JP2014091353A

JP2014091353A - パーキングブレーキ制御装置

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Publication number: JP2014091353A
Application number: JP2012241316A
Authority: JP
Inventors: Cho To; 超滕
Original assignee: Hi Lex Corp
Current assignee: Hi Lex Corp
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: JP5981305B2

Abstract

【課題】停車または駐車中の車両にずり下がりが生じていることを精度良く検出して速やかに車両を停止させるとともに、車両の揺れに基づく誤検出を防止できるパーキングブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】パーキングブレーキ制御装置１は、車輪の回転に応じて発生するパルスをカウントするパルスカウント部１２１と、車輪の回転に応じて車速を検出する車速検出部１２２と、車両の前後方向への加速度を検出する加速度センサ１１６と、パーキングブレーキ３１に作用するコントロールケーブル３２の引き動作及び戻し動作を制御するモータ制御部１２４とを備え、車速が所定速度以下であって、加速度の絶対値が、０ｍ／ｓｅｃ^２から離れる第１区間と、０ｍ／ｓｅｃ^２に近づく第２区間とが交互に現れる減衰周期において、第２区間におけるパルスカウント部１２１がカウントするパルス数が所定値に達した場合に、モータ制御部１２４はコントロールケーブル３２の引き動作を増加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両を制動するパーキングブレーキ制御装置に関する。

車両のパーキングブレーキ制御装置は、モータと、モータの駆動制御を行う制御部と、モータの駆動力が伝達されるコントロールケーブルで構成される。パーキングブレーキ制御装置は、制御部によりモータの駆動力を制御し、コントロールケーブルによる引き動作及び戻し動作を行って、パーキングブレーキの作動・解除を行う。

パーキングブレーキを作動させている場合であっても、車両の荷重によっては、ずり下がりが生じるおそれがある。特に、新たな荷物の積み込みや搭乗者の乗り込み等により、荷重が増加した場合、坂道に駐車又は停車している車両にずり下がりを生じるおそれがある。

車輪の回転を検出して、車両にずり下がりが生じたことを検出し、パーキングブレーキの制御を行うようにしたパーキングブレーキ制御装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたパーキングブレーキ制御装置は、車輪の回転に基づいて車速を検出するための車速センサを設けておき、この車速センサの検出パルスに基づいて、移動距離を算出している。このパーキングブレーキ制御装置は、停車又は駐車中の車両において、車速センサの検出パルスを積算して車輪の移動距離を算出し、予め設定した移動距離を超えた場合に、車両にずり下がりが生じたと判断して、パーキングブレーキのモータを駆動させて、コントロールケーブルを引き動作を行うようにしている。

特開２００９−２０２６１８号公報

前述のパーキングブレーキ制御装置では、車両に生じるずり下がりの速度が所定値を超えるような車速の速い場合には検出することが可能である。しかしながら、例えば、５ｋｍ／ｈ以下の比較的遅い速度で車両のずり下がりが生じているような場合には、車速センサによる検出が難しい。

また、車両を停止する際には、運転者は、主ブレーキを作動させて車両を停止させた後、パーキングブレーキを作動させ、その後主ブレーキを離す。主ブレーキを離した際に、車両の制動機能が、主ブレーキからパーキングブレーキに移行することから、車両の荷重がパーキングブレーキに移行して、車両の前後への揺れが生じる。このような現象は、車両を坂道に停車させる際に顕著に現れる。

前述したようなパーキングブレーキ制御装置では、車輪の回転を検出するセンサのパルス信号に基づいてパーキングブレーキ作動後の車両のずり下がりを検出している。したがって、主ブレーキを離した際に車両に揺れが生じているような場合であっても、センサの検出するパルス信号のカウントを積算し、車両にずり下がりが生じているとの誤検出を行うおそれがある。

このような誤検出を防止するためには、車両のずり下がりが生じていると判定するためのパルスカウントの閾値を高めに設定する必要がある。この場合、実際に車両にずり下がりが生じていると、検出に遅れが生じて対応が遅くなるという問題がある。

本発明の課題は、停車または駐車中の車両にずり下がりが生じていることを精度良く検出して速やかに車両を停止させるとともに、車両の揺れに基づく誤検出を防止できるパーキングブレーキ制御装置を提供する。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明のパーキングブレーキ制御装置は、パルスカウント部と、車速検出部と、加速度センサと、制御部とを備えている。パルスカウント部は、車輪の回転に応じて発生するパルスをカウントする。車速検出部は、車輪の回転に応じて車速を検出する。加速度センサは、車両の前後方向への加速度を検出する。制御部は、パーキングブレーキに作用するコントロールケーブルの引き動作及び戻し動作を制御する。
制御部は、車速検出部が検出する車速が所定速度以下であって、加速度センサにより検出される加速度の絶対値が、０ｍ／ｓｅｃ^２から離れる第１区間と、０ｍ／ｓｅｃ^２に近づく第２区間とが交互に現れる減衰周期において、第２区間におけるパルスカウント部がカウントするパルス数が所定値に達した場合に、コントロールケーブルの引き動作を増加する。

この場合、加速度センサの検出信号に基づいて、車両にずり下がりが生じているのか、あるいは車両が一定の場所で揺れているのかを判断し、車両にずり下がりが生じている場合には、コントロールケーブルの引き動作を増加して、迅速に車両を停止させることができる。

パーキングブレーキ制御装置は、車速検出部からの信号に基づいて車両の移動距離を算出する移動距離算出部をさらに備えることができる。車速検出部が検出する車速が所定速度を超える場合において、移動距離算出部により算出される車両の移動距離が所定値を超えれば、制御部はコントロールケーブルの引き動作を増加することができる。
この場合、車両が一定の場所で前後に揺れを生じているような場合に、ずり下がりが生じていると誤検出することを防止できる。

本発明では、主ブレーキ解除時の車両の揺れを、車両にずり下がりが生じていると誤検出することを防止し、車両にずり下がりが生じている場合にはこれを精度よく検出できるパーキングブレーキ制御装置を提供できる。

パーキングブレーキ制御装置の概略構成を示すブロック図。パーキングブレーキ制御装置の制御ブロック図。パーキングブレーキ制御装置の制御フローチャート。車両に前後の揺れが生じている場合の加速度センサの出力のタイムチャート。

（１）概略構成
以下、本発明の第１実施形態によるパーキングブレーキ制御装置を説明する。
図１は、パーキングブレーキ制御装置の概略構成を示すブロック図である。

パーキングブレーキ制御装置１は、マイクロコンピュータからなる電子制御装置（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１２と、この電子制御装置１２により制御されるアクチュエータ１１と、このアクチュエータ１１によりコントロールケーブル３２の引き作動又は戻し作動により作動又は解除がなされるパーキングブレーキ３１を有している。

また、このパーキングブレーキ制御装置１には、操作スイッチ４１、イグニッションスイッチ４２、作動ランプ４３、ワーニングランプ４４、車両ＣＡＮ制御通信バス４５などが接続されている。

操作スイッチ４１は、パーキングブレーキ３１を作動又は解除を行うために電子制御装置１２に指示信号を送信する。
イグニッションスイッチ４２は、エンジン始動のためにバッテリ回路をオン・オフするためのものである。

作動ランプ４３は、各部の作動を検出した場合に、作動状態である旨を報知するための表示部である。ワーニングランプ４４は、各部の異常（故障）を検出した場合に異常を報知するための表示部である。

車両ＣＡＮ制御通信バス４５は、故障が発生した部位に関する情報を電子制御装置１２から上位コンピュータに伝送し、上位コンピュータにおいて各種センサから取得した情報を電子制御装置１２に伝送する。例えば、上位コンピュータは、前輪の回転を検出する前輪車速センサ、後輪の動き出しを検出する後輪動き出しセンサ、加速度センサなどからの検出信号を取得し、これらセンサの検出信号に基づいて前輪車速情報、後輪動き出しパルス、車両の勾配情報などを算出して、車両ＣＡＮ制御通信バス４５を介して電子制御装置１２に送信する。

アクチュエータ１１は、モータ、減速機構、荷重センサなどを有している。減速機構を介して伝達されるモータの回転により、コントロールケーブル３２の引き作動又は解除作動を行う。

荷重センサは、パーキングブレーキ３１に作用するコントロールケーブル３２の作動方向、解除方向に対応する荷重検出信号を検出して、電子制御装置１２に出力する。
電子制御装置１２は、荷重センサからの荷重検出信号に基づいて、モータの回転駆動を制御するためのモータ制御信号を送信する。

（２）制御ブロック
図２は、パーキングブレーキ制御装置の制御ブロック図である。
電子制御装置１２には、モータ１１１、電流センサ１１２、荷重センサ１１３などが接続される。
モータ１１１は、アクチュエータ１１内に設けられており、電子制御装置１２からのモータ制御信号により制御される。
電流センサ１１２は、モータ１１１に流れる電流を検知し、これを電子制御装置１２に入力する。
荷重センサ１１３は、アクチュエータ１１に内蔵され、パーキングブレーキ３１に作用するコントロールケーブル３２の作動方向、解除方向に対応する荷重検出信号を検出して、電子制御装置１２に出力する。

電子制御装置１２は、イグニッションスイッチ４２の操作に基づいてバッテリ回路と接続されて始動し、操作スイッチ４１からの指示信号に基づいてパーキングブレーキ３１の作動・解除を行う。
また、電子制御装置１２は、作動ランプ４３、ワーニングランプ４４を点灯、消灯させるための信号を出力する。

電子制御装置１２には、図１に示す車両ＣＡＮ制御通信バス４５を介して、前輪車速センサ１１４、後輪動き出しセンサ１１５、加速度センサ１１６が接続されている。
前輪車速センサ１１４は、左右の前輪の回転を検出するエンコーダで構成され、それぞれ左右の前輪の回転に対応して発生するパルスから車速を検出する。
後輪動き出しセンサ１１５は、左右の後輪の回転を検出するエンコーダで構成され、それぞれ左右の後輪の回転に対応して発生するパルス信号を出力する。

加速度センサ１１６は、車体の前後方向の加速度を検出するものであれば、特に限定されるものではなく、公知の加速度センサを用いることができる。

電子制御部１２は、パルスカウント部１２１、車速検出部１２２、移動距離算出部１２３、モータ制御部１２４、ランプ駆動部１２５、記憶部１２６等を有している。
パルスカウント部１２１は、前輪車速センサ１１４及び後輪動き出しセンサ１１５からの信号に基づいて、車輪の回転に応じて発生するパルス信号をカウントする。
車速検出部１２２は、前輪車速センサ１１４からのパルス信号に基づいて、車輪の回転に応じた車速を検出する。
移動距離算出部１２３は、車速検出部１２２からの信号に基づいて車両の移動距離を算出する。

モータ制御部１２４は、パーキングブレーキ３１に作用するコントロールケーブル３２の引き動作及び戻し動作を制御するために、モータ１１１に対するモータ制御信号を生成し、モータ１１１に送信する。
ランプ駆動部１２５は、作動ランプ４３及びワーニングランプ４４を点灯、消灯するための信号を出力する。
記憶部１２６は、各部における演算結果や種々のパラメータを記憶する。

前述したように、車両ＣＡＮ制御通信バス４５を介して上位コンピュータから送信される信号を用いる場合は、車速検出部１２２は、上位コンピュータが前輪車速センサ１１４のパルス信号に基づいて算出した前輪の車速情報を用いることができる。
また、前輪車速センサ１１４、後輪動き出しセンサ１１５、加速度センサ１１６の検出信号が直接電子制御装置１２に入力されることも可能である。

（３）制御動作
図３は、パーキングブレーキ制御装置の制御フローチャートである。ここでは、マイクロコンピュータで構成される電子制御装置（ＥＣＵ）１２が、所定のプログラムを実行することにより、パーキングブレーキ制御装置１として機能する場合の動作として説明する。

ステップＳ３１において、電子制御装置１２は前輪車速を取得する。具体的には、電子制御装置１２は、車両ＣＡＮ制御通信バス４５を介して上位コンピュータに車速情報を要求するか、あるいは前輪車速センサ１１４からのパルス信号に基づいて車速検出部１２２に車速情報を算出させる。
電子制御装置１２が取得する前輪車速は、左右の前輪に設けた前輪車速センサ１１４から個別に取得することができ、左右の前輪の車速の平均値を算出することもできる。

ステップＳ３２において、電子制御装置１２は、前輪車速が所定値に到達したか否かを判定する。例えば、電子制御装置１２は、車速検出部１２２で取得した前輪車速が５ｋｍ／ｈ以上になったか否かを判定する。
具体的には、車両ＣＡＮ制御通信バス４５を介して、車速情報を受信している場合には、前輪車速が０ｋｍ／ｈ以上である車速情報を５回以上連続して受信した時に、電子制御装置１２は、前輪速度が所定値に達したと判定することができる。また、前輪車速センサ１１４の検出信号を受信している場合には、前輪車速センサ１１４の検出信号に基づいて算出される車速が５ｋｍ／ｈに到達した場合に、前輪車速が所定値に到達したと判断できる。

電子制御装置１２は、前輪車速が５ｋｍ／ｈ以上であると判断した場合には、車両にずり下がりが生じていると判断して、ステップＳ３５に移行する。電子制御装置１２は、前輪車速が５ｋｍ／ｈ未満であると判断した場合には、ステップＳ３３に移行する。
なお、電子制御装置１２は、前輪車速が５ｋｍ／ｈ以上である、さらにパルスカウント部１２１のカウント値が所定値に到達した場合に、ずり下がりが生じていると判断することもできる。
さらに、電子制御装置１２は、パルスカウント部１２１のカウント値に応じて、移動距離算出部１２３が算出する移動距離が所定値に到達した場合に、ずり下がりが生じていると判断することもできる。

ステップＳ３３において、電子制御装置１２は、後輪動き出しセンサ１１５が出力するパルス信号のカウントを開始する。主ブレーキを離した場合に、車両に前後動が生じ、後輪動き出しセンサ１１５がパルス信号を発生する場合がある。
図４は、車両に前後の揺れが生じている場合の加速度センサの出力のタイムチャートである。ここでは、車両が傾斜した場所で停車している場合を想定している。

図４に示すように、車両が傾斜した場所で停車しており、前後に揺れが生じている場合、加速度センサ１１６の検出信号の値であるＧ信号値は、０ｍ／ｓ^２を中心に増減する波形となる。
例えば、区間Ａ、Ｃ、Ｅは、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２から離れる区間であり、区間Ｂ、Ｄは、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２に近づく区間である。

車両にずり下がりが生じている場合は、パーキングブレーキの制動力が不足しているときに、ブレーキシュー等のブレーキアッシーの制動状態に変化が生じて揺れながらずり落ちを生じるため、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２に近づく変化（絶対値の減少）が生じた際に所定量の車輪の動きがあった場合にずり落ちが生じると考えられる。
したがって、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２に近づく場合に、パルスカウント部１２１が後輪動き出しセンサ１１５が出力するパルス信号をカウントし、また、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２から離れる場合に、パルスカウント部１２１による、後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号のカウント値を０にリセットするようにする。
このことにより、Ｇ信号値が図４に示すような増減する波形である場合に、車両に揺れを伴うものであるが、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２から離れる際にパルスカウント部１２１によるカウント値をリセットして、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２に近づく変化（絶対値の減少）を生じたときにパルスカウントする。このパルスカウントが所定以上である場合には、単なる揺れではなくて、揺れ以上の動きを生じているために、ずり落ちと判定することができる。

パルスカウント部１２１におけるパルスカウント条件は以下のように設定できる。
実車データにより、主ブレーキを離した後の車両の揺れの周期は、０．７〜１．０ｓであった。このため、推測周期範囲を０．５〜１．０ｓ（推測周期の計算式Ｔ＝２π√（ｍ／ｋ）：ｍ＝重量、ｋ＝弾性係数）とすると、区間Ａ〜ＥはそれぞれＴ／４＝１２０〜２５０ｍｓとなる。これに基づいて、区間Ａ〜Ｅの期間を１００ｍｓとし、パルスカウント部１２１によるカウント周期を２０ｍｓとする。また、現在のＧ信号値−前回のＧ信号値をΔとする。

パルスカウント部１２１によるパルスカウント動作の一例として、以下のような設定とすることができる。
（ａ）現在のＧ信号値が０ｍ／ｓ^２以上であり、Δが０．１ｍ／ｓ^２以上である場合には、連続して受信した後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号のカウント値をクリアする。Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２から離れる変化（絶対値の増加）
（ｂ）現在のＧ信号値が０ｍ／ｓ^２以上であり、Δが−０．１ｍ／ｓ^２以下である場合には、連続して受信した後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号をカウントする。Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２に近づく変化（絶対値の減少）
（ｃ）現在のＧ信号値が０ｍ／ｓ^２より低いであり、Δが０．１ｍ／ｓ^２以上である場合には、連続して受信した後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号をカウントする。Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２に近づく変化（絶対値の減少）
（ｄ）現在のＧ信号値が０ｍ／ｓ^２より低いであり、Δが−０．１ｍ／ｓ^２以下である場合には、連続して受信した後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号のカウント値をクリアする。Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２から離れる変化（絶対値の増加）

このうち、（ａ）と（ｄ）は、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２から離れる第１区間であり、（ｂ）と（ｃ）は、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２に近づく第２区間である。
図４の区間Ａでは、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２未満であり、Δの値が負であることから、（ｄ）のパルスカウント動作が適用される。このことから、パルスカウント部１２１は、後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号のカウント値をクリアする。

区間Ｂでは、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２未満であり、Δの値が正であることから、（ｃ）のパルスカウント動作が適用される。このことから、パルスカウント部１２１は、後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号をカウントする。

区間Ｃでは、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２以上であり、Δの値が正であることから、（ａ）のパルスカウント動作が適用される。このことから、パルスカウント部１２１は、後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号のカウント値をクリアする。

区間Ｄでは、Ｇ信号値が０ｍ／ｓ^２以上であり、Δの値が負であることから、（ｂ）のパルスカウント動作が適用される。このことから、パルスカウント部１２１は、後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号をカウント値する。
パルスカウント部１２１は、以後、同様の動作を繰り返す。

ステップＳ３４において、電子制御装置１２は、パルスカウント値が所定値に到達したか否かを判定する。車種等にもよるが、例えば、後輪動き出しセンサ１１５のパルス信号が１個で１２．５ｍｍ移動すると想定され、移動距離が１００ｍｍであれば車両にすり下がりが生じていると推定する場合、パルスカウント部１２１によるパルスカウント値が８になった時に所定値に到達したものと判定できる。

電子制御装置１２は、パルスカウント値が所定値に到達していないと判断した場合に、
ずり落ちが生じていないと判断して増引きをせず、パルスカウント値が所定値に到達したと判断した場合にはステップＳ３５に移行する。

ステップＳ３５において、電子制御装置１２は、モータ１１１を駆動するためのモータ制御信号を送信する。具体的には、電子制御装置１２は、アクチュエータ１１のモータ１１１にモータ制御信号を送信して、パーキングブレーキ３１の増引きを行わせる。

ステップＳ３６において、電子制御装置１２は、アクチュエータ１１の荷重が最大であるか否かを判断する。具体的には、電子制御装置１２は、アクチュエータ１１の荷重センサ１１３からの荷重検出信号を受信して、コントロールケーブル３２に対するアクチュエータ１１の荷重が最大であるか否かを判断する。
電子制御装置１２は、アクチュエータ１１の荷重が最大であると判断するまで、モータ１１１に対するモータ制御信号を送信し、アクチュエータ１１の荷重が最大であると判断した場合にステップＳ３７に移行する。

ステップＳ３７において、電子制御装置１２は、モータ１１１を停止させる。具体的には、モータ制御部１２４が、モータ１１１を停止させるためのモータ制御信号を生成してモータ１１１に送信する。

実施形態の作用・効果
パーキングブレーキ制御装置１は、パルスカウント部（例えば、パルスカウント部１２１）と、車速検出部（例えば、車速検出部１２２）と、加速度センサ（例えば、加速度センサ１１６）と、制御部（例えば、モータ制御部１２４）とを備えている。パルスカウント部は、車輪の回転に応じて発生するパルスをカウントする。車速検出部は、車輪の回転に応じて車速を検出する。加速度センサは、車両の前後方向への加速度を検出する。制御部は、パーキングブレーキ（例えば、パーキングブレーキ３１）に作用するコントロールケーブル（例えば、コントロールケーブル３２）の引き動作及び戻し動作を制御する。
制御部は、車速検出部が検出する車速が所定速度以下であって、加速度センサにより検出される加速度の絶対値が、０ｍ／ｓｅｃ^２から離れる第１区間（例えば、区間Ａ，Ｃ，Ｅ）と、０ｍ／ｓｅｃ^２に近づく第２区間（区間Ｂ，Ｄ）とが交互に現れる減衰周期において、第２区間におけるパルスカウント部がカウントするパルス数が所定値に達した場合に、コントロールケーブルの引き動作を増加する。

他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。

本発明は、電子制御されるパーキングブレーキを備える自動車全般に適用することができる。

１パーキングブレーキ制御装置
１１アクチュエータ
１２電子制御装置
３１パーキングブレーキ
３２コントロールケーブル
４１操作スイッチ
４２イグニッションスイッチ
４３作動ランプ
４４ワーニングランプ
４５車両ＣＡＮ制御通信バス
１１１モータ
１１２電流センサ
１１３荷重センサ
１１４前輪車速センサ
１１５後輪車速センサ
１１６加速度センサ

Claims

車輪の回転に応じて発生するパルスをカウントするパルスカウント部と、
前記車輪の回転に応じて車速を検出する車速検出部と、
車両の前後方向への加速度を検出する加速度センサと、
パーキングブレーキに作用するコントロールケーブルの引き動作及び戻し動作を制御する制御部と、
を備え、
前記車速検出部が検出する車速が所定速度以下であって、前記加速度センサにより検出される加速度の絶対値が、０ｍ／ｓｅｃ^２から離れる第１区間と、０ｍ／ｓｅｃ^２に近づく第２区間とが交互に現れる減衰周期において、前記第２区間における前記パルスカウント部がカウントするパルス数が所定値に達した場合に、前記制御部は前記コントロールケーブルの引き動作を増加する、パーキングブレーキ制御装置。
前記車速検出部からの信号に基づいて前記車両の移動距離を算出する移動距離算出部をさらに備え、
前記車速検出部が検出する車速が前記所定速度を超える場合において、前記移動距離算出部により算出される車両の移動距離が所定値を超えれば、前記制御部は前記コントロールケーブルの引き動作を増加する、請求項１に記載のパーキングブレーキ制御装置。