JP5828223B2

JP5828223B2 - 車両用ブレーキ装置

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Publication number: JP5828223B2
Application number: JP2011115849A
Authority: JP
Inventors: 荒川　晴生; 荒川　　晴生
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: JP2012240648A

Description

本発明は、モータの駆動力を利用してマスタシリンダの作動液を加圧する電動式倍力装置を備える車両用ブレーキ装置に関する。

従来、車両用ブレーキ装置として例えば特許文献１に記載のブレーキ制御システムがある。このシステムは、電動式倍力装置としてのマスタ圧制御機構を備え、このマスタ圧制御機構のブレーキ力を発生させるための駆動モータを、第１のブレーキ操作量検出装置を有する第１の制御装置（マスタ圧制御装置）で制御する。更に、同システムは、第２のブレーキ操作量検出装置を有する第２の制御装置（ホイール圧制御装置）を備え、第１の制御装置の故障時に第２の制御装置によってバックアップ制御を行う。これによってドライバーの要求どおりにブレーキ力を発生させるようになっている。

特開２００９−２２７１０３号公報

ところで、特許文献１のシステムにおいては、第１の制御装置をバックアップするために高価な第２の制御装置を必要とするので、システム全体のコストが高くなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電動式倍力装置の制御装置の異常時にも、モータを適正に駆動してブレーキを掛けることができるバックアップ機能を低コストで実現することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に係る発明の構成上の特徴は、モータの駆動力を利用してマスタシリンダの作動液を加圧する電動式倍力装置と、当該電動式倍力装置により加圧された作動液の供給により車輪に制動力を付与する制動機構と、ドライバーによって操作されるペダル装置と、当該ペダル装置の操作量を検出する操作量検出装置と、前記加圧された作動液の液圧を検出する液圧検出装置と、当該液圧検出装置の検出値と前記操作量検出装置の検出値を用いて演算処理を行い、前記モータを駆動回路を介して駆動制御する制御装置とを備えた車両用ブレーキ装置において、前記操作量と連動する前記ペダル装置の可動部の変位の増大につれて抵抗値が減少する可変抵抗器を備え、当該可変抵抗器の入力側には車両の電源が接続され出力側には前記電動式倍力装置のモータが接続され、前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路の途中に、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御が正常に機能している正常時には前記制御装置から送出される正常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を切断し、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御に異常が発生した異常時には前記制御装置から送出される異常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を導通させる切換スイッチが設けられ、前記電動式倍力装置の前記モータは、主モータと副モータとで構成され、前記主モータは前記駆動回路に接続され、前記駆動制御の正常時に前記駆動回路によって駆動され、前記副モータは前記可変抵抗器を介する経路に接続され、前記切換スイッチにより前記駆動制御の正常時には前記経路は切断され、前記駆動制御の異常時には前記経路が導通されて前記可変抵抗器からの出力による前記副モータの駆動が可能となることにある。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記制御装置は、停車中に前記電動式倍力装置を作動している状態で前記駆動制御の正常状態と異常状態の切り替えを行い、前記正常状態での前記液圧検出装置の検出値と、前記異常状態での前記液圧検出装置の検出値とが所定値以上異なる場合に、前記車両の電源に接続された前記可変抵抗器を介する異常時電圧供給系統に異常があると判断することにある。

上記目的を達成するためになされた請求項３に係る発明の構成上の特徴は、モータの駆動力を利用してマスタシリンダの作動液を加圧する電動式倍力装置と、当該電動式倍力装置により加圧された作動液の供給により車輪に制動力を付与する制動機構と、ドライバーによって操作されるペダル装置と、当該ペダル装置の操作量を検出する操作量検出装置と、前記加圧された作動液の液圧を検出する液圧検出装置と、当該液圧検出装置の検出値と前記操作量検出装置の検出値を用いて演算処理を行い、前記モータを駆動回路を介して駆動制御する制御装置とを備えた車両用ブレーキ装置において、前記操作量と連動する前記ペダル装置の可動部の変位の増大につれて抵抗値が減少する可変抵抗器を備え、当該可変抵抗器の入力側には車両の電源が接続され出力側には前記電動式倍力装置のモータが接続され、前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路の途中に、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御が正常に機能している正常時には前記制御装置から送出される正常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を切断し、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御に異常が発生した異常時には前記制御装置から送出される異常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を導通させる切換スイッチが設けられ、前記制御装置は、停車中に前記電動式倍力装置を作動している状態で前記駆動制御の正常状態と異常状態の切り替えを行い、前記正常状態での前記液圧検出装置の検出値と、前記異常状態での前記液圧検出装置の検出値とが所定値以上異なる場合に、前記車両の電源に接続された前記可変抵抗器を介する異常時電圧供給系統に異常があると判断することにある。
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記電動式倍力装置の前記モータは１個のモータであり、前記駆動制御が正常に機能している正常時には前記モータが前記駆動回路に導通され、前記駆動制御の異常時には前記切換スイッチによって前記モータが前記可変抵抗器に導通されることにある。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記切換スイッチが、前記１個のモータに接続されたモータ側接点を、前記正常時には前記制御装置からの正常信号で励磁されるソレノイドによって、前記可変抵抗器に接続された抵抗器側接点から切離して前記駆動回路に接続された回路側接点に接続し、前記異常時には前記ソレノイドの非励磁によって機械的に、前記回路側接点から切離して前記抵抗器側接点に接続することにある。

請求項６に係る発明の構成上の特徴は、前記切換スイッチが、前記可変抵抗器に接続された抵抗器側接点を、前記正常時には前記制御装置からの正常信号で励磁されるソレノイドによって、前記副モータに接続された副モータ側接点から切離し、前記異常時には前記ソレノイドの非励磁によって機械的に、前記副モータ側接点に接続することにある。

請求項１，３に係る発明によれば、ドライバーのペダル装置の操作量に連動してペダル装置の可動部が変位し、この変位の増大（又は減少）につれて可変抵抗器の抵抗値が減少（又は増大）する。つまり、電源から可変抵抗器を介してモータに流れる電流は、操作量が大きくなるほど大きくなり、よってマスタシリンダの作動液圧が高くなり、強いブレーキ力が発生する。このようにモータ駆動によるブレーキ力の調整がドライバーのペダル操作量に連動して行われるので、操作量検出装置、液圧検出装置及び制御装置によるモータ駆動制御に異常が起きた場合でも、切換スイッチによって、可変抵抗器を介してモータと電源が接続され、ドライバーのベダル操作量に応じたブレーキ力を発生させるといったバックアップを行うことが出来る。

請求項４に係る発明によれば、電動式倍力装置がモータを１つのみ備えている場合に、切換スイッチによって異常時のモータ入力切換を行い、可変抵抗器によりドライバーの操作量に応じたブレーキ力を発生させるバックアップを行う。このバックアップ機構は、可変抵抗器と切換スイッチを用いた安価で簡単な構成なので、低コストで実現することができる。

請求項１に係る発明によれば、電動式倍力装置のモータが、主モータと副モータとで構成され、正常時には駆動回路を介して主モータが駆動され、異常時には可変抵抗器を介して副モータが駆動されるので、主モータ本体の故障時にも副モータを使用してブレーキを掛けることが出来る。従って、バックアップ機構の信頼性を向上させることが出来る。なお、副モータは異常時に使用するので、主モータに対して耐久性や静粛性、安定性などの要求値を低く設定でき、極めて安価なモータを使用すれば副モータを追加することによるコスト増加は大きな問題とならない。

請求項２，３に係る発明によれば、可変抵抗器を介した異常時のバックアップ機能に故障が発生した場合、制御装置によって事前に検知することができると共に、この異常の判定は停車中に行われるので、ドライバーが安全な状態で異常を認識することができる。

請求項５に係る発明によれば、電動式倍力装置のモータが１つの場合、正常時には制御装置による切換スイッチのソレノイドの励磁によりモータが駆動回路に接続され、異常時には、その励磁が解除されて機械的にモータが可変抵抗器に接続される。この接続は機械的に保持されるので、断線などの電気的故障に対してもブレーキの操作量に応じた制動力を保証することが出来る。

請求項６に係る発明によれば、電動式倍力装置のモータが主モータと副モータを備えている場合、正常時には制御装置による切換スイッチのソレノイドの励磁により可変抵抗器が副モータから切離されている。この場合、主モータは制御装置による駆動回路の駆動制御により作動されている。異常時には、制御装置により駆動回路による主モータの駆動制御がオフされると共に、切換スイッチのソレノイドの励磁が解除されて機械的に副モータが可変抵抗器を介して電源に接続される。この接続は機械的に保持されるので、断線などの電気的故障に対してもブレーキの操作量に応じた制動力を保証することが出来る。

第１実施形態の車両用ブレーキ装置の構成を示す図である。第１実施形態の車両用ブレーキ装置における可変抵抗器の構成を示す図である。第１実施形態の車両用ブレーキ装置における異常時切換スイッチの構成を示す図である。第２実施形態の車両用ブレーキ装置の構成を示す図である。第２実施形態の車両用ブレーキ装置における異常時切換スイッチの構成を示す図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の車両用ブレーキ装置は、図１に示すように、ドライバーが加えたブレーキペダルＢＰへの荷重を検出する荷重センサＬＳと、液圧により作動し車輪Ｗに制動力を加える制動機構Ｃと、制動機構Ｃに伝達する液圧を制御するアンチロック回路１０と、制動機構Ｃに作動液としてのブレーキオイルを供給して液圧を生じさせるマスタシリンダ３０と、マスタシリンダ３０からアンチロック回路１０を介して制動機構Ｃに伝達される液圧を検出する液圧センサＰＳと、マスタシリンダ３０にブレーキオイルを供給するマスタリザーバ３２と、ブレーキペダルＢＰの操作に応じてマスタシリンダ３０に液圧を生じさせる電動式倍力装置Ａと、荷重センサＬＳ及び液圧センサＰＳの検出結果に応じた電流を電動式倍力装置Ａに供給する制御装置Ｂと、本発明の特徴要素であり後述で詳細に説明する可変抵抗器ＶＲ１及び異常時切換スイッチＳＷ１とを備えて構成されている。

まず、制動機構Ｃは、各々の車輪Ｗ（右前車輪ＷＦＲ，左前車輪ＷＦＬ，右後車輪ＷＲＲ，左後車輪ＷＲＬ）に備えられたホイールシリンダＷＣ（ＷＣＦＲ，ＷＣＦＬ，ＷＣＲＲ，ＷＣＲＬ）と、各々のホイールシリンダＷＣの作動力により各々の車輪に摩擦力による制動力を生じさせるブレーキパッド（図示せず）から構成されている。

マスタシリンダ３０の内部には、第１及び第２マスタピストン３１が前後移動可能に備えられており、その前後移動によりアンチロック回路１０のブレーキオイルに液圧を発生させている。本例では、マスタシリンダ３０はいわゆるタンデム型に構成されており、第１マスタピストン３１の前進によって液圧が発生する第１液圧室３０ａ及び第２マスタピストン３１の前進によって液圧が発生する第２液圧室３０ｂを有している。マスタリザーバ３２は２つの流路を有しており、それぞれの流路は第１液圧室３０ａ及び第２液圧室３０ｂと連通されている。

アンチロック回路１０は、各車輪ＷがブレーキをかけたときロックしないようホイールシリンダＷＣへ供給するブレーキ液圧を自動的にコントロールして、車輪Ｗと路面間の摩擦力と車輪Ｗの回転を確保するアンチロックブレーキ制御を行うものであり、マスタシリンダ３０と接続される第１アンチロック経路１０ａ及び第２アンチロック経路１０ｂにより構成されている。第１アンチロック経路１０ａは、第１液圧室３０ａと、右後ホイールシリンダＷＣＲＲ及び左後ホイールシリンダＷＣＲＬとを連通している。第２アンチロック経路１０ｂは、第２液圧室３０ｂと、右前ホイールシリンダＷＣＦＲ及び左前ホイールシリンダＷＣＦＬとを連通している。

第１アンチロック経路１０ａはさらに第１分岐路１１ａと第２分岐路１５ａとに分岐し、それぞれが右後ホイールシリンダＷＣＲＲと左後ホイールシリンダＷＣＲＬに接続されている。第１分岐路１１ａには、連通位置と遮断位置との２位置に切換可能で常開の第１常開制御弁１２ａを設けている。また、第１常開制御弁１２ａに対して並列する位置に、右後ホイールシリンダＷＣＲＲから電動式倍力装置Ａ側へのブレーキ液の流れを許容し、逆方向の流れを禁止する第１逆止弁１４ａを設けている。一方、第２分岐路１５ａにも第１分岐路１１ａと同様に、連通位置と遮断位置との２位置に切換可能で常開の第２常開制御弁１６ａ、第２常開制御弁１６ａに対して並列する位置に、左後ホイールシリンダＷＣＲＬから電動式倍力装置Ａ側へのブレーキ液の流れを許容し、逆方向の流れを禁止する第２逆止弁１８ａを設けている。

第１分岐路１１ａの第１常開制御弁１２ａよりも右後ホイールシリンダＷＣＲＲ側から分岐された流路部分と、第２分岐路１５ａの第２常開制御弁１６ａよりも左後ホイールシリンダＷＣＲＬ側から分岐された流路部分とが合流し、第１分岐路１１ａと第２分岐路１５ａとの分岐点に接続する分岐合流路１９ａを設けている。また、分岐合流路１９ａの第１分岐路１１ａから分岐された部分には、連通位置と遮断位置とが切換可能で常閉の第１常閉制御弁１３ａを設けている。同様に、分岐合流路１９ａの第２分岐路１５ａから分岐された部分には、連通位置と遮断位置とが切換可能で常閉の第２常閉制御弁１７ａを設けている。分岐合流路１９ａにおける、第１常閉制御弁１３ａからの流路と、第２常閉制御弁１７ａからの流路との合流点から、第１分岐路１１ａと第２分岐路１５ａとの分岐点までの流路には、第３逆止弁２０ａ、液圧ポンプ２１ａ、第４逆止弁２２ａを順に設けている。液圧ポンプ２１ａは、モータＣＭにより駆動され、ブレーキ液を吐出するように構成されている。また、分岐合流路１９ａにおける、第１常閉制御弁１３ａ及び第２常閉制御弁１７ａと第３逆止弁２０ａとの間にリザーバ２３ａを設けている。

以上、アンチロック回路１０における第１アンチロック経路１０ａの構成を説明したが、第１アンチロック経路１０ａと第２アンチロック経路１０ｂとは同様の構成となっている。したがって、第２アンチロック経路１０ｂにも第１アンチロック経路１０ａと同様の部材を設けている。そのため、図面において第１液圧回路に設けた部材と同様の部材には、第１アンチロック経路１０ａにおける符号のうち「ａ」を「ｂ」に置き換えたものを付しており、第２液圧回路の詳細な説明は省略する。以下、特に区別する必要があるときを除き、符号中の「ａ」または「ｂ」を省略するものとする。

モータＣＭは、第１アンチロック経路１０ａの液圧ポンプ２１ａと第２アンチロック経路１０ｂの液圧ポンプ２１ｂとを回転駆動するように構成している。

次に、制御装置Ｂは、マイクロコンピュータを中核部材とするＥＣＵ（electronic control unit）２５と、電動式倍力装置Ａに電流を供給する駆動回路としてのモータドライバＭＤを備えて構成されている。また、ＥＣＵ２５及びモータドライバＭＤには電力を供給するバッテリＢＴが接続されている。制御装置Ｂは、後述するように車輪Ｗに加える制動力を制御する際に、電動式倍力装置ＡのモータＭ１、アンチロック回路１０の各種制御弁の制御等を行っている。また、本実施形態の車両用ブレーキ装置では、制御装置ＢはブレーキペダルＢＰの操作量を計測する荷重センサＬＳの検出値と液圧センサＰＳの検出値とを受け、ブレーキペダルＢＰの操作量に対応する電流を電動式倍力装置Ａへ供給する。

制御装置Ｂは、その電流供給に応じて回転する電動式倍力装置ＡのモータＭの回転トルクに応じてマスタシリンダ３０で加圧されるブレーキオイルの圧力を、次のようにアンチロック回路１０で制御し、各々の車輪Ｗに加わる制動力の制御を行う。車輪Ｗに制動力を加える場合、すなわち、ホイールシリンダＷＣの圧力を増圧する場合には、第１常開制御弁１２ａ等を連通位置とし、第１常閉制御弁１３ａ等を遮断位置に切り替える。一方、車輪Ｗの制動力を弱める場合、すなわち、ホイールシリンダＷＣの圧力を減圧する場合には、第１常開制御弁１２ａ等を遮断位置とし、第１常閉制御弁１３ａ等を連通位置に切り替える。他方、車輪Ｗの制動力を保持する場合、すなわち、ホイールシリンダＷＣの圧力を保持する場合には、第１常開制御弁１２ａ等と第１常閉制御弁１３ａ等とを遮断位置に切り替える。

電動式倍力装置Ａは、ハウジング１００に固定され、制御装置Ｂからの供給電流に応じて回転するモータＭ１と、モータＭ１の回転軸と一体回転するよう構成されている小平歯車４０と、小平歯車４０の歯数よりも多い歯数を有して小平歯車４０と噛合され、ハウジング１００に回転可能に支障されている大平歯車４１と、大平歯車４１と同一軸線上に設けられ、大平歯車４１の回転をマスタピストン３１の前後方向の直動に変換する直動変換機構５０と、直動変換機構５０の内部に挿入され、荷重センサＬＳ及びシャフト２７を介してブレーキペダルＢＰと接続され、ブレーキペダルＢＰの操作量に応じてマスタピストン３１の前後方向に移動可能な入力ロッド４４と、直動変換機構５０のボールネジ軸５２をマスタピストン３１の後退方向に付勢する弾性部材４６とを備えている。後述の説明では、ブレーキオイルを加圧する際のマスタピストン３１の移動方向を前方、減圧する方向を後方とする。

直動変換機構５０は、大平歯車４１に同軸線上に設けられて、ハウジング１００に軸線方向の移動を規制され、回転可能に支承されたボールネジナット５１と、ボールネジナット５１の内側に同一軸線方向に移動可能に挿通され、ハウジング１００に回転を規制され支承されたボールネジ軸５２とを備えている。ボールネジナット５１の内壁とボールネジ軸５２の外壁とには、循環する多数のボールを介して互いに螺合するボール螺子溝が形成されており、ボールネジナット５１の回転に伴い、ハウジング１００との係合で回転を規制されたボールネジ軸５２が前後方向に移動するようになっている。

ボールネジ軸５２の内側には入力ロッド４４が挿通され、この入力ロッド４４の先端には大径部４３が形成され、この大径部４３の前端面と第２マスタピストン３１の後端面が同軸線上で対向している。この第２マスタピストン３１は、ハウジング１００の開口を介してハウジング１００内に挿入されている。

通常のブレーキ操作時には、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作量に応じて入力ロッド４４がマスタシリンダ３０側に前進し、入力ロッド４４の先端の大径部４３が第２マスタピストン３１の後端部を押動することにより、第１及び第２マスタピストン３１によってマスタシリンダ３０内のブレーキオイルが加圧され、その液圧がアンチロック回路１０を介してホイールシリンダＷＣに伝達される。

また、荷重センサＬＳでブレーキ操作量に応じた荷重が検出され、その検出値に応じてＥＣＵ２５の制御によりモータドライバＭＤがモータＭ１を制御し、これによってモータＭ１が回転する。この回転に応じて小平歯車４０及び大平歯車４１を介してボールネジナット５１が回転し、この回転がボールネジ機構で直進動作に変換される。これによりボールネジ軸５２がマスタピストン３１側へ前進するので、大径部４３が第２マスタピストン３１を押動してマスタシリンダ３０内のブレーキオイルが加圧される。

次に、可変抵抗器ＶＲ１は、ブレーキペダルＢＰの先端に図２に示すように取り付けられている。即ち、ブレーキペダルＢＰの先端の可動部６１に、可変抵抗器ＶＲ１の可変接点６２が取り付けられ、この可変接点６２が抵抗部６３に対して移動可能な状態となっている。抵抗部６３は所定長の抵抗体の一端が、バッテリＢＴの接続されたバッテリ側端子Ｔ１に接続され、他端が、抵抗部６３を車体から絶縁するための絶縁部Ｔ２に接続されている。

可動部６１は、ブレーキペダルＢＰのブレーキ操作量に連動して矢印Ｙ１又はＹ２方向に変位し、この変位の大きさに応じて可変接点６２が抵抗部６３のバッテリ側端子Ｔ１側又は絶縁部Ｔ２側に移動するようになっている。ブレーキ操作量が大きい場合は、大きいほどに可動部６１が矢印Ｙ１方向に変位し、この変位に応じて可変接点６２がバッテリ側端子Ｔ１側に移動して抵抗値が小さくなる。この抵抗値が小さくなると、バッテリＢＴから可変抵抗器ＶＲ１及び異常時切換スイッチＳＷ１を介してモータＭ１に供給される電流値が大きくなる。この電流値が大きい分、モータＭ１のトルクが大きくなってマスタシリンダ３０のブレーキオイルの加圧が強くなり、この液圧がアンチロック回路１０を介してホイールシリンダＷＣに伝達されて、強いブレーキ力が発生する。

この逆に、ブレーキ操作量が小さい場合、小さいほどに可動部６１が矢印Ｙ２方向に変位し、この変位に応じて可変接点６２が絶縁部Ｔ２側に移動して抵抗値が大きくなる。この抵抗値が大きくなると、モータＭ１に流れる電流値が小さくなるので、モータＭ１のトルクが小さくなってブレーキオイルの加圧が弱くなり、この場合、弱いブレーキ力が発生する。

次に、異常時切換スイッチＳＷ１は、図３に示すように、モータＭ１が接続されたモータ側端子Ｔ１１と、モータドライバＭＤに接続されたドライバ側端子Ｔ１２と、可変抵抗器ＶＲ１に接続された抵抗器側端子Ｔ１３と、モータ側端子Ｔ１１に一端が接続され、他端がドライバ側端子Ｔ１２と抵抗器側端子Ｔ１３との間を自在に可動する長尺形状の可動接点６５とを有する。更に、一端が異常時切換スイッチＳＷ１の内壁に固定され、他端が可動接点６５に固定された張力バネ６６と、ＥＣＵ２５からの正常信号で励磁され、ＥＣＵ２５の異常検出状態によって非励磁となるソレノイド６７とを備えて構成されている。

この異常時切換スイッチＳＷ１は、荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５等が正常時には、ＥＣＵ２５からの正常信号でソレノイド６７が励磁され、この励磁により可動接点６５がソレノイド６７の側に引き付けられてドライバ側端子Ｔ１２に当接状態となる。これによりモータＭ１がモータドライバＭＤに接続される。一方、荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５によるモータＭ１の駆動制御の異常時には、ソレノイド６７が非励磁となり、これによって可動接点６５が張力バネ６６の張力で引っ張られて抵抗器側端子Ｔ１３に当接状態となる。この場合、モータＭ１が可変抵抗器ＶＲ１に接続される。従って、モータＭ１が可変抵抗器ＶＲ１を介してバッテリＢＴに接続される。

このバッテリＢＴに接続された場合、可変抵抗器ＶＲ１は、上述した通り、その抵抗値がブレーキ操作量に連動した値となっているので、この抵抗値に応じた電流がモータＭ１に流れ、モータＭ１はその電流に応じたトルクを発生する。更に、そのトルクに応じた圧力で第１及び第２マスタピストン３１がマスタシリンダ３０内のブレーキオイルを加圧するので、液圧に応じたブレーキ力が発生する。

このような構成の車両用ブレーキ装置において、荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５が正常時には、ドライバーによりブレーキペダルＢＰが踏み込み操作されると、入力ロッド４４がその踏力に応じて前進し、荷重センサＬＳでその踏力に応じた荷重が検出され、また、液圧センサＰＳでマスタシリンダ３０の液圧が検出され、これら検出値がＥＣＵ２５へ送信される。

ＥＣＵ２５は、荷重センサＬＳの検出値に応じた制動力を生じさせるために、モータドライバＭＤに対して荷重センサＬＳの検出値及び液圧センサＰＳからフィードバックされた検出値に応じた電流を電動式倍力装置ＡのモータＭ１に供給する制御を行う。この制御によりモータＭ１が所定方向に回転する。これによって小平歯車４０がモータＭ１の回転量と同じだけ回転する。このとき、小平歯車４０と噛合する大平歯車４１も、小平歯車４０の回転に伴い回転し、この回転に応じてボールネジナット５１が回転し、ボールネジ軸５２がマスタピストン３１側に前進する。これによって、大径部４３が第２マスタピストン３１を押動してマスタシリンダ３０に生じた液圧がアンチロック回路１０を介してホイールシリンダＷＣに供給され、その液圧により車輪Ｗに制動力が付与される。

また、可変抵抗器ＶＲ１においては、ブレーキペダルＢＰの先端に取り付けられた可動部６１が、上記のブレーキペダルＢＰが踏み込み操作された際のブレーキ操作量に連動して矢印Ｙ１方向に変位し、この変位の大きさに応じて可変接点６２が抵抗部６３のバッテリ側端子Ｔ１側に移動し、抵抗値が小さい状態となっている。

この抵抗値の状態は、当該抵抗値の可変抵抗器ＶＲ１を介してバッテリＢＴから電流がモータＭ１に供給された際に、現在正常時にモータドライバＭＤによるモータＭ１の制御で得られているブレーキ力と、同等のブレーキ力を発生するためのモータＭ１のトルクを生成可能な状態である。

従って、ここで荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５の何れか１つが異常となった場合、ＥＣＵ２５からの正常信号がオフとなってソレノイド６７が非励磁となり、これにより可動接点６５が張力バネ６６の張力で引っ張られて抵抗器側端子Ｔ１３に当接状態となり、モータＭ１が可変抵抗器ＶＲ１を介してバッテリＢＴに接続される。この時、可変抵抗器ＶＲ１は、上記のようなブレーキ操作量に連動した抵抗値となっているので、この抵抗値に応じた電流がモータＭ１に流れ、モータＭ１はその電流に応じたトルクを発生する。このトルクに応じた液圧がマスタシリンダ３０から供給され、この液圧に応じたブレーキ力が発生する。

従って、上記の異常時に、異常時切換スイッチＳＷ１を切り替えるだけで、即時ブレーキ操作量に応じたブレーキ力を発生させるといったバックアップを行うことが出来る。また、異常時切換スイッチＳＷ１の切り替えは、張力バネ６６によって機械的に行われるので、ブレーキ操作量に応じたブレーキ力を確実に掛けることが出来る。

また、電動式倍力装置Ａの１つのモータＭ１をそのまま使用して、上記の異常時に可変抵抗器ＶＲ１の抵抗値に応じたブレーキ力を発生させるバックアップを行うので、このバックアップ機構は、可変抵抗器ＶＲ１と異常時切換スイッチＳＷ１を追加するだけの安価で簡単な構成となり、低コストで実現することができる。

（第２実施形態）
図４に示す本発明の第２実施形態の車両用ブレーキ装置が、第１実施形態の車両用ブレーキ装置と異なる点は、電動式倍力装置Ａに主モータとしてのモータＭ１の他に非常用モータＭ２を備え、また、異常時切換スイッチＳＷ２を図５に示す構成とし、この異常時切換スイッチＳＷ２の異常時の切り替えと同時に、ＥＣＵ２５の制御に応じたモータドライバＭＤのモータ制御が停止するようにした点にある。

非常用モータＭ２は、モータＭ１と同様に、非常用モータＭ２の回転軸と一体回転する小平歯車４０を備え、この小平歯車４０が大平歯車４１と噛合している。従って、非常用モータＭ２の回転に応じて小平歯車４０を介して大平歯車４１が回転し、この回転が直動変換機構５０においてマスタピストン３１の前後方向の直動に変換される。そして、マスタピストン３１によってマスタシリンダ３０内のブレーキオイルが加圧され、その液圧がアンチロック回路１０を介してホイールシリンダＷＣに伝達される。

異常時切換スイッチＳＷ２は、図５に示すように、可変抵抗器ＶＲ１に接続された抵抗器側端子Ｔ１３と、何も接続されていない固定端子Ｔ１４と、非常用モータＭ２に接続された非常用モータ側端子Ｔ１５と、抵抗器側端子Ｔ１３に一端が接続され、他端が固定端子Ｔ１４と非常用モータ側端子Ｔ１５との間を自在に可動する可動接点６５とを有する。更に、一端が異常時切換スイッチＳＷ２の内壁に固定され、他端が可動接点６５に固定された張力バネ６６と、ＥＣＵ２５からの正常信号で励磁され、ＥＣＵ２５の異常検出状態によって非励磁となるソレノイド６７とを備えて構成されている。

この異常時切換スイッチＳＷ２は、荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５が正常時には、ＥＣＵ２５からの正常信号でソレノイド６７が励磁され、この励磁により可動接点６５が引き付けられて固定端子Ｔ１４に当接状態となる。これにより非常用モータＭ２がバッテリＢＴから切離された状態となる。一方、荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５によるモータＭ１の駆動制御の異常時には、ＥＣＵ２５の異常検出でソレノイド６７が非励磁となり、これによって可動接点６５が張力バネ６６の張力で引っ張られて非常用モータ側端子Ｔ１５に当接状態となる。この場合、非常用モータＭ２が可変抵抗器ＶＲ１に接続される。従って、非常用モータＭ２が可変抵抗器ＶＲ１を介してバッテリＢＴに接続される。

但し、ＥＣＵ２５が荷重センサＬＳ又は液圧センサＰＳの異常を検出又はＥＣＵ２５自体が異常時の場合、ソレノイド６７を非励磁とすると共に、モータドライバＭＤのモータ制御をオフとする。従って、モータＭ１は停止する。

また、上記のように、非常用モータＭ２が可変抵抗器ＶＲ１を介してバッテリＢＴに接続された場合、可変抵抗器ＶＲ１は、前述の通り、その抵抗値がブレーキ操作量に連動した値となっているので、この抵抗値に応じた電流が非常用モータＭ２に流れ、それに応じたトルクを発生する。この場合、そのトルクに応じた圧力でマスタシリンダ３０のブレーキオイルが加圧されるので、それに応じたブレーキ力が発生する。

このような第２実施形態の車両用ブレーキ装置において、荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５が正常時には、異常時切換スイッチＳＷ２により非常用モータＭ２が未接続状態となっており、この際、ブレーキ操作量に応じたＥＣＵ２５の制御によるモータドライバＭＤのモータ制御によってモータＭ１が制御される。この制御によりモータＭ１が所定方向に回転し、マスタシリンダ３０でブレーキオイルが加圧されて発生した液圧がアンチロック回路１０を介してホイールシリンダＷＣに供給され車輪Ｗにブレーキ力が付与される。

この抵抗値の状態は、当該抵抗値の可変抵抗器ＶＲ１を介してバッテリＢＴから電流が非常用モータＭ２に供給された際に、現在正常時にモータドライバＭＤによるモータＭ１の制御で得られているブレーキ力と、同等のブレーキ力を発生するための非常用モータＭ２のトルクを生成可能な状態である。

従って、ここで荷重センサＬＳ、液圧センサＰＳ及びＥＣＵ２５の何れか１つが異常となった場合、ＥＣＵ２５の異常検出によりソレノイド６７が非励磁となり、これにより可動接点６５が張力バネ６６の張力で引っ張られて非常用モータ側端子Ｔ１５に当接状態となり、非常用モータＭ２が可変抵抗器ＶＲ１を介してバッテリＢＴに接続される。この際、ＥＣＵ２５によりモータドライバＭＤによるモータ制御はオフとされ、モータＭ１は停止状態となる。

また、可動接点６５が非常用モータ側端子Ｔ１５に当接状態となった場合、可変抵抗器ＶＲ１は、上記のようなブレーキ操作量に連動した抵抗値となっているので、この抵抗値に応じた電流が非常用モータＭ２に流れ、非常用モータＭ２はその電流に応じたトルクを発生する。このトルクに応じた圧力でマスタシリンダ３０内のブレーキオイルが加圧され、それに応じたブレーキ力が発生する。

従って、上記の異常時に、異常時切換スイッチＳＷ２を切り替えるだけで、即時ブレーキ操作量に応じたブレーキ力を発生させるといったバックアップを行うことが出来る。また、異常時切換スイッチＳＷ２の切り替えは、張力バネ６６によって機械的に行われるので、ブレーキ操作量に応じたブレーキ力を確実に掛けることが出来る。

なお、非常用モータＭ２は、後述のように異常時にのみ使用するので、主モータＭ１のように耐久性や静粛性、安定性などの機能が必要なく、極めて安価なモータが使用できるので、この非常用モータＭ２を追加することによるコストアップはさほど大きな問題とならない。従って、電動式倍力装置Ａに主モータＭ１の他に、バックアップ用の非常用モータＭ２を設けても、本実施形態に係る車両用ブレーキ装置を低コストで実現することができる。

第１又は第２の実施形態において、ＥＣＵ２５は、車両の停車中に電動式倍力装置Ａを作動している際に正常状態と異常状態とを切り換え、正常状態にてモータＭ１の作動でブレーキオイルが加圧された際の液圧センサＰＳの検出値と、異常状態にてモータＭ１又は非常用モータＭ２の作動でブレーキオイルが加圧された際の液圧センサＰＳの検出値とが所定値以上異なる場合に、可変抵抗器ＶＲ１を介した異常時のバックアップ用の経路に異常があると判断するようにしてもよい。このチェックは停車中に行われるので、バックアップ機能（第２実施形態では非常用モータＭ２を含む。）の正常、異常を容易かつ安全にチェックすることができる。

以上説明した本実施形態の車両用ブレーキ装置は、例えば、本特許出願人の特許出願である特願２００９−２２４３２５の明細書に記載された所謂ブレーキバイワイヤ方式のブレーキ装置にも適用可能である。

なお、異常時切換スイッチＳＷ１，ＳＷ２は前述のものに限定されない。例えば、前述の異常時切換スイッチＳＷ１に代えて、バッテリＢＴとモータドライバＭＤとの間を導通させる第１スイッチと、バッテリＢＴと可変抵抗器ＶＲ１との間を導通させる第２スイッチとを用いてもよい。また、前述の異常時切換スイッチＳＷ２に代えて、バッテリＢＴと可変抵抗器ＶＲ１との間を導通させるスイッチを用いてもよい。異常時切換スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、モータＭ１の駆動制御の異常時にバッテリＢＴから可変抵抗器ＶＲ１を介して各々モータＭ１，Ｍ２に至る経路を導通させるものであればよい。その他、バッテリＢＴからの電源ラインにコンバータ等を設けてもよいことはいうまでもない。

Ａ…電動式倍力装置、Ｂ…制御装置、ＢＰ…ブレーキペダル、Ｃ…制動機構、Ｍ１…モータ、Ｍ２…非常用モータ、ＶＲ１…可変抵抗器、ＳＷ１，ＳＷ２…異常時切換スイッチ、ＭＤ…モータドライバ、ＬＳ…荷重センサ、ＰＳ…液圧センサ、Ｗ…車輪、ＷＣ…ホイールシリンダ、１０…液圧回路、２５…ＥＣＵ、２７…シャフト、３０…マスタシリンダ、３１…マスタピストン、４０…小平歯車、４１…大平歯車、４３…出力ピストン、４４…入力ロッド、５０…直動変換機構、５１…ボールネジナット、５２…ボールネジ軸、１００…ハウジング。

Claims

モータの駆動力を利用してマスタシリンダの作動液を加圧する電動式倍力装置と、当該電動式倍力装置により加圧された作動液の供給により車輪に制動力を付与する制動機構と、ドライバーによって操作されるペダル装置と、当該ペダル装置の操作量を検出する操作量検出装置と、前記加圧された作動液の液圧を検出する液圧検出装置と、当該液圧検出装置の検出値と前記操作量検出装置の検出値を用いて演算処理を行い、前記モータを駆動回路を介して駆動制御する制御装置とを備えた車両用ブレーキ装置において、
前記操作量と連動する前記ペダル装置の可動部の変位の増大につれて抵抗値が減少する可変抵抗器を備え、
当該可変抵抗器の入力側には車両の電源が接続され出力側には前記電動式倍力装置のモータが接続され、
前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路の途中に、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御が正常に機能している正常時には前記制御装置から送出される正常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を切断し、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御に異常が発生した異常時には前記制御装置から送出される異常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を導通させる切換スイッチが設けられ、
前記電動式倍力装置の前記モータは、主モータと副モータとで構成され、前記主モータは前記駆動回路に接続され、前記駆動制御の正常時に前記駆動回路によって駆動され、前記副モータは前記可変抵抗器を介する経路に接続され、前記切換スイッチにより前記駆動制御の正常時には前記経路は切断され、前記駆動制御の異常時には前記経路が導通されて前記可変抵抗器からの出力による前記副モータの駆動が可能となる車両用ブレーキ装置。
前記制御装置は、停車中に前記電動式倍力装置を作動している状態で前記駆動制御の正常状態と異常状態の切り替えを行い、前記正常状態での前記液圧検出装置の検出値と、前記異常状態での前記液圧検出装置の検出値とが所定値以上異なる場合に、前記車両の電源に接続された前記可変抵抗器を介する異常時電圧供給系統に異常があると判断する請求項１に記載の車両用ブレーキ装置。
モータの駆動力を利用してマスタシリンダの作動液を加圧する電動式倍力装置と、当該電動式倍力装置により加圧された作動液の供給により車輪に制動力を付与する制動機構と、ドライバーによって操作されるペダル装置と、当該ペダル装置の操作量を検出する操作量検出装置と、前記加圧された作動液の液圧を検出する液圧検出装置と、当該液圧検出装置の検出値と前記操作量検出装置の検出値を用いて演算処理を行い、前記モータを駆動回路を介して駆動制御する制御装置とを備えた車両用ブレーキ装置において、
前記操作量と連動する前記ペダル装置の可動部の変位の増大につれて抵抗値が減少する可変抵抗器を備え、
当該可変抵抗器の入力側には車両の電源が接続され出力側には前記電動式倍力装置のモータが接続され、
前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路の途中に、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御が正常に機能している正常時には前記制御装置から送出される正常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を切断し、前記操作量検出装置、前記液圧検出装置および前記制御装置による駆動制御に異常が発生した異常時には前記制御装置から送出される異常信号に応じて前記電源から前記可変抵抗器を介して前記モータに至る経路を導通させる切換スイッチが設けられ、
前記制御装置は、停車中に前記電動式倍力装置を作動している状態で前記駆動制御の正常状態と異常状態の切り替えを行い、前記正常状態での前記液圧検出装置の検出値と、前記異常状態での前記液圧検出装置の検出値とが所定値以上異なる場合に、前記車両の電源に接続された前記可変抵抗器を介する異常時電圧供給系統に異常があると判断する車両用ブレーキ装置。
前記電動式倍力装置の前記モータは１個のモータであり、前記駆動制御が正常に機能している正常時には前記モータが前記駆動回路に導通され、前記駆動制御の異常時には前記切換スイッチによって前記モータが前記可変抵抗器に導通される請求項３に記載の車両用ブレーキ装置。
前記切換スイッチが、前記１個のモータに接続されたモータ側接点を、前記正常時には前記制御装置からの正常信号で励磁されるソレノイドによって、前記可変抵抗器に接続された抵抗器側接点から切離して前記駆動回路に接続された回路側接点に接続し、前記異常時には前記ソレノイドの非励磁によって機械的に、前記回路側接点から切離して前記抵抗器側接点に接続する請求項４に記載の車両用ブレーキ装置。
前記切換スイッチが、前記可変抵抗器に接続された抵抗器側接点を、前記正常時には前記制御装置からの正常信号で励磁されるソレノイドによって、前記副モータに接続された副モータ側接点から切離し、前記異常時には前記ソレノイドの非励磁によって機械的に、前記副モータ側接点に接続する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用ブレーキ装置。