JP5104370B2 - 駐車ブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パーキングブレーキ（以下、ＥＰＢ（Electric parking brake)という）のロック・リリース制御を行う駐車ブレーキ制御装置に関するものである。

従来より、駐車時の車両の移動を規制するためにパーキングブレーキが用いられており、例えば、パーキングブレーキとして、操作レバーによってブレーキケーブルを引っ張ることで操作力をブレーキ機構に伝える手動式のものや、モータの回転力を利用してケーブルを引っ張ることでモータ回転力をブレーキ機構に伝える電動式のもの等がある。

電動式のパーキングブレーキであるＥＰＢでは、ロック時には、モータをロック側に回転（正回転）させてモータ回転力をブレーキ機構（アクチュエータ）に伝えると共に、ブレーキ力を発生させた状態でモータ駆動を停止させ、リリース時には、モータをリリース側に回転（逆回転）させることでブレーキ力を解除する。

このようなロック・リリース制御において、ロック時にはモータ電流が目標電流値（モータカット電流）になるとロック側へのモータ駆動を停止することで、所望のロック状態を保持している。

しかしながら、モータ電流とモータ回転による力をブレーキ力に変換するブレーキ機構が発生する作動力（ブレーキ力に対応する力であり、ブレーキ力そのものの他、ケーブルを引っ張る力や引っ張ったケーブルにてブレーキシューもしくはブレーキパッドを押さえ付ける力）との関係が温度などの条件によって変動する。このため、特許文献１において、モータが負荷無く空転しているときに流れる空転電流と作動力を発生させるための消費電流分に分離し、目標電流値に関しては作動力を発生させるための消費電流分のみにより決定するという手法が提案されている。具体的には、モータ温度やモータの空転時の回転速度である空転速度をセンサにて検出し、それらの値に応じて電流目標値を修正している。
特表２００７−５１５３４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される手法では、電流目標値を修正するためにモータ温度やモータの空転速度と修正値との関係について関数もしくは特性曲線として予め求めておき、センサにて検出したモータ温度やモータの空転速度に対応した修正値を予め求めておいた関数もしくは特性曲線に基づいて設定している。このため、修正値は、すべて予め求めておいた関数もしくは特性曲線を前提として設定されることになるが、これら関数や特性曲線はモータの個体バラツキに応じてばらつくため、上記特許文献１のような手法では、モータの個体バラツキに対応できる補正を行うことができないという問題がある。また、モータ温度やモータの空転速度を検出するためのセンサを別途備えなければならないという問題もある。

本発明は上記点に鑑みて、モータの個体バラツキにも対応した目標電流値を設定できる駐車ブレーキ制御装置を提供することを目的とする。また、モータ温度もしくはモータの空転速度を検出するためのセンサを別途備えなくても目標電流値を設定できる駐車ブレーキ制御装置を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明者らは、空転電流を含むモータ電流とモータ回転による力をブレーキ力に変換するブレーキ機構の温度および作動力との関係について鋭意検討を行った。

図１５は、空転電流を含むモータ電流とブレーキ機構の温度および作動力との関係を示したグラフである。この図に示されるように、ブレーキ機構が低温である場合と高温である場合とでモータ電流に対する作動力の関係が変化するが、作動力が０であるときのモータ電流、すなわち空転電流の値がオフセットしているものの、その後のモータ電流の変化に対応する作動力の変化の仕方については温度に関わらずほぼ同様になっていることが確認された。これは、温度が低いほどブレーキ機構に備えられた作動力を発生させる部分のメカ機構の摩擦が大きいために空転電流が大きくなることや、温度が高い程電気的な抵抗値が大きくなって電流が流れ難くなり空転電流が小さくなることが原因で空転電流にバラツキが生じるものの、それ以外に関しては同様になるためと推察される。

したがって、図１６に示すように、空転電流の温度変化をキャンセルできるように空転電流を設定し、その空転電流を基準としてモータ電流に対する作動力の関係を決め、それに基づいて電流目標値を設定するようにすれば、空転電流の温度変化に依るバラツキを抑制した目標電流値を設定することが可能となる。

そこで、請求項１に記載の発明では、ロック制御手段（１５０）にて、モータ電流（IMOTOR）を出力して電動モータ（１５）を駆動し、該駆動により発生する作動力により摩擦材（１１）を車輪に取り付けられた被摩擦材（１０）に向かう方向に移動させることによって該車輪にブレーキ力を発生させるロック制御を実行する場合に、モータ電流（IMOTOR）が所定の目標電流値（IMCUT）に到達すると該モータ電流の出力を停止する駐車ブレーキ制御装置において、空転電流値設定手段（２４０）にて、モータ電流（IMOTOR）の出力直後に発生する突入電流変化を経過した後の作動力が発生しない状態におけるモータ電流（IMOTOR）の最低値を空転電流（INF）として設定し、目標電流値演算手段（２２０）にて、設定された空転電流（INF）と作動力を発生させる目標有効電流（ITF）の和から目標電流値（IMCUT）を演算する。そして、空転電流値設定手段（２４０）は、モータ電流（IMOTOR）が空転電流（INF）として想定される最大値（KMAX）以上となったタイミングより所定時間の間に、前記モータ電流（IMOTOR）の最低値のサンプリングを開始することを特徴としている。

このように、モータ電流（IMOTOR）の出力直後に発生する突入電流変化を経過した後の作動力が発生しない状態におけるモータ電流（IMOTOR）の最低値を空転電流（INF）に設定している。このため、空転電流（INF）は、電動パーキングブレーキ（２）の温度および電動モータ（１５）の個体バラツキが反映された値となる。したがって、このように測定した空転電流（INF）に対して作動力を発生させるために必要となる目標有効電流（ITF）を足し合わせることにより目標電流値（IMCUT）を演算することで、電動モータ（１５）の個体バラツキにも対応した目標電流値（IMCUT）を設定できる駐車ブレーキ制御装置とすることが可能となる。

請求項２に記載の発明では、空転電流値設定手段（６６０）にて、作動力が発生しない状態において、モータ電流（IMOTOR）の出力直後に発生する突入電流変化を経過した後に該モータ電流（IMOTOR）が連続的に増加した時の増加し始めのモータ電流（IMOTOR（ｔ−３））を空転電流（INF）として設定するようにしており、モータ電流（IMOTOR）が空転電流（INF）として想定される最大値（KMAX）以上となったタイミングから所定時間の間に、所定周期毎にサンプリングされるモータ電流（IMOTOR）の連続的な増加の判定を行い、３回連続してサンプリングしたモータ電流（IMOTOR）が増加し続けたときに、増加し始めのときのモータ電流（IMOTOR）を空転電流（INF）として設定することを特徴としている。

このように、モータ電流（IMOTOR）が連続的に増加した時の増加し始めのモータ電流（IMOTOR（ｔ−３））を空転電流（INF）に設定することもできる。このようにして空転電流（INF）を設定しても、請求項１と同様の効果を得ることが可能となる。

請求項３に記載の発明では、電動モータ（１５）におけるモータ回転数を検出するモータ回転数センサ（２２）からの検出信号に基づいて、空転電流値設定手段（７６０）にて、作動力が発生しない状態において、モータ電流（IMOTOR）の出力直後に発生する突入電流変化を経過した後にモータ回転数（VMOTOR）が連続的に減少した時の減少し始めのモータ電流（IMOTOR（ｔ−３））を空転電流（INF）として設定するようにしており、モータ電流（IMOTOR）が空転電流（INF）として想定される最大値（KMAX）以上となったタイミングから所定時間の間に、所定周期毎にサンプリングされるモータ回転数（VMOTOR）の連続的な減少の判定を行い、３回連続してサンプリングしたモータ回転数（VMOTOR）が減少し続けたときに、減少し始めのときモータ電流（IMOTOR）を空転電流（INF）として設定することを特徴としている。

このように、モータ回転数（VMOTOR）が連続的に減少した時の減少し始めのモータ電流（IMOTOR（ｔ−３））を空転電流（INF）に設定することもできる。このようにして空転電流（INF）を設定しても、請求項１と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる駐車ブレーキ制御装置が適用された車両用のブレーキシステムの全体概要を示した模式図である。

図１に示すように、ブレーキシステムは、ドライバの踏力に基づいてブレーキ力を発生させるサービスブレーキ１と駐車時に車両の移動を規制するためのＥＰＢ２とが備えられている。

サービスブレーキ１は、ドライバによるブレーキペダル３の踏み込みに応じた踏力を倍力装置４にて倍力したのち、この倍力された踏力に応じたブレーキ液圧をマスタシリンダ５内に発生させ、このブレーキ液圧を各車輪のホイールシリンダ６に伝えることでブレーキ力を発生させる。具体的には、ホイールシリンダ６にブレーキ液圧を伝えることにより、キャリパ内に備えられたブレーキパッドにてブレーキディスク７を挟み込み、その摩擦力によりブレーキ力を発生させる。また、マスタシリンダ５とホイールシリンダ６との間にブレーキ液圧制御用のアクチュエータ８が備えられており、サービスブレーキ１により発生させるブレーキ力を調整できる構造とされている。なお、これらサービスブレーキ１に関しては従来より周知のものであるため、ここでは詳細については省略する。

一方、ＥＰＢ２は、パーキングブレーキ専用ドラム１０とブレーキシュー１１等により構成されるパーキングブレーキ機構１２と、ケーブル１３やギア機構１４およびモータ１５を有して構成されたＥＰＢアクチュエータ１６と、ＥＰＢ制御装置（以下、ＥＰＢ−ＥＣＵという）１７とを有して構成されている。これら各構成要素にてＥＰＢ２が構成され、このＥＰＢ２が発生するブレーキ力そのもの、もしくは、ケーブルを引っ張る力や引っ張ったケーブルにてブレーキシューもしくはブレーキパッドを押さえ付ける力（ブレーキ力に対応する力）が本発明でいう作動力に相当する。

パーキングブレーキ機構１２は、摩擦材としてのブレーキシュー１１の摩擦面が被摩擦材としてのドラム１０の内壁面と接触することでブレーキ力を発生させる。このパーキングブレーキ機構１２が発生させるブレーキ力により、駐車中の車両の移動が規制される。このパーキングブレーキ機構１２におけるブレーキシュー１１がＥＰＢアクチュエータ１６に備えられたケーブル１３にて駆動されるようになっており、ケーブル１３を引っ張るとその張力によりブレーキシュー１１の摩擦面がドラム１０の内壁面に接触させられることでブレーキ力を発生させ、引っ張られた状態からケーブル１３を緩めるとブレーキシュー１１の摩擦面がドラム１０の内壁面から離されることでブレーキ力を解除させる構造とされている。このケーブル１３は、ＥＰＢアクチュエータ１６に備えられたギア機構１４にてモータ１５の回転力を直線運動方向に変換した力によって引っ張られたり、緩められる。

ギア機構１４は、モータ１５の回転軸に備えられた入力用歯車１４ａと、減速歯車１４ｂと、出力軸１４ｃおよびドライブナット１４ｄにて構成されている。減速歯車１４ｂは、入力用歯車１４ａに噛合わされた第１平歯車１４ｅと、この第１平歯車１４ｅの回転軸と同軸的に備えられ、第１平歯車１４ｅよりも歯数が少なくされた第２平歯車１４ｆにて構成されている。出力軸１４ｃは、雄ネジ溝が形成されたドライブスクリューであり、一端に減速歯車１４ｂの第２平歯車１４ｆに噛合わされた第３平歯車１４ｇが備えられ、減速歯車１４ｂを介して第３平歯車１４ｇがモータ１５にて駆動されると、この第３平歯車と同軸的に回転する。ドライブナット１４ｄは、ギア機構１４を収容するギアボックス１４ｈ内に備えられた図示しないガイドにより出力軸１４ｃの平行方向に移動し、直線運動を行うように構成されている。このドライブナット１４ｄにケーブル１３が接続され、モータ回転に伴ってドライブナット１４ｄが出力軸１４ｃに沿って移動させられると、ケーブル１３が引っ張られたり、緩められる。

このようなギア機構１４では、モータ１５の回転を停止すると、その時点で各歯車の駆動も停止させられ、出力軸１４ｃとドライブナット１４ｄの嵌め合いによる摩擦力により、ケーブル１３をその状態で保持することができる。このため、モータ１５の回転に伴ってケーブル１３を引っ張りパーキングブレーキ機構１２にてブレーキ力を発生させたときに、モータ１５の回転を停止させると、そのブレーキ力が保持される。

ＥＰＢ−ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムにしたがってモータ１５の回転を制御することにより駐車ブレーキ制御を行うものである。このＥＰＢ−ＥＣＵ１７が本発明の駐車ブレーキ制御装置に相当する。ＥＰＢ−ＥＣＵ１７は、例えば車室内のインストルメントパネル（図示せず）に備えられた操作スイッチ（ＳＷ）１８の操作状態に応じた信号や、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ（前後Ｇセンサ）１９の検出信号を入力し、操作ＳＷ１８の操作状態や車両の前後方向の加速度に応じてモータ１５を駆動する。また、ＥＰＢ−ＥＣＵ１７は、インストルメントパネルに備えられたロック／リリース表示ランプ２０に対してモータ１５の駆動状態に応じて、ロック中であるかリリース中であるかを示す信号を出力したり、故障表示ランプ２１に対してＥＰＢ２の故障時にその旨の信号を出力する。

具体的には、ＥＰＢ−ＥＣＵ１７は、モータ１５に流される電流（モータ電流）をモータ１５の上流側もしくは下流側で検出するモータ電流検出、ロック制御を終了させるときの目標電流値（モータカット電流）を演算する目標電流値演算、モータ電流が目標電流値に達したか否かの判定、操作ＳＷ１８の操作状態に基づいてモータ１５を制御することによるＥＰＢアクチュエータ１６の駆動状態の制御等、ロック・リリース制御を実行するための各種機能部を有している。このＥＰＢ−ＥＣＵ１７により操作ＳＷ１８の状態やモータ電流に基づいてモータ１５を正回転や逆回転させたりモータ１５の回転を停止させることで、ＥＰＢ２をロック・リリースする制御を行う。以上のようにして、本実施形態にかかるブレーキシステムが構成されている。

続いて、上記のように構成されたブレーキシステムを用いてＥＰＢ−ＥＣＵ１７が上記各種機能部および図示しない内蔵のＲＯＭに記憶されたプログラムに従って実行する駐車ブレーキ制御について説明する。図２は、駐車ブレーキ制御処理の詳細を示したフローチャートである。

まず、ステップ１００において時間計測用カウンタやフラグリセットなどの一般的な初期化処理を行ったのち、ステップ１１０に進み、時間ｔが経過したか否かを判定する。ここでいう時間ｔは、制御周期を規定するものである。つまり、初期化処理が終了してからの時間もしくは前回本ステップで肯定判定されたときからの経過時間が時間ｔが経過するまで繰り返し本ステップでの判定が行われるようにすることで、時間ｔが経過するごとに駐車ブレーキ制御が実行されるようにしている。

続く、ステップ１２０では、目標電流値演算処理を実行する。以下、目標電流値演算処理の詳細について説明するが、まず目標電流値演算処理における目標電流値演算の考え方について説明する。

上述したように、空転電流は温度変化に対してバラツキがあるため、ロック制御が実行されるときのＥＰＢ２（ブレーキ機構）の温度、例えばＥＰＢアクチュエータ１６に備えられたギア機構１４の温度に応じた値となる。そして、ＥＰＢ２の温度に応じた空転電流を計測しなければならないが、ロック制御中にモータ電流が変動するため、どのタイミングで計測した空転電流をＥＰＢ２の温度に応じた空転電流として良いか不明である。

このため、本実施形態では、作動力が発生する前のモータ電流のうちの最小値を空転電流としている。モータ電流のうちの最小値はＥＰＢ２の温度に応じて変化するが、１回のロック制御は短時間であるため、その制御中に温度が大幅に変化することはない。したがって、モータ電流のうちの最小値をそのときのＥＰＢ２の温度に応じた空転電流と想定することができる。また、このようにモータ電流の最小値を空転電流として設定する場合、空転電流がモータ１５の個体バラツキに応じたばらつきを含んだ値となり、このように設定された空転電流に基づいて目標電流値を設定すれば、個体バラツキにも対応した目標電流値にすることが可能となる。

ただし、モータ電流の流し始めた瞬間の際、つまりモータ１５の回転開始時には突入電流によりモータ電流が大幅に増加するため、突入電流後のモータ電流の最小値を選択することで、その影響を除去するのが好ましい。

そこで、本実施形態では、下記のように目標電流値演算処理を実行している。図３は、目標電流値演算処理の詳細を示したフローチャートである。

まず、目標電流値演算処理が実行されると、ステップ２００に進み、前後Ｇセンサ１９の検出信号に基づいて周知の手法により求めた路面勾配θに基づいて目標有効電流ITFを設定する。ここで、目標有効電流ITFとは、ロック制御時に目標とする作動力を発生させるために空転電流INFに対して加算すべき値のことを意味しており、目標有効電流ITFと空転電流INFの和（目標有効電流ITF＋空転電流INF）が目標電流値IMCUTとなる。目標有効電流ITFは、一定値であっても構わないが、駐車路面が傾斜している場合にはその路面勾配に応じて大きくする方が好ましい。このため、本実施形態では、図４に示す路面勾配θに対する目標有効電流ITFの特性MAP（θ）に基づいて、路面勾配θが大きくなる程特性MAP（θ）が大きくなるようにし、その特性MAP（θ）を目標有効電流ITFとして設定している。

このように路面勾配θに基づいて目標有効電流ITFを設定することにより、路面勾配θに応じたブレーキ力を発生させられるという効果が得られる。また、路面勾配θに基づいて目標有効電流ITFを設定しない場合、最初からある程度の路面勾配θを加味して目標有効電流ITFを設定しておくことになるが、その場合、例えば平坦路にも関わらずある程度の路面勾配θを見込んでケーブル１３を引っ張ることになるため、ケーブル１３の引っ張り過ぎや、それによるメカ系耐久性の低下、さらにブレーキ力の発生させ過ぎによる駐車ブレーキ解除の応答性の低下などの問題を解消することも可能となる。

続くステップ２０５では、モータロック駆動中であるか否か、つまりロック制御の実行中でモータ１５が正回転させられている状態であるか否かを判定する。この判定は、後述するステップ３０５にてモータロック駆動中であることを示すフラグがＯＮされているか否かに基づいて判定される。そして、まだロック制御開始前の段階であれば、ここで否定判定され、ステップ２１０に進む。

ステップ２１０では、定数として設定された空転電流最大値KMAXを暫定的に空転電流INFとして設定しておく。なお、空転電流最大値KMAXとは、空転電流INFの最も大きい値として想定される値であり、予め試作実験などにより求めておいた値である。例えば、モータ１５の個体バラツキやＥＰＢ２の温度が使用環境から考えて最も低くなる場合などを想定したときの空転電流INF、もしくは、突入電流としてモータ電流IMOTORが瞬間的に大きくなったとしても、モータ電流IMOTORが目標電流値IMCUTを超えない程度となる空転電流INFが空転電流最大値KMAXとされている。

この後、ステップ２１５に進み、今回の処理では空転電流INFのサンプリングは行われていないため、空転電流INFのサンプリングを行ったことを示す空転電流サンプリングタイマCTSINFを０としてステップ２２０に進む。そして、ステップ２２０において、目標電流値IMCUTを目標有効電流ITFと空転電流INFの和から演算して処理を終了する。

一方、ステップ２０５において肯定判定された場合には、ステップ２２５に進み、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINF未満であるか否かを判定する。空転電流サンプリング時間KTSINFとは、空転電流INFをサンプリングする際の時間として想定される値に設定され、それ以降に（つまり既に作動力を発生させ始めてから）ノイズ的にモータ電流の低下が生じて誤って空転電流INFとして設定されないようにするために設定してある。なお、ここでは空転電流サンプリング時間KTSINFと記載してあるが、実際にはその時間に相当するカウント値がKTSINFとなる。

したがって、ステップ２２５で肯定判定された場合にのみステップ２３０に進み、ステップ２３０で空転電流サンプリングタイマCTSINFが０であるか否かを判定する。その後、まだ空転電流サンプリングタイマCTSINFが０の状態で空転電流INFのサンプリングが行われる前の段階であればステップ２３５に進み、モータ電流IMOTORが空転電流最大値KMAX以上になったか否かを判定し、肯定判定されるまでステップ２１０に戻る。

そして、肯定判定されるとステップ２４０に進んでその時のモータ電流IMOTORを空転電流INFに設定したのち、ステップ２４５に進んで空転電流サンプリングタイマCTSINFをインクリメントしてからステップ２２０において上記のようにして目標電流値IMCUTを演算する。この後は、目標電流値演算処理が繰り返される毎にステップ２３０で否定判定されてステップ２５０に進むことになるため、ステップ２５０にてモータ電流IMOTORが現在設定されている空転電流INFより小さいか否かを判定し、小さければステップ２４０に進んでより小さい値を新たな空転電流INFとして更新していく。これにより、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINFに至るまでの期間中におけるモータ電流IMOTORの最小値を空転電流INFとして設定することが可能となる。このようにして目標電流値演算処理が完了する。

目標電流値演算処理が完了すると、図１のステップ１３０に進み、操作ＳＷ１８がオンしているか否かを判定する。操作ＳＷ１８がオンの状態とはドライバがＥＰＢ２を作動させてロック状態にしようとしていることを意味し、オフの状態とはドライバがＥＰＢ２をリリース状態にしようとしていることを意味している。このため、本ステップで肯定判定されればステップ１４０に進み、ロック状態フラグFLOCKがオンしているか否かを判定する。ここで、ロック状態フラグFLOCKとは、ＥＰＢ２を作動させてロック状態になったときにオンされるフラグであり、このロック状態フラグFLOCKがオンになっているときには既にＥＰＢ２の作動が完了して所望のブレーキ力が発生させられている状態となる。したがって、ここで否定判定された場合にのみステップ１５０のロック制御処理に進み、肯定判定された場合には既にロック制御処理が完了しているためステップ１６０に進む。

ロック制御処理では、モータ１５を回転させることによりＥＰＢ２を作動させ、パーキングブレーキ機構１２にて所望のブレーキ力を発生させられる位置でモータ１５の回転を停止し、この状態を維持するという処理を行う。図５にロック制御処理の詳細を示したフローチャートを示し、この図を参照してロック制御処理について説明する。

まず、ステップ３００では、ロック制御時間カウンタCTLが予め決められた最小ロック制御時間KTLMINを超えているか否かを判定する。ロック制御時間カウンタCTLとは、ロック制御が開始されてからの経過時間を計測するカウンタであり、ロック制御処理開始と同時にカウントを始める。最小ロック制御時間KTLMINとは、ロック制御に掛かると想定される最小時間のことであり、ケーブル１３の長さやモータ１５の回転速度などに応じて予め決まる値である。後述するステップ３１５のように、モータ電流IMOTORが目標電流値IMCUTに到達した時にケーブル１３の張力により発生させられたブレーキ力が所望の値に到達した、もしくは近づいたと判定するが、モータ１５への電流供給初期時の突入電流などによりモータ電流IMOTORがその目標電流値IMCUTを超えることもあり得る。このため、ロック制御時間カウンタCTLを最小ロック制御時間KTLMINと比較することで、制御初期時をマスクでき、突入電流などによる誤判定を防止することが可能となる。

したがって、ロック制御時間カウンタCTLが最小時間を超えていない状態であれば、まだロック制御が継続されることになるため、ステップ３０５に進んでリリース状態フラグをオフすると共にロック制御時間カウンタCTLをインクリメントし、モータロック駆動をオン、つまりモータ１５を正回転させる。これにより、モータ１５の正回転に伴ってギア機構１４が駆動され、ドライブナット１４ｄが出力軸１４ｃの軸方向に沿って移動してケーブル１３がロック側に引っ張られる。

一方、ステップ３００で肯定判定されると、ロック制御時間カウンタCTLが予め決められた最大ロック制御時間KTLMAX未満であるか否かを判定する。最大ロック制御時間KTLMAXとは、ロック制御に掛かると想定される最大時間のことであり、ケーブル１３の長さやモータ１５の回転速度などに応じて予め決まる値である。ロック制御時間カウンタCTLが最大ロック制御時間KTLMAXを超えている場合、既にロック制御が終了する時間になっていると考えられる。このため、ここで肯定判定されればステップ３１５に進む。

ステップ３１５では、今回の制御周期のときのモータ電流IMOTORが目標電流値IMCUTを超えているか否かを判定する。モータ電流IMOTORはモータ１５に加えられる負荷に応じて変動するが、本実施形態の場合にはモータ１５に加えられる負荷はケーブル１３の張力に相当するため、モータ電流IMOTORがケーブル１３の負荷と対応した値となる。このため、モータ電流IMOTORが目標電流値IMCUTを超えていればケーブル１３の張力により所望のブレーキ力を発生させられた状態、例えばケーブル１３によってパーキングブレーキ機構１２におけるブレーキシュー１１の摩擦面がドラム１０の内壁面にある程度の力で押さえ付けられた状態として、ステップ３２０に進む。

そして、ステップ３２０において、ロックが完了したことを意味するロック状態フラグFLOCKをオンすると共にロック制御時間カウンタCTLを０にし、モータロック駆動をオフ（停止）する。これにより、モータ１５の回転が停止され、ギア機構１４の駆動が停止させられる。そして、ギア機構１４における出力軸１４ｃとドライブナット１４ｄとの噛合いによる摩擦力により、ケーブル１３を引っ張ったままの状態で保持できるため、その時に発生させたブレーキ力が保持される。これにより、駐車中の車両の移動が規制される。

また、ステップ３１０において否定判定された場合には、ロック制御が開始されてから最大ロック制御時間KTLMAX以上時間が経過しても未だロック制御時間カウンタCTLがカウントされ続けている状態であるため、何らかの故障が発生していると考えられる。例えば、ギア機構１４もしくはケーブル１３の破損により目標電流値IMCUTに長時間到達しないような場合にこのような状況になり得る。このため、この場合にはステップ３２０に進み、上記と同様、モータロック駆動をオフする。このようにして、ロック制御処理が完了する。

一方、図１のステップ１３０で否定判定された場合にはステップ１７０に進み、リリース状態フラグFRELがオンしているか否かを判定する。ここで、リリース状態フラグFRELとは、ＥＰＢ２を作動させてリリース状態、つまりパーキングブレーキ機構１２によるブレーキ力を解除した状態になったときにオンされるフラグであり、このリリース状態フラグFRELがオンになっているときには既にＥＰＢ２の作動が完了してブレーキ力が解除させられている状態となる。したがって、ここで否定判定された場合にのみステップ１８０のリリース制御処理に進み、肯定判定された場合には既にリリース制御処理が完了しているためステップ１６０に進む。

リリース制御処理では、モータ１５を回転させることによりＥＰＢ２を作動させ、パーキングブレーキ機構１２にて発生させられているブレーキ力を解除するという処理を行う。図６にリリース制御処理の詳細を示したフローチャートを示し、この図を参照してリリース制御処理について説明する。

まず、ステップ４００では、リリース駆動時間KTRを設定する。リリース駆動時間KTRは、ロック制御時にモータ１５によってケーブル１３を引っ張った量が多いほど長くなる。このため、本実施形態では、図７に示す目標有効電流ITFに対するリリース駆動時間KTRの特性MAP（ITF）に基づいて、目標有効電流ITFが大きくなる程特性MAP（ITF）が大きくなるようにし、その特性MAP（ITF）をリリース駆動時間KTRとして設定している。この後、ステップ４０５に進み、リリース駆動時間を計測するリリース制御時間カウンタCTRがステップ４００で設定されたリリース駆動時間KTRを超えているか否かを判定する。リリース制御時間カウンタCTRとは、リリース制御が開始されてからの経過時間を計測するカウンタであり、リリース制御処理開始と同時にカウントを始める。

そして、リリース制御時間カウンタCTRがリリース駆動時間KTRを超えていない状態であれば、まだリリース制御が継続されることになるため、ステップ４１０に進んでロック状態フラグFLOCKをオフすると共にリリース制御時間カウンタCTRをインクリメントし、モータリリース駆動をオン、つまりモータ１５を逆回転させる。これにより、モータ１５の逆回転に伴ってギア機構１４が駆動され、ドライブナット１４ｄが出力軸１４ｃの軸方向に沿って移動してケーブル１３がリリース側に戻されることで張力が緩められる。

一方、ステップ４０５で肯定判定されると、リリースが完了したことを意味するリリース状態フラグFRELをオンすると共にリリース制御時間カウンタCTRを０にし、モータリリース駆動をオフする。これにより、モータ１５の回転が停止され、ギア機構１４の駆動が停止させられる。そして、ギア機構１４における出力軸１４ｃとドライブナット１４ｄとの嵌め合いによる摩擦力により、ケーブル１３が緩められたままの状態で保持される。このようにして、リリース制御処理が完了する。

このようにして、ロック制御処理およびリリース制御処理が終了すると、図１のステップ１６０におけるロック・リリース表示処理を行う。図８にロック・リリース表示処理の詳細を示したフローチャートを示し、この図を参照してロック・リリース表示処理について説明する。

ステップ５００では、ロック状態フラグFLOCKがオンされているか否かを判定する。ここで肯定判定されればステップ５０５に進んでロック・リリース表示ランプ２０を点灯させ、否定判定されればステップ５１０に進んでロック・リリース表示ランプ２０を消灯する。このように、ロック状態であればロック・リリース表示ランプ２０を点灯し、リリース状態もしくはリリース制御が開始された状態のときにはロック・リリース表示ランプ２０を消灯する。これにより、ドライバにロック状態であるか否かを認識させることが可能となる。このようにして、ロック・リリース表示処理が完了し、これに伴って駐車ブレーキ制御処理が完了する。

図９は、このような駐車ブレーキ制御処理を実行したときのタイミングチャートである。この図に示されるように、時点Ｔ１において操作ＳＷ１８がオンされると、それと同時にリリース状態フラグFRELがオンからオフに切り替わり、モータロック駆動がオンになる。そして、ロック制御時間カウンタCTLがインクリメントされていく。そして、モータ１５に電流が流される。モータ電流IMOTORは、モータ１５に電流が流された当初は突入電流により大きな値となり、時点Ｔ２において空転電流最大値KMAXを超える。これにより、空転電流サンプリングタイマCTSINFがインクリメントされ始め、空転電流サンプリング時間KTSINFに達するまで空転電流INFのサンプリングが行われる。

この後、モータ電流IMOTORは、突入電流による大きな値から徐々に低下していく。そして、低下していくたびにモータ電流IMOTORの最低値が空転電流INFとして更新されていき、空転電流サンプリング時間KTSINF中におけるモータ電流IMOTORの最低値が最終的に空転電流INFに設定される。また、空転電流INFに対して目標有効電流ITFを足し合わせた値が目標電流値IMCUTとして設定されるため、最終的に空転電流INFが空転電流サンプリング時間KTSINF中におけるモータ電流IMOTORの最低値となり、その値に対して目標有効電流ITFを足し合わせた値が目標電流値IMCUTとして設定されることになる。

そして、ケーブル１３に張力が発生していない無負荷状態（空転状態）が終わってケーブル１３に張力が発生し始めた状態、すなわちブレーキシュー１１の摩擦面がドラム１０の内壁面と接触してブレーキ力が発生させ始められた状態となり、時点Ｔ３においてモータ電流IMOTORが目標電流値IMCUTに到達すると、ケーブル１３の張力により発生させられたブレーキ力が所望の値になったとしてロック制御が完了となる。これにより、ロック状態フラグFLOCKがオンされると共にモータロック駆動が停止され、ロック制御時間カウンタCTLが０となる。したがって、モータ電流が低下し、オフ時の電流値（＝０）となる。

一方、操作SWがオフされたときに関しては図示していないが、それと同時にロック状態フラグFLOCKがオンからオフに切り替わり、モータリリース駆動がオンになり、モータ１５に電流が流される。また、リリース制御時間カウンタCTRがインクリメントされていく。そして、リリース制御時間カウンタCTRが目標有効電流ITFに基づいて設定されたリリース駆動時間KTRを超えると、ケーブル１３に張力が無くなった状態、すなわちブレーキシュー１１の摩擦面がドラム１０の内壁面から離れてブレーキ力が解除された状態となり、かつ、ブレーキシュー１１の摩擦面とドラム１０の内壁面との間に所望の遊びが設けられた状態になる。これにより、リリース制御が完了となり、リリース状態フラグFRELがオンされると共にモータリリース駆動が停止され、リリース制御時間カウンタCTRが０となる。これにより、モータ電流がオフ時の電流値（＝０）となる。

以上説明したように、本実施形態では、モータ１５を駆動開始後、具体的には空転電流サンプリング時間KTSINFの期間中におけるモータ電流IMOTORの最低値を空転電流INFに設定している。このため、空転電流INFは、ＥＰＢ２の温度およびモータ１５の個体バラツキが反映された値となる。したがって、このように設定した空転電流INFに対して作動力を発生させるために必要となる目標有効電流ITFを足し合わせることにより目標電流値IMCUTを演算することで、モータ１５の個体バラツキにも対応した目標電流値IMCUTを設定できる駐車ブレーキ制御装置とすることが可能となる。

また、ＥＰＢ２の温度を測定しなくても、ＥＰＢ２の温度が反映された値の空転電流INFを得ることが可能となるため、モータ温度もしくはモータ１５の空転速度を検出するためのセンサを別途備えなくても目標電流値IMCUTを設定できる駐車ブレーキ制御装置とすることも可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のブレーキシステムは、第１実施形態に対して空転電流INFの設定の仕方を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、空転電流サンプリング時間KTSINF中に空転電流INFが増加傾向に変わった時に、その増加傾向に変わった瞬間となる最小値を最終的な空転電流INFとして設定する。図１０に、本実施形態にかかるブレーキシステムのＥＰＢ−ＥＣＵ１７が実行する目標電流値演算処理のフローチャートを示し、この図を参照して、本実施形態での空転電流INFの設定の仕方について説明する。

図１０に示すように、ステップ６００〜６４０に関しては、上述した図３に示すステップ２００〜２３５およびステップ２４５と同様の処理を実行する。

そして、ステップ６４５〜６６０において、空転電流INFを設定する。具体的には、ステップ６４５において、今回の演算周期に求められたモータ電流IMOTOR（ｔ）が前回、つまり１回前の演算周期に求められたモータ電流IMOTOR（ｔ−１）よりも大きいか否かを判定する。また、ステップ６５０において、前回の演算周期に求められたモータ電流IMOTOR（ｔ−１）が前々回、つまり２回前の演算周期に求められたモータ電流IMOTOR（ｔ−２）よりも大きいか否かを判定する。さらに、ステップ６５５において、前々回の演算周期に求められたモータ電流IMOTOR（ｔ−２）が前々々回、つまり３回前の演算周期に求められたモータ電流IMOTOR（ｔ−３）よりも大きいか否かを判定する。

そして、これらステップ６４５〜６５５ですべて肯定判定されるとステップ６６０に進み、前々々回の演算周期に求められたモータ電流IMOTOR（ｔ−３）を空転電流INF（ｔ）として設定する。また、これと同時に、空転電流サンプリングタイマCTSINFを空転電流サンプリング時間KTSINFに設定し、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINFに達したものとする。

このような処理によれば、３回の制御周期分継続的に空転電流INFが増加し続けた場合に、空転電流INFが増加傾向になったと判定し、それらの中の最低値（最初の値）を空転電流INFとすることができる。このように、空転電流サンプリング時間KTSINF中に空転電流INFが増加傾向に変わった時に、その増加傾向に変わった瞬間となる最小値を最終的な空転電流INFとして設定することができる。このような空転電流INFを目標有効電流ITFに足し合わせることで、目標電流値IMCUTを演算することもできる。

図１１は、このような空転電流INFの設定の仕方をしたときのタイミングチャートである。この図に示されるように、突入電流が生じたのち、空転電流INFがばらつくが、時点Ｔ４〜Ｔ５にかけて３回連続で増加し続けると、それらの中の最低値が空転電流INFとして設定される。これにより、空転電流INFを目標有効電流ITFに足し合わせることで、目標電流値IMCUTが演算される。

なお、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINFとされるため、その後は、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINFよりも大きな値となり、モータ電流IMOTORが目標電流値IMCUTに至ってリセットされるまでインクリメントされ続ける。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態のブレーキシステムは、第２実施形態と同様の考え方によって空転電流INFを設定するが、モータ電流IMOTORではなくモータ回転数VMOTORに基づいて空転電流INFを設定している。その他に関しては第１、第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

図１２は、本実施形態にかかる駐車ブレーキ制御装置が適用された車両用のブレーキシステムの全体概要を示した模式図である。この図に示されるように、モータ回転数VMOTORを検出するためのモータ回転数センサ２２が備えられ、このモータ回転数センサ２２の検出信号がＥＰＢ−ＥＣＵ１７に入力されるようになっている。

本実施形態では、このように検出されるモータ回転数VMOTORに基づき、空転電流サンプリング時間KTSINF中にモータ回転数VMOTORが減少傾向に変わった時に、その減少傾向に変わった瞬間の空転電流INFを最終的な空転電流INFとして設定する。

図１３に、本実施形態にかかるブレーキシステムのＥＰＢ−ＥＣＵ１７が実行する目標電流値演算処理のフローチャートを示し、この図を参照して、本実施形態での空転電流INFの設定の仕方について説明する。

図１３に示すように、ステップ７００〜７４０に関しては、上述した図１０に示すステップ６００〜６４０と同様の処理を実行する。

そして、ステップ７４５〜７６０において、空転電流INFを設定する。具体的には、ステップ７４５において、今回の演算周期に求められたモータ回転数VMOTOR（ｔ）が前回、つまり１回前の演算周期に求められたモータ回転数VMOTOR（ｔ−１）よりも小さいか否かを判定する。また、ステップ７５０において、前回の演算周期に求められたモータ回転数VMOTOR（ｔ−１）が前々回、つまり２回前の演算周期に求められたモータ回転数VMOTOR（ｔ−２）よりも小さいか否かを判定する。さらに、ステップ７５５において、前々回の演算周期に求められたモータ回転数VMOTOR（ｔ−２）が前々々回、つまり３回前の演算周期に求められたモータ回転数VMOTOR（ｔ−３）よりも小さいか否かを判定する。

そして、これらステップ７４５〜７５５ですべて肯定判定されるとステップ７６０に進み、前々々回の演算周期に求められたモータ回転数VMOTOR（ｔ−３）のときの空転電流INF（ｔ−３）を空転電流INF（ｔ）として設定する。また、これと同時に、空転電流サンプリングタイマCTSINFを空転電流サンプリング時間KTSINFに設定し、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINFに達したものとする。

このような処理によれば、３回の制御周期分継続的にモータ回転数VMOTORが減少し続けた場合に、作動力が発生させられ始めたと判定し、３回のうちのモータ回転数VMOTORが減少し始めたときの空転電流INF（ｔ−３）を空転電流INFとすることができる。このように、空転電流サンプリング時間KTSINF中にモータ回転数VMOTORが減少傾向に変わった時に、その減少傾向に変わった瞬間となる空転電流INFを最終的な空転電流INFとして設定することができる。このような空転電流INFを目標有効電流ITFに足し合わせることで、目標電流値IMCUTを演算することもできる。

図１４は、このような空転電流INFの設定の仕方をしたときのタイミングチャートである。この図に示されるように、突入電流が生じたのち、空転電流INFがばらつくが、時点Ｔ６〜Ｔ７にかけて３回連続でモータ回転数VMOTORが減少し続けると、作動力が発生させられ始めたとして、減少し始めたときの空転電流INF（ｔ−３）が最終的な空転電流INFとして設定される。これにより、空転電流INFを目標有効電流ITFに足し合わせることで、目標電流値IMCUTが演算される。

なお、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINFとされるため、その後は、空転電流サンプリングタイマCTSINFが空転電流サンプリング時間KTSINFよりも大きな値となり、モータ電流IMOTORが目標電流値IMCUTに至ってリセットされるまでインクリメントされ続ける。

本実施形態の場合、モータ回転数センサ２２を備えることになるため、第１、第２実施形態と比較するとセンサ増加が必要になるが、モータ温度を検出するためのセンサに関しては必要ではないため、従来に対して少なくともモータ温度を検出するためのセンサを無くすことが可能となる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、モータ１５を駆動することでケーブル１３を引っ張ることによりブレーキ力を発生させるものについて説明したが、モータ１５によって作動力を発生させるものであればどのようなものであっても良い。例えば、モータ１５を駆動することで油圧ピストンを押圧し、油圧を高めることでブレーキ力を発生させるようなブレーキシステムであっても構わない。なお、この場合、ブレーキ力そのものの他、油圧ピストンを押圧する力や油圧などが作動力に該当するものとなる。

また、ここではドラム式のＥＰＢ２を例に挙げて説明したが、モータ駆動によってホイールシリンダの圧力を調整することで摩擦材に相当するブレーキパッドを非摩擦材に相当するブレーキディスクに押し当て、ブレーキ力を発生させるようなディスクブレーキ式のＥＰＢ２に関しても本発明を適用することができる。

なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。すなわち、ＥＰＢ−ＥＣＵ１７のうち、ステップ１２０の目標電流値演算処理を実行する部分が目標電流値演算手段、ステップ１５０のロック制御処理を実行する部分がロック制御手段に相当する。

本発明の第１実施形態にかかる駐車ブレーキ制御装置が適用された車両用のブレーキシステムの全体概要を示した模式図である。 駐車ブレーキ制御処理の詳細を示したフローチャートである。 目標電流値演算処理の詳細を示したフローチャートである。 路面勾配θに対する目標有効電流ITFの特性MAP（θ）を示したグラフである。 ロック制御処理の詳細を示したフローチャートである。 リリース制御処理の詳細を示したフローチャートである。 目標有効電流ITFに対するリリース駆動時間KTRの特性MAP（ITF）を示したグラフである。 ロック・リリース表示処理の詳細を示したフローチャートである。 駐車ブレーキ制御処理を実行したときのタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態にかかるブレーキシステムのＥＰＢ−ＥＣＵ１７が実行する目標電流値演算処理のフローチャートである。 駐車ブレーキ制御処理を実行したときのタイミングチャートである。 本発明の第３実施形態にかかる駐車ブレーキ制御装置が適用された車両用のブレーキシステムの全体概要を示した模式図である。 目標電流値演算処理のフローチャートである。 駐車ブレーキ制御処理を実行したときのタイミングチャートである。 空転電流を含むモータ電流とブレーキ機構の温度および作動力との関係を示したグラフである。 空転電流の温度変化をキャンセルできる空転電流を設定した場合のモータ電流と作動力との関係を示したグラフである。

符号の説明

１…サービスブレーキ、２…ＥＰＢ、３…ブレーキペダル、６…ホイールシリンダ、７…ブレーキディスク、１０…ドラム、１２…パーキングブレーキ機構、１３…ケーブル、１４…ギア機構、１５…モータ、１６…ＥＰＢアクチュエータ、１７…ＥＰＢ−ＥＣＵ、１８…操作ＳＷ、１９…前後Ｇセンサ、２０…リリース表示ランプ、２１…故障表示ランプ、２２…モータ回転数センサ

Claims (3)

1. モータ電流（IMOTOR）を出力して電動モータ（１５）を駆動し、該駆動により発生する作動力により摩擦材（１１）を車輪に取り付けられた被摩擦材（１０）に向かう方向に移動させることによって該車輪にブレーキ力を発生させるロック制御を実行する場合において、前記モータ電流（IMOTOR）が所定の目標電流値（IMCUT）に到達すると該モータ電流の出力を停止するロック制御手段（１５０）と、
   前記モータ電流（IMOTOR）の出力直後に発生する突入電流変化を経過した後の前記作動力が発生しない状態における前記モータ電流（IMOTOR）の最低値を空転電流（INF）として設定する空転電流値設定手段（２４０）と、
   前記設定された空転電流（INF）と前記作動力を発生させる目標有効電流（ITF）の和から前記目標電流値（IMCUT）を演算する目標電流値演算手段（２２０）とを具備し、
   前記空転電流値設定手段（２４０）は、前記モータ電流（IMOTOR）が前記空転電流（INF）として想定される最大値（KMAX）以上となったタイミングより所定時間の間に前記モータ電流（IMOTOR）の最低値のサンプリングを行うことを特徴とする駐車ブレーキ制御装置。
2. モータ電流（IMOTOR）を出力して電動モータ（１５）を駆動し、該駆動により発生する作動力により摩擦材（１１）を車輪に取り付けられた被摩擦材（１０）に向かう方向に移動させることによって該車輪にブレーキ力を発生させるロック制御を実行する場合において、前記モータ電流（IMOTOR）が所定の目標電流値（IMCUT）に到達すると該モータ電流の出力を停止するロック制御手段（１５０）と、
   前記作動力が発生しない状態において、前記モータ電流（IMOTOR）の出力直後に発生する突入電流変化を経過した後に該モータ電流（IMOTOR）が連続的に増加した時の増加し始めのモータ電流（IMOTOR（ｔ−３））を空転電流（INF）として設定する空転電流値設定手段（６６０）と、
   前記設定された空転電流（INF）と前記作動力を発生させる目標有効電流（ITF）の和から前記目標電流値（IMCUT）を演算する目標電流値演算手段（６２０）とを具備し、
   前記空転電流値設定手段（６６０）は、前記モータ電流（IMOTOR）が前記空転電流（INF）として想定される最大値（KMAX）以上となったタイミングから所定時間の間に、所定周期毎にサンプリングされる前記モータ電流（IMOTOR）の連続的な増加の判定を行い、３回連続してサンプリングした前記モータ電流（IMOTOR）が増加し続けたときに、増加し始めのときの前記モータ電流（IMOTOR）を前記空転電流（INF）として設定することを特徴とする駐車ブレーキ制御装置。
3. モータ電流（IMOTOR）を出力して電動モータ（１５）を駆動し、該駆動により発生する作動力により摩擦材（１１）を車輪に取り付けられた被摩擦材（１０）に向かう方向に移動させることによって該車輪にブレーキ力を発生させるロック制御を実行する場合において、前記モータ電流（IMOTOR）が所定の目標電流値（IMCUT）に到達すると該モータ電流の出力を停止するロック制御手段（１５０）と、
   前記電動モータ（１５）におけるモータ回転数を検出するモータ回転数センサ（２２）からの検出信号に基づいて、前記作動力が発生しない状態において、前記モータ電流（IMOTOR）の出力直後に発生する突入電流変化を経過した後に前記モータ回転数（VMOTOR）が連続的に減少した時の減少し始めのモータ電流（IMOTOR（ｔ−３））を空転電流（INF）として設定する空転電流値設定手段（７６０）と、
   前記設定された空転電流（INF）と前記作動力を発生させる目標有効電流（ITF）の和から前記目標電流値（IMCUT）を演算する目標電流値演算手段（７２０）とを具備し、
   前記空転電流値設定手段（７６０）は、前記モータ電流（IMOTOR）が前記空転電流（INF）として想定される最大値（KMAX）以上となったタイミングから所定時間の間に、所定周期毎にサンプリングされる前記モータ回転数（VMOTOR）の連続的な減少の判定を行い、３回連続してサンプリングした前記モータ回転数（VMOTOR）が減少し続けたときに、減少し始めのとき前記モータ電流（IMOTOR）を前記空転電流（INF）として設定することを特徴とする駐車ブレーキ制御装置。

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