JPH11301461A

JPH11301461A - ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH11301461A
Application number: JP10331109A
Authority: JP
Inventors: Eiji Yagi; 英治八木
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成によりペダル踏力とアクチュエー
タとの２系統の入力に応じてブレーキ圧を高い精度で制
御できるようにして、回生ブレーキ装置を備えた車両に
搭載するのに好適なブレーキ装置を提供すること。【解決手段】運転者の制動操作力が入力される入力部
材ａと、この入力部材ａに連動されてシリンダｂ内をス
ライドして圧力室ｃの容積を変動させるピストン弁ｄ
と、このピストン弁ｄに、前記制動操作力が作用するの
と同じ方向に推力を与えるアクチュエータｅと、圧力室
ｃとホイルシリンダｆとを結ぶブレーキ回路ｇと、入力
部材ａに入力される操作力を検出する入力センサｈと、
入力手段としてこの入力センサｈを含み、入力手段の検
出に基づいて前記アクチュエータｅを駆動させるコント
ロールユニットｊとを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキ装置に関
し、特に、制動時に運動エネルギを電気エネルギに変換
して回収する回生ブレーキを備えた車両に搭載するのに
好適なブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブレーキ装置としては、例えば、
特開昭６３−５０８６４号公報記載の倍力比例制御装置
（第１従来技術）や、特開平６−２８６５９２号公報記
載のブレーキ装置（第２従来技術）やあるいは特開平４
−８７８６７号公報記載のブレーキ装置（第３従来技
術）のように運転者のブレーキ操作の有無にかかわらず
各輪のブレーキ圧を任意に制御するようにした装置が知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、地球
環境の改善策の１つとしてＣＯ2 の排出量の低減が図ら
れており、これを達成するために車両の推進装置として
電力により駆動するものが提案されている。そして、こ
のような電力駆動の車両にあっては、減速時に、回生ブ
レーキ装置により車両の運動エネルギを電気エネルギと
して回収し、駆動力として再利用するることが成されて
いる。

【０００４】このような車両にあっては、運転者が減速
にあたり制動操作を行っている時に上記回生ブレーキに
よるエネルギ回収が行われると、実質的な制動力が変化
してしまい、運転者は制動操作量と制動力とが一致しな
い違和感を感じるという問題があった。

【０００５】上述の第１従来技術は単なる倍力装置であ
り、上述の問題を解決することはできない。一方、上述
の第２従来技術および第３従来技術は、アクチュエータ
の駆動を制御することによりブレーキ圧を任意に制御す
る技術であるから、この従来技術を用いて、その制御手
段が、回生ブレーキ装置を作動させた時に、回生ブレー
キ装置により得られる制動力の分だけブレーキ圧を減圧
させる制御を実行するようにすれば、制動操作量に対す
るトータルの制動力が変化せず、運転者が違和感を感じ
ないようにすることは可能である。

【０００６】しかしながら、上述の第２・第３従来技術
を用いて、回生ブレーキ装置の作動時にブレーキ圧を制
御する構成としても、以下に述べるような解決すべき課
題が残るものであった。1) 第２・第３従来技術は、各
輪のホイルシリンダに対して複数の制御弁が必要であり
構造が複雑になり、装置の大型化やコストアップを招
く。2) 第２・第３従来技術は、ブレーキ圧の制御を行
う時にはマスタシリンダとホイルシリンダとを結ぶブレ
ーキ回路を遮断するため、ホイルシリンダ側の負荷情報
が得られなくなり、ホイルシリンダ側の負荷の変化に応
じた精度の高い制御を行うことができない。

【０００７】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、簡単な構成によりペダル踏力とアクチ
ュエータとの２系統の入力に応じてブレーキ圧を高い精
度で制御できるようにして、回生ブレーキ装置を備えた
車両に搭載するのに好適なブレーキ装置を提供すること
を第１の目的とする。さらに、本発明は、上述の第１の
目的を達成するのに加えて制御応答性の向上を図ること
を第２の目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のブレーキ装置は、図１のクレーム対応図
（ａ）に示すように、運転者の制動操作力が入力される
入力部材ａと、この入力部材ａに連動されてシリンダｂ
内をスライドして圧力室ｃの容積を変動させるピストン
弁ｄと、このピストン弁ｄに、前記制動操作力が作用す
るのと同じ方向に推力を与えるアクチュエータｅと、前
記圧力室ｃとホイルシリンダｆとを結ぶブレーキ回路ｇ
と、前記入力部材ａに入力される操作力を検出する入力
センサｈと、入力手段としてこの入力センサｈを含み、
入力手段の検出に基づいて前記アクチュエータｅを駆動
させるコントロールユニットｊと、を備えていることを
特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、図１（ａ）に示
す請求項１記載のブレーキ装置において、前記コントロ
ールユニットｊは、回生ブレーキ装置で発生する制動力
を求める回生制動力演算手段ｋを有し、前記コントロー
ルユニットｊが、運転者が制動操作を行っている時に、
同時に回生ブレーキ装置が作動した場合には、回生ブレ
ーキによる制動力分をホイルシリンダｆにおいて発生し
ている制動力から減じるべく制御圧力を低減させるよう
アクチュエータｅの駆動力を低減させる制御を実行する
よう構成した。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載のブレーキ装置において、前記ピストン弁ｄある
いは入力部材ａの外側に外筒ｍが軸方向に移動可能に装
着されているとともに、この外筒ｍのピストン弁ｄに対
する操作力入力方向を規制するストッパｎ，ｎ２がピス
トン弁ｄに設けられ、前記アクチュエータｅが、前記外
筒ｍに対して軸方向に駆動力を与える電動機で構成され
ていることを特徴とする。なお、図１（ａ）は外筒ｍを
ピストン弁ｄの外側に装着した例を示し、図１（ｂ）は
外筒ｍ２を入力部材ａの外側に装着した例を示してい
る。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２記載のブレーキ装置において、図１（ｃ）に示すよう
に、前記ピストン弁ｄあるいは入力部材ａの外側に外筒
ｍ２が軸方向に移動可能に装着されているとともに（図
においては入力部材ａの外側に装着している状態を示し
ている）、この外筒ｍ２のピストン弁ｄに対する操作力
入力方向を規制するストッパｎ２がピストン弁ｄに設け
られ、前記アクチュエータｅを構成する電動機と前記外
筒ｍ２との間に、外筒に対して軸方向に駆動力を与える
駆動伝達機構ｊが設けられていることを特徴とする。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項４記載の
ブレーキ装置において、前記駆動伝達機構ｊが、前記外
筒の外表面に形成された螺旋溝と、この螺旋溝に係合し
たボールを内周に有し、軸方向の移動を規制されている
とともに入力部材の軸心を中心に回転可能に支持された
ナット部と、このナット部と電動機との間で駆動力の伝
達を行う伝達機構とを備えていることを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明では、運転者が制動操作を
行うと、入力部材ａに制動操作力が入力され、この操作
入力Ａがピストン弁ｄに伝達され、このピストン弁ｄが
摺動する。また、この入力部材ａの操作入力Ａは、直ち
に入力センサｈにより検出され、この検出値を含む入力
手段の検出に基づいて、コントロールユニットｊがアク
チュエータｅを駆動させる。

【００１４】したがって、ピストン弁ｄには前記操作入
力Ａに加えてアクチュエータｅの駆動力による推力Ｂも
入力され、ピストン弁ｄは、操作入力Ａと推力Ｂとの合
力により圧力室ｃを圧縮して制御圧力Ｃを形成し、この
制御圧力Ｃがブレーキ回路ｇを介してホイルシリンダｆ
に供給され、ホイルシリンダｆにおいて制動力が生じ
る。

【００１５】この制動力は、ピストン弁ｄの摺動量によ
り決定されものであり、また、この摺動量は、入力部材
ａからの操作入力Ａとアクチュエータｅからの推力Ｂと
の合力により決定されるものであるから、運転者の制動
操作力のみに基づいて圧力室ｃにおいて発生する圧力よ
りも高い制御圧力Ｃがホイルシリンダｆに供給されるも
のであり、推力Ｂを制御することにより所望の倍力機能
が得られる。なお、この倍力機能の特性は、入力部材ａ
に入力される制動操作力に対してアクチュエータｅの駆
動力をどのように設定するかにより任意に設定すること
ができる。

【００１６】運転者が制動操作時に、同時に回生ブレー
キ装置を作動させた場合、アクチュエータｅの駆動力を
低減させれば、制御圧力Ｃが低下し、ホイルシリンダｆ
において発生している制動力を低減させて、トータルの
制動力を一定させることが可能である（請求項２）。

【００１７】また、ホイルシリンダ圧の変動は、圧力室
ｃの制御圧力Ｃの変動として表れ、この圧力室ｃの制御
圧力Ｃの変動は、ピストン弁ｄの位置の変動、すなわ
ち、アクチュエータｅならびに入力部材ａに対する反力
として表れる。したがって、ホイルシリンダｆにおける
負荷の変化は、常時、アクチュエータｅの駆動状態でモ
ニタすることができる。

【００１８】運転者が制動操作を行っていないのに制動
力を発生させる自動ブレーキ時は、コントロールユニッ
トｊの制御に基づいてアクチュエータｅを駆動させる。
これによりアクチュエータｅの推力Ｂがピストン弁ｄに
入力され、ピストン弁ｄがストロークして推力Ｂに応じ
た制御圧力Ｃがホイルシリンダｆに供給される。

【００１９】異常の発生によりアクチュエータｅが駆動
しなくなった時には、運転者の制動操作力が入力部材ａ
に入力されると、入力部材ａは、ピストン弁ｄを直接押
してストロークさせ、その操作入力Ａに応じた制御圧力
Ｃがホイルシリンダｆに供給される。このように、アク
チュエータｅなどに異常が発生しても、制動力を発生さ
れることができる。

【００２０】請求項４記載の発明では、アクチュエータ
ｅを駆動させると、その駆動力が駆動機構ｊを介して外
筒ｍ２に入力され、このアクチュエータの推力Ｂおよび
入力部材ａからの操作入力Ａとの合力により制御圧力Ｃ
を形成する。この構成の場合、アクチュエータｅが入力
部材ａおよび外筒ｍ２と同軸上に設けられていないた
め、その慣性モーメントを低く抑えることができ、これ
により制御応答性の向上を図ることができる。また、ア
クチュエータｅとしては、既存の電動機を用いることが
できる。

【００２１】請求項５記載の発明では、アクチュエータ
ｅを駆動させると、その駆動力が駆動機構ｊを介して、
ナット部に入力され、この入力によりナットが回転し、
このナット部の内周と外筒ｍ２の外表面に形成された螺
旋溝との相対変位に基づき、外筒ｍ２が軸方向に変位し
て、ピストン弁ｄを押す。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。（実施の形態１）図２は実施の形態１のブレーキ装置の
全体図である。図においてＷＣはホイルシリンダであ
り、２つ１組のホイルシリンダＷＣがそれぞれ第１ブレ
ーキ回路１および第２ブレーキ回路２を介して液圧制御
アクチュエータＰＡに接続されている。また、この液圧
制御アクチュエータＰＡに設けられている後述する電動
機２６の駆動は、コントロールユニット８０により制御
される。

【００２３】以下に、図３の断面図に基づいて液圧制御
アクチュエータＰＡの構成を説明する。この液圧制御ア
クチュエータＰＡは、図外のブレーキペダルに連結され
たプッシュロッド２３に入力された操作力を伝達する操
作力伝達機構２２と、この操作力伝達機構２２が伝達す
る操作入力Ｆｐに推力Ｆｓを付加する電動機２６と、こ
の電動機２６による推力Ｆｓと操作入力Ｆｐとに応じた
制御液圧を形成し、その制御液圧を各ブレーキ回路１，
２に出力する液圧制御機構２４を備えている。

【００２４】前記操作力伝達機構２２は、カップ状のケ
ース２１に図中左右方向である軸方向に摺動自在に設け
られて前記プッシュロッド２３の先端部に連結されたピ
ストン軸３９と、このピストン軸３９の先端部に一体に
形成されたピストン弁２９とから構成されている。

【００２５】前記液圧制御機構２４は、筒状のボディ２
７と、このボディ２７の一端部に設けられたリザーバタ
ンク２８と、前記ボディ２７に形成されたシリンダ穴２
７ａを第１出力室１１と第２出力室１２とに画成して前
記ピストン弁２９の前方に配置されたフリーピストン３
０と、このフリーピストン３０を中立位置に付勢するス
プリング３１ａ，３１ｂとを備えている。そして、液圧
制御機構２４は、前記ピストン軸３９の摺動位置に応じ
て前記ピストン弁２９とフリーピストン３０とが油路を
開閉するとともに、第１・第２出力室１１，１２の容積
を縮めることにより、ホイルシリンダＷＣのブレーキ液
圧を制御するよう構成されている。

【００２６】前記電動機２６は、前記ケース２１の内周
面に固定された円筒状のステータ３２と、このステータ
３２の内周側に回転自在に設けられたロータ３３とを備
えている。このロータ３３は、内周に円筒状のボールね
じケース３４を有した肉厚の円板形状に形成され、ボー
ルねじケース３４を介して前後のベアリング３５ａ，３
５ｂにより回転自在に支持されている。

【００２７】前記ボールねじケース３４の内周に、ボー
ルねじ機構２５が設けられている。このボールねじ機構
２５は、前記ボールねじケース３４の内周面に螺旋状に
形成されたボール雌ねじ溝３８と、ピストン軸３９の外
周に結合された外筒４０の外周にボール雌ねじ溝３８と
対向して形成されたボール雄ねじ溝４１と、両ねじ溝３
８，４１の間に転動自在に介装された鋼鉄製のボール４
４とから構成されている。

【００２８】さらに、前記ボールねじケース３４の後端
部の外周面には、筒状のコンミュテータ３６が装着され
ている。このコンミュテータ３６は、ロータ３３の外周
に巻装されたコイル５０に接続されている一方、その外
周面には、前記コントロールユニット８０に図外のハー
ネスを介して接続された導通スプリング３７ａ，３７ｂ
を介して導通された給電接触子としてのブラシ３６ａ，
３６ｂが弾接されている。すなわち、コントロールユニ
ット８０からの通電が導通スプリング３７ａ，３７ｂ、
ブラシ３６ａ，３６ｂ、コンミュテータ３６を介してコ
イル５０に入力される。

【００２９】なお、前記外筒４０は、ピストン軸３９と
軸方向に移動自在に装着され、ピストン軸３９には、前
記外筒４０の先端が突き当たる段部４３が形成されてい
る。また、この段部４３がストッパ４２の内周に突き当
たることで、ピストン弁２９およびピストン軸３９の図
中右方向の移動が規制されるよう構成されている。

【００３０】また、前記外筒４０の内周には、前記プッ
シュロッド２３への入力（操作入力Ｆｐ）を検出する入
力センサ８１が設けられている。図２に示すように、こ
の入力センサ８１ならびに車輪の近傍に設けられて車輪
速を検出する車輪速センサ８２がコントロールユニット
８０に接続されている。

【００３１】前記コントロールユニット８０は、図４の
ブロック図に示すとおり、ホイルシリンダ圧を制御すべ
く前記電動機２６の作動を制御するブレーキ制御部８３
と、少なくとも電力により駆動する推進装置を含む駆動
源の駆動をコントロールする部分であって、減速時に運
動エネルギを電気エネルギとして回収する回生ブレーキ
をコントロールする駆動制御部８４とを有している。

【００３２】前記駆動制御部８４は、車輪速センサ８２
からの信号に基づいて減速度を検出する減速度演算部８
４ａと、この減速度演算部８４ａで得られた減速度なら
びに後述するブレーキ圧力に基づいて目標とする回生量
を演算する回生制動力演算部８４ｂと、を備えている。

【００３３】また、前記ブレーキ制御部８３は、入力セ
ンサ８１において検出される運転者によるブレーキペダ
ル踏力（操作入力Ｆｐ）に応じたホイルシリンダ圧力を
演算するシリンダ圧力演算部８３ａと、電動機２６にお
ける駆動電流検出に基づいて電動機２６から与える推力
Ｆｓを演算する電動機出力トルク演算部８３ｂと、この
電動機出力トルク演算部８３ｂで得られた推力Ｆｓおよ
び回生制動力演算部８４ｂで得られた目標回生量に基づ
いて、運転者の制動操作に応じた制動力から回生ブレー
キにより生じる制動力に相当する分を減らす量である目
標減圧量（目標電流）を演算する減圧演算部８３ｃと、
現在の電動機２６における駆動電流と目標電流との差を
求める目標電流計算部８３ｄと、この目標電流計算部８
３ｄにおいて得られた電流差に応じて電動機２６を駆動
させる電動機駆動回路８３ｅとを備えている。ちなみ
に、図６に示すように、電動機２６の出力トルクＴＭ
は、電流Ｉｓに比例している。

【００３４】さらに、本実施の形態では、入力センサ８
１からの入力信号の所定周波数帯成分を除去するバンド
パスフィルタ８３ｍ、ならびにこの入力信号の位相を所
定角だけ進ませる位相進角シフト部８３ｎとが設けら
れ、かつ、電動機駆動電流の入力信号の所定周波数帯成
分を除去するバンドパスフィルタ８３ｐとが設けられて
いる。これらのバンドパスフィルタ８３ｍ，８３ｐは、
操作入力Ｆｐからの高周波ノイズを除去し、後述する油
圧負荷を反映する電動機電流の高周波ノイズを除去し、
油圧負荷からのパルス的なショックを軽減し、操作感に
影響の大きい操作入力Ｆｐからの特定の周波数範囲を選
択的に通過させるよう構成されている。また、位相進角
シフト部８３ｎ、操作入力Ｆｐの入力位相を進めること
により特定の周波数範囲で入出力応答性を高めるよう構
成されており、その結果、レスポンス、操作感が向上す
るものである。なお、これらバンドパスフィルタ８３
ｍ，８３ｐおよび位相進角シフト部８３ｎは、必須の構
成ではない。

【００３５】次に、実施の形態１の作動を説明する。イ）運転者による制動操作時運転者がブレーキペダルを踏むと、プッシュロッド２３
がその入力される操作入力Ｆｐにより図中左にスライド
し、これに連動してピストン軸３９も図中左にスライド
する。これと同時に入力センサ８１において操作入力Ｆ
ｐが検出され、この検出値に応じてコントロールユニッ
ト８０から電動機２６に制御電流が出力される。これに
よって、電動機２６では、ロータ３３とボールねじケー
ス３４とが一体に回転し、この回転が各ボール４４を介
して外筒４０に伝達されて、外筒４０はピストン軸３９
の外周上を図中左方向へスライドし、その先端が段差面
４３に突き当たった時点でピストン軸３９に電動機２６
からの推力Ｆｓが付与される。

【００３６】したがって、ピストン軸３９およびこれと
一体のピストン弁２９は、操作力Ｆｐと推力Ｆｓとの合
力により図中左にスライドするとともに、これに連動し
てフリーピストン３０が、軸方向にスライドして第１・
第２出力室１１，１２の容積が圧縮され、この容積変化
分のブレーキ液（制御圧力）がホイルシリンダＷＣに供
給されて制動力が発生する。

【００３７】この時の電動機２６の出力トルクＴＭと制
御圧力ＰＷとの静的な特性は、下記の圧力式に示すとお
りである。ＴＭ＝０．５×ｄｄ×（ＰＷ×ＢＳ−Ｆｐ）×（π×ｍ
ｙｄ×ｄｄ＋ＬＬ）／（π×ｄｄ−ｍｙｄ×ＬＬ）なお、ｄｄはボールねじの有効直径、ＢＳフリーピスト
ン３０の受圧面積、ｍｙｄはボールねじの摩擦係数、Ｌ
Ｌはボールねじのリードである。

【００３８】また、この制御圧力ＰＷすなわちホイルシ
リンダＷＣへの出力液圧は、図５においてＡＰで示す特
性で発生するものであり、この場合、操作入力Ｆｐのみ
で作動した場合の特性ＤＰよりも出力液圧が高くなるも
のであり、いわゆる倍力機能が得られる。なお、特性Ｄ
Ｐは、電動機２６による推力Ｆｓを全く与えない場合の
特性である。したがって、電動機２６からの推力Ｆｓを
加減することにより、出力液圧特性を図５においてＡＰ
で示す特性とＤＰで示す特性との間で変動させることが
できる。

【００３９】ロ）回生ブレーキ時エンジンブレーキ時や上記ブレーキ操作時には、駆動系
の回転エネルギにより図外の発電機を作動させて運動エ
ネルギを電気エネルギに変換して回収する回生ブレーキ
作動を行う。そして、この時、上記イ）のブレーキ操作
を行っている時には、回生ブレーキで得られる制動力分
をホイルシリンダＷＣで発生している制動力から減じる
ことで運転者に違和感を与えないようにする制御を実行
する。

【００４０】この制御時、コントロールユニット８０で
は、回生制動力演算部８４ｂで演算した目標回生量、お
よび現在の電動機２６からの推力Ｆｓとに基づいて、ブ
レーキ制御部８３において電動機２６の目標電流（目標
減圧量）を演算し、この演算結果に基づき電動機２６か
らの推力Ｆｓ（電動機２６の出力トルクＴＭ）を減少さ
せ、ホイルシリンダＷＣの圧力を減圧させる。

【００４１】したがって、運転者の制動操作に応じた制
動力が、ホイルシリンダＷＣにおける制動力と回生ブレ
ーキによる制動力とのトータルで得られることになり、
運転者が制動操作を行った時に、回生ブレーキによる制
動力が急に増加して、運転者が違和感を感じるという不
具合が生じない。

【００４２】ハ）自動ブレーキ時ブレーキ制御部８３では、図示はしていない構成によ
り、例えば、自動追尾制御などに伴う制動時、あるい
は、駆動輪がスリップした時に駆動輪のスリップを防止
する駆動スリップ防止制御に伴う制動時、あるいは、車
両が過オーバステアや過アンダステア状態となった時に
これを抑える方向にヨーモーメントを発生させるヨーモ
ーメント制御に伴う制動時、などには、運転者が制動操
作を行っていないのに制動力を発生させる自動ブレーキ
を行う。

【００４３】この時には、ブレーキ制御部８３は、必要
な制動力に応じた電流を電動機２６に通電する。これに
より、ピストン弁２９ならびにフリーピストン３０が摺
動して、その摺動量に応じたホイルシリンダ圧が発生し
て制動力が生じる。

【００４４】ニ）フェイルセーフ時各センサ８１，８２やコントロールユニット８０、ある
いは各油路に異常が検出された時には、制御を中止す
る。この場合、上述の制御は実行できず、上記イ）の倍
力機能も得られないが、運転者のブレーキペダルの操作
に応じた制動力は発生する。すなわち、運転者がブレー
キペダルを操作すると、プッシュロッド２３が、図２に
おいて左方向に移動し、その移動量分だけピストン弁２
９ならびにフリーピストン３０が摺動して、ホイルシリ
ンダ圧が発生して制動力が生じる。この場合の出力圧特
性は、図５においてＤＰで示す特性となり、正常時より
も出力圧が低い特性となる。

【００４５】以上説明した実施の形態１にあっては、上
述のように構成したことで、以下に列挙する効果が得ら
れる。 a) 運転者が制動操作を行ったのに連動して、回生ブレ
ーキをかけて運動エネルギを電気エネルギに変換した時
に、回生ブレーキの状態に応じてホイルシリンダＷＣに
おける圧力を減圧し、トータルの制動力が変化しないた
め、制動操作に対応した制動力が一定に保たれ、運転者
が違和感を感じることがなく、操作感に優れている。 b) ホイルシリンダＷＣにおける負荷変動は、ホイルシ
リンダ圧の変動として表れ、この圧力変動は、常にブレ
ーキ回路１，２を介して両出力室１１，１２に伝達さ
れ、ピストン弁２９ならびにフリーピストン３０に作用
し、操作入力Ｆｐおよび推力Ｆｓとの釣り合いとしてフ
ィードバックされる。したがって、ホイルシリンダＷＣ
における負荷変動は、電動機２６の駆動電流に反映さ
れ、これを検出することができる。 c) 各センサ８１，８２や電動機２６、あるいはコント
ロールユニット８０に異常が生じてコントロールユニッ
ト８０による制御を中止したフェイル時には、ブレーキ
ペダルからの操作入力Ｆｐのみでピストン弁２９を動か
して制御圧力を発生させて制動力を発生させることがで
きるため、フェイルセーフ性が高い。 d) 上述のような効果を有した４輪のホイルシリンダ圧
制御が、１つの液圧制御アクチュエータＰＡから成る構
成により達成できるため、装置を安価かつコンパクトに
構成できる。

【００４６】（実施の形態２）図７は実施の形態２のブ
レーキ装置を示している。この実施の形態２は、液圧制
御アクチュエータＰＡの構成が実施の形態１とは異な
る。また、ブレーキ回路１，２の途中には、ホイルシリ
ンダ圧を任意に制御可能なブレーキ液圧制御ユニットが
設けられているものとする。

【００４７】図外のブレーキペダルにつながるプッシュ
ロッド２１１に、入力センサ２１２が、軸方向入力の押
し引きどちらの方向からの力も検出できるようにプッシ
ュロッド２１１装着されている。なお、入力センサ２１
２は、例えばロッド表面に歪みゲージを張り、入力によ
るプッシュロッド２１１の歪みを検出することで構成す
ることができる。

【００４８】前記プッシュロッド２１１は、実施の形態
１と同様のピストン弁２１３に突き当てられている。す
なわち、液圧制御アクチュエータＰＡの失陥時には、ピ
ストン弁２１３を押すことができるように構成されてい
る。

【００４９】前記液圧制御アクチュエータＰＡは、プッ
シュロッド２１１と並列にピストン弁２１３を押し引き
可能に構成されており、図８にも示すように、モータ２
２１と伝達機構２２２と直動推進機構２２３とにより構
成されている。

【００５０】伝達機構２２２は、モータ２２１の軸先端
に装着された小プーリ２２４と、直動推進機構２２３の
右ナット部２２５に結合された大プーリ２２６と、両プ
ール２２４，２２６をつなぐベルト２２７とで構成され
ている。

【００５１】前記直動推進機構２２３は、ボールが内部
で循環するリサーキュレイティングボールナットで構成
された前記右ナット部２２５と、中空シャフト軸２２８
と、受け側のスラストボール用の左ナット部２２９とか
ら構成されている。ボールが循環する前記右ナット部２
２５の外周側がケース２３０に固定されている一方、内
周側が回転可能に構成されている。前記中空シャフト軸
２２８の表面は、前記ボールが通る螺旋溝２３１と、ス
ラスト用の縦溝２３２が彫られている。スラスト用の前
記左ナット部２２９は、外周側が前記ケース２３０に固
定されている一方、内周側が中空シャフト軸２２８の縦
溝２３２に相対してボールを回転保持している。なお、
前記中空シャフト軸２２８の内部に、前記プッシュロッ
ド２１１が貫通されている。

【００５２】したがって、このような構造の液圧制御ア
クチュエータＰＡにあっては、モータ２２１を駆動させ
ると、その回転が伝達機構２２２を介して大プーリ２２
６から右ナット部２２５に伝達され、この右ナット部２
２５が回転する。この右ナット部２２５の外周はケース
２３０に固定されているため、回転する右ナット部２２
５の内周面と中空シャフト軸２２８の螺旋溝２３１挟ま
れたリサーキュレーティングボールが運動し、それにつ
れて中空シャフト軸２２８が右ナット部２２５の１回転
当たり１リード分だけ前進する。中空シャフト軸２２８
は、他方を左ナット部２２９により回転規制されてお
り、左ナット部２２９の内周面と中空シャフト軸２２８
の縦溝２３２との間に挿入された図示を省略したスラス
ト用ボールにより、摩擦抵抗無く滑らかに前進する。前
進した中空シャフト軸２２８は、ピストン弁２１３が軸
方向にストロークして出力回路１１，１２に圧力を発生
させる。

【００５３】また、万一、モータ２２１に故障が発生し
た時には、ブレーキペダルより押されたプッシュロッド
２１１が直接ピストン弁２１３を押すので、同様に圧力
を発生させることができる。

【００５４】なお、コントロールユニット８０による制
御は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

【００５５】以上説明した実施の形態２にあっては、液
圧制御アクチュエータＰＡとして、ピストン弁２１３に
対して、ブレーキペダルから操作力が入力されるプッシ
ュロッド２１１に並列に中空シャフト軸２２８を設け、
この中空シャフト軸２２８に対して、モータ２２１の駆
動力を伝達機構２２２を介して伝達し、かつこの伝達機
構２２２において減速比を得るように構成したため、モ
ータ２２１の駆動部分におけるプッシュロッド２１１と
同軸上の慣性モーメントを低減でき、これにより応答生
の向上を図ることができる。ちなみに、図９は、実施の
形態２と実施の形態１との推力の立ち上がりを比較する
推力特性図であり、実線に示す実施の形態２は、点線で
示す実施の形態１と比較して、立ち上がり応答生ならび
に立ち下がり応答生が向上しているのが解る。さらに、
実施の形態２にあっては、モータ２２１として既存のも
のを使用することができ、実施の形態１のように、専用
のアクチュエータを製造するのに比べてコスト低減を図
ることができるという効果も得られる。また、実施の形
態２にあっては、モータ２２１が故障してもブレーキペ
ダルの操作によりブレーキ圧を形成することができ、フ
ェイルセーフ性に優れているという効果も奏する。

【００５６】（実施の形態３）実施の形態３は、液圧制
御アクチュエータＰＡを実施の形態２と同様に、モータ
２２１の駆動力がプッシュロッド２１１に対して並列に
入力可能に構成したもので、図１０に示すとおり、伝達
機構３２２の構成を実施の形態２とは異ならせたもので
ある。すなわち、伝達機構３２２は、プッシュロッド２
１１の軸方向に対して直交方向に設けたモータ２２１の
駆動力が、一対の傘歯車３６１，３６２により右ナット
部２２５に伝達されるように構成されている。なお、他
の構成は、実施の形態２と同様であるので説明を省略す
る。

【００５７】以上、図面に基づいて本発明の実施の形態
について説明してきたが、本発明はの構成は、この実施
の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態
１において、外筒４０をピストン弁２９の外周に設けた
例を示したが、実施の形態２および３と同様に、外筒４
０をピストン弁２９の内周に設けても良い。また、ピス
トン弁に推力を与えるアクチュエータとして、電磁ソレ
ノイドや流体アクチュエータなど他の手段を用いてもよ
い。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明全請求項記
載のブレーキ装置では、運転者の制動操作力が入力され
る入力部材と、この入力部材に連動して圧力室の容積を
変動させるピストン弁と、このピストン弁に、推力を入
力するアクチュエータと、入力部材に入力される操作力
を検出する入力センサと、入力センサを含む入力手段の
検出に基づいてアクチュエータを駆動させるコントロー
ルユニットとを設けた構成としたため、運転者が制動操
作を行った時に、同時に回生ブレーキ装置が作動した場
合、アクチュエータの駆動制御に基づいて、回生ブレー
キによる制動力に相当する分をホイルシリンダで発生し
ている制動力から減じて、運転者が制動操作に違和感を
感じないようにすることが可能なブレーキ装置を提供す
ることができるという効果が得られるものであり、さら
に、この効果に加えて以下に列挙する効果を有してい
る。 1) 上述の効果を有したブレーキ装置が、上記の簡単な
構成により得られることで、装置のコンパクト化ならび
にコストダウンを図ることが可能である。 2) ホイルシリンダ側の負荷の変化を常時モニタできる
ため制御精度の向上を図ることができる。 3) 異常発生時には、制動操作力を入力部材から直接ピ
ストン弁に入力させて制動力を発生可能であり、フェイ
ルセーフ性に優れる。 4) 倍力装置として機能させることができる。 5) 自動ブレーキとして機能させることができる。

【００５９】請求項２記載の発明では、運転者が制動操
作を行った時に、同時に回生ブレーキ装置が作動して新
たに制動力が加わっても、その分の制動力がホイルシリ
ンダ側で減じられて、運転者の操作に対する制動力が変
化することがなく、運転者が違和感を感じることのない
ブレーキ装置を提供できるという効果が得られる。

【００６０】さらに、請求項４および５記載の発明で
は、アクチュエータが入力部材および外筒と同軸上に設
けられていないため、その慣性モーメントを低く抑える
ことができ、これにより制御応答性の向上を図ることが
できるという効果が得られる。また、アクチュエータと
しては、既存の電動機を用いることができ、コスト低減
および汎用性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーキ装置を示すクレーム対応図で
ある。

【図２】本発明実施の形態１のブレーキ装置の全体図で
ある。

【図３】実施の形態１の要部の断面図である。

【図４】実施の形態１のコントロールユニットのブロッ
ク図である。

【図５】実施の形態１の油圧制御バルブの出力特性図で
ある。

【図６】実施の形態１の電動機の特性図である。

【図７】本発明実施の形態１のブレーキ装置の全体図で
ある。

【図８】実施の形態２の要部の断面図である。

【図９】実施の形態の推力特性図である。

【図１０】実施の形態３の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

ＷＣホイルシリンダＰＡ液圧制御アクチュエータ１第１ブレーキ回路２第２ブレーキ回路１１第１出力回路１２第２出力回路２１ケース２２操作力伝達機構２３プッシュロッド２４液圧制御機構２５ボールねじ機構２６電動機２７ボディ２７ａシリンダ穴２８リザーバタンク２９ピストン弁３０フリーピストン３１ａスプリング３１ｂスプリング３２ステータ３３ロータ３５ａ，３５ｂベアリング３６コンミュテータ３６ａ，３６ｂブラシ３７ａ，３７ｂ導通スプリング３８ボール雌ねじ溝３９ピストン軸４０外筒４１ボール雄ねじ溝４２ストッパ４３段部４４ボール５０コイル８０コントロールユニット８１入力センサ８２車輪速センサ８３ブレーキ制御部８３ａシリンダ圧力演算部８３ｂ電動機トルク演算部８３ｃ減圧演算部８３ｄ目標電流差計算部８３ｅ電動機駆動回路８３ｍバンドパスフィルタ８３ｎ位相進角シフト部８３ｐバンドパスフィルタ８４駆動制御部８４ａ減速度演算部８４ｂ回生制動力演算部２１１プッシュロッド２１２入力センサ２１３ピストン弁２２１モータ２２２伝達機構２２３直動推進機構２２４小プーリ２２５右ナット部２２６大プーリ２２７ベルト２２８中空シャフト軸（外筒）２２９左ナット部２３０ケース２３１螺旋溝２３２縦溝３２２伝達機構３６１傘歯車３６２傘歯車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者の制動操作力が入力される入力部
材と、この入力部材に連動されてシリンダ内をスライドして圧
力室の容積を変動させるピストン弁と、このピストン弁に、前記制動操作力が作用するのと同じ
方向に推力を与えるアクチュエータと、前記圧力室とホイルシリンダとを結ぶブレーキ回路と、前記入力部材に入力される操作力を検出する入力センサ
と、入力手段としてこの入力センサを含み、入力手段の
検出に基づいて前記アクチュエータを駆動させるコント
ロールユニットと、を備えていることを特徴とするブレ
ーキ装置。
【請求項２】前記コントロールユニットは、回生ブレ
ーキ装置で発生する制動力を求める回生制動力演算手段
を有し、前記コントロールユニットが、運転者が制動操作を行っ
ている時に、同時に回生ブレーキ装置が作動した場合に
は、回生ブレーキによる制動力分をホイルシリンダにお
いて発生している制動力から減じるべく制御圧力を低減
させるようアクチュエータの駆動力を低減させる制御を
実行するよう構成されていることを特徴とする請求項１
記載のブレーキ装置。
【請求項３】前記ピストン弁あるいは入力部材の外側
に外筒が軸方向に移動可能に装着されているとともに、
この外筒のピストン弁に対する操作力入力方向を規制す
るストッパがピストン弁に設けられ、前記アクチュエータが、前記外筒に対して軸方向に駆動
力を与える電動機で構成されていることを特徴とする請
求項１または２記載のブレーキ装置。
【請求項４】前記ピストン弁あるいは入力部材の外側
に外筒が軸方向に移動可能に装着されているとともに、
この外筒のピストン弁に対する操作力入力方向を規制す
るストッパがピストン弁に設けられ、前記アクチュエータを構成する電動機と前記外筒との間
に、外筒に対して軸方向に駆動力を与える駆動伝達機構
が設けられていることを特徴とする請求項１または２記
載のブレーキ装置。
【請求項５】請求項４記載のブレーキ装置において、
前記駆動伝達機構は、前記外筒の外表面に形成された螺
旋溝と、この螺旋溝に係合したボールを内周に有し、軸
方向の移動を規制されているとともに入力部材の軸心を
中心に回転可能に支持されたナット部と、このナット部
と電動機との間で駆動力の伝達を行う伝達機構とを備え
ていることを特徴とするブレーキ装置。