JP7777509B2 - 車両のブレーキ装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両のブレーキ装置に関する。

自動車のブレーキ装置として、マスターシリンダと、スレーブシリンダとを備え、バイ・ワイヤ式のブレーキシステムと、油圧式のブレーキシステムとの双方の機能を備えたものが公知である（特許文献１）。このブレーキ装置は、車輪ブレーキに向けて供給する作動油の供給源を、マスターシリンダとスレーブシリンダとで切り換えるべく油路の接続状態を切り換える切換弁を備えている。切換弁には三方向弁が使用されており、これにより、ブレーキ装置の油路が短尺化され、ブレーキ装置全体が小型化される。またこのブレーキ装置は、車輪ブレーキ（摩擦ブレーキ）に作用する液圧を制御し、車両挙動の安定化を支援する液圧制御装置（車両挙動安定化装置）を更に備えている。車両挙動安定化装置は切換弁と車輪ブレーキとの間に配置されている。

特開２０１６－１４７６４４号公報

スレーブシリンダには、作動していない状態、すなわちピストンが液圧を発生させない所期位置にある状態でリザーバタンクから作動油が供給されるように、油室に通じる給油ポート（大気開放ポート）が設けられている。ところで、切換弁は、故障によってマスターシリンダ及びスレーブシリンダのそれぞれと車輪ブレーキとを連通させた状態（両油路に開弁した状態）で作動不能になることがある。スレーブシリンダの非作動時には、スレーブシリンダの大気開放ポートは切換弁に連通しているため、そのような故障が発生した場合には、マスターシリンダが液圧を発生させたとしても、オイルが大気開放ポートからリザーバタンクへ流出する。そのため液圧が上昇しない。また、マスターシリンダが液圧を発生させている状態で切換弁が上記故障に陥った場合には、液圧が低下する。よって、ブレーキ装置は液圧をホイールシリンダに供給できなくなり、制動力を発生できないという課題がある。

特許文献１のブレーキ装置は、油路における切換弁とスレーブシリンダとの間に設けられた遮断弁を備えているため、切換弁が故障した場合には遮断弁を閉じることで、スレーブシリンダからの油圧漏洩を防止することができる。しかしながら、特許文献１のブレーキ装置の構成では、部品点数が多くなり、コストも高くなる。本発明は車両のブレーキ装置の構成を簡素化しつつ、切換弁の故障時にブレーキ液圧を発生可能にすることを課題とする。

本発明は、上記課題の解決のため、車両の安全性の向上を目的としたものであり、延いては交通の安全性をより一層改善して持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、車両のブレーキ装置（１）であって、ブレーキ操作子（１０）に対する運転者のブレーキ操作量（ＰＳ）に応じた液圧を発生する第１液圧発生装置（１５）と、電動アクチュエータ（１２）によってピストン（２１ａ、２１ｂ）を移動させることで液圧を発生させる第２液圧発生装置（１３）と、各車輪（２）に設けられ、液圧によって駆動される摩擦ブレーキ（７）と、前記摩擦ブレーキが前記第１液圧発生装置及び前記第２液圧発生装置の一方と機能的に接続されるように液路（１６）を切り換える切換弁（２４ａ、２４ｂ）と、前記第２液圧発生装置及び前記切換弁を制御する制御装置（１１）と、を備え、前記切換弁は、前記第１液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを連通させると共に前記第２液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを遮断させる第１状態と、前記第１液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを遮断させると共に前記第２液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを連通させる第２状態とで切り換わるように構成され、前記第２液圧発生装置は、前記切換弁に接続された液圧供給ポート（２３ｅ、２３ｆ）と、リザーバタンク（２０）に接続された大気開放ポート（２３ｃ、２３ｄ）と、を有し、前記切換弁が故障によって前記第１液圧発生装置及び前記第２液圧発生装置のそれぞれと前記摩擦ブレーキとを連通させる第３状態になった場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ、ＳＴ１３：Ｙｅｓ）、前記制御装置は、前記ピストンによって前記大気開放ポートを閉塞するように前記第２液圧発生装置を制御する（ＳＴ６、ＳＴ１４）。

この態様によれば、切換弁が故障によって第１液圧発生装置及び第２液圧発生装置のそれぞれと摩擦ブレーキとを連通させる第３状態になった場合に、第２液圧発生装置のリザーバタンクに接続された大気開放ポートがピストンによって閉塞される。これにより、第２液圧発生装置の液室が大気開放状態になることが防止される。よって、従来の遮断弁を必要とせずに車両のブレーキ装置の構成の簡素化を図りながらも、切換弁の故障時に摩擦ブレーキに供給されるブレーキ液圧を発生させることが可能である。

上記の態様において、当該ブレーキ装置は、前記液路における前記切換弁と前記第１液圧発生装置又は前記第２液圧発生装置との間に配置された圧力センサ（２５ｂ）を更に備え、前記制御装置は、前記ピストンのストローク量及び前記圧力センサの検出値に基づいて、前記切換弁が前記第３状態になったか否かを判定し、前記切換弁が前記第３状態になったと判定した場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、前記ピストンによって前記大気開放ポートを閉塞する（ＳＴ６）とよい。

この態様によれば、ピストンのストローク量及び圧力センサの検出値に基づいて切換弁が故障して第３状態になったことを判定することができ、切換弁の故障時に速やかにフェールセーフを行うことができる。

上記の態様において、前記制御装置は、前記切換弁が前記第３状態になったと判定した場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、前記ピストンを前記切換弁が前記第３状態になったと判定した時点の位置で停止させる（ＳＴ６）とよい。

この態様によれば、ピストンを切換弁が第３状態になったと判定された時点の位置で停止させることで、大気開放ポートからリザーバタンクへ作動液が流れ出ない状態（大気開放ポートが閉じた状態）に第２液圧発生装置が維持される。これにより、第２液圧発生装置が大気開放状態になることを抑制できる。

上記の態様において、前記制御装置は、前記切換弁が前記第３状態になったときに（ＳＴ１３：Ｙｅｓ）、前記第２液圧発生装置を制御して、前記大気開放ポートを閉塞する位置に前記ピストンを変位させる（ＳＴ１４）とよい。

この態様によれば、切換弁の故障によって第２液圧発生装置の大気開放ポートが開いた状態になっても、大気開放ポートを閉塞する位置にピストンが変位する。よって、従来の遮断弁を要することなく、第２液圧発生装置が大気開放状態になることを抑制でき、車両のブレーキ装置を簡素化することができる。

上記の態様において、当該ブレーキ装置は、前記液路における前記切換弁と前記摩擦ブレーキとの間に設けられ、前記第１液圧発生装置又は前記第２液圧発生装置より供給される作動液の液圧を調整し、調整された液圧を前記摩擦ブレーキに作用させる車両挙動安定化装置（２６）を更に備え、前記制御装置は、前記切換弁が前記第３状態になった場合（ＳＴ１３：Ｙｅｓ）、前記ブレーキ操作量に応じた液圧を前記摩擦ブレーキに作用させるべく前記車両挙動安定化装置を駆動する（ＳＴ１６）とよい。

この態様によれば、切換弁が故障によって第３状態になった場合においても、前記第２液圧発生装置と車両挙動安定化装置とがそれぞれ制動力を発生させる状態（ダブルブースト）になることを抑制しつつ、車両挙動安定化装置によって各車輪に対して制動力を発生させることができる。よって、制動制御による車両の安全を確保することが可能である。

以上の態様によれば、構成を簡素化しつつ、切換弁の故障時にブレーキ液圧を発生可能にして車両の安全性を向上させ、延いては交通の安全性をより一層改善して持続可能な輸送システムの発展に寄与することができる。

第１実施形態に係る自動車のブレーキ系の概略構成図 ある状態にあるブレーキ装置の油圧回路図 他の状態にあるブレーキ装置の油圧回路図 他の状態にあるブレーキ装置の油圧回路図 他の状態にあるブレーキ装置の油圧回路図 第１実施形態に係る制御装置による制動制御のフロー図 第２実施形態に係る制御装置による制動制御のフロー図

以下、図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
図１～図６を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。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又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を設けて後輪駆動又は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、後述する制御装置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）とを制御される。モータ・ジェネレータ４は、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ブレーキとして、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、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が設けられている。自動車Ｖには運転者のブレーキ操作に供されるブレーキ操作子としてブレーキペダル１０が設けられ、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、車両の各種制御を行い、制動力制御手段として機能する制御装置１１が設けられている。制御装置１１は、演算処理装置（ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ）、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）を備え、各種処理を実行するように構成されたコンピュータからなる電子制御装置（ＥＣＵ）である。制御装置１１が各種処理を実行するように構成されているとは、制御装置１１を構成する演算処理装置（プロセッサ）が、記憶装置（メモリ）から必要なデータ及びアプリケーションソフトウェアを読み取り、当該ソフトウェアに従って当該所定の演算処理を実行するようにプログラムされていることを意味する。制御装置１１は１つのハードウェアとして構成されていてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されていてもよい。

制御装置１１には、上記インバータ６が電気的に接続されている。制御装置１１には車輪速センサ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Ｅ（内燃機関）の出力軸が連結される。

制御装置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、回生制動を行い且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、ブレーキ装置１は、ブレーキペダル１０の操作を機械的に伝達されるマスターシリンダ１５（第１液圧発生装置）が発生させた液圧をブレーキ液圧として利用しない。制御装置１１は、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油路１６（１６ｃ、１６ｄ）を切り換える。また制御装置１１は、マスターシリンダ１５が発生させた液圧に基づいて電動サーボモータ１２（電動アクチュエータ）を駆動してモータ駆動シリンダ１３（第２液圧発生装置、スレーブシリンダ）の作動を制御し、これによりブレーキ液圧を発生させる。

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、第１ピストン１５ａ及び第２ピストン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。

ブレーキ装置１は、モータ駆動シリンダ１３及びマスターシリンダ１５に油路１６ａ、１６ｂを介して接続されてこれらにブレーキ液を補充するためのリザーバタンク２０を備えている。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。マスターシリンダ１５の第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂには、リザーバタンク２０に油路１６ｂを介してそれぞれ接続された２つの大気開放ポート１７ｃ、１７ｄが設けられている。マスターシリンダ１５の第１ピストン１５ａ及び第２ピストン１５ｂには、第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂをシールするための公知構造のシール部材が適所に設けられている。

また、第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂには、ディスクブレーキ７に油路１６ｃを介してそれぞれ接続された２つの油圧供給ポート１７ｅ、１７ｆが設けられている。２つの油圧供給ポート１７ｅ、１７ｆは、第１ピストン１５ａ及び第２ピストン１５ｂが如何なる位置にあってもシール部材によって塞がれることはなく、常に対応する第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂに連通している。一方、大気開放ポート１７ｃ、１７ｄは、第１ピストン１５ａ及び第２ピストン１５ｂが図２の初期値から移動すると、シール部材が通過することによって対応する第１ピストン１５ａ及び第２ピストン１５ｂによって遮断される。

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、ねじ溝付きロッド１９と、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。ねじ溝付きロッド１９は、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。第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂは、ねじ溝付きロッド１９と同軸且つ互いに直列的に配設されている。第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂはそれぞれねじ溝付きロッド１９側に戻しばねによってばね付勢されている。なお、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り、第１ピストン２１ａが前進状態から図２の初期状態に戻る後退時には、第２ピストン２１ｂも初期位置まで戻る。

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。モータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂには、上記リザーバタンク２０に油路１６ａを介してそれぞれ接続された２つの大気開放ポート２３ｃ、２３ｄが設けられている。モータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂのそれぞれには、第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂをシールするための公知構造のシール部材が適所に設けられている。

また、第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂには、ディスクブレーキ７に油路１６ｄを介してそれぞれ接続された２つの油圧供給ポート２３ｅ、２３ｆが設けられている。２つの油圧供給ポート２３ｅ、２３ｆは、第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂが如何なる位置にあってもシール部材によって塞がれることはなく、常に対応する第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂに連通している。一方、大気開放ポート２３ｃ、２３ｄは、第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂが図２の初期値から移動すると、シール部材が通過することによって対応する第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂによって遮断される。

そして、マスターシリンダ１５の第１液室１７ａ及びモータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａは、三方向弁からなる電磁式の切換弁２４ａを介して後輪２Ｒの各ディスクブレーキ７に接続されている。また、マスターシリンダ１５の第２液室１７ｂ及びモータ駆動シリンダ１３の第２液圧発生室２３ｂは、三方向弁からなる電磁式の切換弁２４ｂを介して前輪２Ｆの各ディスクブレーキ７に接続されている。

切換弁２４ａ、２４ｂにおける、マスターシリンダ１５の第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂに連通する油路１６ｃとの接続部分及び、モータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂに連通する油路１６ｄとの接続部分のそれぞれにはオリフィスが設けられている。マスターシリンダ１５に接続される油路１６ｃに設けられたオリフィスは、モータ駆動シリンダ１３に接続される油路１６ｄに設けられたオリフィスのそれぞれに比べて小さい。

切換弁２４ａ、２４ｂは、ディスクブレーキ７がマスターシリンダ１５及びモータ駆動シリンダ１３の一方と機能的に接続されるように油路１６ｃ、１６ｄを切り換える。具体的には、切換弁２４ａ、２４ｂは、対応する車輪２のディスクブレーキ７を、油路１６ｃを介してマスターシリンダ１５に連通させる図２に示す第１状態と、同じくディスクブレーキ７を、油路１６ｄを介してモータ駆動シリンダ１３に連通させる図３に示す第２状態とを選択的に取り得るように構成されている。なお、切換弁２４ａ、２４ｂはそれぞれ非通電時において第１状態となる。

第１状態では、切換弁２４ａ、２４ｂは、ディスクブレーキ７のホイールシリンダ７ｂをマスターシリンダ１５の対応する第１液室１７ａ又は第２液室１７ｂに連通させる。また第１状態では、切換弁２４ａ、２４ｂは、モータ駆動シリンダ１３の対応する第１液圧発生室２３ａ又は第２液圧発生室２３ｂ側からホイールシリンダ７ｂ側への液体の流れを許容し、その逆の流れを阻止する逆止弁としても機能する。

第２状態では、切換弁２４ａ、２４ｂは、ディスクブレーキ７のホイールシリンダ７ｂをモータ駆動シリンダ１３の対応する第１液圧発生室２３ａ又は第２液圧発生室２３ｂに連通させる。また第２状態では、切換弁２４ａ、２４ｂは、マスターシリンダ１５の対応する第１液室１７ａ又は第２液室１７ｂ側からホイールシリンダ７ｂ側への液体の流れを許容し、その逆の流れを阻止する逆止弁としても機能する。

切換弁２４ａ、２４ｂが図２に示す第１状態にあるとき、運転者がブレーキペダル１０を操作し、マスターシリンダ１５が液圧を発生させると、発生した液圧はホイールシリンダ７ｂに伝達されディスクブレーキ７が制動力を発生させる。モータ駆動シリンダ１３がマスターシリンダ１５による液圧を超える液圧を発生させると、その液圧は切換弁２４ａ、２４ｂを介してホイールシリンダ７ｂに伝達され、ディスクブレーキ７がより大きな制動力を発生させる。

切換弁２４ａ、２４ｂが図３に示す第２状態にあるとき、モータ駆動シリンダ１３が液圧を発生させると、発生した液圧はホイールシリンダ７ｂに伝達されディスクブレーキ７が制動力を発生させる。運転者によるブレーキペダル１０の操作によってモータ駆動シリンダ１３が発生した液圧を超える液圧をマスターシリンダ１５が発生させると、その液圧は切換弁２４ａ、２４ｂを介してホイールシリンダ７ｂに伝達される。これにより、ディスクブレーキ７はより大きな制動力を発生させる。

第２液室１７ｂと切換弁２４ｂ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１５側の圧力センサであるブレーキ圧センサ２５ａが接続されている。切換弁２４ａと第１液圧発生室２３ａ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を検出するモータ駆動シリンダ１３側の圧力センサであるブレーキ圧センサ２５ｂが接続されている。

更に、両切換弁２４ａ、２４ｂ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に接続されている。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、衝突回避のための自動ブレーキ機能等を備えた車両挙動安定化装置として公知のものであってよい。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７ｂに対応する第１系統及び、後輪２Ｒの各ホイールシリンダ７ｂに対応する第２系統の油圧回路が設けられている。ＶＳＡ装置２６は、各油圧回路に供給する油圧を発生する液圧発生装置としての油圧モータ２６ａを備え、制御装置１１によって作動を制御される。

第１液室１７ａと切換弁２４ａとの間には、並列に配置された電磁式の遮断弁２７ａ及び一方向弁２７ｂ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の遮断弁２７ａ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。圧縮コイルばね２８ｃが設けられた室はマスターシリンダ１５及び油路１６ｂを介してリザーバタンク２０に連通している。

遮断弁２７ａは、第１液室１７ａと貯液室２８ｂとを遮断する図２に示す第１状態と、逆止弁として機能する図３に示す第２状態とを選択的に取り得るように構成されている。第２状態では、遮断弁２７ａは、第１液室１７ａ側から貯液室２８ｂ側への液体の流れを許容し、その逆の流れを阻止する。なお、遮断弁２７ａは非通電時において第１状態となる。一方向弁２７ｂは、貯液室２８ｂ側から第１液室１７ａ側への液体の流れを許容しその逆の流れを阻止する逆止弁である。

両切換弁２４ａ、２４ｂ及び遮断弁２７ａが図３に示す第２状態にあるときに、運転者がブレーキペダル１０を踏み込むと、第１液室１７ａ内のブレーキ液が貯液室２８ｂに入り込み、圧縮コイルばね２８ｃの付勢力がブレーキペダル１０に伝達される。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システムと同様の踏み込みに対する反力が得られる。

このようにして構成されたブレーキ液圧発生装置８は、上記制御装置１１によって総合的に制御されるようになっている。制御装置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。制御装置１１は、ペダルストロークセンサ１０ａからの検出信号及び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。また、本実施形態のように対象車両がハイブリッド車（又は電気自動車）である場合には、モータ・ジェネレータ４による回生制御が行われる。制御装置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。

更に、制御装置１１は、レベル：２以上の自動運転制御を行うように構成されている。具体的には、制御装置１１は、運転者からの入力に基づいて、特定条件下にて前後方向の車両制御（駆動、制動制御）及び左右方向の車両制御（ステアリング制御）を実行する。自動運転制御の実行中、制御装置１１は、運転者のブレーキ操作に関わりなくディスクブレーキ７に液圧を供給する自動ブレーキ制御を実行する。自動ブレーキ制御の実行中、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂを図３に示す第２状態にしてモータ駆動シリンダ１３を駆動することによって制動力を発生させる。

具体的には、図４に示すように、制御装置１１は電動サーボモータ１２を駆動してモータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂを押し出す向きに移動させる。シール部材が大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを通過し、大気開放ポート２３ｃ、２３ｄが第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂによって閉塞されると、第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂにて油圧が発生する。モータ駆動シリンダ１３が発生させた油圧は油圧供給ポート２３ｅ、２３ｆ（液圧供給ポート）から油路１６ｄを介してディスクブレーキ７のホイールシリンダ７ｂに供給される。これにより、各車輪２が制動力を発生させる。

ところで、自動運転制御の実行に支障を来す故障が自動車Ｖに発生することがある。このような異常が自動車Ｖの手動運転中に発生した場合、制御装置１１は、モータ駆動シリンダ１３を用いたブレーキ・バイ・ワイヤによる制御を終了し、その後のレベル：２以上の自動運転を禁止する。具体的には、制御装置１１は原則として、両切換弁２４ａ、２４ｂを第１状態にすると共に、遮断弁２７ａを第１状態にする。一方、このような異常が自動車Ｖの自動運転中に発生した場合、制御装置１１は、運転者に対して異常の発生を通知し、運転への介入要求（ハンドオーバー要求）を行う。運転者によって運転への介入が開始されると、制御装置１１は、原則として、両切換弁２４ａ、２４ｂを第１状態にすると共に、遮断弁２７ａを第１状態にする。両切換弁２４ａ、２４ｂが第１状態にあることにより、マスターシリンダ１５が発生した液圧がディスクブレーキ７に直接供給され、運転者のブレーキ操作量に応じた制動力が発生する。

一方、このような異常が発生した場合でも、制御装置１１は、上記ＡＢＳ、ＴＣＳ、ヨーモーメント制御、ブレーキアシスト機能、自動ブレーキ機能等のＶＳＡ装置２６による車両挙動安定化制御は継続する。すなわち、制御装置１１はその後も車両挙動安定化制御を含む一部の自動運転を許可する。

ここで、自動運転の継続に支障を来す故障の中には、切換弁２４ａ、２４ｂがマスターシリンダ１５及びモータ駆動シリンダ１３のそれぞれとディスクブレーキ７とを連通させた第３状態（両油路１６ｃ、１６ｄに開弁した状態）で作動不能になる故障がある。図５は、切換弁２４ａが第３状態にあるブレーキ装置１の油圧回路を示している。図５に示すように、モータ駆動シリンダ１３の非作動時には、モータ駆動シリンダ１３の大気開放ポート２３ｃ、２３ｄは切換弁２４ａ、２４ｂに連通している。そのため、このような故障が発生した場合には、運転者がブレーキ操作を行ってマスターシリンダ１５が液圧を発生させたとしても、オイルが大気開放ポート２３ｃからリザーバタンク２０へ流出する。よって、切換弁２４ａが設けられた油路１６の油圧は、運転者が期待する値にまで上昇しない。また、マスターシリンダ１５が油圧を発生させている状態で切換弁２４ａが故障によって第３状態になった場合には、切換弁２４ａが設けられた油路１６の油圧が低下する。このように、ブレーキ装置１は所望の油圧をホイールシリンダ７ｂに供給できなくなり、対応する後輪２Ｒに所望の制動力を発生させることができない。

そこで制御装置１１は、モータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂによって大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを閉塞するようにモータ駆動シリンダ１３を制御する。詳細については後に説明する。つまり、切換弁２４ａが故障によって第３状態になった場合に、モータ駆動シリンダ１３のリザーバタンク２０に接続された大気開放ポート２３ｃ、２３ｄが第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂによって閉塞される。これにより、モータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａが大気開放状態になることが防止される。よって、従来のような遮断弁を必要とせずにブレーキ装置１の構成の簡素化を図りながらも、切換弁２４ａの故障時にディスクブレーキ７に供給されるブレーキ液圧を発生させることが可能である。

次に、通常時の制動制御要領について説明する。図２は、両切換弁２４ａ、２４ｂが第１状態にあり、且つ遮断弁２７ａが第１状態にある場合（手動運転中に運転者がブレーキペダル１０を操作していないとき）を示している。手動運転中に運転者がブレーキペダル１０を操作したとき、或いは、自動運転制御の実行中には、図３に示すように、両切換弁２４ａ、２４ｂは第２状態になり、且つ遮断弁２７ａは第２状態になる。運転者がブレーキペダル１０を操作していないときには、ペダルストロークセンサ１０ａの検出値は初期値（＝０）であり、基本的には制御装置１１からブレーキ液圧発生信号は出力されない。

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、制御装置１１は、ブレーキ・バイ・ワイヤによる制御を行う。具体的には、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂを図３に示す第２状態にし、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。また制御装置１１は、遮断弁２７ａを図３に示す第２状態にして、マスターシリンダ１５で発生する液圧がシミュレータ２８に伝達されるようにする。そして制御装置１１は、マスターシリンダ１５側のブレーキ圧センサ２５ａで検出された液圧に基づいて、回生制動力を考慮した上で目標ブレーキ液圧を設定し、この目標ブレーキ液圧に対応する目標電流を電動サーボモータ１２に出力する。これにより、ねじ溝付きロッド１９及び第１ピストン２１ａが押し出される向きに駆動されて、ブレーキペダル操作量ＰＳに応じたブレーキ液圧が第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、制御装置１１は、マスターシリンダ１５側のブレーキ圧センサ２５ａで検出された液圧に応じて、電動サーボモータ１２によってねじ溝付きロッド１９を初期位置側に戻す。これにより、ブレーキペダル１０の操作量に応じてブレーキ液圧が低減される。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、制御装置１１が両切換弁２４ａ、２４ｂを図２に示す第１状態にする。

上記モータ駆動シリンダ１３で発生したブレーキ液圧は、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が調整される。

自動運転制御の実行中にも、制御装置１１は両切換弁２４ａ、２４ｂ及び遮断弁２７ａを図３に示す第２状態にし、モータ駆動シリンダ１３を駆動することによって自動運転に必要な摩擦制動力を発生させる。自動運転制御が終了すると、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂ及び遮断弁２７ａを第１状態にする。

次に、異常発生時の制動制御要領について説明する。図６は、第１実施形態に制御装置１１による制動制御のフロー図である。制御装置１１は、所定の制御間隔をもって図６に示す制御ルーチンを繰り返し実行する。

制御装置１１は、自動運転制御の実行に支障を来す所定の異常が自動車Ｖに発生しているか否かを判定する（ステップＳＴ１）。所定の異常が自動車Ｖに発生している場合（ＳＴ１：Ｙｅｓ）、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂを第１状態にし（ステップＳＴ２）、本ルーチンを終了する。これにより、マスターシリンダ１５が発生した液圧がディスクブレーキ７に直接供給され、運転者のブレーキ操作量に応じた制動力が発生する。

ステップＳＴ１で所定の異常が自動車Ｖに発生していない場合（Ｎｏ）、制御装置１１は、運転者のブレーキ操作があるか否か、すなわちペダルストロークセンサ１０ａの検出値が０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ３）。運転者のブレーキ操作がない場合（ＳＴ３：Ｎｏ）、制御装置１１はステップＳＴ２の処理を行った上で本ルーチンを終了する。一方、運転者のブレーキ操作がある場合（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂを図３に示す第２状態にし、運転者のブレーキ操作量に応じてモータ駆動シリンダ１３を駆動する（ステップＳＴ４）。これにより、モータ駆動シリンダ１３が発生する液圧がディスクブレーキ７に供給され、運転者のブレーキ操作量に応じて所望の制動力が各車輪２に発生する。

その後、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂが第３状態（マスターシリンダ１５及びモータ駆動シリンダ１３のそれぞれとディスクブレーキ７とを連通させた故障状態）であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。具体的には、制御装置１１は、モータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂのストローク量と、ブレーキ圧センサ２５ａ、２５ｂの各検出値とを比較する。制御装置１１は、第１ピストン２１ａのストローク量とモータ駆動シリンダ１３側のブレーキ圧センサ２５ｂの検出値とが所定の関係にある場合、切換弁２４ａが第２状態にあると判定する。一方、両値が所定の関係にない場合（予め設定された所定の関係が崩れている場合）、制御装置１１は切換弁２４ａが第３状態にあると判定する。また、制御装置１１は、第２ピストン２１ｂのストローク量とマスターシリンダ１５側のブレーキ圧センサ２５ａの検出値とが所定の関係になる場合、切換弁２４ｂが第２状態にあると判定する。一方、両値が所定の関係にない場合（予め設定された所定の関係が崩れている場合）、制御装置１１は切換弁２４ｂが第３状態にあると判定する。

このように、制御装置１１は、モータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ又は第２ピストン２１ｂのストローク量及び、対応するブレーキ圧センサ２５ａ、２５ｂの検出値に基づいて、対応する切換弁２４ａ、２４ｂが故障して第３状態になったことを判定する。これにより、制御装置１１は切換弁２４ａ、２４ｂの故障時に速やかに後述するフェールセーフを行うことができる。

ステップＳＴ５で両切換弁２４ａ、２４ｂが共に第３状態でない場合（Ｎｏ）、制御装置１１は何もせずに本ルーチンを終了する。一方、ステップＳＴ５で両切換弁２４ａ、２４ｂの少なくとも一方が第３状態である場合（Ｙｅｓ）、制御装置１１は、電動サーボモータ１２の駆動を即座に停止し（ステップＳＴ６）、本ルーチンを終了する。

すなわち、制御装置１１はステップＳＴ５において、切換弁２４ａ、２４ｂの少なくとも一方が第３状態になったと判定した時点の位置でモータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂを停止させる。モータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂは大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを閉塞する位置（以下、閉塞位置という）に位置している。そのため、大気開放ポート２３ｃ、２３ｄからリザーバタンク２０へ作動油が流れ出ない状態（大気開放ポート２３ｃ、２３ｄが閉じた状態）にモータ駆動シリンダ１３が維持される。これにより、モータ駆動シリンダ１３が大気開放状態になることが抑制されるフェールセーフが行われる。

このようにステップＳＴ５において切換弁２４ａ、２４ｂが故障によって第３状態になった場合（Ｙｅｓ）、制御装置１１はステップＳＴ６において第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂによって大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを閉塞するようにモータ駆動シリンダ１３を制御する。これにより、モータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂが大気開放状態になることが防止される。よって、従来の遮断弁を必要とせずにブレーキ装置１の構成の簡素化を図りながらも、切換弁２４ａ、２４ｂの故障時にディスクブレーキ７に供給されるブレーキ液圧を発生させることができる。

≪第２実施形態≫
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、制御装置１１が行う異常発生時の制動制御の手順が第１実施形態と異なり、ブレーキ装置１の構成は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図７は、第２実施形態に制御装置１１による制動制御のフロー図である。制御装置１１は、所定の制御間隔をもって図６に示す制御ルーチンを繰り返し実行する。図７に示すステップＳＴ１１及びステップＳＴ１２の処理は第１実施形態のステップＳＴ１及びステップＳＴ２の処理と同じである。

ステップＳＴ１２にて両切換弁２４ａ、２４ｂを第１状態にした後、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂが第３状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。切換弁２４ａ、２４ｂが第３状態であるか否かの判定は、如何なる方法によって行われてもよい。ステップＳＴ５で両切換弁２４ａ、２４ｂが共に第３状態でない場合（Ｎｏ）、制御装置１１は何もせずに本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳＴ１３で両切換弁２４ａ、２４ｂの少なくとも一方が第３状態である場合（Ｙｅｓ）、制御装置１１は、電動サーボモータ１２を駆動してモータ駆動シリンダ１３の第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂを、大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを閉塞する閉塞位置に移動させる（ステップＳＴ１４）。大気開放ポート２３ｃ、２３ｄが第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂによって閉塞されることにより、モータ駆動シリンダ１３は第１液圧発生室２３ａ及び第２液圧発生室２３ｂに発生又は伝達した油圧を維持できる状態になる。

このように制御装置１１は、ステップＳＴ１３で切換弁２４ａ、２４ｂが第３状態になったときに（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１４にてモータ駆動シリンダ１３を制御して、大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを閉塞する位置に第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂを変位させる。すなわち、切換弁２４ａ、２４ｂの故障によってモータ駆動シリンダ１３の大気開放ポート２３ｃ、２３ｄが開いた状態になっても、大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを閉塞する位置に第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂが変位する。よって、従来の遮断弁を要することなく、モータ駆動シリンダ１３が大気開放状態になることが抑制され、ブレーキ装置１の簡素化ができる。

その後、制御装置１１は、運転者のブレーキ操作があるか否か、すなわちペダルストロークセンサ１０ａの検出値が０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。運転者のブレーキ操作がない場合（ＳＴ１５：Ｎｏ）、制御装置１１は何もせずに本ルーチンを終了する。一方、運転者のブレーキ操作がある場合（ＳＴ１５：Ｙｅｓ）、制御装置１１は、運転者のブレーキ操作量に応じてモータ駆動シリンダ１３ではなくＶＳＡ装置２６を駆動する（ステップＳＴ１６）。これにより、ＶＳＡ装置２６が発生する液圧がディスクブレーキ７に供給され、運転者のブレーキ操作量に応じて所望の制動力が各車輪２に発生する。

なお、ＶＳＡ装置２６が液圧発生のために必要とする作動油は、ブレーキペダル１０の踏み込みによって第１液室１７ａ及び第２液室１７ｂから押し出されることでマスターシリンダ１５から供給される。

このように制御装置１１は、ステップＳＴ１３で切換弁２４ａ、２４ｂが第３状態になった場合に（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１６にてＶＳＡ装置２６を駆動して、ブレーキ操作量に応じた液圧をディスクブレーキ７に作用させる。これにより、切換弁２４ａ、２４ｂが故障によって第３状態になった場合においても、モータ駆動シリンダ１３とＶＳＡ装置２６とがそれぞれ制動力を発生させる状態（ダブルブースト）になることが抑制される。具体的には、ＶＳＡ装置２６によって各車輪２に対して制動力を発生させることができる。よって、制動制御による自動車Ｖの安全を確保することが可能である。

ステップＳＴ１１で所定の異常が自動車Ｖに発生していない場合（Ｎｏ）、制御装置１１は、運転者のブレーキ操作があるか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。運転者のブレーキ操作がない場合（ＳＴ１７：Ｎｏ）、制御装置１１は処理をステップＳＴ１２に進める。一方、運転者のブレーキ操作がある場合（ＳＴ１７：Ｙｅｓ）、制御装置１１は、両切換弁２４ａ、２４ｂを図３に示す第２状態にし、運転者のブレーキ操作量に応じてモータ駆動シリンダ１３を駆動する（ステップＳＴ１８）。これにより、モータ駆動シリンダ１３が発生する液圧がディスクブレーキ７に供給され、運転者のブレーキ操作量に応じて所望の制動力が各車輪２に発生する。

なお、切換弁２４ａ、２４ｂが故障によって第３状態になった場合に（ステップＳＴ１３：Ｙｅｓ）、制御装置１１が第１ピストン２１ａ及び第２ピストン２１ｂによって大気開放ポート２３ｃ、２３ｄを閉塞するようにモータ駆動シリンダ１３を制御する（ステップＳＴ６）点は、第１実施形態と同様である。

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又はハイブリッド自動車に本発明が適用されているが、エンジンＥのみによって駆動される自動車Ｖに本発明が適用されてもよい。また上記実施形態では、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒに対応する２系統の油圧回路が設けられているためにブレーキ装置１が２つの切換弁２４ａ、２４ｂを備えているが、１つの油圧回路が設けられてブレーキ装置１が１つの切換弁２４ａのみを備えてもよい。制御装置１１は、上記実施形態では油圧制動だけでなく回生制動をも行う回生協調制御を行っているが、回生制動を行わずに油圧制動だけを行う制御を行ってもよい。更に、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
２ ：車輪
２Ｆ ：前輪
２Ｒ ：後輪
７ ：ディスクブレーキ（摩擦ブレーキ）
１０ ：ブレーキペダル（ブレーキ操作子）
１１ ：制御装置
１２ ：電動サーボモータ（電動アクチュエータ）
１３ ：モータ駆動シリンダ（第２油圧発生装置）
１５ ：マスターシリンダ（第１油圧発生装置）
１６（１６ａ～１６ｄ） ：油路（液路）
２０ ：リザーバタンク
２１ａ ：第１ピストン
２１ｂ ：第２ピストン
２３ｃ ：大気開放ポート
２３ｄ ：大気開放ポート
２３ｅ ：油圧供給ポート（液圧供給ポート）
２３ｆ ：油圧供給ポート（液圧供給ポート）
２４ａ ：切換弁
２４ｂ ：切換弁
２５ａ ：ブレーキ圧センサ（圧力センサ）
２５ｂ ：ブレーキ圧センサ（圧力センサ）
２６ ：ＶＳＡ装置（車両挙動安定化装置）
ＰＳ ：ブレーキペダル操作量
Ｖ ：自動車

Claims (5)

1. 車両のブレーキ装置であって、
   ブレーキ操作子に対する運転者のブレーキ操作量に応じた液圧を発生する第１液圧発生装置と、
   電動アクチュエータによってピストンを移動させることで液圧を発生させる第２液圧発生装置と、
   各車輪に設けられ、液圧によって駆動される摩擦ブレーキと、
   前記摩擦ブレーキが前記第１液圧発生装置及び前記第２液圧発生装置の一方と機能的に接続されるように液路を切り換える切換弁と、
   前記第２液圧発生装置及び前記切換弁を制御する制御装置と、を備え、
   前記切換弁は、前記第１液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを連通させると共に前記第２液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを遮断させる第１状態と、前記第１液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを遮断させると共に前記第２液圧発生装置と前記摩擦ブレーキとを連通させる第２状態とで切り換わるように構成され、
   前記第２液圧発生装置は、前記切換弁に接続された液圧供給ポートと、リザーバタンクに接続された大気開放ポートと、を有し、
   前記切換弁が故障によって前記第１液圧発生装置及び前記第２液圧発生装置のそれぞれと前記摩擦ブレーキとを連通させる第３状態となった場合、前記制御装置は、前記ピストンによって前記大気開放ポートを閉塞するように前記第２液圧発生装置を制御する、車両のブレーキ装置。
2. 前記液路における前記切換弁と前記第１液圧発生装置又は前記第２液圧発生装置との間に配置された圧力センサを更に備え、
   前記制御装置は、前記ピストンのストローク量及び前記圧力センサの検出値に基づいて、前記切換弁が前記第３状態になったか否かを判定し、前記切換弁が前記第３状態になったと判定した場合、前記ピストンによって前記大気開放ポートを閉塞する、請求項１に記載の車両のブレーキ装置。
3. 前記制御装置は、前記切換弁が前記第３状態になったと判定した場合、前記ピストンを前記切換弁が前記第３状態になったと判定した時点の位置で停止させる、請求項２に記載の車両のブレーキ装置。
4. 前記制御装置は、前記切換弁が前記第３状態となったときに、前記第２液圧発生装置を制御して、前記大気開放ポートを閉塞する位置に前記ピストンを変位させる、請求項１に記載の車両のブレーキ装置。
5. 前記液路における前記切換弁と前記摩擦ブレーキとの間に設けられ、前記第１液圧発生装置又は前記第２液圧発生装置より供給される作動液の液圧を調整し、調整された液圧を前記摩擦ブレーキに作用させる車両挙動安定化装置を更に備え、
   前記制御装置は、前記切換弁が前記第３状態となった場合、前記ブレーキ操作量に応じた液圧を前記摩擦ブレーキに作用させるべく前記車両挙動安定化装置を駆動する、請求項４に記載の車両のブレーキ装置。