JP2015071384A - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキペダルのリリース操作が行われたときに、制御の切替によって液圧発生手段の作動量を初期値に戻すことができ、かつ制御切替時の作動音を抑制できる車両用ブレーキ装置を提供する。【解決手段】車両用ブレーキ装置（１）を、ブレーキ液圧ＢＰを発生する液圧発生手段（１３）と、液圧発生手段（１３）に対する第１制御手段（ストローク制御回路３６）による制御と第２制御手段（液圧制御回路３９）による制御とを切り替える切替手段（制御切替回路３７）と、制動操作量（ブレーキペダル操作量ＰＳ）が低減する戻し操作の際に、切替手段（３７）によって第２制御手段（３９）による制御から第１制御手段（３６）による制御に切り替えられた場合に、第１制御手段（３６）による液圧発生手段（１３）の作動量を制限する制限手段（制限回路３８）とを備えるように構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、運転者の操作から独立して制動力を制御可能なブレーキ・バイ・ワイヤ形式の車両用ブレーキ装置に関する。

運転者の制動操作に依存せずに電子制御により、摩擦制動手段による通常制動とモータ・ジェネレータによる回生制動とを可能とし、且つＡＢＳ（Antilock Brake System）またはＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）制御が可能なブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このブレーキ装置は、ペダル反力発生装置であるペダルシミュレータを併用したモータ駆動タンデムシリンダにＡＢＳ油圧ユニットまたはＶＳＡ油圧ユニットを組み合わせた構成とされている。

このブレーキ装置の制御部は、運転者による制動操作量（ブレーキペダル踏み込み量）に応じたブレーキ液圧の規範値を目標ブレーキ液圧に設定し、負荷液損特性に基づいた液圧−モータ駆動シリンダストロークマップに従ってモータ駆動シリンダの目標ストロークを設定する。そして制御部は、目標ストロークを目標モータ角に変換してモータ角のフィードバック制御によってモータ駆動シリンダに対する供給電力を制御するストローク制御を行うことにより、運転者が要求する液圧をホイールシリンダに発生させる。

さらに、上記ブレーキ装置の制御部は、負荷液損特性が変動した場合などにも実ブレーキ液圧の補正ブレーキ液圧への追従性を確保するために、目標ブレーキ液圧と検出した実ブレーキ液圧との偏差を目標ブレーキ液圧に加算して目標ブレーキ液圧を補正する目標ブレーキ液圧補正を行ったり、目標ブレーキ液圧と検出した実ブレーキ液圧との偏差に基づくフィードバック制御によってモータ駆動シリンダに対する供給電力を制御する液圧制御を行ったりしている。

このようにしてブレーキ液圧を発生する電子制御式のブレーキ装置では、ブレーキペダル操作量から目標ブレーキ液圧を算出するために用いるブレーキペダル操作量−目標ブレーキ液圧マップが、吸気負圧を利用するマスターパワーを用いてマスターシリンダが発生する液圧を直接ホイールシリンダに作用させる従来型の車両と同様の制動フィールを達成するように設定される。具体的には、従来型車両のペダル踏力−制動力特性を目標とし、その目標特性と、ペダルシミュレータによって決定されるブレーキペダル操作量−ペダル踏力特性、および車両特性によって決定されるブレーキ液圧−制動力特性を用いてマップを設定している。

特開２００９−２２７０２３号公報

ところが、ブレーキ装置の制御部がこのような従来型の車両と同様の特性に設定されると、運転者がブレーキペダルの踏み込み量を０に戻すリリース操作を行ったときに、モータ駆動シリンダの制御の精度向上や簡素化を図るために前述した液圧制御が行われていると、ブレーキ液圧のヒステリシス特性などに起因して、実ブレーキ液圧が初期値（例えば０ＭＰａ）になってもモータ駆動シリンダのストロークが初期値に戻らないことがある。この問題に対し、リリース操作の際には、モータ駆動シリンダに対する制御を液圧制御からストローク制御に切り替えることで、モータ駆動シリンダのストロークを初期値に戻すことが考えられる。

しかしながら、このような制御の切替を行うと、液圧制御からストローク制御への制御切替時にモータ駆動シリンダに対する供給電力が急激に変化することがあり、この場合にはモータ回転速度が急変することによってその作動音が煩わしく感じられるという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、ブレーキペダルのリリース操作が行われたときに、制御の切替によって液圧発生手段の作動量を初期値に戻すことができ、かつ制御切替時の作動音を抑制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。

このような課題は、本発明の一側面によれば、電力駆動され、初期位置（０）からの作動量に応じてブレーキ液圧（ＢＰ）を発生する液圧発生手段（モータ駆動シリンダ１３）と、前記液圧発生手段（１３）から供給されるブレーキ液圧によって駆動される摩擦制動手段（ディスクブレーキ７）と、前記液圧発生手段（１３）の実作動量（Ｓａ）を検出する実作動量検出手段（１２ａ）と、前記摩擦制動手段（７）に供給される実ブレーキ液圧（ＢＰａ）を検出する実ブレーキ液圧検出手段（２５ｂ）と、運転者による制動操作量（ブレーキペダル操作量ＰＳ）を検出する制動操作量検出手段（１０ａ）と、前記制動操作量（ＰＳ）に応じて目標ブレーキ液圧（ＢＰｔ）を設定する目標ブレーキ液圧設定手段（３１）と、前記目標ブレーキ液圧（ＢＰｔ）に応じた目標作動量（Ｓｔ）を設定し、当該目標作動量（Ｓｔ）と前記実作動量（Ｓａ）との偏差（ΔＳ）に基づいて前記液圧発生手段（１３）を制御する第１制御手段（ストローク制御回路３６）と、前記目標ブレーキ液圧（ＢＰｔ）と前記実ブレーキ液圧（ＢＰａ）との偏差（ΔＢＰ）に基づいて前記液圧発生手段（１３）を制御する第２制御手段（液圧制御回路３９）と、前記第１制御手段（３６）による制御と前記第２制御手段（３９）による制御とを切り替える切替手段（３７）と、前記制動操作量（ＰＳ）が低減する戻し操作の際に、前記切替手段（３７）によって前記第２制御手段（３９）による制御から前記第１制御手段（３６）による制御に切り替えられたとき（ｔ１）に、前記液圧発生手段（１３）の作動量を制限する制限手段（３８）とを備える車両用ブレーキ装置（１）を提供することにより達成される。

この車両用ブレーキ装置によれば、制動操作量が低減する戻し操作の際に、切替手段が液圧発生手段に対する制御を第２制御手段による制御から第１制御手段による制御に切り替えることにより、液圧発生手段の作動量を初期値に戻すことができる。また、第２制御手段による制御から第１制御手段による制御に切り替えられた場合に、制限手段が液圧発生手段の作動量を制限することにより、制御切替時の作動音が急激に大きくなることを抑制できる。

また、本発明の一側面によれば、前記制限手段（３８）は、前記実作動量（Ｓａ）が初期値（０）になるまで（所定時間Ｔ）前記液圧発生手段（１３）の作動量を制限する構成とすることができる。

この構成によれば、実作動量が初期値に戻るまで液圧発生手段の作動量が制限されることにより、制御の切替によって作動音が大きくなることを確実に防止できる。

また、本発明の一側面によれば、前記制限手段（３８）は、前記切替手段（３７）による制御の切替時（ｔ１）における前記第２制御手段（３９）による前記液圧発生手段（１３）の作動量を上限値として前記液圧発生手段（１３）の作動量を制限する構成とすることができる。

この構成によれば、戻し操作が行われた際に制御の切替によって液圧発生手段の作動量が増大することを防止できるため、作動音が大きくなることを防止できる。

また、本発明の一側面によれば、前記切替手段（３７）は、前記制動操作量（ＰＳ）が低減する戻し操作の際に、前記実ブレーキ液圧（ＢＰａ）が初期値（０）になった後に前記第２制御手段（３９）による制御から前記第１制御手段（３６）による制御に切り替える構成とすることができる。

この構成によれば、戻し操作の際に実ブレーキ液圧が初期値になった後に液圧発生手段に対する制御が第１制御手段による制御に切り替わるため、運転者が意図するような制動を摩擦制動手段に行わせた後に液圧発生手段の作動量を初期値に戻すことができる。そのため、制御の切替が運転フィールに影響を及ぼすことを防止できる。

このように本発明によれば、ブレーキペダルのリリース操作が行われたときに、制御の切替によって液圧発生手段の作動量を初期値に戻すことができ、かつ制御切替時の作動音を抑制できる車両用ブレーキ装置を提供することができる。

本発明が適用された自動車のブレーキ系の概略構成図 図１に示すブレーキ装置を模式的に示す油圧回路図 図１に示す制御ユニットの回路ブロック図 比較例に係るブレーキ装置による作用を示すタイムチャート 図１に示すブレーキ装置による作用を示すタイムチャート

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係るブレーキ装置１が適用された電気自動車またはハイブリッド自動車（以下、単に自動車Ｖと記す。）のブレーキ系の概略構成図である。自動車Ｖは、車両前側に配設された左右一対の前輪２Ｆと、車両後側に配設された左右一対の後輪２Ｒとを有する。左右の前輪２Ｆに連結された前輪車軸３にはモータ・ジェネレータ４が機械的に連結されている。なお、差動機構は図示省略する。図示の例では自動車Ｖは前輪駆動とされているが、他の実施形態では、後輪２Ｒを駆動するモータ・ジェネレータ４を設けて四輪駆動とすることもできる。

モータ・ジェネレータ４は、車両走行用の電動機と回生用の発電機とを兼ねたものである。モータ・ジェネレータ４は、二次電池であるバッテリ５を電源として、後述する制御ユニット１１によってインバータ６を介してバッテリ５からの電力供給とバッテリ５に対する電力供給（充電）とを制御され、減速時には減速エネルギを電力に変換回生して回生制動力を発生する回生制動手段をなす。

前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの各車輪２には、摩擦制動を行う摩擦制動手段として、車輪２（前輪２Ｆ、後輪２Ｒ）と一体のディスク７ａ及びホイールシリンダ７ｂを備えるキャリパによって構成される公知のディスクブレーキ７が設けられている。ホイールシリンダ７ｂには、公知のブレーキ配管を介して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、後に詳述するが、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によって構成されている。

前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの各車輪２には、対応する車輪速を検出する車輪速検出手段としての車輪速センサ９が設けられており、運転者のブレーキ操作に供されるブレーキペダル１０には、その操作量（踏み込み量）を検出するペダルストロークセンサ１０ａが設けられている。

自動車Ｖには、ＣＰＵを用いた制御回路を備えることで車両の各種制御を行い、制動力配分手段として機能する制御ユニット１１が設けられている。制御ユニット１１には、上記インバータ６が電気的に接続されている。制御ユニット１１には各車輪速センサ９とペダルストロークセンサ１０ａとの各検出信号が入力する。なお、電気自動車の場合にはこの構成のままでよいが、ハイブリッド自動車の場合には、前輪車軸３に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。

制御ユニット１１は、ブレーキペダル１０のペダルストロークセンサ１０ａの出力信号が初期値（＝０）から増大した場合に制動の指令が発生したと判断し、ブレーキ液圧発生装置８による制動時の制御を行う。このように、回生制動を行いかつ油圧制動も行う回生協調制御を行うことから、ブレーキ装置１にはブレーキ・バイ・ワイヤが採用される。

次に、図２を参照して本発明が適用されたブレーキ装置１について説明する。本実施形態のブレーキ装置１は、運転者の操作から独立して制動力を制御可能ないわゆるブレーキ・バイ・ワイヤを構成している。すなわち、ブレーキペダル１０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ＢＰを発生させるのではなく、ブレーキペダル１０の操作量（ブレーキペダル操作量ＰＳ）をペダルストロークセンサ１０ａで検出し、この操作量検出値に基づいて電動サーボモータ１２を駆動してモータ駆動シリンダ１３を作動させてブレーキ液圧ＢＰを発生させる。

ブレーキペダル１０は車体に回動自在に支持されており、運転者の制動操作に応じて円弧運動を行う。ブレーキペダル１０にはその円弧運動を略直線運動に変換するロッド１４の一端が連結されており、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に対し、運転者の制動操作に応じて押し込むように係合している。マスターシリンダ１５における第１ピストン１５ａのロッド１４と相反する側には、第２ピストン１５ｂが直列的に配設されており、各ピストン１５ａ・１５ｂはそれぞれロッド１４側にばね付勢されている。なお、ブレーキペダル１０は、ばね付勢され、図示されないストッパによって止められて図２の状態である待機位置に位置している。

マスターシリンダ１５には、各ピストン１５ａ・１５ｂの変位によってブレーキ液が不足した際にブレーキ液を補充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と相反する側に第２液室１７ｂが形成されている。

一方、上記したモータ駆動シリンダ１３には、上記電動サーボモータ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、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に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。

第２ピストン２１ｂには第１ピストン２１ａ側に延出する連結部材２０の一端部が固設されており、連結部材２０の他端部は第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の前進（第２ピストン２１ｂ側への変位）時は第２ピストン２１ｂと別個に変位可能であるが、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によってロッド１９側にばね付勢されている。

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が設けられており、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液圧発生室２３ａが形成され、第２ピストン２１ｂの第１ピストン２１ａと相反する側に第２液圧発生室２３ｂが形成されている。

そして、マスターシリンダ１５の第１液室１７ａが、常時開型の電磁弁２４ａを介してモータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａと連通し、第２液室１７ｂが、常時開型の電磁弁２４ｂを介してモータ駆動シリンダ１３の第２液圧発生室２３ｂと連通し得るようにそれぞれ配管されている。なお、第１液室１７ａと電磁弁２４ａとの間には、マスターシリンダ１５が発生するマスターシリンダ側液圧を検出するマスターシリンダ側ブレーキ圧センサ２５ａが接続され、電磁弁２４ｂと第２液圧発生室２３ｂとの間には、モータ駆動シリンダ１３が発生する実ブレーキ液圧ＢＰａを検出する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。

第２液室１７ｂと電磁弁２４ｂとの間には、常時閉型の電磁弁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の電磁弁２４ｃ側に貯液室２８ｂが形成され、ピストン２８ａの貯液室２８ｂ側と相反する側には圧縮コイルばね２８ｃが受容されている。両電磁弁２４ａ・２４ｂが閉じていると共に電磁弁２４ｃが開いている状態で、ブレーキペダル１０を踏み込んで第２液室１７ｂ内のブレーキ液が貯液室２８ｂに入り込むことにより、圧縮コイルばね２８ｃの付勢力がブレーキペダル１０に伝達され、これによりマスターシリンダ１５とホイールシリンダ７ｂとが直結されている公知の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ようになっている。

さらに、モータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａと第２液圧発生室２３ｂとは、それぞれＶＳＡ装置２６を介して複数（図示例では４つ）のホイールシリンダ７ｂに連通するように配管されている。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）、旋回時のヨーモーメント制御、ブレーキアシスト機能、衝突回避・レーンキープなどのための自動ブレーキ機能等を備えた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良く、ここではその詳細な説明は省略する。なお、ＶＳＡ装置２６には、前輪２Ｆの各ホイールシリンダ２ｂに対応する第１系統と、後輪２Ｒ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油圧素子を用いた各ブレーキアクチュエータと、それらを制御するＶＳＡ制御ユニット２６ａとによって構成されている。

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１１によって総合的に制御されるようになっている。制御ユニット１１には、ペダルストロークセンサ１０ａ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）からの検出信号も入力している。制御ユニット１１は、ペダルストロークセンサ１０ａからの検出信号と上記各種センサからの検出信号に基づき、モータ駆動シリンダ１３を駆動制御してディスクブレーキ７に発生させる摩擦制動力を制御する。さらに、本実施形態の対象車両となるハイブリッド車（または電気自動車）の場合には、モータ・ジェネレータ４による回生制御を行うようにしており、制御ユニット１１は、回生制御を行う場合の回生制動力の大きさに対するモータ駆動シリンダ１３による摩擦制動力の大きさの配分制御も行う。

次に、通常制動時の制御要領について説明する。図２は、運転者がブレーキペダル１０を操作していない状態である。ペダルストロークセンサ１０ａの検出値は初期値（＝０）であり、基本的には制御ユニット１１からブレーキ液圧発生信号は出力されない。この状態では、図２に示されるように、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によって付勢されている各ピストン２１ａ・２１ｂも後退しており、両液圧発生室２３ａ・２３ｂにブレーキ液圧ＢＰは発生していない。

ブレーキペダル１０が踏み込まれて、ペダルストロークセンサ１０ａの検出値が０よりも大きくなった場合には、ブレーキ・バイ・ワイヤによる制御を行うべく、両電磁弁２４ａ・２４ｂを閉じて、マスターシリンダ１５で発生する液圧がモータ駆動シリンダ１３へ伝達されるのを遮断すると共に、電磁弁２４ｃを開いてシミュレータ２８に伝達されるようにする。そして、ペダルストロークセンサ１０ａで検出された制動操作量の検出値（ブレーキペダル操作量ＰＳ）に基づいて、回生制動力を考慮した上で目標ブレーキ液圧ＢＰｔが設定され、この目標ブレーキ液圧ＢＰｔに対応する目標電流Ｉｔが制御ユニット１１から電動サーボモータ１２に出力される。これにより、ねじ溝付きロッド１９すなわち第１ピストン２１ａが押し出される向きに駆動されて、入力としてのブレーキペダル１０の踏み込み量（ブレーキペダル操作量ＰＳ）に応じたブレーキ液圧ＢＰが第１液圧発生室２３ａに発生する。同時に、第１液圧発生室２３ａの液圧によって押圧されて第２ピストン２１ｂが戻しばね２７ｂの付勢力に抗して変位し、第２液圧発生室２３ｂにも同じ大きさのブレーキ液圧ＢＰが発生する。

運転者がブレーキペダル１０を戻す方向に変位させた場合には、ペダルストロークセンサ１０ａで検出された戻し方向変位に応じて、電動サーボモータ１２によってねじ溝付きロッド１９すなわち第１ピストン２１ａを初期位置側に戻すことにより、ブレーキペダル１０の踏み込み量に応じてブレーキ液圧ＢＰを低減させることができる。また、ブレーキペダル１０が図示されない戻しばねによって初期位置に戻された場合には、制御ユニット１１が電磁弁２４ａ・２４ｂを開く。それに伴って各ホイールシリンダ７ｂのブレーキ液がモータ駆動シリンダ１３を介してリザーバタンク１６に戻ることができ、制動力は解除される。基本的にはペダルストロークセンサ１０ａの検出値が初期値になることにより、第１ピストン２１ａが初期位置に戻り、前述したように連結部材２０を介して第２ピストン２１ｂも初期位置に戻る。なお、初期位置は、工場出荷時やサービス工場でのメンテナンス時に、モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂが検出する実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値（例えば、０ＭＰａ）となるように設定された位置でもある。

上記モータ駆動シリンダ１３で発生したブレーキ液圧ＢＰは、ＶＳＡ装置２６が作動していない場合には、前後輪の各ホイールシリンダ７ｂに均等に供給される。一方、ＶＳＡ装置２６による各輪に対する制動力分配制御が行われる場合には、その制御に応じて各輪のホイールシリンダ７ｂに供給されるブレーキ液圧ＢＰが調整される。

回生ブレーキが同時に作動する場合には、制御ユニット１１がモータ・ジェネレータ４を発電機として制御し、ブレーキペダル１０によるブレーキペダル操作量ＰＳなどに応じて回生ブレーキ量を増減する。そして、ブレーキペダル操作量ＰＳの大きさ（運転者が要求する減速力の大きさ）に対して回生ブレーキだけでは不足する車体減速度に対応するよう、制御ユニット１１が上記した電動サーボモータ１２によってモータ駆動シリンダ１３を駆動制御して、回生ブレーキと油圧ブレーキとによる回生協調制御を行う。上述の例においては、ブレーキペダル１０の踏み込み量に対応した摩擦制動力をモータ駆動シリンダ１３が発生するように構成したが、この場合には公知の方法を用いてモータ駆動シリンダ１３の作動量を決定するように構成することができる。例えばブレーキペダル操作量ＰＳに対応して決定される総制動力から実際の回生制動力を減じた値に対応する制動力要求を入力として目標ブレーキ液圧ＢＰｔを設定したり、総制動力に対してある比率の制動力が発生するようにモータ駆動シリンダ１３の作動量を決定すれば良い。

なお、電磁弁２４ｃを閉じるタイミングは、圧縮コイルばね２８ｃによってピストン２８ａが図２に示される初期位置に戻されるまで第２液室１７ｂの液圧が低下したタイミングとすると良く、例えば両電磁弁２４ａ・２４ｂを開いてから所定時間経過後とすることができる。または、モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂの検出値が所定値（例えば、０ＭＰａ近傍）以下になった後とすることができる。

次に、図３を参照して第１実施形態に基づく制御ユニット１１の要部の構成について説明する。ペダルストロークセンサ１０ａからの検出信号であるブレーキペダル操作量（変位）ＰＳが目標液圧設定回路３１に入力しており、目標液圧設定回路３１では、例えばマップや関数を用いて、ブレーキペダル１０のブレーキペダル操作量ＰＳに対応する目標ブレーキ液圧ＢＰｔを設定する。なお、目標液圧設定回路３１への入力は必ずしもブレーキペダル操作量ＰＳである必要はなく、検出可能な操作量（マスターシリンダ側ブレーキ圧センサ２５ａの液圧や踏力等）としても良い。

目標液圧設定回路３１で設定された目標ブレーキ液圧ＢＰｔは、目標ストローク量設定回路３２に入力する。目標ストローク量設定回路３２は、例えばマップや関数を用いて、目標ブレーキ液圧ＢＰｔに対応するモータ駆動シリンダ１３の目標ストローク量Ｓｔを設定する。目標ストローク量設定回路３２で設定された目標ストローク量Ｓｔは、減算器３３に加算値として入力する。減算器３３には、電動サーボモータ１２に付設された回転角センサ１２ａ（例えばロータリエンコーダ）の検出結果も入力している。回転角センサ１２ａが検出した電動サーボモータ１２の回転角θａ（実回転角）は、まずストローク変換器３４に入力し、ストローク変換器３４でモータ駆動シリンダ１３の実ストローク量Ｓａに変換された後に、減算値として減算器３３に入力している。減算器３３からの出力はフィードバック制御回路３５に入力する。

フィードバック制御回路３５は、減算器３３からの出力、すなわち目標ストローク量Ｓｔと実ストローク量Ｓａとの偏差ΔＳに基づいて、電動サーボモータ１２に供給すべき第１目標電流Ｉｔ１を設定する。フィードバック制御回路３５は、例えば、ストローク量Ｓの偏差ΔＳに基づいてＰＩＤ制御によってＰＷＭ制御におけるデューティ比を第１目標電流Ｉｔ１として設定する構成とすることができる。これらの目標ストローク量設定回路３２、減算器３３およびフィードバック制御回路３５により、目標ストローク量Ｓｔに基づいてモータ駆動シリンダ１３を駆動制御するストローク制御回路３６が構成される。

ストローク制御回路３６のフィードバック制御回路３５で設定された第１目標電流Ｉｔ１は、制御切替回路３７に入力し、制御切替回路３７によってストローク制御が選択されている場合には、後に詳述する制限回路３８およびドライバを介して電動サーボモータ１２に供給される。これにより、目標ストローク量Ｓｔに応じた作動をモータ駆動シリンダ１３が行う。

また、目標液圧設定回路３１で設定された目標ブレーキ液圧ＢＰｔは、ストローク制御回路３６と並列に設けられた液圧制御回路３９の減算器４０にも加算値として入力する。減算器４０には、モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂが検出した実ブレーキ液圧ＢＰａの検出信号も減算値として入力している。減算器４０からの出力はフィードバック制御回路４１に入力する。

フィードバック制御回路４１は、減算器４０からの出力、すなわち目標ブレーキ液圧ＢＰｔと実ブレーキ液圧ＢＰａとの偏差ΔＢＰに基づいて、電動サーボモータ１２に供給すべき第２目標電流Ｉｔ２を設定する。フィードバック制御回路３５は、例えば、ブレーキ液圧ＢＰの偏差ΔＢＰに基づいてＰＩＤ制御によってＰＷＭ制御におけるデューティ比を第２目標電流Ｉｔ２として設定する構成とすることができる。これらの減算器４０およびフィードバック制御回路４１により、目標ブレーキ液圧ＢＰｔに基づいてモータ駆動シリンダ１３を駆動制御する液圧制御回路３９が構成される。

液圧制御回路３９のフィードバック制御回路４１で設定された第２目標電流Ｉｔ２は、制御切替回路３７に入力し、制御切替回路３７によって液圧制御が選択されている場合には、制限回路３８およびドライバ回路を介して電動サーボモータ１２に供給される。これにより、目標ブレーキ液圧ＢＰｔに応じた作動をモータ駆動シリンダ１３が行う。

制御切替回路３７には、ペダルストロークセンサ１０ａが検出したブレーキペダル操作量ＰＳや、モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂが検出した実ブレーキ液圧ＢＰａの検出信号も入力している。制御切替回路３７は、これらの検出信号に応じ、ストローク制御回路３６が設定した第１目標電流Ｉｔ１と液圧制御回路３９が設定した第２目標電流Ｉｔ２とのいずれかを目標電流Ｉｔとして選択する。

本実施形態では、制御切替回路３７は、運転者がブレーキペダル１０を踏み込むことでブレーキペダル操作量ＰＳが増大する踏込み操作が開始されると、第２目標電流Ｉｔ２を目標電流Ｉｔとして選択する。そして、運転者がブレーキペダル１０の踏み込みを戻すことでブレーキペダル操作量ＰＳが低減する戻し操作の際に、より詳細には、実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値（例えば、０ＭＰａ）になった後に、制御切替回路３７は、第１目標電流Ｉｔ１を目標電流Ｉｔとして選択する。言い換えれば、目標電流Ｉｔに設定する値を第２目標電流Ｉｔ２から第１目標電流Ｉｔ１に変更し、液圧制御回路３９による制御からストローク制御回路３６による制御に切り替える。

制限回路３８は、ブレーキペダル操作量ＰＳが低減する戻し操作の際に、制御切替回路３７が液圧制御回路３９による制御からストローク制御回路３６による制御に切り替えたときに、第１目標電流Ｉｔ１の値に設定されている目標電流Ｉｔの値を切替時から所定時間Ｔにわたって制限する。より具体的には、制限回路３８は、切替時から実ストローク量Ｓａが初期値（＝０）になるのに要すると推定される時間よりも長い所定時間Ｔにわって、目標電流Ｉｔの値を切替時における第２目標電流Ｉｔ２の値を上限値として制限する。なお、制限するとは、目標電流Ｉｔの上限値（本実施形態では、負の電流の絶対値の最大値）を設定し、第１目標電流Ｉｔ１の値に設定されている目標電流Ｉｔの値がこの上限値（本実施形態では、切替時における第２目標電流Ｉｔ２の値）を超える場合には、目標電流Ｉｔの値を上限値にすることを意味する。

制限回路３８によってこのように制限された目標電流Ｉｔは、前述したようにドライバを介して電動サーボモータ１２に供給される。これにより、運転者が戻し操作を行った際に、目標ブレーキ液圧ＢＰｔにヒステリシス特性が与えられることなどに起因して、実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値になってもモータ駆動シリンダ１３の実ストローク量Ｓａが初期値に戻らなくなっている場合であっても、ストローク制御回路３６による制御への切り替えによってモータ駆動シリンダ１３の実ストローク量Ｓａが初期値に戻ることになる。

次に、このように構成された制御ユニット１１による作用効果について、図４および図５を参照して説明する。図４は、制限回路３８を有しない比較例に係るブレーキ装置による作用を示すタイムチャートであり、図５は、本実施形態に係るブレーキ装置１による作用を示すタイムチャートである。図４および図５において、（Ａ）のブレーキペダル操作量ＰＳおよび（Ｂ）のブレーキ液圧ＢＰは同一の変化となっている。

まず、図４の比較例について説明する。（Ａ）に示すように、運転者がブレーキペダル１０を踏み込んでいる状態では、制御切替回路３７によって前述したように液圧制御回路３９による制御が選択されている。この状態から運転者がブレーキペダル１０の踏み込みを戻す戻し操作を行うと、（Ｂ）に示すように、目標液圧設定回路３１によって設定される目標ブレーキ液圧ＢＰｔが低下するとともに、（Ｃ）に示すように、目標電流Ｉｔ（選択されている液圧制御回路３９が設定する第２目標電流Ｉｔ２）が、モータ駆動シリンダ１３のストローク量Ｓを小さくすべく負の値に変化する。すると、（Ｄ）に示すように、電動サーボモータ１２の回転速度も負の値となる。これにより、（Ｅ）に示すように、モータ駆動シリンダ１３の実ストローク量Ｓａが小さくなり、（Ｂ）に示すように、実ブレーキ液圧ＢＰａも目標ブレーキ液圧ＢＰｔに遅れて低下する。

（Ａ）のブレーキペダル操作量ＰＳが初期値（＝０）になると、（Ｂ）の目標ブレーキ液圧ＢＰｔも初期値（＝０ＭＰａ）になり、これに遅れて実ブレーキ液圧ＢＰａも初期値（＝０ＭＰａ）になるが、モータ駆動シリンダ１３の加圧側と減圧側でフリクションが変化する機械的なヒステリシス特性や目標ブレーキ液圧ＢＰｔにヒステリシス特性が与えられていることなどに起因して、実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値になっても（Ｅ）に示すモータ駆動シリンダ１３の実ストローク量Ｓａは初期値に戻っていない。

実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値になった時点ｔ１において、モータ駆動シリンダ１３の実ストローク量Ｓａを初期値に戻すべく、制御切替回路３７が液圧制御回路３９による制御からストローク制御回路３６による制御に切り替えることにより、（Ｃ）の目標電流Ｉｔは、第２目標電流Ｉｔ２の値から第１目標電流Ｉｔ１の値に切り替わり、その絶対値が急激に大きくなる。そのため、（Ｄ）の電動サーボモータ１２の回転速度（絶対値）が急激に大きくなる。これに伴う作動音は、（Ａ）のブレーキペダル操作量ＰＳが初期値になった後に、増幅するように発生するため、運転者に違和感を与えることになる。

一方、図５に示すように、本実施形態に係るブレーキ装置１によれば、液圧制御からストローク制御に切り替えられた時点ｔ１において、（Ｃ）の目標電流Ｉｔは、第２目標電流Ｉｔ２の値から第１目標電流Ｉｔ１の値に切り替わるが、制限回路３８によって、その値は切替時（ｔ１）の第２目標電流Ｉｔ２の値で制限され、その絶対値は大きくならない。そのため、（Ｄ）の電動サーボモータ１２の回転速度（絶対値）が大きくなることはなく、（Ａ）のブレーキペダル操作量ＰＳが初期値になった後に電動サーボモータ１２の作動音が増大することはない。

このように、液圧制御回路３９による制御からストローク制御回路３６による制御に切り替えられた場合に、制限回路３８が第１目標電流Ｉｔ１の値に設定された目標電流Ｉｔを制限することにより、制御切替時に電動サーボモータ１２の作動音が急激に大きくなることが抑制される。

本実施形態では、第１目標電流Ｉｔ１の値に設定された目標電流Ｉｔが、制御が切り替えられた時点ｔ１から実ストローク量Ｓａが初期値（＝０）になるのに要する時間よりも長い所定時間Ｔにわって制限回路３８によって制限されることにより、実ストローク量Ｓａが初期値（＝０）に戻るまで目標電流Ｉｔが制限されることになり、制御の切替によって電動サーボモータ１２の作動音が大きくなることが確実に防止される。

また、制限回路３８が、制御切替回路３７によって制御が切り替えられた時点ｔ１における第２目標電流Ｉｔ２の値で目標電流Ｉｔを制限することにより、戻し操作が行われた際に制御の切替によって目標電流Ｉｔが増大することが防止されるため、制御の切替によって電動サーボモータ１２の作動音大きくなることが防止される。

さらに、制御切替回路３７は、ブレーキペダル操作量ＰＳが低減する戻し操作の際に、実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値（＝０ＭＰａ）になった後に液圧制御回路３９による制御からストローク制御回路３６による制御に切り替えることにより、実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値（＝０ＭＰａ）になった後に制御の切替が行われる。そのため、運転者が意図するような制動をディスクブレーキ７に行わせた後にモータ駆動シリンダ１３の実ストローク量Ｓａを初期値（＝０）に戻すことができる。これにより、制御の切替によって運転フィールに影響が及ぶことが防止される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として電気自動車またはハイブリッド自動車に本発明を適用しているが、エンジンＥのみによって駆動される自動車Ｖに本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では、実ストローク量Ｓａが初期値になるまで第１目標電流Ｉｔ１に設定された目標電流Ｉｔを制限しているが、切替時（ｔ１）からこれよりも短い所定時間だけ制限するようにしてもよい。また、上記実施形態では、切替時（ｔ１）の第２目標電流Ｉｔ２の値で目標電流Ｉｔを制限しているが、制限値はこれに限定されるものではない。また、上記実施形態では、実ブレーキ液圧ＢＰａが初期値（０）になった後に目標電流Ｉｔを制限しているが、目標電流Ｉｔを制限するタイミングはこれに限られることなく、例えば、ブレーキペダル操作量ＰＳが比較的小さな所定値になったとき等としてもよい。また、上記実施形態では電流値に基づいて電動サーボモータ１２を制御しているが、デューティ比などを用いたＰＷＭ制御によってモータを制御してもよい。さらに、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、数値、具体的制御態様などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示したブレーキ装置１の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ ブレーキ装置
７ ディスクブレーキ（摩擦制動手段）
１０ａ ペダルストロークセンサ（制動操作量検出手段）
１１ 制御ユニット
１２ 電動サーボモータ
１２ａ 回転角センサ（実作動量検出手段）
１３ モータ駆動シリンダ（液圧発生手段）
２５ｂ モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ（実ブレーキ液圧検出手段）
３１ 目標液圧設定回路（目標ブレーキ液圧設定手段）
３６ ストローク制御回路（第１制御手段）
３７ 制御切替回路（切替手段）
３８ 制限回路（制限手段）
３９ 液圧制御回路（第２制御手段）
ＢＰ ブレーキ液圧
ＢＰａ 実ブレーキ液圧
ＢＰｔ 目標ブレーキ液圧
Ｉｔ 目標電流
Ｉｔ１ 第１目標電流（第１目標電力）
Ｉｔ２ 第２目標電流（第２目標電力）
ＰＳ ブレーキペダル操作量
Ｓａ 実ストローク量（実作動量）
Ｓｔ 目標ストローク量（目標作動量）
Ｔ 所定時間
ｔ１ 時点
ΔＢＰ ブレーキ液圧ＢＰの偏差
ΔＳ ストローク量Ｓの偏差

Claims (4)

1. 電力駆動され、初期位置からの作動量に応じてブレーキ液圧を発生する液圧発生手段と、
   前記液圧発生手段から供給されるブレーキ液圧によって駆動される摩擦制動手段と、
   前記液圧発生手段の実作動量を検出する実作動量検出手段と、
   前記摩擦制動手段に供給される実ブレーキ液圧を検出する実ブレーキ液圧検出手段と、
   運転者による制動操作量を検出する制動操作量検出手段と、
   前記制動操作量に応じて目標ブレーキ液圧を設定する目標ブレーキ液圧設定手段と、
   前記目標ブレーキ液圧に応じた目標作動量を設定し、当該目標作動量と前記実作動量との偏差に基づいて前記液圧発生手段を制御する第１制御手段と、
   前記目標ブレーキ液圧と前記実ブレーキ液圧との偏差に基づいて前記液圧発生手段を制御する第２制御手段と、
   前記第１制御手段による制御と前記第２制御手段による制御とを切り替える切替手段と、
   前記制動操作量が低減する戻し操作の際に、前記切替手段によって前記第２制御手段による制御から前記第１制御手段による制御に切り替えられたときに、前記液圧発生手段の作動量を制限する制限手段と
   を備えたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
2. 前記制限手段は、前記実作動量が初期値になるまで前記液圧発生手段の作動量を制限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装置。
3. 前記制限手段は、前記切替手段による制御の切替時における前記第２制御手段による前記液圧発生手段の作動量を上限値として前記液圧発生手段の作動量を制限することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用ブレーキ装置。
4. 前記切替手段は、前記制動操作量が低減する戻し操作の際に、前記実ブレーキ液圧が初期値になった後に前記第２制御手段による制御から前記第１制御手段による制御に切り替えることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両用ブレーキ装置。

Images