JP7424264B2 - 車両の電動駐車ブレーキ装置 - Google Patents

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本開示は、車両の電動駐車ブレーキ装置に関する。
特許文献1には、「電動パーキングブレーキ装置を運転者からの入力に応じて作動可能な構成としつつ、アイドルストップ制御に伴うエンジンの再始動時のバッテリへの負荷及び電力の無駄を低減する」ことを目的に、「バッテリ80に接続されるスタータ30と、エンジンを自動的に停止し、前記スタータによりエンジンを自動的に再始動させるアイドルストップ制御部12と、運転者からの入力に応答して作動要求を生成する入力手段と、前記バッテリに接続される電気モータ42を含み、前記作動要求に応答して前記電気モータが駆動する電動パーキングブレーキ装置40と、所定の作動要求に応答して前記電気モータが駆動状態である場合に、前記アイドルストップ制御部によるエンジンの再始動を禁止すると共に、前記アイドルストップ制御部によるエンジンの再始動中である場合に、前記所定の作動要求に応答した前記電気モータの駆動を禁止する調停部とを含む」ことが記載されている。
特許文献1の装置では、電動駐車ブレーキ装置が作動中である場合にはエンジンの再始動が禁止される。一方、エンジンの再始動中であれば、電動駐車ブレーキ装置の作動が禁止される。即ち、先に作動されている一方側の装置が優先されて、他方側の装置の作動が禁止される。しかしながら、エンジンの始動装置等、他の装置からは、蓄電池等の状況に応じて、電動駐車ブレーキ装置が作動している途中で、その作動中断の要求(即ち、電気モータMTの使用電力の低減要求)がなされる場合もある。
特許文献2には、「適切な締付力で動作可能な電動パーキングブレーキ装置を提供する」ことを目的に、「電動モータ24によって移動し、ディスクロータ16にブレーキパッド15を押し付けるピストン13と、電動モータ24の回転を制御する電子制御手段25を備え、電子制御手段25は、電動パーキングブレーキ装置がアプライ動作中であって、電動モータ24が駆動開始後、電動モータ24の負荷が増大して電流が増加する区間において電動モータ24の通電を停止させる状態を生成し、電動モータ24の通電中の電圧、電流、電動モータ24の通電停止中の電圧、及び前記電動モータの通電停止から電動モータ24の回転数が低下する所定時間経過後の電圧を検出し、検出した電圧と電流を用いて電動モータ24のトルク定数を算出し、算出したトルク定数を用いて電動モータ24のカットオフ電流閾値を設定する」ことが記載されている。
特許文献2の装置では、アプライ作動(「適用作動」ともいう)において、実際の電動モータ24に流れる電流値(検出電流値)とカットオフ電流閾値(ICUT)とが比較され、電動モータの電流がカットオフ電流閾値(「適用しきい量」ともいう)を超えた場合に、電動モータの通電が停止される。電流値とカットオフ電流閾値とが比較される際には、突入電流が発生される区間は除外されている。
例えば、適用制御の作動が行われている途中において、或る程度、締付力が大きくなった状況で、装置外部から作動中断要求があり、その後、この中断要求が終了された場合を想定する。作動中断要求に応じて電気モータの通電が停止されても、その時の締付力は維持される。このため、作動中断要求が終了された後に、再度適用作動が行われると、締付力が過剰となる状況が生じ得る。
特開2016-203872号 特開2020-069948号
本発明の目的は、電動駐車ブレーキ装置において、作動中断要求が終了された際の過剰な締付力が抑制され得るものを提供することである。
本発明に係る電動駐車ブレーキ装置は、電気モータ(MT)を正転方向(Da)に駆動して車両の車輪に設けられた回転部材(KT)に摩擦部材(MS)を押圧して駐車ブレーキを効かせ、前記電気モータ(MT)を逆転方向(Db)に駆動して前記駐車ブレーキを解除するものであって、前記正転方向(Da)に対応する正転通電量(Ia)を前記電気モータ(MT)に供給して前記電気モータ(MT)を前記正転方向(Da)に駆動し、前記逆転方向(Db)に対応する逆転通電量(Ib)を前記電気モータ(MT)に供給して前記電気モータ(MT)を前記逆転方向(Db)に駆動するコントローラ(ECU)を備える。
本発明に係る電動駐車ブレーキ装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記駐車ブレーキを効かせる際に、前記電気モータ(MT)への通電を開始する通電開始時点から該電気モータ(MT)の突入電流の影響がなくなる特定時点までは前記正転通電量(Ia)を供給し、前記特定時点の後は、前記正転通電量(Ia)が前記適用しきい量(ix)未満の場合には前記正転通電量(Ia)を供給し、前記正転通電量(Ia)が前記適用しきい量(ix)以上の場合には前記正転通電量(Ia)を停止する適用制御を実行する。また、前記コントローラ(ECU)は、前記適用制御の実行中に該適用制御の中断が要求される場合には前記正転通電量(Ia)を停止する。
更に、本発明に係る電動駐車ブレーキ装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記摩擦部材(MS)と前記回転部材(KT)とが接触しているか、否かを判定する。そして、前記要求が開始される中断開始時点で前記判定が否定される場合(FT=0)には前記要求が終了される中断終了時点で前記適用制御を実行する。一方、前記中断開始時点で前記判定が肯定される場合(FT=1)には前記中断終了時点で前記電気モータ(MT)を前記逆転方向(Db)に駆動した後に前記適用制御を実行する。
また、本発明に係る電動駐車ブレーキ装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記特定時点以降の前記正転通電量(Ia)の最大値(Im)が前記適用しきい量(ix)よりも小さい判定しきい値(iy)以上であるか、否かを判定する。そして、前記要求が開始される中断開始時点で前記判定が否定される場合(FX=0)には前記要求が終了される中断終了時点で前記適用制御を実行する。一方、前記中断開始時点で前記判定が肯定される場合(FX=1)には前記中断終了時点で前記電気モータ(MT)を前記逆転方向(Db)に駆動した後に前記適用制御を実行する。
上記構成によれば、電気モータMTへの通電が停止される際(即ち、適用制御を中断する作動中断要求が受信されるとき)に、「ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが接触している場合」、或いは、「正転通電量Iaの最大値Imが判定しきい値iy以上である場合」には、作動中断要求が終了された時点で、逆転通電量Ibが電気モータMTに供給され、電気モータMTが逆転駆動されてから、適用制御による作動が再開される。作動中断前に付与されていた締付力Faが、一旦解消されてから、再度付与されるため、締付力Faが過大となることが抑制される。
電動駐車ブレーキ装置EPの実施形態を説明するための全体構成図である。 電動アクチュエータDNの詳細を説明するための概要図である。 適用制御の処理を説明するためのフロー図である。 適用制御の動作を説明するための時系列線図である。 適用中断制御の処理を説明するためのフロー図である。 再適用処理の動作を説明するための時系列線図である。 特定適用処理の動作を説明するための時系列線図である。
以下、本発明に係る車両の電動駐車ブレーキ装置EPの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<構成部材等の記号、記号末尾の添字、及び、運動・移動の方向>
以下の説明において、「MT」等の如く、同一記号を付された構成部材、要素、信号等は同一機能のものである。摩擦部材MS(後述のブレーキライニングBLを含む)に係る部材(摩擦部材MSそのもの、駐車ケーブルCB、出力部材SB、エンド部材EN等)の運動・移動の方向において、「前進方向Ha」が、摩擦部材MSが回転部材KT(後述のブレーキドラムBDを含む)に近づく方向に対応し、「後退方向Hb(前進方向Haとは反対の方向)」が、摩擦部材MSが回転部材KTから離れる方向に対応する。従って、摩擦部材MSに係る部材が前進方向Haに移動されると、摩擦部材MSが回転部材KTに押圧される力である押圧力(「締付力」ともいう)Faが増加され、制動力が増加される。逆に、摩擦部材MSに係る部材が後退方向Hbに移動されると、締付力Faが減少され、制動力が減少される。
電気モータMTの回転方向において、電気モータMTの正転方向Daは、各部材の前進方向Haの移動に対応している。また、電気モータMTの逆転方向Db(正転方向Daとは反対の回転方向)は、各部材の後退方向Hbに対応している。つまり、電気モータMTが正転方向Daに回転駆動されると、摩擦部材MSが前進方向Haに移動され、締付力Faが増加され、制動力が増加される。逆に、電気モータMTが逆転方向Dbに回転駆動されると、摩擦部材MSが後退方向Hbに移動され、締付力Faが減少され、制動力が減少される。
電気モータMTの通電量(例えば、電流値)において、正転方向Daに対応する通電量が「正転通電量Ia」と、逆転方向Dbに対応する通電量が「逆転通電量Ib」と、夫々称呼される。正転通電量Iaは、電気モータMTに正電圧が印加された場合に、逆転通電量Ibは、電気モータMTに負電圧が印加された場合に、夫々対応している。従って、正転、逆転通電量Ia、Ibは、電流の流れる向き(即ち、通電方向)が異なる。
<制動装置DB>
制動装置DBは、車両の車輪に設けられ、車輪(例えば、後輪)に制動力を発生させる。制動装置DBでは、摩擦部材MS(ブレーキパッド、ブレーキライニング等)が回転部材KT(ブレーキディスク、ブレーキドラム等)に押圧されることによって、車両を減速する制動力(「減速制動力Fx」という)、及び、車両の停車状態を維持する制動力(「駐車制動力Fp」という)が発生される。
図1の全体構成図を参照して、公知のドラム式ブレーキを例に、制動装置DBについて説明する。減速制動力Fxは、ホイールシリンダ(図示せず)内の制動液の圧力(液圧)を動力源にして発生される。また、駐車制動力Fpは、電動アクチュエータ(単に、「アクチュエータ」ともいう)DNに含まれる電気モータMTを動力源にして発生される。そして、電気モータMTは、車両に搭載された電力源(発電機AL、蓄電池BT)から電力供給を受けるコントローラECUによって、通電されて、駆動される。なお、減速制動力Fxはサービスブレーキに、駐車制動力Fpは駐車ブレーキに、夫々、利用される。
《サービスブレーキの作動》
制動装置DBは、減速制動力Fxを発生するよう、ブレーキドラムBD、ブレーキシューBSa、BSb、ホイールシリンダ(図示せず)、及び、バッキングプレートBPにて構成される。
制動装置DBでは、ブレーキドラムBD(「回転部材KT」の一例)が、車輪の回転軸Jkを中心として、車輪と一体となって回転するよう、車輪に固定される。制動装置DBには、2つのブレーキシューBSa、BSbが備えられる。2つのブレーキシューBSa、BSbは、円筒状のブレーキドラムBDの内周面Mnに沿って円弧状に伸ばされている。ブレーキシューBSa、BSbには、ブレーキライニングBL(「摩擦部材MS」の一例)が焼き付けられている。制動装置DBには、円盤状のバッキングプレートBPが備えられる。バッキングプレートBPの車幅方向外方には、図示しないホイールシリンダ、ブレーキシューBSa、BSb等が配置されている。
ホイールシリンダによって、2つのブレーキシューBSa、BSbが、ブレーキドラムBDの内周面Mnに押圧される。これにより、ブレーキシューBSa、BSbに設けられたブレーキライニングBLと、ブレーキドラムBD(特に、内周面Mn)との摩擦によって、ブレーキドラムBDに制動トルクが付与され、その結果、車輪は制動力Fxを発生する。つまり、ホイールシリンダは、走行中の車両減速に用いられる。
具体的には、ブレーキシューBSa、BSbの下端部が、2つの回転位置Ja、Jbを中心にして回転可能に、バッキングプレートBPに支持される。ホイールシリンダは、バッキングプレートBPの上端部に支持されている。ホイールシリンダは、車両前後方向に突出可能な2つの可動部(ピストン)を有し、この可動部は、ホイールシリンダ内の制動液の圧力によって、突出される。可動部の突出によって、ブレーキシューBSa、BSbの上端部が押され、ブレーキライニングBLが、ブレーキドラムBDの内周面Mnに押圧される。ブレーキライニングBLと内周面Mnとの摩擦によって、ブレーキドラムBDに制動トルクが付与され、車輪が制動される。なお、制動装置DBには、図示しない復帰部材(例えば、コイルスプリング)が備えられ、この復帰部材によって、ブレーキシューBSa、BSbの押圧が解除された場合には、ブレーキシューBSa、BSbが、ブレーキドラムBDの内周面Mnから離れるように移動される。
《駐車ブレーキの作動》
制動装置DBには、駐車制動力Fpを発生するよう、上記の構成部材(ブレーキドラムBD等)に加え、電動アクチュエータDN、駐車レバーPL、駐車ケーブルCB、及び、シューストラットSTが含まれている。
電動アクチュエータDNは、ブレーキシューBSa、BSbを駆動するアクチュエータとして、駐車時の制動に用いられる。具体的には、電気モータMTによって駆動される電動アクチュエータDNによって、駐車制動力Fpを発生させるよう、2つのブレーキシューBSa、BSbが移動される。アクチュエータDNの詳細については後述する。なお、アクチュエータDNは、走行中の制動(即ち、サービスブレーキ)に用いられてもよい。
駐車レバーPLが、2つのブレーキシューBSa、BSbのうちの一方(例えば、ブレーキシューBSa)と、バッキングプレートBPとの間で、当該ブレーキシューBSa、及び、バッキングプレートBPに重なるように、設けられている。駐車レバーPLは、ブレーキシューBSaに、回転軸Jpを中心として回転可能に支持されている。駐車レバーPLでは、回転軸Jpから遠い側の下端部Pbに、駐車ケーブルCBが接続される。
シューストラットSTが、2つのブレーキシューBSa、BSbとの間に設けられる。駐車ブレーキを効かせる際には、アクチュエータDNによって、駐車ケーブルCBが前進方向Haに引っ張られる。これにより、駐車レバーPLは、回転軸Jpを中心に回転しようとするため、シューストラットSTが、2つのブレーキシューBSa、BSbとの間で突っ張る。シューストラットSTの突っ張りによって、一方のブレーキシューBSbが押され、その反力によって、他方のブレーキシューBSaが押される。結果、ブレーキシューBSa、BSbのブレーキライニングBLが、ブレーキドラムBDの内周面Mnに押圧され、駐車制動力Fpが発生される。
駐車ブレーキを解除する際には、アクチュエータDNによって、駐車ケーブルCBの張力が減少され、ブレーキドラムBDの内周面Mnに対するブレーキライニングBLの締付力Fa(押圧力)が減少される。そして、ブレーキドラムBDの内周面MnとブレーキライニングBLとは、復帰部材によって、最終的には離間される。
<電動駐車ブレーキ装置EP>
図2の部分断面図を含む概略図を参照して、本発明に係る電動駐車ブレーキ装置EPの実施形態について説明する。電動駐車ブレーキ装置EPが備えられる車両には、駐車ブレーキ用スイッチ(単に、「駐車スイッチ」ともいう)SWが設けられる。駐車スイッチSWは、運転者によって操作されるスイッチであり、オン又はオフの信号Sw(「駐車信号」という)が、電子制御ユニットECU(「コントローラ」ともいう)に対して出力される。即ち、運転者が操作する駐車スイッチSWによって、車両の停止状態を維持する駐車ブレーキの作動(適用作動、又は、解除作動)が指示される。具体的には、駐車信号Swのオン状態(ON)で、駐車ブレーキが効くように、その適用(作動)が指示される。逆に、駐車信号Swのオフ状態(OFF)で、駐車ブレーキが効かないように、その解除(作動)が指示される。
車両には、電動駐車ブレーキ装置EP用のコントローラECUの他に、複数のコントローラ(電子制御ユニット)ECA、ECBが備えられる。これらのコントローラは、信号(検出値、演算値等)が共有されるよう、通信バスBSにて接続されている。例えば、コントローラECUには、通信バスBSから、車体速度Vx、加速操作部材(例えば、アクセルペダル)の操作量Ap等が入力される。車体速度Vx、加速操作量Apは、後述する電動駐車ブレーキ装置EPの自動モードに用いられる。
他のコントローラECA、ECBから、後述する適用制御の実行中に、適用制御を中断する作動中断の要求が、通信バスBSを介してコントローラECUに送信される場合がある。他のコントローラECA、ECBは、電動駐車ブレーキ装置EP(即ち、コントローラECU)と電源(電力源であり、蓄電池BT、発電機AL)を共有し、且つ、大型の電気モータ、ソレノイドを制御する装置(システム)のものである。例えば、該装置として、エンジン始動装置、変速制御装置等が該当する。
大型の電気機器(例えば、電気モータ、ソレノイド)が起動される際(電源投入時)には、その初期段階で定格電流値を超えて一時的に大電流が流される。該大電流は、「突入電流」、或いは、「始動電流」と称呼される。突入電流が原因となって、電源BTの電圧が低下して各装置が再起動されることを回避するために、上記の作動中断要求が行われる。例えば、作動中断要求(中断の開始、継続、終了の要求)は、制御フラグFL(「要求フラグ」ともいう)によって行われる。具体的には、「FL=0」にて「中断要求無し」が表示され、「FL=1」にて「中断要求有り」が表される。従って、要求フラグFLが「0」から「1」に遷移されることで中断要求が開始され、要求フラグFLが「1」に維持されること中断要求が継続され、要求フラグFLが「1」から「0」に遷移されることで中断要求が終了される。
電動駐車ブレーキ装置EPは、電動アクチュエータDN、及び、コントローラECUにて構成される。アクチュエータDNは、電気モータMTによって、駐車制動力Fpを発生する。以下、アクチュエータDNについて説明する。なお、本発明に係る電動駐車ブレーキ装置EPの特徴部は、コントローラECUにプログラムされた制御アルゴリズムである。
《電動アクチュエータDN》
電動アクチュエータDNは、バッキングプレートBPに対してブレーキシューBSa、BSbとは反対側に、バッキングプレートBPの車幅方向の内側面に固定される。アクチュエータDNからは、駐車ケーブルCBが伸ばされる。駐車ケーブルCBは、バッキングプレートBPに設けられた貫通孔を貫通し、駐車レバーPL(特に、下端部Pb)に接続されている。
アクチュエータDNは、ハウジングHG、電気モータMT、減速機GS、動力変換機構HN、駐車ケーブルCB、及び、エンド部材ENを備えている。ハウジングHGは、電気モータMT、減速機GS、及び、動力変換機構HNを支持するとともに、これらの構成部材を覆っている。電気モータMTは、駐車制動力Fpを発生すために動力源である。電気モータMTは、コントローラECUによって駆動される。
減速機GSは、複数のギヤにて構成される。例えば、減速機GSは、大径ギヤDK、及び、小径ギヤSKを含んでいる。電気モータMTの出力シャフトSFには、小径ギヤSKが固定される。小径ギヤSKには、大径ギヤDKが噛み合わされる。電気モータMTの出力(即ち、出力シャフトSFの回転動力)は、減速機GSを介して、減速される。減速された電気モータMTの回転動力は、動力変換機構HNに入力される。
動力変換機構HNは、入力部材NB、出力部材SB、及び、回り止め部材MDにて構成される。入力部材NBには、大径ギヤDKが固定される。従って、入力部材NBは、大径ギヤDKと一体となって回転駆動される。入力部材NBは、円筒形状を有し、その外周部には、雄ねじOjが形成される。入力部材NBは、「ボルト部材」である。
入力部材NBの雄ねじOjは、出力部材SBの雌ねじMjに螺合される。具体的には、出力部材SBは、筒形形状を有し、その内周部(貫通孔の内側)には雌ねじMjが形成されている。出力部材SBは、「ナット部材」である。動力変換機構HNでは、入力部材NB(ボルト部材)と出力部材SB(ナット部材)とが噛み合わされて、電気モータMTの回転動力が、直線動力に変換される。ここで、動力変換機構HNとして、セルフロックするもの(逆効率がゼロである機構)が採用される。
ハウジングHGに固定される回り止め部材MDによって、出力部材SBの回転運動が規制される。即ち、回り止め部材MDによって、出力部材SBの回り止めがなされ、出力部材SBの直線移動がガイドされる。例えば、出力部材SBの外周部には、フランジ部Flが設けられ、このフランジ部Flには、少なくとも1つの2面取りが形成されている。回り止め部材MDは筒形状を有し、その内面が、フランジ部Flの2面取りに嵌め合い可能なように加工されている。フランジ部Flの2面取り部分(平面)と、回り止め部材MDの2面取り部分(平面)とが摺動することによって、出力部材SBの回転運動が規制される。これにより、出力部材SBは、入力部材NBの回転軸Jnに沿って、直線移動される。なお、回り止め部材MDには、大径ギヤDKが固定された側とは反対側に、端面Mbが形成されている。
駐車ケーブルCBは、入力部材NBの内周面(貫通孔)を貫通し、回転軸Jnの方向に延ばされている。駐車ケーブルCBの一端は、ブレーキシューBSa、BSbを作動させるよう、可動部材である駐車レバーPLに結合されている。駐車ケーブルCBの他端には、エンド部材ENが結合される。エンド部材ENは、筒状部とフランジ部とを有している。エンド部材ENの筒状部が外側から加締められることにより、駐車ケーブルCBとエンド部材ENとは接合(固定)される。エンド部材ENのフランジ部(特に、端面Ma)は、出力部材SBの端部Mcよりも、径方向外方に張り出し、端部Mcに当接可能である。また、該フランジ部(特に、端面Ma)は、回り止め部材MDの端面Mbに当接可能である。
図2において、入力部材NBの回転軸Jn(一点鎖線)に対して左側に示す状態(a)は、電気モータMTが駆動され、駐車ケーブルCBに張力が加えられた状態を図示する。状態(a)では、ブレーキシューBSa、BSbがブレーキドラムBDに押圧され、電動駐車ブレーキ装置EPによって車輪が拘束されている(即ち、車輪に駐車制動力Fpが加えられる状態である)。該状態(a)が、「適用状態」と称呼され、駐車ブレーキが効いている状態である。
図2において、入力部材NBの回転軸Jnに対して右側に示す状態(b)は、駐車ケーブルCBへの張力が解放された状態を図示する。ここで、エンド部材ENと出力部材SBとは、一体化されておらず、軸方向に分離可能に構成されている。状態(b)では、ブレーキシューBSa、BSbはブレーキドラムBDから離れていて、車輪には駐車制動力Fpが作用しない。該状態(b)が、「解除状態」と称呼され、駐車ブレーキが効いていない状態である。
《コントローラECU》
コントローラECU(電子制御ユニット)によって、電気モータMTが制御され、アクチュエータDNが駆動される。コントローラECUは、マイクロプロセッサMP等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサMPにプログラムされた制御アルゴリズムと、が含まれている。コントローラECUには、発電機ALによって充電される蓄電池BTから電力が供給される。蓄電池BTからの電力によって、コントローラECUは、上記の制御アルゴリズムを実行し、電気モータMTに通電を行う。なお、上述したように、蓄電池BTによって、他のシステムのコントローラECA、ECBにも電力が供給される。
コントローラECUでは、マイクロプロセッサMP内の制御アルゴリズムに基づいて、電気モータMTを制御するための駆動信号Mtが演算される。また、コントローラECUには、電気モータMTを駆動するよう、駆動回路DRが備えられる。駆動回路DRでは、スイッチング素子(MOS-FET、IGBT等のパワー半導体デバイス)によってブリッジ回路が形成される。各スイッチング素子の通電状態が、駆動信号Mtに応じて制御され、電気モータMTの出力が制御される。駆動回路DRには、電気モータMTの実際の正転通電量Ia(正転方向Daに対応)、逆転通電量Ib(逆転方向Dbに対応)を検出する通電量センサIAが備えられる。例えば、通電量センサIAとして、電流センサが採用され、電気モータMTへの供給電流Ia、Ibが検出される。
駐車ブレーキの適用作動(即ち、駐車ブレーキを効かせる作動であり、解除状態(b)から適用状態(a)への遷移)について説明する。駐車ブレーキが適用される際のアクチュエータDNの制御が「適用制御」と称呼される。駐車スイッチSWが操作され、駐車信号Swが、オフからオンに切り替えられると、電気モータMTに正電圧の印加が開始される。電気モータMTには、正転通電量Iaが供給され、電気モータMTは正転方向Daに回転駆動される。この回転動力は、減速機GSを介して、入力部材NBに伝達される。入力部材NBの回転動力は、出力部材SBの直線動力に変換される。ここで、出力部材SBは、回り止め部材MD(特に、フランジ部Flの2面取り部と内周部Mm)によって、回転軸Jnに沿った動き(前進方向Haへの移動)にガイドされる。駐車ブレーキを効かせる際には、出力部材SBは前進方向Haに移動される。入力部材NBの端部Mcとエンド部材ENの端面Maとが当接していない状態では、駐車ケーブルCBには張力がかからない。従って、電気モータMTでは、入力部材NB、出力部材SB、回り止め部材MD等の動きに対する摩擦力(摺動摩擦)に応じた出力が発生される。
駐車ケーブルCBとエンド部材ENとは固定されているため、入力部材NBの端部Mcとエンド部材ENの端面Maとが当接すると、駐車ケーブルCBに張力が生じる。エンド部材ENが、前進方向Haに移動されることによって、駐車ケーブルCBの張力は増加される。これにより、ブレーキドラムBDに対するブレーキライニングBLの締付力Faが増加され、駐車制動力Fpが増加される。電気モータMTのトルク出力は、正転通電量Iaと概ね比例するため、正転通電量Iaが適用しきい量ixに到達する時点で、電気モータMTへの通電が停止される。ここで、適用しきい量ixは、適用制御(適用作動)を終了するための正転通電量Iaに対応するしきい値であり、予め設定された所定値(定数)である。適用しきい量ixは、駐車ブレーキが効くよう、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの押圧状態が十分に確保され得る値に設定されている。動力変換機構HNはセルフロックするため、電気モータMTへの通電停止後も、駐車ケーブルCBの張力は維持され、駐車ブレーキが効いた状態(即ち、適用状態)が維持される。
次に、駐車ブレーキの解除作動(即ち、駐車ブレーキを効かなくする作動であり、適用状態(a)から解除状態(b)への遷移)について説明する。駐車ブレーキが解除される際のアクチュエータDNの制御が「解除制御」と称呼される。駐車スイッチSWが操作され、駐車信号Swがオンからオフに切り替えられると、電気モータMTに負電圧の印加が開始される。電気モータMTには、逆転通電量Ibが供給され、電気モータMTは逆転方向Dbに回転駆動される。電気モータMTは電気モータMTの回転動力によって、出力部材SBは、後退方向Hb(前進方向Haとは逆方向(反対方向))に移動される。これにより、駐車ケーブルCBの張力が減少され、締付力Fa(結果、駐車制動力Fp)が減少される。そして、エンド部材ENの端面Maが、回り止め部材MDの端部Mbに当接する。ここまでは、エンド部材ENと出力部材SBとは一体となって移動される。つまり、駐車ブレーキを解除する際(効かなくする際)には、出力部材SBは後退方向Hbに移動される。
更に、電気モータMTが逆転方向Dbに駆動されると、エンド部材ENと出力部材SBとが、離間(分離)される。これにより、駐車ケーブルCBの張力は、略「0(ゼロ)」にされる。これ以降、電気モータMTは、時間Tに基づいて逆転方向Dbに駆動される。そして、出力部材SBの端部Mk(端部Mcとは反対側)と、入力部材NBの部位Mdとが、或る程度の距離(即ち、隙間Lr)を有した状態で、電気モータMTへの通電が停止され、出力部材SBの後退方向Hbの移動が停止される。換言すれば、出力部材SBの移動停止時には、出力部材SBの端部Mkと入力部材NBの部位Mdとは隙間を有していて、ストッパ等が不要な構成にされている。
<適用制御の処理>
図3のフロー図を参照して、適用制御の処理について説明する。「適用制御」は、駐車ブレーキが効いていない解除状態から、それが効いている適用状態に遷移させるための基準となる制御である。つまり、適用制御は、駐車ブレーキを適用作動されるための制御である。適用制御は、駐車信号Swがオフからオンに切り替えられた時点で開始される。ここで、駐車信号Swがオフからオンに切り替えられることが、「適用指示」と称呼される。適用制御は、電気モータMTの駆動制御によって行われる。具体的には、適用制御では、電気モータMTへの通電(例えば、正電圧の印加)が行われ、電気モータMTが正転方向Daに駆動される。
ステップS110にて、駐車信号Sw、及び、実際の通電量(例えば、電流値)Ia、Ibを含む各種信号が読み込まれる。例えば、正転、逆転通電量Ia、Ib(実際値)は、駆動回路DRに設けられた通電量センサIA(電流センサ)によって検出される。また、通電量センサIAは、電気モータMTに内蔵されていてもよい。
ステップS120にて、電気モータMTへの通電が行われる。具体的には、駐車信号Swが、オフからオンに遷移する適用指示の時点(対応する演算周期)で、電気モータMTに正符号(+)の電圧が印加される。通電が開始された以降は、ステップS120では、電気モータMTへの正電圧の印加が継続される。これにより、電気モータMTは正転方向Daに駆動され続ける。
ステップS130にて、「突入電流区間であるか、否か」が判定される。「突入電流」とは、電気機器(例えば、電気モータMT)に電源が投入された際に、その初期段階で定常電流値を超えて一時的に流される大電流のことであって、「始動電流」とも称呼される。そして、「突入電流区間」は、上記突入電流が発生し得る区間(期間)である。この突入電流区間の判定は、ステップS140の判定において、突入電流の影響を排除するために行われる。
例えば、ステップS130では、実際の正転通電量Iaに基づいて、「突入電流区間であるか、否か」が判定される。ステップS130では、電気モータMTへの通電が開始されて以降、正転通電量Iaの前回値Ia[n-1]と、正転通電量Iaの今回値Ia[n]との比較が行われる(ここで、「n」は演算周期を表す)。そして、電気モータMTへの通電開始から、実際の正転通電量Iaにおいて、時間Tについての変化量dI(正転通電量Iaの時間微分値であり、「通電変化量」ともいう)が所定変化量dj(「適用判定変化量」という)未満である状態が、適用判定時間tjに亘って継続された時点にて、突入電流区間の終了が判定される。ここで、適用判定時間tj、及び、適用判定変化量djは予め設定された定数(所定値)である。換言すれば、「通電変化量dIが適用判定変化量dj以上である場合」、及び、「通電変化量dIが適用判定変化量dj未満であっても、それが適用判定時間tjを経過していない場合」には、「突入電流区間である」ことが判定される。
また、突入電流が流れる時間(期間)は既知である。このため、ステップS130では、電気モータMTへの通電開始時点から特定適用時間tmが経過したことに基づいて、突入電流区間の終了が判定されてもよい。具体的には、電気モータMTへの通電開始の時点から、適用継続時間Tjが演算(積算)され、適用継続時間Tjが特定適用時間tm未満である場合には、「突入電流区間である」と判定される。一方、適用継続時間Tjが特定適用時間tm以上である場合には、「突入電流区間ではない」と判定される。ここで、特定適用時間tmは、突入電流区間の終了を判定するための適用継続時間Tjに対応するしきい値であり、予め設定された所定値(定数)である。
ステップS130にて、「突入電流区間である」と判定される場合には、処理はステップS110に戻される。一方、ステップS130にて、「突入電流区間ではない」と判定される場合には、処理はステップS140に進められる。なお、ステップS130が初めて否定され、処理がステップS140に進められた時点(該当する演算周期)が、「特定時点」と称呼される。従って、通電の開始時点から特定時点までが「突入電流区間」に該当する。
ステップS140にて、正転通電量Iaと適用しきい量ix(適用制御の終了しきい値)との比較に基づいて、「実際の正転通電量Iaが適用しきい量ix以上であるか、否か」が判定される。適用しきい量ixは、正転通電量Iaの停止を判定するための正転通電量Iaに対応するしきい値であり、予め設定された所定値(定数)である。適用しきい量ixは、駐車ブレーキが効くよう、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの十分な押圧状態に相当する値(所定の定数)として、予め設定されている。「Ia≧ix」であり、ステップS140が肯定される場合には、処理はステップS150に進められる。一方、「Ia<ix」であり、ステップS140が否定される場合には、処理はステップS110に戻される。
ステップS150にて、電気モータMTへの電圧の印加が停止され、通電が停止される。即ち、正転通電量Iaが適用しきい量ixに到達した場合に、ステップS150にて、適用制御が終了される。動力変換機構HNはセルフロックするため、電気モータMTへの通電が停止されても、駐車ブレーキが効いた状態(即ち、適用状態)が維持される。
以上で説明したように、適用制御では、電気モータMTへの通電が開始される通電開始時点から、該電気モータMTの突入電流の影響がなくなる特定時点までの間(即ち、突入電流区間)は、ステップS140の判定(正転通電量Iaと適用しきい量ixとの比較判定)が行われない。従って、突入電流区間では、正転通電量Ia(正転方向Daに対応する通電量)と適用しきい量ixとの大小関係に係らず、電気モータMTには正転通電量Iaが供給(通電)される。突入電流区間が終わる特定時点の後は、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの比較が行われる。正転通電量Iaが適用しきい量ix未満の場合には電気モータMTに正転通電量Iaが供給される。そして、正転通電量Iaが適用しきい量ix以上となる時点で、電気モータMTへの正転通電量Iaの通電が停止される。
適用制御では、基本的には、「Ia≧ix」が満足されると、正転通電量Iaが「0」にされる。しかしながら、突入電流に起因して、「Ia≧ix」の条件が満足される状況が発生し得る。該状況で適用制御が終了されてしまうと、締付力Faが不十分となる。該状況を回避するため、電動駐車ブレーキ装置EPでは、突入電流区間(上記の通電開始時点から特定時点までの期間)は、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの比較が禁止され、それらの大小に関係なく、正電圧が印加され、正転通電量Iaが供給され続ける。これにより、突入電流の影響が排除されるので、常に、十分な締付力Faが確保されて、駐車ブレーキが適用状態にされる。
<適用制御の動作>
図4の時系列線図(時間Tに対する状態量の遷移線図)を参照して、図3を参照して説明した、適用制御の動作について説明する。例では、ステップS130の突入電流区間は、通電開始時点からの適用継続時間Tjに基づいて判定される。
時点t0にて、駐車スイッチSWがオフ状態からオン状態にされ、適用作動の指示(適用指示)が行われ、適用制御が開始される。時点t0にて、電気モータMTが正転するように、正の電圧が電気モータMTに印加される。これにより、電気モータMTの正転方向Daに対応する通電が開始される。時点t0から、適用継続時間Tjの演算が開始される。ここで、時点t0が、正転通電量Iaの通電が開始される「通電開始時点」に相当する。
時点t0(通電開始時点)の直後には、電気モータMTに突入電流(起動電流)が流れる。これにより、正転通電量Iaは、ピーク値iaまで上昇し、その後減少する。しかしながら、時点t0から時点t1までは、ステップS130にて、突入電流区間であることが判定されているため、ステップS140の判定(通電量Iaに係る大小比較)は禁止されている。ここで、時点t1が、正転通電量Iaにおいて、突入電流の影響が及ばなくなる「特定時点」に相当する。
時点t0から、特定適用時間tm(所定時間)を経過した時点t1(特定時点)にて、突入電流区間ではなくなったことが判定される。該判定によって、突入電流の影響が排除されたことが判定され、ステップS140の判定が許可される。時点t0から時点t2までは、エンド部材ENと出力部材SBとは当接しておらず、駐車ケーブルCBには張力が作用していない。このため、正転通電量Iaは、値icで略一定である。なお、値icで一定状態にて供給される正転通電量Iaは、電気モータMTから摩擦部材MSに至るまでの動力伝達機構(電気モータMT、減速機GS、入力部材NB、出力部材SB、駐車ケーブルCB等)の摩擦(摺動摩擦)に起因する値に相当する。
時点t2から、正転通電量Iaが増加し始める。これは、時点t2より後は、エンド部材ENと出力部材SBとが接触し、駐車ケーブルCBの張力が徐々に増加されることに因る。時点t3にて、正転通電量Iaが終了しきい値である適用しきい量ixに達する。時点t3にて、「Ia≧ix」が満足され、電気モータMTへの正符号の電圧の印加が停止され、正転通電量Iaが「0」にされる。即ち、時点t3にて、適用制御が終了される。
<適用中断制御の処理>
図5のフロー図を参照して、適用中断制御の処理例について説明する。「適用中断制御」は、上述した適用制御の実行中に、他のコントローラECA、ECBから適用制御の作動(適用作動)を中断する要求(中断要求)があった場合の制御である。つまり、適用中断制御は、適用制御の作動中断要求があった後に、駐車ブレーキを適用状態にするための制御である。例えば、適用作動の中断要求は、コントローラ間で制御フラグ(要求フラグ)FLが、通信バスBSを介して送受信されることによって行われる。なお、コントローラECUと、他のコントローラECA、ECBとは、電源BTを共有している。
ステップS210にて、要求フラグFL、及び、正転、逆転通電量Ia、Ib(通電量センサIAの検出値)を含む各種信号が読み込まれる。ステップS220にて、要求フラグFLに基づいて、「適用作動が中断している最中であるか、否か」が判定される。要求フラグFLが「1(中断要求有り)」である状態が継続され、適用制御による適用作動が中断中である場合には、ステップS220は肯定され、処理はステップS260に進められる。要求フラグFLが「0(中断要求無し)」である状態が継続され、適用作動が中断されていない場合には、ステップS220は否定され、処理はステップS230に進められる。
ステップS230にて、要求フラグFLに基づいて、「適用作動の中断が開始されるか、否か」が判定される。前回の演算周期において「FL=0」であって、今回の演算周期において「FL=1」に遷移した場合には適用作動の中断開始が判定され(即ち、ステップS230は肯定され)、処理はステップS240に進められる。一方、適用作動の中断要求がなく、要求フラグFLが、「0」のままである場合には、中断開始は判定されず(即ち、ステップS230は否定され)、処理はステップS210に戻される(即ち、適用作動が継続される)。なお、ステップS230が初めて肯定される時点(該当する演算周期)が、「中断開始時点」と称呼される。
ステップS240にて、ステップS230が肯定された時点(該当する演算周期)でのブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触状態が判定され、記憶される。該判定が、「接触判定」と称呼される。例えば、接触判定は、適用作動が、上記の突入電流区間を過ぎた後(即ち、特定時点以降)から、作動中断が開始されるまでの正転通電量Iaの最大値Im(「最大通電量」という)に基づいて行われる。具体的には、「最大通電量Imが接触しきい値iz以上になったか、否か」が判定され、この接触判定の結果が制御フラグFT(「接触フラグ」ともいう)として記憶される。ここで、接触しきい値izは、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触状態を判定するための通電量に係るしきい値であり、適用しきい量ixよりも小さい所定値(定数)として予め設定されている。例えば、接触しきい値izは、駐車ケーブルCBの弾性特性、復帰部材の弾性特性に基づいて、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが接触していない状態に相当(対応)する値として、予め設定される。また、接触フラグFTでは、「0」が非接触状態、「1」が接触状態を表す。
具体的には、最大通電量Imが接触しきい値iz以上の場合には、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが接触(当接)していることが判定される。そして、接触フラグFTが「1(接触状態)」に設定される。一方、最大通電量Imが接触しきい値iz未満の場合には、ブレーキライニングBLが未だブレーキドラムBDとは当接していないことが判定され、接触フラグFTが「0(非接触状態)」が設定される。なお、接触フラグFTは、初期値として「0」に設定されている。従って、適用作動の突入電流区間内において、作動停止要求がなされた場合には、接触フラグFTは「0」に設定される。これは、突入電流区間では、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとは非接触であることに基づく。
接触判定(ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触状態に係る判定)は、正転通電量Iaの時間変化量dI(通電変化量)に基づいて判定されてもよい。ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに接触していないと、電気モータMTの負荷は、動力伝達部材(減速機GS、動力変換機構HN等)の摺動摩擦等によるものであるため、通電変化量dIは略「0」である。そして、ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに接触し始めると、電気モータMTの負荷が大きくなり、正転通電量Iaが増加される。従って、「通電変化量dIが変化量しきい値di以上」の条件が満足されることによって、ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに接触したことが判定され得る。ここで、変化量しきい値diは、通電変化量dIに対応するしきい値であり、予め設定された定数(所定値)である。ステップS240では、「dI≧di」の場合には「FT=1(接触)」が設定され、「dI<di」の場合には「FT=0(非接触)」が設定される。
更に、ステップS240の接触判定では、「最大通電量Imと接触しきい値izとの比較」、及び、「通電変化量dIと変化量しきい値diとの比較」が組み合わされてもよい。何れにしても、ステップS240では、正転通電量Iaに基づいて接触判定が行われ、ステップS230が肯定された時点におけるブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触状態(接触判定の結果)が記憶される。
ステップS250にて、適用制御の作動中断要求に応じて、電気モータMTへの正電圧の印加が停止される。つまり、ステップS230が肯定された演算周期において、電気モータMTへの通電が、直ちに停止される。
ステップS260にて、要求フラグFLに基づいて、「適用作動の中断が終了されるか、否か」が判定される。前回の演算周期において「FL=1」であって、今回の演算周期において「FL=0」に遷移した場合には適用作動の中断終了が判定され(即ち、ステップS260は肯定され)、処理はステップS270に進められる。一方、適用作動の中断終了の要求がなく、要求フラグFLが「1」のままである場合には、中断終了は判定されず(即ち、ステップS260は否定され)、処理はステップS250に進められる(即ち、電気モータMTの通電停止が継続される)。なお、ステップS260が初めて肯定される時点(該当する演算周期)が、「中断終了時点」と称呼される。
ステップS270にて、接触フラグFTに基づいて、「適用処理の中断が実行開始される時点で、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが接触していたか、否か」が判定される。「FT=0」であり、ステップS270が否定される場合には、処理はステップS280に進められる。一方、「FT=1」であり、ステップS270が肯定される場合には、処理はステップS290に進められる。
ステップS280にて、図3、4を参照して説明した適用制御が再度実行される。これは、ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに接触していない状態(即ち、適用制御の開始から、然程制御が進んでいない状態)では、再度適用処理が行われても、締付力Faが過剰となることがないことに基づく。なお、適用制御の作動が再度実行される場合の処理が、「再適用処理」と称呼される。
ステップS290では、一旦、電気モータMTに逆転通電量Ibが通電(供給)され、締付力Faが減少された後(例えば、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触が解除された後)に、図3、4を参照して説明した適用制御が再度実行される。これは、ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに接触し、或る程度の締付力Faが発生している状態(即ち、適用制御の開始から、或る程度、制御が進行した状態)では、再度適用処理が行われると、締付力Faが過剰になる状況が生じ得ることに基づく。なお、電気モータMTに逆転通電量Ibが供給され、逆転駆動された後に、適用制御の作動が再度実行される場合の処理が、「特定適用処理」と称呼される。
特定適用処理での逆転通電量Ibの供給は、電気モータMTの突入電流の影響を排除するためのものであるが、突入電流の大きさiaは装置の諸元に依存する。逆転通電量Ibの供給後に、摩擦部材MSと回転部材KTとは非接触状態であってもよいし、接触状態であってもよい。例えば、突入電流の影響が大きい装置では、特定適用処理での逆転通電量Ibの供給度合いは、摩擦部材MSと回転部材KTとが完全に離れる程度に供給されることが望ましい。逆転通電量Ibによって非接触状態が達成されることにより、中断要求終了後における、過剰な締付力Faは確実に回避され得る。これに対して、突入電流の影響が小さい装置では、特定適用処理での逆転通電量Ibの供給後に、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとは接触したままの状態であってもよい。換言すれば、逆転通電量Ibの供給によって、摩擦部材MSが回転部材KTから離間されることが、特定適用処理の必須要件ではない。特定適用処理において接触状態が維持されている状況では、締付力Faが早めに増加されるため、速やかに駐車ブレーキの適用状態が達成される。
上記の処理例では、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触状態の判定が、ステップS230が肯定された時点(該当する演算周期)のステップS240にて行われた。これに代えて、突入電流区間が終了される特定時点以降において、演算周期毎に接触判定が実行され、その結果が記憶されてもよい。この場合、適用制御の開始前には、接触フラグFTは初期値「0」にリセットされていて、「ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに接触したこと」が判定された時点(該当する演算周期)にて、接触フラグFTが「1」に切り替えらえる。そして、ステップS270にて、接触フラグFTが参酌される。何れにしても、ステップS270では、中断要求の開始時点(中断開始時点)での接触判定の結果FTに基づいて、再適用処理、及び、特定適用処理のうちの何れか1つが選択される。
<再適用処理の動作>
図6の時系列線図(時間Tの遷移に対する状態量の変化を表す線図)を参照して、ステップS280の再適用処理の動作について説明する。適用中断制御の再適用処理では、中断要求が終了される際に、適用制御と同じ作動が再開される。換言すれば、中断要求の終了時点で、適用制御が再度実行される。例では、時点u2にて適用作動の中断が要求される。従って、時点u0から時点u2までの動作が適用制御に対応し、時点u2以降の動作が適用中断制御に対応する。なお、時点u3から時点5までは、適用制御の動作でもある。ここで、突入電流区間は、通電開始時点からの適用継続時間Tjに基づいて判定される。また、接触判定として、最大通電量Imに基づく方法が採用されている。
時点u0にて、適用作動が指示され、適用制御が開始される。適用制御によって、電気モータMTに正の電圧が印加され、電気モータMTの正転方向Daの駆動が開始される。電気モータMTへの通電が開始される時点u0から、適用継続時間Tjの演算が開始される。時点u0(「通電開始時点」に相当)から時点u1(「特定時点」に相当)までの特定適用時間tmに亘っては突入電流区間であるため、ステップS140の判定(即ち、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの大小比較)、及び、最大通電量Imの演算は禁止されている。従って、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの大小に関係なく、正転通電量Iaは通電され続ける。
突入電流区間を過ぎた時点u1以降、ステップS140の判定、及び、最大通電量Imの演算が行われる。そして、時点u2にて、「FL=0」から「FL=1」に切り替えられ、適用作動の中断が、通信バスBSを介して要求される。時点u2(「中断開始時点」に相当)にて、該中断要求に応え、適用中断制御が開始される。適用中断制御によって、電気モータMTへの電圧印加は停止され、正転通電量Iaは「0」にされる(ステップS230の肯定、及び、ステップS250の処理)。また、時点u1から時点u2までの間の正転通電量Iaは、接触しきい値iz未満で維持されていたため(即ち、正転通電量Iaの最大値である最大通電量Imが接触しきい値iz未満であるため)、判定フラグFTは、初期値「0」ままで維持される(ステップS240の処理)。ここで、判定フラグFTは、ブレーキライニングBL(摩擦部材MS)とブレーキドラムBD(回転部材KT)との接触状態を記憶するための制御フラグであり、「0」が非接触状態(接触無し)を、「1」が接触状態(接触有り)を、夫々表す。
時点u2から時点u3までは、コントローラECUでは「FL=1」が受信されるので、「Ia=0」が維持され、電気モータMTの駆動は停止される。そして、時点u3にて、「FL=1」から「FL=0」に切り替えられ、適用作動の中断が終了される(ステップS260の肯定)。このとき、「FT=0」であるため、時点u3からは、ステップS280の再適用処理が実行される。再適用処理では、適用制御と同じ処理が再度繰り返される。換言すれば、時点u3以降は、適用制御が実行される。
時点u3(「中断終了時点」に相当)にて、再度、電気モータMTに正の電圧が印加され、正転通電量Iaが供給され、正転駆動が開始される。電気モータMTへの再通電が開始された時点u3から、適用継続時間Tjの演算が開始される。時点u3(中断終了時点であって、通電開始時点でもある)から時点u4(特定時点)までは、突入電流区間であるため、ステップS140の判定は禁止される。突入電流区間を過ぎた時点u4以降、ステップS140の判定が行われる。「Ia<ix」が継続される場合には、電気モータMTへの電圧印加は継続される。これにより、締付力Faの増加に従って、正転通電量Iaは増加される。「Ia≧ix」となる時点u5にて、電気モータMTへの電圧印加が停止され、再適用処理が終了される。動力変換機構HNはセルフロックするため、時点u5以降は、駐車ブレーキが効いた状態(適用状態)が維持される。
適用中断制御では、他のコントローラから適用制御による作動(適用作動)の中断の要求があった場合には、直ちに、電気モータMTへの通電が停止される。このため、コントローラECUと電源BT、ALを共有する他のコントローラを含む装置(例えば、エンジン始動装置、変速制御装置)での突入電流による電源電圧の低下が抑制され得る。
適用中断制御の再適用処理は、中断要求がなされる前にブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触が判定されていない場合に対応した中断要求終了時の処理である。再適用処理では、中断要求が終了される時点(即ち、要求終了が受信される時点)で、直ちに、適用制御と同じモータMTの駆動制御が再度実行される(時点u3から時点u5を参照)。再適用処理によって、中断要求の終了の際に、迅速、且つ、適切に締付力Faが付与され、駐車ブレーキが適用状態に遷移される。
<特定適用処理の動作>
図7の時系列線図を参照して、ステップS290の特定適用処理の動作について説明する。適用中断制御の特定適用処理では、中断要求が終了される場合に、一旦、逆転通電量Ibが電気モータMTに通電され、電気モータMTが逆転方向Dbに駆動された後に、適用制御と同一の作動が再開される。例では、時点v4にて適用作動の中断が要求される。従って、時点v0から時点v4までの動作が適用制御に対応し、時点v4以降の動作が適用中断制御に対応する。なお、時点v6から時点v8は、適用制御の動作でもある。上述したように、突入電流区間は、通電開始時点からの適用継続時間Tjに基づいて判定される。また、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触判定においては、「Im≧iz」の条件が採用されている。
時点v0にて、適用作動が指示され、適用制御が実行される。これにより、電気モータMTに正電圧が印加され、電気モータMTは正転駆動される。同時に、時点v0から、適用継続時間Tjが演算される。突入電流区間である、時点v0(通電開始時点)から時点v1(特定時点)までの間は、ステップS140の判定、及び、最大通電量Imの演算が行われない。突入電流区間が終了する特定時点v1にて、ステップS140の判定、及び、最大通電量Imの演算が開始される。時点v2にて、ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに徐々に接触し始め、電気モータMTの負荷が増加し、正転通電量Iaの増加が始まる。演算周期毎に、前回の正転通電量Ia[n-1]と、今回の正転通電量Ia[n]とが比較され、最大通電量Imが演算される。正転通電量Iaは、順次増加されるため、最大通電量Imは演算周期毎に更新される。時点v3にて、正転通電量Ia(即ち、最大通電量Im)が接触しきい値izを超えるため、ブレーキライニングBLがブレーキドラムBDに接触したこと(接触有り)が判定可能な状態になる。
時点v4にて、「FL=0」から「FL=1」に切り替えられ、適用作動の中断が要求される。時点v4(中断開始時点)にて、該中断要求に応え、適用中断制御が実行され、電気モータMTへの電圧印加は停止され、正転通電量Iaは「0」にされる(ステップS230の肯定、及び、ステップS250の処理)。このとき、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが接触して締付力Faが発生し、最大通電量Imが接触しきい値iz以上であるため、時点v4にて、接触フラグFTは、初期値「0」から「1」に変更される(ステップS240の処理)。
時点v5にて、「FL=1」から「FL=0」に切り替えられ、適用作動の中断が解除(終了)される(ステップS260の肯定)。このとき、「FT=1」であるため、時点v5(中断終了時点)からは、ステップS290の特定適用処理が実行される。特定適用処理では、一旦、締付力Faが減少されてから、適用制御の処理と同一の処理が行われる。時点v5にて、電気モータMTに負の電圧が印加される。これにより、電気モータMTに、逆転方向Dbに対応する逆転通電量Ibが通電され、電気モータMTが逆転方向Dbに駆動される。例えば、電気モータMTの逆転方向Dbへの駆動は、特定解除時間tnに亘って継続される。ここで、特定解除時間tnは、逆転通電量Ibの供給停止のためのしきい値であり、予め設定された所定値(定数)である。なお、特定解除時間tnは、適用作動が中断された時点v4の正転通電量Iaの値inに基づいて設定されてもよい。具体的には、該時点の正転通電量Iaの値inが大きいほど、特定解除時間tnが大きく設定される。
時点v5から特定解除時間tnを経過した時点v6にて、適用制御と同じ作動が開始される。換言すれば、時点v6から適用制御が再度実行される。これにより、電気モータMTに正の電圧が印加され、電気モータMTの正転方向Daの駆動が開始される。電気モータMTへの再通電が開始された時点v6から、適用継続時間Tjの演算が開始される。時点v6(正転通電量Iaの供給が開始される通電開始時点)から時点v7(特定時点)までの突入電流区間では、ステップS140の判定は禁止されていて、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの大小関係に係らず、正転方向Daに対応する正転通電量Iaが通電される。突入電流区間が終了された時点v7からは、ステップS140の判定が行われる。「Ia<ix」が継続される場合には、電気モータMTへの電圧印加は継続され、締付力Faの増加に従って、正転通電量Iaは増加される。「Ia≧ix」となる時点v8にて、電気モータMTへの電圧の印加が中止され、通電が停止され、特定適用作動の処理が終了される。動力変換機構HNがセルフロックされ、時点v8以降は、駐車ブレーキの適用状態が維持される。
上記同様に、他のコントローラから適用作動中断の要求があった時点(中断開始時点)で、適用中断制御によって、直ちに電気モータMTへの通電が停止される。このため、コントローラECUと電源を共有する他のコントローラで突入電流が生じたとしても、突入電流に起因する電源電圧の低下が回避される。
電動駐車ブレーキ装置EPでは、電気モータMTの突入電流の影響が回避されるよう、突入電流区間では、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの比較は行われない。従って、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが接触し、或る程度、締付力Faが大きくなった状態で、作動中断の要求が開始・終了されると、適用作動の再開によって締付力Faが過剰となる状況が生じ得る。該状況は、「動力変換機構HNがセルフロックするため、正転通電量Iaが減少しても締付力Faが減少しないこと」、及び、「再開後の突入電流によって、締付力Faが増大され得る場合があること」に起因する。締付力Faが過剰となる状況を回避するため、適用中断制御では、適用作動の中断が要求された時点でのブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとの接触状態が記憶される。そして、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが既に接触していて、ある程度の締付力Faが発生している場合には、適用作動中断の要求が解除された時点(中断終了時点)で、逆転方向Dbに対応する逆転通電量Ibが通電され、一旦、電気モータMTが逆転方向Dbに駆動される。その後、適用制御が実行され、電気モータMTが正転方向Daに駆動されて、締付力Faが増加される。これにより、適用制御によって、突入電流区間で正転通電量Iaが通電され続けたとしても、締付力Faが過大となることが回避される。
上記の例では、摩擦部材MS(即ち、ブレーキライニングBL)と回転部材KT(即ち、ブレーキドラムBD)との接触が、中断要求の受信時点v4にて判定されたが、上述したように、特定時点v1以降の何れかの時点において接触判定が行われ、その結果が記憶されてもよい。例えば、図中の破線で示すように、初期値「0」に設定された接触フラグFTが、「Im≧iz」となる時点v3にて、「1」に切り替えられる。何れにしても、中断要求の開始時点(中断開始時点)での摩擦部材MSと回転部材KTとの接触状態が記憶され、該接触状態に基づいて特定適用処理(特に、電気モータMTの逆転駆動)の要否が判定される。
<適用中断制御の変形例>
上述した適用中断制御の処理例では、再適用処理(ステップS280、及び、図6を参照)と特定適用処理(ステップS290、及び、図7を参照)との選択は、摩擦部材MS(例えば、ブレーキライニングBL)と回転部材KT(例えば、ブレーキドラムBD)との接触状態(接触の有無)に基づいて実行された。これに代えて、最大通電量Im(特定時点から中断要求の受信時点までの正転通電量Iaの最大値)と、判定しきい値iyとの比較に基づいて実行されてもよい。これは、適用作動の中断が要求された時点で、ブレーキライニングBLとブレーキドラムBDとが接触していたとしても、締付力Faが然程大きくなければ、適用制御の再開時に締付力Faが過大にならないことに基づく。なお、判定しきい値iyは、予め設定された所定値(定数)であり、適用しきい量ixよりも小さい値である。
以下、変形例について、図5の[ ]内の記載を参照して説明する。該構成では、ステップS230が満足された演算周期で処理されるステップS240において、「最大通電量Imが判定しきい値iy以上であるか、否か(「最大値判定」という)」が判定される。「Im<iy」の場合には、最大値判定は否定され、最大通電量フラグFXは初期値「0」の状態に維持される。一方、「Im≧iy」の場合には、最大値判定は肯定され、最大通電量フラグFXは、「0」から「1」に切り替えられる。ここで、「最大通電量フラグFX」は、上記の判定結果を記憶するための制御フラグであり、「0(初期値)」が「最大通電量Imが判定しきい値iy未満であること」を、「1」が「最大通電量Imが判定しきい値iy以上であること」を、夫々表す。そして、ステップS270にて、最大通電量フラグFX(最大値判定の結果)が参酌され、「最大通電量Imが判定しきい値iy以上であったか、否か」に基づいて、再適用処理、及び、特定適用処理のうちの何れか1つが選択される。具体的には、「Im<iy」であって、「FX=0」の場合には再適用処理が実行される。一方、「Im≧iy」であって、「FX=1」の場合には特定適用処理が実行される。
作動中断が指示されるまでの間の正転通電量Ia(突入電流区間の正転通電量Iaを除く)が、判定しきい値iy未満で継続された場合(即ち、「Im<iy」の場合)には、中断終了後には、逆転通電量Ibの通電(供給)は行われず、直ちに正転通電量Iaが通電(供給)される。これにより、適用制御が再度実行される場合において、適用制御による適用作動の迅速性が向上される(即ち、速やかに駐車ブレーキが効かされる)。
<電動駐車ブレーキ装置EPの実施形態のまとめと作用・効果>
以下に、電動駐車ブレーキ装置EPの実施形態についてまとめる。電動駐車ブレーキ装置EPでは、電気モータMTが正転方向Daに駆動されることで車輪に設けられた回転部材KTに摩擦部材MSが押圧されて駐車ブレーキが効かされ、電気モータMTが逆転方向Db(正転方向Daとは反対方向)に駆動されることで駐車ブレーキが解除される。電動駐車ブレーキ装置EPには、正転方向Daに対応する正転通電量Iaを電気モータMTに供給して電気モータMTを正転方向Daに駆動し、逆転方向Dbに対応する逆転通電量Ibを電気モータMTに供給して電気モータMTを逆転方向Dbに駆動するコントローラECUが備えらえる。
コントローラECUでは、適用制御として、以下の作動が行われる。電気モータMTへの正転通電量Iaの供給を開始する時点(通電開始時点)から該電気モータMTへの突入電流の影響がなくなる特定時点までの間は、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの比較が行われない。従って、電気モータMTには正転通電量Iaが供給される。特定時点の後は、正転通電量Iaと適用しきい量ixとの比較が行われる。そして、正転通電量Iaが適用しきい量ix未満の場合には、正転通電量Iaが供給されるが、正転通電量Iaが適用しきい量ix以上の場合には、正転通電量Iaが停止される(即ち、「0」にされる)。換言すれば、適用制御は、駐車ブレーキを効かせる際に、電気モータMTへの通電を開始する時点から電気モータMTの突入電流の影響がなくなる特定時点までは正転通電量Iaを供給し、特定時点の後は、正転通電量Iaが適用しきい量ix未満の場合には正転通電量Iaを供給し、正転通電量Iaが適用しきい量ix以上の場合には正転通電量Iaを停止するものである。
適用制御の実行中に、他のコントローラ等によって該適用制御の中断が要求される場合には、コントローラECUによって、適用中断制御として、以下の作動が行われる。適用中断制御では、正転通電量Iaは停止される。更に、適用中断制御では、「摩擦部材MSと回転部材KTとが接触しているか、否か(接触判定)」が判定され、その結果が記憶される。そして、中断要求が開始される時点(中断開始時点)で、接触判定が否定される場合(「接触無し」であり、「FT=0」の場合)には、中断要求が終了される時点(中断終了時点)で「適用制御と同じ制御」(即ち、適用制御)が再度実行される。しかしながら、中断開始時点で接触判定が肯定される場合(「接触有り」で、「FT=1」の場合)には中断終了時点で電気モータMTに逆転通電量Ibが供給され、電気モータMTが逆転方向Dbに駆動された後に、「適用制御と同じ制御」(即ち、適用制御)が再度実行される。
電動駐車ブレーキ装置EPでは、他のコントローラECA、ECBから適用作動の中断の要求があった場合には、直ちに、電気モータMTへの通電が停止される。このため、コントローラECUと電源BT、ALを共有する他のコントローラを含む装置(例えば、エンジン始動装置、変速制御装置)での突入電流による電源電圧の低下が抑制され得る。
中断要求に応じて電気モータMTの駆動が停止される際に、摩擦部材MSと回転部材KTとの接触がない場合には、中断要求前(即ち、電気モータMTの駆動停止前)に締付力Faは発生していない。このため、中断要求が終了された時点で、適用制御が実行され、その作動が再開される。これにより、駐車ブレーキが迅速に効かされるともに、適切な締付力Faが確保される。
一方、中断要求に応じて電気モータMTの駆動が停止される際に、摩擦部材MSと回転部材KTとの接触がある場合には、中断要求前に締付力Faが発生している。このため、中断要求が終了された時点で、一旦電気モータMTが逆転駆動されてから、適用制御による作動が再開される。中断要求前に発生していた締付力Faが減少されてから、再度締付力Faが増加されるため、過大な締付力Faの発生が抑制される。
また、コントローラECUでは、適用中断制御として、正転通電量Iaが停止されるとともに、「特定時点以降の正転通電量Iaの最大値Imが判定しきい値iy以上であるか、否か(最大値判定)」が判定され、その結果が記憶される。ここで、適用しきい量ixと判定しきい値iyとの大小関係において、判定しきい値iyは、適用しきい量ixよりも小さい。中断要求が開始される時点(中断開始時点)で、最大値判定が否定される場合(「Im<iy」であり、「FX=0」の場合)には、中断要求が終了される時点(中断終了時点)で「適用制御と同じ制御」(即ち、適用制御)が再度実行される。しかしながら、中断開始時点で最大値判定が肯定される場合(「Im≧iy」であり、「FX=1」の場合)には、中断終了時点で電気モータMTに逆転通電量Ibが供給され、電気モータMTが逆転方向Dbに駆動された後に、「適用制御と同じ制御」(即ち、適用制御)が再度実行される。
上記同様に、適用作動の中断要求があった場合には、直ちに、電気モータMTへの通電が停止されるため、他の装置での突入電流に起因する電源電圧の低下が抑制される。中断要求に応じて電気モータMTの駆動が停止される際に最大値Imが判定しきい値iy未満である場合には、中断要求前の締付力Faは然程大きくはない。この場合には、中断要求が終了された時点で適用制御が実行される。締付力Faが迅速に増加され、駐車ブレーキが素早く効かされるともに、適切な締付力Faが確保される。一方、電気モータMTの駆動が停止される際に最大値Imが判定しきい値iy以上である場合には、中断要求前の締付力Faは或る程度増加されている。この場合には、電気モータMTが逆転駆動され、締付力Faが減少されてから、適用制御が実行される。これにより、過剰な締付力Faの発生が回避される。
<他の実施形態>
以下、電動駐車ブレーキ装置EPの他の実施形態について説明する。他の実施形態でも、上記同様の効果(迅速な適用作動の再開、及び、過剰な締付力Faの抑制)を奏する。
上記の実施形態では、駐車スイッチSWの操作に応じた電動駐車ブレーキ装置EPの作動(適用指示に応じた適用制御/解除指示に応じた解除制御)について説明した。電動駐車ブレーキ装置EPの適用指示/解除指示は、駐車スイッチSWの操作に代えて自動で行われてもよい。電動駐車ブレーキ装置EPの作動が自動的に行われる状況が「自動モード」と称呼される。自動モードでは、例えば、車両が停止した際に、電動駐車ブレーキ装置EPが自動で適用指示が行われ、駐車制動力Fpが発生(付与)される。また、運転者によって、加速操作部材(アクセルペダル等)が操作され、操作量Apが「0(ゼロ)」から増加した際に、電動駐車ブレーキ装置EPが自動で解除指示が行われる。自動モードは、通信バスBSを介して、コントローラECUにて取得された車体速度Vx、加速操作量Apによって実行される。
自動制動装置が備えられる車両では、運転者が操作を行うことなく電動駐車ブレーキ装置EPの自動モードが実行されてもよい。例えば、渋滞時等の運転を支援するよう、先行車を検知して車体速度Vxを自動調節される。そして、先行車が停止した際は車間距離を保ったまま自動で停止し、自動的に適用指示が行われ、電動駐車ブレーキ装置EPが適用作動される。その後、先行車が発進した場合には、自動的に解除指示が行われ、電動駐車ブレーキ装置EPが解除作動され、先行車に追従するように、自車の車体速度Vxが調整される。
上記の実施形態では、制動装置DBとして、ドラム型ブレーキが採用された。これに代えて、制動装置DBとして、ディスク型ブレーキが採用されてもよい。ディスク型ブレーキでは、摩擦部材MSとしてブレーキパッド、回転部材KTとしてブレーキディスクが採用される。
EP…電動駐車ブレーキ装置、BT…蓄電池(電源)、AL…発電機(電源)、ECA、ECB…他のコントローラ、FL…要求フラグ(適用作動の中断要求用の制御フラグ)、FT…接触フラグ(接触判定結果の記憶用の制御フラグ)、FX…最大通電量フラグ(最大通電量Imと判定しきい値iyとの比較結果記憶用の制御フラグ)、SW…駐車スイッチ、BS…通信バス、DB…制動装置、KT…回転部材、BD…ブレーキドラム(回転部材KTの一例)、BSa、BSb…ブレーキシュー、MS…摩擦部材、BL…ブレーキライニング(摩擦部材MSの一例)、ST…シューストラット、CB…駐車ケーブル、PL…駐車レバー、BP…バッキングプレート、DN…電動アクチュエータ、MT…電気モータ、GS…減速機、NB…入力部材、SB…出力部材、MD…回り止め部材、EN…エンド部材、ECU…コントローラ(電動駐車ブレーキ装置用)、MP…マイクロプロセッサ、DR…駆動回路、IA…通電量センサ(例えば、電流センサ)、Ia…正転通電量(正転方向Daに対応する通電量)、Ib…逆転通電量(逆転方向Dbに対応する通電量)、Im…最大通電量(正転通電量Iaの最大値)、ix…適用しきい量、iy…判定しきい値。


Claims (2)

  1. 電気モータを正転方向に駆動して車両の車輪に設けられた回転部材に摩擦部材を押圧して駐車ブレーキを効かせ、前記電気モータを逆転方向に駆動して前記駐車ブレーキを解除する車両の電動駐車ブレーキ装置であって、
    前記正転方向に対応する正転通電量を前記電気モータに供給して前記電気モータを前記正転方向に駆動し、前記逆転方向に対応する逆転通電量を前記電気モータに供給して前記電気モータを前記逆転方向に駆動するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    前記駐車ブレーキを効かせる際に、前記電気モータへの通電を開始する通電開始時点から該電気モータの突入電流の影響がなくなる特定時点までは前記正転通電量を供給し、前記特定時点の後は、前記正転通電量が前記適用しきい量未満の場合には前記正転通電量を供給し、前記正転通電量が前記適用しきい量以上の場合には前記正転通電量を停止する適用制御を実行するとともに、
    前記適用制御の実行中に該適用制御の中断が要求される場合には前記正転通電量を停止し、
    前記コントローラは、
    前記摩擦部材と前記回転部材とが接触しているか、否かを判定し、
    前記要求が開始される中断開始時点で前記判定が否定される場合には前記要求が終了される中断終了時点で前記適用制御を実行し、
    前記中断開始時点で前記判定が肯定される場合には前記中断終了時点で前記電気モータを前記逆転方向に駆動した後に前記適用制御を実行する、車両の電動駐車ブレーキ装置。
  2. 電気モータを正転方向に駆動して車両の車輪に設けられた回転部材に摩擦部材を押圧して駐車ブレーキを効かせ、前記電気モータを逆転方向に駆動して前記駐車ブレーキを解除する車両の電動駐車ブレーキ装置であって、
    前記正転方向に対応する正転通電量を前記電気モータに供給して前記電気モータを前記正転方向に駆動し、前記逆転方向に対応する逆転通電量を前記電気モータに供給して前記電気モータを前記逆転方向に駆動するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    前記駐車ブレーキを効かせる際に、前記電気モータへの通電を開始する通電開始時点から該電気モータの突入電流の影響がなくなる特定時点までの間は前記正転通電量を供給し、前記特定時点の後において、前記正転通電量が前記適用しきい量未満の場合には前記正転通電量を供給し、前記正転通電量が前記適用しきい量以上の場合には前記正転通電量を停止する適用制御を実行するとともに、
    前記適用制御の実行中に該適用制御の中断が要求される場合には前記正転通電量を停止し、
    前記コントローラは、
    前記特定時点以降の前記正転通電量の最大値が前記適用しきい量よりも小さい判定しきい値以上であるか、否かを判定し、
    前記要求が開始される中断開始時点で前記判定が否定される場合には前記要求が終了される中断終了時点で前記適用制御を実行し、
    前記中断開始時点で前記判定が肯定される場合には前記中断終了時点で前記電気モータを前記逆転方向に駆動した後に前記適用制御を実行する、車両の電動駐車ブレーキ装置。
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