JP6097671B2 - 電動パーキングブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、電動パーキングブレーキシステムに関する。

従来のパーキングブレーキシステムに関する技術として、例えば下記特許文献１には、ブレーキレバーのグリップにトルクレンチをアタッチメントとして取り付けて用いるパーキングブレーキ装置が記載されている。特許文献１に記載されたパーキングブレーキ装置では、自動車の出荷時において、ブレーキレバーを通常の操作力の約２倍という大きい操作力で上方回動させてブレーキケーブルに張力を与え、予めブレーキケーブルに初期伸びを与えることが図られている。

実開平７−４０３２８号公報

ところで、近年、ブレーキケーブルを介してアクチュエータによりパーキングブレーキ機構を作動させる電動パーキングブレーキシステムが知られている。このような電動パーキングブレーキシステムでは、ブレーキケーブルのストローク変化量に基づいて、車輪に制動力を付与する摩擦部材の摩耗に関する摩耗警報を出力する場合が考えられる。

この点、上記従来技術においては、ブレーキケーブルのストローク変化量に、摩擦部材の摩耗分だけでなくブレーキケーブルの伸び分が未だ多く含まれる場合がある。そのため、当該ブレーキケーブルの伸び分の悪影響が摩耗警報の出力に及ぶおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、精度よく摩耗警報を出力することができる電動パーキングブレーキシステムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る電動パーキングブレーキシステムは、車輪に制動力を付与する摩擦部材を含むパーキングブレーキ機構と、ブレーキケーブルを介してパーキングブレーキ機構を作動させるアクチュエータと、を有する電動パーキングブレーキ装置と、ブレーキケーブルのストローク変化量を検出するストローク変化量検出手段と、ストローク変化量に基づいて、摩擦部材の摩耗に関する摩耗警報を出力する警報手段と、を備え、ストローク変化量検出手段は、電動パーキングブレーキ装置の作動状況に基づいてブレーキケーブルの初期伸びが除去されたか否かを判定し、ブレーキケーブルの初期伸びが除去されたと判定したときのブレーキケーブルの所定位置を、ストローク変化量を検出するための基準位置として設定する、ことを特徴とする。

この電動パーキングブレーキシステムでは、ストローク変化量検出手段において、電動パーキングブレーキ装置の作動状況に基づきブレーキケーブルの初期伸び（以下、単に「初期伸び」ともいう）の除去が判定され、初期伸びが除去されたと判定したときのブレーキケーブルの所定位置が、ストローク変化量を検出するための基準位置として設定される。ここで、初期伸びが除去された後では、ストローク変化量において摩擦部材の摩耗分に対するブレーキケーブルの伸び分の影響が小さくなることが見出される。よって、ストローク変化量検出手段で検出するストローク変化量について、ブレーキケーブルの伸び分の影響を小さくすることができ、ひいては、精度よく摩耗警報を出力することが可能となる。

また、ストローク変化量検出手段は、所定荷重以上で且つ所定時間継続する索引荷重によりパーキングブレーキ機構が作動された回数に基づいて、ブレーキケーブルの初期伸びが除去されたか否かを判定してもよい。この場合、索引荷重の荷重量及び継続時間と、当該索引荷重による作動回数とを、初期伸びの除去の判定条件とすることができる。

上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、所定荷重は、アクチュエータがパーキングブレーキ機構を駆動し得る最大の索引荷重であり、所定時間は、１０秒であり、回数は、２５０回とする構成が挙げられる。

また、警報手段は、ケーブルの初期伸びが除去されたと判定されるまでは、摩耗警報を出力しなくてもよい。このように初期伸びが除去されるまで摩耗警報を出力しないようにすることで、初期伸びの影響による誤警報を抑制することができ、一層精度よく摩耗警報を出力することができる。

本発明によれば、精度よく摩耗警報を出力することができる。

一実施形態に係る電動パーキングブレーキシステムの構成を示す概略図である。 ブレーキケーブルの伸び量を説明するグラフである。 図１の電動パーキングブレーキシステムの動作を説明するフローチャートである。 ブレーキケーブルのストローク変化量の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動パーキングブレーキシステムの構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態の電動パーキングブレーキシステム１は、車両Ｖに搭載されるものであって、電動パーキングブレーキ装置（Electronic Parking Brake：ＥＰＫＢ）１０と、ＰＫＢ操作スイッチ２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、警報出力部４０と、を備えている。

なお、車両Ｖとしては、例えばトラック、バス又は重機等の大型車両や中型車両が挙げられる。また、適用される車両Ｖはこれらに限定されるものではなく、普通乗用車、小型車両又は軽車両等であってもよい。

電動パーキングブレーキ装置１０は、車両Ｖを制動させるための電動式駐車ブレーキ装置であって、アクチュエータ１１、ブレーキケーブル１２、ＰＫＢ（Parking Brake：パーキングブレーキ機構）１３、摩擦部材１４、荷重センサ１５及びケーブル位置センサ１６を有している。この電動パーキングブレーキ装置１０では、アクチュエータ１１が作動されて、所定の索引荷重にてブレーキケーブル１２が引かれることによりＰＫＢ１３が駆動され、車両Ｖの車輪Ｈに所望の制動力が付与される。

アクチュエータ１１は、モータ及びケーブル巻取り部（不図示）等を含んで構成されている。アクチュエータ１１は、モータの回転運動がケーブル巻取り部において直線運動に変換されることにより、ブレーキケーブル１２の引き作動を行う。このアクチュエータ１１は、ＥＣＵ３０に電気的に接続されており、当該ＥＣＵ３０によってブレーキケーブル１２の索引荷重が制御される。

ブレーキケーブル１２は、アウターケーシング（不図示）に挿通されるインナーケーブル（不図示）を有するプルケーブルである。インナーケーブルは、硬鋼線材（ＳＷＲＨ）又はステンレス鋼（ＳＵＳ）等の材料からなり、複ねじり構造を有するストランドタイプとされている。インナーケーブルの両端部は、アクチュエータ１１とＰＫＢ１３とにそれぞれ接続され、アクチュエータ１１のモータによる索引荷重がＰＫＢ１３に伝達される。

アウターケーシングは、ライナと、スプリングと、コートとで構成される。ライナは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）又はフッ素樹脂（ＦＥＰ）等の材料からなり、インナーケーブルが挿通される。スプリングは、ＳＷＲＨ又はＳＵＳ等の材料からなり、ライナに巻かれている。コートは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等の材料からなり、スプリングを外側から覆うようにして形成される。アウターケーシングは、ブラケットを介して車両Ｖに固定されている。

図示する例では、ブレーキケーブル１２は、車両Ｖにおいて、アクチュエータ１１から運転席Ｄと助手席Ｐとの間を前方へ向けて延びた後、運転席Ｄの前側及び右側を通るようにして曲がるように後方へ向けて延び、ＰＫＢ１３に接続されている。なお、以下、アウターケーシング又はインナーケーブルを単にブレーキケーブル１２とも記載する。

ＰＫＢ１３は、センターブレーキ式のドラムブレーキ等が採用され、内部に摩擦部材１４を有している。本実施形態では、ＰＫＢ１３は、トランスミッション２の後方に設置されている。このＰＫＢ１３では、例えばブレーキケーブル１２の索引に応じてドラムに摩擦部材１４（シュー等）が押し付けられ、これにより、プロペラシャフト３が拘束される。なお、ＰＫＢ１３は、その構成や方式について限定されるものではなく、ブレーキケーブル１２と摩擦部材１４とを有していれば、車輪Ｈに設置されている常用ブレーキ機構を兼用してもよいし、当該常用ブレーキ機構とは別のパーキングブレーキ機構を車輪Ｈに内蔵したものであってもよい。

荷重センサ１５は、アクチュエータ１１によるブレーキケーブル１２の索引荷重（ケーブル索引荷重）を検出するセンサであり、例えばロードセル等により構成される。この荷重センサ１５は、ＥＣＵ３０に電気的に接続されており、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。

ケーブル位置センサ１６は、ブレーキケーブル１２の位置を検出するセンサである。ブレーキケーブル１２の位置は、例えば、アクチュエータ１１におけるモータの回転数に基づいて検出される。このケーブル位置センサ１６は、ＥＣＵ３０に電気的に接続されており、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。なお、ブレーキケーブル１２の位置は、アクチュエータ１１においてケーブル巻取り部にポテンショメータやエンコーダを設けることにより検出してもよい。

ＰＫＢ操作スイッチ２０は、電動パーキングブレーキ装置１０の作動を操作するためのものであり、ＥＣＵ３０に電気的に接続されている。このＰＫＢ操作スイッチ２０は、例えばドライバによりそのＯＮ又はＯＦＦが切り替えられることにより、電動パーキングブレーキ装置１０が作動するように又は当該作動を解除するように、ＥＣＵ３０に信号を送信してアクチュエータ１１を動作させる。

ＥＣＵ３０は、電動パーキングブレーキ装置１０の動作を制御する制御部であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。また、本実施形態のＥＣＵ３０は、ストローク変化量検出部３１を有している。

ストローク変化量検出部３１は、電動パーキングブレーキ装置１０の作動状況に基づいて、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたか否かを判定する。また、ストローク変化量検出部３１は、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたと判定したときのブレーキケーブル１２の所定位置を、ストローク変化量を検出するための基準位置として設定する。

図２は、ブレーキケーブルの伸び量を説明するグラフである。図２において、横軸は、ＰＫＢ１３の作動回数であり、縦軸は、ブレーキケーブル１２の伸び量を示している。なお、軌跡Ｆ１における索引荷重は軌跡Ｆ２における索引荷重よりも大きいものとされている。また、軌跡Ｆ１及び軌跡Ｆ２では、ブレーキケーブル１２を索引する継続時間が互いに同じ所定時間とされている。

図２に示すように、例えば、作動回数がＮ回の時点でそれぞれの伸び量について比較すると、軌跡Ｆ１においては、作動回数がＮ回の時点以降でブレーキケーブル１２の伸び量がほとんど増加しなくなっており、この状態が初期伸びが除去された状態となる。一方、軌跡Ｆ２においては、作動回数がＮ回の時点以降でもブレーキケーブル１２の伸び量が大きく増加する余地があり、未だブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されていないといえる。

なお、ブレーキケーブル１２の初期伸び量には、インナーケーブル自体の伸び量と、見かけ上のインナーケーブルの伸び量とが含まれる。見かけ上のインナーケーブルの伸び量は、ブレーキケーブル１２の車両Ｖにおける配索経路の長さがインナーケーブルの長さに対して相対的に短くなることで生じる。

例えば、配索経路の長さは、車両Ｖにブレーキケーブル１２が取り付けられた際のブラケットの遊び又はケーブルの弛み等が解消することによって短くなる。このブラケットの遊び又はケーブルの弛み等は、インナーケーブルに索引荷重が加わるたびに徐々に解消する。従って、インナーケーブルに一定の索引荷重が加わった場合、ブラケット遊び又はケーブル弛み等が概ね無くなって、見かけ上のインナーケーブルの伸び量がほとんど増加しなくなる。こうして、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去された状態となる。

このストローク変化量検出部３１は、設定した基準位置と、ケーブル位置センサ１６の検出値とに基づいて、ブレーキケーブル１２のストローク変化量を検出する。ストローク変化量検出部３１は、ストローク変化量に係る信号を警報出力部４０へ出力する。

警報出力部４０は、ストローク変化量検出部３１からの信号に基づいて、摩擦部材１４の摩耗警報を車両Ｖの乗員に対して出力する出力部である。具体的には、警報出力部４０は、ストローク変化量検出部３１で検出されたストローク変化量が所定量以上となったとき、摩耗警報を出力する。警報出力部４０は、例えば、コンビネーションメーター内の警告灯であってもよいし、警告音を出力するスピーカーであってもよい。

次に、電動パーキングブレーキシステム１の動作を説明する。まず、図３（ａ）を参照しつつ、ストローク変化量の基準位置の設定について説明する。図３（ａ）は、ストローク変化量を検出するための基準位置の設定処理を説明するフローチャートである。

図３（ａ）に示すように、ステップＳ１において、ＰＫＢ操作スイッチ２０がＯＮに切り替えられると、電動パーキングブレーキ装置１０を作動させる制動要求に係る信号が、ＥＣＵ３０へ送信される。電動パーキングブレーキ装置１０では、アクチュエータ１１が作動されてブレーキケーブル１２が引かれることによりＰＫＢ１３が駆動される。

続いて、ステップＳ２において、荷重センサ１５により、アクチュエータ１１がブレーキケーブル１２の索引荷重が検出され、当該検出値がＥＣＵ３０へ出力される。続いて、ステップＳ３において、ストローク変化量検出部３１により、索引荷重が所定荷重以上であるか否かが判定される。

索引荷重が所定荷重以上であると判定された場合、ステップＳ４の処理へ移行される。一方、索引荷重が所定荷重未満の場合、処理が終了となる。この所定荷重は、予めＥＣＵ３０に記憶されている所定値であり、ここでは、アクチュエータ１１がＰＫＢ１３を駆動し得る最大の索引荷重に設定される。

ステップＳ４において、ストローク変化量検出部３１により、ブレーキケーブル１２が索引された継続時間が計測される。続いて、ステップＳ５において、ストローク変化量検出部３１により、計測された継続時間が所定時間以上であるか否かが判定される。継続時間が所定時間以上であると判定された場合、ステップＳ６の処理へ移行される。一方、継続時間が所定時間未満の場合、処理が終了となる。

この所定時間は、予めＥＣＵ３０に記憶されている所定値である。所定時間は、例えば、当該索引の保持がブレーキケーブル１２の初期伸びの除去に寄与し得る索引保持時間以上に設定される。ここでは、この索引保持時間は１０秒に設定される。

続いて、ステップＳ６において、ストローク変化量検出部３１により、索引荷重が所定荷重以上で且つ索引された継続時間が所定時間以上となった回数（以下、有効回数という）がカウントされる。そして、ステップＳ７において、ストローク変化量検出部３１により、有効回数が所定回数以上であるか否かが判定される。有効回数が所定回数以上であると判定された場合、ステップＳ８の処理へ移行される。一方、有効回数が所定回数未満の場合、処理が終了となる。

この所定回数は、予めＥＣＵ３０に記憶されている所定値である。所定回数には、例えば、ブレーキケーブル１２の構造の違いや配置レイアウトの違い等が考慮されており、ブ試験結果等に基づいて定めることができる。ここでは、この所定回数は２５０回に設定される。

ステップＳ８において、ストローク変化量検出部３１により、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたと判定されると、ステップＳ９において、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたと判定したときのブレーキケーブル１２の所定位置が、ストローク変化量を検出するための基準位置として設定されることとなる。

次に、図３（ｂ）を参照しつつ、ストローク変化量に基づく摩耗警報の出力について説明する。図３（ｂ）は、ストローク変化量に基づく摩耗警報の出力処理を説明するフローチャートである。

図３（ｂ）に示すように、ステップＳ１０において、ブレーキケーブル１２の初期伸びが既に除去されているか否かが判定される。ブレーキケーブル１２の初期伸びが既に除去されていると判定された場合、ステップＳ１１の処理へ移行する。一方、そうでない場合、摩擦部材１４の摩耗警報を出力することなく（摩擦警報の出力を停止させ）、処理が終了となる。

続いて、ステップＳ１１において、ストローク変化量検出部３１により、ブレーキケーブル１２のストローク変化量が検出される。ここで、図４を参照しつつ、ブレーキケーブル１２のストローク変化量について説明する。

図４は、ブレーキケーブル１２のストローク変化量の一例を示す図である。図４において、横方向は、ＰＫＢ１３の作動回数を示しており、回数ｎ２＞回数ｎ１である。一方、縦方向は、ケーブル位置センサ１６によって検出されたブレーキケーブル１２の位置を示している。

また、図中の例において、位置Ｐ０は、上記ステップ８においてブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたと判定したときのブレーキケーブル１２の所定位置である。この位置Ｐ０は、回数ｎ１以降において、ストローク変化量を検出するための基準位置となる。

図４（ａ）に示すように、位置Ｐ０を基準位置として、例えば、回数ｎ２におけるブレーキケーブル１２のストローク変化量は、次のようにして検出される。まず、回数ｎ１におけるブレーキケーブル１２のストローク（すなわち、ＰＫＢ１３を作動させるためにアクチュエータ１１によってブレーキケーブル１２が索引される長さＬ１）は、ＰＫＢ１３の作動解除のためにアクチュエータ１１によってブレーキケーブル１２が戻される長さＬ１’と一致する（ストローク変化量は０）。

一方、図４（ｂ）に示すように、回数ｎ２におけるブレーキケーブル１２のストロークである長さＬ２は、ＰＫＢ１３の作動解除のためにアクチュエータ１１によってブレーキケーブル１２が戻される長さＬ１’よりも長いものとなる。従って、この長さＬ２，Ｌ１’の差（Ｌ２−Ｌ１’）が、回数ｎ２におけるストローク変化量として検出される。

図３（ｂ）に戻り、ステップＳ１２において、ストローク変化量が所定量以上であるか否かが判定される。ストローク変化量が所定量以上であると判定された場合、ステップＳ１３の処理へ移行される。一方、ストローク変化量が所定量未満の場合、処理が終了となる。

なお、この所定量は、予めＥＣＵ３０に記憶されている所定量であり、例えば、摩擦部材１４の摩耗限界に対応するストローク変化量とされている。そして、ステップＳ１３において、警報出力部４０により、ストローク変化量検出部３１からの信号に基づいて、摩擦部材１４の摩耗警報が出力される。

以上、本実施形態の電動パーキングブレーキシステム１では、電動パーキングブレーキ装置１０の作動状況に基づいて、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたか否かを判定している。そして、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたと判定したときのブレーキケーブル１２の所定位置を、ストローク変化量を検出するための基準位置として設定する。初期伸びが除去された後では、ストローク変化量において摩擦部材１４の摩耗分に対するブレーキケーブル１２の伸び分の影響が小さくなることから（図２参照）、ストローク変化量検出部３１で検出するストローク変化量について、ブレーキケーブル１２の伸び分の影響を小さくすることができる。その結果、精度よく摩耗警報を出力することが可能となる。

また、本実施形態では、索引荷重が所定荷重以上で且つ索引された継続時間が所定時間以上となった回数（有効回数）に基づいて、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたか否かを判定しており、索引荷重の荷重量及び継続時間と、当該索引荷重による作動回数とを、初期伸びの除去の判定条件とすることが可能となる。

また、本実施形態では、ブレーキケーブル１２の初期伸びが既に除去されていると判定されるまでは、警報出力部４０が摩耗警報を出力しないようになっている。これにより、ストローク変化量に初期伸びが含まれるために摩擦警報を誤出力してしまうことを抑制することができ、一層精度よく摩耗警報を出力することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

例えば、上記実施形態における所定荷重、所定時間及び所定回数のそれぞれは、特に限定されず、初期伸びが除去されたと判定できる条件であれば、種々の荷重、時間及び回数としてもよい。また、初期伸びの除去の判定は、電動パーキングブレーキ装置１０の作動状況に基づけばよく、上記実施形態の判定に限定されるものではない。

なお、上記実施形態では、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されたか否かに応じて、ブレーキケーブル１２の索引荷重を変更（制御）してもよい。例えば、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去されるまでは、初期伸びの除去を早期に完了すべく、常に最大の索引荷重でブレーキケーブル１２が索引される一方で、ブレーキケーブル１２の初期伸びが除去された後は、車両Ｖの姿勢に応じた索引荷重でブレーキケーブル１２が索引されてもよい。

１…電動パーキングブレーキシステム、１０…電動パーキングブレーキ装置、１１…アクチュエータ、１２…ブレーキケーブル、１３…ＰＫＢ（パーキングブレーキ機構）、１４…摩擦部材、１５…荷重センサ、１６…ケーブル位置センサ（ストローク変化量検出手段）、３１…ストローク変化量検出部（ストローク変化量検出手段）、４０…警報出力部（警報手段）、Ｖ…車両。

Claims (3)

1. 車輪に制動力を付与する摩擦部材を含むパーキングブレーキ機構と、ブレーキケーブルを介して前記パーキングブレーキ機構を作動させるアクチュエータと、を有する電動パーキングブレーキ装置と、
   前記ブレーキケーブルのストローク変化量を検出するストローク変化量検出手段と、
   前記ストローク変化量に基づいて、前記摩擦部材の摩耗に関する摩耗警報を出力する警報手段と、を備え、
   前記ストローク変化量検出手段は、
   前記電動パーキングブレーキ装置の作動状況に基づいて前記ブレーキケーブルの初期伸びが除去されたか否かを判定し、
   前記ブレーキケーブルの初期伸びが除去されたと判定したときの前記ブレーキケーブルの所定位置を、前記ストローク変化量を検出するための基準位置として設定し、
   前記ストローク変化量検出手段は、
   所定荷重以上で且つ所定時間継続する索引荷重により前記パーキングブレーキ機構が作動された回数である有効回数が所定回数以上であるか否かを判定し、
   前記有効回数が前記所定回数以上であると判定した場合、前記ブレーキケーブルの初期伸びが除去されたと判定する、ことを特徴とする電動パーキングブレーキシステム。
2. 前記所定荷重は、前記アクチュエータが前記パーキングブレーキ機構を駆動し得る最大の索引荷重であり、
   前記所定時間は、１０秒であり、
   前記回数は、２５０回である、ことを特徴とする請求項１に記載の電動パーキングブレーキシステム。
3. 前記警報手段は、前記ブレーキケーブルの初期伸びが除去されたと判定されると共に前記所定位置が前記基準位置として設定されるまでは、前記摩耗警報を出力しない、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パーキングブレーキシステム。

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