JP7424165B2 - 車両用制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用制動装置に関する。

車両用制動装置には、電気モータによりピストンを移動させて液圧を発生させる液圧発生装置（例えば電動シリンダ）を備えるものがある。電動シリンダには、構成上、電気モータの駆動に対して液圧が発生しない無効ストロークが存在し得る。ここで、例えば特許５８５６０２１号明細書には、液圧発生の起点となる原点位置に係るモータの回転角度を、復帰区間を考慮して設定する技術が開示されている。

特許５８５６０２１号明細書

しかしながら、上記車両用制動装置では、電気モータの回転角度に関する固定値（原点位置情報、復帰区間情報）に基づいて制御が行われており、例えば電気モータの出力誤差、直動機構の誤差、モータ回転角度センサの検出誤差、又は外気温の高低などによって、固定値による制御位置と実際のピストンの位置との間にズレが生じる可能性がある。

本発明の目的は、電動シリンダ等の加圧部とリザーバとの接続状態が切り替わるピストンの切替位置を精度良く推定することができる車両用制動装置を提供することである。

本発明の車両用制動装置は、リザーバと、シリンダと、前記シリンダ内で摺動可能なピストンと、前記ピストンを駆動する電気モータと、前記シリンダ及び前記ピストンにより区画され前記ピストンの移動により容積が変化する出力室と、を有し、前記ピストンの位置に応じて前記出力室と前記リザーバとの接続状態が連通状態と遮断状態とで切り替わるように構成され、且つ前記ピストンの軸方向一方への移動により前記出力室の容積が減少することでフルードを加圧可能な第１加圧部と、前記出力室の圧力を検出する圧力センサと、前記ピストンを移動させるとともに、前記圧力センサの検出値に基づいて前記出力室と前記リザーバの接続状態が切り替わる前記ピストンの切替位置を推定する位置推定処理を実行する推定部と、を備える。

本発明によれば、出力室とリザーバとが連通状態である場合、ピストンが移動しても出力室に液圧は発生しない。一方、出力室とリザーバとが遮断状態である場合、ピストンの移動に応じて出力室の液圧が変化する。加圧時、圧力センサの検出値は、ピストン２３が切替位置を超えると０（リザーバの液圧）から上昇し始める。減圧時、圧力センサの検出値は、切替位置を超えると０になる。

推定部は、位置推定処理において、ピストンを移動させつつ圧力センサの検出値をモニターし、上記のような出力室の液圧変化を検出することで、ピストンの切替位置を推定することができる。実際の液圧変化に基づいてピストンの切替位置が推定されるため、位置推定処理実行時の車両状況に応じた切替位置を取得することができる。このように、本発明によれば、出力室とリザーバとの接続状態が切り替わるピストンの切替位置を精度良く推定することができる。

本実施形態の車両用制動装置の構成図である。 本実施形態のピストンの切替位置を説明するための概念図である。 本実施形態のアクチュエータの構成図である。 本実施形態の具体例１の制御の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の具体例１での液圧の変化を示す概念図である。 本実施形態の具体例２の制御の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の具体例２での液圧の変化を示す概念図である。 本実施形態の変形例の構成図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。説明に用いる各図は概念図である。本実施形態の車両用制動装置１は、図１に示すように、上流ユニット１１と、下流ユニットを構成するアクチュエータ３と、第１ブレーキＥＣＵ９０１と、第２ブレーキＥＣＵ９０２と、電源装置９０３と、を備えている。上流ユニット１１は、下流ユニットに基礎液圧を供給可能に構成されている。

上流ユニット１１は、電動シリンダ（「第１加圧部」に相当する）２と、マスタシリンダユニット４と、リザーバ４５と、第１液路５１と、第２液路５２と、連通路５３と、ブレーキ液供給路５４と、連通制御弁６１と、マスタカット弁６２と、を備えている。第１ブレーキＥＣＵ９０１は、少なくとも上流ユニット１１を制御する。第２ブレーキＥＣＵ９０２は、少なくともアクチュエータ３を制御する。なお、図１は、車両用制動装置１の非通電状態を表している

（電動シリンダ）
電動シリンダ２は、リザーバ４５に接続され、ホイールシリンダ８１、８２、８３、８４を加圧可能な加圧ユニット（調圧ユニット）である。ホイールシリンダ８１、８２は第１系統のホイールシリンダであり、ホイールシリンダ８３、８４は第２系統のホイールシリンダである。配管の接続は、例えば第１系統が前輪に対して配置され、第２系統が後輪に対して配置された前後配管であってもよい。また、配管の接続は、第１系統及び第２系統のそれぞれに前輪と後輪が配置されたクロス配管であってもよい。

電動シリンダ２は、シリンダ２１と、電気モータ２２と、ピストン２３と、出力室２４と、付勢部材２５と、を有する。電気モータ２２は、回転運動を直線運動に変換する直動機構２２ａを介してピストン２３に接続されている。電動シリンダ２は、シリンダ２１内に単一の出力室２４が形成されているシングルタイプの電動シリンダである。

ピストン２３は、電気モータ２２の駆動によりシリンダ２１内を軸方向に摺動する。ピストン２３は、軸方向一方側に開口し軸方向他方側に底面を有する有底円筒状に形成されている。つまり、ピストン２３は、開口を形成する筒状部分と、底面（受圧面）を形成する円柱部分と、を備えている。

出力室２４は、シリンダ２１とピストン２３により区画されており、ピストン２３の移動により容積が変化する。出力室２４は、リザーバ４５及びアクチュエータ３に接続されている。ピストン２３は、図２に示すように、軸方向において、出力室２４の容積が最小となる位置と、出力室２４の容積が最大となる位置とを含む摺動領域Ｒ内で摺動する。摺動領域Ｒは、出力室２４とリザーバ４５との間を連通させる連通領域Ｒ１、及び出力室２４とリザーバ４５との間を遮断する遮断領域Ｒ２で構成されている。連通領域Ｒ１は、出力室２４の容積が最大となるピストン２３の初期位置を含んでいる。遮断領域Ｒ２は、出力室２４の容積が最小となるピストン２３の位置を含んでいる。遮断領域Ｒ２は、軸方向において、連通領域Ｒ１よりも大きい。なお、図２では、各領域Ｒ、Ｒ１、Ｒ２がピストン２３の軸方向一端（先端）の位置を基準に表されている。

より詳細に、シリンダ２１には、入力ポート２１１及び出力ポート２１２が形成されている。出力ポート２１２は、出力室２４と第２液路５２とを連通させている。入力ポート２１１は、ピストン２３が初期位置にある際に、ピストン２３の筒状部分とオーバーラップしている。ピストン２３の筒状部分には、貫通孔２３１が形成されている。貫通孔２３１は、ピストン２３が初期位置にある場合に、入力ポート２１１に対向する位置（オーバーラップする位置）に形成されている。

入力ポート２１１と貫通孔２３１がオーバーラップしている状態で、出力室２４とリザーバ４５とが連通する。ピストン２３が軸方向一方側に移動することで、入力ポート２１１と貫通孔２３１とがオーバーラップしている幅は減少する。入力ポート２１１と貫通孔２３１とがオーバーラップしない状態になると、出力室２４とリザーバ４５との間が遮断される。

シリンダ２１には、シール部材Ｘ１、Ｘ２が設けられている（図２参照）。入力ポート２１１は、シール部材Ｘ１とシール部材Ｘ２の間に形成されている。シール部材Ｘ１は、環状のカップシールである。シール部材Ｘ１は、ピストン２３の基準位置が遮断領域Ｒ２にある状態（遮断状態）において、出力室２４からリザーバ４５へのフルードの流通を禁止し、リザーバ４５から出力室２４へのフルードの流通を許可する。

オーバーラップ距離（貫通孔２３１及び／又は入力ポート２１１の軸方向の幅）が大きいほど、連通領域Ｒ１が大きくなる。本実施形態では、入力ポート２１１と貫通孔２３１とは同レベルの軸方向幅を有している。ピストン２３の軸方向一方側への移動において、連通領域Ｒ１は、ピストン２３が初期位置から所定量（オーバーラップ距離）移動するまで継続する。所定量は、初期位置と切替位置との離間距離に相当する。付勢部材２５は、出力室２４に配置され、ピストン２３を軸方向他方側に（初期位置に向けて）付勢するばねである。

連通領域Ｒ１は、ピストン２３の初期位置と切替位置との間の領域である。図２に示すように、ピストンが初期位置から軸方向一方側に移動して切替位置に到達すると、貫通孔２３１と入力ポート２１１とのオーバーラップがなくなり、出力室２４とリザーバ４５との接続状態が連通状態から遮断状態に切り替わる。つまり、電動シリンダ２は、出力室２４に液圧が発生する液圧発生状態になるといえる。反対に、遮断状態（液圧発生状態）において、ピストン２３が軸方向他方側に移動して切替位置に到達すると、貫通孔２３１と入力ポート２１１とがオーバーラップし始め、接続状態が遮断状態から連通状態に切り替わる。

（アクチュエータ）
アクチュエータ３は、ホイールシリンダ８１、８２を調圧可能に構成された第１液圧出力部３１と、ホイールシリンダ８３、８４を調圧可能に構成された第２液圧出力部３２と、を備える調圧ユニット（下流ユニット）である。アクチュエータ３は、電動シリンダ２に接続されている。

第１液圧出力部３１は、入力された液圧とホイールシリンダ８１、８２の液圧との間に差圧を発生させることでホイールシリンダ８１、８２を加圧するように構成されている。同様に、第２液圧出力部３２は、入力された液圧とホイールシリンダ８３、８４の液圧との間に差圧を発生させることでホイールシリンダ８３、８４を加圧するように構成されている。

アクチュエータ３は、いわゆるＥＳＣアクチュエータであって、各ホイールシリンダ８１～８４の液圧を独立に調圧することができる。アクチュエータ３は、第２ブレーキＥＣＵ９０２の制御に応じて、例えばアンチスキッド制御（ＡＢＳ制御とも呼ばれる）、横滑り防止制御（ＥＳＣ）、又はトラクションコントロール等を実行する。第１液圧出力部３１と第２液圧出力部３２とは、アクチュエータ３の液圧回路上、互いに独立している。アクチュエータ３の構成については後述する。

（マスタシリンダユニット）
マスタシリンダユニット４は、リザーバ４５に接続され、ブレーキ操作部材Ｚの操作量（ストローク及び／又は踏力）に応じて機械的にアクチュエータ３の第１液圧出力部３１にブレーキ液を供給するユニットである。マスタシリンダユニット４と電動シリンダ２とは、互いに独立して液圧を発生させることができる。マスタシリンダユニット４は、第１液圧出力部３１を介してホイールシリンダ８１、８２を加圧可能に構成されている。マスタシリンダユニット４は、マスタシリンダ４１と、マスタピストン４２と、を備えている。

マスタシリンダ４１は、有底円筒状の部材である。マスタシリンダ４１には、入力ポート４１１と出力ポート４１２が形成されている。マスタピストン４２は、ブレーキ操作部材Ｚの操作量に応じて、マスタシリンダ４１内を摺動するピストン部材である。マスタピストン４２は、軸方向一方側に開口し軸方向他方側に底面を有する有底円筒状に形成されている。

マスタシリンダ４１内には、マスタピストン４２により単一のマスタ室４１ａが形成されている。換言すると、マスタシリンダ４１には、マスタシリンダ４１とマスタピストン４２とによりマスタ室４１ａが形成されている。マスタ室４１ａの容積は、マスタピストン４２の移動により変化する。マスタピストン４２が軸方向一方側に移動すると、マスタ室４１ａの容積が小さくなり、マスタ室４１ａの液圧（以下「マスタ圧」という）が増大する。マスタ室４１ａには、マスタピストン４２を初期位置に向けて（軸方向他方側に）付勢する付勢部材４１ｂが設けられている。本実施形態のマスタシリンダユニット４は、シングルタイプのマスタシリンダユニットである。

出力ポート４１２は、マスタ室４１ａと第１液路５１とを連通させる。入力ポート４１１は、マスタピストン４２の筒状部分に形成された貫通孔４２１を介して、マスタ室４１ａとリザーバ４５とを連通させる。マスタ室４１ａの容積が最大となるマスタピストン４２の初期位置において、入力ポート４１１と貫通孔４２１とはオーバーラップし、マスタ室４１ａとリザーバ４５とが連通する。マスタピストン４２が初期位置から軸方向一方側に所定量（オーバーラップ距離）移動すると、マスタ室４１ａとリザーバ４５との接続が遮断される。

マスタシリンダユニット４には、ストロークシミュレータ４３及びシミュレータカット弁４４が設けられている。ストロークシミュレータ４３は、ブレーキ操作部材Ｚの操作に対して反力（負荷）を発生させる装置である。ブレーキ操作が解除されると、付勢部材４１ｂによりマスタピストン４２が初期位置に戻される。ストロークシミュレータ４３は、例えばシリンダ、ピストン、及び付勢部材により構成される。ストロークシミュレータ４３とマスタシリンダ４１の出力ポート４１２とは、液路４３ａにより接続されている。シミュレータカット弁４４は、液路４３ａに設けられたノーマルクローズ型の電磁弁である。

（液路と電磁弁）
第１液路５１は、マスタ室４１ａと第１液圧出力部３１とを接続している。第２液路５２は、電動シリンダ２と第２液圧出力部３２とを接続している。連通路５３は、第１液路５１と第２液路５２とを接続している。

連通制御弁６１は、連通路５３に設けられたノーマルクローズ型の電磁弁である。連通制御弁６１は、電動シリンダ２による第１液圧出力部３１へのブレーキ液の供給を許可又は禁止する。連通制御弁６１は、閉弁時のホイールシリンダ８１、８２から電動シリンダ２へのブレーキ液の逆流を防ぐため、弁体が弁座よりもホイールシリンダ８１、８２側（第１系統側）に配置されている。これにより、連通制御弁６１閉弁時にホイールシリンダ８１、８２の液圧が電動シリンダ２の出力液圧よりも高くなっても、弁体には弁座に押し付けられる方向に力が加わるため（セルフシールされ）、閉弁が維持される。

マスタカット弁６２は、第１液路５１のうち、第１液路５１と連通路５３との接続部５０と、マスタシリンダ４１との間に設けられたノーマルオープン型の電磁弁である。マスタカット弁６２は、マスタシリンダユニット４から第１液圧出力部３１へのブレーキ液の供給を許可又は禁止する。

ブレーキ液供給路５４は、リザーバ４５と電動シリンダ２の入力ポート２１１とを接続している。リザーバ４５は、ブレーキ液を貯留し、内部の圧力は大気圧に保たれている。また、リザーバ４５の内部は、各々ブレーキ液が貯留された２つの部屋４５１、４５２に区画されている。リザーバ４５の一方の部屋４５１にはマスタシリンダユニット４が接続され、他方の部屋４５２にはブレーキ液供給路５４を介して電動シリンダ２が接続されている。リザーバ４５は、２つの部屋でなく、２つの別々のリザーバで構成されてもよい。

（構成まとめ）
電動シリンダ２は、シリンダ２１と、シリンダ２１内で摺動可能なピストン２３と、ピストン２３を駆動する電気モータ２２と、シリンダ２１及びピストン２３により区画されピストン２３の移動により容積が変化する出力室２４と、を有し、ピストン２３の移動により出力室２４の容積が減少することでフルードを加圧可能に構成されている。車両用制動装置１は、電動シリンダ２と、出力室２４に接続されたリザーバ４５と、を備え、ピストン２３の位置に応じて出力室２４とリザーバ４５との接続状態が連通状態と遮断状態とで切り替わるように構成されている。

（アクチュエータの構成例）
アクチュエータ３の構成例について、ホイールシリンダ８１に接続された液路を例に簡単に説明する。アクチュエータ３の第１液圧出力部３１は、図３に示すように、主に、液路３１１と、差圧制御弁３１２と、保持弁（「電磁弁」に相当する）３１３と、減圧弁３１４と、ポンプ３１５と、電気モータ３１６と、リザーバ３１７と、を備えている。

液路３１１は、第１液路５１とホイールシリンダ８１とを接続している。液路３１１には、圧力センサ７５が設置されている。差圧制御弁３１２は、ノーマルオープン型のリニアソレノイドバルブである。差圧制御弁３１２の開度（電磁力による閉弁側への力）が制御されることで、上下流間に差圧を発生させることができる。第１液路５１からホイールシリンダ８１へのブレーキ液の流通のみを許可するチェックバルブ３１２ａが差圧制御弁３１２と並列に設けられている。

保持弁３１３は、液路３１１のうち差圧制御弁３１２とホイールシリンダ８１との間に設けられたノーマルオープン型の電磁弁である。また、チェックバルブ３１３ａが保持弁３１３と並列に設けられている。減圧弁３１４は、減圧液路３１４ａに設けられたノーマルクローズ型の電磁弁である。減圧液路３１４ａは、液路３１１のうち保持弁３１３とホイールシリンダ８１との間の部分と、リザーバ３１７とを接続している。

ポンプ３１５は、電気モータ３１６の駆動力により作動する。ポンプ３１５は、ポンプ液路３１５ａに設けられている。ポンプ液路３１５ａは、液路３１１のうち差圧制御弁３１２と保持弁３１３との間の部分（以下「分岐部Ｘ」という）と、リザーバ３１７とを接続している。ポンプ３１５が作動すると、リザーバ３１７内のブレーキ液が分岐部Ｘに吐出される。

リザーバ３１７は、調圧リザーバである。還流液路３１７ａは、第１液路５１とリザーバ３１７とを接続している。リザーバ３１７は、ポンプ３１５の作動により、リザーバ３１７内のブレーキ液が優先的に吸入され、リザーバ３１７内のブレーキ液が減少すると開弁して還流液路３１７ａを介して第１液路５１からブレーキ液が吸入されるように構成されている。

第２ブレーキＥＣＵ９０２は、アクチュエータ３によりホイールシリンダ８１を加圧する場合、差圧制御弁３１２に目標差圧（ホイールシリンダ８１の液圧＞第１液路５１の液圧）に応じた制御電流を印加し、差圧制御弁３１２を閉弁させる。この際、保持弁３１３は開弁しており、減圧弁３１４は閉弁している。また、ポンプ３１５が作動することで、第１液路５１からリザーバ３１７を介して分岐部Ｘにブレーキ液が供給される。これにより、ホイールシリンダ８１が加圧される。

ホイールシリンダ８１の液圧（以下「第１ホイール圧」という）と第１液路５１の液圧との差が目標差圧を超えて高くなろうとすると、力の大小関係から差圧制御弁３１２が開弁する。加圧後の第１ホイール圧は、第１液路５１の液圧と目標差圧との和になる。このように、アクチュエータ３は、電動シリンダ２の出力液圧と第１ホイール圧との間に差圧を発生させることで、ホイールシリンダ８１を加圧する。他のホイールシリンダ８２、８３、８４の加圧も同様である。

第２ブレーキＥＣＵ９０２は、アンチスキッド制御等でアクチュエータ３により第１ホイール圧を減圧する場合、減圧弁３１４を開弁させ且つ保持弁３１３を閉弁させた状態でポンプ３１５を作動させ、ホイールシリンダ８１内のブレーキ液をポンプバックさせる。第２ブレーキＥＣＵ９０２は、アクチュエータ３により第１ホイール圧を保持する場合、保持弁３１３及び減圧弁３１４を閉弁させる。電動シリンダ２又はマスタシリンダユニット４の作動のみにより第１ホイール圧を加圧又は減圧する場合、第２ブレーキＥＣＵ９０２は、差圧制御弁３１２及び保持弁３１３を開弁し、減圧弁３１４を閉弁させる。

第２液圧出力部３２の構成は、第１液圧出力部３１と同じであるため、説明は省略する。また、第１液圧出力部３１の液路３１１に相当する第２液圧出力部３２の液路３２１は、第２液路５２とホイールシリンダ８３、８４とを接続している。このように、第２液圧出力部３２は、液路３１１に相当する液路３２１と、差圧制御弁３１２に相当する差圧制御弁３２２と、保持弁３１３に相当する保持弁３２３と、減圧弁３１４に相当する減圧弁３２４と、ポンプ３１５に相当するポンプ３２５と、リザーバ３１７に相当するリザーバ３２７と、を備えている。アクチュエータ３は、電動シリンダ２とは独立して、ホイールシリンダ８１～８４を加圧可能に構成されている。なお、以下、説明において、ホイールシリンダ８１～８４の液圧をホイール圧ともいう。

（ブレーキＥＣＵ及び各種センサ）
第１ブレーキＥＣＵ９０１及び第２ブレーキＥＣＵ９０２（以下「ブレーキＥＣＵ９０１、９０２」ともいう）は、それぞれＣＰＵやメモリを備える電子制御ユニットである。各ブレーキＥＣＵ９０１、９０２は、各種処理（制御）を実行する１つ又は複数のプロセッサを備えている。第１ブレーキＥＣＵ９０１と第２ブレーキＥＣＵ９０２とは、別個のＥＣＵであって、互いに情報（制御情報等）を通信可能に接続されている。

第１ブレーキＥＣＵ９０１は、電動シリンダ２及び各電磁弁６１、６２、４４に制御可能に接続されている。第２ブレーキＥＣＵ９０２は、アクチュエータ３に制御可能に接続されている。各ブレーキＥＣＵ９０１、９０２は、各種センサの検出結果に基づいて各種制御を実行する。各種センサとして、車両用制動装置１には、例えば、ストロークセンサ７１、圧力センサ７２、７３、７５、回転角センサ７４、車輪速度センサ（図示略）、ヨーレートセンサ（図示略）、及び加速度センサ（図示略）等が設けられている。

ストロークセンサ７１は、ブレーキ操作部材Ｚのストロークを検出する。車両用制動装置１には、各ブレーキＥＣＵ９０１、９０２に一対一で対応するように、２つのストロークセンサ７１が設けられている。ブレーキＥＣＵ９０１、９０２は、それぞれ対応するストロークセンサ７１からストローク情報を取得する。圧力センサ７２は、マスタ圧を検出するセンサであって、例えば第１液路５１のうちマスタカット弁６２よりもマスタシリンダ４１側の部分に設けられている。圧力センサ７３は、電動シリンダ２の出力液圧すなわち出力室２４の圧力を検出するセンサであって、例えば第２液路５２に設けられている。回転角センサ７４は、電動シリンダ２の電気モータ２２に対して設けられ、電気モータ２２の回転角（回転位置）を検出する。圧力センサ７５は、第１液路５１から第１液圧出力部３１への入力液圧を検出する。各種センサの検出値は、両方のブレーキＥＣＵ９０１、９０２に送信されてもよい。

第１ブレーキＥＣＵ９０１は、ストロークセンサ７１、圧力センサ７２、７３、及び回転角センサ７４の検出結果を受信し、当該検出結果に基づいて電動シリンダ２及び各電磁弁６１、６２、４４を制御する。第１ブレーキＥＣＵ９０１は、圧力センサ７２、７３の検出結果及びアクチュエータ３の制御状態に基づいて、各ホイール圧を演算することができる。

第２ブレーキＥＣＵ９０２は、ストロークセンサ７１及び圧力センサ７５の検出結果を受信し、当該検出結果に基づいてアクチュエータ３を制御する。第２ブレーキＥＣＵ９０２は、圧力センサ７５及びアクチュエータ３の制御状態に基づいて、各ホイール圧を演算することができる。第２ブレーキＥＣＵ９０２は、第１差圧（入力圧とホイールシリンダ８１、８２の液圧との差圧）の目標値である第１目標差圧、及び第２差圧（入力圧とホイールシリンダ８３、８４の液圧との差圧）の目標値である第２目標差圧を設定する。

電源装置９０３は、各ブレーキＥＣＵ９０１、９０２に電力を供給する装置である。電源装置９０３は、バッテリを備えている。電源装置９０３は、両ブレーキＥＣＵ９０１、９０２に接続されている。つまり、本実施形態では、２つのブレーキＥＣＵ９０１、９０２に共通の電源装置９０３から電力が供給される。

（位置推定処理）
第１ブレーキＥＣＵ９０１は、位置推定処理を実行する推定部９１を備えている。位置推定処理は、ピストン２３を移動させるとともに、圧力センサ７３の検出値に基づいて出力室２４とリザーバ４５の接続状態が切り替わるピストン２３の切替位置を推定する処理である。

推定部９１は、所定のタイミングで位置推定処理を実行する。推定部９１は、位置推定処理において、ピストン２３を初期位置から軸方向一方に移動させ、圧力センサ７３の検出値が閾値以上となったときの回転角センサ７４の検出値を切替位置（加圧時切替位置）として記憶する。また、推定部９１は、位置推定処理によって液圧発生状態となった電動シリンダ２に対して、ピストン２３を軸方向他方に移動させ、圧力センサ７３が閾値以下となったときの回転角センサ７４の検出値を切替位置（減圧時切替位置）として記憶する。推定部９１は、位置推定処理において、加圧時切替位置及び減圧時切替位置の少なくとも一方を記憶すればよい。推定部９１は、切替位置情報について、ピストン２３の移動方向に基づく補正を加えてもよい。

位置推定処理は、例えば、車両が停止しホイール圧がなくても停車維持できる状態である時（例えばＥＰＢ稼働時やシフトレバーがＰレンジである時）、又は車両走行時（ブレーキ操作がなされていない時）に実行される。

（位置推定処理による効果）
本実施形態によれば、出力室２４とリザーバ４５とが連通状態である場合、ピストン２３が移動しても出力室２４に液圧は発生しない。一方、出力室２４とリザーバ４５とが遮断状態である場合、ピストン２３の移動に応じて出力室２４の液圧が変化する。加圧時、圧力センサ７３の検出値は、切替位置を超えると０（リザーバ４５の液圧）から上昇し始める。減圧時、圧力センサ７３の検出値は、切替位置を超えると０になる。

推定部９１は、位置推定処理において、ピストン２３を移動させつつ圧力センサ７３の検出値をモニターし、上記のような出力室２４の液圧変化（０に対する変化）を検出することで、ピストンの切替位置を推定することができる。実際の液圧変化に基づいてピストン２３の切替位置が推定されるため、位置推定処理実行時の車両状況に応じた切替位置を取得することができる。推定部９１は、例えば電気モータ２２の回転位置の情報（回転角情報）を、切替位置の情報として記憶する。例えば電気モータ２２の回転位置と直動機構２２ａのギヤ比からピストン２３の位置は演算できる。このように、本実施形態によれば、電動シリンダ２の出力室２４とリザーバ４５との接続状態が切り替わるピストン２３の切替位置を精度良く推定することができる。

（剛性変更処理）
第２ブレーキＥＣＵ９０２は、剛性変更部９２を備えている。剛性変更部９２は、推定部９１により位置推定処理が実行されるに際し、出力室２４の剛性を高くする剛性変更処理を実行する。出力室２４の剛性は、出力室２４を単位容積だけ変化させた場合の液圧変化量である。出力室２４の剛性は、出力室２４を単位容積だけ小さくしたときに増大する液圧量ともいえる。出力室２４の剛性が高いほど、出力室２４を単位容積小さくした際に増大する液圧量が大きくなる。

出力室２４の剛性は、出力室２４とホイールシリンダ８１～８４とを接続する出力液路２０１、２０２の容積及びホイールシリンダ８１～８４の剛性の影響を受ける。出力室２４の剛性が高くなる事例としては、例えば、ホイールシリンダ８１～８４の剛性が高くなった場合、又は出力液路２０１、２０２の容積が小さくなった場合等である。

出力液路２０１は、第２液路５２の一部、連通路５３、第１液路５１の一部、及び液路３１１により構成されている。出力液路２０２は、第２液路５２及び液路３２１により構成されている。ホイールシリンダ８１～８４の剛性は、ホイール圧が初期領域内の値である場合（０≦ホイール圧≦所定圧）、出力液路２０１、２０２の剛性よりも低い。したがって、低圧領域において、出力室２４の剛性は、ホイールシリンダ８１～８４の剛性の影響を受ける。ホイールシリンダ８１～８４の剛性（液圧変化量／容積変化量）は、ホイール圧によって変化する。

（剛性変更処理の具体例１）
剛性変更処理の具体例１として、剛性変更部９２は、アクチュエータ３によりホイールシリンダ８１～８４を加圧する。剛性変更部９２は、推定部９１が位置推定処理を実行する前に、アクチュエータ３を制御してホイールシリンダ８１～８４にフルードを供給する。アクチュエータ３によるホイールシリンダ８１～８４の加圧は、上記のように、差圧制御弁３１２、３２２に制御電流を供給し、且つポンプ３１５、３２５を作動させることで実行される。これにより、ホイール圧が高くなり、ホイールシリンダ８１～８４の剛性が高くなり、出力室２４の剛性も高くなる。

より詳細に、図４に示すように、ブレーキＥＣＵ９０１、９０２は、加圧処理Ｓ１０１、第１移動処理Ｓ１０２、連通処理Ｓ１０３、第２移動処理Ｓ１０４、及び検出処理Ｓ１０５を実行する。まず、剛性変更処理が実行されると、差圧制御弁３１２、３２２が目標差圧に応じて閉弁され、ポンプ３１５、３２５の作動によりホイールシリンダ８１～８４が加圧される（Ｓ１０１）。

出力室２４の容積減少量に対する出力室２４の液圧増大量（増大勾配）は、加圧処理Ｓ１０１実行前と比べて急峻になる。つまり、出力室２４の剛性は高くなる。

推定部９１は、差圧制御弁３１２、３２２の上下流間の差圧が目標差圧に到達した後（加圧処理Ｓ１０１完了後）に、電気モータ２２を駆動させて電動シリンダ２のピストン２３を初期位置から軸方向一方に移動させる（Ｓ１０２）。ピストン２３が連通領域Ｒ１を移動し切替位置を超えて遮断領域Ｒ２に入ると、出力室２４の液圧が上昇し、ホイールシリンダ８１～８４には出力室２４の液圧に差圧制御弁３１２、３２２の目標差圧を加算した液圧が発生する。なお、推定部９１は、圧力センサ７３の検出値（出力室２４の液圧）が閾値を超えたときの電気モータ２２の回転位置を記憶してもよいが、本例では減圧時に検出される切替位置を記憶する。

推定部９１は、第１移動処理Ｓ１０２において、ピストン２３を所定量移動させて停止させる。換言すると、推定部９１は、ホイール圧が目標ホイール圧に到達したらピストン２３を停止させる。そして、剛性変更部９２は、ポンプ３１５、３２５を停止し、差圧制御弁３１２、３２２への制御電流の供給を停止して差圧制御弁３１２、３２２を開弁（目標差圧＝０）させる（Ｓ１０３）。これにより、相対的に高圧のホイールシリンダ８１～８４と相対的に低圧の出力室２４とが連通し、フルードが出力室２４に流入する。フルードの流入により出力室２４の液圧が上昇し、当該液圧上昇によりピストン２３が軸方向他方に押し戻される。出力室２４には、ホイール圧に相当する液圧、すなわちアクチュエータ３により嵩上げされた液圧が発生する。

推定部９１は、液圧が嵩上げされた状態で、電気モータ２２の出力（トルク）を下げて、ピストン２３を軸方向他方に移動させる（Ｓ１０４）。これにより、図５に示すように、嵩上げされた出力室２４の液圧は徐々に低下する。そして、出力室２４とリザーバ４５との接続状態が遮断状態から連通状態に切り替わると、出力室２４が大気圧のリザーバ４５に連通し、フルードがリザーバ４５に高い流速で流出する。これにより、嵩上げされていた出力室２４の液圧が一気に０まで低下し、圧力センサ７３の検出値が、切替位置を検出（判定）するための閾値を下回る。

推定部９１は、圧力センサ７３の検出値が閾値（閾値以下）となったときを検出し、そのときの回転角センサ７４の検出値を記憶する（Ｓ１０５）。つまり、推定部９１は、圧力センサ７３の検出値が閾値となったときのピストン２３の位置に対応する電気モータ２２の回転位置を記憶する。推定部９１は、圧力センサ７３の検出値が閾値となったときに、ピストン２３が切替位置に位置すると推定し、その位置に関する情報を記憶する。

このように、具体例１の位置推定処理は、ピストン２３を軸方向一方に移動させる第１移動処理Ｓ１０２と、第１移動処理Ｓ１０２の後にピストン２３を軸方向他方に移動させる第２移動処理Ｓ１０４と、第２移動処理中に圧力センサ７３の検出値に基づいて切替位置を検出する検出処理Ｓ１０５と、を含んでいる。また、剛性変更部９２は、第１移動処理Ｓ１０２の前にホイールシリンダ８１～８４と出力室２４とを遮断した状態でアクチュエータ３によりホイールシリンダ８１～８４を加圧し（加圧処理Ｓ１０１）、第２移動処理Ｓ１０４の前にホイールシリンダ８１～８４と出力室２４とを連通させる（連通処理Ｓ１０３）。連通処理Ｓ１０３が実行されることで、ホイール圧に相当する液圧が出力室２４に発生する。加圧処理Ｓ１０１と連通処理Ｓ１０３は、第２移動処理Ｓ１０４の前に出力室２４の液圧を嵩上げする嵩上げ処理ともいえる。

（具体例１の効果）
具体例１によれば、加圧処理Ｓ１０１によりホイールシリンダ８１～８４が加圧される。その後、第１移動処理Ｓ１０２により出力室２４とリザーバ４５の接続状態が遮断される。連通処理Ｓ１０３によりホイールシリンダ８１～８４と出力室２４との接続状態が遮断状態から連通状態に切り替わったとき、出力室２４の液圧が嵩上げされ、ピストン２３が軸方向他方に移動して切替位置に到達する直前における出力室２４の液圧は、電動シリンダ２による加圧とアクチュエータ３による加圧の合成特性となる。そのため、ピストンが実際に切替位置に到達して出力室２４がリザーバ４５と連通するまでは加圧処理Ｓ１０１によって、マスタカット弁６２に対してホイールシリンダ８１～８４側の液量が増加しているため、圧力センサ７３の検出値が閾値以下とならず、出力室２４とリザーバ４５が連通して初めて検出値が閾値以下となる。両者の連通により、出力室２４の液圧及びホイール圧は、嵩上げ分高い状態から０まで一気に低下する。これにより、より精度良くピストンの切替位置を推定することができる。

剛性変更部９２は、加圧処理Ｓ１０１において、差圧制御弁３１２、３２２の目標差圧（大気圧に対する差圧）を閾値より高い値に設定することが好ましい。これにより、ピストン２３が切替位置に到達するまでに出力室２４の液圧が閾値未満となることが抑制される。なお、具体例１において、第１移動処理Ｓ１０２の際に、圧力センサ７３の検出値（出力室２４の液圧）が０から上昇し始め、閾値（閾値以上）に到達したタイミングでの位置情報を記憶してもよい。ただし、具体例１では、第２移動処理Ｓ１０４において出力室２４とリザーバ４５とが連通した時のほうが、第１移動処理Ｓ１０２の時よりもフルードの流速が高い（液圧の変化勾配が大きい）。したがって、剛性変更処理が加圧処理Ｓ１０１である場合、第２移動処理Ｓ１０４の時に切替位置を検出することで、より精度良く切替位置を推定することができる。

（剛性変更処理の具体例２）
剛性変更処理の具体例２として、図６に示すように、剛性変更部９２は、保持弁３１３、３２３を閉弁させる（Ｓ２０１：閉弁処理）。保持弁３１３、３２３は、上述のように、出力液路２０１、２０２に設けられ、閉弁によりホイールシリンダ８１～８４の液圧を保持可能に構成されている。すべての保持弁３１３、３２３が閉弁されることで、電動シリンダ２から流出したフルードは、ホイールシリンダ８１～８４に達する前に保持弁３１３、３２３で遮断される。なお、保持弁３１３の代わりに連通制御弁６１にて電動シリンダ２から流出したフルードを遮断してもよい。

閉弁処理Ｓ２０１により、出力室２４とホイールシリンダ８１～８４とが遮断されるため、出力液路２０１、２０２の容積は小さくなる。これにより、出力室２４において、単位容積小さくなったときの液圧の増大勾配は大きくなる。つまり、出力室２４の剛性は高くなる。また、出力液路２０１、２０２が遮断されることで、出力室２４の剛性は、ホイールシリンダ８１～８４の剛性に影響を受けなくなる。このように、閉弁処理Ｓ２０１により、出力室２４の剛性は高くなる。

推定部９１は、閉弁処理Ｓ２０１の後、ピストン２３を初期位置から軸方向一方に移動させる（Ｓ２０２：移動処理）。そして、図７に示すように、推定部９１は、圧力センサ７３の検出値が閾値（閾値以上）となったときを検出し、そのときの回転角センサ７４の検出値を記憶する（Ｓ２０３：検出処理）。

（具体例２の効果）
具体例２によれば、閉弁処理Ｓ２０１により出力室２４の剛性が高くなっているため、移動処理Ｓ２０２によりピストン２３が切替位置を超えた際、圧力センサ７３の検出値の増大勾配は大きくなる。したがって、ピストン２３が切替位置に到達した後、早いタイミングで、圧力センサ７３の検出値が閾値以上となる。つまり、より精度良く、切替位置を検出することができる。

また、剛性変更処理が閉弁処理Ｓ２０１である場合、切替位置の検出精度の観点では、加圧時の検出と減圧時の検出とでそれほど違いがないと推測できる。したがって、具体例２の場合、位置推定処理の時間短縮の観点で、推定部９１は、加圧時（移動処理Ｓ２０２の時）に切替位置を検出することが好ましい。

（位置推定処理後の制御）
位置推定処理により切替位置が検出・記憶された後、第１ブレーキＥＣＵ９０１は、所定のタイミングで（例えば車両走行開始時）、ピストン２３を初期位置から切替位置まで移動させる。これにより、無効ストロークが小さく又は０となり、制動力発生に対する応答性は向上する。また、第１ブレーキＥＣＵ９０１は、所定のタイミングで、実質的に制動力が発生しない範囲で出力室２４に液圧が発生するように、ピストン２３を切替位置を超えて軸方向一方に移動させてもよい。これにより、より確実に無効ストロークを０にすることができる。本実施形態のように切替位置の情報を精度良く取得することで、無効ストロークによる応答性の低減や、不要な制動力の発生による引きずり発生を抑制することができる。本実施形態によれば、例えば衝突被害軽減ブレーキ（ＡＥＢ）の応答性が向上する。また、加圧時に切替位置を検出する場合は、切替位置に到達した時点でピストン２３の移動を止め、その位置で停止させるのが好適である。これにより、例えば、再度切替位置までピストン２３を移動させる処理が不要となる。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、マスタシリンダユニット４の変形例として、図８に示すように、マスタシリンダユニット４０は、２つのマスタ室４１０ａ、４１０ｂを有するタンデム型のシリンダユニットであってもよい。マスタシリンダユニット４０は、マスタシリンダ４１０と、第１マスタピストン４０１と、第２マスタピストン４０２と、付勢部材４０３、４０４と、を備えている。

マスタシリンダ４１０には、第１マスタピストン４０１及び第２マスタピストン４０２で区画された第１マスタ室４１０ａと、第２マスタピストン４０２で区画された第２マスタ室４１０ｂとが形成されている。付勢部材４０３は、第１マスタ室４１０ａに配置され、第１マスタピストン４０１を初期位置に向けて付勢する。付勢部材４０４は、第２マスタ室４１０ｂに配置され、第２マスタピストン４０２を初期位置に向けて付勢する。

マスタシリンダユニット４０は、第１マスタ室４１０ａと第２マスタ室４１０ｂとが同圧になるように構成されている。リザーバ４５とマスタ室４１０ａ、４１０ｂとの連通は、マスタピストン４０１、４０２が初期位置から所定量前進することで遮断される。第１マスタ室４１０ａは、液路５２ａを介して第２液路５２に接続されている。液路５２ａにはマスタカット弁６２ａが配置されている。また、第２液路５２のうち、液路５２ａと第２液路５２との接続点と出力室２４との間の部分には、連通制御弁６１ａが配置されている。各電磁弁６１ａ、６２ａの構成及び機能は、電磁弁６１、６２と同様である。

この構成によれば、マスタカット弁６２、６２ａが開弁されることで、マスタシリンダユニット４０からすべてのホイールシリンダ８１～８４に液圧（マスタ圧）を供給することができる。この構成の場合、加圧処理Ｓ１０１は、マスタシリンダユニット４０の作動によって実行されてもよい。

例えば、液圧制動力以外の制動力による停車状態において、剛性変更部９２は、位置推定処理が実行される前に、運転者（又は点検作業者）に対しブレーキ操作部材Ｚの操作を例えば音声や表示画面により指示する。この際の電磁弁の状態は、非通電状態であって、マスタカット弁６２、６２ａは開弁し、連通制御弁６１、６１ａは閉弁し、シミュレータカット弁４４は閉弁している。

運転者がブレーキ操作部材Ｚを踏み込むと、マスタピストン４０１、４０２が移動し、各マスタ室４１０ａ、４１０ｂからフルードがホイールシリンダ８１～８４に供給される。剛性変更部９２は、例えば、運転者がブレーキ操作部材Ｚを所定のストロークだけ操作すると、操作停止の指示を運転者に提示する。そして、剛性変更部９２は、例えば差圧制御弁３１２、３２２を閉弁する。これにより、加圧処理Ｓ１０１が完了する。その後、推定部９１及び剛性変更部９２は、図４のフローと同様の制御を実行する。このように、剛性変更処理は、マスタシリンダユニット４０によって実行されてもよい。この場合、マスタシリンダユニット４０が第２加圧部に相当する。

（位置推定処理の実行タイミングの別例）
推定部９１及び剛性変更部９２は、キャリパノックバックが発生している可能性が高い場合に、位置推定処理及び加圧処理Ｓ１０１を実行してもよい。キャリパノックバックは、車両が旋回した際に、ブレーキパッドがロータに押され、キャリパ内のピストンが後退する現象である。キャリパノックバックが発生するとピストンの無効ストローク（制動力が発生しないストローク）が大きくなる。

ブレーキＥＣＵ９０１、９０２は、例えばヨーレートセンサや操舵角センサ等の検出値に基づいて、車両の旋回状態と直進状態とを検出（判定）することができる。剛性変更部９２は、車両旋回後の直進状態が検出されると、位置推定処理のための加圧処理Ｓ１０１を実行する。そして、推定部９１は、例えば図４に示すように、位置推定処理を実行する。

この構成によれば、加圧処理Ｓ１０１によってキャリパ内のピストンがブレーキパッド側に押圧され、無効ストロークが小さくなる。つまり、この構成によれば、位置推定処理及び剛性変更処理を、キャリパノックバックの解消に利用することができる。

また、推定部９１は、フルードの温度変化に応じて、位置推定処理を実行してもよい。圧力センサ７３は、温度センサを備えており、フルードの温度を検出することができる。例えば、電動シリンダ２の無効ストロークを０にするために第１ブレーキＥＣＵ９０１がピストン２３を切替位置よりも軸方向一方に移動させている場合、電動シリンダ２とホイールシリンダ８１～８４との間の液路は密閉状態となる。例えば、密閉状態でフルードの温度が高くなる場合、フルード体積が増大することで圧力が発生し、装置に負荷がかかりうる（負荷トルクが上昇する）。このようなタイミングで、位置推定処理を実行することで、出力室２４とリザーバ４５とが連通するため、温度変化による負荷状態をリセットすることができる。

このように、位置推定処理及び剛性変更処理は、例えば、液圧制動力なく停車している所定停車状態時、車両走行時、車両旋回後の直進時、又は、温度変化が所定値以上である時に実行される。なお、加圧処理Ｓ１０１では制動力が発生し得るが、位置推定処理及び剛性変更処理は、短時間（例えば数百ミリ秒）で実行可能であるため、走行中に行われても運転者のドライブフィーリングにはほとんど影響しない。

（その他）
本発明は、例えば、回生制動装置を含む車両（ハイブリッド車や電気自動車）、自動ブレーキ制御を実行する車両、又は自動運転車両にも適用できる。また、車両用制動装置は、１つのブレーキＥＣＵで制御されてもよい。

１…車両用制動装置、２…電動シリンダ（第１加圧部）、２１…シリンダ、２２…電気モータ、２３…ピストン、２４…出力室、３…アクチュエータ（第２加圧部）、３１３、３２３…保持弁（電磁弁）、４５…リザーバ、７３…圧力センサ、８１～８４…ホイールシリンダ、９１…推定部、９２…剛性変更部。

Claims (5)

1. リザーバと、
   シリンダと、前記シリンダ内で摺動可能なピストンと、前記ピストンを駆動する電気モータと、前記シリンダ及び前記ピストンにより区画され前記ピストンの移動により容積が変化する出力室と、を有し、前記ピストンの位置に応じて前記出力室と前記リザーバとの接続状態が連通状態と遮断状態とで切り替わるように構成され、且つ前記ピストンの軸方向一方への移動により前記出力室の容積が減少することでフルードを加圧可能な第１加圧部と、
   前記出力室の圧力を検出する圧力センサと、
   前記ピストンを移動させるとともに、前記圧力センサの検出値に基づいて前記出力室と前記リザーバの接続状態が切り替わる前記ピストンの切替位置を推定する位置推定処理を実行する推定部と、
   を備える、車両用制動装置。
2. 前記推定部により前記位置推定処理が実行されるに際し、前記出力室の剛性を高くする剛性変更処理を実行する剛性変更部を備え、
   前記出力室の剛性は、前記出力室を単位容積だけ変化させた場合の液圧変化量である、請求項１に記載の車両用制動装置。
3. 前記出力室に接続されたホイールシリンダと、
   前記ホイールシリンダを加圧可能な第２加圧部と、
   を備え、
   前記剛性変更部は、前記剛性変更処理として、前記第２加圧部により前記ホイールシリンダを加圧する、請求項２に記載の車両用制動装置。
4. 前記位置推定処理は、前記ピストンを前記軸方向一方に移動させる第１移動処理と、前記第１移動処理の後に前記ピストンを軸方向他方に移動させる第２移動処理と、前記第２移動処理中に前記圧力センサの検出値に基づいて前記切替位置を検出する検出処理と、を含み、
   前記剛性変更部は、前記第１移動処理の前に前記ホイールシリンダと前記出力室とを遮断した状態で前記第２加圧部により前記ホイールシリンダを加圧し、前記第２移動処理の前に前記ホイールシリンダと前記出力室とを連通させる、請求項３に記載の車両用制動装置。
5. 前記出力室とホイールシリンダとを接続する出力液路と、
   前記出力液路に設けられ、閉弁により前記ホイールシリンダの液圧を保持可能な電磁弁と、
   を備え、
   前記剛性変更部は、前記剛性変更処理として、前記電磁弁を閉弁させる、請求項２に記載の車両用制動装置。

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