(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪に制動力を発生する複数の電動ブレーキと、
前記電動ブレーキへの電源供給が無くても制動力を保持できる複数のパーキングブレーキ機構と、
エンジンと、
トランスミッションと、
前記電動ブレーキの制動力を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、ブレーキペダルが踏まれている状態で、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦで、車両が停止状態で、且つ前記パーキングブレーキ機構のパーキングブレーキロック機構が故障と検知された場合、前記トランスミッションを接続して駆動力伝達系の抵抗力を発生させる制御指令、又は前記車輪の各輪のタイヤの向きを車両が移動できない方向に独立に変更する制御指令、を出力することを特徴とするブレーキシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記トランスミッションの接続には、前記トランスミッションのギヤ比を低くするギアが接続されるように接続することを特徴とするブレーキシステム。
【請求項３】
請求項１において、
スタータスイッチ操作信号によって制御される前記エンジンを始動するためのスタータを有し、
前記コントローラは、前記トランスミッションが接続状態になってなされた駐車状態におけるエンジン始動時には、ブレーキペダルが踏まれている状態で、車両のイグニッションスイッチがＯＮで、車両が停止状態で、前記パーキングブレーキ機構のパーキングブレーキロック機構が故障と検知された場合で、スタータスイッチがＯＮの場合、トランスミッションのギア位置が非接続の状態に切換えられていることを検出して、前記スタータを起動させる前記スタータスイッチ操作信号を出力することを特徴とするブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、自動車のブレーキ装置に関わり、特に電気的に制動力を発生させる電動ブレーキ装置の電源ＯＦＦ時でも制動力を保持できるパーキングブレーキ機構や電気的に制動力を発生させる電動ブレーキのいずれかが故障した場合の車両の制御方法に関するものである。
【背景技術】  パーキングブレーキの診断を行い、パーキングブレーキ故障時には別の制動補助装置（油圧系の逆止弁）を利用して坂道発進を補助するものが特開昭６２−６４６６４に開示されている。
特開２００１−１０６０４７にはパーキングブレーキのかけ忘れを防止するものが開示されている。
電動パーキングブレーキのロックが故障した時の解除に関するものが特開平６−２７８５８３，特開２０００−３０９２５５，特開平５−１７００６７，特開２００１−１０６０５８，特開平８−２４４５９６に開示されている。
ワイヤーを用いた従来型のパーキングブレーキの故障を検知するものが特開２００１−１０６０６０に開示されている。
また、タイヤのトー角制御による制動力制御，スピン制御については特許０２５５１５８３，特許０２７６８７３８に開示されている。
上述の従来技術に記載されているパーキングブレーキ装置は、パーキングブレーキのロックができないような故障（駐車ブレーキがかけられない）時のブレーキ状態の維持について配慮されていなかった。そのため、パーキングブレーキ装置の故障によって駐車ができなくなるといった問題があった。また、電動ブレーキ故障時は車両を停止することができないという問題もあった。
従って、本発明は、このような従来のパーキングブレーキ機構や電気的に制動力を発生させる電動ブレーキのいずれかが故障した場合でも車両を確実に停車，駐車できる電動ブレーキ装置を提供することを目的としている。
【発明の開示】
本発明は、車両のトランスミッションの接続，非接続を電気的に制御する機能，エンジンを始動するためのスタータの起動をスタータスイッチ操作信号に基づいてＯＮ−ＯＦＦ制御する機能，エンジンに搭載された発電機またはモータによる回生制動力（回生ブレーキ）または逆トルクを発生する機能，各輪のタイヤの向きを独立に任意に制御する機能の少なくともいずれかを備えたブレーキ故障時の制動力発生部を有することにある。このことによって、電源スイッチＯＦＦ時に制動力を保持できるパーキングブレーキ機構がロックできない故障時でも車両を停車，駐車できるようになる。
また、本発明によれば、パーキングブレーキ機構による駐車のための制動力保持ができないような故障時には、トランスミッション接続による駆動力伝達系の抵抗力，各輪のタイヤの向きを車両が移動できない方向に独立に変更することで駐車時の駐車制動力を確保するような制御を行うことを特徴とする。
このようにして、本発明によれば、パーキングブレーキがかけられないような故障時や電動ブレーキがかけられない故障時でもトランスミッション接続による駆動抵抗力，各輪のタイヤの向き変更（トー角制御）によるタイヤの転がり抵抗増大，モータジェネレータによる回生ブレーキ，逆トルク発生などにより確実に停止，駐車ができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、この発明にかかる好ましいシステム構成図である。第２図は、本発明の実施例であるパーキングブレーキ機構付電動ブレーキの説明図である。第３図は、タイヤのトー角の組み合わせパターンの例を示す図である。第４図は、本実施例の電動パーキングブレーキロック機構故障時の作動論理回路図である。第５図は、本実施例のスタータ起動時の作動論理回路図である。第６図は、本実施例の電動ブレーキ機構故障時の作動論理回路図である。第７図は、第４図に対応した本実施例のフローチャート図である。第８図は、第５図に対応した本実施例のフローチャート図である。第９図は、第６図に対応した本実施例のフローチャート図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明をより詳細に説術するために、添付図面に従ってこれを説明する。
本発明の電動ブレーキ装置は、パーキングブレーキがかけられないような故障時や電動ブレーキがかけられない故障時でも停止，駐車を可能とする目的を最小限の部品点数で実現した。これにより、冗長系システムの簡素化が図れている。
本発明の一実施例によれば、車両のトランスミッションの接続，非接続を電気的に制御する機能，エンジンを始動するためのスタータの起動をスタータスイッチ操作信号に基づいてＯＮ−ＯＦＦ制御する機能，エンジンに搭載された発電機またはモータによる回生制動力（回生ブレーキ）または逆トルクを発生する機能，各輪のタイヤの向きを独立に任意に制御する機能の少なくともいずれかを備えるものを、ブレーキ故障時の制動力発生部とする。このブレーキ故障時の制動力発生部は、上述の４つの機能のうちの少なくとも１つを備えていれば良い。また、複数の機能を有するブレーキ故障時の制動力発生装置としてもよく、その場合は、電源スイッチＯＦＦ時に制動力を保持できるパーキングブレーキ機構がロックできない故障時において、車両の状態に応じて、これらの複数の機能から取捨選択しても良い。また、これらの機能を組み合わせて用いることも可能である。
つまり、本発明の実施例によれば、パーキングブレーキ機構による駐車のための制動力保持ができないような故障時には、トランスミッション接続による駆動力伝達系の抵抗力の発生，各輪のタイヤの向きを車両が移動できない方向に独立に変更することによる駐車時の駐車制動力の発生，モータジェネレータによる回生ブレーキ力の発生及び逆トルクの発生を実現するような制御を行う。
このようにして、本発明によれば、パーキングブレーキがかけられないような故障時や電動ブレーキがかけられない故障時でもトランスミッション接続による駆動抵抗力，各輪のタイヤの向き変更（トー角制御）によるタイヤの転がり抵抗増大，モータジェネレータによる回生ブレーキ，逆トルク発生などにより確実に停止，駐車ができる。
また、このような停止，駐車を行った後の車体制御も以下の実施例で示すように所定のフローに従って、例えば、変速機の接続を解除してから、エンジンのスタートを可能にする。
第１図は、本発明の一実施例であるシステム構成図を示す。ブレーキコントローラ１には、運転者のブレーキペダル２の踏込み量を検出するブレーキストロークセンサからのブレーキストロークセンサ信号３，パーキングブレーキ機構の作動をＯＮ／ＯＦＦ制御させるパーキングブレーキスイッチ信号４（例えば、ＯＮ／ＯＦＦ信号），車両の電源スイッチ（例えば、イグニッションキースイッチ）であるキースイッチ信号５，車両の速度を示す車速センサからの車速センサ信号６，エンジン回転数を示すエンジン回転数センサ信号７，ギヤが接続状態か非接続かを示すパーキング／ニュートラルスイッチ信号８（例えば、ＯＮであれば非接続，ＯＦＦであれば接続状態とする），運転者のアクセルペダル踏込み量を示すアクセルペダルセンサ信号９，エンジンのスタータを起動するための指令信号を出すためのスタータスイッチ信号１０，運転者のハンドルの操舵角を検出する操舵角センサからの操舵角センサ信号１１，運転者のトランスミッション１３のギヤ位置の指令を出すためのシフトレバー位置スイッチ１５などが入力される。
ブレーキコントローラ１はそれらの入力信号に基づいて、必要な制動力が得られるような制御信号を電動ブレーキ（ＥＭＢ）２２に、必要な操舵が得られるような制御信号をステアリングアクチュエータ２４に出力する。
電動ブレーキ（ＥＭＢ）２２とステアリングアクチュエータ２４は各輪に装着されており、ブレーキコントローラ１から各輪独立に制御される。
スタータスイッチ信号のＯＮ／ＯＦＦ信号に応じてブレーキコントローラ１はエンジン１４を始動するためのスタータ１２の起動制御を行う。
シフトレバーのシフトレバー位置スイッチ信号１５に応じてブレーキコントローラ１はトランスミッション１３を非接続（パーキングポジション，ニュートラルポジション），接続（リバース，ドライブレンジ，低速レンジ）に制御する。
アクセルペダルセンサ信号９に応じて、ブレーキコントローラ１によりエンジン１４の出力も制御される。
エンジン１４には電制スロットルアクチュエータが装着されており、スロットルアクチュエータ内のモータを制御することにより、エンジン１４への吸入空気量を増加減することができる。これによりエンジンの出力が制御される。
エンジン１４とトランスミッション１３の間にはモータジェネレータ１６が設けられており、これにより回生ブレーキ（発電による減速時のエネルギー回生）やモータによる逆トルクによるブレーキをかけることができる。回生ブレーキとモータの逆トルクの制御はブレーキコントローラ１により行われる。
第２図はパーキングブレーキ機構付電動ブレーキ（ＥＭＢ）２２の説明図である。電動ブレーキ（ＥＭＢ）２２はモータ２６とモータの回転運動を往復運動に変換するネジ機構，ネジの往復運動をメカニカルにロックするロック機構，該ロック機構のロック（固定）／アンロック（開放）を切換えるパーキングブレーキ機構２１，ネジ機構でブレーキディスク２３を押しつけて所定の制動力を発生させるブレーキパッド、実際の制動力を検出するための推力センサから構成されている。
パーキングブレーキ機構２１は小型モータ２６とネジ機構で構成され、モータ駆動で電動ブレーキのネジ機構を固定／解除するものである。この構造により、モータの回転力で所定の制動力が得られるまでブレーキパッドをブレーキディスク２３に押しつけた状態でパーキングブレーキ機構２１により、ネジ機構部をロックできる。その結果、モータ２６の回転力（電流値）をゼロにしても制動力は保持される。ネジ機構部のロックを行う前の異常はモータの結線の断線チェックなどで検知できる。また、電動ブレーキ機構の異常は推力センサ２８により必要なブレーキ力（押付力）が得られていないなどで検知でき、電動ブレーキ用モータ２７の過熱はモータに内蔵した温度センサや消費電力や作動頻度から推定した推定温度により検知できる。
第３図はパーキングブレーキ機構や電動ブレーキ機構が故障した時にタイヤのトー角を変更することで車両を停車できるようにするために、いくつかのタイヤの方向（トー角）の組み合わせパターンを示したものである。それぞれ車両を真上から見た時の各輪のタイヤの方向を示す。スキーのボーゲンの考え方である。タイヤのトー角を外側に開くほど、または内側に閉じるほど大きな転がり抵抗（制動力）が得られる。
このようなパターンの選択は、予め１つのものに設定しておくこともできるが、車体の停止状態に応じて、選択することも可能である。
第４図は本発明の電動パーキングブレーキロック機構故障、パーキングブレーキスイッチ故障（常時ＯＦＦ）時の作動論理回路図である。ブレーキペダル２ＯＮ（踏まれている状態）でキースイッチ５（車両の電源スイッチ）がＯＦＦ、車速０ｋｍ／ｈ（停止状態）かつエンジン回転数０ｒｐｍ（停止状態）、パーキングブレーキロック機構故障またはパーキングブレーキスイッチ故障で、トランスミッションギヤ位置１速またはリバースに接続するか、または各輪のタイヤのトー角を第３図のどれかのパターンに制御する。これによりタイヤの転がり抵抗が増大して車両を停車できる。パーキングブレーキスイッチ４のＯＮ条件がＯＲ条件で入っているのは、パーキングブレーキスイッチ４が正常な場合はパーキングブレーキスイッチに応じてトランスミッションギヤ位置１速またはリバースに接続するか、または各輪のタイヤのトー角を第３図のどれかのパターンに制御できるようにするためである。
第５図は本発明におけるエンジンのスタータ起動時の作動論理回路図である。ブレーキペダル２ＯＮ（踏まれている状態）でキースイッチ５（車両の電源スイッチ）がＯＮ、車速０ｋｍ／ｈ（停止状態）かつエンジン回転数０ｒｐｍ（停止状態）、パーキングブレーキロック機構故障またはパーキングブレーキスイッチ故障で、スタータスイッチＯＮの時は、トランスミッション１３のギヤ位置を非接続状態にしてからスタータ１２を起動する。これによりトランスミッション接続状態でのエンジン起動を防ぐことができる。
第６図は本発明の電動ブレーキ機構故障，電動ブレーキ作動制限モード時の作動論理回路図である。ブレーキペダル２ＯＮ（踏まれている状態）でキースイッチ５（車両の電源スイッチ）がＯＮ、車速＞０ｋｍ／ｈ（走行状態）かつエンジン回転数＞５００ｒｐｍ（エンジン通常運転状態）、電動ブレーキ機構故障または電動ブレーキ作動制限モードで、パーキングブレーキスイッチＯＦＦの場合は、トランスミッションギヤ位置１速またはリバースに接続するか、または各輪のタイヤのトー角を第３図のどれかのパターンに制御する。これによりタイヤの転がり抵抗が増大して車両に制動力を加えることができる。タイヤのトー角はステアリングアクチュエータ２４によりブレーキペダルストロークまたは踏力に応じて連続可変であり、第３図のパターン（ｂ）のケースではブレーキペダルの踏込み量が大きいほど、トー角を内側に閉じる方向に変化させて転がり抵抗を増大させることができる。トランスミッションギヤ位置１速またはリバースに接続しても十分な減速度が得られない場合にタイヤのトー角制御による制動を行ってもよい。
第７図は第４図に対応した本発明のフローチャートである。ステップ９０で各種の信号の入力処理を行い、ステップ９１でパーキングブレーキロック機構故障判定とパーキングブレーキスイッチ故障判定を行う。ステップ１００で第４図の条件が満たされているか判断する。ＹＥＳの場合はステップ１０１でトランスミッションギヤ位置１速またはリバースに接続するか、または各輪のタイヤのトー角を第３図のどれかのパターンに制御する。ステップ１００でＮＯの場合はステップ１０２でパーキングブレーキロック機構が正常か判定し、ＹＥＳの場合はステップ１０３でパーキングブレーキスイッチが正常かを判断し、ＹＥＳの場合はステップ１０４でパーキングブレーキスイッチ操作信号に応じた電動パーキングブレーキ制御を行い、ステップ１０１の処理は解除する。ステップ１０２でＮＯの場合はステップ１０６でブレーキペダルＯＮ（ブレーキペダルが踏まれている）かつエンジン回転数＞所定値の場合、ステップ１０１の処理を解除する（トランスミッション非接続，タイヤのトー角制御解除）。ステップ１０３でＮＯの場合はブレーキペダルが所定時間以上踏まれていて、車速＝０ｋｍ／ｈでエンジン回転数＝０ｒｐｍ、かつキースイッチＯＦＦの場合は電動パーキングブレーキを作動させる。
第８図は第５図に対応した本発明のフローチャートである。ステップ２００で各種の信号の入力処理を行い、ステップ２０１でパーキングブレーキロック機構故障判定とパーキングブレーキスイッチ故障判定を行う。ステップ２０２で第５図の条件が満たされているか判断する。ＹＥＳの場合はステップ２０３でトランスミッション非接続にした後、エンジンのスタータ起動を許可し、エンジンを始動させる。ＮＯの場合はステップ２０４でスタータ起動を禁止し、エンジンを始動させない。これにより、トランスミッション接続状態でのエンジン始動（車両が動いてしまうこと）を防ぐことができる。
第９図は第６図に対応した本発明のフローチャートである。ステップ３００で各種の信号の入力処理を行い、ステップ３０１で電動ブレーキ機構故障判定と電動ブレーキ作動制限判定を行う。具体的には推力センサにより、所定の押付力が得られないとか、電動ブレーキ用モータが過熱しているとかで判定できる。ステップ３０２で第６図の条件が満たされているか判断する。ＹＥＳの場合はステップ３０３でトランスミッションギヤ位置１速またはリバースに接続するか、または各輪のタイヤのトー角を第３図のどれかのパターンに制御する。タイヤのトー角はステアリングアクチュエータ２４によりブレーキペダルストロークまたは踏力に応じて連続可変であり、第３図のパターン（ｂ）のケースではブレーキペダルの踏込み量が大きいほど、トー角を内側に閉じる方向に変化させて転がり抵抗を増大させることができる。トランスミッションギヤ位置１速またはリバースに接続しても十分な減速度が得られない場合にタイヤのトー角制御による制動を行ってもよい。モータジェネレータによる回生ブレーキまたは逆トルク発生により車両を停車させることもできる。ステップ３０２でＮＯの場合はステップ３０４で電動ブレーキ機構が正常か判定し、ＹＥＳの場合はステップ３０５で電動ブレーキ作動制限モードか判定し、ＮＯの場合はステップ３０６でブレーキペダル操作信号に応じた電動ブレーキ制御を行い、ステップ３０３の処理は解除する。ステップ３０５でＹＥＳの場合もステップ３０７でブレーキペダル操作信号に応じた電動ブレーキ制御を行い、ステップ３０３の処理は解除する。但し、警告燈を点燈し、すぐに停車させるように注意を促す。ステップ３０４でＮＯの場合はステップ３０８でアクセルペダルが踏まれているか判定し、ＹＥＳの場合はステップ３０９でアクセルペダルに応じたエンジンの出力制御を行う。その時にステップ３０３の処理は解除し、警告燈を点燈し、すぐに停車させるように注意を促す。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明にかかるブレーキ装置、その制御装置及びその制御方法は、車両用のブレーキ装置に適用でき、モータを用いた電動ブレーキ装置だけでなくモータによって油圧を駆動して制動力を制御するブレーキ装置へも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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