(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の作用力に応じて変位するブレーキペダルの変位を検出してアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、該アクチュエータ制御装置によって制御され、ブレーキ力発生機構に作用するブレーキ力を発生させるアクチュエータを備えたブレーキ装置の制御装置において、
前記アクチュエータ制御装置は、電動アクチュエータ制御装置と油圧アクチュエータ制御装置を備え、
前記アクチュエータは、前記ブレーキ力発生機構に接続された油圧配管に配置された、前記電動アクチュエータ制御装置によって制御される電気駆動源によって作動される圧油供給手段と油圧バルブ手段を備えた第１のアクチュエータと、前記油圧アクチュエータ制御装置によって制御される油圧ポンプと前記油圧バルブ手段を備えた第２のアクチュエータとからなり、
前記圧油供給手段が前記油圧ポンプに並列して前記油圧配管に接続されて、前記油圧バルブ手段を介して前記ブレーキ力発生機構に圧油が供給され、前記油圧ポンプが前記油圧供給手段に並列して前記油圧配管に接続されて、前記ブレーキ力発生機構に圧油が供給され、かつ
ブレーキペダルの変位の過程で、前記ブレーキ力発生機構へ圧油を供給する場合に、前記変位の大きさに応じて前記圧油供給手段による前記ブレーキ力発生機構への圧油の供給と前記油圧ポンプによる前記ブレーキ力発生機構への圧油の供給とが切り換わり、前記圧油供給手段から前記ブレーキ力発生機構に圧油を供給する場合には、前記油圧ポンプを停止した状態で前記油圧バルブを開いて圧油を供給し、前記油圧ポンプから前記ブレーキ力発生機構に圧油を供給する場合には、前記油圧バルブを閉じた状態で、前記油圧ポンプを作動させることを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記油圧バルブ手段は、電子制御によって開閉する少なくとも２組の油圧バルブからなることを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１において、前記電動アクチュエータ制御装置と前記油圧アクチュエータ制御装置は、前記ブレーキペダルの変位の大きさに応じて、または前記ペダルの変化の値が所定値を超えている時間に応じて切り換えられて作動することを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１において、第１のブレーキアクチュエータが、車両に備わる複数車輪のうち少なくとも１輪の前記ブレーキ力発生機構を駆動し、第２のブレーキアクチュエータが、第１のブレーキアクチュエータとは異なる前記ブレーキ力発生機構を駆動することを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項５】
請求項1において、前記電動アクチュエータ制御装置に電力を供給する第1の蓄電装置と、前記油圧アクチュエータ制御装置に電力を供給する第2の蓄電装置を有することを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項６】
運転者の作用力に応じて変位するブレーキペダルの変位を検出してアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、該アクチュエータ制御装置によって制御され、ブレーキ力発生機構に作用するブレーキ力を発生させるアクチュエータを備えたブレーキ装置の制御装置において、
前記アクチュエータ制御装置は、電動アクチュエータ制御装置と油圧アクチュエータ制御装置からなり、
前記電動アクチュエータ制御装置は、前記ブレーキペダルの変化に応じた電動アシスト力信号を発生し、かつ該電動アシスト力信号が、定常的にアシスト力を発生できる定格アシスト力を示す信号値である第１の定格電動アシスト力信号値を超えたときに時間積分して積分値を算出するものであり、積分値が所定値を超えた場合には電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、あるいは電動アシスト力信号が、前記電動アクチュエータが発生できる最大のアシスト力を示す信号値である、前記第１の定格電動アシスト信号より大きな第２の定格電動アシスト力信号値に達した場合には直ちに電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、
前記油圧アクチュエータ制御装置は、前記電動アクチュエータ制御装置が第１の定格電動アシスト力信号値に設定された電動アシスト力信号を発生したときに、前記ブレーキペダルの変化に応じた油圧アシスト力信号を発生することを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項７】
請求項６において、第１のブレーキアクチュエータが、車両に備わる複数車輪のうち少なくとも１輪の前記ブレーキ力発生機構を駆動し、第２のブレーキアクチュエータが、第１のブレーキアクチュエータとは異なる他の前記ブレーキ力発生機構を駆動することを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項８】
請求項６において、第１のブレーキアクチュエータを駆動する蓄電装置と、第２のブレーキアクチュエータを駆動する蓄電装置を備えることを特徴とするブレーキ装置の制御装置。
【請求項９】
運転者の作用力に応じて変位するブレーキペダルと、該ブレーキペダルの変位を検出してアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、該アクチュエータ制御装置によって制御され、ブレーキ力発生機構に作用するブレーキ力を発生させるアクチュエータを備えたブレーキ装置において、
前記アクチュエータ制御装置は、電動アクチュエータ制御装置と油圧アクチュエータ制御装置からなり、
前記アクチュエータは、前記ブレーキ力発生機構に接続された油圧配管に配置された、前記電動アクチュエータ制御装置によって制御される電気駆動源によって作動される圧油供給手段と油圧バルブ手段を備えた第１のアクチュエータと、前記油圧アクチュエータ制御装置によって制御される油圧ポンプと前記油圧バルブ手段を備えた第２のアクチュエータとからなり、
前記圧油供給手段が前記油圧ポンプに並列して前記油圧配管に接続されて、前記油圧バルブを介して前記ブレーキ力発生機構に圧油が供給され、前記油圧ポンプが前記油圧供給手段に並列して前記油圧配管に接続されて、前記油圧バルブ手段を介して前記ブレーキ力発生機構に圧油が供給され、かつ
前記油圧バルブ手段は、前記圧油供給手段と前記油圧ポンプのいずれか一方からの圧油を前記ブレーキ力発生機構に供給するように作動し、
前記電動アクチュエータ制御装置は、前記ブレーキペダルの変化に応じた電動アシスト力信号を発生し、かつ該電動アシスト力信号が定常的にアシスト力を発生できる定格アシスト力を示す信号値である第１の定格電動アシスト力信号値を超えたときに時間積分して積分値を算出するものであり、積分値が所定値を超えた場合には電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、あるいは電動アシスト力信号が、前記電動アクチュエータが発生できる最大のアシスト力を示す信号値である、前記第１の定格電動アシスト信号より大きな第２の定格電動アシスト力信号値に達した場合には、直ちに電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、
前記油圧アクチュエータ制御装置は、前記電動アクチュエータ制御装置が第１の定格電動アシスト力信号値に設定された電動アシスト力信号を発生したときに、前記ブレーキペダルの変化に応じた油圧アシスト力信号を発生し、
前記アクチュエータ制御装置は、前記電動アクチュエータ制御装置が第１の定格電動アシスト力信号を発生するときに、該電動アクチュエータ信号による第１のアクチュエータの制御を取り止め、前記油圧アクチュエータ制御装置の発生する油圧アクチュエータ信号によって第２のアクチュエータを制御することを特徴とするブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、自動車のブレーキ装置に係り、特に、電子制御によってブレーキ力を駆動制御するブレーキ装置の電子制御装置に関する。
【背景技術】  一般に車両のブレーキ装置は、ブレーキペダルに作用する運転者の踏力をブレーキ液の圧力に変換するマスタシリンダと、車輪に設けられる摩擦板等からなるブレーキ力発生機構と、マスタシリンダの液圧をブレーキ力発生機構に伝達するブレーキ伝達機構と、運転者の踏力と共にマスタシリンダのブレーキ液を加圧し、運転者の踏力をアシストする真空式倍力機構を備えている。ところが、この真空式倍力機構を利用したものは、エンジン負圧を圧力源としているため、大きな動力を得るためには真空式倍力機構の外径を大きくしなければならず、装置の大型化が余儀なくされるばかりか、負圧配管のレイアウトの困難性及びエンジン停止時にはブレーキ力が激減するおそれがあるといった種々の問題があった。
そこで、例えば特公平６−９９６４号公報等に開示されている技術のように、真空式倍力機構等に代えて電動アクチュエータを利用したものが提供されている。この電動式ブレーキ倍力装置は、電気エネルギーによって駆動トルクを発生する電気モータと、電気モータの駆動トルクをマスタシリンダの軸方向の力に変換するボールねじ機構とを備えている。ブレーキペダルを踏み込むと、踏力センサにより検出される踏力に応じて電気モータに適切なトルクが与えられ、ボールねじ機構を介してピストンの軸方向の力に変換されて、ブレーキペダルからマスタシリンダへ伝達された踏力に対して適切なアシスト力を与えることができるようになっている。
他の従来例として特開平１０−３５４３８号公報に記載されている発明のように、自動ブレーキのアクチュエータとして、電動アクチュエータと負圧アクチュエータ、または電動アクチュエータと油圧アクチュエータを備えるブレーキ装置もある。このブレーキ装置では弱ブレーキ用として制御性に優れた電動アクチュエータを、強ブレーキ用として高出力の負圧アクチュエータまたは油圧アクチュエータを有し、弱ブレーキと強ブレーキの両方の特性を実現している。
【発明の開示】
従来の電動式ブレーキ倍力装置では、電動アクチュエータのみによって真空式倍力機構と同等のアシスト力を発生させているため、真空式倍力機構と同等の駆動能力を有する電動式ブレーキ倍力装置が必要となる。ブレーキペダルのように足で操作する操作装置は、腕や指で操作する装置よりも操作力が大きい。したがって、真空式倍力機構と同等の駆動能力を有する電動式ブレーキ倍力装置を実現するためには、装置が大型になるという問題があった。
特開平１０−３５４３８号公報に示される例でも、ブレーキペダルと強ブレーキ用のアクチュエータとが機械的に分離されていないため、運転者の操作をアシストするために急ブレーキ用のアクチュエータを駆動すると、運転者のペダルフィーリングを悪化させてしまうという問題を有している。また、電動アクチュエータと急ブレーキ用のアクチュエータが共にブレーキペダルに接続されているので、２つのアクチュエータを有しているにも関わらず、複数の車輪のブレーキ力を独立に制御できないという問題も有している。
本発明は、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストするブレーキ装置およびブレーキ装置の制御装置を提供すること目的としている。
また本発明は、複数の車輪のブレーキを個別に制御可能とするブレーキ装置およびブレーキ装置の制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、運転者の作用力に応じて変位するブレーキペダルの変位を検出してアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、該アクチュエータ制御装置によって制御され、ブレーキ発生機構に作用するブレーキ力を発生させるアクチュエータを備えたブレーキ装置の制御装置において、
前記アクチュエータ制御装置は、電気アクチュエータ制御装置と油圧アクチュエータ制御装置からなり、
前記アクチュエータは、前記ブレーキ発生装置に接続された油圧配管に配置された、前記電気アクチュエータ制御装置によって制御される電気駆動源によって作動される圧油供給手段と油圧バルブ手段を備えた第１のアクチュエータと、前記油圧アクチュエータ制御装置によって制御される油圧ポンプと前記油圧バルブ手段を備えた第２のアクチュエータとからなり、
前記圧油供給手段が前記油圧ポンプに並列して前記油圧配管に接続されて、前記油圧バルブを介して前記ブレーキ発生機構に圧油が供給され、前記油圧ポンプが前記油圧供給手段に並列して前記油圧配管に接続されて、前記油圧バルブ手段を介して前記ブレーキ発生機構に圧油が供給され、かつ
前記油圧バルブ手段は、前記圧油供給手段と前記油圧ポンプのいずれか一方からの圧油を前記ブレーキ発生機構に供給するように作動するブレーキ装置の制御装置を提供する。
前記油圧バルブ手段は、電子制御によって開閉する少なくとも２組の油圧バルブから構成することができる。
前記電気アクチュエータ制御装置と前記油圧アクチュエータ制御装置は、前記ブレーキペダルの変位の大きさに応じて、または前記ペダルの変化の値が所定値を超えている時間に応じて切り換えられて作動するようにすることができる。
第１のブレーキアクチュエータが、車両に備わる複数車輪のうち少なくとも１輪の前記ブレーキ力発生機構を駆動し、第２のブレーキアクチュエータが、第１のブレーキアクチュエータとは異なる前記ブレーキ力発生機構を駆動するようにすることができる。
前記第１のブレーキアクチュエータを駆動する蓄電装置と、前記第２のブレーキアクチュエータを駆動する蓄電装置を備えるようにすることができる。
また、本発明は運転者の作用力に応じて変位するブレーキペダルの変位を検出してアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、該アクチュエータ制御装置によって制御され、ブレーキ発生機構に作用するブレーキ力を発生させるアクチュエータを備えたブレーキ装置の制御装置において、
前記アクチュエータ制御装置は、電気アクチュエータ制御装置と油圧アクチュエータ制御装置からなり、
前記電気アクチュエータ制御装置は、前記ブレーキペダルの変化に応じた電動アシスト力信号を発生し、かつ該電動アシスト力信号が第１の定格電動アシスト力信号値を超えたときに時間積分して積分値を算出するものであり、積分値が所定値を超えた場合には電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、あるいは電動アシスト力信号が第２の定格電動アシスト力信号値に達した場合には直ちに電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、
前記油圧アクチュエータ制御装置は、前記電気アクチュエータ制御装置が第１の定格電動アシスト力信号値に設定された電動アシスト力信号を発生したときに、前記ブレーキペダルの変化に応じた油圧アシスト力信号を発生するブレーキ装置の制御装置を提供する。
前記アクチュエータ制御装置は、前記電動アクチュエータ制御装置が第１の定格電動アシスト力信号を発生するときに、該電動アクチュエータ力信号による前記アクチュエータの制御を取り止め、前記油圧アクチュエータ制御装置の発生する油圧アクチュエータ信号によって前記アクチュエータを制御するようにすることができる。
本発明の実施例は、電気モータの駆動トルクによってマスタシリンダの液圧を増加させて、運転者の踏力をアシストする第１のブレーキアクチュエータと、マスタシリンダに動力を伝達せずにブレーキ力発生機構を駆動できる第２のブレーキアクチュエータを備えることによって達成される。これにより、弱ブレーキ時には電動アクチュエータによって踏力をアシストし、強ブレーキ時には第２のブレーキアクチュエータがマスタシリンダの液圧を変化させることなく車輪にブレーキ力を発生できるので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置を構成する。
第２のブレーキアクチュエータが油圧ポンプを備え、油圧ポンプによって加圧された液圧をブレーキ力発生機構に伝達するための流路がマスタシリンダとブレーキ力発生機構を接続する流路に接続されることによって達成される。これにより、電動アクチュエータが動作するときは油圧ポンプの流路を通過せず、油圧アクチュエータが動作するときはマスタシリンダの液圧を変化させることはないので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置を構成する。
第２のブレーキアクチュエータがマスタシリンダと油圧ポンプの間に油圧バルブを備え、第２のブレーキアクチュエータが駆動されるとき、油圧バルブが遮断されることによって達成される。これにより、油圧アクチュエータが動作するときはマスタシリンダの液圧を変化させることはないので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置が構成される。
第２のブレーキアクチュエータが、油圧ポンプを通らずにブレーキペダルとブレーキ力発生機構を接続する迂回流路を備え、第２のブレーキアクチュエータが非作動のとき、運転者の踏力または第１のブレーキアクチュエータによって加圧されたマスタシリンダの液圧が迂回流路を通じて前記ブレーキ力発生機構に伝達されることによって達成される。これにより、電動アクチュエータが動作するときは油圧ポンプの流路を通過しないので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置が構成される。
ブレーキペダルの変位または踏力を検出するペダルセンサの信号値の大きさに応じて、またはペダルセンサの信号値が所定値以上の時間に応じて、前記第２のブレーキアクチュエータの駆動を開始することによって達成される。これにより、小型な電動アクチュエータを用いても、油圧アクチュエータの作動頻度を限定できるので、初期位置での剛性調整時に、弾性体の復元力が駆動装置の負荷とならないので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置が構成される。
第１のブレーキアクチュエータが、車両に備わる複数車輪のうち少なくとも１輪のブレーキ力発生機構を駆動し、第２のブレーキアクチュエータが、第１のブレーキアクチュエータとは異なるブレーキ力発生機構を駆動することによって達成される。これにより、電動アクチュエータが発生すべきアシスト力を低減できるので、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置が構成される。
ペダルセンサの信号が、第１のブレーキアクチュエータを駆動制御するための第１の制御装置と、第２のブレーキアクチュエータを駆動制御するための第２の制御装置に入力されることによって達成される。これにより、より信頼性が高く、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置が構成される。
第１のブレーキアクチュエータと、第２のブレーキアクチュエータを駆動するための複数の蓄電装置が備わることによって達成される。これにより、より信頼性が高く、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置が構成される。
本発明の実施例は、運転者の作用力に応じて変位するブレーキペダルと、該ブレーキペダルの変位を検出してアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、該アクチュエータ制御装置によって制御され、ブレーキ発生機構に作用するブレーキ力を発生させるアクチュエータを備えたブレーキ装置において、
前記アクチュエータ制御装置は、電気アクチュエータ制御装置と油圧アクチュエータ制御装置からなり、
前記アクチュエータは、前記ブレーキ発生装置に接続された油圧配管に配置された、前記電気アクチュエータ制御装置によって制御される電気駆動源によって作動される圧油供給手段と油圧バルブ手段を備えた第１のアクチュエータと、前記油圧アクチュエータ制御装置によって制御される油圧ポンプと前記油圧バルブ手段を備えた第２のアクチュエータとからなり、
前記圧油供給手段が前記油圧ポンプに並列して前記油圧配管に接続されて、前記油圧バルブを介して前記ブレーキ発生機構に圧油が供給され、前記油圧ポンプが前記油圧供給手段に並列して前記油圧配管に接続されて、前記油圧バルブ手段を介して前記ブレーキ発生機構に圧油が供給され、かつ
前記油圧バルブ手段は、前記圧油供給手段と前記油圧ポンプのいずれか一方からの圧油を前記ブレーキ発生機構に供給するように作動し、
前記電気アクチュエータ制御装置は、前記ブレーキペダルの変化に応じた電動アシスト力信号を発生し、かつ該電動アシスト力信号が第１の定格電動アシスト力信号値を超えたときに時間積分して積分値を算出するものであり、積分値が所定値を超えた場合には電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、あるいは電動アシスト力信号が第２の定格電動アシスト力信号値に達した場合には直ちに電動アシスト力信号値を第１の定格電動アシスト力信号値に設定し、
前記油圧アクチュエータ制御装置は、前記電気アクチュエータ制御装置が第１の定格電動アシスト力信号値に設定された電動アシスト力信号を発生したときに、前記ブレーキペダルの変化に応じた油圧アシスト力信号を発生し、
前記アクチュエータ制御装置は、前記電動アクチュエータ制御装置が第１の定格電動アシスト力信号を発生するときに、該電動アクチュエータ力信号による第１のアクチュエータの制御を取り止め、前記油圧アクチュエータ制御装置の発生する油圧アクチュエータ信号によって第２のアクチュエータを制御するブレーキ装置を構成する。
上述のように、本発明では、電気モータの駆動トルクによってマスタシリンダの液圧を増加させる電動アクチュエータと、マスタシリンダに動力を伝達せずにブレーキ力発生機構を駆動できる第２のアクチュエータを備え、ブレーキペダルの操作状態に応じて駆動するアクチュエータを切り換える。したがって、ペダルフィールが良く、小型な電気モータによって運転者の踏力をアシストし、かつ複数の車輪の制動力を個別に制御可能なブレーキ装置およびその制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】  第１図は本発明の実施形態を示す図。
第２図は本発明の実施形態の動作条件を示す図。
第３図は本発明の実施形態の時間応答を示す図。
第４図は本発明の別の実施形態を示す図。
第５図は本発明の別の実施形態を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】  第１図に、本発明の第１の実施形態を示す。なお、以下の説明において、記号における添字のｆは前輪、ｒは後輪、ｆｌは左前輪、ｆｒは右前輪、ｒｌは左後輪、ｒｒは右後輪を示し、添字が省略された記号は全車輪を示すこととする。
ブレーキ装置は、運転者が車両の減速度を必要とするときに踏力を付与し、この踏力に応じて変位するブレーキペダル１と、ブレーキペダル１の踏力をブレーキ液の圧力に変換するマスタシリンダ２と、マスタシリンダ２の液圧を４つの車輪のブレーキ力に変換する各輪のブレーキ力発生機構（装置）３ｆｌ〜３ｒｒと、マスタシリンダ２とブレーキ力発生機構３を接続する液圧配管４ｆ，４ｒと、ブレーキペダル１の回転軸に配置され、ブレーキペダル１に駆動トルクを付与し、マスタシリンダ２の液圧を増圧する電動アクチュエータ５と、液圧配管４ｆ，４ｒの途中に配置され、油圧ポンプと油圧バルブによって液圧の増減圧制御を行う油圧アクチュエータ６と、マスタシリンダ２および油圧ポンプへブレーキ液を供給するリザーバ７とで構成される。本例の場合、アクチュエータは、第１のアクチュエータである電動アクチュエータ５と第２のアクチュエータである油圧アクチュエータからなり、一部の構成は共通して使用されている。別配置として各独立としてもよい。アクチュエータは、ブレーキ力発生機構３を制御駆動する。
ブレーキペダル１には、ブレーキペダル１の踏力を検出するペダルセンサとして踏力センサ１１が設置される。
電動アクチュエータ５は、電気エネルギーによって駆動トルクを発生する電気モータ５１、電気モータ５１の駆動トルクを増幅するための減速機５２で構成される。電動アクチュエータ５には電動アクチュエータ制御装置１５が接続されており、踏力センサ１１や図示しないブレーキペダル変位センサなどによるブレーキペダル操作の情報や、油圧アクチュエータ６の駆動状態，車両運転状態，車両の外部環境に応じて電動アクチュエータ５の駆動トルクを制御する。また、次に述べる油圧アクチュエータ６の一部が共有して使用される。
油圧アクチュエータ６は、電気エネルギーによって駆動トルクを発生する油圧ポンプ用モータ６１と、油圧ポンプ用モータ６１の駆動トルクをブレーキ液の圧力に変換する油圧ポンプ６２ｆ，６２ｒと、マスタシリンダ２から油圧アクチュエータ６への流路を電子制御によって開閉する油圧バルブ６３ｆ，６３ｒと、マスタシリンダ２または油圧ポンプ６２からブレーキ力発生機構３ｆｌ〜３ｒｒへの流路を電子制御によって開閉する油圧バルブ６４ｆｌ〜６４ｒｒと、ブレーキ力発生機構３ｆｌ〜３ｒｒの液圧を減圧するためにブレーキ力発生機構３ｆｌ〜３ｒｒからリザーバ７への流路を電子制御によって開閉する油圧バルブ６５ｆｌ〜６５ｒｒとで構成される。油圧アクチュエータ６には油圧アクチュエータ制御装置１３が接続されており、踏力センサ１１や図示しないブレーキペダル変位センサなどによるブレーキペダル操作の情報や、電動アクチュエータ５の駆動状態，車両運転状態，車両の外部環境に応じて油圧アクチュエータ６を制御する。
また、電動アクチュエータ制御装置１５と油圧アクチュエータ制御装置１６には第１蓄電装置１７と第２蓄電装置１８が接続されている。第１蓄電装置１７と第２蓄電装置１８は、例えばバッテリーやコンデンサー（図示せず）などで構成され、各制御装置へ電力を供給する。また、電動アクチュエータ制御装置１５と油圧アクチュエータ制御装置１６は通信線１２で接続され、互いの制御状態を把握できるようになっている。油圧アクチュエータ制御装置１６に電力が供給されていない場合、ばね力によって油圧バルブ６３と油圧バルブ６４は開弁状態に、油圧バルブ６５は閉弁状態に保持される。
電動アクチュエータ５は、電気モータ５１の駆動トルクによって緻密に制御できるため、滑らかにアシスト力を制御でき、耐久性にも優れるという長所があるが、小型な電動アクチュエータを用いると、十分なアシスト力を定常的に発生することが難しいという短所がある。一方、油圧アクチュエータ６は、油圧ポンプ用モータ６１によって液圧を蓄圧しておき、油圧バルブ６４，６５の開閉制御によって液圧を制御するので、大きなブレーキ力を発生できるが、油圧ポンプ用モータ６１や、油圧バルブ６４，６５の振動が大きく、ブレーキペダル１に振動が伝達すると、ペダルフィーリングが悪化する。また油圧バルブ６４の開閉などに伴う機構の消耗があるため、作動頻度を抑えることが課題である。
上記構成によれば、電気モータの駆動トルクによってマスタシリンダの液圧を増加させて、運転者の踏力をアシストする第１のブレーキアクチュエータ（電動アクチュエータ５）と、マスタシリンダを介さずにブレーキ力発生機構を駆動できる第２のブレーキアクチュエータ（油圧アクチュエータ６）を備えている。これにより、弱ブレーキ時には電動アクチュエータによって踏力をアシストし、強ブレーキ時には第２のブレーキアクチュエータがマスタシリンダの液圧を変化させることなく車輪にブレーキ力を発生できるので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置を提供できる。
また、油圧アクチュエータ６が油圧ポンプ６２を備え、油圧ポンプ６２によって加圧された液圧をブレーキ力発生機構３に伝達するための流路がマスタシリンダとブレーキ力発生機構を接続する流路に接続される。これにより、電動アクチュエータ５が動作するときは油圧ポンプ６２の流路を通過せず、油圧アクチュエータ６が動作するときはマスタシリンダ２の液圧を変化させることはないので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置を提供できる。
また、油圧アクチュエータ６がマスタシリンダ２と油圧ポンプ６２の間に油圧バルブ６３を備え、油圧アクチュエータ６が駆動されるとき、油圧バルブ６３を遮断することができる。これにより、油圧アクチュエータ６が動作するときはマスタシリンダ２の液圧を変化させることはないので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置を提供できる。
また、油圧アクチュエータ６が、油圧ポンプ６２を通らずにブレーキペダル１とブレーキ力発生機構３を接続する油圧配管を備え、油圧アクチュエータ６が非作動のとき、運転者の踏力または電動アクチュエータ５によって加圧されたマスタシリンダの液圧がこの油圧配管を通じてブレーキ力発生機構３に伝達される。これにより、電動アクチュエータ５が動作するときは油圧ポンプ６２の流路を通過しないので、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストできるブレーキ装置を提供できる。
以下、上述の構成をもつブレーキ装置の動作について説明する。
運転者の踏力（作用力）によりブレーキペダル１が変位すると、踏力に応じた信号が踏力センサ１１から電動アクチュエータ駆動装置１５へ送られる。電動アクチュエータ駆動装置１５は踏力センサ１１の信号に基づき電動アクチュエータ５が発生すべき電動アシスト力Ｆを算出し、この電動アシスト力Ｆに対応した電流を電気モータ５１へ通電する。電気モータ５１の駆動トルクは減速機５２によって増幅されブレーキペダル１の回転軸に作用する。運転者の踏力と電動アクチュエータ５の駆動トルクはマスタシリンダ２に伝達され、ブレーキ液の圧力に変換される。マスタシリンダ２の液圧は液圧配管４を通じてブレーキ力発生機構３に伝達され、車両のブレーキ力として作用することになる。
第２図と第３図を用いて運転者の踏力に応じた電動アクチュエータ５の作動条件を説明する。第２図は、ブレーキペダル１に入力される踏力Ｆｉｎに応じた、電動アシスト力Ｆを示している。電動アクチュエータ５のアシスト力には、定常的にアシスト力を発生できる定格アシスト力Ｆ１と、電動アクチュエータ５が発生できる最大のアシスト力である最大アシスト力Ｆ２が設定されている。最大アシスト力Ｆ２は発熱等の制約から発生できる時間が制限される。電動アシスト力Ｆと定格アシスト力Ｆ１の差を高アシスト成分ΔＦとすると、高アシスト成分ΔＦの時間積分である積算値ΣΔＦが所定値ΣΔＦｔｈを超えない条件下では、定格アシスト力Ｆ１以上、最大アシスト力Ｆ２以下のアシスト力を発生することができる。
第２図中の踏力範囲Ａのように、電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１以下になるような踏力Ｆｉｎが入力された場合には、電動アクチュエータ５が出力する電動アシスト力Ｆは、運転者の踏力Ｆｉｎに比例する力となる。この場合の電動アシスト力Ｆと高アシスト成分積算値ΣΔＦの応答例を第３図−（ａ）に示す。このように、電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１以下のとき、高アシスト成分積算値ΣΔＦはゼロのままとなる。
またこのとき、油圧アクチュエータ６の油圧ポンプ６２は作動せず、油圧バルブ６３は開弁状態、油圧バルブ６４は開弁状態、油圧バルブ６５は閉弁状態を保持する。したがって、運転者の踏力と電動アクチュエータ５によって増圧されたマスタシリンダ２の液圧は、油圧バルブ６３，６４を介してブレーキ力発生機構３へ伝達される。
このように、使用頻度が高い弱ブレーキ時に、電動アクチュエータ５のみよってアシスト力を発生するため、多くの運転状態において小型な電動アクチュエータ５で踏力のアシストをカバーできる。また、運転者が敏感にペダルフィールを判断しやすい弱ブレーキ時に、電動アクチュエータ５のみよって踏力をアシストすることで、油圧アクチュエータ６からの振動が発生しないため、ペダルフィールの悪化を防ぐことができる。また、マスタシリンダ２からの液圧が油圧ポンプ６２を通過せずにブレーキ力発生機構３へ伝達されるので、油圧ポンプの流路抵抗を受けることがなく、ペダルフィールの悪化を防ぐことができる。また、使用頻度が高い弱ブレーキ時に油圧アクチュエータ６を動作させる必要がないので、油圧アクチュエータ６の消耗を抑制することができる。したがって、ペダルフィーリングが良く、小型で信頼性の高いブレーキ装置を提供することができる。
第２図中の踏力範囲Ｂのように、電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１を超え、最大アシスト力Ｆ２以下となるような踏力Ｆｉｎが入力された場合で、高アシスト成分の積算値ΣΔＦが所定値ΣΔＦｔｈ以下の状態では、電動アクチュエータ５が出力する電動アシスト力Ｆは、運転者の踏力Ｆｉｎに比例する力となる。この場合の電動アシスト力Ｆと高アシスト成分積算値ΣΔＦの応答例を第３図−（ｂ）に示す。電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１を超えている時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、および時刻ｔ４以降は、高アシスト成分積算値ΣΔＦが増加し、電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１以下である時刻ｔ３からｔ４までは、アシスト成分の積算値ΣΔＦが減少する。この一連の動作でアシスト成分の積算値ΣΔＦが所定値ΣΔＦｔｈを超えないため、電動アクチュエータ５が出力する電動アシスト力Ｆは、運転者の踏力Ｆｉｎに比例する力を維持する。またこのとき、油圧アクチュエータ６の動作は前記第３図−（ａ）と同様の動作を行う。
一方、第２図中の踏力範囲Ｂの条件において、高アシスト成分積算値ΣΔＦが所定値ΣΔＦｔｈを超える場合には、電動アクチュエータ５が出力する電動アシスト力Ｆは、定格アシスト力Ｆ１に制限される。この場合の電動アシスト力Ｆと高アシスト成分積算値ΣΔＦの応答例を第３図−（ｃ）に示す。電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１を超えている時刻ｔ２以降に高アシスト成分積算値ΣΔＦが増加し、時刻ｔ５にアシスト成分積算値ΣΔＦが所定値ΣΔＦｔｈを超える。
時刻ｔ５までは、電動アクチュエータ５と油圧アクチュエータ６は前記第３図−（ａ）と同様の動作を行う。時刻ｔ５以降は、油圧アクチュエータ６の油圧ポンプ６２を作動させることでリザーバ７からのブレーキ液を増圧させると同時に、油圧バルブ６３を閉弁状態に制御する。さらに油圧バルブ６４と油圧バルブ６５を断続的に開閉動作させることによってブレーキ力発生機構３に生じる液圧を制御する。ブレーキ力発生機構３の液圧を増加させるには、油圧バルブ６４を開弁状態に、油圧バルブ６５を閉弁状態に制御し、油圧ポンプ６２で増圧された液圧をブレーキ力発生機構３へ供給する。ブレーキ力発生機構３の液圧を保持するには、油圧バルブ６４と油圧バルブ６５を閉弁状態に制御する。ブレーキ力発生機構３の液圧を減少させるには、油圧バルブ６４を閉弁状態に、油圧バルブ６５を開弁状態に制御し、ブレーキ力発生機構３の液圧を油圧ポンプ６２の入力側へ戻す。
第２図中の踏力範囲Ｃのように、電動アシスト力Ｆが最大アシスト力Ｆ２を超えるような踏力Ｆｉｎが入力された場合では、電動アクチュエータ５が出力する電動アシスト力Ｆは、定格アシスト力Ｆ１に制限される。この場合の電動アシスト力Ｆと高アシスト成分積算値ΣΔＦの応答例を第３図−（ｄ）に示す。電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１を超えている時刻ｔ２以降は、高アシスト成分積算値ΣΔＦが増加する。アシスト成分積算値ΣΔＦが所定値ΣΔＦｔｈを超えるよりも早く、時刻ｔ６に電動アシスト力Ｆが最大アシスト力Ｆ２を超える。時刻ｔ６までは、電動アクチュエータ５と油圧アクチュエータ６は前記第２図中の踏力範囲Ａと同様の動作を行い、時刻ｔ６以降は、前記第３図−（ｃ）の時刻ｔ５以降と同様の動作を行う。
このように、小型な電動アクチュエータ５で発生させることが難しい強ブレーキ時の液圧を油圧アクチュエータ６で発生させることで、電動アクチュエータ５の大型化を抑制することができる。また、油圧バルブ６３を閉弁状態に保持するため油圧アクチュエータ６の動作に伴って生じる液圧の振動がブレーキペダル１へ伝達されないため、ペダルフィールの悪化を防ぐことができる。さらに、電動アシスト力Ｆが定格アシスト力Ｆ１を超える領域においても高アシスト成分積算値ΣΔＦという時間を変数とした基準値によって、油圧アクチュエータ６が作動する条件を限定することによって、油圧アクチュエータ６の消耗を抑制することができ、ペダルフィールの悪化も抑制することができる。したがって、ペダルフィーリングが良く、小型で信頼性の高いブレーキ装置を提供することができる。
また、油圧アクチュエータ６は、例えば、ブレーキペダル１の踏込量，車輪の速度，車両の速度，車両の加速度，操舵装置の舵角，車両の旋回角速度，運転者のアクセルペダルの踏込量などの車両運転状態や、例えば、前方走行車との車間距離や相対速度，障害物の有無，道路勾配などの車両外部の環境に応じて、各車輪のブレーキ力を独立に制御できる。車輪毎のブレーキ力を独立に強めたい場合には、油圧ポンプ６２ｆ，６２ｒを駆動すると同時に、ブレーキ力を強めたい車輪の油圧バルブ６４を開弁状態に、強める必要のない油圧バルブ６４を閉弁状態に制御する。車輪毎のブレーキ力を独立に弱めたい場合には、弱めたい車輪の油圧バルブ６５を開弁状態に制御し、弱める必要のない油圧バルブ６５を閉弁状態に制御する。
このように、各車輪を独立に制御することができる油圧アクチュエータ６をマスタシリンダ２とブレーキ力発生機構３の間に配置することで、電動アクチュエータ５の機能をマスターシリンダ２の加圧という機能に限定し、油圧アクチュエータ６内部の油圧バルブによる液圧分配機能によって車輪の独立制御が可能となるので、小型な電動アクチュエータ５を実現できる。したがって、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストし、かつ複数の車輪のブレーキ力を個別に制御可能なブレーキ装置を提供できる。
また、電動アクチュエータ５または電動アクチュエータ制御装置１５が故障した場合、油圧アクチュエータ制御装置１６が電動アクチュエータ制御装置１５からの故障信号または信号送信の停止を検出して、電動アクチュエータ５または電動アクチュエータ制御装置１５の故障を検知する。このとき、油圧アクチュエータ制御装置１３は踏力センサ１１の信号を基に、車輪に発生すべきブレーキ力を算出し、油圧アクチュエータ６を駆動する。一方、油圧アクチュエータ６または油圧アクチュエータ制御装置１６が故障した場合、電動アクチュエータ制御装置１５が油圧アクチュエータ制御装置１６からの故障信号または信号送信の停止を検出して、油圧アクチュエータ６または油圧アクチュエータ制御装置１６の故障を検知する。このとき、油圧アクチュエータ６の油圧バルブ６３と６５は開弁状態に、油圧バルブ６５は閉弁状態に戻り、電動アクチュエータ制御装置１６は踏力センサ１１の信号を基に、踏力のアシスト動作を行う。このようにブレーキ装置には２つのアクチュエータが備わるため、一方のアクチュエータが故障しても、他方のアクチュエータによって十分なブレーキ力を発生することができる。したがって、信頼性の高いブレーキ装置を供給できる。
また、第１の蓄電装置１７が枯渇または故障して電力が供給できない状態に陥った場合、電動アクチュエータ制御装置１５と油圧アクチュエータ制御装置１６は第２の蓄電装置１８から電力の供給を受け、それぞれのアクチュエータを駆動する。また、第２の蓄電装置１８が枯渇または故障して電力が供給できない状態に陥った場合、電動アクチュエータ制御装置１５と油圧アクチュエータ制御装置１６は第１の蓄電装置１７から電力の供給を受け、それぞれのアクチュエータを駆動する。このようにブレーキ装置には２つの蓄電装置が備わるため、一方の蓄電装置が枯渇または故障しても他方の蓄電装置によって正常時と同等のアシスト力を発生することができる。したがって、信頼性の高いブレーキ装置を供給できる。
また、上記の実施例においては、電動アクチュエータ５と油圧アクチュエータ６の切替を全車輪について同様の条件で行っているが、前輪に関しては常に油圧アクチュエータによってブレーキ力発生機構３ｆｌ，３ｆｒを駆動することもできる。この場合、油圧ポンプ６２ｆ，６３ｒにそれぞれ専用の電気モータ６１ｆ，６１ｒ（図示せず）を設け、油圧ポンプ６２ｆ，６３ｒを独立に制御できるようにする。前輪については、踏力の大小に関わらず油圧バルブ６３を閉弁状態に保持し、前輪のブレーキ力が必要な場合は常に油圧ポンプ６２ｆ，油圧バルブ６４，油圧バルブ６５を駆動してブレーキ力発生機構３ｆｌ，３ｆｒに生じる液圧を制御する。一方、後輪については、前実施例と同様に、踏力の大小に応じて、電動アクチュエータ５と油圧アクチュエータ６の動作を切り換える。
このように前輪のブレーキ力を常に油圧アクチュエータ６で発生させることで、電動アクチュエータ５は後輪のみのアシスト力を発生すればよいことになる。このため、電動アクチュエータ５に必要な駆動トルクを低減することができる。また、運転者の操作力に関係なく前輪のブレーキ力を制御することができるので、前輪にブレーキエネルギーを回生するための発電機が設置される車両では、回生ブレーキ力とのスムーズな協調制御が可能となる。また、後輪は油圧配管で接続されているため、ブレーキ液が流れる抵抗によってブレーキペダル操作に対して適度な減衰感を与えることができ、快適なペダルフィーリングを提供することができる。したがって、ペダルフィーリングが良く、小型なブレーキ装置を提供することができる。
ここでは、前輪を常に油圧アクチュエータ６で発生させているが、後輪を常に油圧アクチュエータ６で発生させてもよい。前輪と比較して後輪に必要なブレーキ力の大きさと応答性は小さいため、油圧アクチュエータ６に必要な駆動能力と作動頻度を抑制することができる。したがって、より信頼性の高い油圧アクチュエータ６を備えたブレーキ装置を提供可能となる。また、後輪にブレーキエネルギーを回生するための発電機が設置される車両では、回生協調ブレーキが可能となる。
第４図に、本発明の第２の実施形態を示す。なお、第１の実施例と同様の機能を有する要素、および同様の動作については説明を省略する。
第２の実施形態のブレーキ装置は、油圧ポンプ６２へブレーキ液を供給する配管の構成が第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態ではリザーバ７から供給されていた油圧ポンプ６２へのブレーキ液が、マスタシリンダから供給される構成となる。油圧ポンプ６２の入力側が、マスタシリンダ２と油圧バルブ６３を繋ぐ配管４ｆ，４ｒに接続され、この接続配管上に油圧バルブ６６を設ける。油圧バルブ６５からの配管は油圧バルブ６６と油圧ポンプ６２の間に接続される。
電動アクチュエータ５のみで踏力をアシストする場合には、油圧バルブ６３を開弁状態に、油圧バルブ６６を閉弁状態にして、マスタシリンダ２の液圧は油圧ポンプ６２を通らない経路でブレーキ力発生機構３へ伝達される。したがって、ブレーキ液が油圧ポンプ６２の抵抗を受けずにスムーズに流れるのでペダルフィーリングが損なわれることはない。また、油圧アクチュエータ６でブレーキ力を発生させる場合には、油圧バルブ６３と油圧バルブ６６を閉弁状態にし、油圧ポンプ６２ｆ，油圧バルブ６４，油圧バルブ６５を駆動してブレーキ力発生機構３ｆｌ，３ｆｒに生じる液圧を制御する。これにより、油圧アクチュエータの動作に伴って生じる液圧の振動がブレーキペダル１へ伝達されないため、ペダルフィーリングを損なうことはない。また、より強いブレーキ力が必要な場合には、油圧バルブ６３を閉弁状態に、油圧バルブ６６を開弁状態に制御し、マスタシリンダで加圧されたブレーキ液を油圧ポンプ６２で昇圧することで、より強いブレーキ力をブレーキ力発生機構３で発生させることができる。また、リザーバ７から油圧アクチュエータ６への油圧配管がないので、簡素な配管を備える小型なブレーキ装置を実現できる。
第５図に、本発明の第３の実施形態を示す。なお、第１の実施例および第２の実施形態と同様の機能を有する要素、および同様の動作については説明を省略する。
第３の実施形態のブレーキ装置は、前輪に関するブレーキ装置のみ第１の実施形態と同様の構成とし、後輪にはブレーキ力発生機構３ｒｌ，３ｒｒとして車輪毎に配置される車輪用電動アクチュエータ３１ｒｌ，３１ｒｒを備える。車輪用電動アクチュエータ３１は、電気エネルギーによって駆動トルクを発生する電気モータ３２と、回転方向の駆動トルクを直進方向の押付力に変換する回転直動変換機構３３で構成されており、車輪用電動アクチュエータ制御装置１９によって駆動される。前輪については、第１の実施形態と同様に、踏力の大小に応じて、電動アクチュエータ５と油圧アクチュエータの動作を切り換える。後輪については、車輪用電動アクチュエータ３１を駆動して各車輪に発生するブレーキ力を制御する。
このように後輪のブレーキ力を常に車輪用電動アクチュエータ３１で発生させることで、電動アクチュエータ５に必要な駆動トルクを低減することができる。また、運転者の操作力に関係なくブレーキ力を制御することができるので、後輪にブレーキエネルギーを回生するための発電機が設置される車両では、回生ブレーキ力とのスムーズな協調制御が可能となる。また、前輪は油圧配管で接続されているため、運転者のブレーキペダル操作に対して適度な減衰感を与えることができ、快適なペダルフィーリングを提供することができる。車輪用電動アクチュエータ３１ｒｌ，３１ｒｒは独立にブレーキ力を制御できるため、制御第１の実施形態と同様、車両の各車輪のブレーキ力を独立に制御可能になる。したがって、ペダルフィーリングが良く、小型な電動アクチュエータによって運転者の踏力をアシストし、かつ複数の車輪のブレーキ力を個別に制御可能なブレーキ装置を提供できる。
上記の第３の実施形態においては、前輪に電動アクチュエータ５と油圧アクチュエータ６を、後輪に車輪用電動アクチュエータ３１を配置したが、前輪に車輪用電動アクチュエータ３１、後輪に電動アクチュエータ５と油圧アクチュエータ６を配置しても良い。後輪に必要なブレーキ力は前輪と比較して小さいため、より小型な電動アクチュエータ５を備えたブレーキ装置を提供可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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