JP4330569B2 - 電動パーキングブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に備えられる電動パーキングブレーキ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みペダルによる操作に対して労力が低減され、また、車両の状態に応じて自動的に作動させることによって、ＡＴクリープや坂道の傾斜等に起因する運転者の意図しない車両の動き出しを防止することができ、安全性の向上にも寄与するものである。

また、電動パーキングブレーキは、その制動力を変化可能としたものが知られている。例えば、電動パーキングブレーキは、乗員のスイッチ操作によって通常の制動時よりも大きな制動力を発生するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、電動パーキングブレーキが車両を停止させておくのに必要な制動力は、路面の傾斜が一定であっても変動する場合がある。例えば、電動パーキングブレーキは、車両の走行直後に、エンジンが暖気済みの状態におけるＡＴクリープ力に応じて制動力を設定すると、エンジン再始動時に暖機のためアイドリング回転数の増加（アイドルアップ）が行われたときに、ＡＴクリープ力が増大して必要な制動力が大きくなる。
これに対し、電動パーキングブレーキは、車両のアイドルアップを検出してそのエンジン回転数の増加に応じて制動力を増加させるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−５１０３９号公報 特開２００５−８１９６３号公報

しかし、上述したアイドルアップに応じて制動力を増加させる電動パーキングブレーキは、エンジン回転数等を管理するエンジン制御系と連携した制御が必要となりその構成が複雑となる。
また、電動パーキングブレーキは、例えば走行後におけるブレーキドラムとシュー、あるいはブレーキディスクとパッド等のブレーキ摩擦材の温度低下によりこれらの摩擦係数が変化し、当初設定した制動力よりも実際の制動力が低下する場合があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な構成によって車両の動き出しを防止する電動パーキングブレーキ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、電動アクチュエータによって制動力を変更されるパーキングブレーキと、車両の停車状態を検出する停車状態検出部と、車両の前記停車状態から駐車状態への移行を検出する駐車状態検出部と、車両の前記停車状態を検出した時に前記パーキングブレーキの制動力を第１の制動力に制御すると共に、車両の前記停車状態から前記駐車状態への移行を検出した時に前記パーキングブレーキの制動力を前記第１の制動力より大きい第２の制動力に増加させる制御部とを備える電動パーキングブレーキ装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電動パーキングブレーキ装置において、前記駐車状態検出部は、前記車両の走行用動力源の停止操作が検出される停止操作検出部を有し、前記制御部は、前記パーキングブレーキが前記第１の制動力で制動状態にありかつ前記停止操作が検出された場合に前記パーキングブレーキの制動力を前記第２の制動力に増加させることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置である。
請求項３の発明は、請求項２に記載の電動パーキングブレーキ装置において、前記駐車状態検出部は、前記車両のドアロック装置の施錠を検出する施錠検出部を有し、前記制御部は、前記パーキングブレーキが前記第１の制動力で制動状態にありかつ前記停止操作及び前記ドアロックの前記施錠が検出された場合に前記パーキングブレーキの制動力を前記第２の制動力に増加させることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動パーキングブレーキ装置において、前記電動パーキングブレーキ装置は、始動時にアイドルアップを行うエンジンと、クリープを発生する自動変速機とを有する車両に適用され、前記第２の制動力は、前記エンジンをオフとして駐車し、再始動後にアイドルアップが機能して前記エンジンのアイドリング回転数が上昇した状態において、前記自動変速機のクリープによる車両の動き出しを防止できるように設定されることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の電動パーキングブレーキ装置において、前記第２の制動力は、車両の駐車中に前記パーキングブレーキの摩擦材が冷却されて摩擦係数が低くなった場合を考慮して車両の動き出しを防止できるように設定されることを特徴とする電動パーキングブレーキ装置である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）車両が停車状態から駐車状態に移行する際に、パーキングブレーキの制動力を通常の停車時における制動力よりも増加（増し引き）することによって、駐車中の摩擦材等の温度低下や部材の熱収縮等に伴う摩擦係数の低下に関わらず十分な制動力を発揮させて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、また、再始動時におけるアイドルアップを伴うＡＴクリープによる車両の動き出しを防止することができる。
（２）車両の停車状態から駐車状態への移行を、例えばイグニッションスイッチのオフ操作等の走行用動力源の停止操作に基づいて検出することによって、装置の構成を簡素化することができる。
（３）車両の停車状態から駐車状態への移行を、上述した停止操作に加えてドアロック装置の施錠も用いて検出することによって、例えば給油時におけるエンジンの停止やアイドルストップ状態での停車時に増し引きが行われることを防止し、増し引き動作の頻度を低減して機械的な負担を軽減することができる。

本発明は、簡単な構成によって車両の動き出しを防止する電動パーキングブレーキ装置を提供するという課題を、車両のイグニッションオフに連動してパーキングブレーキの増し引きを行う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装置の実施例１について説明する。
図１は、実施例１の電動パーキングブレーキ装置の機械的構成を示す概略図である。図２は、電動パーキングブレーキ装置の回路構成を示すブロック図である。
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ている。

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、車両の例えばフロアパネル部に固定されている。
アクチュエータユニット２０は、例えば直流（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を解除状態とするものである。
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に負荷される張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。この張力の調整は、アクチュエータユニット２０が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、このストロークを検出する図示しないストロークセンサが設けられている。

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２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、常時通電されているものである。
また、マイナス端子３２は、車両の車体（ボディ）に対して接地されている。

コントローラ４０は、ＥＣＵ４１、リレー４２、傾斜センサ４３を備える制御部である。
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、後述する増し引き制御を行うＣＰＵを備えている。

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ものであって、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。

傾斜センサ４３は、主に路面の勾配に起因する車両の傾斜を検出し、停車時におけるパーキングブレーキ１０の制動力決定に用いるものである。
また、コントローラ４０は、上述したイグニッション配線３１ａの通電有無に基づいて、車両の走行用動力源の停止操作であるイグニッションスイッチのオフ操作を検出する停止操作検出部（駐車状態検出部）としても機能する。

操作スイッチ５０は、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ＶＤＣ制御を行うＶＤＣ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、アクセル開度、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、車輪の回転速度等の情報を逐次提供する。コントローラ４０は、これらの入力に基づいて、車両が走行状態から停車状態に移行したと判断した場合には、パーキングブレーキ１０の制動要と判断し、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。一方、コントローラ４０は、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に移行させる。
ここで、このときにパーキングブレーキ１０が発生する制動力Ｆｓは、そのときの車両のＡＴクリープ力、路面の傾斜度等を考慮して車両の動き出しを防止するように設定され、アクチュエータユニット２０は、制動力Ｆｓ及び運転時におけるブレーキドラムとシューとの摩擦係数を考慮して予め設定されたストロークＳｓだけパーキングブレーキケーブル２１を牽引する。

また、車両側ユニット６０は、ドアロックアクチュエータ６１と接続されている。ドアロックアクチュエータ６１は、車両の搭乗者乗降用ドアのドアロック装置を開錠又は施錠するものである。ドアロックアクチュエータ６１は、例えばユーザが所持するリモコンスイッチによるリモート操作、ユーザが所持しかつ車両側に設けられた車載通信ユニットとの通信してＩＤコードの照合を行う発信機等を用いた公知のキーレスエントリ装置によって制御され、車両側ユニット６０の車両統合ユニットは、ドアロックアクチュエータ６１が出力するドアロック信号を検出し、コントローラ４０に伝達する施錠動作検出部として機能する。

次に、実施例１の電動パーキングブレーキ装置における駐車時の増し引き制御について説明する。なお、本明細書において、「駐車」とは、車両を停止した状態が「停車」よりも長時間持続しかつ運転者等が車両から離れた状態を指すものとする。
図３は、増し引き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：電動パーキングブレーキオン判断）
コントローラ４０は、パーキングブレーキ１０が所定の制動力Ｆｓを発生する制動状態になっているか否かを判断し、制動状態（電動パーキングブレーキオン）の場合は、車両が停車状態にあるものと判断してステップＳ０２に進み、解除状態（電動パーキングブレーキオフ）の場合は、車両が走行状態にあるものと判断してステップＳ０１を繰返す。

（ステップＳ０２：イグニッションスイッチオフ判断）
コントローラ４０は、イグニッションスイッチにオフ操作がなされたか否かを検出する。この検出は、イグニッション配線３１ａからの電力供給の有無を監視し、この電力供給の途絶を検出することによって行うことができる。
イグニッションスイッチにオフ操作が行われた場合は、車両が停車状態から駐車状態に移行したと判断してステップＳ０３に進み、オフ操作が行われなかった場合は、車両が依然として停車状態であると判断してステップＳ０１に戻り、それ以降の処理を繰返す。

（ステップＳ０３：電動パーキングブレーキ増し引き）
コントローラ４０は、リレー４２を介してアクチュエータユニット２０に駆動電力を供給し、パーキングブレーキケーブル２１を、従前のストロークＳｓよりも大きいストロークＳｐまでさらに牽引（増し引き）させて、パーキングブレーキ１０の制動力を従前の制動力Ｆｓよりも大きい制動力Ｆｐとして増し引き制御処理を終了する。

ここで、制動力Ｆｐは、車両のエンジンをオフとして駐車し、再始動後にアイドルアップが機能してエンジンのアイドリング回転数が上昇した状態において、ＡＴクリープによる車両の動き出しを防止することを考慮して設定される。さらに、制動力Ｆｐは、車両の駐車中にパーキングブレーキ１０のブレーキドラム及びシューが冷却されて摩擦係数が低くなった場合であっても、上述した車両の動き出しを防止することを考慮して設定されている。この制動力Ｆｐは、例えば、制動力Ｆｓに対して所定の増加率を乗じたり、あるいは、所定の増加制動力を加算することによって設定することができる。

以上のように、実施例１によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）電動パーキングブレーキが作動しかつイグニッションスイッチのオフ操作が行われた場合に増し引きを行い、パーキングブレーキ１０の制動力を大きくしているから、ブレーキドラム、シューが駐車中に冷却されて摩擦係数が低下しても十分な制動力を確保することができ、傾斜等に起因する駐車中における車両の動き出しを防止することができる。さらに、再始動時にアイドルアップが行われ、ＡＴクリープ力が増大しても、予め制動力を大きくしているから、車両の動き出しを防止することができる。
（２）イグニッションスイッチのオフ操作を、イグニッション配線３１ａの通電有無に基づいて検出しているから、簡単な構成によって検出することができる。
（３）駐車時に上述した増し引き制御を行っているから、例えば短時間停車する場合等に高頻度で用いられる制動力Ｆｓを、現在のエンジン回転数や傾斜等の車両情報に基づいて小さく設定することができ、装置の耐久性の面において有利である。
（４）増し引き制御は、自動的に行われるから、運転者の負担が増加することがなく便利である。

次に、本発明を適用した電動パーキングブレーキ装置の実施例２について説明する。上述した実施例１と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図４は、実施例２の電動パーキングブレーキ装置における増し引き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Ｓ１１：電動パーキングブレーキオン判断）
コントローラ４０は、パーキングブレーキ１０が制動状態か否かを判断し、制動状態の場合はステップＳ１２に進み、解除状態の場合はステップＳ１１を繰返す。
（ステップＳ１２：イグニッションスイッチオフ判断）
コントローラ４０は、イグニッションスイッチのオフ操作有無を検出し、オフ操作が行われた場合はステップＳ１３に進み、オフ操作が行われなかった場合はステップＳ１１に戻り、それ以降の処理を繰返す。

（ステップＳ１３：ドアロック施錠判断）
コントローラ４０は、車両側ユニット６０から伝達されたドアロックアクチュエータ６１の作動状態に基づいて、ドアロック装置が施錠されたか否かを検出する。
そして、施錠が行われた場合はステップＳ１４に進み、施錠が行われなかった場合はステップＳ１１に戻り、それ以降の処理を繰返す。
（ステップＳ１４；電動パーキングブレーキ増し引き）
上述した実施例１のステップＳ０３と同様に増し引きを行い、増し引き制御処理を終了する。

以上のように、実施例２によれば、上述した実施例１と同様の効果に加えて、イグニッションスイッチのオフ及びドアロック装置の施錠に基づいて駐車状態への移行を検出することによって、例えば給油時におけるエンジンの停止やアイドルストップ状態での停車時に、イグニッションスイッチがオフされることのみによって増し引きが行われることを防止し、増し引き動作の頻度を低減して電動パーキングブレーキ装置の機械的な負担を軽減することができる。

（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）各実施例は、イグニッションスイッチのオフ操作、ドアロック装置の施錠動作に基づいて車両の停車状態から駐車状態への移行を検出しているが、これに限らず、他の要素に基づいて停車状態から駐車状態への移行を検出してもよい。例えば、車両側ユニットと通信可能なキーレスエントリ・スタート用発信機との通信可否、搭乗者のシートへの着座有無、乗降時に跳ね上げ可能なステアリングホイールの跳ね上げ操作等に基づいて駐車状態への移行を検出するようにしてもよい。
（２）各実施例は、車両の走行用動力源としてエンジンを用い、その停止操作入力部としてイグニッションスイッチを設けていたが、例えば走行用動力源は、二次電池や燃料電池によって駆動される電気モータや、エンジンと電気モータとを組み合わせたハイブリッドシステムであってもよく、停止操作入力部は、例えばそのメインスイッチであってもよい。
（３）各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及びドラムブレーキとその摩擦材を共用し、パーキングブレーキと一体化したものであってもよい。このようなパーキングブレーキは、走行中摩擦材が高温となることから、冷却に伴う摩擦係数の変化が大きく、本発明の効果がより顕著となる。
（４）各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。
（５）各実施例は、キーレスエントリによって制御されるドアロックアクチュエータが出力する信号に基づいてドアロック装置の施錠を検出しているが、これに限らず、他の方式によって検出してもよい。例えば、ユーザがキーを挿入して回転操作するキーシリンダの動作に基づいて施錠を検出するようにしてもよい。

本発明を適用した電動パーキングブレーキ装置の実施例１の機械的構成を示す概略図である。 図１の電動パーキングブレーキ装置の回路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増し引き制御を示すフローチャートである。 本発明を適用した電動パーキングブレーキ装置の実施例２の増し引き制御を示すフローチャートである。

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 バッテリ
３１ａ イグニッション配線
Ｉ イグニッションリレー
４０ コントローラ
５０ 操作スイッチ
６０ 車両側ユニット
６１ ドアロックアクチュエータ

Claims (5)

1. 電動アクチュエータによって制動力を変更されるパーキングブレーキと、
   車両の停車状態を検出する停車状態検出部と、
   車両の前記停車状態から駐車状態への移行を検出する駐車状態検出部と、
   車両の前記停車状態を検出した時に前記パーキングブレーキの制動力を第１の制動力に制御すると共に、車両の前記停車状態から前記駐車状態への移行を検出した時に前記パーキングブレーキの制動力を前記第１の制動力より大きい第２の制動力に増加させる制御部と
   を備える電動パーキングブレーキ装置。
2. 請求項１に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
   前記駐車状態検出部は、前記車両の走行用動力源の停止操作が検出される停止操作検出部を有し、
   前記制御部は、前記パーキングブレーキが前記第１の制動力で制動状態にありかつ前記停止操作が検出された場合に前記パーキングブレーキの制動力を前記第２の制動力に増加させること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
3. 請求項２に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
   前記駐車状態検出部は、前記車両のドアロック装置の施錠を検出する施錠検出部を有し、
   前記制御部は、前記パーキングブレーキが前記第１の制動力で制動状態にありかつ前記停止操作及び前記ドアロックの前記施錠が検出された場合に前記パーキングブレーキの制動力を前記第２の制動力に増加させること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
   前記電動パーキングブレーキ装置は、始動時にアイドルアップを行うエンジンと、クリープを発生する自動変速機とを有する車両に適用され、
   前記第２の制動力は、前記エンジンをオフとして駐車し、再始動後にアイドルアップが機能して前記エンジンのアイドリング回転数が上昇した状態において、前記自動変速機のクリープによる車両の動き出しを防止できるように設定されること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
5. 請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
   前記第２の制動力は、車両の駐車中に前記パーキングブレーキの摩擦材が冷却されて摩擦係数が低くなった場合を考慮して車両の動き出しを防止できるように設定されること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ装置。

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