JP2019182334A - 電動パーキングブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】過剰な制動力で動作することなく必要かつ適正な制動力で動作し、耐久性のより向上した電動パーキングブレーキシステムを提供することを課題とする。【解決手段】車両において駆動源として電動モータ２６を有する車輪２０と、車輪の停止を維持するパーキングブレーキ２２と、パーキングブレーキを作動させるパーキングブレーキアクチュエータ３２と、パーキングブレーキアクチュエータを制御する駆動制御手段４０と、を有する電動パーキングブレーキシステム１０において、駆動制御手段は、停車時において、電動モータを制御して車輪の停止を維持し、車輪の停止を維持している電動モータの制御量に基づいて停止維持トルクを求め、求めた停止維持トルクに基づいて、車輪の停止を維持するために必要なパーキングブレーキの制動力を求め、制動力となるようにパーキングブレーキアクチュエータを制御する、電動パーキングブレーキシステムである。【選択図】図１

Description

本発明は、電動パーキングブレーキシステムに関する。

図８に示すように、特許文献１に記載の電動パーキングブレーキ（電動パーキングブレーキシステムに相当）は、電動モータ１３２（パーキングブレーキアクチュエータに相当）と、ウォーム１３０ＳＳと、ウォームホイール１３０ＳＬと、パーキングワイヤー１００Ｗと、荷重センサ１３４と、を有している。ウォーム１３０ＳＳの一方端は電動モータ１３２の回転軸に同軸に接続されており、他方端にはウォーム１３０ＳＳに印加される荷重を計測する荷重センサ１３４が配置されている。ウォームホイール１３０ＳＬには、パーキングワイヤー１００Ｗが係合されており、ウォーム１３０ＳＳが回転するとウォームホイール１３０ＳＬを回動し、パーキングワイヤー１００Ｗに牽引力を発生させて、パーキングブレーキを作動させる。荷重センサ１３４は、パーキングワイヤー１００Ｗで発生した牽引力によるウォーム１３０ＳＳが受ける荷重を計測する。荷重センサ１３４で計測された荷重から、パーキングブレーキで生じている制動力を算出する。

また、特許文献２には、電動パーキングブレーキ制御装置（電動パーキングブレーキシステムに相当）は、サービスブレーキのブレーキ液圧を検知する液圧センサと、パーキングブレーキを作動させるモータ（パーキングブレーキアクチュエータに相当）と、モータを駆動する電流を制御する制御部（駆動制御手段に相当）と、を有している。この電動パーキングブレーキ制御装置は、オペレータがサービスブレーキを作動させ、サービスブレーキ作動中における液圧センサからの圧力情報から停止に必要な制動力を求め、求めた制動力に基づいて必要な制動力を発生するように電動パーキングブレーキを作動させる。

特開２００９−７９７３４号公報 特開２０１６−１１０８１号公報

特許文献１に記載の電動パーキングブレーキは、ウォームホイール１３０ＳＬがパーキングワイヤー１００Ｗを牽引する力を計測し、パーキングブレーキにおける制動力を推定することはできるが、停車させるために必要な制動力を求めることはできない。

また、特許文献２に記載の電動パーキングブレーキ制御装置は、オペレータがサービスブレーキを作動中の液圧センサからの圧力情報に基づいて制御手段を求めているため、必要以上の制動力でサービスブレーキを作動させて停止させている場合、必要以上の制動力で電動パーキングブレーキを動作させている可能性がある。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、過剰な制動力で動作することなく必要かつ適正な制動力で動作し、耐久性のより向上した電動パーキングブレーキシステムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、第１の発明は、車両において駆動源として電動モータを有する車輪と、前記車輪の停止を維持するパーキングブレーキと、前記パーキングブレーキを作動させるパーキングブレーキアクチュエータと、前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する駆動制御手段と、を有する電動パーキングブレーキシステムにおいて、前記駆動制御手段は、停車時において、前記電動モータを制御して前記車輪の停止を維持し、前記車輪の停止を維持している前記電動モータの制御量に基づいて停止維持トルクを求め、求めた前記停止維持トルクに基づいて、前記車輪の停止を維持するために必要な前記パーキングブレーキの制動力を求め、前記制動力となるように前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する、電動パーキングブレーキシステムである。

次に、本発明の第２の発明は、車両において駆動源として電動モータを有する車輪と、前記車輪の停止を維持するパーキングブレーキと、前記パーキングブレーキを作動させるパーキングブレーキアクチュエータと、前記車両に設けられて路面の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する駆動制御手段と、を有する電動パーキングブレーキシステムにおいて、前記駆動制御手段は、前記電動モータを用いた加速時または回生制御時の制御量に基づいて、当該加速時または回生制御時における前記電動モータのトルクを求め、求めた前記トルクと、前記傾斜角度と、前記車両の走行速度の変化と、に基づいて前記車両の質量を求め、前記質量と前記傾斜角度に基づいて停止維持トルクを求め、求めた前記停止維持トルクに基づいて、前記車輪の停止を維持するために必要な前記パーキングブレーキの制動力を求め、前記制動力となるように前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する、電動パーキングブレーキシステムである。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明に係る電動パーキングブレーキシステムであって、前記駆動制御手段には、前記車両が平坦路に停車している場合において所定の大きさの外力が前記車両に印加されても車輪の停止を維持するための平坦路停止維持トルクが予め記憶されており、前記駆動制御手段は、求めた前記停止維持トルクに基づいて前記制動力を求める際、求めた前記停止維持トルクに前記平坦路停止維持トルクを加算した加算トルクに基づいて前記制動力を求める、電動パーキングブレーキシステムである。

第１の発明によれば、停止時に必要かつ適正なパーキングブレーキの制動力が求められ、求められた制動力になるように電動パーキングブレーキを作動するので、各構成部品に対して過剰に負担をかけず耐久性を向上させることができる。

第２の発明によれば、車両の質量に基づいて必要かつ適正な停止時におけるパーキングブレーキの制動力が求められ、求められた制動力になるように電動パーキングブレーキを作動するので、各構成部品に対して過剰に負担をかけず耐久性を向上させることができる。

第３の発明によれば、平坦路におけるパーキングブレーキの制動力と停止時に求められたパーキングブレーキの制動力を合わせた制動力で電動パーキングブレーキを動作させるため、より適切かつ確実にパーキングブレーキを作動させることができる。

第１の実施形態における電動パーキングブレーキシステムの構成を説明するブロック図である。 第１の実施形態の電動パーキングブレーキの開始処理を説明するフローチャートである。 第１の実施形態の電動パーキングブレーキの解除処理を説明するフローチャートである。 電動パーキングブレーキシステムを適用した車両の動作を説明する図である。 第２の実施形態における電動パーキングブレーキシステムの構成を説明するブロック図である。 第２の実施形態の電動パーキングブレーキの開始処理を説明するフローチャートである。 第２の実施形態の電動パーキングブレーキの解除処理を説明するフローチャートである。 従来の電動パーキングブレーキ制御装置（電動パーキングブレーキシステムに相当）を説明する図である。

●［第１の実施形態における電動パーキングブレーキシステムの全体構成と処理（図１〜図４）］
図１〜図４を用いて第１の実施形態における電動パーキングブレーキシステム１０の概略と全体構成を説明する。図１は、第１の実施形態における電動パーキングブレーキシステム１０の構成を説明するブロック図である。図２と図３は、第１の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０（図１参照）における処理を説明するフローチャートである。図４は、電動パーキングブレーキシステム１０を適用した車両の動作を説明する図である。

図１に示すように、電動パーキングブレーキシステム１０は、車輪２０と、パーキングブレーキ２２と、サービスブレーキ２４と、電動モータ２６と、直動機構３０と、駆動制御手段４０と、モータドライバ４２と、アクセル３６と、オペレータ検出手段４４と、制御スイッチ５０と、バッテリＢＡＴと、を有している。

パーキングブレーキ２２は、一般的な機械式ブレーキであり、ワイヤＷの一方端が接続され、ワイヤＷによる牽引力をテコ等の機構により増幅し制動力を発生させ車輪２０の制動作動をし、車輪２０の停止を維持する。

サービスブレーキ２４は、例えば、一般的な車両で用いられている液圧式のブレーキであり、オペレータがペダル等に加える力によりブレーキ液に圧力を発生させ車輪２０の制動をする。サービスブレーキ２４は、ブレーキペダルに取り付けられた回転角度検出手段（例：ポテンショメータ）（図示省略）によって駆動制御手段４０に接続され、オペレータが加えたペダルストロークに応じた電圧を出力する。

電動モータ２６は、車輪２０を駆動する駆動手段であり、駆動制御手段４０により制御される。回転速度検出手段２８は、電動モータ２６に接続されて、電動モータ２６の回転速度に応じた信号を駆動制御手段４０に出力する。回転速度検出手段２８は、例えば、ロータリーエンコーダである。

直動機構３０は、スライダー３０ＳＬと、ガイドレール３０ＧＲと、外周面軸方向に雄ネジであるスクリューシャフト３０ＳＳと、スクリューシャフト３０ＳＳを回転させるパーキングブレーキアクチュエータ３２と、荷重センサ３４と、を有している。

スライダー３０ＳＬは、スクリューシャフト３０ＳＳの雄ネジに対応した雌ネジが内側側面に設けられた貫通孔と、当該貫通孔を挟むように設けられている対向した一対のガイドレール３０ＧＲが挿通される貫通孔と、を有している。スライダー３０ＳＬは、パーキングブレーキアクチュエータ３２によりスクリューシャフト３０ＳＳを回転させることで、ガイドレール３０ＧＲに沿って軸方向に移動させられる。

ワイヤＷの一方端は、スライダー３０ＳＬに接続されており、他方端はパーキングブレーキ２２に接続されている。

パーキングブレーキアクチュエータ３２は、例えば、電動モータであり、スクリューシャフト３０ＳＳを駆動（回転）し、スライダー３０ＳＬをガイドレール３０ＧＲの軸方向に沿って前後に移動させる。

荷重センサ３４は、パーキングブレーキアクチュエータ３２に接続されて、スライダー３０ＳＬの駆動（移動）に伴うパーキングブレーキアクチュエータ３２の牽引力に応じた信号を駆動制御手段４０に出力する。

アクセル３６は、駆動制御手段４０に接続されており、アクセル３６の踏み込み角度に応じた信号を駆動制御手段４０に出力する。

モータドライバ４２は、電動モータ２６を駆動動作させる場合、駆動制御手段４０からの制御信号に基づいて制御され、バッテリＢＡＴから入力された供給電力を駆動電力に変換して電動モータ２６に出力する。また、モータドライバ４２は、電動モータ２６を回生動作させる場合、駆動制御手段４０からの制御信号に基づいて制御され、電動モータ２６から入力された回生電力を充電電力に変換してバッテリＢＡＴに出力する。

オペレータ検出手段４４は、電動パーキングブレーキシステム１０が設けられている車両の運転席にオペレータが居るか否かを検出手段である。例えば、オペレータ検出手段４４は、オペレータの着座の有無を検出する運転席に設けられた着座スイッチであり、運転席にオペレータが着座するとＯＮの状態になり、離席している場合にＯＦＦの状態になる。

制御スイッチ５０は、駆動制御手段４０に接続されており、電動パーキングブレーキシステム１０のスイッチであり、ＯＮの状態で電動パーキングブレーキシステム１０は作動され、ＯＦＦの状態にされると作動を停止される。

駆動制御手段４０は、荷重センサ３４からの信号に基づいてワイヤＷの牽引力を算出する。駆動制御手段４０は、ワイヤＷで発生する牽引力の大きさに基づいて、パーキングブレーキ２２で発生させている制動力Ｆｓの大きさを算出する。駆動制御手段４０は、パーキングブレーキ２２に制動力をかける場合、パーキングブレーキ２２で必要な制動力Ｆｓに基づいて、ワイヤＷの牽引力を算出し、算出した牽引力になるようにパーキングブレーキアクチュエータ３２を制御する。

図４を用いて、第１の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０の動作について詳細に説明する。図４で示す車両１は、電動で走行する車両であり、例えば、フォークリフト等である。車両１の質量である車両質量Ｍは、車両１の車体質量、オペレータの質量（体重）、積載貨物等の質量を含む質量である。また、図４において、車両１は、傾斜角度θである傾斜路ＳＬＰを下方から上方に向かって走行している。

車両１が傾斜角度θの傾斜路ＳＬＰを上方に向かって走行している場合、車両１には、重力（重力加速度ｇ）の傾斜方向における分力である重力傾斜分力Ｆが生じる。この重力傾斜分力Ｆは、車両１における車輪２０に作用し、重力傾斜分力Ｆに応じた車輪２０を回転させる回転トルクＲｔｒを車輪２０に発生させる。

例えば、パーキングブレーキ２２（図１参照）を動作させずにオペレータＯＰＲが運転席Ｓから離れると、車両１は、重力傾斜分力Ｆによる回転トルクＲｔｒのため車輪２０が回転して、傾斜路ＳＬＰの傾斜に沿って走行し始める。

電動パーキングブレーキシステム１０は、オペレータＯＰＲが運転席Ｓに居ないと判定すると、電動モータ２６（図１参照）を回生制御し、車輪２０（図１参照）に回転トルクＲｔｒに抗する制動トルクＳｔｒを発生させて、車両１を停止させる。

停止維持トルクＰｔｒは、停車時において、電動モータ２６を制御して車輪２０の停止を維持している電動モータ２６の制動トルクであり、予め駆動制御手段４０に記憶されており、車両１を停止させる制動トルクＳｔｒに基づいて求められる。

制動力Ｆｓは、停止維持トルクＰｔｒに平坦路停止維持トルクＰｆｔｒを加算した加算トルクに基づいて求められる。なお、平坦路停止維持トルクＰｆｔｒは、車両１が平坦路に停車している場合において所定の大きさの外力が車両１に印加されても車輪２０の停止を維持するために必要な車輪２０の制動トルクであり、予め駆動制御手段４０に記憶されている。

電動パーキングブレーキシステム１０は、発生させる制動力が制動力Ｆｓになるようにパーキングブレーキ２２を制御する。これにより、電動パーキングブレーキシステム１０は、その時点での車両１に加えられる重力傾斜分力Ｆに対して、車両１を停止させるために必要かつ適切な制動力を発生させることができる。

●［第１の実施形態の電動パーキングブレーキの開始処理と解除処理（図２、図３）］
図２と図３は、第１の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０（図１参照）における処理を説明するフローチャートである。駆動制御手段４０（図１参照）は、電動パーキングブレーキシステム１０が組み込まれた車両のメイン制御において、電動パーキングブレーキの開始処理（サブルーチンＳＵＢ１）、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］間隔）にて、起動する。

以下、サブルーチンＳＵＢ１（電動パーキングブレーキの開始処理）の各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ１０５において、駆動制御手段４０は、電動パーキングブレーキ作動フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１１０に処理を進め、電動パーキングブレーキ作動フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）は、電動パーキングブレーキの開始処理（サブルーチンＳＵＢ１）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。なお、電動パーキングブレーキ作動フラグは、システムの動作状態を示し、電動パーキングブレーキシステム１０が動作している場合にＯＮ、動作していない場合はＯＦＦとなるフラグである。

ステップＳ１１０において、駆動制御手段４０は、制御スイッチ５０（図１参照）がＯＮと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１５に処理を進め、制御スイッチ５０がＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２０に処理を進める。

ステップＳ１１５において、駆動制御手段４０は、作動開始条件をＡに設定し（作動開始条件＝Ａ）、ステップＳ１４５に処理を進める。なお、作動開始条件（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、電動パーキングブレーキシステム１０の作動を開始する条件を示す変数である。オペレータが制御スイッチ５０をＯＮと判定した場合、作動開始条件は、Ａに設定される。予め設定された所定時間、車両が継続して停車していると判定した場合に、作動開始条件はＢ、に設定される。オペレータが運転席に居ないと判定された場合、作動開始条件は、Ｃに設定される。

ステップＳ１２０において、駆動制御手段４０は、車両が停車中であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２５に処理を進め、車両が停車中であると判定しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１３５に処理を進める。なお、駆動制御手段４０は、例えば、回転速度検出手段２８の情報に基づいて、電動モータ２６の回転の状態により、車両が停車しているか否かを判定する。

ステップＳ１２５において、駆動制御手段４０は、停車して所定時間経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３０に処理を進め、停車して所定時間経過したと判定しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１３５に処理を進める。なお、駆動制御手段４０は、停車して所定時間経過したか否かの判定を、例えば、ステップＳ１２０において車両が停車中であると判定した時からの経過時間と予め記憶されている所定時間を比較して行う。

ステップＳ１３０において、駆動制御手段４０は、作動開始条件をＢに設定し（作動開始条件＝Ｂ）、ステップＳ１４５に処理を進める。

ステップＳ１３５において、駆動制御手段４０は、オペレータ検出手段４４（図１参照）の情報に基づいてオペレータが運転席に居ないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４０に処理を進め、オペレータが運転席に居ると判定した場合（Ｙｅｓ）は、電動パーキングブレーキの開始処理（サブルーチンＳＵＢ１）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ１４０において、駆動制御手段４０は、作動開始条件をＣに設定し（作動開始条件＝Ｃ）、ステップＳ１４５に処理を進める。

ステップＳ１４５において、駆動制御手段４０は、作動解除条件をＲ０に設定し（作動解除条件＝Ｒ０）、ステップＳ１５０に処理を進める。なお、作動解除条件は、作動開始条件がＣの場合における電動パーキングブレーキシステム１０の作動を解除する条件の成立段階を示す変数である。電動パーキングブレーキシステム１０の作動直後は、作動解除条件は、初期値であるＲ０に設定される。ディレクションレバーの位置がニュートラル位置にある場合、作動解除条件は、Ｒ１に設定される。さらに、作動解除条件がＲ１の状態で、ディレクションレバーの位置が前進位置又は後進位置にある場合、作動解除条件は、Ｒ２に設定される。なお、ディレクションレバーは、車両の操作レバーであり、前進位置（車両の前進操作）、ニュートラル位置（車両の前進でも後進でもない操作）、後進位置（車両の後進進操作）の３つの操作を切り替えるレバーである。

ステップＳ１５０において、駆動制御手段４０は、電動モータ２６（図１参照）を制御して車輪２０の停止を維持し、ステップＳ１６０に処理を進める。

ステップＳ１６０において、駆動制御手段４０は、電動モータ２６の制御量（制動トルクＳｔｒ）から停止維持トルクＰｔｒを求め、ステップＳ１７０に処理を進める。なお、停止維持トルクＰｔｒは、予め駆動制御手段４０に記憶されており、車両１を停止させる制動トルクＳｔｒに基づいて求められる。

ステップＳ１７０において、駆動制御手段４０は、ステップＳ１６０において求めた停止維持トルクＰｔｒに平坦路停止維持トルクＰｆｔｒを加算した加算トルクに基づいて制動力Ｆｓを求め、ステップＳ１８０に処理を進める。

ステップＳ１８０において、駆動制御手段４０は、ステップＳ１７０において求めた制動力Ｆｓになるようにパーキングブレーキアクチュエータ３２（図１参照）を制御し、ステップＳ１９０に処理を進める。なお、駆動制御手段４０は、パーキングブレーキ２２で必要な制動力Ｆｓに基づいて、ワイヤＷの牽引力を算出し、算出した牽引力になるようにパーキングブレーキアクチュエータ３２を制御する。

ステップＳ１９０において、駆動制御手段４０は、電動パーキングブレーキ作動フラグをＯＮにし（電動パーキングブレーキ作動フラグ＝ＯＮ）、サブルーチンＳＵＢ１（電動パーキングブレーキの開始処理）の処理を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

以下、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）の各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ２０５において、駆動制御手段４０は、電動パーキングブレーキ作動フラグがＯＮである場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１０に処理を進め、電動パーキングブレーキ作動フラグがＯＮでない場合（Ｎｏ）は、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２１０において、駆動制御手段４０は、作動開始条件がＡ（作動開始条件＝Ａ）である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１５に処理を進め、作動開始条件がＡでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３０に処理を進める。

ステップＳ２１５において、駆動制御手段４０は、制御スイッチ５０がＯＦＦであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２２０に処理を進め、制御スイッチ５０がＯＦＦでないと判定した場合（Ｎｏ）は、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２３０において、駆動制御手段４０は、作動開始条件がＢ（作動開始条件＝Ｂ）である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３５に処理を進め、作動開始条件がＢでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２４０に処理を進める。

ステップＳ２３５において、駆動制御手段４０は、アクセル３６（図１参照）がＯＮされていると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２２０に処理を進め、アクセル３６がＯＮされていないと判定した場合（Ｎｏ）は、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２４０において、駆動制御手段４０は、作動開始条件がＣ（作動開始条件＝Ｃ）である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４５に処理を進め、作動開始条件がＣでない場合（Ｎｏ）は、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２４５において、駆動制御手段４０は、ディレクションレバーの位置がニュートラル位置であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２５０に処理を進め、ディレクションレバーの位置がニュートラル位置であると判定しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２５５に処理を進める。

ステップＳ２５０において、駆動制御手段４０は、作動解除条件をＲ１に設定し（作動解除条件＝Ｒ１）、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２５５において、駆動制御手段４０は、作動解除条件がＲ１（作動解除条件＝Ｒ１）である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２６０に処理を進め、作動解除条件がＲ１でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２７０に処理を進める。

ステップＳ２６０において、駆動制御手段４０は、ディレクションレバーの位置が前進位置又は後進位置であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２６５に処理を進め、ディレクションレバーの位置が前進位置又は後進位置であると判定しない場合（Ｎｏ）は、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２６５において、駆動制御手段４０は、作動解除条件をＲ２に設定し（作動解除条件＝Ｒ２）、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２７０において、駆動制御手段４０は、作動解除条件がＲ２（作動解除条件＝Ｒ２）である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３５に処理を進め、作動解除条件がＲ２でない場合（Ｎｏ）は、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ２２０において、駆動制御手段４０は、制動力が０になるようにパーキングブレーキアクチュエータ３２を制御し、ステップＳ２２５に処理を進める。

ステップＳ２２５において、駆動制御手段４０は、電動パーキングブレーキ作動フラグをＯＦＦにし（電動パーキングブレーキ作動フラグ＝ＯＦＦ）、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）の処理を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

●［第２の実施形態における電動パーキングブレーキシステムの全体構成と処理（図４〜図７）］
図４〜図７を用いて第２の実施形態における電動パーキングブレーキシステム１０Ａの全体構成と処理を詳細に説明する。図５は、第２の実施形態における電動パーキングブレーキシステム１０Ａの構成を説明するブロック図である。図６と図７は、第２の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０Ａにおける処理を説明するフローチャートである。

図５に示すように、第２の実施形態における電動パーキングブレーキシステム１０Ａは、第１の実施形態における電動パーキングブレーキシステム１０に対して傾斜角度検出手段４６を有している点で相違する。

傾斜角度検出手段４６は、車両に設けられて路面の傾斜角度を検出する。傾斜角度検出手段４６は、例えば、１軸加速度センサであり、車両に加えられた加速度の情報に基づいて路面の傾斜角度を求める。

図４を用いて、第２の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０Ａ（図５参照）の動作について詳細に説明する。車両１の質量である車両質量Ｍは、車両１の車体質量、オペレータの質量（体重）、積載貨物等の質量を含む質量である。また、図４において、車両１は、傾斜角度θである傾斜路ＳＬＰを下方から上方に向かって走行している。

図４において、車両１が傾斜角度θの傾斜路ＳＬＰを上方に向かって走行している場合、車両１にかかる重力（重力加速度ｇ）の傾斜方向における分力である重力傾斜分力Ｆは、車両質量Ｍ×重力加速度ｇ×sinθとなる。この重力傾斜分力Ｆは、車両１における車輪２０に作用し、重力傾斜分力Ｆに応じた車輪２０（図５参照）を回転させる回転トルクＲｔｒを車輪２０に発生させる。

例えば、パーキングブレーキ２２（図５参照）を動作させずにオペレータＯＰＲが運転席Ｓから離れると、車両１は、重力傾斜分力Ｆによる回転トルクＲｔｒのため車輪２０が回転して、傾斜路ＳＬＰの傾斜に沿って走行し始める。

電動パーキングブレーキシステム１０Ａは、オペレータＯＰＲが運転席Ｓに居ないと判定すると、電動モータ２６（図５参照）を回生制御し、車輪２０に回転トルクＲｔｒに抗する制動トルクＳｔｒを発生させて、車両１を停止させる。

電動パーキングブレーキシステム１０Ａは、制動トルクＳｔｒの発生前における車両１の走行速度と制動トルクＳｔｒの発生後の車両１の走行速度の変化から車両１の減速側の加速度αを求める。また、車両質量Ｍは、加速度αと予め駆動制御手段４０（図５参照）に記憶されている制動トルクＳｔｒに対応した制動力、傾斜路ＳＬＰの傾斜角度θ、に基づいて求められる。

重力傾斜分力Ｆは、求めた車両質量Ｍと傾斜角度θに基づき、重力傾斜分力Ｆ＝車両質量Ｍ×重力加速度ｇ×sinθの式に従って求められる。停止維持トルクＰｔｒは、車輪２０の停止を維持するために必要なパーキングブレーキ２２の制動力を発生させる制動トルクであり、予め駆動制御手段４０に記憶されており、重力傾斜分力Ｆに応じた回転トルクＲｔｒに基づいて求められる。

制動力Ｆｓは、停止維持トルクＰｔｒに平坦路停止維持トルクＰｆｔｒを加算した加算トルクに基づいて求められる。なお、平坦路停止維持トルクＰｆｔｒは、車両１が平坦路に停車している場合において所定の大きさの外力が車両１に印加されても車輪２０の停止を維持するための車輪２０の制動トルクであり、予め駆動制御手段４０に記憶されている。

電動パーキングブレーキシステム１０Ａは、制動力Ｆｓになるようにパーキングブレーキ２２を制御する。これにより、電動パーキングブレーキシステム１０Ａは、その時点での車両１に加えられる重力傾斜分力Ｆに対して、車両１を停止させるために必要かつ適切な制動力を発生させることができる。
●［第２の実施形態における電動パーキングブレーキの開始処理（図６、図７）］
図６と図７は、第２の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０Ａ（図５参照）における処理を説明するフローチャートである。駆動制御手段４０（図５参照）は、電動パーキングブレーキシステム１０Ａが組み込まれた車両のメイン制御において、電動パーキングブレーキの開始処理（サブルーチンＳＵＢ１Ａ）、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）（図３参照）、車両の質量を求める処理（サブルーチンＳＵＢ３）を所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］間隔）にて、起動する。

第２の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０ＡにおけるサブルーチンＳＵＢ１Ａは、第１の実施形態の電動パーキングブレーキシステム１０におけるサブルーチンＳＵＢ１のステップＳ１５０〜ステップＳ１６０の代わりにステップＳ１５０Ａを有している点で相違する。なお、電動パーキングブレーキの解除処理（サブルーチンＳＵＢ２）は、第１の実施形態における処理と同じであるため、説明を省略する。

以下、電動パーキングブレーキの開始処理（サブルーチンＳＵＢ１Ａ）において、相違点と、車両の質量を求める処理（サブルーチンＳＵＢ３）についてのみ説明する。

以下、サブルーチンＳＵＢ１Ａ（電動パーキングブレーキの開始処理）のステップについて詳細に説明する。

ステップＳ１５０Ａにおいて、駆動制御手段４０は、車両質量Ｍと傾斜角度θに基づいて停止維持トルクを求め、ステップＳ１７０に処理を進める。なお、駆動制御手段４０は、傾斜角度検出手段４６（図５参照）の情報に基づいて、傾斜角度θを求める。また、駆動制御手段４０は、求めた車両質量Ｍと傾斜角度θに基づき、重力傾斜分力Ｆ＝車両質量Ｍ×重力加速度ｇ×sinθの式に従って重力傾斜分力Ｆを求める。また、駆動制御手段４０は、予め駆動制御手段４０に記憶され、重力傾斜分力Ｆに応じた回転トルクＲｔｒに基づいて、停止維持トルクＰｔｒを求める。

以下、サブルーチンＳＵＢ３（車両の質量を求める処理）の各ステップについて詳細に説明する。

●［車両の減速中における車両の質量を求める処理］
ステップＳ３０５において、駆動制御手段４０は、回転速度検出手段２８の情報に基づいて、車両１（図４参照）が減速中であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３１０に処理を進め、車両１が減速中でないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３３５に処理を進める。

ステップＳ３１０において、駆動制御手段４０は、電動モータ２６（図５参照）を用いて回生制御し、ステップＳ３１５に処理を進める。なお、電動モータ２６により、回生された回生電力は、モータドライバ４２を介して、バッテリＢＡＴへ蓄電される（図５参照）。

ステップＳ３１５において、駆動制御手段４０は、電動モータ２６による回生電力の電流値に基づいて電動モータ２６で発生している制動トルクＳｔｒを求め、ステップＳ３２０に処理を進める。なお、制動トルクＳｔｒは、予め駆動制御手段４０に記憶され、回生電力の電流値に対応したトルク値である。

ステップＳ３２０において、駆動制御手段４０は、制動トルクＳｔｒの発生前における車両１の走行速度Ｖ１と制動トルクＳｔｒの発生後の車両１の走行速度Ｖ２に基づいて車両１の減速側の加速度αを求め、ステップＳ３２５に処理を進める。加速度αは、（走行速度Ｖ２―走行速度Ｖ１）／時間Δｔの式を用いて算出される。なお、駆動制御手段４０は、回転速度検出手段２８の情報に基づいて、走行速度Ｖ１とＶ２を算出する。また、時間Δｔは、車両１における走行速度が走行速度Ｖ１からＶ２へ減速するのに要した時間である。

ステップＳ３２５において、駆動制御手段４０は、車両１が減速中において、サービスブレーキ２４（図５参照）がＯＮされたと判定しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３３０に処理を進め、サービスブレーキ２４がＯＮされたと判定する場合（Ｙｅｓ）は、車両の質量を求める処理（サブルーチンＳＵＢ３）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ３３０において、駆動制御手段４０は、加速度αと予め駆動制御手段４０に記憶されている制動トルクＳｔｒに対応した制動力Ｆｍ、傾斜路ＳＬＰの傾斜角度θ、に基づいて、車両質量Ｍを求め、車両の質量を求める処理（サブルーチンＳＵＢ３）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。なお、車両質量Ｍは、後述する［車両質量Ｍを求める処理］において示す手順により求められる。

●［車両の加速中における車両の質量を求める処理］
車両が加速中の場合においても車両の回生制動による減速時と同様に、加速時における電動モータ２６のトルクと車両の速度変化から、車両質量Ｍを求めることができる。以下、各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ３３５において、駆動制御手段４０は、回転速度検出手段２８の情報に基づいて、車両１（図４参照）が加速中であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３４０に処理を進め、車両１が加速中でないと判定した場合（Ｎｏ）は、車両の質量を求める処理（サブルーチンＳＵＢ３）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ３４０において、駆動制御手段４０は、加速時における電動モータ２６のトルクＴｒｑを求め、ステップＳ３４５に処理を進める。

ステップＳ３４５において、駆動制御手段４０は、トルクＴｒｑの発生前における車両１の走行速度Ｖ１とトルクＴｒｑの発生後の車両１の走行速度Ｖ２に基づいて車両１の加速側の加速度αを求め、ステップＳ３５０に処理を進める。加速度αは、（走行速度Ｖ２―走行速度Ｖ１）／時間Δｔの式を用いて算出される。なお、駆動制御手段４０は、回転速度検出手段２８の情報に基づいて、走行速度Ｖ１とＶ２を算出する。また、時間Δｔは、車両１における走行速度が走行速度Ｖ１からＶ２へ加速するのに要した時間である。

ステップＳ３５０において、駆動制御手段４０は、車両１が加速中において、サービスブレーキ２４（図５参照）がＯＮされたと判定しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３５５に処理を進め、サービスブレーキ２４がＯＮされたと判定する場合（Ｙｅｓ）は、車両の質量を求める処理（サブルーチンＳＵＢ３）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。

ステップＳ３５５において、駆動制御手段４０は、加速度αと予め駆動制御手段４０に記憶されているトルクＴｒｑに対応した加速力Ｆａ、傾斜路ＳＬＰの傾斜角度θ、に基づいて、車両質量Ｍを求め、車両の質量を求める処理（サブルーチンＳＵＢ３）を終了し、車両のメイン制御へ戻る。なお、車両質量Ｍは、以下の［車両質量Ｍを求める処理］において示す手順により求められる。

●［車両質量Ｍを求める処理］
図４を用いて、ステップＳ３３０とステップＳ３５５における車両質量Ｍを求める処理の手順について詳細に説明する。車両１に加わる力は、例えば、車両１が加速又は減速しながら傾斜路ＳＬＰを走行する場合、電動モータ２６（図５参照）による車両１の速度を加速させる加速力Ｆａ又は車両１の速度を減速させる制動力Ｆｍと、重力傾斜分力Ｆ（＝車両質量Ｍ×重力加速度ｇ×sinθ）と、の合力となる。この合力により、車両質量Ｍの車両１に加速度αが生じる。

以下、車両質量Ｍの求め方について、走行路の状況（上り坂の場合、下り坂の場合、下り坂でも上り坂でもない場合）と車両１の走行状態（減速の場合、加速の場合）の組み合わせに従って、説明する。以下では、加速力の大きさを｜Ｆａ｜、制動力の大きさを｜Ｆｍ｜、傾斜路ＳＬＰの傾斜角度θ、車両１の加速度を｜α｜、重力傾斜分力Ｆの大きさをＭ×｜ｇ・sinθ｜とする。

［走行路の状況：上り坂でも下り坂でもない場合、車両１の走行状態：減速の場合］
この場合、｜ｇ・sinθ｜は０となるため、｜Ｆｍ｜＝Ｍ×｜α｜となる。従って、Ｍ＝｜Ｆｍ｜／｜α｜となる（式１）。

［走行路の状況：上り坂でも下り坂でもない場合、車両１の走行状態：加速の場合］
この場合、｜ｇ・sinθ｜は０となるため、｜Ｆａ｜＝Ｍ×｜α｜となる。従って、Ｍ＝｜Ｆａ｜／｜α｜となる（式２）。

［走行路の状況：上り坂の場合、車両１の走行状態：減速の場合］
この場合、制動力Ｆｍは、傾斜路ＳＬＰは上方から下方へ向かう力となり、（｜Ｆｍ｜＋Ｍ×｜ｇ・sinθ｜）＝Ｍ×｜α｜となる。従って、Ｍ＝｜Ｆｍ｜／（｜α｜−｜ｇ・sinθ｜）となる（式３）。

［走行路の状況：下り坂の場合、車両１の走行状態：減速の場合］
この場合、制動力Ｆｍは、傾斜路ＳＬＰは下方から上方へ向かう力となり、（｜Ｆｍ｜−Ｍ×｜ｇ・sinθ｜）＝Ｍ×｜α｜となる。従って、Ｍ＝｜Ｆｍ｜／（｜α｜＋｜ｇ・sinθ｜）となる（式４）。

［走行路の状況：上り坂の場合、車両１の走行状態：加速の場合］
この場合、加速力Ｆａは、傾斜路ＳＬＰは下方から上方へ向かう力となり、（｜Ｆａ｜−Ｍ×｜ｇ・sinθ｜）＝Ｍ×｜α｜となる。従って、Ｍ＝｜Ｆａ｜／（｜α｜＋｜ｇ・sinθ｜）となる（式５）。

［走行路の状況：下り坂の場合、車両１の走行状態：加速の場合］
この場合、加速力Ｆａは、傾斜路ＳＬＰは上方から下方へ向かう力となり、（｜Ｆａ｜＋Ｍ×｜ｇ・sinθ｜）＝Ｍ×｜α｜となる。従って、Ｍ＝｜Ｆａ｜／（｜α｜−｜ｇ・sinθ｜）となる（式６）。

駆動制御手段４０は、回転速度検出手段２８と傾斜角度検出手段４６の情報に基づいて、走行路の状況と車両１の走行状態を判定し、上記（式１）〜（式６）のいずれか一つを用いて、車両質量Ｍを求める。
●［本願の効果］

以上に説明したように、停止時に必要かつ適正なパーキングブレーキの制動力が求められ、求められた制動力になるように電動パーキングブレーキを作動するので、各構成部品に対して過剰に負担をかけず耐久性を向上させることができる。

本発明の、電動パーキングブレーキシステムは、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。特に、本実施例において、本発明の電動パーキングブレーキシステムを適用する車両として電動のフォークリフトで説明したが、電動モータを駆動力とする電動車であれば適用できる。また、本実施の形態で説明した電動パーキングブレーキの作動開始条件及び作動解除条件は、例でありこれに限定されない。

また、ステップＳ１７０（図２、図６参照）において、制動力Ｆｓを停止維持トルクＰｔｒに平坦路停止維持トルクＰｆｔｒを加算した加算トルクに基づいて求めているが、平坦路停止維持トルクＰｆｔｒを加算する代わりに、停止維持トルクＰｔｒに所定値ｋ（＞１）を乗じた値を用いても良い。なお、所定値ｋ（例えば、１．１）は、予め駆動制御手段４０に記憶されている。

１ 車両（フォークリフト）
１０ 電動パーキングブレーキシステム
１０Ａ 電動パーキングブレーキシステム
２０ 車輪
２２ パーキングブレーキ
２４ サービスブレーキ
２６ 電動モータ
２８ 回転速度検出手段
３０ 直動機構
３０ＳＬ スライダー
３０ＧＲ ガイドレール
３０ＳＳ スクリューシャフト
３２ パーキングブレーキアクチュエータ
３４ 荷重センサ
３６ アクセル
４０ 駆動制御手段
４２ モータドライバ
４４ オペレータ検出手段
４６ 傾斜角度検出手段
５０ 制御スイッチ
ＢＡＴ バッテリ
Ｗ ワイヤ
ＳＬＰ 傾斜路
１３２ 電動モータ
１３０ＳＳ ウォーム
１３０ＳＬ ウォームホイール
１００Ｗ パーキングワイヤー
１３４ 荷重センサ
ＯＰＲ オペレータ
Ｆ 重力傾斜分力
Ｓ 運転席
θ 傾斜角度
Ｒｔｒ 回転トルク
Ｓｔｒ 制動トルク

Claims (3)

1. 車両において駆動源として電動モータを有する車輪と、
   前記車輪の停止を維持するパーキングブレーキと、
   前記パーキングブレーキを作動させるパーキングブレーキアクチュエータと、
   前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する駆動制御手段と、を有する電動パーキングブレーキシステムにおいて、
   前記駆動制御手段は、
   停車時において、前記電動モータを制御して前記車輪の停止を維持し、前記車輪の停止を維持している前記電動モータの制御量に基づいて停止維持トルクを求め、
   求めた前記停止維持トルクに基づいて、前記車輪の停止を維持するために必要な前記パーキングブレーキの制動力を求め、
   前記制動力となるように前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する、
   電動パーキングブレーキシステム。
2. 車両において駆動源として電動モータを有する車輪と、
   前記車輪の停止を維持するパーキングブレーキと、
   前記パーキングブレーキを作動させるパーキングブレーキアクチュエータと、
   前記車両に設けられて路面の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、
   前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する駆動制御手段と、を有する電動パーキングブレーキシステムにおいて、
   前記駆動制御手段は、
   前記電動モータを用いた加速時または回生制御時の制御量に基づいて、当該加速時または回生制御時における前記電動モータのトルクを求め、求めた前記トルクと、前記傾斜角度と、前記車両の走行速度の変化と、に基づいて前記車両の質量を求め、
   前記質量と前記傾斜角度に基づいて停止維持トルクを求め、
   求めた前記停止維持トルクに基づいて、前記車輪の停止を維持するために必要な前記パーキングブレーキの制動力を求め、
   前記制動力となるように前記パーキングブレーキアクチュエータを制御する、
   電動パーキングブレーキシステム。
3. 請求項１又は２に記載の電動パーキングブレーキシステムであって、
   前記駆動制御手段には、
   前記車両が平坦路に停車している場合において所定の大きさの外力が前記車両に印加されても車輪の停止を維持するための平坦路停止維持トルクが予め記憶されており、
   前記駆動制御手段は、
   求めた前記停止維持トルクに基づいて前記制動力を求める際、
   求めた前記停止維持トルクに前記平坦路停止維持トルクを加算した加算トルクに基づいて前記制動力を求める、
   電動パーキングブレーキシステム。

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