JP4759340B2 - 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（例えば、特許文献１，２参照）。
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。

電動パーキングブレーキのアクチュエータは、車両の状態に応じた制御を行うため、通常は電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって制御されるコントローラから電力の供給を受けて動作する。しかし、この場合、ＥＣＵの故障等が発生した場合には、電動パーキングブレーキの解除が不可能となる。

これに対し、電動パーキングブレーキは、バッテリから制御装置に電力を供給する配線と、制御装置から電動アクチュエータに電力を供給する配線とを、コネクタのつなぎ換えによって直結できるようにし、制御装置が故障した場合であっても電動アクチュエータを強制的に駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
また、電動パーキングブレーキは、電動アクチュエータに駆動電力を供給する回路を２系統設け、その１系統にバックアップ用のスイッチを備えたものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００２−２４２９６８号公報 特開２００４−１６１０４６号公報 特開２００３−７２５２７号公報 特開２００４−６６８７４号公報

しかし、電動パーキングブレーキは、電動アクチュエータにバッテリを直結して強制的に駆動する場合、パーキングブレーキが解除された後も通電が継続されることによって、電動アクチュエータに過電流又は過電圧が負荷され、電動アクチュエータがダメージを受けるおそれがあった。

上述した問題に鑑み、本発明の課題は、制御部の状態に関わらず作動させることができかつ電動アクチュエータを保護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、パーキングブレーキと、前記パーキングブレーキの制動状態及び解除状態を切換える電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの駆動電力を発生する電源部と、前記パーキングブレーキの制動要否に応じて前記電源部が発生する電力を前記電動アクチュエータに供給する制御部とを備える電動パーキングブレーキ装置において、前記電源部の少なくとも一極と前記電動アクチュエータとの間に設けられ、前記電源部と前記電動アクチュエータとを遮断する遮断状態と、前記電源部と前記電動アクチュエータとを導通させる導通状態とを切換え可能なバックアップ電力供給ラインと、フットブレーキの状態を検出し、この検出結果に応じて前記バックアップ電力供給ラインの前記遮断状態から前記導通状態への切換えを許可する導通切換許可部を備え、前記導通切換許可部は、フットブレーキが操作されているときにのみ前記導通状態への切換えを許可す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２の発明は、パーキングブレーキと、前記パーキングブレーキの制動状態及び解除状態を切換える電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの駆動電力を発生する電源部と、前記パーキングブレーキの制動要否に応じて前記電源部が発生する電力を前記電動アクチュエータに供給する制御部とを備える電動パーキングブレーキ装置において、前記電源部の少なくとも一極と前記電動アクチュエータとの間に設けられ、前記電源部と前記電動アクチュエータとを遮断する遮断状態と、前記電源部と前記電動アクチュエータとを導通させる導通状態とを切換え可能なバックアップ電力供給ラインと、変速機の状態を検出し、この検出結果に応じて前記バックアップ電力供給ラインの前記遮断状態から前記導通状態への切換えを許可する導通切換許可部を備え、前記導通切換許可部は、変速機がパーキングレンジにあるときにのみ前記導通状態への切換えを許可す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、フットブレーキ操作時又は変速機がパーキングレンジにあるときのみ導通状態への切換えを許可してパーキングブレーキの駆動を可能とすることができ、その解除後に車両が動き出すことを防止して安全性を確保することができる。

本発明は、制御部の状態に関わらず作動させることができかつ電動アクチュエータを保護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、バッテリとアクチュエータユニットとを接続する強制解除電力供給ラインの中間部に、着脱可能なヒューズを挿入し、フットブレーキの操作時等のみパーキングブレーキの駆動を可能とする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について説明する。
図１は、実施例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、強制解除電力供給ライン７０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。

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、パーキングブレーキ（ＰＫＢ）ランプ４３、ワーニングランプ４４、強制解除電力供給ライン７０のプラス配線７１、ブレーキランプスイッチ７４に対してそれぞれ配線（ハーネス）を介して接続されている。ここで、プラス端子３１とコントローラ４０とを接続する配線は、常時導通しているものと、イグニッションスイッチＩがオンの場合にのみ導通するものとの２系統が設けられている。
マイナス端子３２は、車両のボディに接地されている。

コントローラ４０は、ＥＣＵ４１、リレー４２、パーキングブレーキ（ＰＫＢ）ランプ４３、ワーニング（警告）ランプ４４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ている。また、リレー４２は、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。

ＰＫＢランプ４３は、パーキングブレーキ１０を制動状態としたときに点灯するものである。ワーニングランプ４４は、コントローラ４０が公知の自己診断機能によって故障を検出した場合に点灯するものである。ＰＫＢランプ４３、ワーニングランプ４４は、それぞれ車両の図示しない計器板に装着される。

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。

強制解除電力供給ライン７０は、例えばコントローラ４０の故障時等にアクチュエータユニット２０にバッテリ３０から電力を供給してパーキングブレーキ１０を解除させるバックアップ用の電力供給回路であって、プラス配線７１、マイナス配線７２、ヒューズソケット７３、ブレーキランプスイッチ７４、ブレーキ連動リレー７５を備えている。

プラス配線７１は、バッテリ３０のプラス端子３１とアクチュエータユニット２０のＤＣモータとを接続するものである。
マイナス配線７２は、一端部がアクチュエータユニット２０のＤＣモータに接続されるとともに、他端部がボディに接地されることによって、バッテリ３０のマイナス端子３２と導通している。
ここで、プラス配線７１、マイナス配線７２をアクチュエータユニット２０のＤＣモータに接続する際の極性は、通電時におけるＤＣモータの回転方向が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方向となるように設定する。

ヒューズソケット７３は、プラス配線７１の中間部に挿入され、ヒューズＦが着脱可能に装着される差込部を備えている。ヒューズソケット７３は、ヒューズＦが装着されていない状態においては、バッテリ３０のプラス端子３１とアクチュエータユニット２０のＤＣモータとを遮断し、ヒューズＦが装着された場合にはこのヒューズＦを介してこれらを導通させるものである。ヒューズソケット７３は、例えば、図示しないインストルメントパネルの下部等に設けられ、他の電装系のヒューズが収容されるヒューズボックス内に配置される。
ヒューズＦは、例えば、アクチュエータユニット２０を駆動し、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のに必要な電力量に対して所定の係数（＞１）を乗じた電力量が流されたときに溶断するように設計されている。

ブレーキランプスイッチ７４は、車両の図示しないブレーキランプの点滅を切り換えるスイッチであって、ユーザがフットブレーキを操作する図示しないブレーキペダルが踏み込まれた場合にオンとなる検出部である。
ブレーキ連動リレー７５は、プラス配線７１に対してヒューズソケット７３と直列に挿入されるとともにブレーキランプスイッチ７４と接続され、ブレーキランプスイッチ７４がオンの場合にリレーコイルによってプラス配線７１を導通させ、これがオフの場合にプラス配線７１を遮断する導通切換許可部である。

次に、本実施例の電動パーキングブレーキ装置の動作について説明する。
コントローラ４０及びＣＡＮ通信システムが正常に動作している場合においては、電動パーキングブレーキ装置は、ヒューズソケット７３にヒューズＦを装着しない状態で用いられる。このとき、アクチュエータユニット２０は、コントローラ４０のリレー４２を介してバッテリ３０からの電力供給を受け、パーキングブレーキ１０を駆動してその制動状態、解除状態を切換える。

そして、コントローラ４０、ＣＡＮ通信システムの少なくとも一方に故障等が発生し、上述した通常の制御が不可能となって、パーキングブレーキ１０が制動状態のまま作動不能になった場合には、ユーザは、ブレーキペダルを踏み込んだ状態でヒューズソケット７３にヒューズＦを装着することによって、パーキングブレーキ１０を強制解除することができる。

強制解除電力供給ライン７０は、ヒューズソケット７３にヒューズＦが挿入され、ブレーキ連動リレー７５がオンされることによって、バッテリ３０とアクチュエータユニット２０との導通が確保された導通状態となり、アクチュエータユニット２０への駆動電力の供給が開始される。これによって、アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキ１０を駆動して制動状態から解除状態に移行させる。
そして、ヒューズＦは、パーキングブレーキ１０が解除状態となった後に溶断して強制解除電力供給ライン７０は遮断され、アクチュエータユニット２０への電力供給は停止される。

以上のように、本実施例によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）強制解除電力供給ライン７０にアクチュエータユニット２０へ供給される電力量を制限するヒューズＦを設けることによって、パーキングブレーキ１０の強制解除時にアクチュエータユニット２０に過電流、過電圧が負荷されることを防止してアクチュエータユニット２０を保護し、モータの過熱、減速用ギアの破損等を防止することができる。
（２）パーキングブレーキ１０の強制解除の終了後にヒューズＦが溶断されることによって、アクチュエータユニット２０への通電が自動的に停止されるから、アクチュエータユニット２０をより確実に保護することができる。
（３）ヒューズＦを着脱可能として、ヒューズＦのヒューズソケット７３への装着によってアクチュエータユニット２０への通電を行うことによって、特殊ツール等を必要とせず簡単な操作によってパーキングブレーキ１０の強制解除を行うことができ、また、強制解除電力供給ライン７０の構成を簡素化することができる。
（４）車両の移動を防止する移動防止部として機能するフットブレーキのブレーキペダルが踏み込まれた場合にのみパーキングブレーキ１０の強制解除を可能としたから、強制解除後に路面の傾斜等によって車両が動き出すことを防止し、安全性を確保することができる。また、ＣＡＮ通信システムが機能しない場合にも動作するブレーキランプスイッチと連動して強制解除を可能としたから、ＣＡＮ通信システムが故障した場合であってもこのような効果を確保することができる。
（５）コントローラ４０からアクチュエータユニット２０に電力を供給するリレー４２は、コントローラ４０からアクチュエータユニット２０への通電時以外は導通を遮断しているから、パーキングブレーキ１０の強制解除時に強制解除電力供給ライン７０から供給される電力がコントローラ４０に逆流することを防止し、コントローラ４０を保護することができる。

（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）実施例は、バックアップ電力供給ラインとしてパーキングブレーキを制動状態から解除状態に移行させるものを備えているが、これと併せて、あるいはこれに代えて、パーキングブレーキを解除状態から制動状態に移行させる電力供給ラインを設けてもよい。
（２）実施例は、ブレーキランプスイッチがオンされた場合に電動アクチュエータへの通電を許可するようにしているが、これに限らず、他の移動防止部の状態に応じて通電を許可するようにしてもよい。例えば、自動変速機のシフトポジションがパーキングレンジにある場合に通電を許可するようにしてもよい。
（３）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又は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。
（４）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）実施例の制御部は、逆電流から保護するために電動アクチュエータとの通電を遮断する遮断部として機能するリレーを備えているが、これに代えて逆電流への耐性を有する制御部を備える構成としてもよい。
（６）実施例は、ヒューズの装着に応じて電動アクチュエータへの通電を開始しているが、これに限らず、ヒューズ等のアクチュエータ保護部を常時装着するとともに、別にスイッチを設けてもよい。

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。

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
４０ コントローラ
４１ ＥＣＵ
４２ リレー
５０ 操作スイッチ
６０ 車両側ユニット
７０ 強制解除電力供給ライン
７１ プラス配線
７２ マイナス配線
７３ ヒューズソケット
７４ ブレーキスイッチ
７５ ブレーキ連動リレー

Claims (2)

1. パーキングブレーキと、
   前記パーキングブレーキの制動状態及び解除状態を切換える電動アクチュエータと、
   前記電動アクチュエータの駆動電力を発生する電源部と、
   前記パーキングブレーキの制動要否に応じて前記電源部が発生する電力を前記電動アクチュエータに供給する制御部と
   を備える電動パーキングブレーキ装置において、
   前記電源部の少なくとも一極と前記電動アクチュエータとの間に設けられ、前記電源部と前記電動アクチュエータとを遮断する遮断状態と、前記電源部と前記電動アクチュエータとを導通させる導通状態とを切換え可能なバックアップ電力供給ラインと、
   フットブレーキの状態を検出し、この検出結果に応じて前記バックアップ電力供給ラインの前記遮断状態から前記導通状態への切換えを許可する導通切換許可部を備え、
   前記導通切換許可部は、フットブレーキが操作されているときにのみ前記導通状態への切換えを許可すること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ装置。
2. パーキングブレーキと、
   前記パーキングブレーキの制動状態及び解除状態を切換える電動アクチュエータと、
   前記電動アクチュエータの駆動電力を発生する電源部と、
   前記パーキングブレーキの制動要否に応じて前記電源部が発生する電力を前記電動アクチュエータに供給する制御部と
   を備える電動パーキングブレーキ装置において、
   前記電源部の少なくとも一極と前記電動アクチュエータとの間に設けられ、前記電源部と前記電動アクチュエータとを遮断する遮断状態と、前記電源部と前記電動アクチュエータとを導通させる導通状態とを切換え可能なバックアップ電力供給ラインと、
   変速機の状態を検出し、この検出結果に応じて前記バックアップ電力供給ラインの前記遮断状態から前記導通状態への切換えを許可する導通切換許可部を備え、
   前記導通切換許可部は、変速機がパーキングレンジにあるときにのみ前記導通状態への切換えを許可すること
   を特徴とする電動パーキングブレーキ装置。

Images