車両用ブレーキ装置
【課題】ブレーキペダルの操作が車輪ブレーキと機械的に接続されている特徴を維持したままで、従来の一般的なブレーキシステムと同様に車両搭載可能なブレーキバイワイヤを実現できる車両用ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】倍力装置２７と、マスタシリンダ２５と、車輪ブレーキ３０と、マスタシリンダと車輪ブレーキとの間に介在された液圧制御装置４３とを備えるとともに、ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ５２と、ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダル２０に与えるシミュレータ５１と、倍力装置と液圧制御装置との間に配設され、ブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素５３と、ストロークセンサからの入力に基づき液圧制御装置を制御する電子制御装置１３とを有する。
【解決手段】倍力装置２７と、マスタシリンダ２５と、車輪ブレーキ３０と、マスタシリンダと車輪ブレーキとの間に介在された液圧制御装置４３とを備えるとともに、ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ５２と、ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダル２０に与えるシミュレータ５１と、倍力装置と液圧制御装置との間に配設され、ブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素５３と、ストロークセンサからの入力に基づき液圧制御装置を制御する電子制御装置１３とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ操作部分とブレーキ制動部分とを電気信号によって結ぶブレーキバイワイヤを実現する車両用ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキペダル等からなるブレーキ操作部分と、車輪ブレーキ等からなるブレーキ制動部分とを電気信号によって結ぶ、いわゆるブレーキバイワイヤにおいては、ブレーキ操作部分とブレーキ制動部分とがメカ的に遮断されているので、例えば、アンチロックブレーキ作動時の制動力の変動によってブレーキペダルに不快な振動を発生させることがない。また、回生ブレーキ装置を備えた電気自動車やハイブリッド車両の場合で、回生制動力が何らかの理由で変動した場合にも、ブレーキペダルの操作に違和感を感じさせることなく、車輪ブレーキによる制動力を回生制動力変動を補償するように変動させることができる、といった利点がある。
【０００３】
一方で、完全なブレーキバイワイヤでは、電気系の故障の際にブレーキが作動しなくなる事態を回避するために、例えば特許文献１に記載されているように、ブレーキペダルでマスタシリンダ圧力を発生させ、電気系が正常な場合は、マスタシリンダと車輪ブレーキの間を遮断し、電気系が故障した場合には、マスタシリンダと車輪ブレーキとを接続し、さらに電気系の完全故障の確率を下げるために、電源を二重化する方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ブレーキペダルで作動可能なシミュレータを備え、シミュレータに設けた作動センサの信号が、この信号に応じて圧力源を制御する電子制御ユニットに送られ、この圧力源の出力が制動力用分配装置に接続されて車輪ブレーキを作動させ、さらに、失陥時には、運転者の筋力でブレーキを作動可能とする手段を備えた自動車のブレーキシステム作動用ブレーキバイワイヤアクチュエータであって、バイワイヤモードで、自動車のブレーキシステムの力の反動から機械的にブレーキペダルを分離するために、ブレーキペダルあるいはブレーキペダルに関節結合される部材と、操作入力の流れの下流に接続される作動部材との間に空動距離が設けられているブレーキバイワイヤアクチュエータが記載されている。
【０００５】
また、ブレーキバイワイヤではないが、回生ブレーキとの協調制御を実現する方法として、例えば特許文献３には、ドライバのブレーキ操作力を倍力装置によって所定の倍力比に従って増大し、倍力装置に接続されたマスタシリンダにて増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、発生した基礎液圧をマスタシリンダと液圧制御弁を介在した経路によって連結された車輪ブレーキ（ホイールシリンダ）に付与し、各車輪に基礎液圧制動力を発生させるとともに、ポンプを駆動することによって形成する制御液圧を車輪ブレーキに付与し、各車輪に制御液圧制動力を発生可能な液圧ブレーキ装置を備えた車両用ブレーキ装置が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、ブレーキ操作力の入力があった場合に、所定の回生制動力を車輪の何れかに発生させることによって、ブレーキ操作力に対応する目標制動力を基礎液圧制動力とともに発生する回生ブレーキ装置と、回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力の所定の回生制動力に対する変動を検出する変動検出手段とを備えている。そして、変動検出手段にて変動が検出された場合、液圧ブレーキ装置のポンプを駆動させるとともに液圧制御弁を制御することにより制御液圧を形成して、車輪に制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させ、変動検出手段にて検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段を有する車両用ブレーキ装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１１８０８号公報（段落００２５、００２６、図１、図５）
【特許文献２】特表２００５−５３２２２０号公報（段落００４６〜００４８、図１）
【特許文献３】特開２００５−３４９８８０号公報（段落００３１、００４２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている車両用ブレーキ装置は、電気系の完全故障に対する信頼性を向上することができるが、電源を二重化することによるコストアップは避けられない。
【０００８】
特許文献２に記載されている車両用ブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作が、電気信号に頼ることなく、車輪ブレーキと機械的に常に接続されていることから、電気系が故障した際も、正常時に準ずる制動力を確保することができる。しかしその反面、従来の一般的な車両であれば、負圧倍力装置とマスタシリンダが取付くことになるブレーキペダルからの操作入力が加わる位置に、ブレーキバイワイヤアクチュエータを装着する必要があり、さらにＡＢＳ等の車輪ブレーキを個別に制御する装置が必要になるので、コスト面および車両搭載設計上の制約が大きくなる。
【０００９】
特許文献３に記載されている車両用ブレーキ装置も、ブレーキペダルの操作が車輪ブレーキと機械的に常に接続されていることから、故障に対する信頼性を高くすることができる。その一方、この装置では車両制動力の全てを回生制動力が負担することはできない。また、制動途中で回生制動力が変動した場合も、ブレーキペダルを操作するブレーキ操作力に対する制動力の和を一定にさせることができるが、その際、制御液圧を発生するポンプ駆動によってマスタシリンダのブレーキ液が消費されるため、ブレーキペダルのストロークが変動することは避けられず、最大回生制動力を大きくしようとすると、ブレーキペダルのストローク変動が大きくなり、ドライバに違和感として感じられる恐れがある。これらの問題は、特許文献３に記載の車両用ブレーキ装置がブレーキバイワイヤを実現していないことからの当然の帰結である。
【００１０】
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、ブレーキペダルの操作が車輪ブレーキと機械的に接続されている特徴を維持したままで、従来の一般的なブレーキシステムと同様に車両搭載可能なブレーキバイワイヤを実現できる車両用ブレーキ装置を提供することを目的とするものである
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ドライバのブレーキ操作力を増大する倍力装置と、マスタシリンダ側の作動流体を吸入し車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプおよび液圧制御弁を有する液圧制御装置との間に、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素を配設したことである。これによって、ブレーキペダルが踏まれた場合、遊び要素によって、ブレーキペダルの操作ストロークを吸収でき、ブレーキペダルの操作ストロークを検出するストロークセンサの検出信号に基づいて、電子制御装置により液圧制御装置を制御し、所要の制御液圧が車輪ブレーキに供給される。
【００１２】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、電気系に故障が発生した場合も、正常時に準ずる制動力を確保できるブレーキバイワイヤとすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、遊び要素を、倍力装置の出力部材とマスタシリンダの入力部材との間に挿入されたスプリングおよびスプリングの最大長を制限する吊り要素からなるストローク吸収機構で構成したことである。これによって、ブレーキペダルの踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構によって、倍力装置のストロークに比してマスタシリンダの作動ストロークが抑制される。
【００１４】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、倍力装置の出力を、ストローク吸収機構を変形させるだけの小さな出力とすることができ、マスタシリンダの液圧室の液圧もそれに見合った小さい圧力しか発生しないようにすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、遊び要素を、マスタシリンダと液圧制御装置の間の液圧回路に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいるシリンダに液密かつ摺動自在に嵌装されたピストンと、ピストンを液圧回路側に付勢するスプリングとからなる液量吸収機構で構成したことである。これによって、ブレーキペダルの踏み込みの初期においては、液量吸収機構によって、液量が吸収されるため、マスタシリンダの液圧室の液圧を小さくなる。
【００１６】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、倍力装置とマスタシリンダとの構成を変更することなく、液圧制御装置の液圧回路に液量吸収機構を追加するだけで、遊び要素を簡単に設けることができ、請求項２と同様な効果が期待できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、遊び要素に、遊び吸収速度を制限するダンパ機構を設けたことである。これによって、ブレーキペダルが踏まれた場合の遊び要素によるブレーキペダルの操作ストローク吸収速度が制限される。
【００１８】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、例えば、急ブレーキ操作時には、遊び要素の遊び吸収速度を制限できることにより、制御液圧を発生するためのポンプの能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項３において、液量吸収機構の入り口側に、液量吸収機構によって吸収される液流量を制限する制限要素を設けたことである。
【００２０】
上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、急ブレーキ操作時には、液量吸収機構に吸収される液流量を制限要素によって制限でき、マスタシリンダからの吐出液量のうちのかなりの液量を車輪ブレーキに供給できるようになるので、制御液圧を発生するためのポンプの能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１ないし請求項５の何れか１項において、倍力装置が、操作反力を入力部材に伝えないように構成されていることである。これによって、ブレーキペダルには主としてシミュレータによる擬似反力が付与される。
【００２２】
上記のように構成した請求項６に係る発明によれば、車輪ブレーキのいわゆる消費液量が設計値から変動するなどして、遊びの範囲を超えてしまう場合、あるいは電気系統の失陥等によってポンプが作動しない場合にも、倍力装置からブレーキペダルへの反力が発生しないので、ブレーキペダルの踏力とストロークの関係をシミュレータによって決まる関係のままとすることができる。さらに、負圧倍力装置が有するゴムディスクのような反力伝達機構が不要になるので、ストローク吸収機構の装着をより容易にすることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１ないし請求項６の何れか１項において、車輪に回生制動力を発生する回生ブレーキ装置を備え、電子制御装置は、回生ブレーキ装置による回生制動力と、液圧制御装置の出力液圧で作動する車輪ブレーキによる制動力の和が目標制動力に一致するように、回生ブレーキ装置と、液圧制御装置のポンプおよび液圧制御弁とを制御するようにしたことである。これによって、液圧制御装置による液圧制動力を、目標制動力と実行回生制動力との差分だけ発生させればよく、遊び要素による遊びを適当に設定することにより、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力で負担することが可能になる。
【００２４】
上記のように構成した請求項７に係る発明によれば、回生制動力の変動に対応して車輪ブレーキの制動力を増減させる場合も、ブレーキペダルを操作するフィーリングに違和感を生ずることもない。しかも制動力を付与する手段として、筋力によるブレーキ以外に、回生ブレーキ装置、一般的に負圧を動力源とする倍力装置、バッテリ駆動される液圧制御装置のポンプの３種類を有することになるので、システムの信頼性を高めることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明の構成上の特徴は、請求項７において、遊び要素が吸収する所定量を、回生ブレーキ装置が出し得る最大減速度に等しい減速度を車輪ブレーキによる減速のみで出す場合のマスタシリンダのストローク量に近い量に設定したことである。
【００２６】
上記のように構成した請求項８に係る発明によれば、遊び要素を有効に作用させることができ、これによって、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力で負担することが可能となり、エネルギ効率を向上することができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明の構成上の特徴は、マスタシリンダと液圧制御装置との間に、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する液量吸収機構を配設するとともに、マスタシリンダと液量吸収機構との間に、システム異常によってポンプより圧油が吐出されなくなったときに、マスタシリンダと液量吸収機構との連通を遮断するカット弁を配設したことである。これによって、システム異常時には、カット弁によってマスタシリンダの消費液量を液量吸収機構で消費されなくなる。
【００２８】
上記のように構成した請求項９に係る発明によれば、ポンプが故障した場合でも、カット弁を閉じることにより、マスタシリンダの消費液量が液量吸収機構で消費されることがなく、これによって、ペダルストロークが伸びることがなく、通常制御時とほぼ同等の制動力を確保することができる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明の構成上の特徴は、請求項９において、カット弁を非通電時は閉止される電磁弁によって構成したことである。
【００３０】
上記のように構成した請求項１０に係る発明によれば、電気系統の失陥によってカット弁を即座に閉止させることができる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明の構成上の特徴は、請求項９または請求項１０において、液圧制御弁による差圧があるときに液圧制御弁のポンプが故障した際は、カット弁を閉止した後、液圧制御弁の差圧を小さくするようにしたことである。これによって、ブレーキペダルを踏んでいるときにポンプが故障した場合でも、液量吸収機構に液量が流れて、車輪ブレーキの圧力が低下することが防止される。
【００３２】
上記のように構成した請求項１１に係る発明によれば、液圧制御弁の制御によって液量吸収機構が満タンになることがなく、液量吸収機構を的確に機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るブレーキバイワイヤ式の車両用ブレーキ装置を図面に基づいて説明する。図１および図２において、車両用ブレーキ装置１０は、液圧ブレーキ装置１１と、液圧ブレーキ装置１１を制御するブレーキECU１３等を備えている。
【００３４】
液圧ブレーキ装置１１は、左右の前輪２３fl，２３frおよび左右の後輪２３rl，２３rrにそれぞれ設けられた左右の前輪用車輪ブレーキ３０fl，３０frおよび左右の後輪用車輪ブレーキ３０rl，３０rrを有している。左右の前輪用車輪ブレーキ３０fl，３０frおよび左右の後輪用車輪ブレーキ３０rl，３０rrは、ドライバがブレーキペダル２０を操作することにより、互いに分離して設けられた略同じ構成の前輪ブレーキ系統２４ｆおよび後輪ブレーキ系統２４ｒによって制動力が発生されるようになっている。
【００３５】
図１および図２においては、前輪および後輪ブレーキ系統２４ｆ，２４ｒをそれぞれ構成する構成部品の構成および作動が同じであるので、それぞれ対応する構成部品には同一の算用数字にローマ字のｆ、ｒをそれぞれ付加した参照符号を付して前後を区別した。さらに、左右輪における同一構成部品には、前後輪を区別するローマ字のｆ、ｒの次にｌ、ｒを付加して左右を区別した。なお、明細書中で構成部品を前後左右の区別なく示すときは対応する算用数字のみを参照番号として付した。
【００３６】
２５はデュアルマスタシリンダで、マスタシリンダ２５には、２つの液圧室２５ｆ、２５ｒにブレーキ液圧をそれぞれ発生させるマスタピストン２１ｆ、２１ｒ（図２参照）が摺動可能に嵌装されている。マスタピストン２１ｆ、２１ｒの摺動によって、マスタピストン２１ｆ、２１ｒのストロークに応じた量のブレーキ液が液圧室２５ｆ、２５ｒから経路２６ｆ，２６ｒに送出される。２８はブレーキ液を貯溜するリザーブタンクで、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒにブレーキ液を補給する。
【００３７】
２７は、ブレーキペダル２０とマスタシリンダ２５との間に介在された倍力装置としての負圧式倍力装置である。負圧式倍力装置２７は、公知のものを利用でき、図３に示すように、ブレーキペダル２０に連結された入力ロッド６１と、エンジンの吸気負圧が作用されるダイヤフラム６２と、ダイヤフラム６２に連結されたバルブピストン６３と、バルブピストン６３をブレーキペダル２０側に付勢するスプリング６４と、バルブピストン６３に内蔵され、ブレーキペダル２０の操作によって開閉作動される空気弁部６５を備えている。ダイヤフラム６２の両側には、大気が導入可能な変圧室６６と、エンジンの吸気負圧が導入される低圧室６７が配設されている。
【００３８】
ブレーキペダル２０が操作されると、空気弁部６５が作動されて、ダイヤフラム６２にて区画された変圧室６６と低圧室６７との連通が遮断されるとともに、大気が変圧室６６に導入され、変圧室６６と低圧室６７との間で圧力差が発生する。この圧力差によってダイヤフラム６２とともにバルブピストン６３がスプリング６４の付勢力に抗して、ブレーキペダル２０の作動ストロークに追従して前進される。
【００３９】
負圧式倍力装置２７は、出力の一部をブレーキペダル２０側に伝えるために通常用いられるゴムディスクを用いておらず、ブレーキペダル２０が操作された際、空気弁部６５を押えるために用いられているスプリング６８などの小さな力以外に力がブレーキペダル２０側に伝わらないようにしている。
【００４０】
シミュレータ５１は、ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダル２０に与えるものである。シミュレータ５１は、ブレーキペダル２０の操作力に応じて所定量ストロークするよう複数のスプリング５６等で構成されており、スプリング５６の一端はブレーキペダル２０に、他端は車両の固定部分に結合されている。なお、スプリング５６の一端はブレーキペダル２０でなく、ブレーキペダル２０と同期して動く他の部品であってもよい。
【００４１】
シミュレータ５１にはストロークセンサ５２が備えられ、このストロークセンサ５２は、ブレーキペダル２０のストロークを検出し、その検出信号をブレーキECU１３に送信する。ブレーキECU１３は、ストロークセンサ５２の出力値に対する目標制動力、および液圧が車輪ブレーキ３０に供給されたとき車輪２３に発生させる液圧制動力をマップ、テーブルまたは演算式にしてメモリに予め記憶している。
【００４２】
５３は、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素としてのストローク吸収機構で、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３とマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆとの間に配設されている。ストローク吸収機構５３は、図４に拡大して示すように、所定量相対移動可能に係合する２つの吊り要素５５ａ、５５ｂと、これら吊り要素５５ａ、５５ｂの間に介挿されたスプリング５４とによって構成されている。すなわち、一方の吊り要素５５ａはバルブピストン６３に当接され、他方の吊り要素５５ｂはマスタピストン２１ｆに当接され、通常はスプリング５４のばね力によって、吊り要素５５ａに対して吊り要素５５ｂを前方に付勢し、吊り要素５５ａ、５５ｂを互いに係合する位置に保持し、スプリング５４の最大長を制限しており、遊び量ａを設定している。
【００４３】
スプリング５４のセット荷重は、マスタピストン２１ｆに作用されたスプリング２２のセット荷重よりも大きくすることが望ましい。
【００４４】
図１および図２に示すように、前輪および後輪ブレーキ系統２４ｆ，２４ｒには、液圧制御弁をなすソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒがそれぞれ設けられ、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートは、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ，２５ｒに経路２６ｆ，２６ｒによりそれぞれ接続されている。ソレノイド液圧比例制御弁３２は、出口ポートの液圧が入口ポートの液圧よりリニアソレノイド３３に印加される制御電流に応じてゼロから制御差圧だけ高くなるように圧力制御するものである。ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートおよび出口ポート間には、入口ポートから出口ポートへの液流を許容する逆止弁が接続されている。通常の制御の場合、ソレノイド液圧比例制御弁３２はリニアソレノイド３３の無勢により開位置にシフトされ、入口ポートと出口ポートとが直通されている。
【００４５】
ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆの出口に接続された経路２６ｆは、分岐されて左右の前輪用車輪ブレーキ３０fl，３０frに、ソレノイド開閉弁３４fl，３４frおよび３６fl，３６frからなるＡＢＳ制御弁３７ｆを介して接続されている。同様に、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｒの出口に接続された経路２６ｒは、分岐されて左右の後輪用車輪ブレーキ３０rl，３０rrに、ソレノイド開閉弁３４rl，３４rrおよび３６rl，３６rrからなるＡＢＳ制御弁３７ｒを介して接続されている。
【００４６】
モータ３９によって回転駆動されるポンプ３８ｆ，３８ｒの吐出ポートは、吐出ポートへの液流を阻止する逆止弁を介してソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの出口ポートとＡＢＳ制御弁３７ｆ，３７ｒのインポートとの間に接続されている。ポンプ３８ｆ，３８ｒの吸入ポートは、ＡＢＳ制御弁３７ｆ，３７ｒの出口ポートに連通された応圧弁４５ｆ、４５ｒを介してソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートに接続されている。応圧弁４５ｆ、４５ｒは、有底のケーシングを弱い圧縮スプリングで付勢されたピストンで密閉して構成されたリザーバ４６ｆ、４６ｒを備え、リザーバ４６ｆ、４６ｒが空になると弁を開放して、ポンプ３８ｆ，３８ｒの吸入ポートをマスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒに連通するようになっている。なお、応圧弁４５ｆ、４５ｒはＡＢＳ制御弁３７ｆ、３７ｒの一時液溜めを兼ねている。
【００４７】
ポンプ３８、モータ３９、ソレノイド液圧比例制御弁３２等により、ポンプ３８の駆動によって形成される制御液圧を車輪ブレーキ３０に付与し、この車輪ブレーキ３０に対応する車輪２３に制御液圧制動力を発生可能な制御液圧制御装置４３を構成している。制御液圧制御装置４３は、マスタシリンダ２５と車輪ブレーキ３０との間に介在され、ポンプ駆動によって制御液圧を発生する。かかる制御液圧制御装置４３と、負圧式倍力装置２７と、マスタシリンダ２５と、車輪ブレーキ３０とによって、液圧ブレーキ装置１１を構成している。
【００４８】
ブレーキECU１３は、ブレーキペダルストロークに応じて車輪２３に発生させる目標制動力を設定し、この目標制動力に基づいて液圧制動力を演算し、液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧を求める。また、ブレーキECU１３には、モータ３９により回転駆動されるポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるように、ソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する。
【００４９】
さらに、ブレーキECU１３は、液圧センサ２９、各車輪２３の車輪速度を検出する図略の車輪速センサ等からの検出信号に基づいて各プログラムを実行し、制御信号をソレノイド液圧比例制御弁３２ｒ，３２ｆ、ＡＢＳ制御弁３７ｆ，３７ｒ、モータ３９等に出力し、車輪ブレーキ３０に制御された液圧を供給して車輪２３に所望の液圧制動力を発生させる。
【００５０】
上記したブレーキECU１３によって、ストロークセンサ５２からの入力に基づき液圧制御装置４３を制御する電子制御装置を構成している。
【００５１】
次に、上記した第１の実施の形態に係る車両用ブレーキ装置１０の作動について説明する。ブレーキペダル２０が踏まれると、負圧式倍力装置２７の入力ロッド６１が前進し、空気弁部６５が大気導入状態となり、変圧室６６に大気が導入される。これにより、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が入力ロッド６１にほぼ追いつくまで前進し、ストローク吸収機構５３を押す。この際、ストローク吸収機構５３のスプリング５４のセット荷重は、マスタシリンダ２５のスプリング２２のセット荷重より大きく設定されているので、ブレーキペダル２０の踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構５３は変形せず、まずマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒが前進し、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒとリザーブタンク２８との連通が遮断される。これによって、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの液圧が上昇するため、その液圧とマスタシリンダ２５のシリンダ径とを掛けた荷重がストローク吸収機構５３に作用し、ストローク吸収機構５３のスプリング５４が圧縮されて、遊び量ａが吸収される。この結果、マスタピストン２１ｆ、２１ｒに対して負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が相対的に前進される。
【００５２】
このようにして、ブレーキペダル２０が踏まれても、ストローク吸収機構５３による吸収作用によって、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３のストロークに比してマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒのストロークを抑制することができ、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの圧力もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。
【００５３】
しかしながら、ブレーキペダル２０には、シミュレータ５１によって操作ストロークに対応した反力が発生するので、ドライバには、マスタシリンダ２５に発生した液圧に拘らず、ブレーキペダル２０の操作ストローク（踏み込み量）に対応した反力が作用される。ブレーキペダル２０の操作ストロークはストロークセンサ５２により検出され、この検出信号がブレーキECU１３に入力されると、ブレーキECU１３は、図５に示す制御プログラムを起動する。
【００５４】
かかる制御プログラムの起動により、カウンタ、フラグ等の一時メモリをリセットして初期化し（ステップＳ１）、一定微少時間が経過する毎に、ステップＳ２以降のプログラムを実行する。
【００５５】
ブレーキECU１３は、メモリに記憶したブレーキペダルストロークと目標制動力との関係に基づいて、車輪２３に発生させるべき目標制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求め（ステップＳ３）、この目標制動力に基づいて液圧制動力を演算し（ステップＳ４）、この液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧をマップ、テーブルまたは演算式で求める（ステップＳ５）。そして、モータ３９を起動してポンプ３８を駆動し、ポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が所定の制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する（ステップＳ６）。
【００５６】
これにより、ポンプ３８から供給された液体がソレノイド液圧比例制御弁３２によって所要の制御液圧に制御され、車輪ブレーキ３０に供給される。従って、液圧ブレーキ装置１１は、目標制動力に対応した液圧制動力を車輪２３に発生させる。なお、車輪ブレーキ３０の圧力をより精度よく制御するために、液圧センサ２９で検出した液圧をフィードバックして制御してもよい。
【００５７】
上記したブレーキ装置１０で、仮に電子制御系が故障した場合には、負圧式倍力装置２７の作動によりストローク吸収機構５３が最大に変形してからマスタシリンダ２５において液圧が発生し、車輪ブレーキ３０に液圧制動力を発生させる。この場合、ブレーキペダルストロークと制動力との関係は遊びの分だけブレーキペダルストロークが長くなり、その分シミュレータ５１の変形量が大きくなるので、ブレーキペダル踏力と制動力の関係で見ると、同じ制動力を出すためのブレーキペダル踏力が大きくなるが、一重故障状態として十二分な制動力を確保することができる。
【００５８】
また、負圧式倍力装置２７に供給される負圧に失陥が発生した場合は、一般的な負圧式倍力装置と同様に、入力ロッド６１がバルブピストン６３を直接押すことによって動かすことが可能である。ただし、負圧式倍力装置２７内部のスプリングの力に打ち勝つ必要があるので、動き出しのブレーキペダル踏力が正常時よりも大きくなるが、先に述べたように、電子制御系が正常で、ブレーキペダルストロークに応じてポンプ３８が作動していれば、マスタシリンダ２５の液圧は低いままに保たれるので、負圧式倍力装置２７内部のスプリング力以外のブレーキペダル踏力増はほとんど発生しない。この結果、ブレーキペダルストロークと制動力との関係は正常時と変わらず、ブレーキペダル踏力と制動力の関係では、倍力装置内部のスプリング力の分だけ同じ制動力を出すためのブレーキペダル踏力が大きくなるが、一重故障状態として十二分な制動力を確保することができる。
【００５９】
このように、ブレーキ液圧を上昇させる２つの手段、すなわち、負圧式倍力装置２７と制御液圧制御装置４３のポンプ３８とを有することにより、電気系に故障が発生した場合も、正常時に準ずる制動力を確保できるブレーキバイワイヤとすることができ、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。
【００６０】
図６は本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態に対し、遊び要素として、スプリング５４と吊り要素５５ａ、５５ｂからなるストローク吸収機構５３に代えて、液量吸収機構１５３を用いた点、および負圧式倍力装置２７として既存の構造のものを利用できるように、ゴムディスク６９等によってブレーキペダル側に反力を返す構成とした点が相違している。従って、以下においては、第１の実施の形態と異なる点を説明し、同一構成部分については同一部品に同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【００６１】
液量吸収機構１５３は、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｒに接続された経路２６ｒから分岐された経路１２６に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいる有底のシリンダ５７を備え、このシリンダ５７にばね力の小さな圧縮スプリング５８で付勢されたピストン５９を嵌装した構成となっている。なお、液量吸収機構１５３の最大吸収液量は、第１の実施の形態におけるストローク吸収機構５３の遊び量（最大変形量）ａとマスタシリンダ径を掛けた量に等しく設定するのが望ましい。
【００６２】
かかる第２の実施の形態においては、ブレーキペダル２０が踏まれると、負圧式倍力装置２７の入力ロッド６１が前進して、変圧室６６に大気が導入され、これにより、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が入力ロッド６１にほぼ追いつくまで前進する。これによって、マスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒが前進し、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒとリザーブタンク２８との連通が遮断され、マスタシリンダ２５の液圧が上昇する。マスタシリンダ２５の液圧の上昇によって、液量吸収機構１５３のピストン５９が圧縮スプリング５８の付勢力に抗して、シリンダ５７内を摺動され、ピストン５９の摺動量に応じて液量が吸収されるため、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒは小さい液圧しか発生しない。この結果、第１の実施の形態と同様に、ブレーキ液圧を上昇させる負圧式倍力装置２７と制御液圧制御装置４３のポンプ３８とによって、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。
【００６３】
第２の実施の形態においては、操作ストロークに対応した反力をブレーキペダル２０に発生させるシミュレータ５１を備えているので、ブレーキペダル側に反力を返すことによるメリットはないが、正常動作中に限れば、上記したように負圧式倍力装置２７の出力が小さくなることから、ブレーキペダル２０側に反力を返す形式の負圧式倍力装置２７を用いても、ブレーキペダル２０への反力は発生せず、第１の実施の形態で述べたと同等の作用が期待できるので、既存の負圧式倍力装置２７をそのまま流用できる利点がある。
【００６４】
図７は本発明の第３の実施の形態を示すもので、第２の実施の形態に対し、遊び要素としての液量吸収機構１５３の入口に、液量吸収機構１５３によって吸収される液流量を制限する制限要素７０を追加して、液量吸収機構１５３による吸収速度を制限するようにした点のみが相違している。制限要素７０は、オリフィス７１と、このオリフィス７１に並列に接続され、シリンダ５７から経路２６ｒへの流通のみを許容する逆止弁７２とによって構成されている。
【００６５】
第３の実施の形態によれば、ドライバによる急ブレーキ操作時に、制限要素（オリフィス）７０によって、シリンダ５７に流入するブレーキ液が制限されるので、液量吸収機構１５３による吸収速度が制限される。これにより、マスタシリンダ２５からの吐出液量のうちのかなりの液量が、閉止状態にあるソレノイド液圧比例制御弁３２に並列に接続された逆止弁を介して車輪ブレーキ３０に供給されるようになる。その結果、制御液圧を発生するためのポンプ３８の能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。上記した制限要素７０によって、遊び要素（液量吸収機構１５３）の遊び吸収速度を制限するダンパ機構を構成している。
【００６６】
上記した遊び要素の遊び吸収速度を制限する制限要素（ダンパ機構）７０は、第１の実施の形態で述べたストローク吸収機構５３に適用することもでき、この場合のダンパ機構としては、ストローク吸収機構５３のスプリング５４の変形速度を制限するストロークダンパが好適である。
【００６７】
図８〜図１０は本発明の第４の実施の形態を示すもので、第３の実施の形態における液量吸収機構１５３の入口側に、電子制御によって開閉が可能なカット弁８０を設けたものである。かかるカット弁８０は、例えば、制御液圧制御装置４３のポンプ３８が故障した場合に、カット弁８０を閉じて、液量吸収機構１５３に液量が供給されないようにするものである。これによって、ブレーキペダル２０を踏み込むことにより、マスタシリンダ２５から押し出された液量が全て車輪ブレーキ３０側に供給されるようになり、制動力が発生するまでのペダルストロークを伸ばすことなく、ペダルストロークに応じた制動力を確保することができる。
【００６８】
カット弁８０は、例えば、自動車バッテリからの電源が落ちてしまった場合にも対応できるように、図８に示すように、ソレノイド８０ａに電流が印加されなくなった場合に閉止する電磁弁によって構成されている。カット弁８０は通常、開状態に保持されているが、ポンプ３８が故障した場合に、ソレノイド８０ａへの電流をＯＦＦ制御することにより、あるいは電源が落ちた場合に、ソレノイド８０ａに電流が印加されなくなることにより、カット弁８０を閉状態に切替え、液量吸収機構１５３に液量が供給されないようにしている。
【００６９】
なお、ポンプ３８の故障としては、例えば、モータ３９が断線してポンプ３８が駆動されなくなった場合、あるいは、異物の食い込み等によってモータ３９が回転されなくなった場合を、適宜の断線検出手段あるいは回転検出手段によって検出し、ポンプ３８の故障と判断するようにしている。
【００７０】
図９は、ポンプ３８の故障を検出してカット弁８０を閉止するフローチャートを示すもので、ポンプ３８を駆動すべき指令が発せられると、プログラムがスタートされ、ステップＳ１１において、モータ３９が起動されてポンプ３８が加圧される。次いで、ステップＳ１２では、モータ３９の端子電圧に異常があるか否かが判断され、異常がない場合には、続くステップＳ１３において、モータ３９の回転数に異常があるか否かが判断され、異常がない場合には、プログラムはリターンされる。
【００７１】
ところが、ステップＳ１２あるいはステップＳ１３において、異常があると判断されると、ステップＳ１４に移行し、電子制御系に何らかの異常があったことを確認する。その後、ステップＳ１５に進んで、カット弁８０を閉じる指令を出力し、プログラムはリターンされる。
【００７２】
このように、ポンプ３８の駆動時に、例えば、モータ３９の端子電圧異常あるいは回転数異常による電子制御系の故障によって、ポンプ３８が必要な油を吐出していないことを検出して、カット弁８０を閉じるようにしたので、電子制御系の故障時にブレーキペダル２０を操作した場合には、液量吸収機構１５３に液量が供給されることなく、マスタシリンダ２５から押し出された液量が全て車輪ブレーキ３０側に供給されるので、制動力が発生するまでのペダルストロークを伸ばすことなく、ペダルストロークに応じた制動力を確保することができる。
【００７３】
ところで、ブレーキペダル２０を踏んでいるときにポンプ３８が故障した場合には、カット弁８０を閉じる前にソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの差圧を小さくすると、液量吸収機構１５３に液量が流れ、同時に車輪ブレーキ３０の圧力が低下するため、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒによる差圧があるときは、図１０に示すように、ポンプ３８の故障を検出する（Ｔ１）と、最初にカット弁８０を閉じ（Ｔ２）、その後（Ｔ３）に、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの差圧Ｃを小さくするように制御し、車輪ブレーキ３０の圧力Ｂを低下させないようにしている。なお、図１０中、Ａはマスタシリンダ２５の圧力を示す
【００７４】
上記した第４の実施の形態によれば、カット弁８０が電磁弁からなり、非通電時に自動的に閉止されるようになっているので、電気系統の失陥時カット弁を即座に閉止させることができる。しかも、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒによる差圧があるときにポンプ３８が故障した際は、カット弁８０を閉止した後、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの差圧を小さくするようにしたので、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの制御によって液量吸収機構１５８が満タンになることがなく、液量吸収機構１５８を的確に機能させることができる。
【００７５】
上記したカット弁８０は、ポンプ３８の故障時に、液量吸収機構１５３に液量が供給されないようにする他に、急ブレーキ操作時に閉止させることもできる。この場合にも、カット弁８０の閉止によって液量吸収機構１５３へのブレーキ液の流入が阻止されるので、マスタシリンダ２５からの吐出液量の全量を車輪ブレーキ３０側に供給できるようになる。
【００７６】
図１１〜図１３は、本発明の第５の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、回生制動力を利用して車輪ブレーキ３０に制動力を発生させるように構成した点である。従って、以下においては、主に第１の実施の形態と異なる点を説明し、同一の構成については同一の参照符号を付し、説明は省略する。
【００７７】
図１１に示すように、車両用ブレーキ装置は、ハイブリッド車両用ブレーキ装置１０からなり、ハイブリッド車両用ブレーキ装置１０は、液圧ブレーキ装置１１、回生ブレーキ装置１２、液圧ブレーキ装置１１と回生ブレーキ装置１２とを協調制御するブレーキECU１３、ブレーキECU１３からの要求値に応じてインバータ１６を介して電気モータ１４を制御するハイブリッドECU１５等を備えている。ブレーキECU１３によって、回生ブレーキ装置１２および液圧制御装置４３を制御する電子制御装置を構成している。
【００７８】
電気モータ１４の回転軸は歯車列により減速されて左右の前輪２３fl，２３frに常時回転連結されている。インバータ１６は、ハイブリッドECU１５から供給される制御信号に応じて車載バッテリ１７の直流の放電電力を交流電力に変換して電気モータ１４に供給し、電気モータ１４により発電される交流電力を直流の充電電力に変換して車載バッテリ１７を充電するものである。
【００７９】
回生ブレーキ装置１２は、前輪２３ｆに回転連結された電気モータ１４と、電気モータ１４を回生制動してこの電気モータ１４が回転連結された前輪２３ｆに回生制動力を発生させる回生制動力発生装置４４とを有する。回生制動力発生装置４４は、ハイブリッドECU１５、インバータ１６等により構成されている。
【００８０】
ブレーキECU１３は、ブレーキペダルストロークに応じて車輪２３に発生させる目標制動力を設定して、この目標制動力を回生制動力として回生制動力発生装置４４に指令し、この指令に基づいて回生制動力発生装置４４が発生した実行回生制動力が入力され、目標制動力と実行回生制動力との差分である液圧制動力を演算し、液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧を求める。また、ブレーキECU１３には、モータ３９により回転駆動されるポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるように、ソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する図１２に示す協調制御プログラムが記憶されている。
【００８１】
なお、回生ブレーキ装置１２は、バッテリ１７の状態やモータ１４の状態によって決定される各時点における回生制動可能な範囲で制御される。すなわち、バッテリ１７の充電状態による回生制動力の制限値と、車速に対応したモータ１４の回転数による回生制動力の制限値がそれぞれ演算され、何れか小さい方が回生制動可能な範囲として決定される。
【００８２】
なお、図示してないが、第５の実施の形態においても、第１の実施の形態で述べたと同様なストローク吸収機構５３を負圧式倍力装置２７内に備えているが、当該ストローク吸収機構５３の遊び量ａは、回生ブレーキ装置１２が出しうる最大減速度に等しい減速度を車輪ブレーキ３０による減速のみで出す場合のマスタシリンダ２５のストローク量に近い量とすることが望ましい。
【００８３】
次に、上記した第５の実施の形態に係るハイブリッド車両用ブレーキ装置１０の作動について説明する。ブレーキペダル２０が踏まれると、第１の実施の形態で述べたと同様に、負圧式倍力装置２７の入力ロッド６１が前進し、空気弁部６５が大気導入状態となり、変圧室６６に大気が導入される。これにより、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が入力ロッド６１にほぼ追いつくまで前進し、ストローク吸収機構５３を押す。この際、ストローク吸収機構５３のスプリング５４のセット荷重は、マスタシリンダ２５のスプリング２２のセット荷重より大きく設定されているので、ブレーキペダル２０の踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構５３は変形せず、まずマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒが前進し、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒとリザーブタンク２８との連通が遮断される。これによって、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの液圧が上昇するため、その液圧とマスタシリンダ２５のシリンダ径とを掛けた荷重がストローク吸収機構５３に作用し、ストローク吸収機構５３のスプリング５４が圧縮されて、遊び量ａが吸収される。この結果、マスタピストン２１ｆ、２１ｒに対して負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が相対的に前進される。
【００８４】
このようにして、ブレーキペダル２０が踏まれても、ストローク吸収機構５３による吸収作用によって、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３のストロークに比してマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒのストロークを抑制することができ、マスタシリンダ２５の圧力室２５ｆ、２５ｒの圧力もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。
【００８５】
しかしながら、ブレーキペダル２０には、シミュレータ５１によって操作ストロークに対応した反力が発生するので、ドライバには、マスタシリンダ２５に発生した液圧に拘らず、ブレーキペダル２０の操作ストローク（踏み込み量）に対応した反力が作用される。ブレーキペダル２０の操作ストロークはストロークセンサ５２により検出され、この検出信号がブレーキECU１３に入力されると、ブレーキECU１３は、図１２に示す協調制御プログラムを起動する。
【００８６】
かかる協調制御プログラムの起動により、カウンタ、フラグ等の一時メモリをリセットして初期化し（ステップＳ２１）、一定微少時間が経過する毎に、ステップＳ２２以降のプログラムを実行する。
【００８７】
ブレーキECU１３は、メモリに記憶したブレーキペダルストロークと目標制動力との関係に基づいて、車輪２３に発生させるべき目標制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求め（ステップＳ２３）、この目標制動力を回生制動力として、ハイブリッドECU１５に出力する（ステップＳ２４）。ハイブリッドECU１５は、回生制動力（目標制動力）に応じてインバータ１６を開閉制御し、電気モータ１４を回生制動し、車輪２３に回生制動力を発生させるとともに、図略のセンサにより検出された回生電力の電流に基づいて電気モータ１４が実際に車輪２３に発生させた実行回生制動力を演算してブレーキECU１３に入力する（ステップＳ２５）。
【００８８】
ブレーキECU１３は、目標制動力と実行回生制動力との差の液圧制動力を演算し（ステップＳ２６）、この液圧制動力が０であるか否かが判断（ステップＳ２７）される。すなわち、目標制動力のすべてが回生制動力で賄われ、目標制動力と実行回生制動力との差分が０の場合には、制御液圧を発生させることが不要であるとして、ステップＳ２に戻る。
【００８９】
これに対して、目標制動力と実行回生制動力との差の液圧制動力が０でない場合、その差に等しい液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧をマップ、テーブルまたは演算式で求める（ステップＳ２８）。そして、モータ３９を起動してポンプ３８を駆動し、ポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する（ステップＳ２９）。
【００９０】
これにより、ポンプ３８から供給された液体がソレノイド液圧比例制御弁３２によって所要の制御液圧に制御され、車輪ブレーキ３０に供給される。従って、液圧ブレーキ装置１１は、目標制動力と実行回生制動力との差に等しい液圧制動力を車輪２３に発生させる。ステップＳ２６等により回生ブレーキ装置１２によって実際に発生された回生制動力の所定の回生制動力に対する変動が検出された場合には、ステップＳ２７〜Ｓ２９等により液圧ブレーキ装置１１のポンプ３８を駆動させるとともに、ソレノイド液圧比例制御弁３２を制御することによって制御液圧を形成し、車輪２３にこの制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させ、検出された変動による回生制動力の不足を補償する。
【００９１】
図１３は、ブレーキペダルストロークと制動力との関係を示す線図である。線Ａは、目標制動力を示し、線Ｂは、目標制動力から回生制動力発生装置４４が発生し得る最大回生制動力を差し引いた制動力を示す。また、線Ｃは、上記したストローク吸収機構５３が仮に変形しないとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力を示し、線Ｄは、ストローク吸収機構５３が仮に完全に変形するとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力を示す。
【００９２】
ここで、目標制動力を実現する上では、目標制動力（図１３のＡ）は、図１３に示すように、ストローク吸収機構５３が変形しないとした場合の液圧制動力（図１３のＣ）より常に小さいことが望ましく、かつ目標制動力から最大回生制動力を差し引いた制動力（図１３のＢ）は、図１３に示すように、ストローク吸収機構５３が完全に変形するとした場合の液圧制動力（図１３のＤ）より常に大きいことが望ましい。
【００９３】
この２つの条件が満足されている場合は、バッテリ１７の充電状態およびモータ１４の回転状態によって、回生制動力が全く発生できない場合も、最大限発生可能な場合も、必要とされる液圧制動力を発生させるための液量は、入力ロッド６１のストロークとマスタシリンダ２５の断面積を掛け合わせた量よりも少なく、入力ロッド６１のストロークからストローク吸収機構５３の最大変形量を差し引いたものとマスタシリンダ２５の断面積を掛け合わせた量よりも大きくなる。
【００９４】
このことから、必要とされる液圧制動力が発生した時点で、ストローク吸収機構５３は常に中間状態（無変形と最大変形の中間）に変形していることになる。これにより、負圧式倍力装置２７の出力は、ストローク吸収機構５３を中間状態に変形させるだけの小さな出力だけ出していることになり、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの液圧もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。それゆえに、目標制動力が低い場合に事実上その全てを回生制動力で負担することが可能となる。
【００９５】
ところで、目標制動力が、ストローク吸収機構５３が仮に変形しないとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力より大きい場合には、ストローク吸収機構５３が無変形であってもマスタシリンダ２５から送り出された液量では液圧制動力が目標制動力に達せず、回生制動力が発生しない場合には、ポンプ３８がリザーブタンク２８の液をマスタシリンダ２５を通して吸い込んで吐出することになる。この場合はマスタシリンダ２５とリザーブタンク２８との連通が遮断された状態から無理に吸い込むことになるので、吸い込み抵抗が大きくなり、応答性が悪化する。また、この結果、マスタシリンダ２５に余分な液を吸い込むので、その後回生制動力が発生する場合には、遊びが不足する恐れがある。しかしながら、目標制動力が望ましい範囲を部分的に僅かに超えるだけであれば、これらの問題点は妥協可能である。
【００９６】
また、目標制動力から回生制動力発生装置４４が発生し得る最大回生制動力を差し引いた制動力が、ストローク吸収機構（遊び要素）５３が仮に完全に変形するとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力より小さい場合には、回生制動力が最大限に発生した場合、ストローク吸収機構が最大限に変形してもマスタシリンダ２５から送り出された液量で発生した液圧制動力との和が目標制動力を超えてしまう。ただし、この場合も、負圧式倍力装置２７を上記したように構成したので、ブレーキペダルフィーリングは変化せず、実制動力が目標制動力を超えてしまうことだけが問題なので、目標制動力が望ましい範囲を部分的に僅かに下回るだけであれば、この問題点も妥協可能である。
【００９７】
このように、第５の実施の形態においても、ブレーキ液圧を上昇させる２つの手段、すなわち、負圧式倍力装置２７と制御液圧制御装置４３のポンプ３８とを有することにより、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。しかも、ストローク吸収機構５３による遊びを適当に設定することにより、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力が負担することが可能となり、エネルギ効率を向上することが可能となる。
【００９８】
上記した第５の実施の形態に係るハイブリッド車両用ブレーキ装置においては、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素として、第１の実施の形態で述べたと同様なストローク吸収機構５３を用いた例で説明したが、ハイブリッド車両用ブレーキ装置においても、遊び要素は、ストローク吸収機構５３の他、図７に示す液量吸収機構１５３、図８に示す入口に液流量を制限する制限要素７０を追加した液量吸収機構１５３、あるいは図８に示すカット弁８０を用いた液量吸収機構１５３等に置き換えることもできる。
【００９９】
また、上記した第５の実施の形態では、車両用ブレーキ装置１０をハイブリッド車に適用しているが、車輪２３に連結された電気モータ１４を有する電気自動車に適用することもできる。
【０１００】
上記した実施の形態では、FF車に前後配管しているが、FR車に前後配管してもよい。また、FF車またはFR車にＸ配管してデュアルマスタシリンダ２５の液圧室２５ｆから送出された液圧を右前輪２３frおよび左後輪２３rl用車輪ブレーキ３０fr，３０rlに供給し、液圧室２５ｒから送出された液圧を左前輪２３flおよび右後輪２３rr用車輪ブレーキ３０fl，３０rrに供給するようにしてもよい。
【０１０１】
上記した実施の形態では、倍力装置として負圧式倍力装置２７を用いたが、ポンプより発生した液圧をアキュムレータに蓄圧し、この液圧をピストンに作用させてブレーキペダル２０に作用するブレーキ操作力を倍力するハイドロリック倍力装置を使用してもよい。
【０１０２】
また、上記した実施の形態においては、モータ３９によって駆動されるポンプ３８からの液圧を、リニアソレノイド３３にて制御されるソレノイド液圧比例制御弁３２によって、車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が所定の制御液圧となるように制御しているが、液圧制御弁はソレノイド液圧比例制御弁３２に限定されるものではなく、これに代えて、ＯＮ−ＯＦＦ形の電磁弁を設け、この電磁弁をデューティ制御して、所定の制御液圧を発生させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図２】液圧ブレーキ装置を示す図である。
【図３】ブレーキペダルと倍力装置とマスタシリンダとの関連構成を示す詳細図である。
【図４】ストローク吸収機構を示す図３の要部拡大図である。
【図５】制御プログラムを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示すブレーキペダルと倍力装置とマスタシリンダとの連結構成を示す詳細図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図９】カット弁を閉じるフローチャートを示す図である。
【図１０】液圧制御弁を制御するタイムチャートを示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図１２】協調制御プログラムを示す図である。
【図１３】ブレーキペダルストロークと制動力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…ハイブリッド車両用ブレーキ装置、１１…液圧ブレーキ装置、１２…回生ブレーキ装置、１３…ブレーキECU（電子制御装置）、１４…電気モータ、１５…ハイブリッドECU、１６…インバータ、１７…車載バッテリ、２０…ブレーキペダル、２３…車輪、２５…マスタピストン、２７…倍力装置、２９…液圧センサ、３０…車輪ブレーキ、３２…液圧制御弁（ソレノイド液圧比例制御弁）、３８…ポンプ、３９…モータ、４３…制御液圧制御装置、４４…回生制動力発生装置、４５…応圧弁、５１…シミュレータ、５２…ストロークセンサ、５３、１５３…遊び要素（ストローク吸収機構、液量吸収機構）、５４…スプリング、５５ａ、５５ｂ…吊り要素、５５…スプリング、５７…シリンダ、５８…スプリング、５９…ピストン、７０…制限要素（ダンパ機構）、８０…カット弁。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ操作部分とブレーキ制動部分とを電気信号によって結ぶブレーキバイワイヤを実現する車両用ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキペダル等からなるブレーキ操作部分と、車輪ブレーキ等からなるブレーキ制動部分とを電気信号によって結ぶ、いわゆるブレーキバイワイヤにおいては、ブレーキ操作部分とブレーキ制動部分とがメカ的に遮断されているので、例えば、アンチロックブレーキ作動時の制動力の変動によってブレーキペダルに不快な振動を発生させることがない。また、回生ブレーキ装置を備えた電気自動車やハイブリッド車両の場合で、回生制動力が何らかの理由で変動した場合にも、ブレーキペダルの操作に違和感を感じさせることなく、車輪ブレーキによる制動力を回生制動力変動を補償するように変動させることができる、といった利点がある。
【０００３】
一方で、完全なブレーキバイワイヤでは、電気系の故障の際にブレーキが作動しなくなる事態を回避するために、例えば特許文献１に記載されているように、ブレーキペダルでマスタシリンダ圧力を発生させ、電気系が正常な場合は、マスタシリンダと車輪ブレーキの間を遮断し、電気系が故障した場合には、マスタシリンダと車輪ブレーキとを接続し、さらに電気系の完全故障の確率を下げるために、電源を二重化する方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ブレーキペダルで作動可能なシミュレータを備え、シミュレータに設けた作動センサの信号が、この信号に応じて圧力源を制御する電子制御ユニットに送られ、この圧力源の出力が制動力用分配装置に接続されて車輪ブレーキを作動させ、さらに、失陥時には、運転者の筋力でブレーキを作動可能とする手段を備えた自動車のブレーキシステム作動用ブレーキバイワイヤアクチュエータであって、バイワイヤモードで、自動車のブレーキシステムの力の反動から機械的にブレーキペダルを分離するために、ブレーキペダルあるいはブレーキペダルに関節結合される部材と、操作入力の流れの下流に接続される作動部材との間に空動距離が設けられているブレーキバイワイヤアクチュエータが記載されている。
【０００５】
また、ブレーキバイワイヤではないが、回生ブレーキとの協調制御を実現する方法として、例えば特許文献３には、ドライバのブレーキ操作力を倍力装置によって所定の倍力比に従って増大し、倍力装置に接続されたマスタシリンダにて増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、発生した基礎液圧をマスタシリンダと液圧制御弁を介在した経路によって連結された車輪ブレーキ（ホイールシリンダ）に付与し、各車輪に基礎液圧制動力を発生させるとともに、ポンプを駆動することによって形成する制御液圧を車輪ブレーキに付与し、各車輪に制御液圧制動力を発生可能な液圧ブレーキ装置を備えた車両用ブレーキ装置が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、ブレーキ操作力の入力があった場合に、所定の回生制動力を車輪の何れかに発生させることによって、ブレーキ操作力に対応する目標制動力を基礎液圧制動力とともに発生する回生ブレーキ装置と、回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力の所定の回生制動力に対する変動を検出する変動検出手段とを備えている。そして、変動検出手段にて変動が検出された場合、液圧ブレーキ装置のポンプを駆動させるとともに液圧制御弁を制御することにより制御液圧を形成して、車輪に制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させ、変動検出手段にて検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段を有する車両用ブレーキ装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１１８０８号公報（段落００２５、００２６、図１、図５）
【特許文献２】特表２００５−５３２２２０号公報（段落００４６〜００４８、図１）
【特許文献３】特開２００５−３４９８８０号公報（段落００３１、００４２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている車両用ブレーキ装置は、電気系の完全故障に対する信頼性を向上することができるが、電源を二重化することによるコストアップは避けられない。
【０００８】
特許文献２に記載されている車両用ブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作が、電気信号に頼ることなく、車輪ブレーキと機械的に常に接続されていることから、電気系が故障した際も、正常時に準ずる制動力を確保することができる。しかしその反面、従来の一般的な車両であれば、負圧倍力装置とマスタシリンダが取付くことになるブレーキペダルからの操作入力が加わる位置に、ブレーキバイワイヤアクチュエータを装着する必要があり、さらにＡＢＳ等の車輪ブレーキを個別に制御する装置が必要になるので、コスト面および車両搭載設計上の制約が大きくなる。
【０００９】
特許文献３に記載されている車両用ブレーキ装置も、ブレーキペダルの操作が車輪ブレーキと機械的に常に接続されていることから、故障に対する信頼性を高くすることができる。その一方、この装置では車両制動力の全てを回生制動力が負担することはできない。また、制動途中で回生制動力が変動した場合も、ブレーキペダルを操作するブレーキ操作力に対する制動力の和を一定にさせることができるが、その際、制御液圧を発生するポンプ駆動によってマスタシリンダのブレーキ液が消費されるため、ブレーキペダルのストロークが変動することは避けられず、最大回生制動力を大きくしようとすると、ブレーキペダルのストローク変動が大きくなり、ドライバに違和感として感じられる恐れがある。これらの問題は、特許文献３に記載の車両用ブレーキ装置がブレーキバイワイヤを実現していないことからの当然の帰結である。
【００１０】
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、ブレーキペダルの操作が車輪ブレーキと機械的に接続されている特徴を維持したままで、従来の一般的なブレーキシステムと同様に車両搭載可能なブレーキバイワイヤを実現できる車両用ブレーキ装置を提供することを目的とするものである
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ドライバのブレーキ操作力を増大する倍力装置と、マスタシリンダ側の作動流体を吸入し車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプおよび液圧制御弁を有する液圧制御装置との間に、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素を配設したことである。これによって、ブレーキペダルが踏まれた場合、遊び要素によって、ブレーキペダルの操作ストロークを吸収でき、ブレーキペダルの操作ストロークを検出するストロークセンサの検出信号に基づいて、電子制御装置により液圧制御装置を制御し、所要の制御液圧が車輪ブレーキに供給される。
【００１２】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、電気系に故障が発生した場合も、正常時に準ずる制動力を確保できるブレーキバイワイヤとすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、遊び要素を、倍力装置の出力部材とマスタシリンダの入力部材との間に挿入されたスプリングおよびスプリングの最大長を制限する吊り要素からなるストローク吸収機構で構成したことである。これによって、ブレーキペダルの踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構によって、倍力装置のストロークに比してマスタシリンダの作動ストロークが抑制される。
【００１４】
上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、倍力装置の出力を、ストローク吸収機構を変形させるだけの小さな出力とすることができ、マスタシリンダの液圧室の液圧もそれに見合った小さい圧力しか発生しないようにすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、遊び要素を、マスタシリンダと液圧制御装置の間の液圧回路に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいるシリンダに液密かつ摺動自在に嵌装されたピストンと、ピストンを液圧回路側に付勢するスプリングとからなる液量吸収機構で構成したことである。これによって、ブレーキペダルの踏み込みの初期においては、液量吸収機構によって、液量が吸収されるため、マスタシリンダの液圧室の液圧を小さくなる。
【００１６】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、倍力装置とマスタシリンダとの構成を変更することなく、液圧制御装置の液圧回路に液量吸収機構を追加するだけで、遊び要素を簡単に設けることができ、請求項２と同様な効果が期待できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、遊び要素に、遊び吸収速度を制限するダンパ機構を設けたことである。これによって、ブレーキペダルが踏まれた場合の遊び要素によるブレーキペダルの操作ストローク吸収速度が制限される。
【００１８】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、例えば、急ブレーキ操作時には、遊び要素の遊び吸収速度を制限できることにより、制御液圧を発生するためのポンプの能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項３において、液量吸収機構の入り口側に、液量吸収機構によって吸収される液流量を制限する制限要素を設けたことである。
【００２０】
上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、急ブレーキ操作時には、液量吸収機構に吸収される液流量を制限要素によって制限でき、マスタシリンダからの吐出液量のうちのかなりの液量を車輪ブレーキに供給できるようになるので、制御液圧を発生するためのポンプの能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１ないし請求項５の何れか１項において、倍力装置が、操作反力を入力部材に伝えないように構成されていることである。これによって、ブレーキペダルには主としてシミュレータによる擬似反力が付与される。
【００２２】
上記のように構成した請求項６に係る発明によれば、車輪ブレーキのいわゆる消費液量が設計値から変動するなどして、遊びの範囲を超えてしまう場合、あるいは電気系統の失陥等によってポンプが作動しない場合にも、倍力装置からブレーキペダルへの反力が発生しないので、ブレーキペダルの踏力とストロークの関係をシミュレータによって決まる関係のままとすることができる。さらに、負圧倍力装置が有するゴムディスクのような反力伝達機構が不要になるので、ストローク吸収機構の装着をより容易にすることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１ないし請求項６の何れか１項において、車輪に回生制動力を発生する回生ブレーキ装置を備え、電子制御装置は、回生ブレーキ装置による回生制動力と、液圧制御装置の出力液圧で作動する車輪ブレーキによる制動力の和が目標制動力に一致するように、回生ブレーキ装置と、液圧制御装置のポンプおよび液圧制御弁とを制御するようにしたことである。これによって、液圧制御装置による液圧制動力を、目標制動力と実行回生制動力との差分だけ発生させればよく、遊び要素による遊びを適当に設定することにより、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力で負担することが可能になる。
【００２４】
上記のように構成した請求項７に係る発明によれば、回生制動力の変動に対応して車輪ブレーキの制動力を増減させる場合も、ブレーキペダルを操作するフィーリングに違和感を生ずることもない。しかも制動力を付与する手段として、筋力によるブレーキ以外に、回生ブレーキ装置、一般的に負圧を動力源とする倍力装置、バッテリ駆動される液圧制御装置のポンプの３種類を有することになるので、システムの信頼性を高めることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明の構成上の特徴は、請求項７において、遊び要素が吸収する所定量を、回生ブレーキ装置が出し得る最大減速度に等しい減速度を車輪ブレーキによる減速のみで出す場合のマスタシリンダのストローク量に近い量に設定したことである。
【００２６】
上記のように構成した請求項８に係る発明によれば、遊び要素を有効に作用させることができ、これによって、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力で負担することが可能となり、エネルギ効率を向上することができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明の構成上の特徴は、マスタシリンダと液圧制御装置との間に、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する液量吸収機構を配設するとともに、マスタシリンダと液量吸収機構との間に、システム異常によってポンプより圧油が吐出されなくなったときに、マスタシリンダと液量吸収機構との連通を遮断するカット弁を配設したことである。これによって、システム異常時には、カット弁によってマスタシリンダの消費液量を液量吸収機構で消費されなくなる。
【００２８】
上記のように構成した請求項９に係る発明によれば、ポンプが故障した場合でも、カット弁を閉じることにより、マスタシリンダの消費液量が液量吸収機構で消費されることがなく、これによって、ペダルストロークが伸びることがなく、通常制御時とほぼ同等の制動力を確保することができる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明の構成上の特徴は、請求項９において、カット弁を非通電時は閉止される電磁弁によって構成したことである。
【００３０】
上記のように構成した請求項１０に係る発明によれば、電気系統の失陥によってカット弁を即座に閉止させることができる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明の構成上の特徴は、請求項９または請求項１０において、液圧制御弁による差圧があるときに液圧制御弁のポンプが故障した際は、カット弁を閉止した後、液圧制御弁の差圧を小さくするようにしたことである。これによって、ブレーキペダルを踏んでいるときにポンプが故障した場合でも、液量吸収機構に液量が流れて、車輪ブレーキの圧力が低下することが防止される。
【００３２】
上記のように構成した請求項１１に係る発明によれば、液圧制御弁の制御によって液量吸収機構が満タンになることがなく、液量吸収機構を的確に機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るブレーキバイワイヤ式の車両用ブレーキ装置を図面に基づいて説明する。図１および図２において、車両用ブレーキ装置１０は、液圧ブレーキ装置１１と、液圧ブレーキ装置１１を制御するブレーキECU１３等を備えている。
【００３４】
液圧ブレーキ装置１１は、左右の前輪２３fl，２３frおよび左右の後輪２３rl，２３rrにそれぞれ設けられた左右の前輪用車輪ブレーキ３０fl，３０frおよび左右の後輪用車輪ブレーキ３０rl，３０rrを有している。左右の前輪用車輪ブレーキ３０fl，３０frおよび左右の後輪用車輪ブレーキ３０rl，３０rrは、ドライバがブレーキペダル２０を操作することにより、互いに分離して設けられた略同じ構成の前輪ブレーキ系統２４ｆおよび後輪ブレーキ系統２４ｒによって制動力が発生されるようになっている。
【００３５】
図１および図２においては、前輪および後輪ブレーキ系統２４ｆ，２４ｒをそれぞれ構成する構成部品の構成および作動が同じであるので、それぞれ対応する構成部品には同一の算用数字にローマ字のｆ、ｒをそれぞれ付加した参照符号を付して前後を区別した。さらに、左右輪における同一構成部品には、前後輪を区別するローマ字のｆ、ｒの次にｌ、ｒを付加して左右を区別した。なお、明細書中で構成部品を前後左右の区別なく示すときは対応する算用数字のみを参照番号として付した。
【００３６】
２５はデュアルマスタシリンダで、マスタシリンダ２５には、２つの液圧室２５ｆ、２５ｒにブレーキ液圧をそれぞれ発生させるマスタピストン２１ｆ、２１ｒ（図２参照）が摺動可能に嵌装されている。マスタピストン２１ｆ、２１ｒの摺動によって、マスタピストン２１ｆ、２１ｒのストロークに応じた量のブレーキ液が液圧室２５ｆ、２５ｒから経路２６ｆ，２６ｒに送出される。２８はブレーキ液を貯溜するリザーブタンクで、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒにブレーキ液を補給する。
【００３７】
２７は、ブレーキペダル２０とマスタシリンダ２５との間に介在された倍力装置としての負圧式倍力装置である。負圧式倍力装置２７は、公知のものを利用でき、図３に示すように、ブレーキペダル２０に連結された入力ロッド６１と、エンジンの吸気負圧が作用されるダイヤフラム６２と、ダイヤフラム６２に連結されたバルブピストン６３と、バルブピストン６３をブレーキペダル２０側に付勢するスプリング６４と、バルブピストン６３に内蔵され、ブレーキペダル２０の操作によって開閉作動される空気弁部６５を備えている。ダイヤフラム６２の両側には、大気が導入可能な変圧室６６と、エンジンの吸気負圧が導入される低圧室６７が配設されている。
【００３８】
ブレーキペダル２０が操作されると、空気弁部６５が作動されて、ダイヤフラム６２にて区画された変圧室６６と低圧室６７との連通が遮断されるとともに、大気が変圧室６６に導入され、変圧室６６と低圧室６７との間で圧力差が発生する。この圧力差によってダイヤフラム６２とともにバルブピストン６３がスプリング６４の付勢力に抗して、ブレーキペダル２０の作動ストロークに追従して前進される。
【００３９】
負圧式倍力装置２７は、出力の一部をブレーキペダル２０側に伝えるために通常用いられるゴムディスクを用いておらず、ブレーキペダル２０が操作された際、空気弁部６５を押えるために用いられているスプリング６８などの小さな力以外に力がブレーキペダル２０側に伝わらないようにしている。
【００４０】
シミュレータ５１は、ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダル２０に与えるものである。シミュレータ５１は、ブレーキペダル２０の操作力に応じて所定量ストロークするよう複数のスプリング５６等で構成されており、スプリング５６の一端はブレーキペダル２０に、他端は車両の固定部分に結合されている。なお、スプリング５６の一端はブレーキペダル２０でなく、ブレーキペダル２０と同期して動く他の部品であってもよい。
【００４１】
シミュレータ５１にはストロークセンサ５２が備えられ、このストロークセンサ５２は、ブレーキペダル２０のストロークを検出し、その検出信号をブレーキECU１３に送信する。ブレーキECU１３は、ストロークセンサ５２の出力値に対する目標制動力、および液圧が車輪ブレーキ３０に供給されたとき車輪２３に発生させる液圧制動力をマップ、テーブルまたは演算式にしてメモリに予め記憶している。
【００４２】
５３は、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素としてのストローク吸収機構で、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３とマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆとの間に配設されている。ストローク吸収機構５３は、図４に拡大して示すように、所定量相対移動可能に係合する２つの吊り要素５５ａ、５５ｂと、これら吊り要素５５ａ、５５ｂの間に介挿されたスプリング５４とによって構成されている。すなわち、一方の吊り要素５５ａはバルブピストン６３に当接され、他方の吊り要素５５ｂはマスタピストン２１ｆに当接され、通常はスプリング５４のばね力によって、吊り要素５５ａに対して吊り要素５５ｂを前方に付勢し、吊り要素５５ａ、５５ｂを互いに係合する位置に保持し、スプリング５４の最大長を制限しており、遊び量ａを設定している。
【００４３】
スプリング５４のセット荷重は、マスタピストン２１ｆに作用されたスプリング２２のセット荷重よりも大きくすることが望ましい。
【００４４】
図１および図２に示すように、前輪および後輪ブレーキ系統２４ｆ，２４ｒには、液圧制御弁をなすソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒがそれぞれ設けられ、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートは、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ，２５ｒに経路２６ｆ，２６ｒによりそれぞれ接続されている。ソレノイド液圧比例制御弁３２は、出口ポートの液圧が入口ポートの液圧よりリニアソレノイド３３に印加される制御電流に応じてゼロから制御差圧だけ高くなるように圧力制御するものである。ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートおよび出口ポート間には、入口ポートから出口ポートへの液流を許容する逆止弁が接続されている。通常の制御の場合、ソレノイド液圧比例制御弁３２はリニアソレノイド３３の無勢により開位置にシフトされ、入口ポートと出口ポートとが直通されている。
【００４５】
ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆの出口に接続された経路２６ｆは、分岐されて左右の前輪用車輪ブレーキ３０fl，３０frに、ソレノイド開閉弁３４fl，３４frおよび３６fl，３６frからなるＡＢＳ制御弁３７ｆを介して接続されている。同様に、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｒの出口に接続された経路２６ｒは、分岐されて左右の後輪用車輪ブレーキ３０rl，３０rrに、ソレノイド開閉弁３４rl，３４rrおよび３６rl，３６rrからなるＡＢＳ制御弁３７ｒを介して接続されている。
【００４６】
モータ３９によって回転駆動されるポンプ３８ｆ，３８ｒの吐出ポートは、吐出ポートへの液流を阻止する逆止弁を介してソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの出口ポートとＡＢＳ制御弁３７ｆ，３７ｒのインポートとの間に接続されている。ポンプ３８ｆ，３８ｒの吸入ポートは、ＡＢＳ制御弁３７ｆ，３７ｒの出口ポートに連通された応圧弁４５ｆ、４５ｒを介してソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートに接続されている。応圧弁４５ｆ、４５ｒは、有底のケーシングを弱い圧縮スプリングで付勢されたピストンで密閉して構成されたリザーバ４６ｆ、４６ｒを備え、リザーバ４６ｆ、４６ｒが空になると弁を開放して、ポンプ３８ｆ，３８ｒの吸入ポートをマスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒに連通するようになっている。なお、応圧弁４５ｆ、４５ｒはＡＢＳ制御弁３７ｆ、３７ｒの一時液溜めを兼ねている。
【００４７】
ポンプ３８、モータ３９、ソレノイド液圧比例制御弁３２等により、ポンプ３８の駆動によって形成される制御液圧を車輪ブレーキ３０に付与し、この車輪ブレーキ３０に対応する車輪２３に制御液圧制動力を発生可能な制御液圧制御装置４３を構成している。制御液圧制御装置４３は、マスタシリンダ２５と車輪ブレーキ３０との間に介在され、ポンプ駆動によって制御液圧を発生する。かかる制御液圧制御装置４３と、負圧式倍力装置２７と、マスタシリンダ２５と、車輪ブレーキ３０とによって、液圧ブレーキ装置１１を構成している。
【００４８】
ブレーキECU１３は、ブレーキペダルストロークに応じて車輪２３に発生させる目標制動力を設定し、この目標制動力に基づいて液圧制動力を演算し、液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧を求める。また、ブレーキECU１３には、モータ３９により回転駆動されるポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるように、ソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する。
【００４９】
さらに、ブレーキECU１３は、液圧センサ２９、各車輪２３の車輪速度を検出する図略の車輪速センサ等からの検出信号に基づいて各プログラムを実行し、制御信号をソレノイド液圧比例制御弁３２ｒ，３２ｆ、ＡＢＳ制御弁３７ｆ，３７ｒ、モータ３９等に出力し、車輪ブレーキ３０に制御された液圧を供給して車輪２３に所望の液圧制動力を発生させる。
【００５０】
上記したブレーキECU１３によって、ストロークセンサ５２からの入力に基づき液圧制御装置４３を制御する電子制御装置を構成している。
【００５１】
次に、上記した第１の実施の形態に係る車両用ブレーキ装置１０の作動について説明する。ブレーキペダル２０が踏まれると、負圧式倍力装置２７の入力ロッド６１が前進し、空気弁部６５が大気導入状態となり、変圧室６６に大気が導入される。これにより、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が入力ロッド６１にほぼ追いつくまで前進し、ストローク吸収機構５３を押す。この際、ストローク吸収機構５３のスプリング５４のセット荷重は、マスタシリンダ２５のスプリング２２のセット荷重より大きく設定されているので、ブレーキペダル２０の踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構５３は変形せず、まずマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒが前進し、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒとリザーブタンク２８との連通が遮断される。これによって、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの液圧が上昇するため、その液圧とマスタシリンダ２５のシリンダ径とを掛けた荷重がストローク吸収機構５３に作用し、ストローク吸収機構５３のスプリング５４が圧縮されて、遊び量ａが吸収される。この結果、マスタピストン２１ｆ、２１ｒに対して負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が相対的に前進される。
【００５２】
このようにして、ブレーキペダル２０が踏まれても、ストローク吸収機構５３による吸収作用によって、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３のストロークに比してマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒのストロークを抑制することができ、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの圧力もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。
【００５３】
しかしながら、ブレーキペダル２０には、シミュレータ５１によって操作ストロークに対応した反力が発生するので、ドライバには、マスタシリンダ２５に発生した液圧に拘らず、ブレーキペダル２０の操作ストローク（踏み込み量）に対応した反力が作用される。ブレーキペダル２０の操作ストロークはストロークセンサ５２により検出され、この検出信号がブレーキECU１３に入力されると、ブレーキECU１３は、図５に示す制御プログラムを起動する。
【００５４】
かかる制御プログラムの起動により、カウンタ、フラグ等の一時メモリをリセットして初期化し（ステップＳ１）、一定微少時間が経過する毎に、ステップＳ２以降のプログラムを実行する。
【００５５】
ブレーキECU１３は、メモリに記憶したブレーキペダルストロークと目標制動力との関係に基づいて、車輪２３に発生させるべき目標制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求め（ステップＳ３）、この目標制動力に基づいて液圧制動力を演算し（ステップＳ４）、この液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧をマップ、テーブルまたは演算式で求める（ステップＳ５）。そして、モータ３９を起動してポンプ３８を駆動し、ポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が所定の制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する（ステップＳ６）。
【００５６】
これにより、ポンプ３８から供給された液体がソレノイド液圧比例制御弁３２によって所要の制御液圧に制御され、車輪ブレーキ３０に供給される。従って、液圧ブレーキ装置１１は、目標制動力に対応した液圧制動力を車輪２３に発生させる。なお、車輪ブレーキ３０の圧力をより精度よく制御するために、液圧センサ２９で検出した液圧をフィードバックして制御してもよい。
【００５７】
上記したブレーキ装置１０で、仮に電子制御系が故障した場合には、負圧式倍力装置２７の作動によりストローク吸収機構５３が最大に変形してからマスタシリンダ２５において液圧が発生し、車輪ブレーキ３０に液圧制動力を発生させる。この場合、ブレーキペダルストロークと制動力との関係は遊びの分だけブレーキペダルストロークが長くなり、その分シミュレータ５１の変形量が大きくなるので、ブレーキペダル踏力と制動力の関係で見ると、同じ制動力を出すためのブレーキペダル踏力が大きくなるが、一重故障状態として十二分な制動力を確保することができる。
【００５８】
また、負圧式倍力装置２７に供給される負圧に失陥が発生した場合は、一般的な負圧式倍力装置と同様に、入力ロッド６１がバルブピストン６３を直接押すことによって動かすことが可能である。ただし、負圧式倍力装置２７内部のスプリングの力に打ち勝つ必要があるので、動き出しのブレーキペダル踏力が正常時よりも大きくなるが、先に述べたように、電子制御系が正常で、ブレーキペダルストロークに応じてポンプ３８が作動していれば、マスタシリンダ２５の液圧は低いままに保たれるので、負圧式倍力装置２７内部のスプリング力以外のブレーキペダル踏力増はほとんど発生しない。この結果、ブレーキペダルストロークと制動力との関係は正常時と変わらず、ブレーキペダル踏力と制動力の関係では、倍力装置内部のスプリング力の分だけ同じ制動力を出すためのブレーキペダル踏力が大きくなるが、一重故障状態として十二分な制動力を確保することができる。
【００５９】
このように、ブレーキ液圧を上昇させる２つの手段、すなわち、負圧式倍力装置２７と制御液圧制御装置４３のポンプ３８とを有することにより、電気系に故障が発生した場合も、正常時に準ずる制動力を確保できるブレーキバイワイヤとすることができ、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。
【００６０】
図６は本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態に対し、遊び要素として、スプリング５４と吊り要素５５ａ、５５ｂからなるストローク吸収機構５３に代えて、液量吸収機構１５３を用いた点、および負圧式倍力装置２７として既存の構造のものを利用できるように、ゴムディスク６９等によってブレーキペダル側に反力を返す構成とした点が相違している。従って、以下においては、第１の実施の形態と異なる点を説明し、同一構成部分については同一部品に同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【００６１】
液量吸収機構１５３は、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｒに接続された経路２６ｒから分岐された経路１２６に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいる有底のシリンダ５７を備え、このシリンダ５７にばね力の小さな圧縮スプリング５８で付勢されたピストン５９を嵌装した構成となっている。なお、液量吸収機構１５３の最大吸収液量は、第１の実施の形態におけるストローク吸収機構５３の遊び量（最大変形量）ａとマスタシリンダ径を掛けた量に等しく設定するのが望ましい。
【００６２】
かかる第２の実施の形態においては、ブレーキペダル２０が踏まれると、負圧式倍力装置２７の入力ロッド６１が前進して、変圧室６６に大気が導入され、これにより、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が入力ロッド６１にほぼ追いつくまで前進する。これによって、マスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒが前進し、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒとリザーブタンク２８との連通が遮断され、マスタシリンダ２５の液圧が上昇する。マスタシリンダ２５の液圧の上昇によって、液量吸収機構１５３のピストン５９が圧縮スプリング５８の付勢力に抗して、シリンダ５７内を摺動され、ピストン５９の摺動量に応じて液量が吸収されるため、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒは小さい液圧しか発生しない。この結果、第１の実施の形態と同様に、ブレーキ液圧を上昇させる負圧式倍力装置２７と制御液圧制御装置４３のポンプ３８とによって、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。
【００６３】
第２の実施の形態においては、操作ストロークに対応した反力をブレーキペダル２０に発生させるシミュレータ５１を備えているので、ブレーキペダル側に反力を返すことによるメリットはないが、正常動作中に限れば、上記したように負圧式倍力装置２７の出力が小さくなることから、ブレーキペダル２０側に反力を返す形式の負圧式倍力装置２７を用いても、ブレーキペダル２０への反力は発生せず、第１の実施の形態で述べたと同等の作用が期待できるので、既存の負圧式倍力装置２７をそのまま流用できる利点がある。
【００６４】
図７は本発明の第３の実施の形態を示すもので、第２の実施の形態に対し、遊び要素としての液量吸収機構１５３の入口に、液量吸収機構１５３によって吸収される液流量を制限する制限要素７０を追加して、液量吸収機構１５３による吸収速度を制限するようにした点のみが相違している。制限要素７０は、オリフィス７１と、このオリフィス７１に並列に接続され、シリンダ５７から経路２６ｒへの流通のみを許容する逆止弁７２とによって構成されている。
【００６５】
第３の実施の形態によれば、ドライバによる急ブレーキ操作時に、制限要素（オリフィス）７０によって、シリンダ５７に流入するブレーキ液が制限されるので、液量吸収機構１５３による吸収速度が制限される。これにより、マスタシリンダ２５からの吐出液量のうちのかなりの液量が、閉止状態にあるソレノイド液圧比例制御弁３２に並列に接続された逆止弁を介して車輪ブレーキ３０に供給されるようになる。その結果、制御液圧を発生するためのポンプ３８の能力をいたずらに大きくすることなく、ブレーキシステムとして要求される急ブレーキ時の応答性を確保することができる。上記した制限要素７０によって、遊び要素（液量吸収機構１５３）の遊び吸収速度を制限するダンパ機構を構成している。
【００６６】
上記した遊び要素の遊び吸収速度を制限する制限要素（ダンパ機構）７０は、第１の実施の形態で述べたストローク吸収機構５３に適用することもでき、この場合のダンパ機構としては、ストローク吸収機構５３のスプリング５４の変形速度を制限するストロークダンパが好適である。
【００６７】
図８〜図１０は本発明の第４の実施の形態を示すもので、第３の実施の形態における液量吸収機構１５３の入口側に、電子制御によって開閉が可能なカット弁８０を設けたものである。かかるカット弁８０は、例えば、制御液圧制御装置４３のポンプ３８が故障した場合に、カット弁８０を閉じて、液量吸収機構１５３に液量が供給されないようにするものである。これによって、ブレーキペダル２０を踏み込むことにより、マスタシリンダ２５から押し出された液量が全て車輪ブレーキ３０側に供給されるようになり、制動力が発生するまでのペダルストロークを伸ばすことなく、ペダルストロークに応じた制動力を確保することができる。
【００６８】
カット弁８０は、例えば、自動車バッテリからの電源が落ちてしまった場合にも対応できるように、図８に示すように、ソレノイド８０ａに電流が印加されなくなった場合に閉止する電磁弁によって構成されている。カット弁８０は通常、開状態に保持されているが、ポンプ３８が故障した場合に、ソレノイド８０ａへの電流をＯＦＦ制御することにより、あるいは電源が落ちた場合に、ソレノイド８０ａに電流が印加されなくなることにより、カット弁８０を閉状態に切替え、液量吸収機構１５３に液量が供給されないようにしている。
【００６９】
なお、ポンプ３８の故障としては、例えば、モータ３９が断線してポンプ３８が駆動されなくなった場合、あるいは、異物の食い込み等によってモータ３９が回転されなくなった場合を、適宜の断線検出手段あるいは回転検出手段によって検出し、ポンプ３８の故障と判断するようにしている。
【００７０】
図９は、ポンプ３８の故障を検出してカット弁８０を閉止するフローチャートを示すもので、ポンプ３８を駆動すべき指令が発せられると、プログラムがスタートされ、ステップＳ１１において、モータ３９が起動されてポンプ３８が加圧される。次いで、ステップＳ１２では、モータ３９の端子電圧に異常があるか否かが判断され、異常がない場合には、続くステップＳ１３において、モータ３９の回転数に異常があるか否かが判断され、異常がない場合には、プログラムはリターンされる。
【００７１】
ところが、ステップＳ１２あるいはステップＳ１３において、異常があると判断されると、ステップＳ１４に移行し、電子制御系に何らかの異常があったことを確認する。その後、ステップＳ１５に進んで、カット弁８０を閉じる指令を出力し、プログラムはリターンされる。
【００７２】
このように、ポンプ３８の駆動時に、例えば、モータ３９の端子電圧異常あるいは回転数異常による電子制御系の故障によって、ポンプ３８が必要な油を吐出していないことを検出して、カット弁８０を閉じるようにしたので、電子制御系の故障時にブレーキペダル２０を操作した場合には、液量吸収機構１５３に液量が供給されることなく、マスタシリンダ２５から押し出された液量が全て車輪ブレーキ３０側に供給されるので、制動力が発生するまでのペダルストロークを伸ばすことなく、ペダルストロークに応じた制動力を確保することができる。
【００７３】
ところで、ブレーキペダル２０を踏んでいるときにポンプ３８が故障した場合には、カット弁８０を閉じる前にソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの差圧を小さくすると、液量吸収機構１５３に液量が流れ、同時に車輪ブレーキ３０の圧力が低下するため、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒによる差圧があるときは、図１０に示すように、ポンプ３８の故障を検出する（Ｔ１）と、最初にカット弁８０を閉じ（Ｔ２）、その後（Ｔ３）に、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの差圧Ｃを小さくするように制御し、車輪ブレーキ３０の圧力Ｂを低下させないようにしている。なお、図１０中、Ａはマスタシリンダ２５の圧力を示す
【００７４】
上記した第４の実施の形態によれば、カット弁８０が電磁弁からなり、非通電時に自動的に閉止されるようになっているので、電気系統の失陥時カット弁を即座に閉止させることができる。しかも、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒによる差圧があるときにポンプ３８が故障した際は、カット弁８０を閉止した後、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの差圧を小さくするようにしたので、ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの制御によって液量吸収機構１５８が満タンになることがなく、液量吸収機構１５８を的確に機能させることができる。
【００７５】
上記したカット弁８０は、ポンプ３８の故障時に、液量吸収機構１５３に液量が供給されないようにする他に、急ブレーキ操作時に閉止させることもできる。この場合にも、カット弁８０の閉止によって液量吸収機構１５３へのブレーキ液の流入が阻止されるので、マスタシリンダ２５からの吐出液量の全量を車輪ブレーキ３０側に供給できるようになる。
【００７６】
図１１〜図１３は、本発明の第５の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、回生制動力を利用して車輪ブレーキ３０に制動力を発生させるように構成した点である。従って、以下においては、主に第１の実施の形態と異なる点を説明し、同一の構成については同一の参照符号を付し、説明は省略する。
【００７７】
図１１に示すように、車両用ブレーキ装置は、ハイブリッド車両用ブレーキ装置１０からなり、ハイブリッド車両用ブレーキ装置１０は、液圧ブレーキ装置１１、回生ブレーキ装置１２、液圧ブレーキ装置１１と回生ブレーキ装置１２とを協調制御するブレーキECU１３、ブレーキECU１３からの要求値に応じてインバータ１６を介して電気モータ１４を制御するハイブリッドECU１５等を備えている。ブレーキECU１３によって、回生ブレーキ装置１２および液圧制御装置４３を制御する電子制御装置を構成している。
【００７８】
電気モータ１４の回転軸は歯車列により減速されて左右の前輪２３fl，２３frに常時回転連結されている。インバータ１６は、ハイブリッドECU１５から供給される制御信号に応じて車載バッテリ１７の直流の放電電力を交流電力に変換して電気モータ１４に供給し、電気モータ１４により発電される交流電力を直流の充電電力に変換して車載バッテリ１７を充電するものである。
【００７９】
回生ブレーキ装置１２は、前輪２３ｆに回転連結された電気モータ１４と、電気モータ１４を回生制動してこの電気モータ１４が回転連結された前輪２３ｆに回生制動力を発生させる回生制動力発生装置４４とを有する。回生制動力発生装置４４は、ハイブリッドECU１５、インバータ１６等により構成されている。
【００８０】
ブレーキECU１３は、ブレーキペダルストロークに応じて車輪２３に発生させる目標制動力を設定して、この目標制動力を回生制動力として回生制動力発生装置４４に指令し、この指令に基づいて回生制動力発生装置４４が発生した実行回生制動力が入力され、目標制動力と実行回生制動力との差分である液圧制動力を演算し、液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧を求める。また、ブレーキECU１３には、モータ３９により回転駆動されるポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるように、ソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する図１２に示す協調制御プログラムが記憶されている。
【００８１】
なお、回生ブレーキ装置１２は、バッテリ１７の状態やモータ１４の状態によって決定される各時点における回生制動可能な範囲で制御される。すなわち、バッテリ１７の充電状態による回生制動力の制限値と、車速に対応したモータ１４の回転数による回生制動力の制限値がそれぞれ演算され、何れか小さい方が回生制動可能な範囲として決定される。
【００８２】
なお、図示してないが、第５の実施の形態においても、第１の実施の形態で述べたと同様なストローク吸収機構５３を負圧式倍力装置２７内に備えているが、当該ストローク吸収機構５３の遊び量ａは、回生ブレーキ装置１２が出しうる最大減速度に等しい減速度を車輪ブレーキ３０による減速のみで出す場合のマスタシリンダ２５のストローク量に近い量とすることが望ましい。
【００８３】
次に、上記した第５の実施の形態に係るハイブリッド車両用ブレーキ装置１０の作動について説明する。ブレーキペダル２０が踏まれると、第１の実施の形態で述べたと同様に、負圧式倍力装置２７の入力ロッド６１が前進し、空気弁部６５が大気導入状態となり、変圧室６６に大気が導入される。これにより、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が入力ロッド６１にほぼ追いつくまで前進し、ストローク吸収機構５３を押す。この際、ストローク吸収機構５３のスプリング５４のセット荷重は、マスタシリンダ２５のスプリング２２のセット荷重より大きく設定されているので、ブレーキペダル２０の踏み込みの初期においては、ストローク吸収機構５３は変形せず、まずマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒが前進し、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒとリザーブタンク２８との連通が遮断される。これによって、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの液圧が上昇するため、その液圧とマスタシリンダ２５のシリンダ径とを掛けた荷重がストローク吸収機構５３に作用し、ストローク吸収機構５３のスプリング５４が圧縮されて、遊び量ａが吸収される。この結果、マスタピストン２１ｆ、２１ｒに対して負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３が相対的に前進される。
【００８４】
このようにして、ブレーキペダル２０が踏まれても、ストローク吸収機構５３による吸収作用によって、負圧式倍力装置２７のバルブピストン６３のストロークに比してマスタシリンダ２５のマスタピストン２１ｆ、２１ｒのストロークを抑制することができ、マスタシリンダ２５の圧力室２５ｆ、２５ｒの圧力もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。
【００８５】
しかしながら、ブレーキペダル２０には、シミュレータ５１によって操作ストロークに対応した反力が発生するので、ドライバには、マスタシリンダ２５に発生した液圧に拘らず、ブレーキペダル２０の操作ストローク（踏み込み量）に対応した反力が作用される。ブレーキペダル２０の操作ストロークはストロークセンサ５２により検出され、この検出信号がブレーキECU１３に入力されると、ブレーキECU１３は、図１２に示す協調制御プログラムを起動する。
【００８６】
かかる協調制御プログラムの起動により、カウンタ、フラグ等の一時メモリをリセットして初期化し（ステップＳ２１）、一定微少時間が経過する毎に、ステップＳ２２以降のプログラムを実行する。
【００８７】
ブレーキECU１３は、メモリに記憶したブレーキペダルストロークと目標制動力との関係に基づいて、車輪２３に発生させるべき目標制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求め（ステップＳ２３）、この目標制動力を回生制動力として、ハイブリッドECU１５に出力する（ステップＳ２４）。ハイブリッドECU１５は、回生制動力（目標制動力）に応じてインバータ１６を開閉制御し、電気モータ１４を回生制動し、車輪２３に回生制動力を発生させるとともに、図略のセンサにより検出された回生電力の電流に基づいて電気モータ１４が実際に車輪２３に発生させた実行回生制動力を演算してブレーキECU１３に入力する（ステップＳ２５）。
【００８８】
ブレーキECU１３は、目標制動力と実行回生制動力との差の液圧制動力を演算し（ステップＳ２６）、この液圧制動力が０であるか否かが判断（ステップＳ２７）される。すなわち、目標制動力のすべてが回生制動力で賄われ、目標制動力と実行回生制動力との差分が０の場合には、制御液圧を発生させることが不要であるとして、ステップＳ２に戻る。
【００８９】
これに対して、目標制動力と実行回生制動力との差の液圧制動力が０でない場合、その差に等しい液圧制動力を車輪２３に発生させるために車輪ブレーキ３０に供給しなければならない制御液圧をマップ、テーブルまたは演算式で求める（ステップＳ２８）。そして、モータ３９を起動してポンプ３８を駆動し、ポンプ３８から車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する（ステップＳ２９）。
【００９０】
これにより、ポンプ３８から供給された液体がソレノイド液圧比例制御弁３２によって所要の制御液圧に制御され、車輪ブレーキ３０に供給される。従って、液圧ブレーキ装置１１は、目標制動力と実行回生制動力との差に等しい液圧制動力を車輪２３に発生させる。ステップＳ２６等により回生ブレーキ装置１２によって実際に発生された回生制動力の所定の回生制動力に対する変動が検出された場合には、ステップＳ２７〜Ｓ２９等により液圧ブレーキ装置１１のポンプ３８を駆動させるとともに、ソレノイド液圧比例制御弁３２を制御することによって制御液圧を形成し、車輪２３にこの制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させ、検出された変動による回生制動力の不足を補償する。
【００９１】
図１３は、ブレーキペダルストロークと制動力との関係を示す線図である。線Ａは、目標制動力を示し、線Ｂは、目標制動力から回生制動力発生装置４４が発生し得る最大回生制動力を差し引いた制動力を示す。また、線Ｃは、上記したストローク吸収機構５３が仮に変形しないとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力を示し、線Ｄは、ストローク吸収機構５３が仮に完全に変形するとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力を示す。
【００９２】
ここで、目標制動力を実現する上では、目標制動力（図１３のＡ）は、図１３に示すように、ストローク吸収機構５３が変形しないとした場合の液圧制動力（図１３のＣ）より常に小さいことが望ましく、かつ目標制動力から最大回生制動力を差し引いた制動力（図１３のＢ）は、図１３に示すように、ストローク吸収機構５３が完全に変形するとした場合の液圧制動力（図１３のＤ）より常に大きいことが望ましい。
【００９３】
この２つの条件が満足されている場合は、バッテリ１７の充電状態およびモータ１４の回転状態によって、回生制動力が全く発生できない場合も、最大限発生可能な場合も、必要とされる液圧制動力を発生させるための液量は、入力ロッド６１のストロークとマスタシリンダ２５の断面積を掛け合わせた量よりも少なく、入力ロッド６１のストロークからストローク吸収機構５３の最大変形量を差し引いたものとマスタシリンダ２５の断面積を掛け合わせた量よりも大きくなる。
【００９４】
このことから、必要とされる液圧制動力が発生した時点で、ストローク吸収機構５３は常に中間状態（無変形と最大変形の中間）に変形していることになる。これにより、負圧式倍力装置２７の出力は、ストローク吸収機構５３を中間状態に変形させるだけの小さな出力だけ出していることになり、マスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ、２５ｒの液圧もそれに見合った小さい圧力しか発生していないことになる。それゆえに、目標制動力が低い場合に事実上その全てを回生制動力で負担することが可能となる。
【００９５】
ところで、目標制動力が、ストローク吸収機構５３が仮に変形しないとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力より大きい場合には、ストローク吸収機構５３が無変形であってもマスタシリンダ２５から送り出された液量では液圧制動力が目標制動力に達せず、回生制動力が発生しない場合には、ポンプ３８がリザーブタンク２８の液をマスタシリンダ２５を通して吸い込んで吐出することになる。この場合はマスタシリンダ２５とリザーブタンク２８との連通が遮断された状態から無理に吸い込むことになるので、吸い込み抵抗が大きくなり、応答性が悪化する。また、この結果、マスタシリンダ２５に余分な液を吸い込むので、その後回生制動力が発生する場合には、遊びが不足する恐れがある。しかしながら、目標制動力が望ましい範囲を部分的に僅かに超えるだけであれば、これらの問題点は妥協可能である。
【００９６】
また、目標制動力から回生制動力発生装置４４が発生し得る最大回生制動力を差し引いた制動力が、ストローク吸収機構（遊び要素）５３が仮に完全に変形するとした場合に、ブレーキペダルストロークに対して車輪ブレーキ３０の特性で決まる液圧制動力より小さい場合には、回生制動力が最大限に発生した場合、ストローク吸収機構が最大限に変形してもマスタシリンダ２５から送り出された液量で発生した液圧制動力との和が目標制動力を超えてしまう。ただし、この場合も、負圧式倍力装置２７を上記したように構成したので、ブレーキペダルフィーリングは変化せず、実制動力が目標制動力を超えてしまうことだけが問題なので、目標制動力が望ましい範囲を部分的に僅かに下回るだけであれば、この問題点も妥協可能である。
【００９７】
このように、第５の実施の形態においても、ブレーキ液圧を上昇させる２つの手段、すなわち、負圧式倍力装置２７と制御液圧制御装置４３のポンプ３８とを有することにより、故障に対し信頼性の高いシステムとすることができる。しかも、ストローク吸収機構５３による遊びを適当に設定することにより、ブレーキ操作力が小さい場合の目標制動力の事実上全てを回生制動力が負担することが可能となり、エネルギ効率を向上することが可能となる。
【００９８】
上記した第５の実施の形態に係るハイブリッド車両用ブレーキ装置においては、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素として、第１の実施の形態で述べたと同様なストローク吸収機構５３を用いた例で説明したが、ハイブリッド車両用ブレーキ装置においても、遊び要素は、ストローク吸収機構５３の他、図７に示す液量吸収機構１５３、図８に示す入口に液流量を制限する制限要素７０を追加した液量吸収機構１５３、あるいは図８に示すカット弁８０を用いた液量吸収機構１５３等に置き換えることもできる。
【００９９】
また、上記した第５の実施の形態では、車両用ブレーキ装置１０をハイブリッド車に適用しているが、車輪２３に連結された電気モータ１４を有する電気自動車に適用することもできる。
【０１００】
上記した実施の形態では、FF車に前後配管しているが、FR車に前後配管してもよい。また、FF車またはFR車にＸ配管してデュアルマスタシリンダ２５の液圧室２５ｆから送出された液圧を右前輪２３frおよび左後輪２３rl用車輪ブレーキ３０fr，３０rlに供給し、液圧室２５ｒから送出された液圧を左前輪２３flおよび右後輪２３rr用車輪ブレーキ３０fl，３０rrに供給するようにしてもよい。
【０１０１】
上記した実施の形態では、倍力装置として負圧式倍力装置２７を用いたが、ポンプより発生した液圧をアキュムレータに蓄圧し、この液圧をピストンに作用させてブレーキペダル２０に作用するブレーキ操作力を倍力するハイドロリック倍力装置を使用してもよい。
【０１０２】
また、上記した実施の形態においては、モータ３９によって駆動されるポンプ３８からの液圧を、リニアソレノイド３３にて制御されるソレノイド液圧比例制御弁３２によって、車輪ブレーキ３０に供給されるブレーキ液の液圧が所定の制御液圧となるように制御しているが、液圧制御弁はソレノイド液圧比例制御弁３２に限定されるものではなく、これに代えて、ＯＮ−ＯＦＦ形の電磁弁を設け、この電磁弁をデューティ制御して、所定の制御液圧を発生させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図２】液圧ブレーキ装置を示す図である。
【図３】ブレーキペダルと倍力装置とマスタシリンダとの関連構成を示す詳細図である。
【図４】ストローク吸収機構を示す図３の要部拡大図である。
【図５】制御プログラムを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示すブレーキペダルと倍力装置とマスタシリンダとの連結構成を示す詳細図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図９】カット弁を閉じるフローチャートを示す図である。
【図１０】液圧制御弁を制御するタイムチャートを示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態を示す車両用ブレーキ装置の系統図である。
【図１２】協調制御プログラムを示す図である。
【図１３】ブレーキペダルストロークと制動力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…ハイブリッド車両用ブレーキ装置、１１…液圧ブレーキ装置、１２…回生ブレーキ装置、１３…ブレーキECU（電子制御装置）、１４…電気モータ、１５…ハイブリッドECU、１６…インバータ、１７…車載バッテリ、２０…ブレーキペダル、２３…車輪、２５…マスタピストン、２７…倍力装置、２９…液圧センサ、３０…車輪ブレーキ、３２…液圧制御弁（ソレノイド液圧比例制御弁）、３８…ポンプ、３９…モータ、４３…制御液圧制御装置、４４…回生制動力発生装置、４５…応圧弁、５１…シミュレータ、５２…ストロークセンサ、５３、１５３…遊び要素（ストローク吸収機構、液量吸収機構）、５４…スプリング、５５ａ、５５ｂ…吊り要素、５５…スプリング、５７…シリンダ、５８…スプリング、５９…ピストン、７０…制限要素（ダンパ機構）、８０…カット弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバのブレーキ操作力を増大する倍力装置（２７）と、
該倍力装置に作動的に連結されたマスタシリンダ（２５）と、
該マスタシリンダと連結された各車輪（２３）の車輪ブレーキ（３０）と、
前記マスタシリンダと前記車輪ブレーキとの間に介在され、少なくとも前記マスタシリンダ側の作動流体を吸入し前記車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプ（３８）、および前記車輪ブレーキ側から前記マスタシリンダ側への作動流体の移動を制限可能な液圧制御弁（３２）を有する液圧制御装置（４３）と、
を有し、さらに、
ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ（５２）と、
ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダルに与えるシミュレータ（５１）と、
前記倍力装置と前記液圧制御装置との間に配設され、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素（５３、１５３）と、
前記ストロークセンサからの入力に基づき前記液圧制御装置を制御する電子制御装置（１３）と、
を備えた、
ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記遊び要素が、前記倍力装置の出力部材と前記マスタシリンダの入力部材との間に挿入されたスプリング（５４）および該スプリングの最大長を制限する吊り要素（５５ａ、５５ｂ）から構成されるストローク吸収機構であることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項１において、前記遊び要素が、前記マスタシリンダと前記液圧制御装置の間の液圧回路に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいるシリンダ（５７）に液密かつ摺動自在に嵌装されたピストン（５９）と、該ピストンを前記液圧回路側に付勢するスプリング（５８）とから構成される液量吸収機構であることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項１において、前記遊び要素に、遊び吸収速度を制限するダンパ機構（７０）を設けたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項５】
請求項３において、前記液量吸収機構の入り口側に、前記液量吸収機構によって吸収される液流量を制限する制限要素（７０）を設けたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項において、前記倍力装置が、操作反力を入力部材に伝えないように構成されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項において、前記車輪に回生制動力を発生する回生ブレーキ装置（１２）を備え、
前記電子制御装置は、前記ストロークセンサからの入力に基づいて目標制動力を演算し、前記回生ブレーキ装置による回生制動力と、前記液圧制御装置の出力液圧で作動する前記車輪ブレーキによる制動力の和が目標制動力に一致するように、前記回生ブレーキ装置のその時点での回生制動可能な範囲で、前記回生ブレーキ装置と、前記液圧制御装置の前記ポンプおよび前記液圧制御弁とを制御することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項８】
請求項７において、前記遊び要素が吸収する所定量を、前記回生ブレーキ装置が出し得る最大減速度に等しい減速度を前記車輪ブレーキによる減速のみで出す場合の前記マスタシリンダのストローク量に近い量に設定したことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項９】
ドライバのブレーキ操作力を増大する倍力装置（２７）と、
該倍力装置に作動的に連結されたマスタシリンダ（２５）と、
該マスタシリンダと連結された各車輪（２３）の車輪ブレーキ（３０）と、
前記マスタシリンダと前記車輪ブレーキとの間に介在され、少なくとも前記マスタシリンダ側の作動流体を吸入し前記車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプ（３８）、および前記車輪ブレーキ側から前記マスタシリンダ側への作動流体の移動を制限可能な液圧制御弁（３２）を有する液圧制御装置（４３）と、
を有し、さらに、
ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ（５２）と、
ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダルに与えるシミュレータ（５１）と、
前記マスタシリンダと前記液圧制御装置との間に配設され、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する液量吸収機構（１５３）と、
前記マスタシリンダと前記液量吸収機構との間に配設され、システム異常によって前記ポンプより圧油が吐出されなくなったときに、前記マスタシリンダと前記液量吸収機構との連通を遮断するカット弁（８０）を備えた、
ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記カット弁は電磁弁からなり、非通電時は閉止されるようになっていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、前記液圧制御弁による差圧があるときに前記液圧制御弁の前記ポンプが故障した際は、前記カット弁を閉止した後、前記液圧制御弁の差圧を小さくするようにしたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項１】
ドライバのブレーキ操作力を増大する倍力装置（２７）と、
該倍力装置に作動的に連結されたマスタシリンダ（２５）と、
該マスタシリンダと連結された各車輪（２３）の車輪ブレーキ（３０）と、
前記マスタシリンダと前記車輪ブレーキとの間に介在され、少なくとも前記マスタシリンダ側の作動流体を吸入し前記車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプ（３８）、および前記車輪ブレーキ側から前記マスタシリンダ側への作動流体の移動を制限可能な液圧制御弁（３２）を有する液圧制御装置（４３）と、
を有し、さらに、
ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ（５２）と、
ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダルに与えるシミュレータ（５１）と、
前記倍力装置と前記液圧制御装置との間に配設され、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する遊び要素（５３、１５３）と、
前記ストロークセンサからの入力に基づき前記液圧制御装置を制御する電子制御装置（１３）と、
を備えた、
ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記遊び要素が、前記倍力装置の出力部材と前記マスタシリンダの入力部材との間に挿入されたスプリング（５４）および該スプリングの最大長を制限する吊り要素（５５ａ、５５ｂ）から構成されるストローク吸収機構であることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項１において、前記遊び要素が、前記マスタシリンダと前記液圧制御装置の間の液圧回路に一端を臨み、他端が大気圧に臨んでいるシリンダ（５７）に液密かつ摺動自在に嵌装されたピストン（５９）と、該ピストンを前記液圧回路側に付勢するスプリング（５８）とから構成される液量吸収機構であることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項１において、前記遊び要素に、遊び吸収速度を制限するダンパ機構（７０）を設けたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項５】
請求項３において、前記液量吸収機構の入り口側に、前記液量吸収機構によって吸収される液流量を制限する制限要素（７０）を設けたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項において、前記倍力装置が、操作反力を入力部材に伝えないように構成されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項において、前記車輪に回生制動力を発生する回生ブレーキ装置（１２）を備え、
前記電子制御装置は、前記ストロークセンサからの入力に基づいて目標制動力を演算し、前記回生ブレーキ装置による回生制動力と、前記液圧制御装置の出力液圧で作動する前記車輪ブレーキによる制動力の和が目標制動力に一致するように、前記回生ブレーキ装置のその時点での回生制動可能な範囲で、前記回生ブレーキ装置と、前記液圧制御装置の前記ポンプおよび前記液圧制御弁とを制御することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項８】
請求項７において、前記遊び要素が吸収する所定量を、前記回生ブレーキ装置が出し得る最大減速度に等しい減速度を前記車輪ブレーキによる減速のみで出す場合の前記マスタシリンダのストローク量に近い量に設定したことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項９】
ドライバのブレーキ操作力を増大する倍力装置（２７）と、
該倍力装置に作動的に連結されたマスタシリンダ（２５）と、
該マスタシリンダと連結された各車輪（２３）の車輪ブレーキ（３０）と、
前記マスタシリンダと前記車輪ブレーキとの間に介在され、少なくとも前記マスタシリンダ側の作動流体を吸入し前記車輪ブレーキ側に吐出可能なポンプ（３８）、および前記車輪ブレーキ側から前記マスタシリンダ側への作動流体の移動を制限可能な液圧制御弁（３２）を有する液圧制御装置（４３）と、
を有し、さらに、
ブレーキ操作ストロークを検出するストロークセンサ（５２）と、
ブレーキ操作ストロークに対する擬似反力をブレーキペダルに与えるシミュレータ（５１）と、
前記マスタシリンダと前記液圧制御装置との間に配設され、ドライバのブレーキ操作ストロークを所定量吸収する液量吸収機構（１５３）と、
前記マスタシリンダと前記液量吸収機構との間に配設され、システム異常によって前記ポンプより圧油が吐出されなくなったときに、前記マスタシリンダと前記液量吸収機構との連通を遮断するカット弁（８０）を備えた、
ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記カット弁は電磁弁からなり、非通電時は閉止されるようになっていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、前記液圧制御弁による差圧があるときに前記液圧制御弁の前記ポンプが故障した際は、前記カット弁を閉止した後、前記液圧制御弁の差圧を小さくするようにしたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２６５７２８（Ｐ２００８−２６５７２８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２４２０（Ｐ２００８−２２４２０）
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]