫＢ操作量係数の関係を示したマップであり、ＰＫＢ６の操作量が大きくなるとＰＫＢ操作係数は大きくなり、或る所定の操作量を超えるとＰＫＢ操作係数は一定になる。ＰＫＢ操作係数によって発生トルクを補正することで、発生トルクをより正確に算出することができる。

本発明の第１実施形態の効果について説明する。

この第１実施形態では、ＰＫＢ６の故障診断の際に発生させるトルクをＰＫＢ６の操作量が或る所定の操作量（ＰＫＢ６が故障していない場合に車両を停止させることのできる操作量）を超えている場合に、車両の状態に応じて車両が動き始めない程度のトルクを算出し、そのトルクによって車両に駆動力を与えるのでＰＫＢ６の故障判断を正確に行うことができる。また、ＰＫＢ６の操作量が少ないときには、故障判断を行わず、ＰＫＢ６の操作量が或る所定の操作量を超えた場合にだけ故障判断を行うので、ＰＫＢ６の故障判断をより正確にすることができる。

勾配センサ１３によって車両の停止している状態を検出し、また重量センサ１２によって車両の重量を検出し、車両の停止している路面の勾配、車両重量に応じてＭＧ２で発生させるトルクを算出するので、車両に与える駆動力を正確に算出し、ＰＫＢ６の故障診断を正確に行うことができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

本発明はパーキングブレーキを備えた車両に利用することができる。

本発明の概略構成を示すブロック図である。 本発明のパーキングブレーキの故障診断を行うフローチャートである。 サスペンションの変化量と車両重量の関係を示すマップである。 車両重量と基準トルクの関係を示すマップである。 パーキングブレーキの操作量と車両が動き出す最低駆動力との関係を示すマップである。 車両の傾きと勾配係数の関係を示すマップである。 パーキングブレーキの操作量とパーキングブレーキ操作量係数の関係を示すマップである。

符号の説明

１ エンジン
２ モータジェネレータ（ＭＧ、駆動力発生手段）
５ 制動装置
１０ 速度検出手段
１２ 車重センサ（重量検出手段）
１３ 勾配センサ（勾配検出手段）
１４ パーキングブレーキ操作量センサ（ＰＫＢセンサ、勾配検出手段）
１５ ドア開閉センサ（ドア開閉検出手段）

Claims (5)

1. 車両のパーキングブレーキが操作されたか否かを検出するパーキングブレーキ操作検出手段と、
   前記車両の走行速度を検出する速度検出手段と、
   前記パーキングブレーキによって前記車両に静止力が掛かっている場合に前記車両が動かない所定の駆動力を算出する駆動力演算手段と、
   前記所定の駆動力を発生させる駆動力発生手段と、
   前記車両が停止し、かつ前記パーキングブレーキによって前記車両に静止力が掛かっている場合に、前記所定の駆動力を前記車両に与えて前記車両が動き出したときには前記パーキングブレーキが異常であると検知する異常検知手段と、を備えたパーキングブレーキ診断装置。
2. 前記パーキングブレーキの操作量を検出するパーキングブレーキ操作量検出手段を備え、
   前記所定の駆動力を前記パーキングブレーキの操作量に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載のパーキングブレーキ診断装置。
3. 前記車両停止時の路面の勾配を検出する勾配検出手段を備え、
   前記所定の駆動力を発生させる方向を、前記車両のフロントが前記路面の登り方向へ向いている場合には、前記車両の後進方向とし、
   前記車両のフロントが前記路面の下り方向へ向いている場合には、前記車両の前進方向とすることを特徴とする請求項２に記載のパーキングブレーキ診断装置。
4. 前記車両の重量を検出する重量検出手段を備え、
   前記所定の駆動力を前記車両の重量と、前記路面の勾配に基づいて算出することを特徴とする請求項３に記載のパーキングブレーキ診断装置。
5. 前記車両のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段と、
   前記駆動力発生手段によって前記所定の駆動力を発生している場合に、前記ドアが開くと前記駆動力の発生を中止する駆動力発生中止手段と、を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかひとつに記載のパーキングブレーキ診断装置。

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