(57)【要約】      （修正有）【課題】モータの惰性駆動による更なるケーブルへの張力付与を防止することで、アクチュエータとブレーキアッセンブリとの耐久性を向上させること。【解決手段】ブレーキ作動を行なう場合、ＰＷＭ回路により初期デューティ比を出力して電動モータを駆動し（時刻ｔ１）、この初期デューティ比からデューティ比を上げて目標デューティ比を出力する（時刻ｔ２）。予め設定した所定ブレーキ力よりΔＬ１より低い終了前目標ケーブル張力値ＴＳにケーブルの張力が到達すると（時刻ｔ３）、電動モータの回転数を低下させるべくデューティ比を目標デューティ比から終了前デューティ比へと下げる。ケーブル張力が所定ブレーキ力に達すると、デューティ比を０％として電動モータを停止させる（時刻ｔ４）。【選択図】図４
2012101749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキアッセンブリ（４）と、前記ブレーキアッセンブリ（４）を操作するケーブル（３）と、正逆回転駆動により前記ケーブル（３）を介して前記ブレーキアッセンブリ（４）を作動状態または解除状態とする電動モータ（１１）と、前記ケーブル（３）に加えられる張力を検出する荷重センサ（１５）とを備えた電動パーキングブレーキ装置であって、
前記電動モータ（１１）の回転駆動を制御するモータ制御部を備え、
前記モータ制御部が、
ブレーキ作動状態におけるブレーキ力を発生させるための前記ケーブル（３）のケーブル張力が、前記荷重センサ（１５）による荷重信号により終了前目標ケーブル張力値（ＴＳ）以上であることを判断するケーブル張力判断部（３１）と、
ブレーキ作動状態からブレーキ保持状態へと移行する際のブレーキ作動終了前において、前記ケーブル張力が前記終了前目標ケーブル張力値（ＴＳ）以上である場合に前記電動モータ（１１）の回転数を段階的に低下させる作動終了前制御を行なう駆動制御部とを備えていることを特徴とする
電動パーキングブレーキ装置。
【請求項２】
前記モータ制御部が、
前記電動モータ（１１）をパルスにより制御し、
ブレーキ作動状態において前記ケーブル張力が前記終了前目標ケーブル張力値（ＴＳ）に到達した後に、前記パルスのデューティ比を所定量変化させた終了前デューティ比とすることにより前記作動終了前制御を行なう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装置。
【請求項３】
前記モータ制御部が、
ブレーキ作動状態の開始時に、前記パルスを初期デューティ比から目標デューティ比への変化を所定時間行ない、
前記所定時間の経過後から前記作動終了前制御の前までに、前記パルスを前記目標デューティ比とする前記電動モータ（１１）の駆動の制御を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動パーキングブレーキ装置。
【請求項４】
前記モータ制御部は、
ブレーキ解除作動状態のブレーキ解除作動終了前において、
前記ケーブル張力判断部（３１）が、前記荷重センサ（１５）による荷重信号により前記ケーブル張力が所定の解除前ケーブル張力値（ＴＫ）以下である場合に、前記駆動制御部が前記電動モータ（１１）の回転数を段階的に低下させる解除終了前制御を行なうことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電動パーキングブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーキングブレーキの作動、解除を電動モータとケーブルにて電動で行なうようにした電動パーキングブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーキングブレーキの作動、解除を電動モータとケーブルにて電動で行なうこの種の電動パーキングブレーキでは、ケーブルに荷重センサが介装されていて、この荷重センサからケーブルの張力を検出し、パーキングブレーキを作動させる場合には、電動モータを例えば正転駆動してケーブルの引き作動を行なう。そして、ケーブルの引き作動に伴い荷重センサからのケーブル張力が高くなり、予め設定した張力になった場合に、一定の制動力を確保したとして、電動モータを停止させてケーブルの引き作動を停止させる。これによりブレーキが掛かった状態となる。
【０００３】
また、パーキングブレーキを解除する場合は、電動モータを逆転駆動してケーブルの戻し作動（解除）を行ない、荷重センサからのケーブル張力が所定の値まで下がった場合に、ブレーキが解除（解放）されたとして電動モータを停止させてケーブルの戻し作動を停止する。これによりブレーキが解除されて走行可能な状態となる。
【０００４】
上記のようにケーブルに介装した荷重センサからのケーブル張力を検出して、パーキングブレーキの作動、解除を行なっているものとして、例えば、下記の特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０２６１８号公報
【０００６】
上記特許文献１は、モータの正逆転駆動により引き作動、戻し作動されるコントロールケーブルを介してパーキングブレーキを作動、解除を行なうアクチュエータと、前記パーキングブレーキに作用するコントロールケーブルの作動方向、解除方向に対応した出力電圧を出力するセンサと、前記センサからの出力電圧に応じて前記モータの回転駆動を制御する制御装置とを備えた電動パーキングブレーキシステムである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１では、パーキングブレーキを作動させる場合には、モータを正転駆動してケーブルを所定の荷重に達するまで引き作動を行ない、また、パーキングブレーキを解除する場合には、ケーブルに荷重がかからない解放される位置までモータを逆転駆動してケーブルを解放するようにしている。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１では、パーキングブレーキを作動させる場合、所定のケーブル張力になった時にモータを停止させている。そのため、ブレーキ作動状態からブレーキ保持状態へ移行させてもモータの惰性回転によりアクチュエータやブレーキアッセンブリに張力がかかり過ぎて、アクチュエータやブレーキアッセンブリの寿命が短くなるという問題がある。
【０００９】
また、パーキングブレーキを解除する場合においても、ケーブル張力が解放された状態になった時にモータを停止させているために、モータを停止させても該モータの惰性回転によってケーブルが不必要に撓んでしまう。そのため、次のブレーキ作動時にタイムラグが生じ、運転者が違和感を感じる恐れもある。
【００１０】
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、モータの惰性駆動による更なるケーブルへの張力付与を防止することで、アクチュエータとブレーキアッセンブリとの耐久性を向上をさせることを目的とした電動パーキングブレーキ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明の電動パーキングブレーキ装置では、ブレーキアッセンブリ４と、前記ブレーキアッセンブリ４を操作するケーブル３と、正逆回転駆動により前記ケーブル３を介して前記ブレーキアッセンブリ４を作動状態または解除状態とする電動モータ１１と、前記ケーブル３に加えられる張力を検出する荷重センサ１５とを備えた電動パーキングブレーキ装置であって、
前記電動モータ１１の回転駆動を制御するモータ制御部を備え、
前記モータ制御部が、
ブレーキ作動状態におけるブレーキ力を発生させるための前記ケーブル３のケーブル張力が、前記荷重センサ１５による荷重信号により終了前目標ケーブル張力値ＴＳ以上であることを判断するケーブル張力判断部３１と、
ブレーキ作動状態からブレーキ保持状態へと移行する際のブレーキ作動終了前において、前記ケーブル張力が前記終了前目標ケーブル張力値ＴＳ以上である場合に前記電動モータ１１の回転数を段階的に低下させる作動終了前制御を行なう駆動制御部とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
（１）本発明の電動パーキングブレーキ装置によれば、ブレーキの作動状態においては、ブレーキ作動終了前に電動モータ１１の回転数を低下させるようにしたものであり、ブレーキ作動状態からブレーキ保持状態へと移行する際のモータ回転停止前の回転数を低下させることにより、電動モータ１１の惰性回転を低減させることができ、そのため、アクチュエータ２とブレーキアッセンブリ４のブレーキのききすぎを防止できる。これにより、アクチュエータ２とブレーキアッセンブリ４の耐久性を向上させることができる。
【００１３】
（２）本発明の電動パーキングブレーキ装置によれば、ケーブル３の張力値が終了前目標ケーブル張力値ＴＳに達すると、電動モータ１１の回転数を制御する方法として、ＰＷＭ制御のパルスのデューティ比を制御するようにしていることで、モータ回転停止前の回転数の低下を容易に制御することができる。
【００１４】
（３）本発明の電動パーキングブレーキ装置によれば、ブレーキ作動状態の開始時に、パルスを初期デューティ比から目標デューティ比へ所定の時間で変化させるようにしているので、ケーブル３への無理な負荷を避けることができ、そのため、ケーブル３への無理な負荷を防止でき、ケーブル３の耐久性を向上させることができる。
【００１５】
（４）本発明の電動パーキングブレーキ装置によれば、ブレーキ保持状態からブレーキ解除作動状態へと移行する際のブレーキ解除終了前において、電動モータ１１の回転数を低下させるという解除終了前制御を行なうことにより、電動モータ１１の惰性回転によってケーブル３が不必要に撓み過ぎることが無いので、次のブレーキ作動時の実際のブレーキ作動時のタイムラグを解消することができ、運転者がフットブレーキ解除時にパーキングブレーキ作動のタイムラグを気にする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における電動パーキングブレーキシステムの概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるモータ駆動回路の具体回路を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるブレーキ作動時とブレーキ解除時の制御動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態におけるブレーキ作動時の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態におけるブレーキ解除時の制御動作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、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は電動パーキングブレーキシステムの概略ブロック構成図を示し、制御装置１と、この制御装置１により制御されるアクチュエータ２と、このアクチュエータ２によりケーブル３の引き作動、解除がされることで、パーキングブレーキの作動、解除が行なわれるブレーキアッセンブリ４等で構成されている。
また、この電動パーキングブレーキシステムには、パーキングブレーキを作動、解除するために制御装置１に信号を送る操作スイッチ５が設けられている。
【００１８】
アクチュエータ２は、制御装置１により正転、逆転駆動される正逆回転可能な電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転数を減速させる複数段のギアからなる減速機構１２と、この減速機構１２の出力にて回転駆動されるスクリュー１３と、このスクリュー１３の回転により該スクリュー１３の軸方向に往復動し、イコライザー機構を構成しているナット１４と、後述する荷重センサ１５等で構成されている。
また、ナット１４の一方の端部には図中左側のケーブル３が接続され、ナット１４の他方の端部側は荷重センサ１５を介したケーブル３（図中の右側）が接続され、両ケーブル３の他端はブレーキアッセンブリ４側にそれぞれ接続されている。
【００１９】
上記荷重センサ１５は、ケーブル３に作用する荷重（張力）を検出するものであり、この荷重センサ１５で検出したケーブル張力を制御装置１へ送っている。この荷重センサ１５は、主な構成部材として、シャフト２０と、主ばね２１と、副ばね２２と、マグネット２３と、ホールＩＣ２４等で構成されている。
【００２０】
ケーブル３を引き作動、解除するに従いシャフト２０が軸方向に往復動し、このシャフト２０の往復動と共に、マグネット２３が往復動する。このマグネット２３の往復動により該マグネット２３に対応して配置されているホールＩＣ２４が、ケーブル３の荷重に相当する主ばね２１と副ばね２２との圧縮、伸長変形量に応じた電圧をケーブル張力として制御装置１へ出力するようになっている。
【００２１】
図２は、本発明の電動パーキングブレーキに関連したブロック図を示し、制御装置１は、マイクロコンピュータからなるＣＰＵ（ Central Processing Unit )３０と、モータ駆動回路４０とで構成されている。また、ＣＰＵ３０は、ケーブル張力判断部３１と、ＰＷＭ回路３２と、制御部３３と、記憶部３４等で構成されている。
上記制御部３３は、所定のプログラムの手順に沿って全体を制御するものであり、また、記憶部３４は、前記プログラムを格納しているＲＯＭや、荷重センサ１５等からのデータを一時的に保存するＲＡＭ等で構成されている。
【００２２】
ケーブル張力判断部３１は、荷重センサ１５からの荷重信号によりケーブル３の張力を常時監視しており、特に、後述するように、パーキングブレーキを作動させるときにケーブル３の張力が所定値以上であるかを判断したり、パーキングブレーキを解除する際には、ケーブル３の張力が所定値以下であるかを判断する。
また、ＰＷＭ回路３２は、制御部３３からの信号により所定のデューティ比の信号を出力するものであり、このＰＷＭ回路３２からの出力信号によりモータ駆動回路４０がアクチュエータ２の電動モータ１１を所定のデューティ比でもって正逆転に回転制御する。
【００２３】
図３はモータ駆動回路４０の具体回路図を示しており、モータ駆動回路４０はＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４にてフルブリッジ回路にて構成されている。上記フルブリッジ回路の平衡点に電動モータ１１が接続されており、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２のソース同士が接続され、この接続点に直流電圧＋Ｖｂが印加されている。また、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４のソース同士が接続され、この接続点が接地されている。
【００２４】
ＣＰＵ３０のＰＷＭ回路３２が制御部３３により制御されて、モータ駆動回路４０のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４が所定のデューティ比にてオン、またはオフ、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３がオフ、またはオンして、電動モータ１１が所定の回転数となるように回転制御される。
【００２５】
本発明は、ブレーキ作動状態においてブレーキ作動終了前に作動終了前制御として電動モータ１１の回転数を低下させるように制御するものであり、以下に、この制御動作について図４及び図５により説明する。図４（ａ）はＰＷＭ回路３２によりモータ駆動回路４０を駆動する際のパルスのＰＷＭ駆動デューティ比を示し、（ｂ）は電動モータ１１の回転数を、（ｃ）はケーブル３の張力を、（ｄ）はモータ電流をそれぞれ示している。また、図５はブレーキ作動時のフローチャートを示している。
【００２６】
図５のステップＳ１に示すように、図１に示す操作スイッチ５を操作してブレーキ作動させるべく電動モータ１１を例えば正転方向に回転駆動する。そして、ステップＳ２へ移行して制御部３３はＰＷＭ回路３２を制御して初期デューティ比を出力し、モータ駆動回路４０にて電動モータ１１を正転駆動する（図４の時刻ｔ１参照）。
次に、ステップＳ２からステップＳ３に移行して、制御部３３は初期デューティ比から少しづつデューティ比を上げるようにＰＷＭ回路３２を制御し、所定の時間が経過すればステップＳ４からステップＳ５に移行する。
【００２７】
ステップＳ５では制御部３３がＰＷＭ回路３２を制御して目標デューティ比を出力して（図４の時刻ｔ２参照）、電動モータ１１をこの目標デューティ比にて駆動し続ける。この状態では図４（ｃ）に示すようにケーブル３の張力は上昇し続け、また電動モータ１１の回転数は時刻ｔ２までは急激に上昇してその後はなだらかに低下している。
【００２８】
ここで、図４（ｃ）に示すように、ブレーキを完全にかけたときのケーブル張力を「所定ブレーキ力」とすると、従来はこの「所定ブレーキ力」になるまで目標デューティ比にて電動モータ１１を駆動していたが、本発明では、「所定ブレーキ力」となる前のΔＬ１だけ低い「終了前目標ケーブル張力値ＴＳ」を予め設定しておき、この終了前目標ケーブル張力値ＴＳをＣＰＵ３０の記憶部３４に記憶させておく。
【００２９】
そして、ステップＳ５で目標デューティ比をＰＷＭ回路３２から出力して電動モータ１１を駆動している。ケーブル張力判断部３１では、荷重センサ１５からのケーブル張力と、記憶部３４に記憶している「終了前目標ケーブル張力値ＴＳ」とを常時監視し、ステップＳ６に示すように、荷重センサ１５からのケーブル張力値が、（所定ブレーキ力−ΔＬ１）に到達するまで、ステップＳ５、ステップＳ６を繰り返す。
そして、荷重センサ１５からのケーブル張力値が、（所定ブレーキ力−ΔＬ１）に到達すると（図４の時刻ｔ３参照）、制御部３３はＰＷＭ回路３２を制御して前記目標デューティ比よりデューティ比を低くした終了前デューティ比を出力して電動モータ１１の回転数を段階的に低下させるように制御する。
【００３０】
次に、ステップＳ７からステップＳ８に移行して荷重センサ１５からのケーブル張力が、所定ブレーキ力に達すると、ステップＳ９に移行し、制御部３３はデューティ比が０％となるようにＰＷＭ回路３２を制御して電動モータ１１を停止させる（ステップＳ１０、図４の時刻ｔ４参照）。これにより、電動モータ１１の惰性回転を防止でき、ケーブル３に余計な張力がかかるのを防いでいる。
ここで、図４に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ４がブレーキ作動状態であり、時刻ｔ４〜時刻ｔ５がブレーキ保持状態である。
【００３１】
ここで、特許請求の範囲に記載しているモータ制御部の駆動制御部は、制御装置１の制御部３３、ＰＷＭ回路３２及びモータ駆動回路４０とで構成され、この駆動制御部とケーブル張力判断部３１とでモータ制御部が構成される。
【００３２】
このように、ブレーキの作動状態においては、ブレーキ作動終了前に電動モータ１１の回転数を低下させるようにしたものであり、ブレーキ作動状態からブレーキ保持状態へと移行する際のモータ回転停止前の回転数を低下させることにより、電動モータ１１の惰性回転を低減させることができ、そのため、アクチュエータ２とブレーキアッセンブリ４のブレーキのききすぎを防止できる。これにより、アクチュエータ２とブレーキアッセンブリ４の耐久性を向上させることができる。
【００３３】
また、ケーブル３の張力値が終了前目標ケーブル張力値ＴＳに達すると、電動モータ１１の回転数を制御する方法として、ＰＷＭ制御のパルスのデューティ比を制御するようにしていることで、モータ回転停止前の回転数の低下を容易に制御することができる。
さらに、ブレーキ作動状態の開始時に、パルスを初期デューティ比から目標デューティ比へ所定の時間で変化させるようにしているので、ケーブル３への無理な負荷を避けることができ、そのため、ケーブル３への無理な負荷を防止でき、ケーブル３の耐久性を向上させることができる。
【００３４】
次に、ブレーキ解除作動状態のブレーキ解除作動終了前において、解除終了前制御として電動モータ１１の回転数を段階的に低下させるようにしたブレーキ解除の制御動作について図４及び図６により説明する。
【００３５】
図６のステップＳ２１に示すように、図１に示す操作スイッチ５を操作してブレーキ解除させるべく電動モータ１１を例えば逆転方向に回転駆動する。そして、ステップＳ２２へ移行して制御部３３はＰＷＭ回路３２を制御して初期デューティ比を出力し、モータ駆動回路４０にて電動モータ１１を逆転駆動する（図４の時刻ｔ５参照）。
次に、ステップＳ２２からステップＳ２３に移行して、制御部３３は初期デューティ比から少しづつデューティ比を上げるようにＰＷＭ回路３２を制御し、所定の時間が経過すればステップＳ２４からステップＳ２５に移行する。
【００３６】
ステップＳ２５では制御部３３がＰＷＭ回路３２を制御して目標デューティ比を出力して（図４の時刻ｔ６参照）、電動モータ１１をこの目標デューティ比にて駆動し続ける。この状態では図４（ｃ）に示すようにケーブル３の張力は下降し続け、また電動モータ１１の回転数は時刻ｔ６までは急激に上昇してその後はほぼ一定となっている。
【００３７】
ここで、図４（ｃ）に示すように、ブレーキを完全に解放したときのケーブル張力を「解放ブレーキ力」とすると、従来はこの「解放ブレーキ力」になるまで目標デューティ比にて電動モータ１１を駆動していたが、本発明では、「解放ブレーキ力」となる前のΔＬ２だけ高い「解除前ケーブル張力値ＴＫ」を予め設定しておき、この解除前ケーブル張力値ＴＫをＣＰＵ３０の記憶部３４に記憶させておく。
【００３８】
そして、ステップＳ２５で目標デューティ比をＰＷＭ回路３２から出力して電動モータ１１を駆動している。ケーブル張力判断部３１では、荷重センサ１５からのケーブル張力と、記憶部３４に記憶している「解除前ケーブル張力値ＴＫ」とを常時監視し、ステップＳ２６に示すように、荷重センサ１５からの低下していくケーブル張力値が、（解放ブレーキ力＋ΔＬ２）に達するまで、ステップＳ２５、ステップＳ２６を繰り返す。
そして、荷重センサ１５からのケーブル張力値が、（解放ブレーキ力＋ΔＬ２）に達すると（図４の時刻ｔ７参照）、制御部３３はＰＷＭ回路３２を制御して前記目標デューティ比よりデューティ比を低くした終了前デューティ比を出力して電動モータ１１の回転数を段階的に低下させるように制御する。
【００３９】
次に、ステップＳ２７からステップＳ２８に移行して荷重センサ１５からのケーブル張力が低下して、解放ブレーキ力に達すると、ステップＳ２９に移行し、制御部３３はデューティ比が０％となるようにＰＷＭ回路３２を制御して電動モータ１１を停止させる（ステップＳ２０、図４の時刻ｔ８参照）。これにより、電動モータ１１の惰性回転を防止できて、ケーブル３が撓むことなく電動モータ１１が停止するものであり、この電動モータ１１の停止により、ブレーキが解除されることになる。ここで、図４に示すように、時刻ｔ５〜時刻ｔ８がブレーキ解除作動状態である。
【００４０】
このように、ブレーキ保持状態からブレーキ解除作動状態へと移行する際のブレーキ解除終了前において、電動モータ１１の回転数を低下させるという解除終了前制御を行なうことにより、電動モータ１１の惰性回転によってケーブル３が不必要に撓み過ぎることが無いので、次のブレーキ作動時の実際のブレーキ作動時のタイムラグを解消することができ、運転者がフットブレーキ解除時にパーキングブレーキ作動のタイムラグを気にする必要がない。
【００４１】
ここで、図４に示すＰＷＭ制御のデューティ比であるが、初期デューティ比では、例えば目標デューティ比を１００％とした場合の５０％とし、終了前デューティ比では、例えば８０％としているが、この数値に限られるものではなく、任意の数値を設定しても良い。
また、ブレーキ作動時、ブレーキ解除時の目標デューティ比から終了前デューティ比へとデューティ比を一気に下げているが、複数段階でもって、目標デューティ比から終了前デューティ比へと徐々に下げるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１  制御装置
２  アクチュエータ
３  ケーブル
４  ブレーキアッセンブリ
１１  電動モータ
１５  荷重センサ
３０  ＣＰＵ
３１  ケーブル張力判断部
３２  ＰＷＭ回路
３３  制御部
４０  モータ駆動回路
ＴＳ  終了前目標ケーブル張力値
ＴＫ  解除前ケーブル張力値
【図１】
2012101749.tif 000003
【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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