JP2006298191A - 駐車ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車ブレーキの制動力の再設定を最適化することができる駐車ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】自動的若しくは手動によって作動し、作動時に目標制動力に応じた押付け力を摩擦部材に作用させる駐車ブレーキ装置であって、ブレーキ構成部品の温度に基づき上記目標制動力を補正する温度補正手段を備えた駐車ブレーキ装置である。そして、自動的に駐車ブレーキが作動した場合には、駐車ブレーキ作動状態での上記温度補正手段の作動を禁止する
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両停止時に自動でも作動可能な駐車ブレーキ装置に関する。

従来の駐車ブレーキ装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、駐車ブレーキが作動中は、車両を停止状態に維持するように、ブレーキ摩擦部材（ブレーキパッド）の押付力（関連値）を所定の目標値になるまで増加させ保持する。
ここで、駐車ブレーキの構成部品（ブレーキディスク、ブレーキパッド等）が高温となる場合には、それら構成部品は膨張する。この膨張時に上記駐車ブレーキを作動させると、その後、前記構成部品の温度が低下することで前記構成部品が収縮し、駐車ブレーキのブレーキ力が低下する可能性がある。これに対し特許文献１に記載の装置では、駐車ブレーキ作動状態にあるときブレーキの温度が低下したら、再度、駐車ブレーキの作動を行う（請求項５〜７参照）。あるいは、ブレーキ温度の増加に応じて、前記の駐車ブレーキの押付力が大きくなるように、目標制動力を変更してブレーキ温度が低下しても車両の停止状態が維持可能としている（請求項１０参照）。
特開２００４−１７５２０３号公報

上記従来例では、車両が停止して駐車ブレーキが一度作動した後でも、ブレーキ温度が高くなると、パッドの押付け力が大きくなるように目標制動力を変更し、その目標制動力となるようにアクチュエータ（モータ等）を駆動して押付け力を再設定するという構成になっている。このため、車両停止時に駐車ブレーキが自動的に作動して車両停止状態を維持する自動駐車ブレーキ機能のように、車両停止後、短時間（ブレーキ温度の低下が微小で車両停止維持に影響ない程度）で車両が発進する場合には、押付け力の増加等の変更は不必要であり、例えば電動で押付け力を発生させる駐車ブレーキ装置であれば、その分だけ電力を不必要に消費してしまうという問題がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、駐車ブレーキの制動力の再設定を最適化することができる駐車ブレーキ装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、自動的若しくは手動によって作動し、作動時に目標制動力に応じた押付け力を摩擦部材に作用させる駐車ブレーキ装置であって、ブレーキ構成部品の温度に基づき上記目標制動力を補正する温度補正手段を備えた駐車ブレーキ装置において、
上記温度補正手段の作動を、車両停止後所定時間経過するまで禁止することを特徴とするものである。

本発明によれば、停止後短時間で車両が発進する場合には、押し付け力の補正のための駐車ブレーキの再作動が不要となり、その分、駐車ブレーキ装置を作動させるために必要なエネルギー消費を抑えることができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は、電動駐車ブレーキ装置の構成を示す図である。
まず構成について説明すると、符号１は左右の後輪５に制動力を作用させる駐車ブレーキユニットであって、この駐車ブレーキユニット１はケーブル２を介してアクチュエータ３に接続し、該アクチュエータ３が作動しケーブル２を引っ張ることで所定の制動力を後輪５に作用させる。該アクチュエータ３は、モータ３ａ及び減速機３ｂを備え、コントローラ４によってその作動が制御される。

上記駐車ブレーキユニット１は、車輪と共に回転する回転体と、上記ケーブルの作動に応じて該回転体に押し付けられて所定の制動力を発生する摩擦部材とを備える。ディスク式のブレーキユニットであれば、上記回転体がディスクであり、摩擦部材がブレーキパッドである。以下の説明では駐車ブレーキユニットは、図３に示す模式図のようなディスク式とする。図３中、符号１ａは車輪と共に回転するディスクであり、符号１ｂは、そのディスク１ａに押し付けられるブレーキパッドを示す。勿論ドラム式であっても良い。
ここで、上記駐車ブレーキユニット１は、駐車ブレーキ専用でも良いし、サービスブレーキと兼用されていても良い。また、図１及び２における、符号６は電源としてのバッテリであり、符号７は、手動で駐車ブレーキを作動させる際の駐車ブレーキレバーを示している。

コントローラ４には、図４に示すように、操作スイッチ１０、イグニッションセンサ１１、アクセルポジションセンサ１２、ブレーキポジションセンサ１３、クラッチポジションセンサ１４、エンジン回転数検出センサ１５、エンジントルク検出センサ１６、シフトポジション検出センサ１７、シート圧センサ１８、Ａ／ＴモードＳＷ１９、ライニング温度センサ２０、荷重センサ２１、勾配センサ２２、車輪速センサ２３、減速機回転センサ２４からの信号が入力される。該コントローラ４は、操作スイッチ１０から自動ブレーキ制御の信号を入力すると作動し、上記各センサからの信号に基づき駐車ブレーキの作動・解除の判定や目標制動力などを演算し、その指令値をアクチュエータ３のモータ３ａに出力する。

コントローラ４は、摩耗量推定部４Ａ、及び駐車ブレーキ制御本体部４Ｂを備える。
摩耗量推定部４Ａは、駐車ブレーキの作動回数、目標制動力とするためのブレーキパッド１ｂの移動量、若しくはパッド１ｂの摩耗に応じたパッド位置の自動調整機構のあるユニットであれば自動調整後のパッド基準位置などに基づき、パッド１ｂの摩耗量を推定し、その推定情報を駐車ブレーキ本体部４Ｂに出力する。

次に、駐車ブレーキ制御本体部４Ｂの処理を、図５を参照しつつ説明する。
この駐車ブレーキ制御本体部４Ｂは、所定サンプリング毎に起動され、まずステップＳ１０にて、手動の駐車ブレーキが作動しているか否かを判定し、手動の駐車ブレーキが作動していると判定するとステップＳ８０に移行し、手動の駐車ブレーキが作動していない場合にはステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、操作スイッチ１０からの信号に基づき自動駐車ブレーキモードか否かを判定し、自動駐車ブレーキモードの場合にはステップＳ３０に移行し、自動駐車ブレーキモードでない場合にはステップＳ１３０に移行する。
ステップＳ３０では、車両が停止して自動的に駐車ブレーキが作動した状態か否かを判定し、作動中と判定した場合にはステップＳ４０に移行し、駐車ブレーキが作動中でない場合にはステップＳ５０に移行する。
ステップＳ４０では、アクセルペダルが踏まれたか否かを判定し、アクセルペダルが踏まれた場合にはステップＳ１３０に移行し、アクセルペダルが踏まれていない場合には、ステップＳ６０に移行する。

ステップＳ５０では、車両停止中か否かを判定し、車両停止中と判定した場合には、ステップＳ６０に移行し、車両停止中でない場合にはステップＳ１３０に移行する。
ステップＳ６０では、イグニッションの状態に基づき、つまり車両の駆動装置であるエンジンが作動状態から停止状態に移行するか否かを判定する。イグニッションがオフと判定した場合にはステップＳ７０に移行し、そうでない場合にはステップＳ９０に移行する。
ステップＳ９０では、補正係数Ｋに無条件で１を代入して、ステップＳ１１０に移行する。ここで、補正係数Ｋは、後述のように補正量に関するゲインである。すなわち、無条件で補正係数Ｋに初期値「０」よりも大きな「１」を設定しておく。

また、ステップＳ６０でイグニッションがオフと判定されてステップＳ７０に移行すると、システム終了フラグｆｅｎｄに１を代入してステップＳ１００に移行する。
一方、ステップＳ１０で手動パーキングが作動若しくは作動中と判定されてステップＳ８０に移行すると、現在の車両全体でのヘッドライト、エアコン、ワイパー、オーディオ、ナビゲーション等の電装品が要求する電力消費量と電源供給量（電源に供給される発電電力）とを比較して、電源供給量の方が大きいと判定した場合にはステップＳ１００に移行し、そうでない場合にはステップＳ９０に移行する。

ステップＳ１００では、温度変化によるブレーキパッド膨張分の補正係数Ｋを演算して、ステップＳ１１０に移行する。
すなわち、ライニング温度センサからの信号に基づきブレーキ温度を取得し、図６に示すようなマップを使用して第１補正係数Ｋ１を演算する。ブレーキ温度が所定の境界温度ＲＴになるまでは第１補正係数Ｋ１＝０であるが、所定の境界温度ＲＴを過ぎると、ブレーキ温度が大きいほど第１補正係数Ｋ１を大きく設定する。

また、摩耗量推定部４Ａからパッド１ｂの摩耗量を取得し、図７に示すマップに基づき第２補正係数Ｋ２を演算する。この第２補正係数Ｋ２は、初期値が「１」であり、摩耗量の増加に応じて小さな値に設定される。
そして、下記式に基づき、上記第１補正係数Ｋ１に、その補正係数である第２補正係数Ｋ２を乗算してパッド摩耗分だけ小さく補正することで、補正係数Ｋを求める。
Ｋ ＝Ｋ１×Ｋ２

そして、ステップＳ１１０では、必要目標制動力Ｆを演算してステップＳ１２０に移行する。すなわち、勾配センサからの信号に基づく路面の勾配、荷重センサからの信号に基づく車重、及びエンジントルク検出センサからの信号に基づく駆動力をパラメータとして、クレープ力及び路面の勾配による移動を阻止して車両の停止状態を維持するのに必要な基本目標制動力Ｆ０を下記式に基づき算出する。
Ｆ０＝ｆ（路面勾配、車重、駆動力）
続いて、下記式に基づき、ブレーキ温度に応じた補正を行い、必要目標制動力Ｆを求める。
Ｆ＝Ｆ０ ＋Ｋ・Ｆ０

ここで、上記式から分かるように、ブレーキ温度に応じた補正を行わない場合（ステップＳ９０からの移行）には、無条件に補正係数Ｋ＝１として、ブレーキ温度に関係無く、大きめの必要目標制動力Ｆに設定しているので、ブレーキ温度の上昇があっても車両停止状態を維持可能である。なお、自動作動時において、車両停止後の最初の作動時についてだけ、ブレーキ温度に基づく補正を行って上記必要目標制動力Ｆを演算しても良い。この場合には、短時間での温度上昇分に応じただけ上記補正係数Ｋを若干大きめに補正して制動力に余裕を持たせると良い。また、ブレーキ温度に応じた補正を行う場合（ステップＳ１００からの移行）には、パッド１ｂの摩耗量を加味したブレーキ温度による膨張に応じた値に補正係数Ｋが設定され、現在のブレーキ温度に応じた最適な必要目標制動力Ｆが演算される。

ステップＳ１２０では、上記求めた必要目標制動力Ｆが、今の目標制動力よりも大きい場合には、目標制動力を上記必要目標制動力Ｆに更新し、更新後の目標制動力となる指令値をアクチュエータのモータに出力し、該モータが再駆動してさらにケーブルを引っ張ってパッドの押付け力を増大、つまり駐車ブレーキ力を増大する。そして、ステップＳ１４０に移行する。

一方、駐車ブレーキ解除と判定したら、ブレーキ解除指令をアクチュエータに出力すると共に上記必要目標制動力Ｆなどの情報を初期設定してステップＳ１４０に移行する。
ステップＳ１４０では、システム終了フラグｆｅｎｄが「１」と判定した場合にはステップＳ１５０に移行し、そうでない場合には処理を終了して復帰する。
ステップＳ１５０では、システムの終了処理を行い、続いてステップＳ１６０にて、システム終了フラグｆｅｎｄを初期化するなど初期化処理を行って処理を終了する。

次に、上記構成の駐車ブレーキ装置の動作や作用・効果等について説明する。
操作スイッチ１０からの信号に基づき駐車ブレーキの自動制御がオン状態になっているとする。
車両が走行しているときに、運転者によるサービスブレーキのブレーキ操作により一時停車すると自動的に駐車ブレーキが作動する。この状態から、上記ブレーキ操作が解除されアクセルペダルが踏まれると自動的に駐車ブレーキが解除されて再発進可能となる。

ここで、自動駐車ブレーキ機能は、坂道発進の補助や、渋滞時における運転者の疲労低減のために用いる機能であることから、一般に、車両が停止して作動した後におけるブレーキ温度の変動量が小さい短時間のうちに、駐車ブレーキが解除されて車両が解除されるものである。これを考慮して、本実施形態では、自動的に駐車ブレーキが作動した場合には、その後にブレーキ温度が上昇しても、その温度上昇に応じて駐車ブレーキの制動力を増大するためにアクチュエータの再作動を実施しない。これによって不必要にバッテリを消費することが防止できる。このことは、その分だけ燃費の向上、バッテリの寿命短縮防止に繋がる。ここで、自動的に駐車したときには目標制動力を大きめに設定しているので、駐車ブレーキ作動後にブレーキ温度が多少上昇しても車両の停車を維持可能となっている。

また、運転者の意思により手動で駐車ブレーキが作動した場合には、長時間の停車も考えられることから、駐車ブレーキ作動後においてブレーキ温度の上昇により目標制動力を補正し、補正後の目標制動力が大きくなれば、再度アクチュエータを作動して駐車ブレーキの再作動を行う。
このとき、温度変化によるブレーキパッド１ｂの膨張量及び収縮量は、当該ブレーキパッド１ｂの摩擦材の厚さに比例する。したがって、ブレーキパッド１ｂの摩耗が進み摩擦材の厚さが薄くなるほど、温度低下に伴うブレーキ押付け力の低下は小さくなる。これに鑑みて、本実施形態では、ブレーキ温度による補正について、摩擦材の摩耗量つまりブレーキパッド１ｂの厚さに応じて補正量が小さくなる方向に補正することで、ブレーキ温度に基づく補正量の適正化を図り、不必要にブレーキ押し付け力が大きくなることが防止される。結果、その分だけ、エネルギー消費の抑制に繋がる。

また、上記ブレーキ温度による補正は、その後のブレーキ温度の低下を見越して予め押し付け力を大きくするもので、その押し付け力（目標制動力）が大きいほど、必要な消費電力が大きくなる。これを考慮して、バッテリへの電力供給（電源供給）よりも車両全体で要求する電力消費の方が大きい場合には、バッテリ上がりを防止するために、将来のブレーキ温度の低下を見越して行う目標制動力の変化を行わない。ここで、上記説明では、バッテリへの電力供給量と比較しているが、発電機の発電能力つまり電力供給可能量と比較しても良いし、バッテリ自体の残存容量と比較しても構わない。

さらに、イグニッションがオフとなった場合には、その後長時間、車両は停止状態のまま放置される可能が大きいので、ブレーキ温度の収縮を見越した目標制動力の嵩上げ（増大）を行わないと、ブレーキ温度の低下幅が大きい場合には、車両の停止状態を維持できないおそれがある。このことを考慮して、本実施形態では、イグニッションオフとなった場合であって自動的に駐車ブレーキが作動した場合には、ブレーキ温度による目標制動力を補正している。これによって、イグニッションオン時の自動駐車ブレーキ時における不要なエネルギー消費を抑えつつ、長時間放置によるブレーキ温度低下の影響を考慮しなければならない場合においては、適切に車両停止状態を維持できるようなる。

ここで、上記実施形態では、ブレーキ温度による目標制動力の補正（目標制動力の変更）の禁止条件として、自動的にブレーキが作動した場合を例示しているが、これに代えて若しくは併用して、手動であっても自動であっても、駐車ブレーキの最初の作動から所定時間（例えば３分）経過するまでは原則的にブレーキ温度による補正を禁止するようにしても良い。
また、駐車ブレーキとしては、ケーブル引きタイプの駐車ブレーキ以外に、電動ブレーキ（ＥＭＢ）や油圧式バイワイヤブレーキシステム（ＥＨＢ）を用いる駐車ブレーキなどでも良い。

本発明に基づく実施形態に係る駐車ブレーキ制御装置を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る駐車ブレーキ制御装置の構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るブレーキユニットの例を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るコントローラを説明する図である。 駐車ブレーキ制御本体部の処理を説明する図である。 ブレーキ温度と第１補正係数Ｋ１との関係を示す図である。 パッド摩耗量と第２補正係数Ｋ２との関係を示す図である。

符号の説明

１ 駐車ブレーキユニット
１ａ ディスク（回転体）
１ｂ ブレーキパッド（摩擦部材）
２ ケーブル
３ アクチュエータ
３ａ モータ
４ コントローラ
４Ａ 摩耗量推定部
４Ｂ 駐車ブレーキ制御本体部
５ 後輪

Claims (5)

1. 自動的若しくは手動によって作動し、作動時に目標制動力に応じた押付け力を摩擦部材に作用させて制動を行う駐車ブレーキ装置であって、ブレーキ構成部品の温度に基づき上記目標制動力を補正する温度補正手段を備えた駐車ブレーキ装置において、
   上記温度補正手段の作動を、車両停止後所定時間経過するまで禁止することを特徴とする駐車ブレーキ装置。
2. 自動的若しくは手動によって作動し、作動時に目標制動力に応じた押付け力を摩擦部材に作用させる駐車ブレーキ装置であって、ブレーキ構成部品の温度に基づき上記目標制動力を補正する温度補正手段を備えた駐車ブレーキ装置において、
   自動的に駐車ブレーキが作動した場合には、駐車ブレーキ作動状態での上記温度補正手段の作動を禁止することを特徴とする駐車ブレーキ装置。
3. ブレーキパッドの摩耗量を推定する摩耗量推定手段を備え、
   上記温度補正手段は、ブレーキ構成部品の温度が高いほど上記目標制動力が大きくなるように補正すると共に、ブレーキパッドの摩耗量が大きいと推定されるほど、上記温度に基づく目標制動力の補正量を小さくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した駐車ブレーキ装置。
4. 電源からの供給電力によって車輪に対し制動力を作用させる駐車ブレーキ装置において、
   自車両全体における他の電装品で要求する消費が、電源のエネルギー量又は電源へのエネルギー供給量若しくはエネルギー供給可能量の少なくとも一つよりも大きいと判定した場合には、上記温度補正手段の作動を禁止することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した駐車ブレーキ装置。
5. 運転者の駆動停止操作に基づき車両の駆動装置が作動状態から停止状態に移行すると判定すると、上記温度補正手段の作動が禁止状態であれば、当該温度補正手段の作動禁止を解除して作動させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した駐車ブレーキ装置。

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