JP2015013526A - 車両用ブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】異常発生時でも安定した操作性を維持できる車両用ブレーキシステムを提供する。【解決手段】車両用ブレーキシステムＡは、マスタシリンダ１０と、ボールねじ軸３３ｂとともにピストン３５ａ，３５ｂを移動させることでブレーキ液圧を発生させるスレーブシリンダ３０と、スレーブシリンダ３０とマスタシリンダ１０とを遮断／連通する常開型のマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂと、電動モータ３１が制御可能であるか否かを判定する第１判定部と、異常時に第１判定部によって電動モータ３１が制御可能であると判定された場合、電動モータ３１を駆動してボールねじ軸３３ｂを後退させる制御装置と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ブレーキシステムに関する。

運転者によるブレーキペダルの踏力を検出して電気信号に変換し、当該電気信号に応じてスレーブシリンダでブレーキ液圧を発生させることで車両を制動する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、ブレーキペダルに連結されるマスタシリンダと、ブレーキペダルの踏力に応じて作動するスレーブシリンダと、スレーブシリンダに接続されるＶＳＡ（Vehicle Stability Assist：登録商標）装置と、を備えるブレーキ装置について記載されている。
なお、マスタシリンダとブレーキシリンダとを接続する配管チューブには、遮断弁（マスタカットバルブ）が設置されている。

特開２００９−２２７０２３号公報

特許文献１に記載のブレーキ装置においてスレーブシリンダを自動的に作動させる追従制御や低車速追従制御、衝突軽減ブレーキ等のシステム作動中に異常が発生した場合、制御装置は遮断弁を開弁し、ブレーキペダルの踏込みを直接的に車両の制動に反映させる。遮断弁を開弁すると、スレーブシリンダの圧力室がマスタシリンダの圧力室（大気圧に略等しい）と連通する。その結果、スレーブシリンダのピストンの上流側が大気圧まで低下し、ピストンが戻り切らない（後退し切らない）場合がある。
また、スレーブシリンダの圧力が比較的低圧の状態で異常が生じ、遮断弁を開弁すると、機械的な摩擦によってスレーブシリンダのピストンが戻り切らない可能性がある。

したがって、特許文献１に記載の発明では、遮断弁を開弁した後のブレーキペダルの初回踏込み時、マスタシリンダで発生したブレーキ液圧が、戻り切っていないスレーブシリンダのピストンを戻し切るのに消費される。つまり、前記した初回踏込み時、運転者によるブレーキペダルの踏込みのうち所定量がスレーブシリンダのピストンを戻すために使われるという液損（無効ストローク）が発生する。この液損が大きい場合、運転者が空走感をおぼえる可能性がある。

そこで本発明は、異常発生時でも安定した操作性を維持できる車両用ブレーキシステムを提供すること課題とする。

前記した課題を解決するための手段として、本発明に係る車両用ブレーキシステムは、運転者のブレーキ操作が入力されるマスタシリンダと、シリンダ本体内で所定位置まで後退可能な軸部材を有する電動アクチュエータを駆動し、前記軸部材によってピストンを移動させることでブレーキ液圧を発生するスレーブシリンダと、前記スレーブシリンダと、前記マスタシリンダと、を遮断／連通する常開型のマスタカットバルブと、前記電動アクチュエータ及び前記マスタカットバルブを含む機器の異常を判別し、前記電動アクチュエータが制御可能であるか否かを判定する第１判定手段と、前記電動アクチュエータ及び前記マスタカットバルブに制御指令を出力する制御手段と、を備える車両用ブレーキシステムであって、前記制御手段は、異常時に前記第１判定手段によって前記電動アクチュエータが制御可能であると判定された場合、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材を後退させることを特徴とする。

このような構成によれば、異常時に第１判定手段によって電動アクチュエータが制御可能であると判定された場合、制御手段は電動アクチュエータを駆動して軸部材を後退させる。
なお、軸部材を「後退」させるとは、上流側からのブレーキ液圧によってピストンが押し戻される向きに軸部材を移動させることを意味している。

したがって、例えば、前記した異常発生後に常開型のマスタカットバルブを開弁し、運転者によるブレーキ操作で直接的に車両を制動する際、軸部材を戻し切るのに要する液損を少なくすることができる。その結果、運転者は、マスタカットバルブが開弁した後の初回のブレーキ操作から空走感を感じることなく、安定して車両を操作できる。

また、前記制御手段は、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材の後退を開始してから所定時間経過後、前記電動アクチュエータの駆動を停止することが好ましい。

このような構成によれば、異常が発生した後、軸部材の後退を終えるまでの時間を制限することで、運転者によるブレーキ操作を速やかに車両の制動に反映させることができる。したがって、本発明によれば、異常発生時でも安定した操作性を維持できる。

また、前記軸部材が前記所定位置まで後退したか否かを判定する後退位置判定手段を備え、前記制御手段は、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材の後退を開始してから所定時間が経過した場合、及び前記軸部材が前記所定位置まで後退したと前記後退位置判定手段によって判定された場合、のうち少なくとも一方に該当したとき、前記電動アクチュエータの駆動を停止することが好ましい。

このような構成によれば、例えば、軸部材の後退を開始してから所定時間が経過する前に、後退位置判定手段によって「軸部材が所定位置まで後退した」と判定された場合、制御手段は電動アクチュエータの駆動を停止する。
つまり、制御手段は、軸部材の後退を開始してから所定時間が経過する時点、及び、軸部材が所定位置まで後退した時点のうち、早いほうのタイミングで電動アクチュエータの駆動を停止する。したがって、無駄な電力消費を回避しつつ、適切に軸部材を後退させることができる。

また、前記電動アクチュエータ及び前記マスタカットバルブを含む機器の異常を判別し、前記マスタカットバルブが制御可能であるか否かを判定する第２判定手段を備え、前記制御手段は、異常時に前記第２判定手段によって前記マスタカットバルブが制御可能であると判定された場合、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材を後退させた後、前記マスタカットバルブを開弁することが好ましい。

このような構成によれば、異常時に第２判定手段によってマスタカットバルブが制御可能であると判定された場合、少なくとも軸部材を後退させている間はマスタカットバルブの閉弁状態を維持できる。したがって、電動アクチュエータの駆動に伴う軸部材の後退中、スレーブシリンダのピストンの上流側（つまり、軸部材の上流側）を比較的高圧で維持できる。その結果、電動アクチュエータによって軸部材をスムーズに後退させることができる。

本発明によれば、異常発生時でも安定した操作性を維持する車両用ブレーキシステムを提供できる。

本発明の一実施形態に係る車両用ブレーキシステムの油圧回路図であり、通常モードの状態を示している。 車両用ブレーキシステムが備える制御装置のブロック構成図である。 制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 車両用ブレーキシステムの油圧回路図であり、システムフェールモードの状態を示している。 通常モードからシステムフェールモードに移行する過程での波形図であり、（ａ）はブレーキペダルの変位の波形図であり、（ｂ）はモータ駆動デューティの波形図であり、（ｃ）はモータ電流実効値の波形図であり、（ｄ）はボールねじ軸の変位の波形図であり、（ｅ）はスレーブシリンダ圧の検出値（実線）及びマスタシリンダ圧の検出値（破線）の波形図である。

本発明を実施するための形態（以下、実施形態と記す）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

≪実施形態≫
＜車両用ブレーキシステムの構成＞
図１に示す車両用ブレーキシステムＡは、ブレーキ液圧を発生させることで各車輪のホイールシリンダ７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲ，７１ＦＬを作動させ、車両を制動するシステムである。
車両用ブレーキシステムＡは、主として、マスタシリンダ１０と、ストロークシミュレータ２０と、スレーブシリンダ３０と、ＶＳＡ装置４０と、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂと、制御装置６０（図２参照）と、を備えている。

（マスタシリンダ）
マスタシリンダ１０は、少なくとも配管チューブ８１ａ，８１ｂ内において、ブレーキペダルＰの踏力に応じたブレーキ液圧を発生させる装置である。
マスタシリンダ１０は、例えば、図１に示すタンデム型のシリンダであり、主として、シリンダ本体１１と、プッシュロッド１２と、ピストン１３ａ，１３ｂと、ばね部材１５ａ，１５ｂと、を有している。

シリンダ本体１１は、開口にプッシュロッド１２が挿入される有底円筒状を呈しており、その筒内には紙面右側から順に、プッシュロッド１２、ピストン１３ａ、ばね部材１５ａ、ピストン１３ｂ、及びばね部材１５ｂが略同軸で収容されている。

プッシュロッド１２は、ブレーキペダルＰを介して作用する運転者の踏力をピストン１３ａに伝達するロッドであり、一端がブレーキペダルＰに連結し、他端がピストン１３ａに連結している。ちなみに、ブレーキペダルＰには、その変位（つまり、運転者による踏力）を検出するためのストロークセンサＳが設置されている。

ピストン１３ａ，１３ｂは円柱状を呈しており、軸線方向において摺動可能となるようにシリンダ本体１１に収容されている。ピストン１３ａの周面は径方向内向きに凹んでおり、当該周面とシリンダ本体１１の内周面との間で環状の背室Ｅａが形成されている。なお、背室Ｅａは、サプライポートＳａを介してリザーバ１４内に連通している。同様に、ピストン１３ｂの周面とシリンダ本体１１の内周面と間に形成される背室Ｅｂは、サプライポートＳｂを介してリザーバ１４内に連通している。

ピストン１３ａ，１３ｂの間には、出力ポートＴａに連通する第１圧力室Ｆａが形成されている。ピストン１３ｂとシリンダ本体１１の内壁面との間には、出力ポートＴｂに連通する第２圧力室Ｆｂが形成されている。
なお、第１圧力室Ｆａは、ピストン１３ａが紙面右側に後退した状態で、リリーフポートＲａを介してサプライポートＳａ及びリザーバ１４に連通するようになっている。同様に、第２圧力室Ｆｂは、ピストン１３ｂが紙面右側に後退した状態で、リリーフポートＲｂを介してサプライポートＳｂ及びリザーバ１４に連通するようになっている。

ピストン１３ａ，１３ｂの周面にはピストンパッキンＫが装着され、背室Ｅａ、第１圧力室Ｆａ、背室Ｅｂ、及び第２圧力室Ｆｂを区画している。
リザーバ１４は、ブレーキ液を貯留する容器であり、前記したサプライポートＳａ，Ｓｂ及びリリーフポートＲａ，Ｒｂに連通している。なお、リザーバ１４内は大気圧に略等しい。

ばね部材１５ａは、ピストン１３ａ，１３ｂから受ける力に応じて伸縮可能な圧縮コイルばねであり、ピストン１３ａとピストン１３ｂとの間に介装されている。ばね部材１５ｂは、ピストン１３ｂから受ける力に応じて伸縮可能な圧縮コイルばねであり、ピストン１３ｂとシリンダ本体１１の内壁面との間に介装されている。

（ストロークシミュレータ）
ストロークシミュレータ２０は、ブレーキペダルＰの踏力に応じた操作反力を発生させる装置であり、シリンダ本体２１と、ピストン２２と、ばね部材２３，２４と、ばね座部材２５と、を有している。

シリンダ本体２１は有底円筒状を呈しており、その筒内には紙面左側から順にピストン２２、ばね部材２３、ばね座部材２５、及びばね部材２４が略同軸で収容されている。
ピストン２２は円柱状を呈しており、入力ポートＵを介して印加されるブレーキ液圧に応じて、シリンダ本体２１内で軸線方向に摺動可能となっている。

ばね部材２３は、ピストン２２とばね座部材２５との間に介装される圧縮コイルばねである。ばね部材２４は、ばね座部材２５とシリンダ本体２１の内壁面との間に介装される圧縮コイルばねである。
なお、ばね部材２４のばね定数は、ばね部材２３のばね定数よりも大きい。したがって、運転者がブレーキペダルＰの踏力を徐々に増加させた場合、まず、ばね定数の小さいばね部材２３が圧縮変形した後、ばね定数の大きいばね部材２４が圧縮変形する。これによって、運転者に、あたかも自分の踏力で制動力を発生させているかのように感じさせることができる。

ばね座部材２５は、ばね部材２３，２４による付勢力を受けるための板状部材であり、軸線方向においてばね部材２３，２４間に介装されている。

（スレーブシリンダ）
スレーブシリンダ３０は、電動アクチュエータ（電動モータ３１等）によってピストン３５ａ，３５ｂを移動させることでブレーキ液圧を発生させる装置である。スレーブシリンダ３０は、主として、電動モータ３１と、ギヤ機構３２と、ボールねじ構造体３３と、シリンダ本体３４と、ピストン３５ａ，３５ｂと、ばね部材３７ａ，３７ｂと、を有している。

電動モータ３１は、制御装置６０から入力される指令信号に応じて駆動するモータである。電動モータ３１には、回転子（図示せず）の機械角を検出するホールセンサ３１ａが内蔵されている。
ギヤ機構３２は、電動モータ３１の回転駆動力をボールねじ構造体３３に伝達する機構である。ボールねじ構造体３３は、電動モータ３１の回転駆動力に応じて転動するボール３３ａと、ボール３３ａの転動に伴って進退するボールねじ軸３３ｂと、を有している。

ボールねじ軸３３ｂ（軸部材）はピストン３５ａを押し出すことが可能であり、シリンダ本体３４内で基準位置Ｌ０（所定位置）まで後退可能となっている。なお、前記した基準位置Ｌ０とは、シリンダ本体３４の規制部３４ｓにピストン３５ａが当接し、その後退（紙面右側への移動）が規制された状態でのボールねじ軸３３ｂの位置を意味している。図１では、ボールねじ軸３３ｂが基準位置Ｌ０から変位ΔＬ１だけ左側に移動した状態を図示している。
なお、シリンダ本体３４内で基準位置Ｌ０まで後退可能なボールねじ軸３３ｂを有する「電動アクチュエータ」は、電動モータ３１と、ギヤ機構３２と、ボール３３ａと、ボールねじ軸３３ｂと、を含んで構成される。

シリンダ本体３４は、紙面右側から順に、ボールねじ軸３３ｂ、ピストン３５ａ、ばね部材３７ａ、ピストン３５ｂ、及びばね部材３７ｂを略同軸で収容する殻状部材である。シリンダ本体３４の内壁には、径方向内向きに突出する規制部３４ｓが形成されている。規制部３４ｓは、紙面右向きに後退するピストン３５ａに当接することで、ピストン３５ａの後退を規制する機能を有している。

ピストン３５ａ，３５ｂは円柱状を呈しており、軸線方向で摺動可能となるようにシリンダ本体３４に収容されている。ピストン３５ａの周面は径方向内向きに凹んでおり、当該周面とシリンダ本体３４の内周面との間で環状の背室Ｇａが形成されている。なお、背室Ｇａは、リザーバポートＶａを介してリザーバ３６内に連通している。同様に、ピストン３５ｂの周面とシリンダ本体３４の内周面と間に形成される背室Ｇｂは、リザーバポートＶｂを介してリザーバ３６内に連通している。

ピストン３５ａ，３５ｂは、ばね部材３７ａを介して軸線方向で離間するように設置されている。ピストン３５ａ，３５ｂの間には、出力ポートＷａに連通する第１圧力室Ｈａが形成されている。ピストン３５ｂとシリンダ本体３４の内壁面との間には、出力ポートＷｂに連通する第２圧力室Ｈｂが形成されている。

なお、ピストン３５ａ，３５ｂの周面にはピストンパッキンＫが装着され、背室Ｇａ、第１圧力室Ｈａ、背室Ｇｂ、及び第２圧力室Ｈｂを区画し、他室に油が漏れることを防止している。また、スレーブシリンダ３０には、ピストン３５ａ，３５ｂの相対的な移動を規制することで最大ストローク及び最小ストロークを設定するための規制部材３８，３９が設置されている。

リザーバ３６は、ブレーキ液を貯留する容器であり、前記したリザーバポートＶａ，Ｖｂに連通している。また、リザーバ３６は、配管チューブ８６を介してマスタシリンダ１０のリザーバ１４に連通しており、その室内は大気圧に略等しい。
ばね部材３７ａは、ピストン３５ａ，３５ｂから受ける圧力に応じて伸縮可能な圧縮コイルばねであり、ピストン３５ａ，３５ｂの間に介装されている。ばね部材３７ｂは、ピストン３５ｂから受ける圧力に応じて伸縮可能な圧縮コイルばねであり、ピストン３５ｂとシリンダ本体３４の内壁面との間に介装されている。

（ＶＳＡ装置）
ＶＳＡ装置４０（車両挙動安定化装置）は、上流側がマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂに接続され、運転者によるブレーキ操作に関わらずブレーキ液圧を発生させ、車両の挙動を安定化させる機能を有している。
具体的には、ＶＳＡ装置４０は、車輪のロック状態を解消したり（ＡＢＳ（Antilocked Braking System）制御：）、各車輪に対して最適な制動力を配分したりする（ＥＢＤ（Electronic Brake force Distribution）制御）。

ＶＳＡ装置４０は、各種のブレーキアクチュエータを有し、ホイールシリンダ７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲ，７１ＦＬに接続されている。ちなみに、ホイールシリンダ７１ＦＲはブレーキ液圧に応じた制動力をディスクブレーキ７０ＦＲに作用させ、右側前輪を制動する機能を有している（他のホイールシリンダ７１ＲＬ，７１ＲＲ，７１ＦＬについても同様）。
なお、ＶＳＡ装置４０の構成は周知であるため、詳細な説明を省略する。

（接続関係）
次に、マスタシリンダ１０、ストロークシミュレータ２０、スレーブシリンダ３０、及びＶＳＡ装置４０の接続関係について説明する。
マスタシリンダ１０の出力ポートＴａは、配管チューブ８１ａ、マスタカットバルブ５０ａ、配管チューブ８２ａ，８４ａを介してＶＳＡ装置４０に接続されている。配管チューブ８２ａ，８４ａの接続箇所は、配管チューブ８３ａを介してスレーブシリンダ３０の出力ポートＷａに接続されている。当該系統（配管チューブ８１ａ〜８４ａを含む）は、右側前輪のホイールシリンダ７１ＦＲ、及び左側後輪のホイールシリンダ７１ＲＬに対応している。

配管チューブ８１ａには、マスタカットバルブ５０ａよりも上流側でのブレーキ液圧を検出する圧力センサＰｍが設置されている。配管チューブ８２ｂには、マスタカットバルブ５０ｂよりも下流側のブレーキ液圧を検出する圧力センサＰｐが設置されている。
また、配管チューブ８１ｂは、遮断弁５０ｃが設けられた配管チューブ８５を介して、ストロークシミュレータ２０の入力ポートＵに接続されている。
なお、右側後輪のホイールシリンダ７１ＲＲ、及び左側前輪のホイールシリンダ７１ＦＬに対応する他方の系統（配管チューブ８１ｂ〜８４ｂを含む）については、前記した一方の系統と同様であるから説明を省略する。

（マスタカットバルブ）
マスタカットバルブ５０ａは、制御装置６０からの指令に応じて配管チューブ８１ａ，８２ｂを遮断／連通する常開型のソレノイドバルブである。つまり、通電時においてマスタカットバルブ５０ａは閉弁し、マスタシリンダ１０とスレーブシリンダ３０とを遮断する。一方、非通電時においてマスタカットバルブ５０ａは、自身が内蔵するばね部材の付勢力によって開弁し、マスタシリンダ１０とスレーブシリンダ３０とを連通させる。

マスタカットバルブ５０ｂは、制御装置６０からの指令に応じて配管チューブ８１ｂ，８２ｂを遮断／連通する常開型のソレノイドバルブである。マスタカットバルブ５０ｂについては、前記したマスタカットバルブ５０ａと同様の構成であるから説明を省略する。
なお、図１では、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂが閉弁した状態を図示している（網掛け部分のブレーキ液圧は略同一である）。

（制御装置）
制御装置６０（制御手段）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェースなどの電子回路を備えて構成され、その内部に記憶したプログラムに従って各種機能を発揮する。
図２に示すように、制御装置６０は、ＶＳＡ制御部６１と、第１判定部６２ａと、第２判定部６２ｂと、スレーブシリンダ制御部６３と、バルブ制御部６４と、を有している。

ＶＳＡ制御部６１は、ＶＳＡ装置４０を制御することで車両の挙動を安定化させる機能を有している。すなわち、ＶＳＡ制御部６１は、ストロークセンサＳ、圧力センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈの他、車両に設置される車速センサ９１、操舵角センサ９２等から入力される検出信号に応じて、前記したＡＢＳ制御、ＥＢＤ制御等を実行する（車両挙動安定化モード）。

前記した「車両挙動安定化モード」とは、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを閉弁した状態で、運転者によるブレーキペダルＰの踏込みに関わらず、スレーブシリンダ３０及びＶＳＡ装置４０によってブレーキ液圧を発生させる制御モードである。
例えば、車両がロック状態になった場合、制御装置６０はスレーブシリンダ３０とＶＳＡ装置４０とを協調制御し、各車輪に所定の制動力を付与することで車両の挙動を安定させる。
なお、ＶＳＡ制御部６１の処理内容については、詳細な説明を省略する。

第１判定部６２ａ（第１判定手段）は、故障センサ９３から入力される信号に応じて、電動モータ３１及びマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを含む機器の異常を判別し、電動モータ３１が制御可能であるか否かを判定する機能を有している。
なお、図２に示す故障センサ９３とは、電動モータ３１、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂ、圧力センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈ、ストロークシミュレータＳ等の故障を検出するために設置される各センサを意味している。

第１判定部６２ａは、例えば、電動モータ３１に設置される三相交流線（図示せず）の断線を検出する故障センサ９３からの信号に基づき、電動モータ３１が制御可能であるか否かを判定する。そして、第１判定部６２ａは、その判定結果をスレーブシリンダ制御部６３に出力する。

第２判定部６２ｂ（第２判定手段）は、電動モータ３１及びマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを含む機器の異常を判別し、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂが制御可能であるか否かを判定する機能を有している。
例えば、マスタカットバルブ５０ａの弁体の開故障（閉弁指令を入力しても弁体が開いたままの状態となる故障）を検知する故障センサ９３からの信号に基づき、第２判定部６２ｂはマスタカットバルブ５０ａが制御可能であるか否かを判定する。そして、第２判定部６２ｂは、その判定結果をバルブ制御部６４に出力する。

スレーブシリンダ制御部６３は、車両の状況に応じて、通常モード、システムフェールモード、又は前記した車両挙動安定モードを実行する。前記した「通常モード」とは、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを閉弁した状態で、運転者によるブレーキペダルＰの踏込みに応じてスレーブシリンダ３０を作動させる制御モードである。なお、図１では、通常モードの状態を図示した（図１の網掛部分は、略同圧であることを示している）。

一方、車両用ブレーキシステムＡにおいて故障（電動モータ３１、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂ、圧力センサＰｍ，Ｐｐ等の故障）が発生した場合、スレーブシリンダ制御部６３はシステムフェールモードに移行する。前記した「システムフェールモード」とは、車両用ブレーキシステムＡの異常発生時に、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを開弁した状態で、運転者によるブレーキペダルＰの踏込みによって直接的にブレーキ液圧を発生させる制御モードである。なお、図４では、システムフェールモードの状態を図示した（図４の網掛部分は、略同圧であることを示している）。

システムフェールモードにおいてスレーブシリンダ制御部６３は、ボールねじ軸３３ｂを後退させるように電動モータ３１を駆動した後、バルブ制御部６４に開弁指令を出力する。なお、当該制御の詳細については後記する。
バルブ制御部６４は、システムフェールモードにおいて第２判定部６２ｂによりマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂが制御可能であると判定され、かつ、スレーブシリンダ制御部６３から開弁指令が入力された場合、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを開弁する。これによって、運転者によるブレーキペダルＰの踏込みが車両の制動に直接的に反映される。また、バルブ制御部６４は、前記した通常モードにおいて遮断弁５０ｃを開弁する。

なお、前記した通常モード（図１参照）及び車両挙動安定化モードにおいて、バルブ制御部６４は電源回路（図示せず）に通電指令を出力し、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを閉弁する。
この場合、ストロークシミュレータ２０で運転者に操作反力を与えつつ、スレーブシリンダ３０（及び、必要に応じてＶＳＡ装置４０）によってブレーキ液圧を発生し、車両を制動させる。

＜車両用ブレーキシステムの動作＞
図３は、制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１０１において制御装置６０は、システム‐ＯＮ信号が入力されたか否かを判定する。前記したシステム‐ＯＮ信号は、例えば、ドアスイッチ（図示せず）によって車両のドアが開かれたことを検知した場合や、イグニッションスイッチＩＧがＯＮされた場合、制御装置６０に入力される。
システム‐ＯＮ信号が入力された場合（Ｓ１０１→Ｙｅｓ）、制御装置６０の処理はステップＳ１０２に進む。一方、システム‐ＯＮ信号が入力されない場合（Ｓ１０１→Ｎｏ）、制御装置６０はステップＳ１０１の処理を繰り返す。

ステップＳ１０２において制御装置６０は、バルブ制御部６４（図２参照）によって遮断弁５０ｃを開弁する。その他、制御装置６０は、ストロークセンサＳによってブレーキペダルＰの踏込みが検出された場合、バルブ制御部６４によってマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを閉弁する。これによって、ブレーキペダルＰの踏力に応じた操作反力を発生させることができる。
ステップＳ１０３において制御装置６０は、通常モードを実行する。すなわち、制御装置６０は、ストロークセンサＳから入力されるブレーキペダルＰの踏込量に応じて電動モータ３１を駆動し、所定のブレーキ液圧を発生させる。なお、通常モードにおいて遮断弁５０ｃは開弁している。

図１に示すように、運転者によってブレーキペダルＰが踏み込まれると、ピストン１３ａ，１３ｂが進出してリリーフポートＲａ，Ｒｂが遮断される。ストロークシミュレータ２０は、ブレーキペダルＰの踏力に応じた操作反力を発生させる。
また、電動モータ３１の駆動によってピストン３５ａ，３５ｂが進出することで、第１圧力室Ｈａのブレーキ液圧がホイールシリンダ７１ＦＲ，７１ＲＬに作用し、第２圧力室Ｈｂのブレーキ液圧がホイールシリンダ７１ＲＲ，７１ＦＬに作用する。

このように、通常モードにおいて制御装置６０は、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを閉弁することで、その上流側と下流側とを遮断しつつ、電動モータ３１によって運転者の踏力に応じたブレーキ液圧を発生させる。
なお、制御装置６０は、必要に応じてＶＳＡ制御部６１により車両挙動安定化モードを実行し、一時的に不安定になった車両の挙動を安定化させる。

図３のステップＳ１０４において制御装置６０は、故障センサ９３（図２参照）から入力される信号に基づいて、車両用ブレーキシステムＡで異常が発生したか否かを判定する。異常が発生した場合（Ｓ１０４→Ｙｅｓ）、制御装置６０の処理はステップＳ１０６に進む。一方、異常が発生していない場合（Ｓ１０４→Ｎｏ）、制御装置６０の処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において制御装置６０は、システム-ＯＦＦ信号が入力されたか否かを判定する。システム-ＯＦＦ信号が入力された場合（Ｓ１０５→Ｙｅｓ）、制御装置６０の処理は終了する（ＥＮＤ）。一方、システム-ＯＦＦ信号が入力されていない場合（Ｓ１０５→Ｎｏ）、制御装置６０は通常モードを継続する（Ｓ１０３）。

ステップＳ１０６〜Ｓ１１２において制御装置６０は、前記したシステムフェールモードを実行する。
ステップＳ１０６において制御装置６０は、第１判定部６２ａ（図２参照）によって、電動モータ３１が制御可能であるか否かを判定する。電動モータ３１が制御可能である場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、制御装置６０の処理はステップＳ１０７に進む。一方、電動モータ３１が制御不能である場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、制御装置６０の処理はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０７において制御装置６０は、電動モータ３１を駆動してボールねじ軸３３ｂを後退させる。なお、ボールねじ軸３３ｂの変位は、電動モータ３１に内蔵されたホールセンサ３１ａ（図４参照）からの検出信号に基づいて算出できる。
次に、ステップＳ１０８において制御装置６０は、ボールねじ軸３３ｂの後退を開始してから所定時間Δｔ（例えば、０．２ｓｅｃ）が経過したか否かを判定する。
前記した所定時間Δｔは、異常発生時におけるボールねじ軸３３ｂの変位が大きい場合でも（変位ΔＬ１：図１参照）、基準位置Ｌ０又はその近傍まで後退させることが可能な時間である。所定時間Δｔは事前の実験によって予め設定され、記憶装置（図示せず）に格納されている。

なお、システムフェールモード移行後の初回踏込み時から所定の制動力が発生可能であれば、後退したボールねじ軸３３ｂが基準位置Ｌ０から離間していてもよい。
また、シリンダ本体３４の規制部３４ｓによって、その後退が規制される（つまり、基準位置Ｌ０に戻り切る）までボールねじ軸３３ｂを後退させるように、所定時間Δｔを設定してもよい。

図３のステップＳ１０８において所定時間Δｔが経過した場合（Ｓ１０８→Ｙｅｓ）、制御装置６０の処理はステップＳ１０９に進む。一方、所定時間Δｔが経過していない場合（Ｓ１０８→Ｎｏ）、制御装置６０はステップＳ１０８の処理を繰り返す。ステップＳ１０９において制御装置６０は、電動モータ３１の駆動を停止する。この時点において、ボールねじ軸３３ｂは基準位置Ｌ０まで、又はその近傍まで後退している。
なお、ステップＳ１０３〜Ｓ１０９の間、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂは（開故障でない限り）閉弁状態で維持されている。

ステップＳ１１０において制御装置６０は、第２判定部６２ｂ（図２参照）によって、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂが制御可能であるか否かを判定する。マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂの両方が制御可能である場合（Ｓ１１０→Ｙｅｓ）、制御装置６０の処理はステップＳ１１１に進む。一方、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂのうち少なくとも一方が制御不能である場合（Ｓ１１０→Ｎｏ）、制御装置６０の処理はステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１１において制御装置６０は、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを開弁（通電を停止）し、遮断弁５０ｃを閉弁する。これによって、図４に示すように、運転者によるブレーキペダルＰの踏込みが車両の制動力に直接的に反映される。
ステップＳ１１２において制御装置６０は、遮断弁５０ｃを閉弁する。なお、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂのうち一方のみが制御不能（例えば、開故障）である場合（Ｓ１１０→Ｎｏ）、制御装置６０は制御可能である方のマスタカットバルブに開弁指令を出力する。
なお、制御装置６０は、ステップＳ１０６〜Ｓ１０９の処理と、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理と、を並行して実行してもよい。

図４に示すように、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂが開弁すると、スレーブシリンダ３０の第１圧力室Ｈａは、配管チューブ８３ａ，８２ａ，８１ａ、及びマスタシリンダ１０の第１圧力室Ｆａを介してリザーバ１４内と連通する。

そうすると、相対的に低圧であるマスタシリンダ１０側にブレーキ液が流入し、スレーブシリンダ３０の第１圧力室Ｈａの圧力が低下する（第２圧力室Ｈｂについても同様）。その結果、ギヤ機構３２及びボールねじ構造体３３の摩擦力とつり合う位置でボールねじ軸３３ｂの移動（紙面右向きの後退）が停止する。

ところで、前記したステップＳ１０７の処理によって、ボールねじ軸３３ｂは異常発生時の位置から後退（紙面右向きに移動）する。つまり、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂが開弁した時点においてボールねじ軸３３ｂは、基準位置Ｌ０又はその近傍に位置することになる。
したがって、システムフェールモードに移った後、ブレーキペダルＰの初回踏込時において、ボールねじ軸３３ｂを基準位置Ｌ０まで後退させる際の液損を抑制できる。その結果、運転者は、空走感を感じることなく初回の踏込みからスムーズにブレーキ操作を行うことができる。

図３のステップＳ１１３において制御装置６０は、システム-ＯＦＦ信号が入力されたか否かを判定する。システム-ＯＦＦ信号が入力された場合（Ｓ１１３→Ｙｅｓ）、制御装置６０の処理は終了する（ＥＮＤ）。一方、システム-ＯＦＦ信号が入力されていない場合（Ｓ１１３→Ｎｏ）、制御装置６０はステップＳ１１３の処理を繰り返す。

次に、一例として、スレーブシリンダ３０のブレーキ液圧を検出する圧力センサＰｐ（図４参照）が地絡故障した場合について説明する。
図５に示す時刻ｔ０〜ｔ２の間では異常がないため、制御装置６０は通常モードで動作する（Ｓ１０３：図３参照）。図５（ａ）の時刻ｔ１から運転者によってブレーキペダルＰが踏み込まれると、制御装置６０はストロークセンサＳの検出値に応じて電動モータ３１を駆動する（図５（ｂ）、（ｃ）参照）。

電動モータ３１の駆動に伴い、ボールねじ軸３３ｂは図１の紙面左向きに前進する（図５（ｄ））。なお、図５（ｄ）に示す変位は、前記した基準位置Ｌ０からボールねじ軸３３ｂが前進する向きを正としている。ボールねじ軸３３ｂの前進に伴いピストン３５ａ，３５ｂも前進し、圧力センサＰｐによって検出されるスレーブシリンダ圧も上昇する（図５（ｅ）参照）。

時刻ｔ２において圧力センサＰｐが地絡故障した場合、圧力センサＰｐによって検出されるスレーブシリンダ圧がゼロまで急落する（図５（ｅ）参照）。制御装置６０は、スレーブシリンダ圧を昇圧・増圧するように電動モータ３１を駆動するため（図５（ｂ）、（ｃ）参照）、ボールねじ軸３３ｂの変位はさらに大きくなる（図５（ｄ）参照）。
なお、ストロークセンサＳが天絡故障した場合も同様に、制御装置６０はスレーブシリンダ圧を昇圧・増圧させるように電動モータ３１を駆動する。

このような異常が生じた場合、時刻ｔ２の直後に制御装置６０は異常ありと判定し（Ｓ１０４→Ｙｅｓ：図３参照）、システムフェールモードに移行する。制御装置６０は電動モータ３１が制御可能であると判定し（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、ボールねじ軸３３ｂを後退させるようにモータ駆動デューティとして負の値を出力する（図５（ｂ）参照）。その結果、ボールねじ軸３３ｂの変位が基準位置Ｌ０（ゼロ位置）に近づく。

ちなみに、図５（ｄ）に示すように、後退した後のボールねじ軸３３ｂの変位がＬ２（＞０）になっている。これは、ボールねじ軸３３ｂが基準位置Ｌ０に戻り切る前に所定時間Δｔが経過し（Ｓ１０８→Ｙｅｓ）、電動モータ３１が停止したためである（Ｓ１０９）。この場合でも、その後にブレーキペダルＰが踏み込まれた際、ボールねじ軸３３ｂを戻し切るのに要する液損を抑制できる（つまり、当該液損が許容範囲となるように、所定時間Δｔが予め設定されている）。

＜効果＞
本実施形態に係る車両用ブレーキシステムＡによれば、制御装置６０は、異常時に第１判定部６２ａによって電動モータ３１が制御可能であると判定した場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、電動モータ３１を駆動してボールねじ軸３３ｂを後退させる（Ｓ１０７）。また、電動モータ３１を駆動（逆回転）する所定時間Δｔは、異常発生時において制御装置６０がマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを開弁した状態で、運転者によるブレーキ操作に応じて所定の制動力を発生可能な範囲で予め設定されている。

したがって、ボールねじ軸３３ｂを基準位置Ｌ０又はその近傍まで後退させることができ、システムフェールモード移行後に発生し得る液損を抑制できる。また、運転者は、システムフェールモード移行後の初回踏込時から空走感を感じることなくブレーキペダルＰを操作でき、充分な制動力を発生させることができる。

また、本実施形態では、ボールねじ軸３３ｂを後退させるように電動モータ３１を駆動（逆回転）する時間を、所定時間Δｔに制限する。このように電動モータ３１の駆動時間を制限することで、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを開弁するタイミングを早めることができる。その結果、異常が発生した際、運転者によるブレーキ操作が制動力として直接的に反映されない時間を少なくし、ブレーキペダルＰの踏込みに応じて速やかに車両を制動できる。

また、本実施形態では、電動モータ３１を駆動してボールねじ軸３３ｂを後退させた後（Ｓ１０７）、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを開弁する（Ｓ１１１）。したがって、ボールねじ軸３３ｂを後退させる間、スレーブシリンダ３０の第１圧力室Ｈａ及び第２圧力室Ｈｂを比較的高圧に維持できる。その結果、ピストン３５ａを後退させる向きの力が作用し、このピストン３５ａに固定されているボールねじ軸３３ｂをスムーズに後退させることができる。

なお、システムフェールモード移行後、初回のブレーキペダルＰの踏込みで、ボールねじ軸３３ｂは完全に基準位置Ｌ０まで戻る。したがって、運転者は２回目以後も違和感なくブレーキ操作を継続できる。

≪変形例≫
以上、本発明に係る車両用ブレーキシステムＡについて前記実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、前記実施形態では、電動モータ３１を駆動してボールねじ軸３３ｂを後退させる際の時間を予め設定する場合について説明したが、これに限らない。例えば、ホールセンサ３１ａ（角度センサ）の検出値に基づいてボールねじ軸３３ｂの変位を算出し、当該変位をゼロ又は所定値以下とするように電動モータ３１を駆動してもよい。
すなわち、ホールセンサ３１ａ等からの検出信号に基づいて、ボールねじ軸３３ｂが基準位置Ｌ０（所定位置）まで後退したか否かを判定する「後退位置判定手段」を備える構成にしてもよい。

また、電動モータ３１を駆動してボールねじ軸３３ｂの後退を開始してから所定時間が経過した場合、及び前記した「後退位置判定手段」によってボールねじ軸３３ｂが基準位置Ｌ０（所定位置）まで後退した場合、のうち少なくとも一方に該当したとき、制御装置６０が電動モータ３１の駆動を停止するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、マスタカットバルブ５０ａ，５０ｂが制御可能であるか否か判定する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、図３に示すステップＳ１１０，Ｓ１１２の処理を省略してもよい。この場合、電動モータ３１を停止した後（Ｓ１０９）、制御装置６０がマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂの状態に関わらず開弁指令を出力し（通電を停止し）、遮断弁５０ｃに閉弁指令を出力する。
このような制御でも、制御可能であればマスタカットバルブ５０ａ，５０ｂを開弁することができ、運転者によるブレーキ操作を車両の制動に直接的に反映できる。

また、前記実施形態では、ホールセンサ３１ａによってボールねじ軸３３ｂの変位を間接的に検出する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、位置センサ等を用いてボールねじ軸３３ｂの変位を直接的に検出してもよい。
また、前記実施形態では、電動モータ３１の回転駆動力をボールねじ構造体３３によって軸方向の移動に変換する場合について説明したが、ボールねじ構造体３３以外のねじ部材を用いて前記変換を行ってもよい。

また、前記実施形態では、運転者によるブレーキ操作を受ける部材がブレーキペダルＰである場合について説明したが、これに限らない。例えば、ブレーキレバーを介して運転者によるブレーキ操作を受ける構成としてもよい。

Ａ 車両用ブレーキシステム
１０ マスタシリンダ
２０ ストロークシミュレータ
３０ スレーブシリンダ
３１ 電動モータ（電動アクチュエータ）
３１ａ ホールセンサ（変位検出手段）
３２ ギヤ機構（電動アクチュエータ）
３３ ボールねじ構造体（電動アクチュエータ）
３３ｂ ボールねじ軸（軸部材）
３４ シリンダ本体
３４ｓ 規制部
３５ａ，３５ｂ ピストン
４０ ＶＳＡ装置（車両挙動安定化装置）
５０ａ，５０ｂ マスタカットバルブ
６０ 制御装置（制御手段）
６２ａ 第１判定部（第１判定手段）
６２ｂ 第２判定部（第２判定手段）
Ｐ ブレーキペダル

Claims (4)

1. 運転者のブレーキ操作が入力されるマスタシリンダと、
   シリンダ本体内で所定位置まで後退可能な軸部材を有する電動アクチュエータを駆動し、前記軸部材によってピストンを移動させることでブレーキ液圧を発生するスレーブシリンダと、
   前記スレーブシリンダと、前記マスタシリンダと、を遮断／連通する常開型のマスタカットバルブと、
   前記電動アクチュエータ及び前記マスタカットバルブを含む機器の異常を判別し、前記電動アクチュエータが制御可能であるか否かを判定する第１判定手段と、
   前記電動アクチュエータ及び前記マスタカットバルブに制御指令を出力する制御手段と、を備える車両用ブレーキシステムであって、
   前記制御手段は、異常時に前記第１判定手段によって前記電動アクチュエータが制御可能であると判定された場合、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材を後退させること
   を特徴とする車両用ブレーキシステム。
2. 前記制御手段は、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材の後退を開始してから所定時間経過後、前記電動アクチュエータの駆動を停止すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ブレーキシステム。
3. 前記軸部材が前記所定位置まで後退したか否かを判定する後退位置判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材の後退を開始してから所定時間が経過した場合、及び前記軸部材が前記所定位置まで後退したと前記後退位置判定手段によって判定された場合、のうち少なくとも一方に該当したとき、前記電動アクチュエータの駆動を停止すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ブレーキシステム。
4. 前記電動アクチュエータ及び前記マスタカットバルブを含む機器の異常を判別し、前記マスタカットバルブが制御可能であるか否かを判定する第２判定手段を備え、
   前記制御手段は、異常時に前記第２判定手段によって前記マスタカットバルブが制御可能であると判定された場合、前記電動アクチュエータを駆動して前記軸部材を後退させた後、前記マスタカットバルブを開弁すること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用ブレーキシステム。

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