特許 5960461 ブレーキ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5960461

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】ブレーキ装置

(51)【国際特許分類】

   B60T 13/74 20060101AFI20160719BHJP

   F16D 65/18 20060101ALI20160719BHJP

   F16D 121/24 20120101ALN20160719BHJP

   F16D 125/40 20120101ALN20160719BHJP

【ＦＩ】

   B60T13/74 Z

   F16D65/18

   F16D121:24

   F16D125:40

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-63988(P2012-63988)

(22)【出願日】2012年3月21日

(65)【公開番号】特開2013-193606(P2013-193606A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2015年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】山本 真輔

(72)【発明者】

【氏名】薮崎 直樹

(72)【発明者】

【氏名】児玉 博之

【審査官】 竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２８０７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４５９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１６２３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｔ ７／１２ − ８／１７６９

Ｂ６０Ｔ ８／３２ − ８／９６

Ｂ６０Ｔ １３／００ − １３／７４

Ｆ１６Ｄ ４９／００ − ７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの動作により発生する駆動力で摩擦部材を車輪と共に回転する回転体に押圧して当該回転体に対する電動制動力を付与する電動ブレーキ機構と、
作動液の供給により発生する駆動力で前記摩擦部材を前記回転体に押圧して当該回転体に対する液圧制動力を付与する液圧ブレーキ機構と、
ドライバが操作するブレーキペダルの操作量に応じて前記電動ブレーキ機構により前記電動制動力を発生させる制御部と、
前記ブレーキペダルの操作量に応じて容積が変化すると共に、その容積の減少により前記作動液を前記液圧ブレーキ機構に向けて送出可能なマスタシリンダと、
前記作動液を貯留するリザーバと、
前記マスタシリンダから前記リザーバに排出する前記作動液の排出調整をする調整機構と、
を含み、
前記マスタシリンダは、当該マスタシリンダ内の前記作動液を前記リザーバに排出する排出ポートを有し、
前記調整機構は、前記排出ポートと前記リザーバとの間の前記作動液の流路に設けられ、
前記排出ポートは、前記ブレーキペダルが所定量踏み込まれるまで、前記マスタシリンダ内の前記作動液を前記リザーバに排出し、前記ブレーキペダルが所定量より踏み込まれると閉じられ、
前記マスタシリンダは、前記排出ポートが前記ブレーキペダルの所定量を超える踏み込みにより閉じられた場合、前記作動液を前記液圧ブレーキ機構に送出して液圧制動力を発生させることを特徴とするブレーキ装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記電動制動力が前記ブレーキペダルの操作に対応する制動力に満たない場合、前記調整機構を制御して前記液圧制動力の発生量を制御す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】

前記車輪に走行駆動力を供給可能なモータを回生駆動させて回生制動力を発生させる回生ブレーキ機構をさらに含み、
前記制御部は、前記電動制動力と前記回生制動力の総計による制動力が前記ブレーキペダルの操作に対応する制動力に満たない場合、前記調整機構の制御を行い前記液圧制動力の発生量を制御す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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブレーキ装置、特に電動ブレーキを主として利用する車両のブレーキ装置の制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用のブレーキ装置としては、ブレーキペダルの踏み操作によりマスタシリンダに発生した液圧を各車輪のブレーキ装置のホイールシリンダに供給することで摩擦部材をディスクロータに押圧して液圧制動力を発生させる液圧ブレーキ装置が知られている。また、近年、電気自動車やハイブリッド車両の実用化に伴い、走行用のモータを回生駆動させて充電を行う際に発生する回生制動力を用いて車両を減速または停止させる回生ブレーキ装置も実用化されている。さらに、モータによりギア列を駆動して移動部材を移動させることにより摩擦部材をディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ブレーキ装置も実用化されている。

【0003】

このように車両の車輪に制動力を付与するブレーキ装置は様々な種類があり、異なる種類のブレーキ装置を組み合わせて使用することにより制動性能を高めたり、各ブレーキ装置の小型化等を行っている。例えば、特許文献１に開示されたブレーキ装置は、液圧ブレーキ装置と電動ブレーキ装置を組合せている。そして、発生させる制動力を液圧制動力と電動制動力に分配することにより、液圧ブレーキ装置の小型化を図っている。また、通常、液圧ブレーキ装置に必要となる倍力装置を省略できるようにしている。同様に、液圧ブレーキ装置と電動ブレーキ装置を組み合わせて、小型化や性能の向上を図るブレーキ装置が特許文献２や特許文献３等にも開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−３５１９６５号公報

【特許文献2】特開２０１０−２４１３８９号公報

【特許文献3】特開２００９−１１５３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、現在主流とされている液圧ブレーキ装置の場合、液圧さえホイールシリンダに供給できれば制動力が発生できる点で優れている。その反面、各車輪のホイールシリンダに液圧源であるマスタシリンダやアキュムレータから作動液を送り込む必要があるため、長い液圧配管や液圧を制御するための液圧アクチュエータが必要になる。しかし、長い液圧配管は、他の車両構成部品との干渉が生じやすく、設計自由度を低減させる原因の一つになっていた。また、車両の組立作業も複雑化させる原因になっていた。さらに、長い液圧配管や複雑な構成の液圧アクチュエータからの液漏れ対策が必要になり、さらにスペースの消費や設計自由度の低下を招いていた。

【0006】

そこで、液圧配管や液圧アクチュエータを必要とせず、ケーブル接続のみで詳細な制動制御が可能で省スペース化、小型軽量化が比較的容易な電動ブレーキ機構を主たるブレーキ装置として利用したいという要望がある。ただし、電動ブレーキ機構の場合も断線や電力不足等の失陥に対する対策が必要である。つまり、電動ブレーキ機構が正常に動作している場合は電動ブレーキ機構を機能させ、電動ブレーキ機構の失陥時等に必要最低限の制動力を安定的に確保できるシンプルな構造で小型化が容易なバックアップ用のブレーキ装置を備えておく必要がある。

【0007】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動ブレーキ機構が正常動作時には基本的には機能せず、電動ブレーキ機構が失陥した場合に安全に停止するための制動力を容易な構成で確保できるシンプルな構造の複合型のブレーキ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ装置は、モータの動作により発生する駆動力で摩擦部材を車輪と共に回転する回転体に押圧して当該回転体に対する電動制動力を付与する電動ブレーキ機構と、作動液の供給により発生する駆動力で前記摩擦部材を前記回転体に押圧して当該回転体に対する液圧制動力を付与する液圧ブレーキ機構と、ドライバが操作するブレーキペダルの操作量に応じて前記電動ブレーキ機構により前記電動制動力を発生させる制御部と、前記ブレーキペダルの操作量に応じて容積が変化すると共に、その容積の減少により前記作動液を前記液圧ブレーキ機構に向けて送出可能なマスタシリンダと、前記作動液を貯留するリザーバと、前記マスタシリンダから前記リザーバに排出する前記作動液の排出調整をする調整機構とを含む。前記マスタシリンダは、当該マスタシリンダ内の前記作動液を前記リザーバに排出する排出ポートを有する。前記調整機構は、前記排出ポートと前記リザーバとの間の前記作動液の流路に設けられる。前記排出ポートは、前記ブレーキペダルが所定量踏み込まれるまで、前記マスタシリンダ内の前記作動液を前記リザーバに排出し、前記ブレーキペダルが所定量より踏み込まれると閉じられる。前記マスタシリンダは、前記排出ポートが前記ブレーキペダルの所定量を超える踏み込みにより閉じられた場合、前記作動液を前記液圧ブレーキ機構に送出して液圧制動力を発生させる。

【0009】

この態様によると、電動ブレーキ機構が正常に機能している場合にブレーキペダルを踏み込むと、その踏み込み量に応じた電動制動力が発生する。また、マスタシリンダ内の作動液をリザーバに排出する排出ポートがあるので、ブレーキペダルを踏み込んでも、作動液はホールシリンダに送出されず、液圧制動力は発生しない。一方、電動ブレーキ機構の失陥時には、排出ポートを塞いで作動液がリザーバに排出されることを妨げるだけで、ブレーキペダルの踏み込み操作だけで作動液をホールシリンダに送出して液圧制動力を発生させることができる。また、ブレーキペダルの踏み込み量が所定量を超えれば作動液が液圧ブレーキ機構に送出され液圧制動力を発生させることが可能になる。その結果、電動ブレーキ機構の失陥時に電動制動力が発生しない場合でもブレーキペダルを排出ポートを越える位置まで踏み込めば、液圧ブレーキ機構がバックアップ用ブレーキ装置として機能する。なお、液圧ブレーキ機構は各車輪に備えてもよいが、制動配分の大きな前輪のみに配置してもよい。この場合、液圧配管は、マスタシリンダから前輪の液圧ブレーキ機構までの短距離となるので、配管のためのスペース確保や液漏れ対策が容易になる。また、車両組立時の配管作業も容易になる。また、前記排出ポートと前記リザーバとの間の前記作動液の流路に設けられ、前記マスタシリンダから前記リザーバに排出する前記作動液の排出調整をする調整機構を含むことで、液圧制動力の発生開始時期や発生量の調整ができる。例えば電動ブレーキ機構が正常に機能している場合でも液圧制動力による制動力アシストが可能になり制動力制御の範囲を容易に広げることができる。

【0012】

前記制御部は、前記電動制動力が前記ブレーキペダルの操作に対応する制動力に満たない場合、前記調整機構を制御して前記液圧制動力の発生量を制御してもよい。調整機構は、例えば開閉弁とすることができる。調整機構の制御を行うことにより、液圧制動力の発生時期や発生量の調整が詳細にできる。その結果、電動制動力が発生できない場合や発生できても必要量に満たない場合等、電動制動力の不足を解消する補完が容易になり制動性能を向上させることができる。

【0013】

前記車輪に走行駆動力を供給可能なモータを回生駆動させて回生制動力を発生させる回生ブレーキ機構をさらに含んでもよい。前記制御部は、前記電動制動力と前記回生制動力の総計による制動力が前記ブレーキペダルの操作に対応する制動力に満たない場合、前記調整機構の制御を行い前記液圧制動力の発生量を制御してもよい。電動ブレーキ機構が失陥していない場合は、電動制動力と回生制動力を併用することにより走行用のモータの回生駆動を促進してエネルギ効率の改善に寄与できる。なお、回生制動力の大きさは、バッテリの充電状態により変化しやすいが、電動ブレーキ機構が失陥していない場合は、電動制動力の調整により相殺できる。また、電動制動力と回生制動力の総計による制動力がブレーキペダルの操作に対応する制動力に満たない場合、その不足分を液圧制動力の発生開始時期や発生量の調整により相殺できる。その結果、車両のエネルギ効率を改善しつつ、制動性能の向上が可能になる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、電動ブレーキ機構が正常動作時には基本的には機能せず、電動ブレーキ機構が失陥した場合に安全に停止するための制動力を容易な構成で確保できるシンプルな構造の複合型のブレーキ装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態に係るブレーキ装置を搭載するハイブリッド車両の概略構成を説明する説明図である。

【図2】実施の形態に係るブレーキ機構およびマスタシリンダの内部構造、排出ポートの形成位置を説明する概略構造図である。

【図3】実施の形態に係るブレーキ装置の排出ポートの開閉による制動力の発生状態例を説明する説明図である。

【図4】実施の形態に係るブレーキ装置の制御例を説明するフローチャートである。

【図5】実施の形態に係るブレーキ装置の制御例にしたがう制動力の発生例を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態（以下、実施形態という）にかかる複合型のブレーキ装置を搭載したハイブリッド車両の構成を示す概略図である。なお、以下の説明では、常用制動力として主として電動制動力を用いる例を示し、適宜回生制動力を利用するものとする。また、バックパップ用の制動力として液圧制動力を用いて、電動制動力や回生制動力が十分に得られない場合に、制動力を確保する例を示す。そして、図１の構成例では、制動力配分の大きな左右前輪側のブレーキ装置が電動ブレーキ機構と液圧ブレーキ機構を備える複合型のブレーキ装置であり、左右後輪側のブレーキ装置は電動ブレーキ機構のみを備える単構成型のブレーキ装置である場合を示している。もちろん、前輪および後輪を複合型のブレーキ装置としてもよいが、液圧ブレーキ機構を搭載する主たる目的は前述したように電動ブレーキ機構等の失陥時のバックアップ用なので、例えば左右前輪のみに搭載すれば十分である。前輪のみに液圧ブレーキ機構を搭載する場合、液圧配管の配管距離が短くできるというメリットがある。

【0017】

図１に示すハイブリッド車両１００は、エンジン１０と、エンジン１０の出力軸であるクランクシャフトに接続された３軸式の動力分割機構１２と、動力分割機構１２に接続された発電可能なジェネレータ１４と、変速機１６を介して動力分割機構１２に接続された走行用モータ１８と、ハイブリッド車両１００の駆動系全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ２０」といい、電子制御ユニットは、すべて「ＥＣＵ」と称する。）とを備える。変速機１６には、ドライブシャフト２２を介してハイブリッド車両１００の右前輪２４ＦＲおよび左前輪２４ＦＬが連結される（以下、特に区別しない場合は、「前輪２４」と称する）。なお、本実施形態の場合、右後輪２６ＲＲおよび左後輪２６ＲＬは従動輪となる（以下、特に区別しない場合は、「後輪２６」と称する）。

【0018】

エンジン１０は、例えばガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を用いて運転される内燃機関であり、エンジンＥＣＵ２８により制御される。エンジンＥＣＵ２８は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号や、エンジン１０の作動状態を検出する各種センサからの信号に基づいてエンジン１０の燃料噴射制御や点火制御、吸気制御等を実行する。また、エンジンＥＣＵ２８は、必要に応じてエンジン１０の作動状態に関する情報をハイブリッドＥＣＵ２０に与える。

【0019】

動力分割機構１２は、変速機１６を介して走行用モータ１８の出力を左右の前輪２４ＦＲ、２４ＦＬに伝達する役割と、エンジン１０の出力をジェネレータ１４と変速機１６とに振り分ける役割と、走行用モータ１８やエンジン１０の回転速度を減速あるいは増速する役割とを果たす。ジェネレータ１４、走行用モータ１８は、それぞれインバータを含む電力変換装置３０を介してバッテリ３２に接続されており、電力変換装置３０には、モータＥＣＵ３４が接続されている。モータＥＣＵ３４も、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号等に基づいて電力変換装置３０を介してジェネレータ１４、走行用モータ１８を制御する。なお、上述のハイブリッドＥＣＵ２０やエンジンＥＣＵ２８、モータＥＣＵ３４は、いずれもＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。

【0020】

ハイブリッドＥＣＵ２０やモータＥＣＵ３４による制御のもと、電力変換装置３０を介してバッテリ３２から電力を走行用モータ１８に供給することで、走行用モータ１８の出力により左右の前輪２４ＦＲ、２４ＦＬを駆動することができる。また、エンジン効率のよい運転領域では、ハイブリッド車両１００はエンジン１０によって駆動される。この際、動力分割機構１２を介してエンジン１０の出力の一部をジェネレータ１４に伝えることにより、ジェネレータ１４が発生する電力を用いて、走行用モータ１８を駆動したり、電力変換装置３０を介してバッテリ３２を充電したりすることが可能となる。

【0021】

また、ハイブリッド車両１００を制動する際には、ハイブリッドＥＣＵ２０やモータＥＣＵ３４による制御のもと、前輪２４ＦＲ、２４ＦＬから伝わる動力によって走行用モータ１８が回転させられ、走行用モータ１８が発電機として作動させられる。すなわち、走行用モータ１８、電力変換装置３０、ハイブリッドＥＣＵ２０およびモータＥＣＵ３４等は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギを電気エネルギに回生することによってハイブリッド車両１００を制動する回生ブレーキ機構として機能する。

【0022】

本実施形態の場合、回生ブレーキ機構に加え、電動ブレーキＥＣＵ４０によって電動制動力が制御される電動ブレーキ機構３８を各車輪ごとに有し、各車輪ごとに電動制動力の調整が可能である。電動ブレーキ機構３８の構造の詳細は後述するが、モータの動作により発生する駆動力で摩擦部材を車輪と共に回転する回転体に押圧して当該回転体に対して電動制動力を付与する。例えば、電動ブレーキ機構３８をディスクブレーキ装置に適用する場合、ディスクブレーキ装置のキャリパ内部にモータが内蔵される。このモータの駆動により進退するナット部材が摩擦部材であるブレーキパッドを回転体であるブレーキディスクに押圧することで電動制動力が発生する。各車輪のモータは電動ブレーキＥＣＵ４０によって回転量や回転方向等が制御されることにより、ドライバの要求する制動力を発生させると共に、各車輪ごとの電動制動力を制御して、例えばアンチロックブレーキ（ＡＢＳ）機能等も実現する。

【0023】

ブレーキＥＣＵ３６、電動ブレーキＥＣＵ４０は、いずれもＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ブレーキＥＣＵ３６、電動ブレーキＥＣＵ４０、ハイブリッドＥＣＵ２０は相互に通信可能である。ブレーキＥＣＵ３６には、ドライバーのブレーキペダルの踏み込み状態を検出するストロークセンサ４２からの信号が入力され、その入力信号に対応する要求制動力に応じて電動制動力と回生制動力との配分比率を決定し、電動ブレーキＥＣＵ４０とハイブリッドＥＣＵ２０に対しそれぞれ制動力を要求する。このように、ブレーキＥＣＵ３６は、ハイブリッドＥＣＵ２０と電動ブレーキＥＣＵ４０を協調させる協調制御を実行することによりハイブリッド車両１００の効率的な制動を可能にする。

【0024】

なお、本実施形態の場合、電動ブレーキＥＣＵ４０には、電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）スイッチ４４からのパーキング信号も入力される。電動ブレーキＥＣＵ４０はパーキング信号を取得すると、常用ブレーキとして機能させていた電動ブレーキ機構を電動パーキングブレーキとして機能させる。なお、パーキングブレーキ機能は、各車輪の電動ブレーキ機構３８に備えてもよいし、前輪または後輪のいずれか一方に備えるようにしてもよい。

【0025】

ところで、電動制動力および回生制動力は、電気制御によりその発生量を調整しているため、例えば断線等の失陥に対する対策が必要になる。そこで、本実施形態の場合、主として常用ブレーキとして機能する電動ブレーキ機構が失陥した場合等に主としてバックアップ用のブレーキ機構として機能する液圧ブレーキ機構４６を右前輪２４ＦＲ、左前輪２４ＦＬに備えている。ただし、本実施形態の場合、前述したように、液圧ブレーキ機構４６は電動ブレーキ機構３８の失陥時のバックアップ用なので、詳細な制動制御を行う必要はない。すなわち、マスタシリンダ４８と右前輪２４ＦＲおよび左前輪２４ＦＬの液圧ブレーキ機構とが直結され、ブレーキペダルの踏み込み動作に対して作動液を液圧ブレーキ機構４６に向けて送出するシンプルな構造のものを採用している。この場合、マスタシリンダ４８から電動ブレーキ機構３８のホイールシリンダに至るまでの液圧経路が短縮化し易い。その結果、配管のスペース確保や配管作業が容易になる。また、他の構成部品との干渉を回避し易く設計自由度の向上にも寄与できる。さらに、配管距離が短いため液漏れの可能性も低減され、液漏れ対策も容易になる。

【0026】

図示を省略しているが、ブレーキＥＣＵ３６には、各車輪の近傍に設けられた車輪速センサ等から車輪の回転状態に関する信号が提供される。車輪速センサからの信号に基づいて、ブレーキＥＣＵ３６が電動ブレーキＥＣＵ４０に対して送信した制動制御による制動力が各車輪において適切に発生しているかを検出し、制御に反映させることもできる。

【0027】

なお、以下の説明で、電動ブレーキ機構３８の失陥は、電動ブレーキ機構３８を構成するモータやギアの不具合、電動ブレーキＥＣＵ４０からモータに至るまでの配線の断線不良、電動ブレーキＥＣＵ４０自体の不具合等のいずれか一つまたはその組合せによる不具合を含むものとする。

【0028】

図２は、実施の形態に係る電動ブレーキ機構、液圧ブレーキ機構およびマスタシリンダの内部構造を説明する概略構造図である。前述したように、本実施形態の場合、前輪２４のブレーキ装置は、電動ブレーキ機構３８および液圧ブレーキ機構４６を備えた複合型であり、後輪２６は、電動ブレーキ機構３８のみを備えた単構成型である。なお、前輪２４および後輪２６のブレーキ装置は、左右同じ構成なので、図２の場合は、前輪２４用の複合型のブレーキ装置５０、後輪２６用の単構成型のブレーキ装置５２をそれぞれ片側のみを示している。

【0029】

まず、電動ブレーキ機構３８のみを有する単構成型のブレーキ装置５２の構造を説明する。
キャリパ５４は、キャリパ自身を車体側に固定するための車体固定マウント（不図示）に取り付けられ、キャリパ５４は、ディスクロータ５６に押圧され制動力を発生する摩擦部材であるブレーキパッド５８と、ブレーキパッド５８を押圧するシリンダ部６０とで構成されている。車輪と共に回転する回転体であるディスクロータ５６は図２に示すように、一対のブレーキパッド５８の間に存在する。ディスクロータ５６の側面５６ａ、５６ｂは摩擦摺動面を構成し、一対のブレーキパッド５８がディスクロータ５６を挟んで対向配置される。このブレーキパッド５８は、ディスクロータ５６の側面５６ａ、５６ｂと直接接触する摩擦材６２と、この摩擦材６２の裏側、すなわちディスクロータ５６と接触しない側を支持するパッド裏金６４によって構成されている。

【0030】

キャリパ５４は、図２において矢印Ｍ，Ｎ方向に変位可能に車体固定マウントを介して車体側に取り付けられている。キャリパ５４のシリンダ部６０には、有底の穴６６が穿設されており、この穴６６には、ピストン６８が摺動可能に嵌挿されている。穴６６の底にはピストン６８を進退させる駆動力を伝達するギア列７０の出力軸と接続された棒ネジ部材７２の一端が回転自在に配置されている。ギア列７０は複数の歯車で構成され、電動ブレーキＥＣＵ４０からの指令に従い回転駆動するモータ７４の回転数を所定値まで減速して棒ネジ部材７２を所定の回転数で所定の方向に回転させる。棒ネジ部材７２には、ピストン６８を進退させるためのナット部材７６が噛合している。ナット部材７６は棒ネジ部材７２の回転により矢印Ｍ，Ｎ方向に進退する。したがって、ナット部材７６が矢印Ｍ方向に移動した場合、ピストン６８をパッド裏金６４ａに向かって移動させて、摩擦材６２ａをディスクロータ５６の側面５６ａに押圧させる。摩擦材６２ａがディスクロータ５６に押圧されると、ピストン６８は摺動を停止する。ピストン６８が摺動を停止した後も、棒ネジ部材７２が回転してナット部材７６を矢印Ｍ方向に移動させようとすると、シリンダ部６０を覆っているシリンダハウジング６０ａが矢印Ｎ方向の反力を受けることになる。その結果、棒ネジ部材７２の回転に伴って、シリンダハウジング６０ａが矢印Ｎ方向に変位する。

【0031】

シリンダハウジング６０ａの非シリンダ形成側には爪部７８が形成されており、シリンダハウジング６０ａの矢印Ｎ方向への変位に伴って、爪部７８がパッド裏金６４ｂを介して摩擦材６２ｂをディスクロータ５６の側面５６ｂに押圧する。したがって、ディスクロータ５６を一対の摩擦材６２ａ，６２ｂにより押圧挟持する状態となり、ディスクロータ５６を効率的に制動させる電動制動力を発生することが可能となる。

【0032】

電動制動力を解除する場合は、モータ７４を逆転駆動させて棒ネジ部材７２を制動時とは逆回転させてナット部材７６を矢印Ｎ方向に退避させる。その結果、ピストン６８は、ナット部材７６による拘束が解除される。したがって、ブレーキパッド５８のディスクロータ５６に対する付勢力も解除される。この状態でディスクロータ５６が回転すると、その回転によりブレーキパッド５８が弾かれ離反することとなり、ディスクロータ５６の自由な回転を許容する。なお、ピストン６８とシリンダハウジング６０ａとの間には、例えば弾性部材からなるシール部材が配置されている。このシール部材は、ピストン６８が矢印Ｍ方向に移動するときに弾性変形する。ピストン６８は、ナット部材７６による拘束が解除されると、シール部材の復元力により矢印Ｎ方向に引き戻される方向の力を受けるので、ブレーキパッド５８のディスクロータ５６からの離反を容易にする。

【0033】

爪部７８が押圧するブレーキパッド５８に、例えば、ブレーキパッド５８を矢印Ｍ方向に離反させる付勢力を発生する弾性体を備えておけば制動力解放時の離反動作をスムーズに行うことができる。

【0034】

なお、制動力の解放時に摩擦材６２とディスクロータ５６との隙間が大きすぎると、異物や水等の液体が侵入してしまうおそれがある。また、隙間が大きすぎると次回の制動力の発生時に遅れが生じるので好ましくない。逆に、隙間がない場合、摩擦材６２がディスクロータ５６に引き摺られることになり、走行抵抗の原因となり燃費（エネルギ効率）の悪化を招くおそれがある。そのため、制動力の解放時の両者の隙間は、摩擦材６２とディスクロータ５６との間で引き摺りが生じない程度の最小限の値にすることが望ましい。本実施形態の場合、ピストン６８の退避位置はモータ７４（棒ネジ部材７２）の回転により正確に管理できるので、摩擦材６２の引き摺り防止を容易に実現できる。また、摩擦材６２は使用に伴い摩耗して薄くなるが、押圧状態からの摩擦材６２の退避距離をモータ７４（棒ネジ部材７２）の退避量で管理できるので、摩擦材６２の摩耗時における調整も容易にできる。

【0035】

次に、電動ブレーキ機構３８と液圧ブレーキ機構４６を有する複合型のブレーキ装置５０の構成を説明する。
電動ブレーキ機構３８の構造は、単構成型のブレーキ装置５２と同じなので、同じ符号を付してその説明は省略する。複合型のブレーキ装置５０のシリンダハウジング６０ａには、液圧ブレーキ機構４６を動作させるための作動液をシリンダ部６０に導入するために導入ポート８０が形成されている。導入ポート８０には、マスタシリンダ４８の送出ポート８２から延びる液圧配管８４が接続されている。マスタシリンダ４８から作動液が送出され、シリンダ部６０内部に注入されると、穴６６内部の圧力が高まりピストン６８を矢印Ｍ方向に移動させる。ピストン６８の移動によるブレーキパッド５８、シリンダハウジング６０ａ、爪部７８等の挙動は前述した電動ブレーキ機構における挙動と同じであり、制動力、すなわち液圧制動力が発生できる。

【0036】

マスタシリンダ４８は、シリンダ室４８ａを有し、内部にブレーキペダル８６から延びるプッシュロッドが接続されたマスタピストン８８が摺動自在に配置されている。マスタピストン８８は、スプリング４８ｂの弾性力を受けてブレーキペダル８６が踏み込まれていないときにブレーキペダル８６を初期位置側に戻すようにプッシュロッドを押圧している。ドライバによってブレーキペダル８６が踏み込まれると、プッシュロッドがマスタシリンダ４８に進入し、マスタピストン８８が押圧される。これにより、シリンダ室４８ａにマスタシリンダ圧が発生可能となる。マスタシリンダ４８には、作動液９０（ブレーキフルード）を貯留しておくリザーバ９２が接続され、常時シリンダ室４８ａが作動液９０で満たされるようにしている。

【0037】

ブレーキペダル８６には、ストロークセンサ４２が設けられ、ブレーキペダル８６がドライバにより踏み込まれたときの踏み込み状態を検出して、その信号をブレーキＥＣＵ３６に送信する。ブレーキＥＣＵ３６では、ストロークセンサ４２の信号に基づいてドライバの要求制動力を算出して、電動ブレーキＥＣＵ４０やハイブリッドＥＣＵ２０を協調制御して適切な制動力を発生させる。

【0038】

なお、本実施形態の場合、電動ブレーキ機構３８を電動パーキングブレーキとしても機能させることができる。図２に示すように、電動ブレーキ機構３８の場合、棒ネジ部材７２とナット部材７６が噛合していると共に棒ネジ部材７２とモータ７４との間にはギア列７０が存在するので、モータ７４への電流供給が停止したとしても棒ネジ部材７２が制動力解放方向に回転する可能性は低い。したがって、ナット部材７６によるピストン６８の押圧状態が維持され、パーキングブレーキとしての制動力を維持できる。ただし、本実施形態の場合、パーキング時の制動力維持を確実なものにするため、ＥＰＢスイッチ４４が操作され、パーキングが有効になった場合に、ブレーキ装置５０の例えばモータ７４の出力ギアに楔を打ち込むパーキング用ソレノイド４４ａを備えている。パーキング用ソレノイド４４ａにより楔を打ち込むことにより、各ギアの遊び等による緩みの発生が抑制され、パーキング制動力の維持を保証することができる。

【0039】

ところで、本実施形態のマスタシリンダ４８には、当該マスタシリンダ４８内の作動液９０をリザーバ９２に排出する排出ポート９４が形成されている。排出ポート９４はマスタシリンダ４８において、マスタピストン８８の侵入側とは逆側の終端位置に偏った位置に形成されている。排出ポート９４にはリザーバ９２から延びる排出配管９６が接続され、その排出配管９６の経路中にマスタシリンダ４８からリザーバ９２に排出する作動液９０の排出調整をする調整機構として機能するバルブ９８が配置されている。バルブ９８は例えば、常閉型の開閉弁であり、非通電の場合に閉弁し、通電により開弁する。バルブ９８の開閉制御は、例えば電動ブレーキＥＣＵ４０によって行われる。バルブ９８が開弁状態の場合にブレーキペダル８６が踏み込まれてマスタピストン８８が矢印Ｍ方向に移動しても作動液９０は、リザーバ９２に排出されるためシリンダ室４８ａの圧力は上がらず、ブレーキ装置５０に向けて送出されることはない。つまり、ブレーキ装置５０の液圧ブレーキ機構による液圧制動力は発生しない。一方、バルブ９８が閉弁状態の場合にブレーキペダル８６が踏み込まれてマスタピストン８８が矢印Ｍ方向に移動すると作動液９０は、リザーバ９２に排出されないためシリンダ室４８ａの圧力が上がり、ブレーキ装置５０に向けて送出される。つまり、ブレーキ装置５０の液圧ブレーキ機構による液圧制動力が発生することになる。

【0040】

このように構成されるブレーキ装置の基本的な動作を説明する。前述したように、本実施形態のブレーキ装置は、電動ブレーキ機構３８を主に用いて制動力を発生させる。そして、電動ブレーキ機構３８に失陥が生じて電動制動力が十分に発生できない場合等に、バックアップとして液圧ブレーキ機構４６が動作するようにして液圧制動力により制動力を確保する。したがって、電動ブレーキ機構３８が正常に動作している場合には、バルブ９８を開弁状態にして排出ポート９４から作動液９０を排出させ、リザーバ９２に送る。その結果、ドライバがブレーキペダル８６を踏み込んでも、その踏み込み動作に起因する液圧制動力は基本的には発生しない。つまり、ストロークセンサ４２の検出値に基づく要求制動力が液圧制動力以外で賄われる。図３（ａ）は、電動ブレーキ機構３８が正常動作している場合のブレーキペダル８６のストロークと発生する制動力の関係を示している。本実施形態の場合、排出ポート９４がマスタシリンダ４８のストローク終端から僅かにストローク始端側に偏った位置に形成されている。したがって、ブレーキペダル８６の踏み込みよりマスタピストン８８がストロークして、当該マスタピストン８８で排出ポート９４を塞ぐまでは液圧制動力は発生しない。つまり、図３（ａ）に示すように、電動制動力のみが発生し、排出ポート９４の形成位置であるＡ点を超えて液圧制動力が発生し始める。このように、電動制動力を主な制動力として利用することができる。なお、制動力立ち上がりの遅れは、ブレーキペダル８６の遊びに対応する遅れである。

【0041】

図３（ａ）に示すように、Ａ点を通過した時点で液圧制動力を発生させることにより、例えばＡＢＳ制御を行う場合のペダル反力を発生させることができる。本実施形態の場合、ＡＢＳ制御を行う場合も基本的には電動ブレーキ機構３８による制動力の増減制御で行う。この場合、電動制動力のみでＡＢＳ制御を行うと、通常の液圧制動力を常用制動力にしている場合にＡＢＳ制御中であることをドライバに認識させる一手段となるペダル反力が発生できない。一方、図３（ａ）に示すように、ＡＢＳ制御が実行されやすいブレーキペダル８６の踏み込み量が大きいときに液圧制動力を発生させることにより、制動力の増減に伴う作動液９０の脈動を液圧配管８４およびマスタシリンダ４８を介してブレーキペダル８６に伝達することができる。なお、図２の場合、排出ポート９４はストローク終端に近い位置に形成されているので、電動ブレーキ機構３８の正常動作時にＡＢＳ制御が実行されても発生する液圧制動力は僅かであり、電動制動力の増減調整で液圧制動力の発生を相殺できるのでＡＢＳ制御はスムーズに実行できる。

【0042】

一方、電動ブレーキ機構３８において、断線等の失陥が生じて電動制動力が発生できない場合、電動ブレーキＥＣＵ４０はバルブ９８に対する通電を止める。その結果、マスタシリンダ４８内の作動液９０は排出配管９６を介してリザーバ９２に排出されない。その結果、図３（ｂ）に示すように、ブレーキペダル８６の踏み込みの初期の段階から液圧制動力を発生させることができる。

【0043】

このように、排出ポート９４を形成するシンプルな構成により、電動ブレーキ機構３８の正常動作時には電動制動力を主に利用し、電動ブレーキ機構３８の失陥時には、液圧制動力をバックアップ用の制動力として利用することができる。なお、電動ブレーキ機構３８の失陥は、例えば、電動ブレーキＥＣＵ４０により断線判定や各センサによる異常判定、通電時間の異常等によって検出することができる。

【0044】

図２の場合、排出ポート９４をストローク終端から僅かに離れた位置に形成した例を示したが、この位置は適宜変更してもよい。例えば、電動ブレーキ機構３８の異常判定が迅速に行える場合は、排出ポート９４の位置をストローク終端位置にしてもよい。この場合、電動ブレーキ機構３８の正常時は完全に液圧制動力を利用しない構成にすることができる。逆に、排出ポート９４の位置を図２のように矢印Ｎ方向に偏らせれば、電動ブレーキ機構３８が正常動作時でも、液圧制動力を補助制動力として利用することが可能になる。例えば、急ブレーキを踏んだ場合には、液圧制動力の発生を早めて電動制動力と液圧制動力により制動力を発生させることができる。また、電動ブレーキ機構３８の失陥時に何らかの原因によりバルブ９８の閉弁が遅れるような場合でもマスタピストン８８により排出ポート９４を塞いだ時点から液圧制動力の発生が可能になる。

【0045】

なお、電動ブレーキ機構３８の失陥によりバルブ９８が閉弁された場合、電動ブレーキ機構３８が失陥した旨をドライバに迅速に通知することが望ましく、例えば表示灯や音声により警報を出力して速やかに修理等で対応することを促すことが望ましい。

【0046】

このように構成されるブレーキ装置を図１のハイブリッド車両１００に搭載した場合の制御例を図４のフローチャートを用いて説明する。
まず、ハイブリッド車両１００のイグニッションスイッチがＯＮの場合、ブレーキＥＣＵ３６は所定周期でシステムチェックを行う（Ｓ１００）。この場合、ブレーキＥＣＵ３６は、電動ブレーキＥＣＵ４０およびハイブリッドＥＣＵ２０を介してそれぞれのシステムの動作確認を実行する。続いて、ブレーキＥＣＵ３６は、ブレーキペダル８６の踏み込みによりドライバから制動要求があった場合であり（Ｓ１０２のＹ）、電動ブレーキ機構３８が正常に動作可能な場合は（Ｓ１０４のＹ）、バルブ９８を開弁する（Ｓ１０６）。バルブ９８を常閉型の開閉弁にした場合、電動ブレーキＥＣＵ４０は電動ブレーキ機構３８の正常動作時は常時通電により開弁しているので、その状態を維持することなる。そして、ブレーキＥＣＵ３６は、ハイブリッドＥＣＵ２０との通信により回生制動力の発生が可能である場合（Ｓ１０８のＹ）、電動ブレーキＥＣＵ４０とハイブリッドＥＣＵ２０の協調制御により要求制動力を発生するように、電動制動力および回生制動力の制御を行う（Ｓ１１０）。図５（ａ）は、電動ブレーキ機構３８が正常動作している場合であり、電動制動力と回生制動力により、図２のＡ点まで協調制御が行われている様子が示されている。さらに、ブレーキペダル８６の踏み込みが進みマスタピストン８８が排出ポート９４を通過した時点から電動制動力と回生制動力に加え液圧制動力が発生している様子を示している。この場合、回生制動力の発生分だけ、電動制動力の発生を抑制できるので電動ブレーキ機構３８を駆動するための電力消費を軽減できる。なお、排出ポート９４をストロークの終端に形成すれば、液圧制動力の追加発生が生じないようにできる。

【0047】

Ｓ１０８において、例えばバッテリ３２が満充電等の原因により回生制動力が発生できない場合（Ｓ１０８のＮ）、ブレーキＥＣＵ３６は電動ブレーキＥＣＵ４０により電動制動力のみを発生させる電動制動力制御を実行する（Ｓ１１２）。図５（ｂ）に示すように、この場合もブレーキペダル８６の踏み込みが進みマスタピストン８８が排出ポート９４を通過した時点から電動制動力に加え液圧制動力が発生するが、排出ポート９４をストロークの終端に形成すれば、液圧制動力の追加発生が生じないようにできる。

【0048】

Ｓ１０４において、電動ブレーキ機構３８に失陥が生じている場合で（Ｓ１０４のＮ）、回生制動力の発生が可能である場合（Ｓ１１４のＹ）、ブレーキＥＣＵ３６は、要求制動力と発生可能な回生制動力を比較する。そして、回生制動力のみで十分に制動力を賄える場合（回生制動力で要求制動力を完全に賄えない場合でも十分安全な制動が行える場合も含む）で、液圧制動力の補助が不要な場合（Ｓ１１６のＹ）、バルブ９８を開弁する（Ｓ１１８）。すなわち電動ブレーキＥＣＵ４０はバルブ９８に対する通電を継続して開弁状態を維持する。そして、ブレーキＥＣＵ３６は、ハイブリッドＥＣＵ２０を制御して要求制動力を発生するように回生制動力制御を実行する（Ｓ１２０）。図５（ｃ）に示すように、この場合もブレーキペダル８６の踏み込みが進みマスタピストン８８が排出ポート９４を通過した時点から回生制動力に加え液圧制動力が発生するが、排出ポート９４をストロークの終端に形成すれば、液圧制動力の追加発生が生じないようにできる。

【0049】

Ｓ１１６において、要求制動力より発生できる回生制動力が少ない場合、つまり要求制動力を賄うために液圧制動力の追加が必要な場合（Ｓ１１６のＮ）、電動ブレーキＥＣＵ４０は、バルブ９８に対する通電を中止して閉弁状態とする（Ｓ１２２）。その結果、排出ポート９４からリザーバ９２へ作動液９０の排出が抑制される。つまり、ブレーキペダル８６の踏み込み初期の段階から液圧制動力の発生が可能になる。ブレーキＥＣＵ３６は、ハイブリッドＥＣＵ２０を制御して回生制動力制御を実行すると共に、ブレーキペダル８６の踏み込み量に応じた液圧制動力のバックアップ制御を実行する（Ｓ１２４）。この場合の制動力の発生の様子を図５（ｄ）に示す。このように、電動ブレーキ機構３８の失陥時に急峻なブレーキペダル８６の操作が行われた場合でも、可能な限りの制動力を発生させて制動力と応答性の確保を実現する。

【0050】

Ｓ１１４において、電動制動力に加え、回生制動力も発生できない場合（Ｓ１１４のＮ）、電動ブレーキＥＣＵ４０は、バルブ９８に対する通電を中止して閉弁状態とする（Ｓ１２６）。その結果、排出ポート９４からリザーバ９２へ作動液９０の排出が抑制される。つまり、ブレーキペダル８６の踏み込み初期の段階から液圧制動力の発生が可能になる。その結果、ブレーキペダル８６の踏み込み量に応じた液圧制動力のバックアップ制御を実行する（Ｓ１２８）。この場合の制動力の発生の様子を図５（ｅ）に示す。このように、電動ブレーキ機構３８の失陥時で回生制動力も発生できない場合でも、可能な限りの制動力を発生させて制動力と応答性の確保を実現する。

【0051】

Ｓ１０２において、制動要求がない場合は（Ｓ１０２のＮ）、Ｓ１００に戻り、次の周期での処理を実行する。

【0052】

上述した例では、バルブ９８を単純な開閉動作を行う電磁バルブとしたが、開閉度を詳細に制御できるリニアバルブとしてもよい。リニアバルブの場合、全開および全閉の場合は、バルブ９８と同様に排出ポート９４からのリザーバ９２への作動液９０の排出時期の制御ができる。また、開閉量を制御することにより液圧制動力を発生させる場合の液圧制動力の大きさの制御ができる。例えば、上述したバルブ９８の場合、電動ブレーキ機構３８が正常動作時にＡＢＳ制御が実施された場合、マスタピストン８８が排出ポート９４を塞がなければペダル反力が得られない。一方、リニアバルブにして、排出ポート９４からリザーバ９２への作動液９０の排出量を制御することで、作動液９０の脈動をブレーキペダル８６側に伝達し易くしてドライバにペダル反力の変化を感じさせるようにできる。

【0053】

また、上述の実施形態では、電動ブレーキ機構３８が正常動作しており、回生制動力が発生できるか否かに拘わらず、バルブ９８を開弁状態にしてマスタピストン８８が排出ポート９４を塞ぐまで液圧制動力を発生しない場合を示した。別の実施例では、電動ブレーキ機構３８が正常動作している場合、回生制動力が発生できるか否かに拘わらず、最初からバルブ９８を閉じて液圧制動力を発生できるようにしてもよい。この場合、液圧制動力の発生分だけ、電動制動力の発生量を軽減できるので、電動ブレーキ機構３８を動作させるための電力消費を低減できる。

【0054】

また、上述した実施形態では、排出ポート９４の排出を制御するバルブ９８を備える例を示したが、バルブ９８を省略してもよい。つまり、ブレーキペダル６が所定量踏み込まれるまで（例えばＡ点まで）、マスタシリンダ４８内の作動液９０をリザーバ９２に排出して電動制動力の発生開始より液圧制動力の発生開始を遅らせるようにする。この場合、ブレーキペダル８６の踏み込み量がＡ点を超えれば作動液９０が液圧ブレーキ機構４６に送出され液圧制動力を発生させることが可能になる。その結果、電動ブレーキ機構３８の失陥時に電動制動力が発生しない場合でもブレーキペダル８６を排出ポート９４を越える位置まで踏み込めば、液圧ブレーキ機構４６がバックアップ用ブレーキ装置として機能するよりシンプルな構成のブレーキ装置が構成できる。

【0055】

また、上述した実施形態では、電動ブレーキ機構３８の失陥を電動ブレーキＥＣＵ４０で検出する例を示したが、例えばブレーキＥＣＵ３６がストロークセンサ４２から取得した要求制動力と、キャリパ５４等の内部に配置されたセンサからの信号に基づいて算出した制動力発生推定量と比較して、その推定量がブレーキペダル８６の操作に対応する制動力に満たない場合、バルブ９８の開閉制御を行い液圧制動力の発生量を制御してもよい。この場合、電動ブレーキＥＣＵ４０自体が失陥した場合でも液圧制動力をバックアップ用の制動力として迅速に発生させることができる。

【0056】

上述した実施形態では、ハイブリッド車両１００に排出ポート９４を有するブレーキ装置を搭載した例を示したが、別の実施例では、エンジンを搭載しない電気自動車に本実施形態のブレーキ装置を適用して本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、走行用モータを含まない車両に適用した場合は、回生制動力の付加がなくなるのみで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、図２の例では、ブレーキ装置としてディスクブレーキ装置を示したが、ドラムブレーキ装置に適用しても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0057】

以上、本発明を上述の実施形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態や変形例の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

【符号の説明】

【0058】

２０ ハイブリッドＥＣＵ、 ３６ ブレーキＥＣＵ、 ３８ 電動ブレーキ機構、 ４０ 電動ブレーキＥＣＵ、 ４２ ストロークセンサ、 ４６ 液圧ブレーキ機構、 ４８ マスタシリンダ、 ５０，５２ ブレーキ装置、 ７４ モータ、 ８６ ブレーキペダル、 ９０ 作動液、 ９２ リザーバ、 ９４ 排出ポート、 １００ ハイブリッド車両。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】