JP5200383B2 - 車両用電動パーキングブレーキ装置及び車両用電動パーキングブレーキ装置の異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して、車両に搭載された電動式のパーキングブレーキ（駐車ブレーキ）装置に係り、特に、ケーブル切れ異常を適切に検出する車両用電動パーキングブレーキ装置及びその異常検出方法に関する。

従来、車両用の電動式パーキングブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、電気モータ（１１）の出力である回転駆動力が減速・変換されてなる直線駆動力を２本のケーブル（１７、１９）に均等に分配するイコライザ機構（Ｃ）を備えた電動パーキングブレーキ装置が開示されている。
特開２００５−０１６６００号公報

上記特許文献１記載の従来装置のような構成・構造において、イコライザとパーキングブレーキとをつなぐパーキングブレーキケーブルの切断異常を検出するには、これら２本のパーキングブレーキケーブルの各々に張力センサを設けることが考えられる。

ここで、張力センサを２本のパーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本のみに設け、コスト、重量、及び、体格（搭載スペース）の低減を図ることが考えられる。

これは、張力センサが設けられていない側のパーキングブレーキケーブルが急激に切れた場合には、当該ケーブルの張力が０となり、イコライザが傾いて、張力センサが設けられた側のパーキングブレーキケーブルの張力も急激に低下することになるため、１つの張力センサにより張力センサが設けられていない側のケーブル切れ異常も検出することができる、という洞察に基づいている。

しかしながら、上記のように張力センサを片方のケーブルにしか設けない場合、張力センサが設けられていない側のケーブル切れが徐々に進行して切断に至ると、張力変化量が小さすぎてケーブル切れを検出できないおそれがある。また、サービス等の修理の際に、ケーブルを復元することを忘れた場合（トグルはずれ）にも、ケーブル切れを検出できなくなる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、張力センサを２本のパーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本のみに設ける構造を採用しつつ、ケーブル切れ異常を適切に検出する車両用電動パーキングブレーキ装置及びその異常検出方法を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第一の態様は、車両に搭載された、電動式のパーキングブレーキ装置であって、
自車両現在位置の坂路勾配を検出又は取得して、当該坂路勾配において自車両を停止させるための目標制動力を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された目標制動力を生じさせるケーブル張力を、イコライザを移動させることで当該イコライザに接続された２本のパーキングブレーキケーブルに発生させる張力発生手段と、
自車両が移動しているか否かを判定する判定手段と、
前記パーキングブレーキケーブルのいずれか一方に設けられ、当該一方のパーキングブレーキケーブルに発生しているケーブル張力を検出する張力検出手段と、
前記パーキングブレーキケーブルの異常を検出するケーブル異常検出手段と、を有し、
前記張力発生手段は、前記算出手段によって算出された目標制動力を生じさせる第一のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように張力を発生したときに、前記判定手段によって自車両が移動していると判定された場合、前記第一のケーブル張力の２倍の張力である第二のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように張力を発生し、
前記ケーブル異常検出手段は、前記張力発生手段が前記第二のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように張力を発生したときに、前記判定手段によって自車両が移動していないと判定された場合、前記パーキングブレーキケーブルの他方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断する、ことを特徴とする。

上記第一の態様によれば、２本のパーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本にケーブル切断異常が検出された場合に、他方のパーキングブレーキケーブルに２倍の張力を発生させると、対応する輪に２倍の制動力が発生し、路面勾配による車両の移動を停止させることができるという洞察に基づき、パーキングブレーキを目標張力で引っ張ったにもかかわらず車両が移動している場合には目標張力を当初の２倍にして車両の移動が停止するか否かを観察することによって、パーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本にケーブル切断異常が発生したか否かを判定することができる。

なお、上記第一の態様において、上記車両用電動パーキングブレーキ装置が、上記ケーブル異常検出手段は、上記張力発生手段が上記第一のケーブル張力を上記パーキングブレーキケーブルに発生させたときに、上記張力検出手段の出力が上記第一のケーブル張力未満である場合には、上記張力検出手段が設けられた上記一方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断することができるようになるため、より好ましい。

上記目的を達成するための本発明の第二の態様は、張力発生手段がイコライザを移動させることでイコライザに接続された２本のパーキングブレーキケーブルに張力を発生させる、車両に搭載された、電動式のパーキングブレーキ装置における異常検出方法であって、
自車両現在位置の坂路勾配を検出又は取得して、当該坂路勾配において自車両を停止させるための目標制動力を生じさせる第一のケーブル張力が前記パーキングブレーキケーブルの一方に設けられた張力検出手段で検出されるように張力発生手段が張力を発生したときに、自車両が移動していると判定された場合、前記第一のケーブル張力の２倍の張力である第二のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように前記張力発生手段が張力を発生し、それにより自車両の移動が停止したと判定された場合に前記パーキングブレーキケーブルの他方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断する、ことを特徴とする。

上記第二の態様によれば、２本のパーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本にケーブル切断異常が検出された場合に、他方のパーキングブレーキケーブルに２倍の張力を発生させると、対応する輪に２倍の制動力が発生し、路面勾配による車両の移動を停止させることができるという洞察に基づき、パーキングブレーキを目標張力で引っ張ったにもかかわらず車両が移動している場合には目標張力を当初の２倍にして車両の移動が停止するか否かを観察することによって、パーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本にケーブル切断異常が発生したか否かを判定することができる。

なお、上記第二の態様においては、検出されたケーブル張力が上記第一のケーブル張力未満であった場合に当該一方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断する、ことが好ましい。

本発明によれば、ケーブル切れ異常を適切に検出する車両用電動パーキングブレーキ装置及びその異常検出方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用電動パーキングブレーキ装置自体の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び、基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

以下、図１及び２を参照して、本発明の一実施例に係る車両用電動パーキングブレーキ装置及びその異常検出方法について説明する。

図１は、本実施例に係る車両用電動パーキングブレーキ装置１００の概略構成図である。

車両用電動パーキングブレーキ装置１００は、アクチュエータ１０１と、アクチュエータ１０１の作動制御及び後述するような各種演算処理を行う制御部１０２と、を有する。

制御部１０２は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；電子制御装置）である。

また、制御部１０２は、路面勾配情報と、車輪速情報とが適宜伝達されるものとする。制御部１０２は、電動パーキングブレーキ作動時に、その時点での路面勾配に適したケーブル張力が実現されるように、アクチュエータ１０１を制御する。

ここで、路面勾配情報は、例えば、当業者には既知の車両前後方向の加速度を検出する前後Ｇセンサによって検出されてもよく、或いは、予め路面勾配情報が含められた地図情報に例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）などにより検出された自車両現在位置を照らすことによって抽出されてもよい。また、車輪速情報は、例えば、当業者には既知の車輪速センサによって検出される。

また、電動パーキングブレーキ装置１００は、マニュアルモードが設定されているときには、運転者の所定の操作（例えば所定のボタンの押下）により作動し、オートモードが設定されているときには、例えば、長時間停車、シートベルト外し、運転席ドア開、エンジンフード開、ラゲージドア開、油圧ブレーキシステムのフェール発生、などの状況が発生したときに作動する。

アクチュエータ１０１は、制御部１０２からの指令により回転し、後述するパーキングブレーキケーブル１０７及び１０８の引っ張り・解放するトルクを発生させる電動モータ１０３を含む。このような機能が実現される限り、電動モータ１０３は任意の種類のモータでよい。

アクチュエータ１０１は、更に、電動モータ１０３の回転を後述するシャフト１０５に伝達すると共に、電動モータ１０３の停止時にはその時点におけるケーブル張力を保持するギア／クラッチ機構１０４を含む。ギア／クラッチ機構１０４は、ケーブル張力を保持するための構成として、例えばスプリング式クラッチを有する。

アクチュエータ１０１は、更に、ネジが切られたシャフト１０５と、シャフト１０５上に配置されたイコライザ１０６と、を有する。

電動モータ１０３の回転は、キア／クラッチ機構１０４を介して、シャフト１０５に伝達される。シャフト１０５は、イコライザ１０６を貫通しており、イコライザ１０６に切られた雌ネジと螺合している。

このように、電動モータ１０３が回転し、よってシャフト１０５が回転すると、その回転方向に応じてイコライザ１０６がシャフト１０６上を往復移動するように構成されている。

イコライザ１０６には、車輪側端が左右後輪それぞれのパーキングブレーキ（通常は、いわゆるドラムブレーキ）と接続されたパーキングブレーキケーブル１０７及び１０８の車体側端が接続されている。イコライザ１０６は、左右のパーキングブレーキケーブル１０７及び１０８に張力を均等に分配する機能を持つ。

本実施例においては、これら２本のパーキングブレーキケーブル１０７及び１０８の一方（ここでは、ケーブル１０７）のみに張力センサ１０９が設けられる。張力センサ１０９は、パーキングブレーキケーブル１０７の張力を検出し、制御部１０２へ伝達する。このような機能を実現する張力センサは、様々なものが既に提案されており、当業者には既知であるため、詳しい説明は省略する。本実施例では任意の張力センサを採用することができる。

次いで、図２のフローチャートを参照して、車両用電動パーキングブレーキ装置１００による異常検出判定処理の流れを説明する。

本フローは、電動パーキングブレーキ装置１００がマニュアル操作状態のときには運転者によって所定の操作（例えば、マニュアルスイッチボタンの押下、など）によって、自動作動状態のときにはイグニッションスイッチのＯＮによって、それぞれ開始される。

本フローが開始されると、まず、制御部１０２は、取得した路面勾配情報に基づいて、自車両現在位置の路面勾配θが、下限値αと上限値βの間にあるか否かを判断する（Ｓ２０１）。

ここで、下限値αは、パーキングブレーキを作動させないと路面勾配により車両が移動してしまう勾配の下限値を表している。換言すれば、路面勾配θがα未満のときは、パーキングブレーキを作動させなくても路面勾配により車両が移動することはないため、パーキングブレーキを作動させる必要がなく、よってパーキングブレーキを作動させない。

上限値βは、パーキングブレーキを作動させれば路面勾配による車両の移動を停止させることができる勾配の上限値を表している。換言すれば、路面勾配θがβより大きいときは、パーキングブレーキを作動させても路面勾配による車両の移動を停止させることはできないので、パーキングブレーキを作動させる必要がなく、よってパーキングブレーキを作動させない。

路面勾配θが下限値αと上限値βの間にあり、パーキングブレーキを作動させて路面勾配による車両の移動を停止させるべきであると判断されたとき（Ｓ２０１の「ＹＥＳ」）、次いで、制御部１０２は、通常通り、路面勾配θの大きさに応じて、後二輪のパーキングブレーキに車両を停止させておくだけの制動力を発生させるためのケーブル張力Ｆを目標張力として、電動モータ１０３に回転指令を送る（Ｓ２０２）。

次いで、制御部１０２は、伝達される車輪速情報を監視して、車輪速が０より大きいか、すなわち自車両は移動しているか否かを判定する（Ｓ２０３）。

自車両が移動していない場合（Ｓ２０３の「ＮＯ」）、電動パーキングブレーキ装置１００には異常は発生していないと判定する（Ｓ２０８）。

他方、車輪が回転していると判断された場合（Ｓ２０３の「ＹＥＳ」）、制御部１０２は、張力センサ１０９の出力を確認し、張力センサ１０９において目標張力Ｆ以上の張力が検出されているか否かを判断する（Ｓ２０４）。

張力センサ１０９において張力Ｆ以上の張力が検出されなかった場合（Ｓ２０４の「ＮＯ」）、パーキングブレーキケーブル１０７及び１０８に張力Ｆが発生するように電動モータ１０３を駆動制御しているにもかかわらず、パーキングブレーキケーブル１０７には張力Ｆ以上の張力が発生していないのであるから、張力センサ１０９が設けられた側のケーブルであるパーキングブレーキケーブル１０７にケーブル切れ異常が発生しているものと判定する（Ｓ２０９）。

他方、張力センサ１０９において張力Ｆ以上の張力が検出された場合（Ｓ２０４の「ＹＥＳ」）、パーキングブレーキケーブル１０７及び１０８に張力Ｆが発生するように電動モータ１０３を駆動制御して、パーキングブレーキケーブル１０７に張力Ｆ以上の張力が発生しているのであるから、張力センサ１０９が設けられた側のケーブルであるパーキングブレーキケーブル１０７にケーブル切れ異常は発生していないと判断する。

次いで、制御部１０２は、当初の目標張力Ｆの２倍の張力２Ｆ（Ｆ×２）がアクチュエータ１０１が発生させることができる最大発生張力Ｆ_ＭＡＸ以下であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。

当初の目標張力Ｆの２倍の張力２Ｆがアクチュエータ１０１が発生させることができる最大発生張力Ｆ_ＭＡＸ以下である場合（Ｓ２０５の「ＹＥＳ」）、制御部１０２は、新たにケーブル張力２Ｆを目標張力として、電動モータ１０３に回転指令を送る（Ｓ２０６）。

次いで、制御部１０２は、伝達される車輪速情報を監視して、車輪速が０より大きいか、すなわち自車両は移動しているか否かを判定する（Ｓ２０７）。

自車両が移動していない場合（Ｓ２０７の「ＮＯ」）、ケーブル張力を２倍にし、よって発生する制動力を２倍にすることによって、路面勾配による自車両の移動を停止させることができたのであるから、張力センサ１０９が設けられていない側のケーブルであるパーキングブレーキケーブル１０８にケーブル切れ異常が発生しているものと判定する（Ｓ２１０）。

他方、車輪が回転していると判断された場合（Ｓ２０７の「ＹＥＳ」）、制御部１０２は、張力センサ１０９が設けられていない側のケーブルであるパーキングブレーキケーブル１０８にケーブル切れ異常が発生しているとは特定することができないため、アクチュエータ１０１にその他の異常が発生していると判定して、本フローの１ルーチンを終了する（Ｓ２１１）。

同様に、当初の目標張力Ｆの２倍の張力２Ｆがアクチュエータ１０１が発生させることができる最大発生張力Ｆ_ＭＡＸより大きい場合（Ｓ２０５の「ＮＯ」）、Ｓ２０６〜Ｓ２０７を実行できないため、すなわち、当初の目標張力Ｆの２倍の張力２Ｆを実際にパーキングブレーキケーブルに発生させてみて車輪の回転が停止するか否かを確認できないため、制御部１０２は、張力センサ１０９が設けられていない側のケーブルであるパーキングブレーキケーブル１０８にケーブル切れ異常が発生しているとは特定することができず、アクチュエータ１０１にその他の異常が発生していると判定して、本フローの１ルーチンを終了する（Ｓ２１１）。

このように、本実施例によれば、パーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本にケーブル切断異常が検出された場合に、他方のパーキングブレーキケーブルに２倍の張力を発生させると、対応する輪に２倍の制動力が発生し、路面勾配による車両の移動を停止させることができるという洞察に基づき、パーキングブレーキを作動させたにもかかわらず車輪が回転している場合には目標張力を当初の２倍にして車輪の回転が停止するか否かを観察することによって、パーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本にケーブル切断異常が発生したか否かを判定することができるため、張力センサを２本のパーキングブレーキケーブルのうちいずれか１本にしか設けなくても、ケーブル切れ異常を適切に検出することができる。

本発明は、車両用電動パーキングブレーキ装置に利用できる。搭載される車両の動力源種類、燃料種類、外観デザイン、重量、サイズ、走行性能等はいずれも不問である。

本発明の一実施例に係る車両用電動パーキングブレーキ装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る車両用電動パーキングブレーキ装置による異常検出判定処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 車両用電動パーキングブレーキ装置
１０１ アクチュエータ
１０２ 制御部
１０３ 電動モータ
１０４ ギア／クラッチ機構
１０５ シャフト
１０６ イコライザ
１０７、１０８ パーキングブレーキケーブル
１０９ 張力センサ

Claims (4)

1. 車両に搭載された、電動式のパーキングブレーキ装置であって、
   自車両現在位置の坂路勾配を検出又は取得して、当該坂路勾配において自車両を停止させるための目標制動力を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された目標制動力を生じさせるケーブル張力を、イコライザを移動させることで当該イコライザに接続された２本のパーキングブレーキケーブルに発生させる張力発生手段と、
   自車両が移動しているか否かを判定する判定手段と、
   前記パーキングブレーキケーブルのいずれか一方に設けられ、当該一方のパーキングブレーキケーブルに発生しているケーブル張力を検出する張力検出手段と、
   前記パーキングブレーキケーブルの異常を検出するケーブル異常検出手段と、を有し、
   前記張力発生手段は、前記算出手段によって算出された目標制動力を生じさせる第一のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように張力を発生したときに、前記判定手段によって自車両が移動していると判定された場合、前記第一のケーブル張力の２倍の張力である第二のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように張力を発生し、
   前記ケーブル異常検出手段は、前記張力発生手段が前記第二のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように張力を発生したときに、前記判定手段によって自車両が移動していないと判定された場合、前記パーキングブレーキケーブルの他方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断する、ことを特徴とする車両用電動パーキングブレーキ装置。
2. 請求項１記載の車両用電動パーキングブレーキ装置であって、
   前記ケーブル異常検出手段は、前記張力発生手段が前記第一のケーブル張力を前記パーキングブレーキケーブルに発生させたときに、前記張力検出手段の出力が前記第一のケーブル張力未満である場合には、前記張力検出手段が設けられた前記一方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断する、ことを特徴とする車両用電動パーキングブレーキ装置。
3. 張力発生手段がイコライザを移動させることでイコライザに接続された２本のパーキングブレーキケーブルに張力を発生させる、車両に搭載された、電動式のパーキングブレーキ装置における異常検出方法であって、
   自車両現在位置の坂路勾配を検出又は取得して、当該坂路勾配において自車両を停止させるための目標制動力を生じさせる第一のケーブル張力が前記パーキングブレーキケーブルの一方に設けられた張力検出手段で検出されるように張力発生手段が張力を発生したときに、自車両が移動していると判定された場合、前記第一のケーブル張力の２倍の張力である第二のケーブル張力が前記張力検出手段で検出されるように前記張力発生手段が張力を発生し、それにより自車両の移動が停止したと判定された場合に前記パーキングブレーキケーブルの他方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断する、ことを特徴とする車両用電動パーキングブレーキ装置の異常検出方法。
4. 請求項３記載の車両用電動パーキングブレーキ装置の異常検出方法であって、
   検出されたケーブル張力が前記第一のケーブル張力未満であった場合に当該一方のパーキングブレーキケーブルに異常が発生していると判断する、ことを特徴とする車両用電動パーキングブレーキ装置の異常検出方法。

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