駐車ブレーキ装置
【課題】過大な張力を発生することを防止することができる駐車ブレーキ装置を提供すること。
【解決手段】本発明による駐車ブレーキ装置１は、サービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力Ｆに基づいた推力Ｆｐｒを付与する駐車ブレーキ装置１であって、サービスブレーキ装置の制御油圧Ｐを検出する制御油圧検出手段３と、張力Ｆの目標張力Ｆ１を制御油圧Ｐに基づいて決定する目標張力決定手段２ａと、を含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明による駐車ブレーキ装置１は、サービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力Ｆに基づいた推力Ｆｐｒを付与する駐車ブレーキ装置１であって、サービスブレーキ装置の制御油圧Ｐを検出する制御油圧検出手段３と、張力Ｆの目標張力Ｆ１を制御油圧Ｐに基づいて決定する目標張力決定手段２ａと、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適な駐車ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、車両の駐車ブレーキ装置としては、特許文献１に記載されているようなものが提案されている。この駐車ブレーキ装置においては、車両が駐車している路面の傾斜角等を含む所定の車両状態に基づいて、駐車ブレーキを動作させる際のケーブルの張力を決定することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような駐車ブレーキ装置においては、車両の減速を行うためのサービスブレーキ装置による制動力が発生している、つまり、サービスブレーキ装置内のシリンダとピストンとにより構成される油圧室に制御油圧が供給されて、パッドがブレーキディスクに押圧された状態であるか否かを考慮していないので、以下のような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、制動力の発生の有無に係わらずに、駐車ブレーキ装置の含むケーブルに付与する張力が決定されるため、運転者がサービスブレーキ装置により車両を停止させた後、駐車ブレーキ装置を動作させて、サービスブレーキを解除した場合に、ケーブルに発生する張力が過大となるという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、過大な張力を発生することを防止することができる駐車ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明による駐車ブレーキ装置は、
サービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力に基づいた推力を付与する駐車ブレーキ装置であって、
前記サービスブレーキ装置の制御油圧を検出する制御油圧検出手段と、
前記張力の目標張力を前記制御油圧に基づいて決定する目標張力決定手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記サービスブレーキ装置とは、ブレーキディスク、パッド、ピストン、シリンダ、油圧室、油圧配管、保持弁、減圧弁、マスターシリンダ、ホイール毎のシリンダ、ブレーキＥＣＵ等の周知の構成を含むものである。前記サービスブレーキ装置においては、運転者のブレーキペダルの踏み込み量に基づいて決定され生成された制御油圧を油圧室内に供給することにより、ピストンがシリンダから押し出されて、パッドをブレーキディスクに押圧することにより制動力を発生する。
【０００９】
さらに、前記駐車ブレーキ装置とは、前記ケーブルと、前記ケーブルに張力を付与するアクチュエータと、前記張力を目標張力とするように前記アクチュエータを制御する駐車ブレーキＥＣＵと、前記ケーブルの張力を前記サービスブレーキ装置が含む前記ピストンの前記シリンダに対する摺動方向の推力に変換するレバー及びリンクと、前記推力を前記ピストンに伝達するスピンドル等の、周知の構成を含む。
【００１０】
なお、前記制御油圧とは、前記サービスブレーキの含むシリンダとピストンとにより構成される油圧室内の制御油圧であってもよいし、前記制御油圧を制御する油圧指令値から換算された値であってもよく、例えば路面の傾斜角により定まる車両の目標減速度から前記サービスブレーキ装置の諸元に基づく換算式によって換算される制御油圧であってもよい。前記制御油圧検出手段は、典型的には油圧センサにより構成され、前記目標張力決定手段は、典型的には、前記駐車ブレーキＥＣＵにより構成される。
【００１１】
従来の駐車ブレーキ装置においては、前記サービスブレーキ装置が制動力を発生していて、前記制御油圧に基づく圧縮力が前記パッドに作用している場合に、前記駐車ブレーキ装置が前記ケーブルに張力を付与して前記レバー、前記スピンドル、前記ピストンを介して前記パッドに前記推力を付加して駐車ブレーキを作用させた後、前記サービスブレーキ装置が制動を停止し終了して、前記制御油圧が前記油圧室から排出されて前記圧縮力が前記パッドに作用しなくなったタイミングにおいて、前記スピンドルに付与される前記推力が上昇して、前記推力の上昇に伴い前記ケーブルの張力が増大して、前記張力が過大となる不都合が発生していた。
【００１２】
本発明の前記駐車ブレーキ装置によれば、前記制御油圧に基づいて前記張力を予め減少させておくことにより、予め作用していた前記制御油圧が除去される前記タイミングにおいて、前記ケーブルの張力が増大しても、前記張力が過大となってしまうことを防止することができる。
【００１３】
ここで、前記駐車ブレーキ装置において、
前記目標張力決定手段は、前記制御油圧がゼロである場合の前記目標張力を初期目標張力とし、前記制御油圧と差分張力との関係を示すマップを含み、前記マップと前記制御油圧から前記差分張力を演算して、前記初期目標張力から前記差分張力を減じて前記目標張力を演算して決定することが好ましい。
【００１４】
なお、前記マップは予め実験による測定により定められて、前記駐車ブレーキＥＣＵに記憶されるものであり、前記関係においては、一般的に前記差分張力が前記制御油圧に比例する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、過大な張力を発生することを防止することができる駐車ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る駐車ブレーキ装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る駐車ブレーキ装置の一実施形態における主たる構成要素の負荷荷重及び変形量をモデル化して示す模式図である。
【図３】本発明に係る駐車ブレーキ装置の制御に用いるマップを示す模式図である。
【図４】本発明に係る駐車ブレーキ装置の制御に用いるマップを示す模式図である。
【図５】本発明に係る駐車ブレーキ装置の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明に係る駐車ブレーキ装置の一実施形態を示す模式図である。
【００１９】
本実施例の駐車ブレーキ装置１は、ＥＰＢＥＣＵ２(Electronic Parking Brake Electronic Control Unit)と、ロックリリーススイッチ３と、油圧センサ４と、張力センサ５と、モータ６と、電流センサ７と、ストロークセンサ８と、警告ランプ９と、インジケータランプ１０とを備えて構成される。
【００２０】
駐車ブレーキ装置１は、図示しないサービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力Ｆに基づいた推力Ｆｐｒを付与するものである。より具体的には、サービスブレーキ装置は、車両の車輪毎に設けられたブレーキディスクと、ブレーキディスクの片面又は両面に向けて対向配置されたパッド、パッドをブレーキディスクに向けて押圧するピストン、ピストンが摺動自在に挿入されたシリンダ、ピストンとシリンダとの間に画成される油圧室、油圧配管、保持弁、減圧弁、マスターシリンダ、ホイール毎のシリンダ、ブレーキＥＣＵ等を含むものである。これらの構成は周知のものであるため、図示と詳細な説明は省略している。
【００２１】
このサービスブレーキ装置においては、運転者のブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、マスターシリンダにより生成された制御油圧を保持弁及び油圧配管を通じて油圧室内に供給することにより、ピストンがシリンダから押し出されて、パッドをブレーキディスクに押圧することにより制動力を発生する。
【００２２】
ロックリリーススイッチ３は、車両内部のコンソール近傍に設けられ、運転者が車両を停止させた後、駐車ブレーキ装置１により駐車ブレーキをかけて、駐車状態とするロック操作と、駐車ブレーキを解除して発進待機状態とするリリース操作のいずれかを選択するものである。
【００２３】
油圧センサ４は、図示しない各車輪に対応して設けられたサービスブレーキ装置のシリンダと保持弁とを液密に連通する油圧配管上に設けられて、制御油圧Ｐを検出する制御油圧検出手段を構成するものであって、検出結果をＥＰＢＥＣＵ２に出力する。
【００２４】
さらに、駐車ブレーキ装置１は、図示しないケーブルと、ケーブルに張力Ｆを付与するモータ６及びモータ６により駆動される図示しない装置側スピンドルを含む図示しないアクチュエータを含み、ケーブルの張力Ｆをサービスブレーキ装置が含むピストンのシリンダに対する摺動方向の推力Ｆｐｒに変換する図示しないレバー及びリンクと、推力Ｆｐｒをピストンに伝達する図示しないスピンドルを含む。この構成も周知であるため、図示と詳細な説明は省略している。張力センサ５は、ケーブル又はアクチュエータに設けられてケーブルの張力Ｆを検出し検出結果をＥＰＢＥＣＵ２に出力する。
【００２５】
ＥＰＢＥＣＵ２は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものであり、目標張力決定手段２ａ、制御手段２ｂ、判定閾値演算手段２ｃ、警告手段２ｄを備えて構成される。目標張力決定手段２ａは、制御油圧Ｐがゼロである場合の目標張力Ｆ１を初期目標張力Ｆ１０とし、制御油圧Ｐと差分張力ΔＦ１（Ｐ）との関係を示す図２に示すようなマップＡを含み、図２のマップＡと制御油圧Ｐから差分張力ΔＦ１（Ｐ）を演算して、初期目標張力Ｆ１０から差分張力ΔＦ１（Ｐ）を減算して目標張力Ｆ１＝Ｆ１０−ΔＦ１（Ｐ）を演算して決定する。
【００２６】
なお、図２に示すマップＡは予め実験により定められて、ＥＰＢＥＣＵ２に記憶されるものであり、差分張力ΔＦ１（Ｐ）（単位Ｎ）が制御油圧Ｐ（単位ＭＰａ）に比例する関係を有するとともに、制御油圧Ｐが高圧の領域では差分張力ΔＦ１（Ｐ）が大きくなりすぎることを防止するために、傾きを減少する傾向を有している。制御手段２ｂは、ケーブルの張力Ｆを目標張力Ｆ１とするようにモータ６の電流値を制御し、張力Ｆが目標張力Ｆ１未満である場合にはモータ６に通電し、張力Ｆが目標張力Ｆ１を超えた場合には、インジケータランプ９を点灯して、モータ６への通電を停止する。
【００２７】
判定閾値演算手段２ｃは、制御油圧Ｐがゼロである場合の判定閾値Ｓ１を初期判定閾値Ｓ１０とし、制御油圧Ｐと差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）との関係を示す図３に示すようなマップＢを含み、図３のマップＢと制御油圧Ｐから差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）を演算して、初期判定閾値Ｓ１０から差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）を加算して判定閾値Ｓ１を演算して決定する。
【００２８】
図３に示すマップＢも予め実験により定められて、ＥＰＢＥＣＵ２に記憶されるものであり、差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）（単位ｍｍ）が制御油圧Ｐ（単位ＭＰａ）に比例する関係を有するとともに、制御油圧Ｐが高圧の領域では差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）が大きくなりすぎることを防止するために、傾きを減少する傾向を有している。警告手段２ｄは、ストロークセンサ８により検出したケーブルの装置側スピンドル側の端部のストロークＳが判定閾値Ｓ１より大きい場合に、警告ランプ９を点灯し、制御手段２ｂに対してモータ６への通電を停止させる停止指令を出力し、制御手段２ｂは停止指令に基づいてモータ６への通電を停止する。
【００２９】
以下に、以上述べた本実施例による駐車ブレーキ装置１が解決する課題の理論的根拠について説明する。一般的に運転者が車両の運転を終了して駐車するにあたっては、サービスブレーキ装置及び駐車ブレーキ装置１がともにオフである初期状態から、サービスブレーキ装置により制動力を発生する油圧印加状態を経て、駐車ブレーキ装置１のロックリリーフスイッチ３によりロック状態を選択するケーブル張力追加状態を経て、さらに、サービスブレーキ装置をオフとする油圧除去状態を経る、時系列状態変化が発生する。この時系列状態変化において、駐車ブレーキ装置１を構成するスピンドルと、パッドに作用する力の遷移をモデル化すると、図４に示すような模式図となる。
【００３０】
なお、図４においては、スピンドル及びパッドをバネで示し、スピンドルのケーブル側面ＳＫ、パッドのスピンドル側の面ＰＳを横方向に偏平な長方形で、ブレーキディスクのパッドに接触する面ＢＰを横線で示しており、
ｋｓ：スピンドルバネ定数
ｋｐ：パッドバネ定数
とし、
Ｆｓ：スピンドル入力＝η×Ｆ×Ｒ
η：機械効率
Ｆ：ケーブル張力
Ｒ：レバー比
とし、
Ｆｐｒ：ピストン推力＝Ｐ×Ａ（簡単のためピストン数は１とする。）
Ｐ：制御油圧
Ａ：ピストン断面積
とし、
ケーブル張力追加状態から油圧除去状態に遷移する段階で、面ＰＳが面ＢＰから離隔する方向に移動する移動量を
Δ
としている。
初期状態、油圧印加状態、ケーブル張力追加状態、油圧除去状態における、
ピストン推力は、順番に
０→Ｆｐｒ→Ｆｐｒ＋Ｆｓ→Ｆｐｒ＋Ｆｓ−ｋｐΔ
となり、
パッド変形量は、順番に、
０→Ｆｐｒ／ｋｐ→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ−Δ
となり、
スピンドル入力は、順番に、
０→０→Ｆｓ→Ｆｓ＋ｋｓ×Δ
となり、
スピンドルストロークは、順番に、
０→０→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ＋Ｆｓ／ｋｓ→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ＋Ｆｓ／ｋｓ
となり、
スピンドル圧縮変形量は、順番に、
０→０→Ｆｓ／ｋｓ→Ｆｓ／ｋｓ＋Δ
となり、
０→Ｆｐｒ→Ｆｐｒ→０
となる。
ここで、油圧除去状態における面ＰＳでの力の釣り合いを考えると、
Ｆｓ＋ｋｓΔ＝Ｆｐｒ＋Ｆｓ−ｋｐ×Δ
となることから、
Δ＝Ｆｐｒ／（ｋｓ＋ｋｐ）
と導け、Δは正の値となる。油圧除去状態におけるスピンドル入力は、
Ｆｓ＋ｋｓ／（ｋｓ＋ｋｐ）×Ｆｐｒ
で表されることとなり、ケーブル張力追加状態におけるスピンドル入力Ｆｓよりも常に大きくなる。
【００３１】
スピンドル入力Ｆｓとケーブル張力Ｆは比例関係Ｆｓ＝η×Ｆ×Ｒにあり、上述したモータ６及び装置側スピンドルにより構成されるアクチュエータはケーブルの緩み防止機能を有していることから、ケーブル張力Ｆも、ケーブル張力印加状態から、油圧除去状態に遷移した段階で、増加することとなり、これらのことにより、ケーブル張力Ｆが過大となることを招く。
【００３２】
そこで、本実施例においては、理想的には、ｋｓ／（ｋｓ＋ｋｐ）×Ｆｐｒをη×Ｒで除した値を、予め目標張力Ｆ１から減じることを目的とする。ところが、実際には、ｋｓ、ｋｐは設計諸元から予測することが困難であり、かつ、パッドは樹脂等により構成されていてｋｐは圧縮量に依存し、制御油圧Ｐに依存するため、図２に示したようなマップＡを実測データに基づいて作成して予めＥＰＢＥＣＵ２に記憶させて、ＥＰＢＥＣＵ２の目標張力決定手段２ａは、油圧センサ４により検出した制御油圧Ｐに基づいて、マップＡとの参照により差分目標張力ΔＦ１（Ｐ）を演算して、初期目標張力Ｆ１０からΔＦ１（Ｐ）を減じて目標張力Ｆ１＝Ｆ１０−ΔＦ１（Ｐ）を決定する。
【００３３】
同様のことがケーブルのアクチュエータ側端つまりスピンドルのケーブル側の面ＳＫの変化であるスピンドル圧縮変形量にも発生し、図４に示すように、ケーブル張力印加状態から油圧除去状態への遷移状態において、
Δ＝Ｆｐｒ／（ｋｓ＋ｋｐ）
増加することとなり、ケーブルのアクチュエータ側端のストロークが増加することを招き、判定閾値Ｓ１とストロークセンサ８のストロークＳとの比較に基づく、ケーブル切れの警告を行う場合において、ケーブル切れによるストロークＳの変化とスピンドル圧縮変形量の増大によるストロークＳの変化の区別が付かなくなり、誤検出を招くおそれが生じる。
【００３４】
このため、上述したように、ＥＰＢＥＣＵ２の判定閾値演算手段２ｃは、制御油圧Ｐがゼロである場合の判定閾値Ｓ１を初期判定閾値Ｓ１０とし、制御油圧Ｐと差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）との関係を示す図３に示すようなマップＢを用いて、図３のマップＢと制御油圧Ｐから差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）を演算して、初期判定閾値Ｓ１０から差分張力ΔＳ１（Ｐ）を加算して判定閾値Ｓ１を演算して決定し、警告手段２ｄはこの補正された判定閾値Ｓ１を用いて閾値判定と警告を行う。
【００３５】
以上述べた本実施例による駐車ブレーキ装置１は以下のフローチャートに基づいて実行される。以下に、本実施例の駐車ブレーキ装置１の制御内容についてフローチャートを用いて説明する。図５は、本発明による駐車ブレーキ装置１のＥＰＢＥＣＵ２の制御内容を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ１において、ＥＰＢＥＣＵ２はロックリリーススイッチ３が運転者によりオンとされているか否かを判定し、肯定であればステップＳ２にすすみ、否定であれば、ステップＳ１の手前に戻る。
【００３７】
ステップＳ２において、ＥＰＢＥＣＵ２は、張力センサ５から張力Ｆを、ストロークセンサ８からストロークＳを、油圧センサ４から制御油圧Ｐを、検出して、ステップＳ３において、ＥＰＢＥＣＵ２の目標張力決定手段２ａは、図２に示したマップＡを用いて目標張力Ｆ１を演算し、ステップＳ４において、ＥＰＢＥＣＵ２の判定閾値演算手段２ｃは、図３に示したマップＢを用いてケーブル切れ判定用の判定閾値Ｓ１を演算する。
【００３８】
ステップＳ５において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂは、張力Ｆが目標張力Ｆ１未満であるか否かを判定し、肯定であればステップＳ６にすすみ、否定であれば、ステップＳ８にすすむ。
【００３９】
ステップＳ６において、ＥＰＢＥＣＵ２の警告手段２ｄは、ストロークＳが判定閾値Ｓ１より大きいか否かを判定し、肯定であればステップＳ９にすすみ、否定であればステップＳ７にすすむ。
【００４０】
ステップＳ７において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂは、モータ６に通電し、ステップＳ８において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂはインジケータランプ１０を点灯し、ステップＳ９において、ＥＰＢＥＣＵ２の警告手段２ｄは警告ランプ９を点灯し、ステップＳ１０において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂは、モータ６への通電を停止する。
【００４１】
以上述べた制御内容により実現される本実施例の駐車ブレーキ装置１によれば、検出された制御油圧Ｐに基づいて張力Ｆを予め減少させておくことにより、予め作用していた制御油圧Ｐが除去される、図４に示したケーブル張力印加状態から油圧除去状態に遷移するタイミングにおいて、ケーブルの張力Ｆが増大しても、張力Ｆが過大となってしまうことを防止することができる。
【００４２】
加えて、差分目標張力ΔＦ１（Ｐ）の値を制御油圧Ｐと図２に示したマップＡに基づいて定めることとしているので、差分目標張力ΔＦ１（Ｐ）の値を必要最小限かつ適切な値とすることができる。
【００４３】
また、ケーブル切れ判定用の判定閾値Ｓ１についても、検出された制御油圧Ｐに基づいて判定閾値Ｓ１を予め増加させておくことにより、予め作用していた制御油圧Ｐが除去される、図４に示したケーブル張力印加状態から油圧除去状態に遷移するタイミングにおいて、スピンドル圧縮変形量が増大してストロークＳが増大しても、ケーブル切れとは明確に区別した上で、制御油圧Ｐの増大に伴う無効ストロークの増大を正確に検出して、適切な警告を行うことができる。
【００４４】
加えて、差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）の値を制御油圧Ｐと図３に示したマップＢに基づいて定めることとしているので、差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）の値についても、必要最小限かつ適切な値とすることができる。
【００４５】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、車両の駐車ブレーキ装置に関するものであり、過大な張力を発生することを防止することができるので乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００４７】
１ 駐車ブレーキ装置
２ ＥＰＢＥＣＵ
２ａ 目標張力決定手段
２ｂ 制御手段
２ｃ 判定閾値演算手段
２ｄ 警告手段
３ ロックリリーススイッチ
４ 油圧センサ（制御油圧検出手段）
５ 張力センサ
６ モータ
７ 電流センサ
８ ストロークセンサ
９ 警告ランプ
１０ インジケータランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適な駐車ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、車両の駐車ブレーキ装置としては、特許文献１に記載されているようなものが提案されている。この駐車ブレーキ装置においては、車両が駐車している路面の傾斜角等を含む所定の車両状態に基づいて、駐車ブレーキを動作させる際のケーブルの張力を決定することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような駐車ブレーキ装置においては、車両の減速を行うためのサービスブレーキ装置による制動力が発生している、つまり、サービスブレーキ装置内のシリンダとピストンとにより構成される油圧室に制御油圧が供給されて、パッドがブレーキディスクに押圧された状態であるか否かを考慮していないので、以下のような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、制動力の発生の有無に係わらずに、駐車ブレーキ装置の含むケーブルに付与する張力が決定されるため、運転者がサービスブレーキ装置により車両を停止させた後、駐車ブレーキ装置を動作させて、サービスブレーキを解除した場合に、ケーブルに発生する張力が過大となるという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、過大な張力を発生することを防止することができる駐車ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明による駐車ブレーキ装置は、
サービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力に基づいた推力を付与する駐車ブレーキ装置であって、
前記サービスブレーキ装置の制御油圧を検出する制御油圧検出手段と、
前記張力の目標張力を前記制御油圧に基づいて決定する目標張力決定手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記サービスブレーキ装置とは、ブレーキディスク、パッド、ピストン、シリンダ、油圧室、油圧配管、保持弁、減圧弁、マスターシリンダ、ホイール毎のシリンダ、ブレーキＥＣＵ等の周知の構成を含むものである。前記サービスブレーキ装置においては、運転者のブレーキペダルの踏み込み量に基づいて決定され生成された制御油圧を油圧室内に供給することにより、ピストンがシリンダから押し出されて、パッドをブレーキディスクに押圧することにより制動力を発生する。
【０００９】
さらに、前記駐車ブレーキ装置とは、前記ケーブルと、前記ケーブルに張力を付与するアクチュエータと、前記張力を目標張力とするように前記アクチュエータを制御する駐車ブレーキＥＣＵと、前記ケーブルの張力を前記サービスブレーキ装置が含む前記ピストンの前記シリンダに対する摺動方向の推力に変換するレバー及びリンクと、前記推力を前記ピストンに伝達するスピンドル等の、周知の構成を含む。
【００１０】
なお、前記制御油圧とは、前記サービスブレーキの含むシリンダとピストンとにより構成される油圧室内の制御油圧であってもよいし、前記制御油圧を制御する油圧指令値から換算された値であってもよく、例えば路面の傾斜角により定まる車両の目標減速度から前記サービスブレーキ装置の諸元に基づく換算式によって換算される制御油圧であってもよい。前記制御油圧検出手段は、典型的には油圧センサにより構成され、前記目標張力決定手段は、典型的には、前記駐車ブレーキＥＣＵにより構成される。
【００１１】
従来の駐車ブレーキ装置においては、前記サービスブレーキ装置が制動力を発生していて、前記制御油圧に基づく圧縮力が前記パッドに作用している場合に、前記駐車ブレーキ装置が前記ケーブルに張力を付与して前記レバー、前記スピンドル、前記ピストンを介して前記パッドに前記推力を付加して駐車ブレーキを作用させた後、前記サービスブレーキ装置が制動を停止し終了して、前記制御油圧が前記油圧室から排出されて前記圧縮力が前記パッドに作用しなくなったタイミングにおいて、前記スピンドルに付与される前記推力が上昇して、前記推力の上昇に伴い前記ケーブルの張力が増大して、前記張力が過大となる不都合が発生していた。
【００１２】
本発明の前記駐車ブレーキ装置によれば、前記制御油圧に基づいて前記張力を予め減少させておくことにより、予め作用していた前記制御油圧が除去される前記タイミングにおいて、前記ケーブルの張力が増大しても、前記張力が過大となってしまうことを防止することができる。
【００１３】
ここで、前記駐車ブレーキ装置において、
前記目標張力決定手段は、前記制御油圧がゼロである場合の前記目標張力を初期目標張力とし、前記制御油圧と差分張力との関係を示すマップを含み、前記マップと前記制御油圧から前記差分張力を演算して、前記初期目標張力から前記差分張力を減じて前記目標張力を演算して決定することが好ましい。
【００１４】
なお、前記マップは予め実験による測定により定められて、前記駐車ブレーキＥＣＵに記憶されるものであり、前記関係においては、一般的に前記差分張力が前記制御油圧に比例する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、過大な張力を発生することを防止することができる駐車ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る駐車ブレーキ装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る駐車ブレーキ装置の一実施形態における主たる構成要素の負荷荷重及び変形量をモデル化して示す模式図である。
【図３】本発明に係る駐車ブレーキ装置の制御に用いるマップを示す模式図である。
【図４】本発明に係る駐車ブレーキ装置の制御に用いるマップを示す模式図である。
【図５】本発明に係る駐車ブレーキ装置の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明に係る駐車ブレーキ装置の一実施形態を示す模式図である。
【００１９】
本実施例の駐車ブレーキ装置１は、ＥＰＢＥＣＵ２(Electronic Parking Brake Electronic Control Unit)と、ロックリリーススイッチ３と、油圧センサ４と、張力センサ５と、モータ６と、電流センサ７と、ストロークセンサ８と、警告ランプ９と、インジケータランプ１０とを備えて構成される。
【００２０】
駐車ブレーキ装置１は、図示しないサービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力Ｆに基づいた推力Ｆｐｒを付与するものである。より具体的には、サービスブレーキ装置は、車両の車輪毎に設けられたブレーキディスクと、ブレーキディスクの片面又は両面に向けて対向配置されたパッド、パッドをブレーキディスクに向けて押圧するピストン、ピストンが摺動自在に挿入されたシリンダ、ピストンとシリンダとの間に画成される油圧室、油圧配管、保持弁、減圧弁、マスターシリンダ、ホイール毎のシリンダ、ブレーキＥＣＵ等を含むものである。これらの構成は周知のものであるため、図示と詳細な説明は省略している。
【００２１】
このサービスブレーキ装置においては、運転者のブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、マスターシリンダにより生成された制御油圧を保持弁及び油圧配管を通じて油圧室内に供給することにより、ピストンがシリンダから押し出されて、パッドをブレーキディスクに押圧することにより制動力を発生する。
【００２２】
ロックリリーススイッチ３は、車両内部のコンソール近傍に設けられ、運転者が車両を停止させた後、駐車ブレーキ装置１により駐車ブレーキをかけて、駐車状態とするロック操作と、駐車ブレーキを解除して発進待機状態とするリリース操作のいずれかを選択するものである。
【００２３】
油圧センサ４は、図示しない各車輪に対応して設けられたサービスブレーキ装置のシリンダと保持弁とを液密に連通する油圧配管上に設けられて、制御油圧Ｐを検出する制御油圧検出手段を構成するものであって、検出結果をＥＰＢＥＣＵ２に出力する。
【００２４】
さらに、駐車ブレーキ装置１は、図示しないケーブルと、ケーブルに張力Ｆを付与するモータ６及びモータ６により駆動される図示しない装置側スピンドルを含む図示しないアクチュエータを含み、ケーブルの張力Ｆをサービスブレーキ装置が含むピストンのシリンダに対する摺動方向の推力Ｆｐｒに変換する図示しないレバー及びリンクと、推力Ｆｐｒをピストンに伝達する図示しないスピンドルを含む。この構成も周知であるため、図示と詳細な説明は省略している。張力センサ５は、ケーブル又はアクチュエータに設けられてケーブルの張力Ｆを検出し検出結果をＥＰＢＥＣＵ２に出力する。
【００２５】
ＥＰＢＥＣＵ２は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものであり、目標張力決定手段２ａ、制御手段２ｂ、判定閾値演算手段２ｃ、警告手段２ｄを備えて構成される。目標張力決定手段２ａは、制御油圧Ｐがゼロである場合の目標張力Ｆ１を初期目標張力Ｆ１０とし、制御油圧Ｐと差分張力ΔＦ１（Ｐ）との関係を示す図２に示すようなマップＡを含み、図２のマップＡと制御油圧Ｐから差分張力ΔＦ１（Ｐ）を演算して、初期目標張力Ｆ１０から差分張力ΔＦ１（Ｐ）を減算して目標張力Ｆ１＝Ｆ１０−ΔＦ１（Ｐ）を演算して決定する。
【００２６】
なお、図２に示すマップＡは予め実験により定められて、ＥＰＢＥＣＵ２に記憶されるものであり、差分張力ΔＦ１（Ｐ）（単位Ｎ）が制御油圧Ｐ（単位ＭＰａ）に比例する関係を有するとともに、制御油圧Ｐが高圧の領域では差分張力ΔＦ１（Ｐ）が大きくなりすぎることを防止するために、傾きを減少する傾向を有している。制御手段２ｂは、ケーブルの張力Ｆを目標張力Ｆ１とするようにモータ６の電流値を制御し、張力Ｆが目標張力Ｆ１未満である場合にはモータ６に通電し、張力Ｆが目標張力Ｆ１を超えた場合には、インジケータランプ９を点灯して、モータ６への通電を停止する。
【００２７】
判定閾値演算手段２ｃは、制御油圧Ｐがゼロである場合の判定閾値Ｓ１を初期判定閾値Ｓ１０とし、制御油圧Ｐと差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）との関係を示す図３に示すようなマップＢを含み、図３のマップＢと制御油圧Ｐから差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）を演算して、初期判定閾値Ｓ１０から差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）を加算して判定閾値Ｓ１を演算して決定する。
【００２８】
図３に示すマップＢも予め実験により定められて、ＥＰＢＥＣＵ２に記憶されるものであり、差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）（単位ｍｍ）が制御油圧Ｐ（単位ＭＰａ）に比例する関係を有するとともに、制御油圧Ｐが高圧の領域では差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）が大きくなりすぎることを防止するために、傾きを減少する傾向を有している。警告手段２ｄは、ストロークセンサ８により検出したケーブルの装置側スピンドル側の端部のストロークＳが判定閾値Ｓ１より大きい場合に、警告ランプ９を点灯し、制御手段２ｂに対してモータ６への通電を停止させる停止指令を出力し、制御手段２ｂは停止指令に基づいてモータ６への通電を停止する。
【００２９】
以下に、以上述べた本実施例による駐車ブレーキ装置１が解決する課題の理論的根拠について説明する。一般的に運転者が車両の運転を終了して駐車するにあたっては、サービスブレーキ装置及び駐車ブレーキ装置１がともにオフである初期状態から、サービスブレーキ装置により制動力を発生する油圧印加状態を経て、駐車ブレーキ装置１のロックリリーフスイッチ３によりロック状態を選択するケーブル張力追加状態を経て、さらに、サービスブレーキ装置をオフとする油圧除去状態を経る、時系列状態変化が発生する。この時系列状態変化において、駐車ブレーキ装置１を構成するスピンドルと、パッドに作用する力の遷移をモデル化すると、図４に示すような模式図となる。
【００３０】
なお、図４においては、スピンドル及びパッドをバネで示し、スピンドルのケーブル側面ＳＫ、パッドのスピンドル側の面ＰＳを横方向に偏平な長方形で、ブレーキディスクのパッドに接触する面ＢＰを横線で示しており、
ｋｓ：スピンドルバネ定数
ｋｐ：パッドバネ定数
とし、
Ｆｓ：スピンドル入力＝η×Ｆ×Ｒ
η：機械効率
Ｆ：ケーブル張力
Ｒ：レバー比
とし、
Ｆｐｒ：ピストン推力＝Ｐ×Ａ（簡単のためピストン数は１とする。）
Ｐ：制御油圧
Ａ：ピストン断面積
とし、
ケーブル張力追加状態から油圧除去状態に遷移する段階で、面ＰＳが面ＢＰから離隔する方向に移動する移動量を
Δ
としている。
初期状態、油圧印加状態、ケーブル張力追加状態、油圧除去状態における、
ピストン推力は、順番に
０→Ｆｐｒ→Ｆｐｒ＋Ｆｓ→Ｆｐｒ＋Ｆｓ−ｋｐΔ
となり、
パッド変形量は、順番に、
０→Ｆｐｒ／ｋｐ→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ−Δ
となり、
スピンドル入力は、順番に、
０→０→Ｆｓ→Ｆｓ＋ｋｓ×Δ
となり、
スピンドルストロークは、順番に、
０→０→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ＋Ｆｓ／ｋｓ→（Ｆｐｒ＋Ｆｓ）／ｋｐ＋Ｆｓ／ｋｓ
となり、
スピンドル圧縮変形量は、順番に、
０→０→Ｆｓ／ｋｓ→Ｆｓ／ｋｓ＋Δ
となり、
０→Ｆｐｒ→Ｆｐｒ→０
となる。
ここで、油圧除去状態における面ＰＳでの力の釣り合いを考えると、
Ｆｓ＋ｋｓΔ＝Ｆｐｒ＋Ｆｓ−ｋｐ×Δ
となることから、
Δ＝Ｆｐｒ／（ｋｓ＋ｋｐ）
と導け、Δは正の値となる。油圧除去状態におけるスピンドル入力は、
Ｆｓ＋ｋｓ／（ｋｓ＋ｋｐ）×Ｆｐｒ
で表されることとなり、ケーブル張力追加状態におけるスピンドル入力Ｆｓよりも常に大きくなる。
【００３１】
スピンドル入力Ｆｓとケーブル張力Ｆは比例関係Ｆｓ＝η×Ｆ×Ｒにあり、上述したモータ６及び装置側スピンドルにより構成されるアクチュエータはケーブルの緩み防止機能を有していることから、ケーブル張力Ｆも、ケーブル張力印加状態から、油圧除去状態に遷移した段階で、増加することとなり、これらのことにより、ケーブル張力Ｆが過大となることを招く。
【００３２】
そこで、本実施例においては、理想的には、ｋｓ／（ｋｓ＋ｋｐ）×Ｆｐｒをη×Ｒで除した値を、予め目標張力Ｆ１から減じることを目的とする。ところが、実際には、ｋｓ、ｋｐは設計諸元から予測することが困難であり、かつ、パッドは樹脂等により構成されていてｋｐは圧縮量に依存し、制御油圧Ｐに依存するため、図２に示したようなマップＡを実測データに基づいて作成して予めＥＰＢＥＣＵ２に記憶させて、ＥＰＢＥＣＵ２の目標張力決定手段２ａは、油圧センサ４により検出した制御油圧Ｐに基づいて、マップＡとの参照により差分目標張力ΔＦ１（Ｐ）を演算して、初期目標張力Ｆ１０からΔＦ１（Ｐ）を減じて目標張力Ｆ１＝Ｆ１０−ΔＦ１（Ｐ）を決定する。
【００３３】
同様のことがケーブルのアクチュエータ側端つまりスピンドルのケーブル側の面ＳＫの変化であるスピンドル圧縮変形量にも発生し、図４に示すように、ケーブル張力印加状態から油圧除去状態への遷移状態において、
Δ＝Ｆｐｒ／（ｋｓ＋ｋｐ）
増加することとなり、ケーブルのアクチュエータ側端のストロークが増加することを招き、判定閾値Ｓ１とストロークセンサ８のストロークＳとの比較に基づく、ケーブル切れの警告を行う場合において、ケーブル切れによるストロークＳの変化とスピンドル圧縮変形量の増大によるストロークＳの変化の区別が付かなくなり、誤検出を招くおそれが生じる。
【００３４】
このため、上述したように、ＥＰＢＥＣＵ２の判定閾値演算手段２ｃは、制御油圧Ｐがゼロである場合の判定閾値Ｓ１を初期判定閾値Ｓ１０とし、制御油圧Ｐと差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）との関係を示す図３に示すようなマップＢを用いて、図３のマップＢと制御油圧Ｐから差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）を演算して、初期判定閾値Ｓ１０から差分張力ΔＳ１（Ｐ）を加算して判定閾値Ｓ１を演算して決定し、警告手段２ｄはこの補正された判定閾値Ｓ１を用いて閾値判定と警告を行う。
【００３５】
以上述べた本実施例による駐車ブレーキ装置１は以下のフローチャートに基づいて実行される。以下に、本実施例の駐車ブレーキ装置１の制御内容についてフローチャートを用いて説明する。図５は、本発明による駐車ブレーキ装置１のＥＰＢＥＣＵ２の制御内容を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ１において、ＥＰＢＥＣＵ２はロックリリーススイッチ３が運転者によりオンとされているか否かを判定し、肯定であればステップＳ２にすすみ、否定であれば、ステップＳ１の手前に戻る。
【００３７】
ステップＳ２において、ＥＰＢＥＣＵ２は、張力センサ５から張力Ｆを、ストロークセンサ８からストロークＳを、油圧センサ４から制御油圧Ｐを、検出して、ステップＳ３において、ＥＰＢＥＣＵ２の目標張力決定手段２ａは、図２に示したマップＡを用いて目標張力Ｆ１を演算し、ステップＳ４において、ＥＰＢＥＣＵ２の判定閾値演算手段２ｃは、図３に示したマップＢを用いてケーブル切れ判定用の判定閾値Ｓ１を演算する。
【００３８】
ステップＳ５において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂは、張力Ｆが目標張力Ｆ１未満であるか否かを判定し、肯定であればステップＳ６にすすみ、否定であれば、ステップＳ８にすすむ。
【００３９】
ステップＳ６において、ＥＰＢＥＣＵ２の警告手段２ｄは、ストロークＳが判定閾値Ｓ１より大きいか否かを判定し、肯定であればステップＳ９にすすみ、否定であればステップＳ７にすすむ。
【００４０】
ステップＳ７において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂは、モータ６に通電し、ステップＳ８において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂはインジケータランプ１０を点灯し、ステップＳ９において、ＥＰＢＥＣＵ２の警告手段２ｄは警告ランプ９を点灯し、ステップＳ１０において、ＥＰＢＥＣＵ２の制御手段２ｂは、モータ６への通電を停止する。
【００４１】
以上述べた制御内容により実現される本実施例の駐車ブレーキ装置１によれば、検出された制御油圧Ｐに基づいて張力Ｆを予め減少させておくことにより、予め作用していた制御油圧Ｐが除去される、図４に示したケーブル張力印加状態から油圧除去状態に遷移するタイミングにおいて、ケーブルの張力Ｆが増大しても、張力Ｆが過大となってしまうことを防止することができる。
【００４２】
加えて、差分目標張力ΔＦ１（Ｐ）の値を制御油圧Ｐと図２に示したマップＡに基づいて定めることとしているので、差分目標張力ΔＦ１（Ｐ）の値を必要最小限かつ適切な値とすることができる。
【００４３】
また、ケーブル切れ判定用の判定閾値Ｓ１についても、検出された制御油圧Ｐに基づいて判定閾値Ｓ１を予め増加させておくことにより、予め作用していた制御油圧Ｐが除去される、図４に示したケーブル張力印加状態から油圧除去状態に遷移するタイミングにおいて、スピンドル圧縮変形量が増大してストロークＳが増大しても、ケーブル切れとは明確に区別した上で、制御油圧Ｐの増大に伴う無効ストロークの増大を正確に検出して、適切な警告を行うことができる。
【００４４】
加えて、差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）の値を制御油圧Ｐと図３に示したマップＢに基づいて定めることとしているので、差分判定閾値ΔＳ１（Ｐ）の値についても、必要最小限かつ適切な値とすることができる。
【００４５】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、車両の駐車ブレーキ装置に関するものであり、過大な張力を発生することを防止することができるので乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【００４７】
１ 駐車ブレーキ装置
２ ＥＰＢＥＣＵ
２ａ 目標張力決定手段
２ｂ 制御手段
２ｃ 判定閾値演算手段
２ｄ 警告手段
３ ロックリリーススイッチ
４ 油圧センサ（制御油圧検出手段）
５ 張力センサ
６ モータ
７ 電流センサ
８ ストロークセンサ
９ 警告ランプ
１０ インジケータランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力に基づいた推力を付与する駐車ブレーキ装置であって、前記サービスブレーキ装置の制御油圧を検出する制御油圧検出手段と、前記張力の目標張力を前記制御油圧に基づいて決定する目標張力決定手段と、を含むことを特徴とする駐車ブレーキ装置。
【請求項２】
前記目標張力決定手段は、前記制御油圧がゼロである場合の前記目標張力を初期目標張力とし、前記制御油圧と差分張力との関係を示すマップを含み、前記マップと前記制御油圧から前記差分張力を演算して、前記初期目標張力から前記差分張力を減じて前記目標張力を演算して決定することを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ装置。
【請求項１】
サービスブレーキ装置の含むパッドにケーブルの張力に基づいた推力を付与する駐車ブレーキ装置であって、前記サービスブレーキ装置の制御油圧を検出する制御油圧検出手段と、前記張力の目標張力を前記制御油圧に基づいて決定する目標張力決定手段と、を含むことを特徴とする駐車ブレーキ装置。
【請求項２】
前記目標張力決定手段は、前記制御油圧がゼロである場合の前記目標張力を初期目標張力とし、前記制御油圧と差分張力との関係を示すマップを含み、前記マップと前記制御油圧から前記差分張力を演算して、前記初期目標張力から前記差分張力を減じて前記目標張力を演算して決定することを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−９２０（Ｐ２０１１−９２０Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４３９５８（Ｐ２００９−１４３９５８）
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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