JP5030328B2 - 電気式駐車ブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、車輪ブレーキ装置を制御するための電子制御装置と、電気式駐車ブレーキ装置（以下、「駐車ブレーキ装置」ともいう。）を操作するための操作要素とを備えた、自動車用電気式駐車ブレーキ装置（ＥＰＢ）に関する。
【０００２】
このような電気式駐車ブレーキ装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第４１２９９１９号公報によって知られている。この文献には、電気モータ式ブレーキ操作装置と電子制御装置を有する、パワーブレーキ装置として形成された駐車ブレーキが記載されている。この場合、制御装置は自動車の運転状態を検出するセンサに電気的に接続されている。電子制御装置は、ブレーキ操作装置およびまたはセンサの信号に依存して、車輪ブレーキの締付けおよび解除を制御する。
【０００３】
１９９７年２月２２日以降の認可に適用される法律的な規定ＥＣＥ Ｒ１３．０９５．２．１．２６．２によれば、電気式伝達装置を備えた駐車ブレーキ装置（ＥＰＢ）の場合電気的なエラー時にこのＥＰＢを運転手席から操作可能でなければならない。その際、規定されたロック効果を達成しなければならない。規定されたロック効果は、１８％の勾配を有する傾斜面での静的試験で試験される。法律的な規定で生じる車両クラスＭ１，Ｎ１の場合、変速機制動作用を一緒に使用される。更に、法律的な規定を満足するＥＰＢは、車両内で一緒に操作される装置によって解除可能でなければならない。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、従来技術の欠点を除去し、拡張された機能性、高められた安全性および改善された快適性を有する電気式駐車ブレーキ装置を提供することである。特に、本発明により、特に走行中でも高いダイナミクス（動特性）と微調整力を有し、スリップコントロールを含めてパワーブレーキ操作を可能にする駐車ブレーキ装置を提供すべきである。
【０００５】
本発明による課題は、冒頭に述べた種類の電気式駐車ブレーキ装置において、自動車の停止状態で、操作要素の操作が、運転者の希望に応じて電気式駐車ブレーキを交互に掛けるかまたは解除することによって解決される。
【０００６】
本発明の好ましい実施形では、自動車の走行状態で、操作要素の操作が、操作の時間にわたって電気式駐車ブレーキを加減して掛ける。それによって、現在の走行状況を考慮して加減したブレーキングを行うことができる。
【０００７】
安全上の理由から、本発明による電気式駐車ブレーキ装置が、少なくとも１個のセンサを備え、このセンサが車輪のロックを感知し、それに応じて電気制御装置に信号を供給すると有利である。支配できない走行状況を回避するために、電気制御装置は少なくとも１つのセンサの信号に応答して、既に掛けられている車輪の駐車ブレーキを解除する。
【０００８】
快適性の理由から、本発明を発展形態では、本発明による駐車ブレーキ装置に駐車動作モードが設けられ、この駐車動作モードにおいて、制御装置が駐車時に電気式駐車ブレーキを自動的にロックする。
【０００９】
本発明の快適で安全な他の発展形態では、本発明による駐車ブレーキ装置に第１のスタート動作モードが設けられ、このスタート動作モードにおいて、電気制御装置が駐車後のスタート時に駐車ブレーキを自動的に解除する。
【００１０】
本発明の他の発展形態では、本発明による駐車ブレーキ装置に第２のスタート動作モードが設けられ、このスタート動作モードにおいて、操作要素の操作に応じて、電気制御装置がスタートの前に駐車ブレーキを掛け、適当なダイナミクス（動特性）を有するスタート中に再び解除する。
【００１１】
第３のスタート動作モードが設けられ、このスタート動作モードにおいて、電気制御装置がスタートの前に電気式駐車ブレーキを自動的に掛け、スタート中に再び解除すると有利である。その際、スタート方向と反対に車両が動くことが回避される。この場合、所望なスタート方向は例えばギヤ選択から検出可能である（ヒルホルダー）。
【００１２】
電気式駐車ブレーキ装置は、好ましくは、少なくとも１個の傾斜角度センサを備え、この傾斜角度センサは車両の傾斜を感知し、それに応じて信号を電子制御装置に供給する。これにより、運転者が別のブレーキングを開始せずに、駐車ブレーキ装置は傾斜に基づいてブレーキングを開始または補助することができる。
【００１３】
駐車中に、運転者は沢山の操作を行わなければならない。従って、本発明による駐車ブレーキ装置のきわめて安全で快適な運転と、運転者の負担軽減が、電子制御装置が駐車時に電気式駐車ブレーキ装置を自動的に操作する駐車動作モードによって生じる。
【００１４】
本発明による駐車ブレーキ装置が少なくとも１個の間隔センサを備え、この間隔センサが、自動車と障害物、特に他の車両との間隔を測定し、それに応じて信号を電気制御装置に供給すると有利である。これにより、本発明による駐車ブレーキ装置は、特に駐車時に障害物と衝突することが防止される。
【００１５】
次に、図に基づいて本発明と本発明の他の効果および実施形を詳しく説明する。
【００１６】
図１には、本発明による電気式駐車ブレーキ装置（ＥＰＢ）のシステム概念が概略的に示してある。押しボタン１は電気式駐車ブレーキ装置のための操作要素として設けられている。押しボタン１は運転者によって操作可能な単一状態ボタン２を備えている。この単一状態ボタンは状態“操作”と“非操作”だけを区別する。それと類似して、押しボタン１は二状態ボタンまたはロッカースイッチ２として形成可能である。この二状態ボタンまたはロッカースイッチは、状態“零位置”（静止位置）、“操作”および“解除”を区別し、運転者の希望に応じて車輪ブレーキ装置を制御することができる。それに補足して、操作要素は好ましくは、持続的な状態表示器３を備えている。この状態表示器は特に赤旗として形成されている。押しボタン１は運転者の希望を検出するためおよび状態を確認するために役立つ。
【００１７】
本発明による駐車ブレーキ装置の基本機能は、車両の停止状態での押しボタン１の操作による駐車ブレーキの操作または解除である。これは予め定めた時間および最大力での駐車ブレーキ装置の締付けおよび解除（オン／オフ機能）を意味する。この基本機能に加えて、走行中の押しボタン１の操作がある。押しボタン１が押されるかぎり、締付け力は所定の勾配に沿って増大し、そして所定の時間関数によって解除される。安全上の理由（冗長性原理）から、本発明による電気式駐車ブレーキ装置は、図示していない他の押しボタンを備えることができる。
【００１８】
押しボタン１は導線５を介して制御装置４に接続されている。この制御装置はＥＰＢ−ＥＣＵ（ＥＣＵ＝電子コントロールユニット）と呼ばれる。押しボタン１の操作状態に関する情報は導線５を経て制御装置４に伝送される。制御装置４の重要な課題は、電気式駐車ブレーキ装置を制御するための制御戦略を実現することのほかに、押しボタン１によって信号化される運転者の希望を、適当な制御信号に変換することである。この制御信号は電気式駐車ブレーキの制御／調整のための目標値である。制御装置４は、特に締付け力を制御するためおよびライニング摩耗を認識するための、警報機能を有する電子制御ユニットと、診断手段と、安全ロジックを備えている。
【００１９】
車輪速度センサ６はＣＡＮバスを介して制御装置４に接続されている。車輪速度センサ６によって検出された車輪速度によって、制御装置４は車速を認識する。常用ブレーキ（フットブレーキ）７（制動灯スイッチ）の実際の操作状態はＣＡＮバスを経て制御装置４に伝送される。車速と常用ブレーキ装置の操作状態に関する情報を介して、電気式駐車ブレーキ装置は走行状況に依存して操作される。これは、ＥＰＢブレーキングの走行快適性と、ＥＰＢブレーキング中の走行安定性の理由から有利である。
【００２０】
点火装置８のスイッチを切った状態で、好ましくはカップ形デュアルサーボブレーキまたは組み合わせキャリパ形ブレーキとして形成された車輪ブレーキ９の不意の解除が生じないで、例えばチャイルドセーフとして役立つようにするために、点火装置８の運転状態がＣＡＮバスを経て同様に入力信号として制御装置４に供給される。点火装置８がそのスイッチを切った状態を示す信号を制御装置４に供給すると、車輪ブレーキ９の締付けだけが可能である。
【００２１】
車輪ブレーキ９は駐車ブレーキ作用を達成するために、２個のセルフロッキング式電動機／伝動装置ユニットによって制御される。従って、本発明による駐車ブレーキ装置は慣用の機械式駐車ブレーキの公知の機能を、電気機械的な手段によって達成する。この場合、電気式駐車ブレーキ装置の制動部分は、機械式セルフロッキング装置によって制動位置に固定保持される。
【００２２】
制御装置４はＣＡＮバスを介してチェックランプ１０を制御する。このチェックランプは電気式駐車ブレーキ装置が締付け状態にあるかどうかを表示する。制御装置４は更に、ＣＡＮバスを介して警報ランプ１１を制御する。この警報ランプは電気式駐車ブレーキ装置のエラーまたは故障を示す。
【００２３】
制御装置４にエネルギーを供給するために、車両バッテリ１５が設けられている。更に、電気式駐車ブレーキ装置は好ましくは緊急用バッテリ１６を備えている。このバッテリは特にバッテリパックとして形成されている。緊急用バッテリ１６は押しボタン１による少なくとも１回の締付け操作のために車両バッテリ１５のバイパスを保証する。車両バッテリ１５が故障し、その結果例えばＣＡＮバスの故障時または点火信号が与えられないときに、点火装置８のスイッチが入っていることを認識できない場合には、これは“チャイルドセーフ”のように緊急用バッテリ１６による１回の締付けを生じる。その代わりに、緊急用バッテリ１６は好ましくは、車両の電気システム故障の場合に駐車ブレーキの解除が緊急用バッテリ１６によって可能となるように設計することができる。この場合勿論、緊急用バッテリは、駐車ブレーキを解除した後で新たに締付けできるようにするために充分な強さを有する必要がある。
【００２４】
特に、本発明による駐車ブレーキ装置は、機械式駐車ブレーキ装置と同様に、点火装置８のスイッチを切ったときでも駐車ブレーキ装置の締付けを行うことができるように設計されている。そのために、制御装置４または電気式制御ユニットを起動し、締付けの状態を（図示していない）持続的な状態表示器によって運転者に通知する必要がある。なぜなら、チェックランプ１０と警報ランプ１１と場合によってはセンターコンソール内の付加的な表示器は持続的に表示しないからである。従って、本発明による駐車ブレーキの場合には、点火装置８が作動しないときや車両バッテリ１５が空であるかまたは取り外されているときにも、運転者は、ブレーキ装置の操作または解除が行われていることまたはブレーキ装置の操作または解除が行われていないことと、ブレーキ装置の現在の操作状態（非操作、部分操作または完全操作）について情報を得る。
【００２５】
傾斜角度センサ２０が制御装置４の電子装置に一体化され、車両の傾斜角度に応答する信号を制御装置４に供給する。傾斜角度センサ２０は特に、アクティブ式スタートアシストの機能を達成するために有利である。ＣＡＮバスによって、外部の制御および通信のためのインターフェース、例えばスリップコントロール式液圧ブレーキ装置２１またはパワー制御可能なアクティブ式常用ブレーキとのインターフェースが設けられている。
【００２６】
変速機を備えた自動車のために好ましくは、緊急時操作装置２５が設けられている。この緊急時操作装置によって、自動車は電気式駐車ブレーキが故障している場合でも例えば１８％の勾配のときに停止可能である。そのために、緊急時操作装置２５は別個の操作要素を備えている。この別個の操作要素は押しボタン１に一体化されているかまたは（運転座席から操作可能な）室内の適当な場所に隠して配置することができる。制御装置４または押しボタン１が故障すると、緊急時操作装置２５が解放され、電気式駐車ブレーキのアクチュエータを締付けるために使用可能である。
【００２７】
図２は、手で操作される駐車ブレーキ装置と足で操作される駐車ブレーキ装置の人間−機械会話（ＭＭＩ）を、状態、作用およびエラーの確認に関連して示す概略図である。両タイプのブレーキ装置は、加減して操作可能である点が共通している。加減して解除可能である手で操作される駐車ブレーキ装置と異なり、足で操作可能な駐車ブレーキ装置は急に解除される。レバーを用いて手で操作される駐車ブレーキ装置は、レバー位置によって状態が視覚的に確認される。両タイプのブレーキ装置は力の反作用によって、直接的なまたは外見的な作用反応またはエラー反応を有する。更に、自動車の運動状態は間接的な有効反応またはエラー反応を示す。点火装置８のスイッチが入っていると、コントロールランプ１０は外見的な有効反応を示す。
【００２８】
図３には、電気式駐車ブレーキの基本機能から、拡張された機能を有する、アクティブ駐車ブレーキ装置（ＡＰＢ）と呼ばれる本発明による電気式駐車ブレーキへの移行が要約して示してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電気式駐車ブレーキの構造を示す概略図である。
【図２】 人間−機械会話の観点から本発明による電気式駐車ブレーキの機能特徴を示す概略図である。
【図３】 本発明による電気式駐車ブレーキの機能的な特徴を示すための概略図である。
【符号の説明】
１ 押しボタン
２ 単一状態ボタン／二状態ボタン
３ 状態表示器
４ 制御装置（電気制御装置）
５ 導線
６ 車輪回転速度センサ
７ 常用ブレーキ
８ 点火装置
９ ブレーキ装置または車輪ブレーキ
１０ チェックランプ
１１ 警報ランプ
１５ 車両バッテリ
１６ 緊急用バッテリ
２０ 傾斜角度センサ
２１ スリップコントロール式液圧ブレーキ装置
２５ 緊急時操作装置

Claims (8)

1. 駐車ブレーキの効き目を達成するために、電動機による駐車ブレーキ手段を用いて、少なくとも一つの車輪のブレーキ（９）を制御する電気制御装置（４）と、
   前記駐車ブレーキ手段を操作するための操作要素（１）と、
   前記電気制御装置（４）に接続する少なくとも一つのセンサ（６）を備え、
   操作要素（１）の操作により、駐車ブレーキを最大のブレーキ力で掛けまたは解除するか、または、制御されたブレーキ力で掛けまたは完全に解除するか、を行うように構成した自動車用の電気式駐車ブレーキ装置において、
   前記少なくとも一つのセンサ（６）が車輪のロックを感知し、それにより、電気制御装置（４）に信号を供給し、電気制御装置（４）は前記センサ（６）の信号に応答して、既に掛けられている車輪の駐車ブレーキを解除し、
   しかも、この電気式駐車ブレーキ装置は第１のスタート動作モードを有し、このスタート動作モードにおいて、電気制御装置（４）が駐車後のスタート時に駐車ブレーキを自動的に解除することを特徴とする電気式駐車ブレーキ装置。
2. 自動車が停止状態にあり、運転者の要望に従って操作要素（１）が連続して操作されるとき、駐車ブレーキは交互に掛けられまたは解除されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の電子式駐車ブレーキ装置。
3. 駐車動作モードを有し、この駐車動作モードにおいて、制御装置が駐車時に駐車ブレーキ手段を自動的にロックすることを特徴とする請求項１または２に記載の電気式駐車ブレーキ装置。
4. さらに、第２のスタート動作モードを有し、このスタート動作モードにおいて、操作要素（１）の操作に応じて、電気制御装置（４）がスタートの前に駐車ブレーキを掛け、スタート中に解除することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電気式駐車ブレーキ装置。
5. さらに、第３のスタート動作モードを有し、このスタート動作モードにおいて、電気制御装置（４）がスタートの前に駐車ブレーキを自動的に掛け、スタート中に解除することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の電気式駐車ブレーキ装置。
6. 少なくとも１個の傾斜角度センサ（２０）を備え、この傾斜角度センサが車両の傾斜を感知し、それに応じて信号を電気制御装置（４）に供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の電気式駐車ブレーキ装置。
7. 駐車動作モードを有し、この駐車動作モードにおいて、電子制御装置（４）が駐車時に駐車ブレーキ手段を自動的に操作することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の電気式駐車ブレーキ装置。
8. 少なくとも１個の間隔センサを備え、この間隔センサが、自動車と障害物、特に他の車両との間隔を測定し、それに応じて信号を電気制御装置（４）に供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の電気式駐車ブレーキ装置。

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