車両用ブレーキ装置
【課題】 開閉弁によって２系統の圧力供給系を切り替える車両用ブレーキ装置において、液圧供給開始時に開閉弁の作動を保証する。
【解決手段】 ブレーキペダル１１と、マスターシリンダ１５と、マスターシリンダに配管４２ａ・４２ｂを介して接続されたホイールシリンダ２ｂ・３ｂと、配管上に設けられた電磁弁である開閉弁２４ａ・２４ｂと、ペダル位置センサ１１ａと、配管の開閉弁とホイールシリンダとの間の部分に接続され、電動サーボモータ１２を備えたモータ駆動シリンダ１３と、開閉弁及びモータ駆動シリンダに電力を供給する電源７と、制御ユニット６とを有する車両ブレーキ装置１であって、制御ユニットは、ペダル操作量が開始値に達したときに、開閉弁を閉弁作動し、開始値に達したときから開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。
【解決手段】 ブレーキペダル１１と、マスターシリンダ１５と、マスターシリンダに配管４２ａ・４２ｂを介して接続されたホイールシリンダ２ｂ・３ｂと、配管上に設けられた電磁弁である開閉弁２４ａ・２４ｂと、ペダル位置センサ１１ａと、配管の開閉弁とホイールシリンダとの間の部分に接続され、電動サーボモータ１２を備えたモータ駆動シリンダ１３と、開閉弁及びモータ駆動シリンダに電力を供給する電源７と、制御ユニット６とを有する車両ブレーキ装置１であって、制御ユニットは、ペダル操作量が開始値に達したときに、開閉弁を閉弁作動し、開始値に達したときから開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキ装置に関し、特にブレーキ・バイ・ワイヤによりブレーキ力を発生させる車両用ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車では、駆動輪の駆動軸に電動モータを連結し、そのモータを制動時には発電機として使用してエネルギー回生を行うようにしているものがある。このような車両では、モータの定格やバッテリの残量等により、回生ブレーキだけで全ての制動力を実現することが困難である場合があり、電子制御により、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤで駆動される油圧ブレーキと上記回生ブレーキとの協調制御を行うようにしたものがある。
【０００３】
ブレーキ・バイ・ワイヤでは、ブレーキペダルと機械的に連結されていないが、ブレーキペダルの位置を電気的信号として受け取り、その信号に応じてホイールシリンダに液圧を供給する液圧発生手段が使用される。液圧発生手段は、例えば、ブレーキペダルの位置に対応する信号に応じて駆動される電動サーボモータと、電動サーボモータによって駆動されるピストンを備えたモータ駆動シリンダとして構成されている。また、フェイルセーフとして、ブレーキペダルに機械的に連結され、ブレーキペダル操作に応じて液圧を発生するマスターシリンダを設け、通常時はマスターシリンダとホイールシリンダとの間に設けた電磁弁である開閉弁によりマスターシリンダとホイールシリンダとを遮断しているものがある（例えば特許文献１参照）。すなわち、液圧供給手段としてモータ駆動シリンダとマスターシリンダとの２系統を有し、正常時にはモータ駆動シリンダからホイールシリンダに液圧を供給する一方、モータ駆動シリンダ等の失陥時等には開閉弁によって経路を切り替え、マスターシリンダからホイールシリンダに液圧を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなブレーキ装置は、ブレーキペダルが踏み込まれていない初期状態においては、開閉弁が開かれてマスターシリンダとホイールシリンダとが連通されている。そして、初期状態からブレーキペダルが踏み込まれ、ホイールシリンダに液圧を発生させる際に、開閉弁の閉弁作動と、モータ駆動シリンダとの作動とが同時に行われていていた。しかしながら、開閉弁とモータ駆動シリンダの電動サーボモータとが同じ電源から電力の供給を受けている場合には、図８に示すように、時間ｔ１においてモータ駆動シリンダを作動させると、電動サーボモータに大きな起動電流が流れるため、電源電圧が低下して開閉弁に供給される電圧Ｖｖが初期電圧Ｖｖ０からＶｖ１に低下する。そのため、時間ｔ１において同時に開閉弁を閉作動しようとしても、開閉弁に供給される電圧は開閉弁の閉弁作動を行うために必要な電圧（起動保証電圧：図中の１点鎖線）を下回ることがあるため、開閉弁の作動を保証できなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、開閉弁によって２系統の圧力供給系を切り替えるブレーキ・バイ・ワイヤの車両用ブレーキ装置において、ホイールシリンダへの液圧供給開始時に、開閉弁の作動を保証することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダル（１１）に機械的に連結され、液圧を発生するマスターシリンダ（１５）と、前記マスターシリンダに油路（４２ａ・４２ｂ）を介して接続されたホイールシリンダ（２ｂ・３ｂ）と、前記油路上に設けられた電磁弁である開閉弁（２４ａ・２４ｂ）と、前記ブレーキペダルの操作量に対応するペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段（１１ａ）と、前記油路の前記開閉弁と前記ホイールシリンダとの間に接続され、電動モータ（１２）の駆動によって前記油路に液圧を供給する液圧発生手段（１３）と、前記開閉弁及び前記液圧発生手段に電力を供給する電源（７）と、前記ペダル操作量に応じて前記開閉弁及び前記液圧発生手段を制御する制御手段（６）とを有する車両ブレーキ装置（１）であって、前記制御手段は、前記ペダル操作量が、前記液圧発生手段から前記ホイールシリンダに液圧の供給を開始すべき開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記開始値に達したときから前記開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、開閉弁が閉じられるまでの期間である閉弁作動期間中は、液圧発生手段の消費電力量が抑制され、開閉弁に閉弁作動に必要な電圧が供給される。これにより、開閉弁の作動が確実に行われるようになる。
【０００９】
本発明の他の側面によれば、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段（５０）を有し、前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の閾値電圧以下となり、かつ前記ペダル操作量が前記開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記閉弁作動期間は前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。閾値電圧は、電動モータ及び開閉弁を同時に作動開始しても開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保することが可能な前記電源の電圧の下限とすることができる。
【００１０】
この構成によれば、電源電圧が閾値電圧より大きい場合には、液圧発生手段の作動量を減少させないため、液圧発生手段からの液圧がより迅速にホイールシリンダに供給されるようになる。
【００１１】
本発明の他の側面によれば、前記液圧発生手段の作動量を検出する作動量検出手段を更に備え、前記開閉弁は、閉弁状態において前記液圧発生手段からの圧力によって閉位置側へと付勢されるように構成されており、前記制御手段は、前記開閉弁が閉弁状態となったか否かを、前記ペダル操作量が前記開始値に達した後の前記液圧発生手段の作動量に基づいて判定し、前記液圧発生手段の作動量が前記開閉弁の閉弁状態に対応する値以上となった場合に、前記開閉弁への通電量を閉弁作動時より低下させることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、開閉弁は閉弁状態となったときに液圧発生手段からの液圧を受けて閉弁方向に付勢されるため、閉弁状態を維持するために必要な電力量が低下する。そのため、開閉弁に供給する電力を低下させる一方、液圧発生手段に供給する電力を増大させることが可能になり、液圧発生手段の作動を確実かつ迅速にすることができる。
【００１３】
本発明の他の側面によれば、前記制御手段は、前記閉弁作動期間において、前記液圧発生手段の作動速度を前記弁作動期間以外の他の期間における作動速度よりも小さくすることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、開閉弁への電力を確保しつつ、液圧発生手段での液圧発生を迅速にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の構成によれば、開閉弁によって２系統の圧力供給系を切り替えるブレーキ・バイ・ワイヤの車両用ブレーキ装置において、ホイールシリンダへの液圧供給開始時に、開閉弁の作動を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る自動車のブレーキ系の要部系統図
【図２】実施形態に係る自動車のブレーキ装置を模式的に示す油圧回路図
【図３】実施形態に係る自動車のブレーキ装置の開閉弁を示す断面図
【図４】実施形態に係る制御ユニットの制御手順を示すフロー図
【図５】実施形態に係る自動車のブレーキ装置の効果を示すタイムチャート
【図６】実施形態に係る自動車のブレーキ装置の効果を示すタイムチャート
【図７】一部変形実施形態に係る制御ユニットの制御手順を示すフロー図
【図８】従来技術において開閉弁に供給される電圧を示す図
【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、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された電気自動車又はハイブリッド自動車のブレーキ系の要部系統図である。
【００１８】
図１に示される自動車は、車両Ｖの前側に配設された左右一対の前輪２と、車両Ｖの後側に配設された左右一対の後輪３とを有する。左右の前輪２に連結された前輪車軸４にはモータ・ジェネレータ５がトルク伝達可能に連結されている。なお、前輪車軸４に設けられる差動機構は図示省略する。
【００１９】
モータ・ジェネレータ５と電源としての二次電池であるバッテリ７とはインバータ１０を介して接続されている。バッテリ７の電力がモータ・ジェネレータ５に供給されると共に、モータ・ジェネレータ５による発電電力がバッテリ７に対して電力供給（充電）されるように、インバータ１０により制御される。これにより、モータ・ジェネレータ５は、車両走行用の電動機と回生用の発電機とを兼ね、減速時には減速エネルギーを電力に変換して回生制動力を発生する制動力発生手段として機能する。また、バッテリ７は、後述する制御ユニット６及びブレーキ液圧発生措置８に電力を供給する。
【００２０】
また、車両の各種制御を行うと共に制動力配分制御を行う制御手段としての制御ユニット（ＥＣＵ）６が設けられている。制御ユニット６は、ＣＰＵを用いた制御回路を備え、上記インバータ１０と電気的に接続されている。制御ユニット６は、回生制動と油圧制動とを組み合わせた回生協調制御を行うことができる。なお、電気自動車の場合にはこの構成のまま、又は後輪３を駆動する後輪用モータ・ジェネレータを設けてもよいが、ハイブリッド自動車の場合には前輪車軸４には図の二点鎖線で示されるエンジン（内燃機関）Ｅの出力軸が連結される。図のエンジンＥの場合には前輪駆動の例であるが、四輪駆動とすることもできる。
【００２１】
前輪２及び後輪３の各車輪には、摩擦制動を行う摩擦制動手段として、車輪（前輪２・後輪３）と一体のディスク２ａ・３ａとホイールシリンダ２ｂ・３ｂを備えるキャリパとにより構成される公知のディスクブレーキが設けられている。ホイールシリンダ２ｂ・３ｂには、公知のブレーキ配管を介して制動力発生手段を構成するブレーキ液圧発生装置８が接続されている。ブレーキ液圧発生装置８は、後で詳述するが、各車輪別にブレーキ圧を増減させて配分可能な油圧回路で構成されている。ブレーキ液圧発生装置８及びディスクブレーキと、ブレーキ液圧発生装置８を制御する制御ユニット６を含めてブレーキ装置１という。
【００２２】
また、前輪２及び後輪３には各車輪速を検出する各車輪速センサ９が設けられており、ブレーキペダル１１にはブレーキペダル１１の位置であるペダル位置を検出するペダル位置センサ１１ａが設けられている。ペダル位置センサ１１ａは、運転者にブレーキペダルが踏み込まれていない状態を初期状態（ペダル位置＝０）として、運転者の踏み込み量であるペダル操作量（ブレーキ操作量）を検出することができる。また、バッテリ７には電源電圧（Ｖ）を測定するための電圧センサ５１が設けられている。各車輪速センサ９、ペダル位置センサ１１ａ及び電圧センサ５１の各検出信号は制御ユニット６に入力する。
【００２３】
次に、図２を参照してブレーキ液圧発生装置８について説明する。本実施形態の制動システムは、ブレーキペダル１１の操作量（ペダル操作量）をペダル位置センサ１１ａにより検出し、その検出値に基づいて液圧発生手段としてのモータ駆動シリンダ１３を駆動してブレーキ液圧を発生させる。モータ駆動シリンダ１３には、電動サーボモータ１２と、電動サーボモータ１２に連結されたギアボックス１８とが一体的に設けられていると共に、ギアボックス１８にボールねじ機構を介してトルク伝達されることにより軸線方向変位するねじ溝付きロッド１９と、ねじ溝付きロッド１９と同軸かつ互いに直列的に配設された第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂとが設けられている。電動サーボモータ１２は、バッテリ７から電力の供給を受けている。
【００２４】
これにより、ブレーキペダル１１の操作量に応じて電動サーボモータ１２が回転し、その回転力がギアボックス１８を介してねじ溝付きロッド１９の軸力に変換され、第１ピストン２１ａが直線運動する。このようにして、制動操作部材としてのブレーキペダル１１の操作を機械的にブレーキ液圧発生シリンダに伝達してブレーキ液圧を発生させるのではなく、ブレーキペダル１１の踏み込み量に応じてモータ駆動シリンダ１３によりブレーキ液圧を発生させる、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤが構成されている。
【００２５】
また、ブレーキペダル１１のアームの一端が車体に回動自在に支持されていると共に、そのブレーキペダル１１の円弧運動を略直線運動に変換するロッド１４の一端がブレーキペダル１１のアームの中間部に連結されており、ロッド１４の他端は、直列的に配設されたマスターシリンダ１５の第１ピストン１５ａを押し込むように係合している。マスターシリンダ１５には第１ピストン１５ａに対してロッド１４とは相反する側に直列的に第２ピストン１５ｂが配設されており、各ピストン１５ａ・１５ｂは戻しばね４１ａ・４１ｂによりそれぞれロッド１４側にばね付勢されている。なお、ブレーキペダル１１は、図示されない戻しばねにより図１の状態である待機位置に戻す向きにばね付勢され、かつ待機位置で図示されないストッパにより止められている。
【００２６】
マスターシリンダ１５には、各ピストン１５ａ・１５ｂの変位に応じてブレーキ液をやり取りするためのリザーバタンク１６が設けられている。なお、各ピストン１５ａ・１５ｂには、リザーバタンク１６と連通する各油路１６ａ・１６ｂとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。そして、マスターシリンダ１５の筒内には、第１ピストン１５ａと第２ピストン１５ｂとの間に第１液室１７ａが形成され、第２ピストン１５ｂの第１ピストン１５ａとは相反する側に第２液室１７ｂが形成されている。
【００２７】
上記したモータ駆動シリンダ１３において、第２ピストン２１ｂに一端部が固設された連結部材２７が第１ピストン２１ａ側に延出して、連結部材２０の延出方向他端部が第１ピストン２１ａに対して相対的に軸線方向に所定量変位可能に支持されている。これにより、第１ピストン２１ａは前進（第２ピストン２１ｂ側変位）時に第２ピストン２１ｂに対して相対的に所定量だけ変位可能であるが、第１ピストン２１ａの前進状態から図２の初期状態に戻る後退時には、連結部材２０を介して第２ピストン２１ｂも初期位置まで引き戻されるようになっている。なお、各ピストン２１ａ・２１ｂは、それぞれに対応して設けられた各戻しばね２７ａ・２７ｂによりロッド１９側にばね付勢されている。
【００２８】
また、モータ駆動シリンダ１３には、上記リザーバタンク１６に連通路２２を介してそれぞれ連通する各油路２２ａ・２２ｂが設けられている。各ピストン２１ａ・２１ｂには、各油路２２ａ・２２ｂとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。モータ駆動シリンダ１３の筒内には、第１ピストン２１ａと第２ピストン２１ｂとの間に第１液室２３ａが形成され、第２ピストン２１ｂの第１ピストン２１ａとは相反する側に第２液室２３ｂが形成されている。
【００２９】
マスターシリンダ１５の第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂは、配管（油路）４２ａ・４２ｂ及びＶＳＡ装置２６を介して複数（図示例では４つ）の各ホイールシリンダ２ｂ・３ｂと連通するように接続されている。なお、ＶＳＡ装置２６は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐＡＢＳ、加速時などの車輪空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）に、旋回時の横すべり抑制を加え、3つの機能をトータルにコントロールする車両挙動安定化制御システムとして公知のものであってよく、その説明を省略する。なおＶＳＡ装置２６には、前輪２の各ホイールシリンダ２ｂに対応する第１系統と、後輪３の各ホイールシリンダ３ｂに対応する第２系統とをそれぞれ構成する各種の油圧素子を用いた各ブレーキアクチュエータ２６ｂと、それらを制御するＶＳＡ制御ユニット２６ａとにより構成されている。なお、他の実施形態では、ＶＳＡ装置２６を省略してもよい。
【００３０】
配管４２ａ上には常時開型の電磁弁である開閉弁２４ａが設けられ、配管４２ｂ上にも電磁弁である常時開型の開閉弁２４ｂが設けられている。配管４２ａの開閉弁２４ａとＶＳＡ装置２６との間の部分は、配管４３ａを介して第１液室２３ａと連通するように接続されている。配管４２ｂの開閉弁２４ｂとＶＳＡ装置２６との間の部分は、配管４３ｂを介して第１液室２３ａと連通するように接続されている。
【００３１】
第１液室２３ａには、配管４２ａ、常時開状態の開閉弁２４ａ及び配管４３ａを介してマスターシリンダ１５の第１液室１７ａが連通し、第２液室２３ｂには、配管４２ｂ、常時開型の開閉弁２４ｂ及び配管４３ｂを介してマスターシリンダ１５の第２液室１７ｂが連通する。なお、第１液室１７ａと開閉弁２４ａとの間にはマスターシリンダ側ブレーキ圧センサ２５ａが接続され、開閉弁２４ｂと第２液室２３ｂとの間にはモータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂが接続されている。
【００３２】
図３に示すように、開閉弁２４ａ（２４ｂ）は、同様の構成を有しており、配管４２ａ（４２ｂ）に連通する通路５５が形成されたケーシング５６と、通路５５の途中に設けられた弁座５７と、弁座５７に着座可能な弁体５８と、弁体５８に連結された柱状のプランジャ５９と、プランジャ５９を磁力によって進退させるべく、ケーシング５６に設けられたソレノイド６０と、通路５５内に設けられ、プランジャ５９を後退させる方向に付勢するコイルばね６１と、ケーシング５６内に設けられ、プランジャ５９の後退位置を規定するストッパ６２とを有している。ソレノイド６０に通電されていない場合には、コイルばね６１によってプランジャ５９は後退し、弁体５８は弁座５７から離間し、通路５５は開かれている。ソレノイド６０に通電されると、プランジャ５９はソレノイド６０の磁力を受けてコイルばね６１の付勢力に抗して前進し、弁体５８は弁座５７に着座して通路５５を閉塞する。弁体５８が弁座５７に着座した開閉弁２４ａの閉弁状態では、モータ駆動シリンダ１３からの液圧を受けて弁体５８は弁座５７側に付勢される。そのため、開閉弁２４ａの閉弁状態を維持するために必要なソレノイド６０の磁力は弁体５８の作動時よりも小さくなっている。すなわち、開閉弁２４ａの閉弁状態を維持するために必要なソレノイド６０の通電量は弁体５８の作動時よりも小さくなっている。開閉弁２４ａ・２４ｂのソレノイド６０には、バッテリ７の電力が供給される。
【００３３】
また、第２液室１７ｂと開閉弁２４ｂとの間には、常時閉型の電磁弁であるシミュレータ弁２４ｃを介してシリンダ型のシミュレータ２８が接続されている。シミュレータ２８には、そのシリンダ内を分断するピストン２８ａが設けられ、ピストン２８ａのシミュレータ弁２４ｃ側に貯液室２８ｂが形成され、ピストン２８ａの貯液室２８ｂ側とは相反する側には圧縮コイルばね２８ｃが受容されている。両開閉弁２４ａ・２４ｂが閉じかつシミュレータ弁２４ｃが開くことにより、第２液室１７ｂと貯液室２８ｂとが連通し、その状態でブレーキペダル１１を踏み込むと、第２液室１７ｂ内のブレーキ液が貯液室２８ｂに入り込む。それにより圧縮される圧縮コイルばね２８ｃの付勢力がブレーキペダル１１に伝達されるため、公知のマスターシリンダとホイールシリンダとが直結されているブレーキ装置と同様の踏み込みに対する反力が得られる。
【００３４】
このようにして構成されたブレーキ液圧発生装置８は、上記制御ユニット６により総合的に制御される。制御ユニット６には、ペダル位置センサ１１ａと各ブレーキ圧センサ２５ａ・２５ｂとの各検出信号が入力し、また車両Ｖの挙動を検出するための各種センサ（図示せず）からの検出信号が入力し、さらに電動サーボモータ１２に設けられたモータ回転角センサ４４からのモータ回転角信号及び電圧センサ５１からの電源電圧信号も入力している。
【００３５】
制御ユニット６は、ペダル位置センサ１１ａからの検出信号に基づき、かつ上記各種センサからの検出信号から判断した走行状況等に応じて、モータ駆動シリンダ１３により発生するブレーキ液圧を制御する。さらに、本実施形態の対象車両となるハイブリッド車（又は電気自動車）の場合には、モータ・ジェネレータによる回生制御を行うようにしており、制御ユニット６では、回生制御を行う場合の回生の大きさに対するモータ駆動シリンダ１３によるブレーキ液圧の大きさの配分制御も行う。
【００３６】
制御ユニット６の通常制動時における制御手法について説明する。図２に示すように、ブレーキペダル１１が踏み込まれていない状態を初期状態では、開閉弁２４ａ・２４ｂ及びシミュレータ弁２４ｃは開かれており、モータ駆動シリンダ１３では、ねじ溝付きロッド１９が最も後退した位置にあり、それに伴って各戻しばね２７ａ・２７ｂにより付勢されている各ピストン２１ａ・２１ｂも後退しており、両液室２３ａ・２３ｂにブレーキ液圧は発生していない。
【００３７】
図４は制御ユニット６において実行される制御フロー図である。この制御フローは、運転者がブレーキペダル１１を初期状態（ペダル位置＝０）から踏み込んだ際に実行される。ステップＳ１では、ペダル位置が位置Ｐ１（開始値）に達したか否かを判定する。ペダル位置が位置０から位置Ｐ１の範囲は、ペダルの遊びとして設けられたものあり、位置Ｐ１は任意に設定してよい。制御ユニット６は、ペダル位置が位置Ｐ１以上となった場合にホイールシリンダ２ｂ・３ｂに液圧を供給するべく、開閉弁２４ａ・２４ｂ及びモータ駆動シリンダ１３を制御する。ステップＳ１では、判定がＮｏの場合にペダル位置が位置Ｐ１に達するまでステップＳ１を繰り返し、判定がＹｅｓとなった場合にステップＳ２に進む。
【００３８】
ステップＳ２では、制御ユニット６は、電圧センサ５１からの電源電圧に対応する信号に基づいて、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であるか否かを判定する。閾値電圧Ｖｓｈは、電動サーボモータ１２及び開閉弁２４ａ・２４ｂを同時に作動開始しても開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁するのに十分な電圧を確保することが可能な電源電圧の下限値として設定される。ここで、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧について、開閉弁２４ａ・２４ｂの作動を確実に行うことができる電圧を起動保証電圧（図５及び図６の一点鎖線参照）とし、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁状態に確実に維持することができる電圧を保持保証電圧（図５及び図６の二点鎖線参照）とする。本実施形態に係る開閉弁２４ａ・２４ｂは、閉弁状態において、モータ駆動シリンダ１３からの液圧を受けて弁体５８が弁座５７側に付勢されるため、保持保証電圧が起動保証電圧より低くなる。電動サーボモータ１２を起動（駆動開始）する際には、大きな起動電流が流れ、電源電圧が一時的に大きく低下する。閾値電圧Ｖｓｈは、電動サーボモータ１２及び開閉弁２４ａ・２４ｂを同時に作動開始し、電動サーボモータ１２に起動電流が流れて電源電圧が低下しても、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が起動保証電圧より低下しない値に設定されている。
【００３９】
ステップＳ２での判定がＹｅｓの場合は、ステップＳ３に進み、制御ユニット６は、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉方向に作動させると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を通常作動させる。ここでの制御ユニット６による通常作動は、ペダル位置に基づいて電動サーボモータ１２の目標モータ回転角を設定し、実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するようにフィードバック制御によって電動サーボモータ１２を駆動する。ペダル位置に基づく目標モータ回転角の設定は、所定の通常作動マップに基づいて行う。通常作動マップは、例えば、ペダル位置が増大するにつれて、目標モータ回転角も増大するものであってよい。電動サーボモータ１２の駆動によって、ねじ溝付きロッド１９及び第１ピストン２１ａが押し出されて、第１液室２３ａに液圧が発生する。
【００４０】
ステップＳ２での判定がＮｏの場合は、ステップＳ４に進み、制御ユニット６は、開閉弁を閉方向に作動させると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を低消費電力作動させる。ここでの制御ユニット６による低消費電力作動は、通常作動と同様に、ペダル位置に基づいて、電動サーボモータ１２の目標モータ回転角を設定し、実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するようにフィードバック制御によって電動サーボモータ１２を駆動するが、ペダル位置に基づいて設定される目標モータ回転角が通常作動によって設定される目標モータ回転角よりも小さく設定される。すなわち、同じ値のペダル位置に対して、低消費電力作動では通常作動よりもモータ駆動シリンダ１３の作動量が小さくなるように制御される。低消費電力作動でのペダル位置に基づく目標モータ回転角の設定は、所定の低消費電力作動マップに基づいて行ってよいし、通常作動マップに基づいて設定した目標モータ回転角に所定の係数を掛けることによって設定してもよい。低消費電力作動では通常作動よりも電動サーボモータ１２の駆動量が少ないため、通常作動時よりも低いデューティ比で駆動され、電動サーボモータ１２の起動電流が低減される。電動サーボモータ１２の駆動によって、ねじ溝付きロッド１９及び第１ピストン２１ａが押し出されて、第１液室２３ａに液圧が発生する。
【００４１】
ステップＳ４の後は、ステップＳ５において、モータ回転角が所定の判定値θｓｈに達したか否かを判定する。判定値θｓｈは、低消費電力作動で電動サーボモータを駆動した場合に、モータ回転角が初期値から判定値θｓｈに達するまでに要する期間が、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉作動が完了に要する期間（閉弁作動期間）よりも長くなるように設定されている。すなわち、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉作動と、電動サーボモータ１２の駆動とを同時に開始した場合に、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉作動が完了した後に、モータ回転角が判定値θｓｈに達するように設定されている。ステップＳ５では、判定がＮｏの場合にモータ回転角が判定値θｓｈに達するまでステップＳ５を繰り返し、判定がＹｅｓとなった場合にステップＳ６に進む。
【００４２】
ステップＳ６では、制御ユニット６は、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を通常作動させる。
【００４３】
以上の制御フローに従って制御を行った場合の効果を図５及び図６のタイムチャートを参照して説明する。図５はステップＳ２での判定（電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上か否か）がＹｅｓの場合を示し、図６はステップＳ２での判定がＮｏの場合を示す。
【００４４】
図５に示すように、運転者が時間０からブレーキペダル１１を踏み込んで、ペダル位置センサ１１ａが検出したペダル位置が位置Ｐ１となった場合（時間ｔ１）に、制御ユニット６は電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であるか否かを判定し、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であると判定して、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉鎖作動すると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を通常作動させる。
【００４５】
電動サーボモータ１２を通常作動することによって、起動時に電動サーボモータ１２に大きな起動電流が流れ、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が初期値Ｖｖ０からＶｖ１まで低下するが、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈであるため、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧の値Ｖｖ１は起動保証電圧以上に維持される。そのため、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動は確実に行われる。
【００４６】
一方、ペダル位置が位置Ｐ１となった場合（時間ｔ１）における電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であるか否かを判定が、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより低いと判定した場合には、図６に示すように、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁作動すると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を低消費電力作動させる。低消費電力作動では、通常作動に比べて電動サーボモータの作動量が小さいため、起動時に電動サーボモータ１２に生じる起動電力は小さく、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が初期値Ｖｖ０を維持する。そのため、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁作動は確実に行われる。
【００４７】
開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動が完了した後の時間ｔ３において、モータ回転角が判定値θｓｈに達し、制御ユニット６は、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）の作動を低消費電力作動から通常作動に切り替える。これにより、電動サーボモータ１２に大きな起動電流が流れ、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が初期値Ｖｖ０からＶｖ２に低下して起動保証電圧より小さくなるが、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動は既に完了しているため、保持保証電圧が維持されれば開閉弁２４ａ・２４ｂは閉弁状態を維持することができる。
【００４８】
本実施形態では、以上のように、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さい場合に、電動サーボモータ１２の起動電流を低減することによって、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧を起動保証電圧以上に維持するようにしたため、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動を確実に行うことができる。なお、この制御は、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さい場合のみに行うようにしたため、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上の場合には電動サーボモータ１２を通常作動させてモータ駆動シリンダ１３が迅速に液圧を発生させることができる。
【００４９】
なお、上記の実施形態の変形例として、図７の制御フロー図に示すように、ステップＳ１２で電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さいと判断した場合に、後のステップＳ１４で開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動のみを行い、続くステップＳ１５でペダル位置がＰ１に達したときからの時間が所定の判定時間Ｔｓｈに達したか否かを判定し、時間が判定時間Ｔｓｈに達した場合にモータ駆動シリンダ１３を通常作動させるようにしてもよい。判定時間Ｔｓｈは、開閉弁２４ａ・２４ｂが閉弁作動を完了するのに要する時間（閉弁作動期間）以上に設定されている。このように、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さい場合には、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動のみを最初に行い、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動が完了した後に、モータ駆動シリンダ１３を通常作動させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…ブレーキ装置、２ｂ・３ｂ…ホイールシリンダ、６…制御ユニット（制御手段）、８…ブレーキ液圧発生装置、１１…ブレーキペダル、１１ａ…ペダル位置センサ（ペダル操作量検出手段）、１２…電動サーボモータ、１３…モータ駆動シリンダ（液圧発生手段）、１５…マスターシリンダ、１７ａ…第１液室、１７ｂ…第２液室、２３ａ…第１液室、２３ｂ…第２液室、２４ａ・２４ｂ…開閉弁、２４ｃ…シミュレータ弁、２５ａ…マスターシリンダ側ブレーキ圧センサ、２５ｂ…モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ、２６…ＶＳＡ装置、２８…シミュレータ（反力シミュレータ）、４２ａ・４２ｂ…配管（油路）、４３ａ・４３ｂ…配管、４４…モータ回転角センサ（作動量検出手段）、５１…電圧センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキ装置に関し、特にブレーキ・バイ・ワイヤによりブレーキ力を発生させる車両用ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車では、駆動輪の駆動軸に電動モータを連結し、そのモータを制動時には発電機として使用してエネルギー回生を行うようにしているものがある。このような車両では、モータの定格やバッテリの残量等により、回生ブレーキだけで全ての制動力を実現することが困難である場合があり、電子制御により、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤで駆動される油圧ブレーキと上記回生ブレーキとの協調制御を行うようにしたものがある。
【０００３】
ブレーキ・バイ・ワイヤでは、ブレーキペダルと機械的に連結されていないが、ブレーキペダルの位置を電気的信号として受け取り、その信号に応じてホイールシリンダに液圧を供給する液圧発生手段が使用される。液圧発生手段は、例えば、ブレーキペダルの位置に対応する信号に応じて駆動される電動サーボモータと、電動サーボモータによって駆動されるピストンを備えたモータ駆動シリンダとして構成されている。また、フェイルセーフとして、ブレーキペダルに機械的に連結され、ブレーキペダル操作に応じて液圧を発生するマスターシリンダを設け、通常時はマスターシリンダとホイールシリンダとの間に設けた電磁弁である開閉弁によりマスターシリンダとホイールシリンダとを遮断しているものがある（例えば特許文献１参照）。すなわち、液圧供給手段としてモータ駆動シリンダとマスターシリンダとの２系統を有し、正常時にはモータ駆動シリンダからホイールシリンダに液圧を供給する一方、モータ駆動シリンダ等の失陥時等には開閉弁によって経路を切り替え、マスターシリンダからホイールシリンダに液圧を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなブレーキ装置は、ブレーキペダルが踏み込まれていない初期状態においては、開閉弁が開かれてマスターシリンダとホイールシリンダとが連通されている。そして、初期状態からブレーキペダルが踏み込まれ、ホイールシリンダに液圧を発生させる際に、開閉弁の閉弁作動と、モータ駆動シリンダとの作動とが同時に行われていていた。しかしながら、開閉弁とモータ駆動シリンダの電動サーボモータとが同じ電源から電力の供給を受けている場合には、図８に示すように、時間ｔ１においてモータ駆動シリンダを作動させると、電動サーボモータに大きな起動電流が流れるため、電源電圧が低下して開閉弁に供給される電圧Ｖｖが初期電圧Ｖｖ０からＶｖ１に低下する。そのため、時間ｔ１において同時に開閉弁を閉作動しようとしても、開閉弁に供給される電圧は開閉弁の閉弁作動を行うために必要な電圧（起動保証電圧：図中の１点鎖線）を下回ることがあるため、開閉弁の作動を保証できなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、開閉弁によって２系統の圧力供給系を切り替えるブレーキ・バイ・ワイヤの車両用ブレーキ装置において、ホイールシリンダへの液圧供給開始時に、開閉弁の作動を保証することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダル（１１）に機械的に連結され、液圧を発生するマスターシリンダ（１５）と、前記マスターシリンダに油路（４２ａ・４２ｂ）を介して接続されたホイールシリンダ（２ｂ・３ｂ）と、前記油路上に設けられた電磁弁である開閉弁（２４ａ・２４ｂ）と、前記ブレーキペダルの操作量に対応するペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段（１１ａ）と、前記油路の前記開閉弁と前記ホイールシリンダとの間に接続され、電動モータ（１２）の駆動によって前記油路に液圧を供給する液圧発生手段（１３）と、前記開閉弁及び前記液圧発生手段に電力を供給する電源（７）と、前記ペダル操作量に応じて前記開閉弁及び前記液圧発生手段を制御する制御手段（６）とを有する車両ブレーキ装置（１）であって、前記制御手段は、前記ペダル操作量が、前記液圧発生手段から前記ホイールシリンダに液圧の供給を開始すべき開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記開始値に達したときから前記開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、開閉弁が閉じられるまでの期間である閉弁作動期間中は、液圧発生手段の消費電力量が抑制され、開閉弁に閉弁作動に必要な電圧が供給される。これにより、開閉弁の作動が確実に行われるようになる。
【０００９】
本発明の他の側面によれば、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段（５０）を有し、前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の閾値電圧以下となり、かつ前記ペダル操作量が前記開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記閉弁作動期間は前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする。閾値電圧は、電動モータ及び開閉弁を同時に作動開始しても開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保することが可能な前記電源の電圧の下限とすることができる。
【００１０】
この構成によれば、電源電圧が閾値電圧より大きい場合には、液圧発生手段の作動量を減少させないため、液圧発生手段からの液圧がより迅速にホイールシリンダに供給されるようになる。
【００１１】
本発明の他の側面によれば、前記液圧発生手段の作動量を検出する作動量検出手段を更に備え、前記開閉弁は、閉弁状態において前記液圧発生手段からの圧力によって閉位置側へと付勢されるように構成されており、前記制御手段は、前記開閉弁が閉弁状態となったか否かを、前記ペダル操作量が前記開始値に達した後の前記液圧発生手段の作動量に基づいて判定し、前記液圧発生手段の作動量が前記開閉弁の閉弁状態に対応する値以上となった場合に、前記開閉弁への通電量を閉弁作動時より低下させることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、開閉弁は閉弁状態となったときに液圧発生手段からの液圧を受けて閉弁方向に付勢されるため、閉弁状態を維持するために必要な電力量が低下する。そのため、開閉弁に供給する電力を低下させる一方、液圧発生手段に供給する電力を増大させることが可能になり、液圧発生手段の作動を確実かつ迅速にすることができる。
【００１３】
本発明の他の側面によれば、前記制御手段は、前記閉弁作動期間において、前記液圧発生手段の作動速度を前記弁作動期間以外の他の期間における作動速度よりも小さくすることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、開閉弁への電力を確保しつつ、液圧発生手段での液圧発生を迅速にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の構成によれば、開閉弁によって２系統の圧力供給系を切り替えるブレーキ・バイ・ワイヤの車両用ブレーキ装置において、ホイールシリンダへの液圧供給開始時に、開閉弁の作動を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る自動車のブレーキ系の要部系統図
【図２】実施形態に係る自動車のブレーキ装置を模式的に示す油圧回路図
【図３】実施形態に係る自動車のブレーキ装置の開閉弁を示す断面図
【図４】実施形態に係る制御ユニットの制御手順を示すフロー図
【図５】実施形態に係る自動車のブレーキ装置の効果を示すタイムチャート
【図６】実施形態に係る自動車のブレーキ装置の効果を示すタイムチャート
【図７】一部変形実施形態に係る制御ユニットの制御手順を示すフロー図
【図８】従来技術において開閉弁に供給される電圧を示す図
【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、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された電気自動車又はハイブリッド自動車のブレーキ系の要部系統図である。
【００１８】
図１に示される自動車は、車両Ｖの前側に配設された左右一対の前輪２と、車両Ｖの後側に配設された左右一対の後輪３とを有する。左右の前輪２に連結された前輪車軸４にはモータ・ジェネレータ５がトルク伝達可能に連結されている。なお、前輪車軸４に設けられる差動機構は図示省略する。
【００１９】
モータ・ジェネレータ５と電源としての二次電池であるバッテリ７とはインバータ１０を介して接続されている。バッテリ７の電力がモータ・ジェネレータ５に供給されると共に、モータ・ジェネレータ５による発電電力がバッテリ７に対して電力供給（充電）されるように、インバータ１０により制御される。これにより、モータ・ジェネレータ５は、車両走行用の電動機と回生用の発電機とを兼ね、減速時には減速エネルギーを電力に変換して回生制動力を発生する制動力発生手段として機能する。また、バッテリ７は、後述する制御ユニット６及びブレーキ液圧発生措置８に電力を供給する。
【００２０】
また、車両の各種制御を行うと共に制動力配分制御を行う制御手段としての制御ユニット（ＥＣＵ）６が設けられている。制御ユニット６は、ＣＰＵを用いた制御回路を備え、上記インバータ１０と電気的に接続されている。制御ユニット６は、回生制動と油圧制動とを組み合わせた回生協調制御を行うことができる。なお、電気自動車の場合にはこの構成のまま、又は後輪３を駆動する後輪用モータ・ジェネレータを設けてもよいが、ハイブリッド自動車の場合には前輪車軸４には図の二点鎖線で示されるエンジン（内燃機関）Ｅの出力軸が連結される。図のエンジンＥの場合には前輪駆動の例であるが、四輪駆動とすることもできる。
【００２１】
前輪２及び後輪３の各車輪には、摩擦制動を行う摩擦制動手段として、車輪（前輪２・後輪３）と一体のディスク２ａ・３ａとホイールシリンダ２ｂ・３ｂを備えるキャリパとにより構成される公知のディスクブレーキが設けられている。ホイールシリンダ２ｂ・３ｂには、公知のブレーキ配管を介して制動力発生手段を構成するブレーキ液圧発生装置８が接続されている。ブレーキ液圧発生装置８は、後で詳述するが、各車輪別にブレーキ圧を増減させて配分可能な油圧回路で構成されている。ブレーキ液圧発生装置８及びディスクブレーキと、ブレーキ液圧発生装置８を制御する制御ユニット６を含めてブレーキ装置１という。
【００２２】
また、前輪２及び後輪３には各車輪速を検出する各車輪速センサ９が設けられており、ブレーキペダル１１にはブレーキペダル１１の位置であるペダル位置を検出するペダル位置センサ１１ａが設けられている。ペダル位置センサ１１ａは、運転者にブレーキペダルが踏み込まれていない状態を初期状態（ペダル位置＝０）として、運転者の踏み込み量であるペダル操作量（ブレーキ操作量）を検出することができる。また、バッテリ７には電源電圧（Ｖ）を測定するための電圧センサ５１が設けられている。各車輪速センサ９、ペダル位置センサ１１ａ及び電圧センサ５１の各検出信号は制御ユニット６に入力する。
【００２３】
次に、図２を参照してブレーキ液圧発生装置８について説明する。本実施形態の制動システムは、ブレーキペダル１１の操作量（ペダル操作量）をペダル位置センサ１１ａにより検出し、その検出値に基づいて液圧発生手段としてのモータ駆動シリンダ１３を駆動してブレーキ液圧を発生させる。モータ駆動シリンダ１３には、電動サーボモータ１２と、電動サーボモータ１２に連結されたギアボックス１８とが一体的に設けられていると共に、ギアボックス１８にボールねじ機構を介してトルク伝達されることにより軸線方向変位するねじ溝付きロッド１９と、ねじ溝付きロッド１９と同軸かつ互いに直列的に配設された第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂとが設けられている。電動サーボモータ１２は、バッテリ７から電力の供給を受けている。
【００２４】
これにより、ブレーキペダル１１の操作量に応じて電動サーボモータ１２が回転し、その回転力がギアボックス１８を介してねじ溝付きロッド１９の軸力に変換され、第１ピストン２１ａが直線運動する。このようにして、制動操作部材としてのブレーキペダル１１の操作を機械的にブレーキ液圧発生シリンダに伝達してブレーキ液圧を発生させるのではなく、ブレーキペダル１１の踏み込み量に応じてモータ駆動シリンダ１３によりブレーキ液圧を発生させる、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤが構成されている。
【００２５】
また、ブレーキペダル１１のアームの一端が車体に回動自在に支持されていると共に、そのブレーキペダル１１の円弧運動を略直線運動に変換するロッド１４の一端がブレーキペダル１１のアームの中間部に連結されており、ロッド１４の他端は、直列的に配設されたマスターシリンダ１５の第１ピストン１５ａを押し込むように係合している。マスターシリンダ１５には第１ピストン１５ａに対してロッド１４とは相反する側に直列的に第２ピストン１５ｂが配設されており、各ピストン１５ａ・１５ｂは戻しばね４１ａ・４１ｂによりそれぞれロッド１４側にばね付勢されている。なお、ブレーキペダル１１は、図示されない戻しばねにより図１の状態である待機位置に戻す向きにばね付勢され、かつ待機位置で図示されないストッパにより止められている。
【００２６】
マスターシリンダ１５には、各ピストン１５ａ・１５ｂの変位に応じてブレーキ液をやり取りするためのリザーバタンク１６が設けられている。なお、各ピストン１５ａ・１５ｂには、リザーバタンク１６と連通する各油路１６ａ・１６ｂとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。そして、マスターシリンダ１５の筒内には、第１ピストン１５ａと第２ピストン１５ｂとの間に第１液室１７ａが形成され、第２ピストン１５ｂの第１ピストン１５ａとは相反する側に第２液室１７ｂが形成されている。
【００２７】
上記したモータ駆動シリンダ１３において、第２ピストン２１ｂに一端部が固設された連結部材２７が第１ピストン２１ａ側に延出して、連結部材２０の延出方向他端部が第１ピストン２１ａに対して相対的に軸線方向に所定量変位可能に支持されている。これにより、第１ピストン２１ａは前進（第２ピストン２１ｂ側変位）時に第２ピストン２１ｂに対して相対的に所定量だけ変位可能であるが、第１ピストン２１ａの前進状態から図２の初期状態に戻る後退時には、連結部材２０を介して第２ピストン２１ｂも初期位置まで引き戻されるようになっている。なお、各ピストン２１ａ・２１ｂは、それぞれに対応して設けられた各戻しばね２７ａ・２７ｂによりロッド１９側にばね付勢されている。
【００２８】
また、モータ駆動シリンダ１３には、上記リザーバタンク１６に連通路２２を介してそれぞれ連通する各油路２２ａ・２２ｂが設けられている。各ピストン２１ａ・２１ｂには、各油路２２ａ・２２ｂとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。モータ駆動シリンダ１３の筒内には、第１ピストン２１ａと第２ピストン２１ｂとの間に第１液室２３ａが形成され、第２ピストン２１ｂの第１ピストン２１ａとは相反する側に第２液室２３ｂが形成されている。
【００２９】
マスターシリンダ１５の第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂは、配管（油路）４２ａ・４２ｂ及びＶＳＡ装置２６を介して複数（図示例では４つ）の各ホイールシリンダ２ｂ・３ｂと連通するように接続されている。なお、ＶＳＡ装置２６は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐＡＢＳ、加速時などの車輪空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）に、旋回時の横すべり抑制を加え、3つの機能をトータルにコントロールする車両挙動安定化制御システムとして公知のものであってよく、その説明を省略する。なおＶＳＡ装置２６には、前輪２の各ホイールシリンダ２ｂに対応する第１系統と、後輪３の各ホイールシリンダ３ｂに対応する第２系統とをそれぞれ構成する各種の油圧素子を用いた各ブレーキアクチュエータ２６ｂと、それらを制御するＶＳＡ制御ユニット２６ａとにより構成されている。なお、他の実施形態では、ＶＳＡ装置２６を省略してもよい。
【００３０】
配管４２ａ上には常時開型の電磁弁である開閉弁２４ａが設けられ、配管４２ｂ上にも電磁弁である常時開型の開閉弁２４ｂが設けられている。配管４２ａの開閉弁２４ａとＶＳＡ装置２６との間の部分は、配管４３ａを介して第１液室２３ａと連通するように接続されている。配管４２ｂの開閉弁２４ｂとＶＳＡ装置２６との間の部分は、配管４３ｂを介して第１液室２３ａと連通するように接続されている。
【００３１】
第１液室２３ａには、配管４２ａ、常時開状態の開閉弁２４ａ及び配管４３ａを介してマスターシリンダ１５の第１液室１７ａが連通し、第２液室２３ｂには、配管４２ｂ、常時開型の開閉弁２４ｂ及び配管４３ｂを介してマスターシリンダ１５の第２液室１７ｂが連通する。なお、第１液室１７ａと開閉弁２４ａとの間にはマスターシリンダ側ブレーキ圧センサ２５ａが接続され、開閉弁２４ｂと第２液室２３ｂとの間にはモータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂが接続されている。
【００３２】
図３に示すように、開閉弁２４ａ（２４ｂ）は、同様の構成を有しており、配管４２ａ（４２ｂ）に連通する通路５５が形成されたケーシング５６と、通路５５の途中に設けられた弁座５７と、弁座５７に着座可能な弁体５８と、弁体５８に連結された柱状のプランジャ５９と、プランジャ５９を磁力によって進退させるべく、ケーシング５６に設けられたソレノイド６０と、通路５５内に設けられ、プランジャ５９を後退させる方向に付勢するコイルばね６１と、ケーシング５６内に設けられ、プランジャ５９の後退位置を規定するストッパ６２とを有している。ソレノイド６０に通電されていない場合には、コイルばね６１によってプランジャ５９は後退し、弁体５８は弁座５７から離間し、通路５５は開かれている。ソレノイド６０に通電されると、プランジャ５９はソレノイド６０の磁力を受けてコイルばね６１の付勢力に抗して前進し、弁体５８は弁座５７に着座して通路５５を閉塞する。弁体５８が弁座５７に着座した開閉弁２４ａの閉弁状態では、モータ駆動シリンダ１３からの液圧を受けて弁体５８は弁座５７側に付勢される。そのため、開閉弁２４ａの閉弁状態を維持するために必要なソレノイド６０の磁力は弁体５８の作動時よりも小さくなっている。すなわち、開閉弁２４ａの閉弁状態を維持するために必要なソレノイド６０の通電量は弁体５８の作動時よりも小さくなっている。開閉弁２４ａ・２４ｂのソレノイド６０には、バッテリ７の電力が供給される。
【００３３】
また、第２液室１７ｂと開閉弁２４ｂとの間には、常時閉型の電磁弁であるシミュレータ弁２４ｃを介してシリンダ型のシミュレータ２８が接続されている。シミュレータ２８には、そのシリンダ内を分断するピストン２８ａが設けられ、ピストン２８ａのシミュレータ弁２４ｃ側に貯液室２８ｂが形成され、ピストン２８ａの貯液室２８ｂ側とは相反する側には圧縮コイルばね２８ｃが受容されている。両開閉弁２４ａ・２４ｂが閉じかつシミュレータ弁２４ｃが開くことにより、第２液室１７ｂと貯液室２８ｂとが連通し、その状態でブレーキペダル１１を踏み込むと、第２液室１７ｂ内のブレーキ液が貯液室２８ｂに入り込む。それにより圧縮される圧縮コイルばね２８ｃの付勢力がブレーキペダル１１に伝達されるため、公知のマスターシリンダとホイールシリンダとが直結されているブレーキ装置と同様の踏み込みに対する反力が得られる。
【００３４】
このようにして構成されたブレーキ液圧発生装置８は、上記制御ユニット６により総合的に制御される。制御ユニット６には、ペダル位置センサ１１ａと各ブレーキ圧センサ２５ａ・２５ｂとの各検出信号が入力し、また車両Ｖの挙動を検出するための各種センサ（図示せず）からの検出信号が入力し、さらに電動サーボモータ１２に設けられたモータ回転角センサ４４からのモータ回転角信号及び電圧センサ５１からの電源電圧信号も入力している。
【００３５】
制御ユニット６は、ペダル位置センサ１１ａからの検出信号に基づき、かつ上記各種センサからの検出信号から判断した走行状況等に応じて、モータ駆動シリンダ１３により発生するブレーキ液圧を制御する。さらに、本実施形態の対象車両となるハイブリッド車（又は電気自動車）の場合には、モータ・ジェネレータによる回生制御を行うようにしており、制御ユニット６では、回生制御を行う場合の回生の大きさに対するモータ駆動シリンダ１３によるブレーキ液圧の大きさの配分制御も行う。
【００３６】
制御ユニット６の通常制動時における制御手法について説明する。図２に示すように、ブレーキペダル１１が踏み込まれていない状態を初期状態では、開閉弁２４ａ・２４ｂ及びシミュレータ弁２４ｃは開かれており、モータ駆動シリンダ１３では、ねじ溝付きロッド１９が最も後退した位置にあり、それに伴って各戻しばね２７ａ・２７ｂにより付勢されている各ピストン２１ａ・２１ｂも後退しており、両液室２３ａ・２３ｂにブレーキ液圧は発生していない。
【００３７】
図４は制御ユニット６において実行される制御フロー図である。この制御フローは、運転者がブレーキペダル１１を初期状態（ペダル位置＝０）から踏み込んだ際に実行される。ステップＳ１では、ペダル位置が位置Ｐ１（開始値）に達したか否かを判定する。ペダル位置が位置０から位置Ｐ１の範囲は、ペダルの遊びとして設けられたものあり、位置Ｐ１は任意に設定してよい。制御ユニット６は、ペダル位置が位置Ｐ１以上となった場合にホイールシリンダ２ｂ・３ｂに液圧を供給するべく、開閉弁２４ａ・２４ｂ及びモータ駆動シリンダ１３を制御する。ステップＳ１では、判定がＮｏの場合にペダル位置が位置Ｐ１に達するまでステップＳ１を繰り返し、判定がＹｅｓとなった場合にステップＳ２に進む。
【００３８】
ステップＳ２では、制御ユニット６は、電圧センサ５１からの電源電圧に対応する信号に基づいて、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であるか否かを判定する。閾値電圧Ｖｓｈは、電動サーボモータ１２及び開閉弁２４ａ・２４ｂを同時に作動開始しても開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁するのに十分な電圧を確保することが可能な電源電圧の下限値として設定される。ここで、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧について、開閉弁２４ａ・２４ｂの作動を確実に行うことができる電圧を起動保証電圧（図５及び図６の一点鎖線参照）とし、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁状態に確実に維持することができる電圧を保持保証電圧（図５及び図６の二点鎖線参照）とする。本実施形態に係る開閉弁２４ａ・２４ｂは、閉弁状態において、モータ駆動シリンダ１３からの液圧を受けて弁体５８が弁座５７側に付勢されるため、保持保証電圧が起動保証電圧より低くなる。電動サーボモータ１２を起動（駆動開始）する際には、大きな起動電流が流れ、電源電圧が一時的に大きく低下する。閾値電圧Ｖｓｈは、電動サーボモータ１２及び開閉弁２４ａ・２４ｂを同時に作動開始し、電動サーボモータ１２に起動電流が流れて電源電圧が低下しても、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が起動保証電圧より低下しない値に設定されている。
【００３９】
ステップＳ２での判定がＹｅｓの場合は、ステップＳ３に進み、制御ユニット６は、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉方向に作動させると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を通常作動させる。ここでの制御ユニット６による通常作動は、ペダル位置に基づいて電動サーボモータ１２の目標モータ回転角を設定し、実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するようにフィードバック制御によって電動サーボモータ１２を駆動する。ペダル位置に基づく目標モータ回転角の設定は、所定の通常作動マップに基づいて行う。通常作動マップは、例えば、ペダル位置が増大するにつれて、目標モータ回転角も増大するものであってよい。電動サーボモータ１２の駆動によって、ねじ溝付きロッド１９及び第１ピストン２１ａが押し出されて、第１液室２３ａに液圧が発生する。
【００４０】
ステップＳ２での判定がＮｏの場合は、ステップＳ４に進み、制御ユニット６は、開閉弁を閉方向に作動させると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を低消費電力作動させる。ここでの制御ユニット６による低消費電力作動は、通常作動と同様に、ペダル位置に基づいて、電動サーボモータ１２の目標モータ回転角を設定し、実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するようにフィードバック制御によって電動サーボモータ１２を駆動するが、ペダル位置に基づいて設定される目標モータ回転角が通常作動によって設定される目標モータ回転角よりも小さく設定される。すなわち、同じ値のペダル位置に対して、低消費電力作動では通常作動よりもモータ駆動シリンダ１３の作動量が小さくなるように制御される。低消費電力作動でのペダル位置に基づく目標モータ回転角の設定は、所定の低消費電力作動マップに基づいて行ってよいし、通常作動マップに基づいて設定した目標モータ回転角に所定の係数を掛けることによって設定してもよい。低消費電力作動では通常作動よりも電動サーボモータ１２の駆動量が少ないため、通常作動時よりも低いデューティ比で駆動され、電動サーボモータ１２の起動電流が低減される。電動サーボモータ１２の駆動によって、ねじ溝付きロッド１９及び第１ピストン２１ａが押し出されて、第１液室２３ａに液圧が発生する。
【００４１】
ステップＳ４の後は、ステップＳ５において、モータ回転角が所定の判定値θｓｈに達したか否かを判定する。判定値θｓｈは、低消費電力作動で電動サーボモータを駆動した場合に、モータ回転角が初期値から判定値θｓｈに達するまでに要する期間が、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉作動が完了に要する期間（閉弁作動期間）よりも長くなるように設定されている。すなわち、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉作動と、電動サーボモータ１２の駆動とを同時に開始した場合に、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉作動が完了した後に、モータ回転角が判定値θｓｈに達するように設定されている。ステップＳ５では、判定がＮｏの場合にモータ回転角が判定値θｓｈに達するまでステップＳ５を繰り返し、判定がＹｅｓとなった場合にステップＳ６に進む。
【００４２】
ステップＳ６では、制御ユニット６は、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を通常作動させる。
【００４３】
以上の制御フローに従って制御を行った場合の効果を図５及び図６のタイムチャートを参照して説明する。図５はステップＳ２での判定（電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上か否か）がＹｅｓの場合を示し、図６はステップＳ２での判定がＮｏの場合を示す。
【００４４】
図５に示すように、運転者が時間０からブレーキペダル１１を踏み込んで、ペダル位置センサ１１ａが検出したペダル位置が位置Ｐ１となった場合（時間ｔ１）に、制御ユニット６は電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であるか否かを判定し、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であると判定して、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉鎖作動すると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を通常作動させる。
【００４５】
電動サーボモータ１２を通常作動することによって、起動時に電動サーボモータ１２に大きな起動電流が流れ、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が初期値Ｖｖ０からＶｖ１まで低下するが、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈであるため、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧の値Ｖｖ１は起動保証電圧以上に維持される。そのため、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動は確実に行われる。
【００４６】
一方、ペダル位置が位置Ｐ１となった場合（時間ｔ１）における電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上であるか否かを判定が、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより低いと判定した場合には、図６に示すように、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁作動すると共に、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を低消費電力作動させる。低消費電力作動では、通常作動に比べて電動サーボモータの作動量が小さいため、起動時に電動サーボモータ１２に生じる起動電力は小さく、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が初期値Ｖｖ０を維持する。そのため、開閉弁２４ａ・２４ｂを閉弁作動は確実に行われる。
【００４７】
開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動が完了した後の時間ｔ３において、モータ回転角が判定値θｓｈに達し、制御ユニット６は、モータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）の作動を低消費電力作動から通常作動に切り替える。これにより、電動サーボモータ１２に大きな起動電流が流れ、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧が初期値Ｖｖ０からＶｖ２に低下して起動保証電圧より小さくなるが、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動は既に完了しているため、保持保証電圧が維持されれば開閉弁２４ａ・２４ｂは閉弁状態を維持することができる。
【００４８】
本実施形態では、以上のように、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さい場合に、電動サーボモータ１２の起動電流を低減することによって、開閉弁２４ａ・２４ｂに供給される電圧を起動保証電圧以上に維持するようにしたため、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動を確実に行うことができる。なお、この制御は、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さい場合のみに行うようにしたため、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈ以上の場合には電動サーボモータ１２を通常作動させてモータ駆動シリンダ１３が迅速に液圧を発生させることができる。
【００４９】
なお、上記の実施形態の変形例として、図７の制御フロー図に示すように、ステップＳ１２で電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さいと判断した場合に、後のステップＳ１４で開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動のみを行い、続くステップＳ１５でペダル位置がＰ１に達したときからの時間が所定の判定時間Ｔｓｈに達したか否かを判定し、時間が判定時間Ｔｓｈに達した場合にモータ駆動シリンダ１３を通常作動させるようにしてもよい。判定時間Ｔｓｈは、開閉弁２４ａ・２４ｂが閉弁作動を完了するのに要する時間（閉弁作動期間）以上に設定されている。このように、電源電圧が閾値電圧Ｖｓｈより小さい場合には、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動のみを最初に行い、開閉弁２４ａ・２４ｂの閉弁作動が完了した後に、モータ駆動シリンダ１３を通常作動させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…ブレーキ装置、２ｂ・３ｂ…ホイールシリンダ、６…制御ユニット（制御手段）、８…ブレーキ液圧発生装置、１１…ブレーキペダル、１１ａ…ペダル位置センサ（ペダル操作量検出手段）、１２…電動サーボモータ、１３…モータ駆動シリンダ（液圧発生手段）、１５…マスターシリンダ、１７ａ…第１液室、１７ｂ…第２液室、２３ａ…第１液室、２３ｂ…第２液室、２４ａ・２４ｂ…開閉弁、２４ｃ…シミュレータ弁、２５ａ…マスターシリンダ側ブレーキ圧センサ、２５ｂ…モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ、２６…ＶＳＡ装置、２８…シミュレータ（反力シミュレータ）、４２ａ・４２ｂ…配管（油路）、４３ａ・４３ｂ…配管、４４…モータ回転角センサ（作動量検出手段）、５１…電圧センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルに機械的に連結され、液圧を発生するマスターシリンダと、
前記マスターシリンダに油路を介して接続されたホイールシリンダと、
前記油路上に設けられた電磁弁である開閉弁と、
前記ブレーキペダルの操作量に対応するペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段と、
前記油路の前記開閉弁と前記ホイールシリンダとの間に接続され、電動モータの駆動によって前記油路に液圧を供給する液圧発生手段と、
前記開閉弁及び前記電動モータに電力を供給する電源と、
前記ペダル操作量に応じて前記開閉弁及び前記電動モータを制御する制御手段と
を有する車両ブレーキ装置であって、
前記制御手段は、前記ペダル操作量が、前記液圧発生手段から前記ホイールシリンダに液圧の供給を開始すべき開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記開始値に達したときから前記開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする車両ブレーキ装置。
【請求項２】
前記電源の電圧を検出する電圧検出手段を有し、
前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の閾値電圧以下となり、かつ前記ペダル操作量が前記開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記閉弁作動期間は前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする請求項１に記載の車両ブレーキ装置。
【請求項３】
前記液圧発生手段の作動量を検出する作動量検出手段を更に備え、
前記開閉弁は、閉弁状態において前記液圧発生手段からの圧力によって閉位置側へと付勢されるように構成されており、
前記制御手段は、前記開閉弁が閉弁状態となったか否かを、前記ペダル操作量が前記開始値に達した後の前記液圧発生手段の作動量に基づいて判定し、前記液圧発生手段の作動量が前記開閉弁の閉弁状態に対応する値以上となった場合に、前記開閉弁への通電量を閉弁作動時より低下させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両ブレーキ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記閉弁作動期間において、前記液圧発生手段の作動速度を前記弁作動期間以外の他の期間における作動速度よりも小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の車両ブレーキ装置。
【請求項１】
ブレーキペダルに機械的に連結され、液圧を発生するマスターシリンダと、
前記マスターシリンダに油路を介して接続されたホイールシリンダと、
前記油路上に設けられた電磁弁である開閉弁と、
前記ブレーキペダルの操作量に対応するペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段と、
前記油路の前記開閉弁と前記ホイールシリンダとの間に接続され、電動モータの駆動によって前記油路に液圧を供給する液圧発生手段と、
前記開閉弁及び前記電動モータに電力を供給する電源と、
前記ペダル操作量に応じて前記開閉弁及び前記電動モータを制御する制御手段と
を有する車両ブレーキ装置であって、
前記制御手段は、前記ペダル操作量が、前記液圧発生手段から前記ホイールシリンダに液圧の供給を開始すべき開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記開始値に達したときから前記開閉弁が閉じられるまでに要する閉弁作動期間は、前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする車両ブレーキ装置。
【請求項２】
前記電源の電圧を検出する電圧検出手段を有し、
前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の閾値電圧以下となり、かつ前記ペダル操作量が前記開始値に達したときに、前記開閉弁を閉弁させるべく駆動すると共に、前記閉弁作動期間は前記開閉弁を閉弁するのに十分な電圧を確保できるように、前記電動モータの消費電力量を抑制することを特徴とする請求項１に記載の車両ブレーキ装置。
【請求項３】
前記液圧発生手段の作動量を検出する作動量検出手段を更に備え、
前記開閉弁は、閉弁状態において前記液圧発生手段からの圧力によって閉位置側へと付勢されるように構成されており、
前記制御手段は、前記開閉弁が閉弁状態となったか否かを、前記ペダル操作量が前記開始値に達した後の前記液圧発生手段の作動量に基づいて判定し、前記液圧発生手段の作動量が前記開閉弁の閉弁状態に対応する値以上となった場合に、前記開閉弁への通電量を閉弁作動時より低下させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両ブレーキ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記閉弁作動期間において、前記液圧発生手段の作動速度を前記弁作動期間以外の他の期間における作動速度よりも小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の車両ブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０６５８６（Ｐ２０１２−２０６５８６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３１９９（Ｐ２０１１−７３１９９）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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