JP5341877B2 - 車両用の自動化されたパーキングブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、車両用の自動化されたパーキング（駐車）ブレーキ、スリップ制御方法、さらにスリップ制御装置に関するものである。

自動化されたパーキングブレーキあるいはハンドブレーキ（ＡＰＢ）は、通常パーキングブレーキをロック可能または開放可能な、例えば押しボタンのような操作エレメントを含んでいる。操作エレメントを操作することによって、操作エレメントに連結している制御装置を作動させ、油圧ポンプやあるいは電気モータなどのアクチュレータを動かし、車両の車輪にブレーキをかけたり、解除したりする。

（トランスミッションを有する）電気モータが直接、ホイールブレーキ（いわゆるエンジンキャリパ）に繋がっている、次のようなシステムが考えられる。この種のパーキングブレーキシステムは、通常、車両の停止中および走行中の双方で運転者によって制御できる方法である。走行中に操作できるようにしたのは、常用ブレーキに故障が生じた場合にも車両を制動可能にするためである。その場合、車両は予め与えられた減速値、例えば３ｍ／ｓ^２でブレーキがかけられる。車両の減速は、通常の条件下ではコントロール範囲にある。

電気モータを使用したこの種のパーキングブレーキシステムの問題は、機械装置の応答速度が、油圧によるパーキングブレーキシステムにおけるものよりも、かなり遅いことである。それにより、電気機械システムによる制御性はかなり悪い。したがって、ブレーキをかけられた車輪は、制御の間に長時間ロック状態になる可能性がある。例えばカーブに沿って走行中にオバーステアあるいはアンダーステアを行うような危険な走行状態に陥った場合に、車両はコーナリングフォースを失うことがある。

本発明の課題は、車両を予め与えられた速度に減速させることができ、しかもこれまでより制御しやすい電気機械式パーキングブレーキを提供することである。

本課題は、請求項の記載に従って解決された。本発明の更なる詳細について、以下に記す。

本発明で重要な側面は、ブレーキがかけられる車輪にスリップ制御が実行され、そして対応する制御装置を、第１の車輪のスリップ制御の際に、第２の車輪のスリップを考慮するように設計したことである。片方の車輪の車輪スリップの大きさによって、制御している（第１の）車輪にかけるブレーキ力が上昇可能か否かを決める。そうすることによって、双方の車輪が同時にロックされたり、あるいは大きくスリップしたりするケースを排除することができる。コーナリングフォースは少なくとも1つの車輪にかかるようになっている。

本発明では、片方の車輪は、同じ車軸を使っている車両の反対側にあるのが好ましい。

本発明で示された実施例では、片方の車輪のスリップ量を求め、その片方の車輪のスリップ量が予め与えられた閾値より小さいときにのみ、制御された（第１の）車輪のブレーキ力を上昇させるようになっている。閾値は、例えば車輪スリップが３％から５％の間、とりわけ約4％であってもよい。これにより、両車輪が同時にロックされることなく、より安定してコーナリングフォースを受け続けられるようになる。

本発明のスリップ制御では、制御された車輪の車輪スリップが予め与えられた閾値より小さいときのみ、この車輪にかかるブレーキ力が上昇するようにも設計されているのが好ましい。この閾値も、同様に約４％とすることができる。これに対して、車輪スリップが閾値よりも大きくなるとき、ブレーキ力が減じられるのが好ましい。

本発明の特別な実施例では、スリップ制御の際に、さらに車両が減速されるように考慮されている。この場合、車両の減速が予め与えられた閾値よりも絶対値として小さい場合にのみ、制御された車輪にかかるブレーキ力が許容される。その他の場合には、ブレーキ力は両車輪に同じようにかかる仕組みになっていることが好ましい。

ブレーキ作動の操作後において、左右の車輪における制御は非同期にスタートすることが好ましい。すなわち、それぞれの電気モータは、時間遅延をもって作動する。これは制御特性において、双方のホイールブレーキが同時に開いたり閉じたりするときの装置振動の危険を減らすことができるというプラス効果がある。

本発明によるスリップ制御装置は、車輪の回転数センサおよび、必要であれば加速度センサに接続されており、予め記述されたようにパーキングブレーキの電気モータを作動する制御装置にソフトウエア・アルゴリズムとして組み込まれていることが好ましい。

図１は、自動化されたパーキングブレーキが組み込まれた車両ブレーキの概略図である。
図２は、スリップ制御の制御ストラテジーを示すフローチャートである。

図１は、自動化されたパーキングブレーキを備えた油圧ブレーキ装置のブロック図である。このブレーキ装置は、既知のように、ブレーキ力増幅装置を介してマスターブレーキシリンダ（ブロック７に内臓されている）と共に機能するブレーキペダル５を含む。運転者に操作され且つ増幅されたブレーキ圧力は、スリップ制御を実行するように設計されている油圧ユニット2（油圧装置）と、ブレーキ配管１０ａ、１０ｂとを介して、ホイールブレーキ３、８に伝達される。ホイールブレーキ３、８は、ここではディスクブレーキとして実装されており、ブレーキキャリパ３およびブレーキディスク８をそれぞれ含んでいる。

自動化されたパーキングブレーキは、パーキングブレーキを作動したり解除したりするための操作エレメント６（例えば、押しボタン）と、スリップ制御装置１１によりパーキングブレーキ・アルゴリズムが記憶されている、押しボタン６に結合されている制御装置１と、それぞれブレーキキャリパ３ａあるいは３ｂに装着されている複数の電気モータ４ａ、４ｂ（キャリパ上モータ）と、を備えている。これらの回路には、バッテリ９によって電圧が供給されている。

車両を駐車状態に確実に保持するために、運転者は短時間に押しボタン６を作動させる。制御装置１は、このパーキングブレーキの要求を認識し、ブレーキキャリパ３に存在する電気モータを作動し、ブレーキ力を形成し且つブレーキシューをロックする。電気モータ４がロック位置にあると認識されると、ブレーキピストンが初期位置に戻らないようにされ、ブレーキは締め付けられたままとなる。

走行中に押しボタン６が操作されることで、制御装置１によりブレーキが要求されたと認識される。それに続いて、制御装置１は、予め与えられた減速値、例えば３ｍ／ｓ^２で車両にブレーキがかかるように、アクチュエータ４を操作する。例えば滑りやすい道路で緊急ブレーキ作動において車輪がロックした場合、車輪１３ａあるいは１３ｂにおける各車輪のスリップ制御が、例えば図２に示した方法で実行される。

図２は、パーキングブレーキによる緊急ブレーキに際して、車輪１３ａ、１３ｂにおけるスリップ制御に関する制御方式を説明するためのフローチャートである。車輪１３ａ、１３ｂは、後車軸の車輪である。この方法は、両方の車輪１３ａ、１３ｂに対して同じであるので、以下においては、このフローチャートの左部分についてのみ詳細を述べる。

ステップ２０において、運転者が押しボタン6を操作すると直ちに、アクチュエータ４ａ、４ｂが作動し、車両にブレーキがかかる。次に、ステップ２１および２２において、車輪１３ａのスリップが検査される。ステップ２１においてスリップλ_１が、例えば４%よりも大きい場合、ステップ２７において、ブレーキ３ａ、８ａの締め付け力が低下される。λ_１が４％より小さく２％より大きい場合（ステップ２１および２２のＮ）、つまり２％から４％の間の理想的な範囲にある場合、締め付け力は変動されない（ステップ２５）。これに対して、
スリップλ_１が２％より小さく（ステップ２２のＹ）、理論的にこの車輪の締め付け力が上昇可能な場合、次のステップ２３において、はじめに他方の車輪１３ｂのスリップλ_２が考慮される。このことは、２つの車輪間の相互作用を示す矢印によって表される。他方の車輪１３ｂのスリップλ_２が４％より大きい場合(ステップ２３のＮ)、他方の車輪１３ｂは既に高いスリップを示しているので、締め付け力の変動はない（ステップ２５）。それに対して、他方の車輪１３ｂのスリップが４％よりも小さいとき(ステップ２３のＹ)、車輪１３ａの締め付け力は、コーナリングフォースを低減させることなく理論的に上昇可能である。ステップ２４では、さらに車両の減速度が検査される。加速度ａ_ｘが−２．５ｍ／ｓ^２よりも大きい場合(即ち、例えば−１ｍ／ｓ^２)、ステップ２６において、締め付け力はさらに上昇可能である。それに対して、加速度ａ_ｘが−２．５ｍ／ｓ^２よりも小さい場合(ステップ２４のＮ)、ブレーキ３ａ、３ｂにおける締め付け力は変更されない。

このような方法の大きな利点は、車輪の少なくとも１つが小さなスリップとなり、十分なコーナーリングフォースを維持できることである。この方法は、第１の車輪１３ａの車輪スリップを考慮して、第２の車輪１３ｂに対して同様に実行される。

押しボタン６の操作によるブレーキ作動の開始後に、左の車輪１３ａあるいは１３ｂにおける制御が非同期にスタートするのが好ましい。対応するアクチュエータ４ａ、４ｂの制御は、左右で例えば１５０ｍｓ（ミリ秒）遅延させて実行されてもよい。操作を時間的にずらすことによって、両方のホイールブレーキが同期して開閉されることで生じる装置の振動による危険が低減されるので、制御特性に有利な効果が得られる。

Claims (8)

1. パーキングブレーキの操作のために、複数のブレーキアクチュエータ（４ａ、４ｂ）および１つの操作エレメント（６）とを備え、ブレーキアクチュエータ（４ａ、４ｂ）が制御装置（１、１１）に接続され、制御装置（１、１１）が、前記パーキングブレーキによるブレーキ作動を開始した後における車輪毎のスリップ制御を実行可能である、車両用の自動化されたパーキングブレーキにおいて、
   制御装置（１、１１）が、第１の車輪（１３ａ）におけるスリップ制御において、第２の車輪（１３ｂ）のスリップ（λ_２）が予め与えられた閾値よりも小さい場合にのみ、第１の車輪（１３ａ）の締め付け力が上昇されるよう設計されていることを特徴とする車両用の自動化されたパーキングブレーキ。
2. 前記閾値が３%から５％の間の値であることを特徴とする、請求項１に記載の自動化されたパーキングブレーキ。
3. 第２の車輪（１３ｂ）が第１の車輪（１３ａ）と同じ車軸上の反対側に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動化されたパーキングブレーキ。
4. ブレーキアクチュエータ（４）が、ブレーキキャリパ（３ａ、３ｂ）に配置された電気モータ（４ａ、４ｂ）であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の自動化されたパーキングブレーキ。
5. 自動化されたパーキングブレーキによるブレーキ作動を開始した後における、車両の車輪（１３ａ、１３ｂ）のスリップ制御方法において、
   第１の車輪（１３ａ）のスリップ制御の実行に際し、第２の車輪（１３ｂ）の車輪スリップ（λ₂）が予め与えられた閾値よりも小さい場合にのみ、第１の車輪（１３ａ）の締め付け力が上昇されることを特徴とする、車両の車輪のスリップ制御方法。
6. 第１の車輪（１３ａ）の車輪スリップ（λ_１）が予め与えられた閾値よりも小さい場合にのみ、第１の車輪（１３ａ）の締め付け力が上昇されることを特徴とする、請求項５に記載のスリップ制御方法。
7. 車両の減速（ａ_ｘ）が、絶対値として予め与えられた閾値より小さい場合にのみ、ブレーキ力が上昇することを特徴とする、請求項５または６に記載のスリップ制御方法。
8. 請求項５ないし７のいずれかに記載のスリップ制御方法を実行する手段を含むスリップ制御装置を備えた制御装置（１）。

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