KR102142028B1 - 브레이크 시스템 - Google Patents

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다카야스 사카시타
히로타카 오이카와
기미오 니시노
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히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 브레이크 시스템은, 브레이크 장치를 구비한다. 이 브레이크 장치는, 주차 브레이크 요구 신호에 따라, 전동 기구에 의해 차량의 제동을 유지 가능하게 구성되고, 브레이크 페달의 조작에 따라, 액압원으로부터의 액압 공급에 의해 차량의 제동을 가능하게 구성된다. 브레이크 시스템은, 주차 브레이크 요구 신호에 따라, 제동 유지 상태에 있어서의 목표 압박력이 얻어질 때까지 전동 기구를 구동하도록 구성된 제어 장치를 더 구비한다. 제어 장치는, 주차 브레이크 요구 신호에 기초하여 전동 기구를 구동하기 시작한 후, 브레이크 장치에서의 액압 변화에 따라 목표 압박력을 변화시키도록 구성된다.

Description

브레이크 시스템{BRAKE SYSTEM}
본 발명은, 예컨대 자동차 등의 차량에 제동력을 부여하는 브레이크 시스템에 관한 것이다.
자동차 등의 차량에는, 브레이크 페달의 조작량에 따른 브레이크 액압을, 각 차륜용의 브레이크 장치에 공급함으로써, 차량에 제동력을 부여하도록 구성된 브레이크 시스템이 탑재되어 있다. 이 브레이크 장치가 예컨대 디스크 브레이크인 경우, 브레이크 장치는, 캘리퍼의 실린더 내에 외부로부터 액압을 공급함으로써, 피스톤에 의해 압박되는 브레이크 패드를 디스크의 표면으로 밀어붙여 제동력을 발생시킨다.
이러한 디스크 브레이크로서, 차량 주행시에 액압에 기초하여 제동력을 발생시킬 뿐만 아니라, 차량의 정차시 또는 주차시 등에, 전동 모터의 구동(회전)에 기초하여 제동력을 발생시키는(즉, 주차 브레이크로서 작동하는) 전동 주차 브레이크 기능을 가진 액압식 디스크 브레이크가 알려져 있다(예컨대, 일본 특허 공개 제2010-76479호 공보 참조).
종래 기술에 따른 전동 주차 브레이크 기능을 가진 디스크 브레이크는, 주차 브레이크로서 제동력을 발생시킬 때에, 전동 모터의 구동에 의해 피스톤을 디스크에 접근하는 방향으로 이동시킨다. 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 장치(컨트롤러)는, 전동 모터의 전류가 미리 설정한 목표 전류값(전류 임계값)에 도달하면, 피스톤이 목표가 되는 압박력(이하, 목표 압박력이라고도 함)을 발생시키고 있다고 판정하고, 전동 모터의 구동을 정지한다.
전동 주차 브레이크 기능을 가진 디스크 브레이크에서는, 주차 브레이크를 작동시킬 때에, 예컨대 운전자가 브레이크 페달을 밟고 있으면, 피스톤에 액압이 가해진 상태에서, 전동 모터의 구동이 행해진다. 이 경우에, 피스톤에 액압이 가해지고 있지 않을 때와 동일한 조건으로, 전동 모터의 구동이 정지되면, 주차 브레이크의 제동력이 과대해질 우려가 있다. 그래서, 일본 특허 공개 제2010-76479호 공보의 주차 브레이크 제어 장치는, 전동 모터에 의한 제동이 개시될 때의 마스터 실린더압(이하, M/C압이라고도 함)에 따라, 목표 전류값을 보정한다.
그러나, 일본 특허 공개 제2010-76479호 공보의 주차 브레이크 제어 장치는, 목표 전류값의 보정을, 전동 모터에 의한 제동이 개시될 때의 한번밖에 행하지 않는다. 이 때문에, 이 보정이 행해진 후, 전동 모터의 전류가 그 목표 전류값에 도달하기 전에, 피스톤에 가해지는 액압이 내려간 경우에는, 주차 브레이크의 제동력이, 주차를 유지하기 위해서 필요한 힘보다도 작아질 우려가 있다. 한편, 액압이 올라간 경우에는, 주차 브레이크의 제동력이 과대해질 우려가 있다.
본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 주차 브레이크에 의한 제동력의 과잉 및/또는 부족을 억제할 수 있는 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 브레이크 시스템은, 전동 기구와 액압원을 갖는 브레이크 장치로서, 주차 브레이크 요구 신호에 따라, 전동 기구에 의해 차량의 제동을 유지 가능하게 구성되고, 브레이크 페달의 조작에 따라, 액압원으로부터의 액압 공급에 의해 차량의 제동을 가능하게 구성된 브레이크 장치와, 주차 브레이크 요구 신호에 따라, 제동 유지 상태에 있어서의 목표 압박력이 얻어질 때까지 전동 기구를 구동하는 제어 장치를 갖는다. 제어 장치는, 주차 브레이크 요구 신호에 의해 전동 기구를 구동하기 시작한 후, 브레이크 장치에서의 액압 변화에 따라 목표 압박력을 변화시키도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 주차 브레이크에 의한 제동력의 과잉 및/또는 부족을 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 브레이크 시스템이 탑재된 차량의 개념도이다.
도 2는 도 1 중의 후륜용으로 설치된 전동 주차 브레이크 기능을 가진 디스크 브레이크를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 3은 도 1 중의 주차 브레이크 제어 장치에 의한 제어 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3 중의 어플라이 완료 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4 중의 P정보 취득 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 액압 P와 목표 전류값 A1의 관계의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 7은 액압 P를 추정하기 위한 정보 S와, 액압 P의 관계의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 8은 주차 브레이크의 작동시의 주차 브레이크 스위치(SW)와, 패드에 가해지는 압박력(F)과, 전동 액추에이터의 전류(IM)와, 휠 실린더(W/C)의 액압 P의 시간 변화의 일례를 나타내는 특성도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 브레이크 시스템에 대해서, 상기 브레이크 시스템을 4륜 자동차에 탑재한 경우를 예로 들어, 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1에 있어서, 차량의 보디를 구성하는 차체(1)의 하측(노면측)에는, 4개의 차륜, 예컨대 좌, 우의 전륜(2)(FL, FR)과 좌, 우의 후륜(3)(RL, RR)이 설치되어 있다. 이들 각 전륜(2) 및 각 후륜(3)에는, 각각의 차륜[각 전륜(2), 각 후륜(3)]과 함께 회전하는 회전 부재(디스크)인 디스크 로터(4)가 설치되어 있다. 각 전륜(2)용의 각 디스크 로터(4)는, 액압식의 디스크 브레이크(5)에 의해 협지되고, 각 후륜(3)용의 각 디스크 로터(4)는, 전동 주차 브레이크 기능을 가진 액압식의 디스크 브레이크(31)에 의해 협지된다. 이에 따라, 차륜[각 전륜(2), 각 후륜(3)]의 각각에 대하여 상호 독립적으로 제동력이 부여된다.
차체(1)의 프론트 보드측에는, 브레이크 페달(6)이 설치되어 있다. 브레이크 페달(6)은, 차량의 브레이크 조작시에 운전자에 의해 밟음 조작된다. 브레이크 페달(6)에는, 페달 스위치, 페달 스트로크 센서 등의 브레이크 조작 검출 센서(이하, 브레이크 센서라고도 함)(6A)가 설치되어 있다. 이 브레이크 조작 검출 센서(6A)는, 브레이크 페달(6)의 밟음 조작의 유무 또는 그 조작량을 검출하고, 그 검출 신호를 액압 공급 장치용 컨트롤러(13)에 출력한다. 한편, 브레이크 조작 검출 센서(6A)의 검출 신호는, 후술하는 주차 브레이크 제어 장치(20)에 출력되어도 좋다.
브레이크 페달(6)의 밟음 조작은, 배력(倍力) 장치(7)를 통해, 유압원으로서 기능하는 마스터 실린더(8)에 전달된다. 배력 장치(7)는, 브레이크 페달(6)과 마스터 실린더(8) 사이에 설치된 부압 부스터 또는 전동 부스터를 구비하고, 브레이크 페달(6)의 밟음 조작시에 답력(踏力)을 증력하여 마스터 실린더(8)에 전달한다. 이때, 마스터 실린더(8)는, 마스터 리저버(9)로부터 공급되는 브레이크액에 의해 액압을 발생시킨다. 마스터 리저버(9)는, 브레이크액이 수용된 작동액 탱크로서 기능한다. 브레이크 페달(6)에 의해 액압을 발생시키는 기구는, 상기한 구성에 한정되지 않고, 브레이크 페달(6)의 조작에 따라 액압을 발생시키는 기구, 예컨대 브레이크 바이 와이어 방식의 기구 등이어도 좋다.
마스터 실린더(8) 내에 발생한 액압은, 예컨대 한 쌍의 실린더측 액압 배관(10A, 10B)을 통해, 액압 제어 기구로서의 액압 공급 장치(11)[이하, ESC(11)라고 함]에 보내진다. 이 ESC(11)는, 마스터 실린더(8)로부터의 액압을 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)를 통해 각 디스크 브레이크(5, 31)에 분배한다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 차륜[각 전륜(2), 각 후륜(3)]의 각각에 대하여 상호 독립적으로 제동력이 부여된다.
ESC(11)는, 각 디스크 브레이크(5, 31)와 마스터 실린더(8) 사이에 배치되어 있다. ESC(11)는, 브레이크 페달(6)의 조작량에 따르지 않는 양태에서도, 각 디스크 브레이크(5, 31)에 액압을 공급할 수 있다. 이 때문에, ESC(11)는, ESC(11)를 작동 제어하는 액압 공급 장치용 컨트롤러(13)[이하, 컨트롤 유닛(13)이라고 함]를 갖는다. 컨트롤 유닛(13)은, ESC(11)를 구동 제어함으로써, 브레이크측 배관부(12A∼12D)로부터 각 디스크 브레이크(5, 31)에 공급되는 브레이크 액압을 증압, 감압 또는 유지하는 제어를 행한다. 이에 따라, 여러 가지 브레이크 제어, 예컨대 배력 제어, 제동력 분배 제어, 브레이크 어시스트 제어, 안티 스키드 제어, 트랙션 제어, 차량 안정화 제어(사이드 슬립 방지를 포함함), 언덕길 발진 보조 제어 등이 실행된다.
컨트롤 유닛(13)은, 마이크로 컴퓨터를 구비한다. 배터리(14)로부터의 전력이 전원 라인(15)을 통해 컨트롤 유닛(13)에 급전된다. 또한, 컨트롤 유닛(13)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량 데이터 버스(16)에 접속되어 있다. 한편, ESC(11) 대신에, 공지 기술인 ABS 유닛이 이용되어도 좋다. 나아가서는, ESC(11)를 설치하지 않고(즉, 생략하고), 마스터 실린더(8)가 브레이크측 배관부(12A∼12D)에 직접적으로 접속되어도 좋다.
차량 데이터 버스(16)는, 차체(1)에 탑재된 시리얼 통신부로서의 CAN(Controller Area Network)을 구비하고, 차량에 탑재된 다수의 전자 기기, 컨트롤 유닛(13) 및 주차 브레이크 제어 장치(20) 등과의 사이에서 차량 내에서의 다중 통신을 행한다. 이 경우, 차량 데이터 버스(16)에 보내지는 차량 정보로서는, 예컨대, 조타각 센서, 액셀러레이터 센서, 브레이크 센서[브레이크 조작 검출 센서(6A)], 차륜 속도 센서, 차속 센서, 경사 센서, 스테레오 카메라, 밀리파 레이더, 시트벨트 센서, 트랜스미션 등으로부터의 검출 신호가 나타내는 정보, 나아가서는, W/C 압력 센서(17), M/C 압력 센서(18) 등으로부터의 검출 신호가 나타내는 정보를 들 수 있다.
휠 실린더압 검출 수단으로서의 W/C 압력 센서(17)는, 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)에 각각 설치되어 있고, 각각의 배관 내 압력(즉, 액압), 즉, 각 배관에 대응하는 캘리퍼(34)[보다 구체적으로는, 실린더부(36)] 내부의 W/C 액압 PW/C를 개별적으로 검출한다. W/C 압력 센서(17)는, 하나의 배관 계통에 대하여 하나 설치되어도 좋다. 예컨대, 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)가 X형 배관인 경우에는, 브레이크측 배관부(12A 및 12D) 중 어느 하나와, 브레이크측 배관부(12B 및 12C) 중 어느 하나에, 각각 W/C 압력 센서(17)가 설치되어도 좋다. 또한, W/C 압력 센서(17)는, 브레이크측 배관부(12A, 12D)의 계통과 브레이크측 배관부(12B, 12C)의 계통 중 한쪽의 계통에 하나만 설치되어도 좋다. 나아가서는, W/C 압력 센서(17)를 설치하지 않고, ESC(11)의 컨트롤 유닛(13)이, M/C 압력 센서(18)의 검출 신호로부터 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)의 배관 내 압력(W/C 액압 PW/C)을 추정 계산(즉, 산출)해도 좋다.
마스터 실린더압 검출 수단으로서의 M/C 압력 센서(18)는, 실린더측 액압 배관(10A, 10B)에 각각 설치되어 있고, 각각의 배관 내 압력, 즉, 각 배관에 대응하는 마스터 실린더(8)의 M/C 액압 PM/C를, 배관 계통(프라이머리측 및 세컨더리측)마다 검출한다. 즉, M/C 압력 센서(18)는, 캘리퍼(34) 내에 공급되는 M/C 액압 PM/C를 검출한다. M/C 압력 센서(18)는, 하나만 설치되어도 좋고, 예컨대 프라이머리측에만 설치되어도 좋다.
또는, 배력 장치(7)에 스트로크 센서가 설치되어도 좋다. 이 경우, 스트로크 센서에 의해 검출되는 스트로크로부터, M/C 액압 PM/C가 추정 계산되어도 좋다. 또는, 브레이크 페달(6)에 설치된 브레이크 조작 검출 센서(브레이크 센서)(6A)에 의해 검출되는 조작량(스트로크량)으로부터, M/C 액압 PM/C가 추정 계산되어도 좋다. 또한, 배력 장치(7)로서 전동 액추에이터가 이용되는 경우에는, 전동 액추에이터의 전류값 또는 스트로크량(작동량)으로부터 M/C 액압 PM/C가 추정 계산되어도 좋다. 물론, 전동 액추에이터에 압력 센서가 내장되어 있으면, 그 압력 센서의 검출값을 이용해서 M/C 액압 PM/C가 추정 계산되어도 좋다.
W/C 압력 센서(17) 및 M/C 압력 센서(18)의 검출 신호, 또는 추정 계산된 액압의 산출값은, W/C 액압 PW/C 및 M/C 액압 PM/C에 관한 정보로서, 차량 데이터 버스(16)에 보내진다. 차량에 탑재된 다수의 전자 기기는, W/C 액압 PW/C와 M/C 액압 PM/C를 포함하는 각종의 차량 정보를, 차량 데이터 버스(16)를 통해 입수할 수 있다. 이러한 전자 기기에는, 후술하는 주차 브레이크 제어 장치(20)가 포함된다.
차체(1)에 있어서, 운전석(도시하지 않음)의 근방에 주차 브레이크 스위치(19)가 설치된다. 주차 브레이크 스위치(19)는 운전자에 의해 조작된다. 주차 브레이크 스위치(19)가 제동측(주차 브레이크 ON측)으로 조작되었을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)로부터 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)에, 전동 액추에이터(43)를 제동측으로 회전시키기 위한 전력이 급전된다. 이에 따라, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크로서 작동한다. 한편, 주차 브레이크로서의 작동을 해제할 때에는, 주차 브레이크 스위치(19)가 제동 해제측(주차 브레이크 OFF측)으로 조작되고, 이 조작에 따라, 디스크 브레이크(31)에 전동 액추에이터(43)를 역회전시키기 위한 전력이 급전된다. 이에 따라, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크로서의 작동이 해제된다.
주차 브레이크는, 차속이 0 ㎞/h인 상태가 소정 시간 계속되었을 때, 엔진이 정지했을 때, 시프트 레버를 P(파킹)로 조작했을 때 등에, 주차 브레이크 제어 장치(20)에 의해 실행되는 주차 브레이크의 작동 판단 로직에 의해 자동적으로 작동되어도 좋다. 또한, 주차 브레이크의 해제는, 액셀러레이터 조작 등에 기초하여, 주차 브레이크 제어 장치(20)에 의해 실행되는 주차 브레이크의 해제 판단 로직에 의해 자동적으로 해제되어도 좋다. 본 실시형태에서는, 주차 브레이크를 작동시키는 것을 나타내는 신호인 주차 브레이크 요구 신호는, 주차 브레이크 스위치(19)로부터 출력되는 신호뿐만 아니라, 전술한 주차 브레이크의 작동 판단 로직에 기초한 작동 지령을 포함한다.
주차 브레이크 제어 장치(20)는, 마이크로 컴퓨터를 구비한다. 배터리(14)로부터의 전력이 전원 라인(15)을 통해 주차 브레이크 제어 장치(20)에 급전된다. 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 디스크 브레이크(31)의 작동[즉, 전동 액추에이터(43)의 구동]을 제어하여, 차량의 주차, 정차시 등에 제동력을 발생시킨다.
주차 브레이크 제어 장치(20)는, 차량의 운전자가 주차 브레이크 스위치(19)를 조작했을 때에, 주차 브레이크 스위치(19)로부터 출력되는 신호(ON, OFF 신호)에 기초하여, 전동 액추에이터(43)를 구동시켜, 디스크 브레이크(31)를 주차 브레이크로서 작동(어플라이) 또는 해제(릴리스)시킨다. 또한, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 전술한 주차 브레이크의 작동 판단 로직 및 해제 판단 로직 중의 적어도 한쪽에 기초하여, 전동 액추에이터(43)를 구동시켜, 디스크 브레이크(31)의 작동 및/또는 해제를 행한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 입력측이 주차 브레이크 스위치(19) 등에 접속되고, 출력측이 디스크 브레이크(31)의 전동 액추에이터(43) 등에 접속되어 있다. 또한, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 차량 데이터 버스(16)를 통해 ESC(11)의 컨트롤 유닛(13) 등에 접속되어 있다. 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 주차 브레이크의 작동 및/또는 해제에 필요한 차량의 각종 상태량, 즉 전술한 각종 차량 정보를 차량 데이터 버스(16)로부터 취득할 수 있다. 한편, 차량 데이터 버스(16)로부터 취득되는 차량 정보는, 그 차량 정보를 검출하는 센서를 주차 브레이크 제어 장치(20)에 직접 접속함으로써, 상기 센서로부터 취득되어도 좋다. 또한, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, ESC(11)의 컨트롤 유닛(13)과 통합하여 설치되어도 좋다.
주차 브레이크 제어 장치(20)는, 예컨대 플래시 메모리, ROM, RAM, 또는 EEPROM 등을 갖는 기억부(도시하지 않음)를 구비하고, 이 기억부에는, 전술한 주차 브레이크의 작동 판단 로직 및/또는 해제 판단 로직의 프로그램이나, 후술하는 도 3 내지 도 5에 나타낸 처리 흐름을 실행하기 위한 처리 프로그램, 즉 주차 브레이크를 작동(어플라이)시킬 때의 제어 처리에 이용하는 처리 프로그램 등이 저장되어 있다.
또한, 주차 브레이크 제어 장치(20)에는, 전원 라인(15)의 전압을 검출하기 위한 전압 센서와, 좌, 우의 전동 액추에이터(43)의 각각의 전류 또는 단자간 전압을 검출하기 위한 전류 센서 및 전압 센서(모두 도시하지 않음)가 내장되어 있다. 이에 따라, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 주차 브레이크를 작동(어플라이)시킬 때에, 전동 액추에이터(43)의 모터 전류값 IM에 기초하여, 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지할 수 있다.
주차 브레이크 제어 장치(20)는, 주차 브레이크 스위치(19) 또는 전술한 주차 브레이크의 작동 판단 로직에 의해 생성되는 주차 브레이크 요구 신호에 따라, 제동 유지 상태에 있어서의 목표 압박력이 얻어질 때까지 전동 액추에이터(43)를 구동한다. 이 경우, 목표 압박력은, 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지시키기 위한 전류 임계값(목표 전류값 A1)에 의해 설정되어 있다. 한편, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 전동 액추에이터(43)를 구동하고 있을 때에, 디스크 브레이크(31)의 액압 P, 즉 캘리퍼(34) 내의 액압 P(또는, 그 변화)를 검출 또는 추정한다. 한편, 캘리퍼(34) 내의 액압 P는, 상황에 따라, W/C 압력 센서(17)에 의해 검출되는 W/C 액압 PW/C, M/C 압력 센서(18)에 의해 검출되는 M/C 액압 PM/C, M/C 액압 PM/C로부터 산출되는 W/C 액압 PW/C 등, 액압 P에 직접적으로 대응하는 액압(PW/C, PM/C)이나, 액압 P를 추정할 수 있는 정보(상태량) S로부터 파악할 수 있다.
그리고, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 주차 브레이크 요구 신호에 기초하여 전동 액추에이터(43)를 구동하기 시작한 후, 캘리퍼(34) 내의 액압 P(예컨대, W/C 액압 PW/C, M/C 액압 PM/C, 또는 액압 P를 추정할 수 있는 정보 S)의 변화에 따라 전류 임계값(목표 전류값)을 변화시킨다. 전류 임계값의 변화는 목표 압박력의 변화를 의미하고 있다. 구체적으로는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 전동 액추에이터(43)를 구동하고 있을 때에, 도 6에 나타낸 액압 P와 목표 전류값(전류 임계값) A1의 관계에 기초하여, 목표 전류값 A1을 그때의 액압 P에 대응하는 값으로 보정한다(상세한 것은 후술한다). 그리고, 전동 액추에이터(43)의 전류값이, 보정된 목표 전류값 A1이 되었을 때에, 전동 액추에이터(43)의 구동이 정지되고, 제동 유지 상태가 된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 목표 전류값 A1은, 액압 P가 작아질수록, 큰 값이 되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 액압 P가 작을 때에는, 큰 목표 전류값 A1을 인가하여 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지시킬 수 있다. 한편, 액압 P가 클 때에는, 작은 목표 전류값 A1을 인가하여 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지시킬 수 있다. 이에 따라, 전동 액추에이터(43)의 구동 중에 액압 P가 변화하는 경우라도, 그때의 액압 P에 따른 적절한 목표 압박력(목표 전류값 A1)이 얻어지는 상태에서, 전동 액추에이터(43)의 구동을 종료시킬 수 있다. 이러한 주차 브레이크를 작동(어플라이)시킬 때의 전동 액추에이터(43)의 제어에 대해서는, 이후에 상세히 설명한다.
주차 브레이크 제어 장치(20)는, 본 실시형태에서는 ESC(11)의 컨트롤 유닛(13)과 별개로 되어 있으나, 컨트롤 유닛(13)과 일체로 구성되어도 좋다. 또한, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 좌 및 우의 2개의 디스크 브레이크(31)를 제어하도록 구성되어 있으나, 좌, 우의 디스크 브레이크(31)마다 설치되어도 좋다. 이 경우에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 디스크 브레이크(31)와 일체적으로 설치되어도 좋다.
다음으로, 좌, 우의 후륜(3)용으로 설치되는 전동 주차 브레이크 기능을 가진 디스크 브레이크(31)의 구성에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2에서는, 좌측의 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)와 우측의 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31) 중 한쪽만을 나타내고 있다.
차량의 좌, 우에 각각 설치된 한 쌍의 디스크 브레이크(31)는, 전동식의 주차 브레이크 기능을 가진 액압식의 디스크 브레이크이다. 즉, 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크 요구 신호[예컨대, 주차 브레이크 스위치(19)로부터의 ON 신호, 또는 주차 브레이크의 전술한 작동 판단 로직에 기초한 작동 지령]에 따라, 전동 액추에이터(43)에 의해 차량의 제동의 유지가 가능하고, 브레이크 페달(6)의 조작에 따라, 액압원인 마스터 실린더(8)[및/또는 ESC(11)]로부터의 액압 공급에 의해 차량의 제동이 가능한 브레이크 장치이다.
디스크 브레이크(31)는, 차량의 후륜(3)측의 비회전 부분에 부착되는 부착 부재(32)와, 마찰 부재로서의, 이너측 및 아우터측의 브레이크 패드(33)와, 전동 액추에이터(43)가 설치된 캘리퍼(34)를 구비한다.
부착 부재(32)는, 디스크 로터(4)의 외주에 걸쳐지도록 디스크 로터(4)의 축 방향(즉, 디스크축 방향)으로 연장되고 디스크 둘레 방향에 있어서 서로 이격된 한 쌍의 아암부(도시하지 않음)를 구비한다. 부착 부재(32)는, 또한 각 아암부의 기단측을 일체적으로 연결하도록 설치되고 디스크 로터(4)보다도 이너측의 위치에서 차량의 비회전 부분에 고정되는 두꺼운 지지부(32A)를 구비한다. 또한, 부착 부재(32)는, 디스크 로터(4)보다도 아우터측의 위치에서 상기 각 아암부의 선단측을 서로 연결하는 보강빔(32B)과 일체로 형성되어 있다.
이에 따라, 부착 부재(32)의 각 아암부는, 디스크 로터(4)보다도 이너측에서 지지부(32A)에 의해 일체적으로 연결되고, 아우터측에서 보강빔(32B)에 의해 일체적으로 연결되어 있다. 이너측 및 아우터측의 브레이크 패드(33)는, 차량의 차륜[구체적으로는 후륜(3)]과 함께 회전하는 디스크 로터(4)의 양면에 접촉 가능하게 배치되고, 부착 부재(32)의 상기 각 아암부에 의해 디스크 축선 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 이너측 및 아우터측의 브레이크 패드(33)는, 캘리퍼(34)[캘리퍼 본체(35) 및 피스톤(39)]에 의해 디스크 로터(4)의 양면에 압박된다.
부착 부재(32)에는, 디스크 로터(4)에 디스크 축선 방향으로 걸쳐지도록 캘리퍼(34)가 배치되어 있다. 캘리퍼(34)는, 부착 부재(32)의 상기 각 아암부에 대하여 디스크 로터(4)의 축선 방향을 따라 이동 가능하게 지지된 캘리퍼 본체(35)와, 이 캘리퍼 본체(35) 내에 설치된 피스톤(39)을 구비한다. 캘리퍼(34)에는, 회전 직동 변환 기구(40)와 전동 액추에이터(43)가 설치되어 있다. 캘리퍼(34)는, 브레이크 페달(6)의 조작에 기초하여 발생하는 액압에 의해 작동하는 피스톤(39)을 이용해서 브레이크 패드(33)를 압박(추진)한다.
캘리퍼 본체(35)는, 실린더부(36)와 브리지부(37)와 클로부(38)를 구비한다. 실린더부(36)는, 축선 방향의 일측이 격벽부(36A)에 의해 폐색되고, 디스크 로터(4)에 대향하는 타측이 개구된 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 브리지부(37)는, 디스크 로터(4)에 디스크 축선 방향으로 걸쳐지도록 실린더부(36)로부터 디스크 축선 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 클로부(38)는, 실린더부(36)와 반대측에 있어서 브리지부(37)로부터 직경 방향 내측을 향해 연장되도록 배치되어 있다. 캘리퍼 본체(35)의 실린더부(36)는, 디스크 로터(4)의 일측(이너측)에 설치되어 이너측의 브레이크 패드(33)를 압박하는 이너 레그부로서 기능하고, 클로부(38)는, 디스크 로터(4)의 타측(아우터측)에 설치되어 아우터측의 브레이크 패드(33)를 압박하는 아우터 레그부로서 기능한다.
캘리퍼 본체(35)의 실린더부(36)에는, 도 1에 나타낸 브레이크측 배관부(12C 또는 12D)를 통해 브레이크 페달(6)의 밟음 조작 등에 따른 액압이 공급된다. 이 실린더부(36)는, 격벽부(36A)와 일체 형성되어 있다. 격벽부(36A)는, 실린더부(36)와 전동 액추에이터(43) 사이에 위치하고 있다. 격벽부(36A)는, 축선 방향의 관통 구멍을 갖고, 격벽부(36A)의 내주측에는, 전동 액추에이터(43)의 출력축(43B)이 회전 가능하게 삽입되어 있다. 캘리퍼 본체(35)의 실린더부(36) 내에는, 압박 부재로서의 피스톤(39)과, 회전 직동 변환 기구(40)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 회전 직동 변환 기구(40)가 피스톤(39) 내에 수용되어 있다. 단, 회전 직동 변환 기구(40)는, 피스톤(39)을 추진하도록 구성되어 있으면 되고, 반드시 피스톤(39) 내에 수용되어 있지 않아도 된다.
피스톤(39)은, 축선 방향의 일측이 개구되어 있고, 이너측의 브레이크 패드(33)에 대면하는, 축선 방향의 타측이 덮개부(39A)에 의해 폐색되어 있다. 이 피스톤(39)은, 실린더(36) 내에 삽입되어 있다. 또한, 회전 직동 변환 기구(40)가 피스톤(39)의 내부에 수용되어 있고, 피스톤(39)은, 회전 직동 변환 기구(40)에 의해 실린더부(36)의 축선 방향으로 추진되도록 구성되어 있다. 회전 직동 변환 기구(40)는, 압박 부재 유지 기구로서 기능한다. 구체적으로는, 회전 직동 변환 기구(40)는, 실린더부(36) 내로의 상기 액압 부가에 의해 발생하는 힘과는 상이한 외력, 즉 전동 액추에이터(43)에 의해 발생되는 힘에 의해 캘리퍼(34)의 피스톤(39)을 추진시키고, 추진된 피스톤을 유지한다. 좌, 우의 후륜(3)용으로 좌, 우의 디스크 브레이크(31)가 각각 설치되기 때문에, 회전 직동 변환 기구(40) 및 전동 액추에이터(43)도, 차량의 좌, 우 각각에 설치된다.
회전 직동 변환 기구(40)는, 사다리꼴 나사 등의 수나사가 형성된 막대 형상체를 갖는 나사 부재(41)와, 사다리꼴 나사에 의해 형성되는 암나사 구멍이 내주측에 형성된 추진 부재로서의 직동 부재(42)를 구비한다. 즉, 회전 직동 변환 기구(40)는, 직동 부재(42)의 내주측에 나사 결합한 나사 부재(41)의 회전 운동을 직동 부재(42)의 직선 운동으로 변환한다. 나사 부재(41)의 회전 운동은, 전동 액추에이터(43)에 의해 제공된다. 직동 부재(42)의 암나사와 나사 부재(41)의 수나사는, 비가역성이 큰 나사(본 실시형태에서는, 사다리꼴 나사)를 이용해서 형성되고, 압박 부재 유지 기구로서의 기능을 실현한다. 이 압박 부재 유지 기구[회전 직동 변환 기구(40)]는, 전동 액추에이터(43)에 대한 급전을 정지한 상태에서도, 직동 부재(42)[즉, 피스톤(39)]를 임의의 위치에서 마찰력(유지력)에 의해 유지하여, 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 한편, 압박 부재 유지 기구는, 전동 액추에이터(43)에 의해 추진된 위치에 피스톤(39)을 유지할 수 있는 임의의 구성이어도 되고, 예컨대 사다리꼴 나사 이외의 비가역성이 큰 나사를 구비하여도 좋다.
직동 부재(42)의 내주측에 나사 결합하여 설치된 나사 부재(41)에는, 축선 방향의 일측에 대직경의 칼라부인 플랜지부(41A)가 설치되어 있다. 나사 부재(41)의 축선 방향의 타측은, 피스톤(39)의 덮개부(39A)를 향해 연장되어 있다. 나사 부재(41)는, 플랜지부(41A)측에 있어서, 전동 액추에이터(43)의 출력축(43B)에 일체적으로 연결되어 있다. 또한, 직동 부재(42)의 외주측에는, 직동 부재(42)를 피스톤(39)에 대하여 회전 금지(상대 회전을 규제)하면서, 직동 부재(42)가 축선 방향으로 상대 이동하는 것을 허용하는 결합 돌출부(42A)가 형성되어 있다.
전동 기구(전동 모터 또는 주차 브레이크용 액추에이터)로서의 전동 액추에이터(43)는, 케이싱(43A) 내에 설치되어 있다. 이 케이싱(43A)은, 격벽부(36A)의 외측 위치에 있어서 캘리퍼 본체(35)의 실린더부(36)에 고정되어 있다. 전동 액추에이터(43)는, 스테이터, 로터 등을 내장하는 공지 기술의 모터와, 상기 모터의 토크를 증폭하는 감속기(모두 도시 생략)를 구비한다. 감속기는, 증폭 후의 회전 토크를 출력하는 출력축(43B)을 갖는다. 출력축(43B)은 실린더부(36)의 격벽부(36A)를 축선 방향으로 관통하여 연장되어 있고, 나사 부재(41)와 일체로 회전하도록, 실린더부(36) 내에 있어서 나사 부재(41)의 플랜지부(41A)측의 단부에 연결되어 있다.
출력축(43B)과 나사 부재(41)의 연결 수단은, 예컨대 축선 방향으로는 이동 가능하지만 회전 방향으로는 회전 금지되도록 구성할 수 있다. 이 경우에는, 예컨대 스플라인 감합이나 다각형 기둥에 의한 감합(비원형 감합) 등의 공지의 기술이 이용된다. 한편, 감속기로서는, 예컨대 유성 기어 감속기나 웜기어 감속기 등이 이용되어도 좋다. 또한, 웜기어 감속기 등, 역작동성이 없는(비가역성의) 공지의 감속기가 이용되는 경우에는, 회전 직동 변환 기구(40)로서, 볼나사나 볼램프 기구 등, 가역성이 있는 공지의 기구를 이용할 수 있다. 이 경우에는, 예컨대 가역성의 회전 직동 변환 기구와 비가역성의 감속기에 의해 압박 부재 유지 기구를 구성할 수 있다.
운전자가 도 1 및 도 2에 나타낸 주차 브레이크 스위치(19)를 조작했을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)로부터 전동 액추에이터(43)(의 모터)에 급전되어, 전동 액추에이터(43)의 출력축(43B)이 회전된다. 이 때문에, 회전 직동 변환 기구(40)의 나사 부재(41)는, 일방향으로 출력축(43B)과 일체로 회전되고, 직동 부재(42)를 통해 피스톤(39)을 디스크 로터(4)측으로 추진(구동)한다. 이에 따라, 디스크 브레이크(31)는, 디스크 로터(4)를 이너측 및 아우터측의 브레이크 패드(33) 사이에서 협지하고, 전동식의 주차 브레이크로서 작동(어플라이)된다.
한편, 주차 브레이크 스위치(19)가 제동 해제측으로 조작되었을 때에는, 전동 액추에이터(43)에 의해 회전 직동 변환 기구(40)의 나사 부재(41)가 타방향(반대 방향)으로 회전 구동된다. 이에 따라, 피스톤(39)은, 직동 부재(42)를 통해 디스크 로터(4)로부터 멀어지는 후퇴 방향으로 구동되고, 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크로서의 작동이 해제(릴리스)된다.
이 경우, 회전 직동 변환 기구(40)에서는, 나사 부재(41)가 직동 부재(42)에 대하여 상대 회전될 때, 피스톤(39) 내에서의 직동 부재(42)의 회전이 규제되어 있기 때문에, 직동 부재(42)는, 나사 부재(41)의 회전 각도에 따라 축선 방향으로 상대 이동한다. 이에 따라, 회전 직동 변환 기구(40)는, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하고, 직동 부재(42)에 의해 피스톤(39)이 추진된다. 또한, 이와 함께, 회전 직동 변환 기구(40)는, 직동 부재(42)를 임의의 위치에서 마찰력에 의해 유지함으로써, 피스톤(39)을, 전동 액추에이터(43)에 의해 추진된 위치에 유지한다.
실린더부(36)의 격벽부(36A)에는, 이 격벽부(36A)와 나사 부재(41)의 플랜지부(41A) 사이에 스러스트 베어링(44)이 설치되어 있다. 이 스러스트 베어링(44)은, 격벽부(36A)와 함께, 나사 부재(41)로부터의 스러스트 하중을 받아, 격벽부(36A)에 대한 나사 부재(41)의 회전을 원활하게 한다. 또한, 실린더부(36)의 격벽부(36A)에는, 이 격벽부(36A)와 전동 액추에이터(43)의 출력축(43B) 사이에 시일 부재(45)가 설치되어 있다. 시일 부재(45)는, 실린더부(36) 내의 브레이크액이 전동 액추에이터(43)측으로 누설되는 것을 저지하도록 양자 사이를 시일하고 있다.
또한, 실린더부(36)의 개구단측에는, 실린더부(36)와 피스톤(39) 사이를 시일하는 탄성 시일로서의 피스톤 시일(46)과, 실린더부(36) 내로의 이물 침입을 방지하는 더스트 부트(dust boot; 47)가 설치되어 있다. 더스트 부트(47)는, 가요성을 가진 주름상자 형상의 시일 부재이며, 실린더부(36)의 개구단과, 피스톤(39)의 덮개부(39A)측의 외주 사이에 부착되어 있다.
전륜(2)용의 디스크 브레이크(5)는, 주차 브레이크 기구를 제외하고, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)와 거의 동일하게 구성되어 있다. 즉, 전륜(2)용의 디스크 브레이크(5)는, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)가 구비하는, 주차 브레이크로서 작동하는 회전 직동 변환 기구(40) 및 전동 액추에이터(43) 등을 구비하고 있지 않다. 디스크 브레이크(5)를 대신하여, 전륜(2)용으로, 전동 주차 브레이크 기능을 가진 디스크 브레이크(31)가 설치되어도 좋다.
본 실시형태에서는, 전동 주차 브레이크 기능을 가진 액압식의 디스크 브레이크(31)를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는, 전술한 디스크 브레이크(31)에 한정되는 것은 아니며, 상용 브레이크로서의 액압 기구와, 주차 브레이크로서의 전동 기구의 2개의 기구에 기초하여 압박력이 가해지는 임의의 브레이크 장치로 할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시형태는, 전동 주차 브레이크 기능을 가진 액압식의 드럼 브레이크 등이어도 좋다.
전술과 같은 구성을 갖는, 본 실시형태에 따른 4륜 자동차의 브레이크 장치의 작동에 대해서 설명한다.
차량의 운전자가 브레이크 페달(6)을 밟음 조작하면, 그 답력이 배력 장치(7)를 통해 마스터 실린더(8)에 전달되고, 마스터 실린더(8)에 의해 브레이크 액압이 발생한다. 마스터 실린더(8) 내에서 발생한 액압은, 실린더측 액압 배관(10A, 10B), ESC(11) 및 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)를 통해 각 디스크 브레이크(5, 31)에 분배되고, 좌, 우의 전륜(2)과 좌, 우의 후륜(3)에 각각 제동력이 부여된다.
후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)에 대해서 설명한다. 캘리퍼(34)의 실린더부(36) 내에 브레이크측 배관부(12C, 12D)를 통해 액압이 공급되고, 실린더부(36) 내의 액압 상승에 따라 피스톤(39)이 이너측의 브레이크 패드(33)를 향해 미끄럼 이동식으로 변위한다. 이에 따라, 피스톤(39)은, 이너측의 브레이크 패드(33)를 디스크 로터(4)의 일측면에 대하여 압박한다. 이때의 반력에 의해, 캘리퍼(34) 전체가 부착 부재(32)의 상기 각 아암부에 대하여 이너측으로 미끄럼 이동식으로 변위한다.
이 결과, 캘리퍼(34)의 아우터 레그부[클로부(38)]는, 아우터측의 브레이크 패드(33)를 디스크 로터(4)에 대하여 압박하도록 동작하고, 디스크 로터(4)는, 한 쌍의 브레이크 패드(33)에 의해 축선 방향의 양측으로부터 협지된다. 그에 따라, 액압에 기초한 제동력이 발생된다. 한편, 브레이크 페달(6)에 의한 브레이크 조작이 해제되었을 때에는, 실린더부(36) 내로의 액압 공급이 정지됨으로써, 피스톤(39)이 피스톤 시일(46)의 탄성 변형의 복원력에 의해 실린더부(36) 내로 후퇴하도록 변위한다. 이에 따라, 이너측 및 아우터측의 브레이크 패드(33)가 디스크 로터(4)로부터 각각 이격되고, 차량은 비제동 상태로 되돌아간다.
다음으로, 차량의 운전자가 주차 브레이크를 작동(어플라이)시키기 위해서 주차 브레이크 스위치(19)를 조작했을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)로부터 디스크 브레이크(31)의 전동 액추에이터(43)에 급전이 행해지고, 전동 액추에이터(43)의 출력축(43B)이 회전 구동된다. 전동 주차 브레이크를 갖는 디스크 브레이크(31)는, 전동 액추에이터(43)의 회전 운동을 회전 직동 변환 기구(40)의 나사 부재(41)를 통해 직동 부재(42)의 직선 운동으로 변환하고, 직동 부재(42)를 축선 방향으로 이동시켜 피스톤(39)을 추진한다. 이에 따라, 한 쌍의 브레이크 패드(33)가 디스크 로터(4)의 양면에 대하여 압박된다.
이때, 직동 부재(42)는, 나사 부재(41)와의 사이에 발생하는 마찰력(유지력)에 의해 제동 상태로 유지되고, 후륜(3)용의 디스크 브레이크(31)는, 주차 브레이크로서 작동된다. 즉, 전동 액추에이터(43)에의 급전을 정지한 후에도, 직동 부재(42)의 암나사와 나사 부재(41)의 수나사에 의해, 직동 부재(42)[나아가서는, 피스톤(39)]는 제동 위치에 유지될 수 있다.
한편, 운전자가 주차 브레이크를 해제(릴리스)하기 위해서 주차 브레이크 스위치(19)를 제동 해제측으로 조작했을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)로부터 전동 액추에이터(43)에 대하여 모터가 역회전하도록 급전되고, 전동 액추에이터(43)의 출력축(43B)은, 주차 브레이크의 작동시와 반대 방향으로 회전된다. 이때, 나사 부재(41)와 직동 부재(42)에 의한 제동력의 유지가 해제되고, 회전 직동 변환 기구(40)는, 전동 액추에이터(43)의 역회전의 양에 대응한 이동량으로 직동 부재(42)를 되돌림 방향으로, 즉 실린더부(36) 내로 이동시켜, 주차 브레이크[디스크 브레이크(31)]의 제동력을 해제한다.
전동 액추에이터(43)에 의한 제동을 행할 때(주차 브레이크를 작동시킬 때)에, 운전자에 의해 브레이크 페달(6)이 밟혀지고 있으면, 또는 ESC(11)로부터의 액압 공급이 행해지고 있으면, 피스톤(39)에 액압이 가해진 상태에서, 전동 액추에이터(43)의 구동이 행해진다. 이 경우, 피스톤(39)에 액압이 가해지고 있지 않을 때와 동일한 조건으로, 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지하면, 주차 브레이크의 제동력이 과대해질 우려가 있다.
이 문제를 해결하는 방법의 하나는, 전술한 일본 특허 공개 제2010-76479호 공보에 기재된 구성과 같이, 전동 모터(전동 액추에이터)에 의한 제동이 개시될 때의 마스터 실린더압(M/C압)에 따라, 목표 전류값을 보정하는 것이다. 단, 일본 특허 공개 제2010-76479호 공보의 주차 브레이크 제어 장치는, 목표 전류값의 보정을, 전동 모터에 의한 제동이 개시될 때의 한번밖에 행하지 않는다. 이 때문에, 이 보정이 행해진 후, 전류값이 그 보정된 목표 전류값에 도달하기 전에, 피스톤에 가해지는 액압이 내려간 경우에는, 주차 브레이크의 제동력이 주차를 유지하기 위해서 필요한 힘보다도 작아질 우려가 있다. 한편, 목표 전류값의 보정이 행해진 후, 전류값이 그 보정된 목표 전류값에 도달하기 전에, 피스톤에 가해지는 액압이 올라간 경우에는, 주차 브레이크의 제동력이 과대해질 우려가 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 주차 브레이크 요구 신호에 기초하여 전동 액추에이터(43)를 구동하기 시작한 후, 캘리퍼(34) 내의 액압 P의 변화에 따라, 목표 압박력(목표 전류값 A1)을 변화시키는 제어를 행한다. 캘리퍼(34) 내의 액압 P의 변화는, W/C 액압 PW/C, M/C 액압 PM/C 또는 액압 P를 추정할 수 있는 정보 S에 기초하여 결정된다. 이하, 주차 브레이크를 작동(어플라이)시킬 때에 주차 브레이크 제어 장치(20)에 의해 행해지는 제어 처리에 대해서, 도 3 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 한편, 이하의 설명은, 주차 브레이크를 걸기 위한 동작, 즉 전동 액추에이터(43)를 구동하여 회전 직동 변환 기구(40)에 의해 피스톤(39)을 추진시키고 추진한 피스톤(39)을 유지하기 위한 동작을 「어플라이」라고 한다. 또한, 도 3 내지 도 5의 처리는, 주차 브레이크 제어 장치(20)에 통전하고 있는 동안, 소정 시간마다(소정의 샘플링 주파수로) 반복해서 실행된다.
도 3의 처리 동작이 스타트되면, 단계 1에서는, 어플라이 작동 중 플래그가 ON인지의 여부가 판정된다. 이 단계 1에서 「NO」, 즉 어플라이 작동 상태(어플라이 작동 중)가 아니라고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 2로 진행된다. 한편, 단계 1에서, 「YES」, 즉 어플라이 작동 상태(어플라이 작동 중)라고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 6으로 진행된다.
단계 2에서는, 주차 브레이크 스위치(19) 등으로부터의 어플라이 지시, 즉 주차 브레이크 요구 신호가 입력되어 있는지의 여부가 판정된다. 이 단계 2에서 「NO」, 즉 어플라이 지시가 없다고 판정된 경우에는, 제어 처리는 리턴을 통해 스타트로 되돌아간다. 이 경우에는, 제어 처리는, 소정 시간 후에 스타트로부터 단계 1로 진행된다. 한편, 단계 2에서 「YES」, 즉 어플라이 지시가 입력되어 있다고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 3으로 진행된다.
단계 3에서는, 단계 2에서의 YES 판정에 기초하여, 어플라이 작동 중 플래그가 ON으로 세팅된다. 이어지는 단계 4, 단계 5에서는, 직동 부재(42)[피스톤(39)]가 디스크 로터(4)에 접근하는 방향(어플라이 방향)으로, 좌, 우의 후륜(3)의 각 전동 액추에이터(43)가 각각 구동된다. 한편, 이하의 설명에서는, 편의상, 좌측 후륜(RL)(3)용의 전동 액추에이터(43)의 모터를 LH 모터, 우측 후륜(RR)(3)용의 전동 액추에이터(43)의 모터를 RH 모터라고 한다.
단계 6에서는, LH 완료 플래그가 ON인지의 여부가 판정된다. 이 단계 6에서 「YES」, 즉 LH 완료 플래그가 ON이라고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 8로 진행된다. 한편, 단계 6에서 「NO」, 즉 LH 완료 플래그가 OFF라고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 7로 진행된다. 단계 7에서는, 도 4에 나타낸 어플라이 완료 처리가 LH 모터에 대하여 실행된다.
단계 8에서는, RH 완료 플래그가 ON인지의 여부가 판정된다. 이 단계 8에서 「YES」, 즉 RH 완료 플래그가 ON이라고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 10으로 진행된다. 한편, 단계 8에서 「NO」, 즉 RH 완료 플래그가 OFF라고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 9로 진행된다. 단계 9에서는, 도 4에 나타낸 어플라이 완료 처리가 RH 모터에 대하여 실행된다.
단계 10에서는, LH 완료 플래그가 ON이고, 또한 RH 완료 플래그가 ON인지의 여부가 판정된다. 단계 10에서 「YES」, 즉 LH 완료 플래그와 RH 완료 플래그의 양 플래그가 ON이라고 판정된 경우에는, 제어 처리는 단계 11로 진행된다. 단계 11에서는, 각 타이머(LH 타이머, RH 타이머) 및 각 플래그(어플라이 작동 중 플래그, LH 완료 플래그, RH 완료 플래그)가 클리어된다. 즉, 각 타이머가 0으로 세팅되고 각 플래그가 OFF로 세팅된다. 단계 11이 완료되면, 제어 처리는 리턴을 통해 스타트로 되돌아간다.
한편, 단계 10에서 「NO」, 즉 LH 완료 플래그와 RH 완료 플래그 중 하나 또는 양방이 OFF라고 판정된 경우에는, 제어 처리는, 단계 11을 통하지 않고, 리턴을 통해 스타트로 되돌아간다. 그리고, LH 완료 플래그와 RH 완료 플래그의 양방이 ON이 될 때까지, 소정 시간마다 단계 10의 판정 처리가 실행된다.
다음으로, 단계 7 및 단계 9의 어플라이 완료 처리에 대해서 설명한다. 한편, 전술한 바와 같이, LH 모터 및 RH 모터의 각각에 대하여 동일한 처리가 행해지기 때문에, 여기서는 도 4를 참조하면서, LH 모터에서의 처리에 대해서 설명한다.
도 4의 어플라이 완료 처리가 스타트되면, 단계 21에서는, LH 타이머(RH 모터에서는 RH 타이머)의 카운트업이 개시된다. 이어지는 단계 22에서는, LH 타이머에 의해 카운트업이 개시되고 나서, 즉 전동 액추에이터(43)의 구동이 개시되고 나서 소정 시간 T1을 경과했는지(LH 타이머가 소정 시간 T1 이상인지)의 여부가 판정된다. 단계 22에서 「NO」, 즉 LH 타이머가 소정 시간 T1에 도달하지 않았다고 판정된 경우에는, 처리는 리턴을 통해 도 3의 단계 8(RH 모터이면 단계 10)로 진행된다. 한편, 단계 22에서 「YES」, 즉 LH 타이머가 소정 시간 T1에 도달했다고 판정된 경우에는, 처리는 단계 23으로 진행된다. 여기서, 소정 시간 T1은, LH 모터[우측 후륜(3)에서는 RH 모터]에의 통전 직후에 발생하는 돌입 전류가, 소정값(하한값) Amin 이하가 되기까지의 시간보다 길어지도록 설정되어 있다. 이와 같이, 전동 액추에이터(43)의 구동을 개시하고 나서 소정 시간 T1의 경과를 판정함으로써, 돌입 전류에 기인하여 전류 임계값에 기초한 판정이 오판정되는 것을 방지할 수 있다.
단계 23에서는, 도 5에 나타낸 P정보 취득 처리가 LH 모터에 대하여 실행되고, 처리가 단계 24로 진행된다. 단계 24에서는, 취득된 액압 P를 이용해서 목표 전류값인 소정값 A1이, 도 6에 실선으로 나타낸 특성 51에 기초하여 설정된다.
캘리퍼(34) 내에 액압 P가 가해지고 있는 경우에 있어서의, 캘리퍼(34)의 압박력에 대해서 설명한다. 디스크 로터(4)를 사이에 두는 브레이크 패드(33)의 압박력 F는, 액압 P에 의해 피스톤(39)이 전진함에 따른 하중(액압분)과, 전동 액추에이터(43)에 의해 직동 부재(42)가 전진함에 따른 하중(전동 액추에이터분)의 합계가 된다[도 8의 시간축의 a8 시점으로부터 a9 시점에 있어서의 「패드에 가해지는 압박력 F」 참조].
이 경우, 캘리퍼(34)의 압박력은, 브레이크 패드(33)에 대해서 뿐만 아니라, 브리지부(37), 클로부(38) 등에 대해서도, 액압분 및 전동 액추에이터분의 양방에 의한 하중이 가해진다. 한편, 회전 직동 변환 기구(40)에는, 전동 액추에이터분의 하중밖에 가해지지 않는다.
다음으로, 캘리퍼(34) 내의 액압 P가 해제되면, 액압분과 전동 액추에이터분의 양방의 하중에 의해 변위(변형)되어 있던 부위[브레이크 패드(33), 브리지부(37), 클로부(38) 등]에 작용하는 하중과, 전동 액추에이터분의 하중만에 의해 변위되어 있던 부위[회전 직동 변환 기구(40)]에 작용하는 하중이 균형을 이룰 때까지, 이들 부위의 각각이 변위된다. 즉, 브레이크 패드(33)에 가해지는 하중은, 캘리퍼(34) 내의 액압 P의 해제 전보다 감소하지만, 회전 직동 변환 기구(40)에 가해지는 하중은 증대한다. 따라서, 어플라이 작동할 때에 캘리퍼(34) 내에 액압 P가 가해지고 있으면, 브레이크 패드(33)에 가해지는 압박력 F는, 전동 액추에이터(43)만에 의해 발생하는 압박력보다도 커진다(도 8의 시간축의 a9 시점에서의 압박력 F와 a10 시점에서의 압박력 F 참조).
이에 따라, 액압 P와 목표 전류값인 소정값 A1의 관계는, 목표 압박력을 일정하게 설정하는 경우, 이상적(정적)으로는, 도 6에 점선으로 나타낸 특성 52와 같이, P=0 또한 A1=Amax인 점 53과, P=P1 또한 A1=0인 점 54를 지나는 직선으로 하면 된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 특성 51과 같이, 액압 P가 0으로부터 P0에 이르기까지의 범위에서는 일정적으로 A1=Amax가 되고, 액압 P가 P0 이상인 범위에서는 특성선 52와 평행해지도록, 소정값 A1이 설정된다. 이와 같이, 소정값 A1이 오프셋 P0을 가짐으로써, 액압 P의 각종 동적 지연[액압 P를 검출하는 압력 센서의 응답성에 기인하는 검출 지연, 차량 데이터 버스(16)에 의한 통신 지연, 예컨대 ESC(11)의 컨트롤 유닛(13), 주차 브레이크 제어 장치(20) 등의 액압 P의 추정을 행하는 전자 기기의 계산 지연]이 보상된 목표 압박력을 얻을 수 있다. 반대로 말하면, 오프셋 P0은, 액압 P의 지연(검출 신호의 지연, 산출의 지연)에 상당하도록 설정될 수 있다. 환언하면, 특성 51은, 특성 52에 대하여, 액압 P가 지연에 상당하는 압박력분을 가산함으로써 설정되고, 이 특성 51에 기초하여 목표 압박력(목표 전류값 A1)이 변경된다.
또한, 목표 전류값(소정값) A1을 구하기 위한 특성 51에는, 하한값 Amin이 설정되어 있다. 이 하한값 Amin, 즉 목표 전류값 A1의 최소값은, LH 모터[우측 후륜(3)에서는 RH 모터]가, 부하가 가해지고 있지 않은 상태에서 구동되고 있을 때의 전류값(도 8의 「전동 액추에이터의 전류」의 A2)보다도 큰 값으로 되어 있다. 이에 따라, 직동 부재(42)가 피스톤(39)에 접촉할 때까지 반드시 직동 부재(42)를 추진(작동)시킬 수 있다. 한편, 목표 압박력(목표 전류값 A1)은, 예컨대 주차하는 노면의 경사에 따라 변경되어도 좋다. 예컨대, 목표 압박력은, 노면의 경사가 작을수록 작아지도록 변경되어도 좋다. 이 경우에는, 그 경사에 따라, Amax 및 P1을 보정할 수 있다.
이어지는 단계 25에서는, 전동 액추에이터의 전류값 IM[좌측 후륜(3)에서는 LH 모터의 전류값 IML, 우측 후륜(3)에서는 RH 모터의 전류값 IMR]이 취득된다. 이 전류값 IM(IM 정보)은, 주차 브레이크 제어 장치(20)의 전류 센서(도시하지 않음)에 의해 검출할 수 있다. 그리고, 단계 26에서는, 주차 브레이크 제어 장치(20)에서 검출되는 전류값 IM(IML, IMR)이, 소정 시간 T2 동안, 소정값 A1 이상이 계속되었는지가 판정된다. 단계 26에서 「NO」, 즉 전류값 IM이 소정 시간 T2 동안, 소정값 A1 이상 계속되지 않았다고 판정된 경우에는, 처리는, 도 4의 리턴을 통해 도 3의 단계 8(LH 모터의 경우) 또는 단계 10(RH 모터의 경우)으로 진행된다. 한편, 단계 26에서 「YES」, 즉 전류값 IM이 소정 시간 T2 동안, 소정값 A1 이상이 계속되었다고 판정된 경우에는, 처리는 단계 27로 진행되고, 전동 액추에이터[좌측 후륜(3)에서는 LH 모터, 우측 후륜(3)에서는 RH 모터]가 정지된다. 그리고, 단계 28에서 완료 플래그[좌측 후륜(3)에서는 LH 완료 플래그, 우측 후륜(3)에서는 RH 완료 플래그]가 ON으로 설정되고, 처리는 도 4의 리턴을 통해 도 3의 단계 8(LH 모터의 경우) 또는 단계 10(RH 모터의 경우)으로 진행된다.
다음으로, 단계 23의 P정보 취득 처리에 대해서 설명한다. LH 모터 및 RH 모터의 각각에 대하여 동일한 처리가 행해지기 때문에, 여기서는 도 5를 참조하면서, LH 모터에서의 처리에 대해서 설명한다.
도 5에 나타낸 P정보 취득 처리가 스타트되면, 단계 31에서는, 차량 데이터 버스(16)로부터 취득할 수 있는, 좌측 후륜(3)의 브레이크측 배관부(12D)[우측 후륜(3)에서는 12C]의 배관 내 압력, 즉 W/C 압력 센서(17)의 W/C 액압 PW/C의 정보가 정상인지의 여부가 판정된다. 단계 31에서 「NO」라고 판정된 경우, 즉 예컨대, W/C 압력 센서(17)의 상태 불량, 단선 등에 의해, 이상을 나타내는 값(미리 정해진 범위로부터 일탈한 값)이 W/C 액압 PW/C 정보로서 취득된 경우에는, 처리는 단계 33으로 진행된다. 한편, 단계 31에서 「YES」, 즉 W/C 액압 PW/C 정보가 정상이라고 판정된 경우에는, 단계 32에서, 취득한 W/C 액압 PW/C가 액압 P로서 입력되고, 처리는 도 5의 리턴을 통해 도 4의 단계 24로 진행된다.
다음으로, 단계 33에서는, 차량 데이터 버스(16)로부터 취득할 수 있는, 실린더측 액압 배관(10A, 10B)의 한쪽 또는 양방의 배관 내 압력, 즉 M/C 압력 센서(18)의 M/C 액압 PM/C의 정보가 정상인지의 여부가 판정된다. 단계 33에서 「NO」라고 판정된 경우, 즉 예컨대, M/C 압력 센서(18)의 상태 불량, 단선 등에 의해, 이상을 나타내는 값이 M/C 액압 PM/C 정보로서 취득된 경우에는, 처리는 단계 35로 진행된다. 한편, 단계 33에서 「YES」, 즉 M/C 액압 PM/C 정보가 정상이라고 판정된 경우에는, 단계 34에서, 취득한 M/C 액압 PM/C가 액압 P로서 입력되고, 처리는 도 5의 리턴을 통해 도 4의 단계 24로 진행된다. 한편, 이 경우에는, M/C 액압 PM/C와 캘리퍼(34) 내의 액압 P가 1:1의 관계가 되는 경우, 예컨대 ESC(11)가 가동(구동)되어 있지 않은 경우에 대응한다. ESC(11)가 가동되어 있는 경우에는, 예컨대 단계 33의 처리를 생략하고, 처리가 단계 35로 직접 진행되어도 좋다.
단계 35에서는, 차량 데이터 버스(16)로부터 취득할 수 있는, 후술하는 캘리퍼(34) 내의 액압 P를 추정할 수 있는 정보(상태량), 즉 P추정 가능 정보 S가 정상인지의 여부가 판정된다. 단계 35에서 「NO」라고 판정된 경우, 즉 예컨대, 정보 S에 대응하는 상태량을 검출하는 센서의 상태 불량, 단선 등에 의해, 이상을 나타내는 값을 정보 S로서 취득한 경우에는, 처리는 단계 37로 진행된다. 단계 37에서는 P=0이 입력되고, 처리가 도 5의 리턴을 통해 도 4의 단계 24로 진행된다. 한편, 단계 35에서 「YES」, 즉 정보 S가 정상이라고 판정된 경우에는, 단계 36에서 정보 S로부터 추정된 값(추정값)이 액압 P로서 입력되고, 처리가 도 5의 리턴을 통해 도 4의 단계 24로 진행된다.
전술한 단계 37에서는, P=0이 설정되는데, 이에 따라, 각종 센서가 고장난 경우라도, 주차 브레이크에 필요한 압박력을 확보할 수 있다. 단, 차륜 속도가 0 이상인 것, 즉 차량이 움직이기 시작한 것을 검지하는 등에 의해 재차 어플라이 작동하는 기능이 구비되어 있는 경우에는, 액압 P로서, 0이 아니라, P0보다 큰 값이 입력되어도 좋다. 이때, 만약 주차에 필요한 압박력이 얻어지지 않고, 차량이 움직이기 시작한 경우에는, 그것을 검지했을 때에, 최초의 어플라이 작동(또는, 직전의 제어 주기)으로 입력된 값보다도 작은 값을 P로서 입력함으로써, 다음의 어플라이 작동(다음의 제어 주기)에 있어서의 압박력을 증대시킬 수 있다.
또한, 전술한 P정보 추정 가능 정보 S는, 예컨대, 배력 장치(7)에 설치되는 스트로크 센서의 검출량(스트로크량), 또는, 브레이크 페달(6)에 설치되는 브레이크 조작 검출 센서(6A)의 검출량(상기 센서가 스트로크 센서이면 스트로크량, 답력 센서이면 답력)이어도 좋다. 또는, P정보 추정 가능 정보 S는, 배력 장치(7)로서 전동 액추에이터가 이용되는 경우에는, 전동 액추에이터의 전류값 또는 작동량(스트로크)이어도 좋다. 한편, P정보 추정 가능 정보 S와, P정보 추정 가능 정보 S로부터 추정되는 액압 P의 관계는, 도 7에 나타낸 특성 55와 같이, 단조 증가하도록 설정되어도 좋다. 반대로 말하면, 액압 P에 대하여 단조 증가하는 상태량(물리량)이, P추정 가능 정보 S로서 사용되어도 좋다.
본 실시형태에서는, W/C 액압 PW/C 정보가 차량 데이터 버스(16)로부터 취득 가능한 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 취득 가능하지 않은 경우에는, 도 5의 P정보 취득 처리는, 단계 33의 M/C 액압 PM/C 정보의 판정으로부터 개시되어도 좋다. 또한, 액압 P로서 M/C 액압 PM/C 정보가 이용되는 경우에는, M/C 압력 센서(18)의 하류측에 있는 ESC(11)가 비가동 중(비제어 중)이면, 취득되는 M/C 액압 PM/C 정보가 액압 P로서 그대로 이용되어도 좋다. 그러나, ESC(11)는, 예컨대 언덕길 발진 보조 제어와 같이, ESC(11) 내의 전자 밸브(도시하지 않음)를 닫아 브레이크측 배관부(12A, 12B, 12C, 12D)의 배관 내 액압을 유지함으로써, 마스터 실린더(8)의 액압이 0이 되어도 주차를 유지하는 제어를 행하는 경우도 있다. 이 경우에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, ESC(11)가 제어 중인 것을 차량 데이터 버스(16) 경유로의 통신에 의해 인식하고, 그 제어 중에 검출한 M/C 액압 PM/C의 피크값을 액압 P로서 입력해도 좋다. 나아가서는, ESC(11)가, 소정의 최대값(Pmax) 이상의 액압을 유지하지 않는 제어를 행하는 경우에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, M/C 액압 PM/C와 Pmax를 비교하고, M/C 액압 PM/C가 Pmax보다도 작은 경우에, 액압 P=M/C 액압 PM/C를 만족시키도록 액압 P를 설정하며, M/C 액압 PM/C가 Pmax 이상인 경우에, 액압 P=Pmax를 만족시키도록 액압 P를 설정해도 좋다.
어느 쪽이든, ESC(11)가 제어 중인 경우에는, M/C 압력 센서(18) 이외의, ESC(11)에 있어서의 가동 상태를 검출하는 검출 수단, 예컨대 ESC(11) 내의 압력 센서, ESC(11) 내의 전자 밸브의 개폐 상황을 검출하는 센서 등의 검출값에 기초하여, 액압 P를 검출 또는 추정할 수 있다. 또한, ESC(11)가 제어 중인 경우에는, M/C 압력 센서(18)의 검출이 무효로 되고, M/C 압력 센서(18) 이외의 센서인 W/C 압력 센서(17)의 검출 결과가 이용되어도 좋다.
다음으로, 주차 브레이크 제어 장치(20)에 의해 도 3 내지 도 5에 나타낸 처리를 행했을 때의 타임차트를, 도 8을 이용하여 설명한다. 한편, LH 모터와 RH 모터는 동일한 내용의 제어 처리를 행하기 때문에, 여기서는, LH 모터를 예로 들어 설명한다. 도 8은, 주차 브레이크 스위치(19)의 조작(SW)과, 브레이크 패드(33)에 가해지는 압박력 F와, 전동 액추에이터(43)의 전류 IM과, 캘리퍼(34)에 가해지는 액압 P에 대응하는 W/C압(W/C 액압 PW/C)의 각각의 시간 변화를 나타내고 있다. 한편, 도 8에서는, 소정값 A1은, 목표 압박력 F1 이상의 압박력 F가 얻어지도록 설정되어 있는 것으로 한다.
시간축의 a1의 시점에서는, 주차 브레이크 스위치(19)에 의한 어플라이 지시(APL)는 입력되어 있지 않고, 전동 액추에이터(43), 즉 LH 모터는 정지하고 있으며, 전류 IM(IML)은 0이다. 시간축의 a2 시점에 있어서, 주차 브레이크 스위치(19)에 의한 어플라이 지령이 입력되면(단계 2에서 YES라고 판정됨), 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 직동 부재(42)가 디스크 로터(4)에 접근하는 방향으로 이동하도록, 전동 액추에이터(43)(LH 모터)에 통전을 개시한다(단계 4). 이때, 전동 액추에이터(43)(LH 모터)는, 정지 상태로부터 구동 상태로 이행하기 때문에, 순간적으로 큰 돌입 전류(A0)가 발생한다. 전류 IM은, 그 후 저하되어 일정해진다. 이 돌입 전류(A0)에 의한 오판정을 피하기 위해서, 시간축 a2 시점으로부터 a3 시점에 이르는 소정 시간 T1 동안에는, 전류 IM을 이용한 판정은 행해지지 않는다(단계 22).
소정 시간 T1의 경과 후, 소정값 A1과 LH 모터의 전류 IM의 비교에 의한 판정이 개시된다(단계 26). 여기서, 시간축의 a4 시점에서, 운전자에 의한 브레이크 페달(6)의 조작에 의해, W/C 액압 PW/C가 상승하기 시작한다고 가정한다. 그리고, 시간축의 a5 시점에서, W/C 액압 PW/C가 P0을 넘으면, 도 6에 따라, 목표 전류값(소정값) A1이 작아지도록 보정된다(단계 24). 이때, 브레이크 패드(33)에는, 액압에 의한 압박력만이 가해지고 있고, 전동 액추에이터에 의한 압박력은 가해지고 있지 않다.
한편, LH 모터의 구동에 의해 직동 부재(42)가 피스톤(39)에 접촉하고, 회전 직동 변환 기구(40)에 의해 추력이 발생하면, LH 모터의 전류 IM이 점차로 상승을 개시한다(시간축의 a6 시점). 이때, 브레이크 패드(33)에 가해지는 압박력 F는, 액압분과 전동 액추에이터분의 합계가 된다. 그리고, 시간축의 a7 시점에서, 전류 IM이 목표 전류값(소정값) A1 이상이 되고, 시간축의 a8 시점에서, 전류 IM이 목표 전류값 A1 이상인 시간이 소정 시간 T2에 도달하면, a8 시점에서 LH 모터에의 통전이 정지되고(단계 27), 좌측 후륜(3)(RL)용의 전동 액추에이터(43)가 어플라이 완료가 된다. 이때, W/C 액압 PW/C는 P0보다 크기 때문에, 목표 전류값(소정값) A1은 Amax보다 작은 값이 된다(도 6 참조). 결과로서, 전동 액추에이터(43)에 의한 압박력은, 목표 압박력 F1 미만이 된다.
그 후, 운전자에 의한 브레이크 페달(6)의 조작에 의해, 시간축의 a9 시점으로부터 W/C 액압 PW/C가 감소하고, a10 시점에서 0이 되면, 액압분의 하중은 0이 되지만, 전동 액추에이터분, 즉 회전 직동 변환 기구(40)에 가해지는 하중은, 전술한 바와 같이 증가한다. 이에 따라, 시간축 a10 시점에 있어서, 브레이크 패드(33)에 가해지는 압박력 F는, 목표 압박력 F1 이상이 된다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 운전자의 페달 조작에 대응하여, 주차 브레이크에 의한 제동력의 과부족을 억제할 수 있다.
즉, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 전동 액추에이터(43)(LH 모터, RH 모터)를 구동하기 시작한 후, 디스크 브레이크(31)의 캘리퍼(34) 내의 액압 P(W/C 액압 PW/C, M/C 액압 PM/C, 액압 P를 추정할 수 있는 정보 S)가 변화하면, 그 액압 P의 변화에 따라 목표 압박력에 대응하는 목표 전류값 A1을 변화시킨다. 환언하면, 한번의 전동 액추에이터(43)의 작동 중[즉, 전동 액추에이터(43)에의 통전이 개시되고 나서 정지되기까지의 기간]에 있어서, 액압 P에 따라 목표 전류값 A1(즉, 목표 압박력)이 변동한다(도 8의 시간축의 a2 시점으로부터 a8 시점 참조). 예컨대, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 전동 액추에이터(43)를 구동하기 시작하고 나서, 전동 액추에이터(43)의 전류값이 목표 전류값 A1이 되기까지의 사이에, 액압 P가 커지면, 그 변화에 따라 목표 전류값 A1을 작게 설정한다. 한편, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 액압 P가 작아지면, 그 변화에 따라 목표 전류값 A1을 크게 설정한다. 이에 따라, 전동 액추에이터(43)의 구동 중에 액압 P가 변화하는 경우라도, 전동 액추에이터(43)는, 그 액압 P의 변화에 따른 목표 전류값 A1이 얻어진 상태에서, 그 구동을 종료시킬(제동 유지 상태로 할) 수 있다. 이 때문에, 주차 브레이크에 의한 제동력의 과부족을 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 액압 P의 변화를, 캘리퍼(34)[실린더부(36)] 내부의 액압을 검출하는 W/C 압력 센서(17)의 신호에 의해 산출한다. 이 때문에, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 캘리퍼(34)의 액압 P에 직접적으로 대응하는 휠 실린더압(W/C압), 즉 W/C 액압 PW/C의 변화에 따라, 목표 전류값 A1을 변화시킬 수 있고, 그 결과 이 목표 전류값 A1을 액압 P에 따른 적절한 값으로 설정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 액압 P의 변화를, 캘리퍼(34)[실린더부(36)]에 공급되는 액압을 검출하는 M/C 압력 센서(18)로부터의 신호에 의해 산출할 수도 있다. 이 때문에, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 캘리퍼(34)의 액압 P에 직접적 내지 간접적으로 대응하는 마스터 실린더압(M/C압), 즉 M/C 액압 PM/C의 변화에 따라, 목표 전류값 A1을 변화시킬 수 있고, 그 결과 이 목표 전류값 A1을 액압 P에 따른 적절한 값으로 설정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 디스크 브레이크(31)와 마스터 실린더(8) 사이에, 브레이크 페달(6)의 조작량에 따르지 않는 양태에서도 디스크 브레이크(31)[캘리퍼(34) 내]에 액압을 공급할 수 있도록 구성된 ESC(11)가 배치되어 있다. 그리고, ESC(11)의 작동 중에 전동 액추에이터(43)(LH 모터, RH 모터)가 구동하기 시작했을 때에는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, M/C 압력 센서(18) 이외의, ESC(11)에 있어서의 가동 상태를 검출하는 검출 수단[예컨대, ESC(11) 내의 압력 센서, ESC(11) 내의 전자 밸브의 개폐 상황을 검출하는 센서 등]의 검출값에 기초하여, 액압 P를 검출 또는 추정할 수 있도록 구성되어 있다. 이 때문에, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 캘리퍼(34)의 액압 P에 영향을 주는 ESC(11)의 가동 상태에 따라, 목표 전류값 A1을 변화시킬 수 있고, 그 결과 이 목표 전류값 A1을 액압 P에 따른 적절한 값으로 설정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 도 6에 특성 51로서 나타낸 바와 같이, 액압 P의 검출 신호의 산출 지연에 상당하는 압박력분을 가산하여 목표 전류값 A1을 변화시키도록 구성되어 있다. 이 때문에, 액압 P의 변화가 검출되고 나서 그 액압 P의 변화에 따른 목표 전류값 A1이 산출될 때까지 시간이 필요해도(지연이 있어도), 주차 브레이크 제어 장치(20)는, 그 시간(지연)에 대응하는 분의 압박력을 미리 목표 전류값 A1에 가산할 수 있다. 이에 따라, 목표 전류값 A1이 산출되기까지의 지연에 따라, 압박력이 작아지는 것을 억제할 수 있다.
실시형태에서는, 전동 기구로서 전동 액추에이터(43)(전동 모터)가 사용되고, 목표 압박력은, 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지하기 위한 전류 임계값이 되는 목표 전류값 A1에 의해 설정된다. 이 때문에, 전동 액추에이터(43)의 전류 IM에 기초하여, 전동 액추에이터(43)의 구동을, 목표 압박력이 얻어지는 상태에서 정밀도 좋게 정지시킬(제동 유지 상태로 할) 수 있다.
실시형태에서는, 목표 전류값 A1은, 액압 P가 작아질수록 큰 값이 되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 액압 P가 작을 때에는, 큰 목표 압박력으로 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지시킬 수 있고, 그 결과 주차 브레이크에 의한 제동력이 부족해지는 것을 억제할 수 있다. 한편, 액압 P가 클 때에는, 작은 목표 압박력으로 전동 액추에이터(43)의 구동을 정지시킬 수 있고, 그 결과 주차 브레이크에 의한 제동력이 과대해지는 것을 억제할 수 있다.
실시형태에 따르면, 목표 전류값 A1의 최소값은, 전동 액추에이터(43)에 부하가 가해지고 있지 않은 상태에서 전동 액추에이터(43)가 구동되고 있을 때의 전류값 A2보다도 큰 값으로 설정되어 있다. 이 때문에, 액압 P가 큰 경우라도, 전동 액추에이터(43)는, 전동 액추에이터(43)에 부하가 가해진 상태[직동 부재(42)가 피스톤(39)에 접촉한 상태]에서 정지된다. 이에 따라, 전동 액추에이터(43)에 부하가 가해지기 전[직동 부재(42)가 피스톤(39)에 접촉하기 전]에 그 구동이 정지되어 제동력이 부족해지는 것을 억제할 수 있다.
한편, 전술한 실시형태에서는, 좌, 우의 후륜용 브레이크에 전동 주차 브레이크를 갖는 디스크 브레이크(31)가 사용된 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 좌, 우의 전륜용 브레이크에 전동 주차 브레이크를 갖는 디스크 브레이크가 사용되어도 좋다. 나아가서는, 4륜 모든 차륜의 브레이크에 전동 주차 브레이크를 갖는 디스크 브레이크를 사용해도 좋다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 상용 브레이크로서의 액압 기구와, 주차 브레이크로서의 전동 기구의 2개의 기구에 기초한 압박력이 가해지는, 전동 주차 브레이크를 갖는 액압식 디스크 브레이크(31)에 대해서 예시적으로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시형태는, 전술한 디스크 브레이크(31)에 한정하지 않고, 상용 브레이크로서의 액압 기구와 주차 브레이크로서의 전동 기구의 2개의 기구에 기초한 압박력이 가해지는 여러 브레이크 장치에 널리 적용할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 실시형태로서의 브레이크 장치는, 디스크와 브레이크 패드의 마찰 결합에 기초하여 제동력이 부여되는 디스크 브레이크식의 브레이크 장치에 한정되지 않고, 드럼과 브레이크슈(brake shoe)의 마찰 결합에 기초하여 제동력이 부여되는 드럼 브레이크식의 브레이크 장치로서 구성되어도 좋다. 또한, 본 발명의 실시형태로서의 브레이크 장치는, 예컨대 브레이크 장치의 주차 브레이크 기구에 부착된 케이블을 전동 기구로 인장함으로써 주차 브레이크를 작동시키는 브레이크 장치로서 구성되어도 좋다.
이상의 실시형태에 따르면, 제어 장치는, 전동 기구를 구동하기 시작한 후, 브레이크 장치의 액압이 변화하면, 그 액압의 변화에 따라 목표 압박력을 변화시킨다. 예컨대, 전동 기구를 구동하기 시작하고 나서 목표 압박력이 얻어지기까지의 사이에, 액압이 커지면, 제어 장치는, 그 변화에 따라 목표 압박력을 작게 설정한다. 한편, 액압이 작아지면, 제어 장치는, 그 변화에 따라 목표 압박력을 크게 설정한다. 이에 따라, 전동 기구의 구동 중에 액압이 변화하는 경우라도, 전동 기구는, 그 액압의 변화에 따른 목표 압박력이 얻어진 상태에서, 그 구동을 종료시킬(제동 유지 상태로 할) 수 있다. 이 때문에, 주차 브레이크에 의한 제동력의 과부족을 억제할 수 있다.
실시형태에 따르면, 제어 장치는, 브레이크 장치의 액압 변화를, 브레이크 장치에 공급되는 액압을 검출하는 마스터 실린더압 검출 수단으로부터의 신호에 의해 산출하도록 구성된다. 이 때문에, 브레이크 장치의 액압에, 상황에 따라 직접적 또는 간접적으로 대응하는 마스터 실린더압(M/C압)의 변화에 따라, 전동 기구의 목표 압박력을 변화시킬 수 있고, 이 목표 압박력을, 브레이크 장치의 액압에 따른 적절한 값으로 설정할 수 있다.
실시형태에 따르면, 제어 장치는, 브레이크 장치의 액압 변화를, 브레이크 장치 내부의 액압을 검출하는 휠 실린더압 검출 수단으로부터의 신호에 의해 산출하도록 구성된다. 이 때문에, 브레이크 장치의 액압에 직접적으로 대응하는 휠 실린더압(W/C압)의 변화에 따라, 전동 기구의 목표 압박력을 변화시킬 수 있고, 이 목표 압박력을, 브레이크 장치의 액압에 따른 적절한 값으로 설정할 수 있다.
실시형태에 따르면, 브레이크 장치와 액압원 사이에, 브레이크 페달의 조작량에 따르지 않는 양태에서도 브레이크 장치에 액압을 공급 가능하게 구성된 액압 제어 기구가 배치된다. 액압 제어 기구의 작동 중에 전동 기구를 구동하기 시작했을 때에는, 제어 장치는, 마스터 실린더압 검출 수단 이외의, 액압 제어 기구에 있어서의 가동 상태를 검출하는 검출 수단의 검출값에 기초하여 브레이크 장치의 액압 변화를 추정하도록 구성된다. 이 때문에, 제어 장치는, 액압 제어 기구의 가동 상태에 따른 적절한 양태로 액압 변화를 파악하고, 파악된 액압 변화에 기초하여 전동 기구의 목표 압박력을 변화시킬 수 있다. 그 결과, 이 목표 압박력을 브레이크 장치의 액압에 따른 적절한 값으로 설정할 수 있다.
실시형태에 따르면, 제어 장치는, 액압을 검출하는 신호의 산출 지연에 상당하는 압박력분을 가산하여 목표 압박력을 변화시키도록 구성된다. 이 때문에, 액압의 변화가 검출되고 나서 그 액압의 변화에 따른 목표 압박력이 산출될 때까지 시간이 필요해도(지연이 있어도), 제어 장치는, 그 시간(지연)에 대응하는 분의 압박력을 미리 목표 압박력에 가산할 수 있다. 이에 따라, 목표 압박력이 산출되기까지의 지연에 따라, 목표 압박력이 작아지는 것을 억제할 수 있다.
실시형태에 따르면, 전동 기구로서 전동 모터가 사용되고, 목표 압박력은, 전동 모터의 구동을 정지하기 위한 전류 임계값에 대응하고 있다. 이 때문에, 전동 모터의 전류의 값(전류값)에 기초하여, 전동 모터의 구동을, 목표 압박력이 얻어지는 상태에서 정밀도 좋게 정지시킬(제동 유지 상태로 할) 수 있다.
실시형태에 따르면, 전류 임계값은, 브레이크 장치의 액압이 작아질수록 큰 값이 되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 브레이크 장치의 액압이 작을 때에는, 큰 목표 압박력으로 전동 모터의 구동을 정지시킬(제동 유지 상태로 할) 수 있고, 그 결과 주차 브레이크에 의한 제동력이 부족해지는 것을 억제할 수 있다. 한편, 브레이크 장치의 액압이 클 때에는, 작은 목표 압박력으로 전동 모터의 구동을 정지시킬(제동 유지 상태로 할) 수 있고, 그 결과 주차 브레이크에 의한 제동력이 과대해지는 것을 억제할 수 있다.
실시형태에 따르면, 전류 임계값은, 전동 모터에 부하가 가해지고 있지 않은 상태에서 전동 모터가 구동되고 있을 때의 전류값보다도 큰 값이 되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 액압이 큰 경우라도, 전동 모터는, 전동 모터에 부하가 가해진 상태에서 정지된다. 이에 따라, 전동 모터에 부하가 가해지기 전에 그 구동이 정지되어 제동력이 부족해지는 것을 억제할 수 있다.

Claims (9)

  1. 브레이크 시스템으로서,
    주차 브레이크 요구 신호에 따라, 전동 기구에 의해 차량의 제동을 유지 가능하게 구성되고, 브레이크 페달의 조작에 따라, 액압원으로부터의 액압 공급에 의해 차량의 제동을 가능하게 구성된 브레이크 장치와,
    상기 주차 브레이크 요구 신호에 따라, 제동 유지 상태에 있어서의 목표 압박력에 대응하는 목표 전류값이 얻어질 때까지 상기 전동 기구를 구동하도록 구성된 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 주차 브레이크 요구 신호에 기초하여 상기 전동 기구를 구동하기 시작한 후 목표 압박력을 얻을 때까지, 상기 브레이크 장치에서의 액압 변화와 상기 전동 기구의 정지 후의 액압 해제에 따른 상기 전동 기구의 하중의 증가분에 따라 상기 목표 전류값을 반복해서 변화시키도록 구성된 것인 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 브레이크 장치에서의 액압 변화를, 상기 브레이크 장치에 공급되는 액압을 검출하기 위한 마스터 실린더압 검출 수단으로부터의 신호에 의해 산출하는 것인 브레이크 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 브레이크 장치에서의 액압 변화를, 상기 브레이크 장치 내부의 액압을 검출하기 위한 휠 실린더압 검출 수단으로부터의 신호에 의해 산출하는 것인 브레이크 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 브레이크 장치와 상기 액압원 사이에, 상기 브레이크 페달의 조작량에 따르지 않는 양태에서 상기 브레이크 장치에 액압을 공급 가능하게 구성된 액압 제어 기구를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 액압 제어 기구의 작동 중에 상기 전동 기구를 구동하기 시작했을 때에는, 상기 마스터 실린더압 검출 수단 이외의, 상기 액압 제어 기구에 있어서의 가동 상태를 검출하는 검출 수단의 검출값에 기초하여 상기 브레이크 장치의 액압 변화를 추정하는 것인 브레이크 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 액압을 검출하는 신호의 산출 지연에 상당하는 압박력분을 가산하여 상기 목표 전류값을 변화시키는 것인 브레이크 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전동 기구는 전동 모터이고,
    상기 목표 전류값은, 상기 전동 모터의 구동을 정지하기 위한 전류 임계값에 대응하는 것인 브레이크 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 목표 전류값은, 상기 브레이크 장치의 액압이 작아질수록 큰 값이 되는 것인 브레이크 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 목표 전류값은, 상기 전동 모터에 부하가 가해지고 있지 않은 상태에서 상기 전동 모터가 구동되고 있을 때의 전류값보다도 큰 값이 되도록 설정되는 것인 브레이크 시스템.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 목표 전류값은, 상기 브레이크 장치의 액압이 제로로부터 정해진 값까지의 범위에 있어서, 정해진 최대값이 되도록 설정되는 것인 브레이크 시스템.
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