JP5625530B2 - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキブースタを備えた液圧ブレーキ装置による液圧制動力と回生ブレーキ装置による回生制動力とにより、要求される車両制動力を発生させる車両用ブレーキ装置に関する。

従来から、液圧ブレーキ装置による液圧制動力と回生ブレーキ装置による回生制動力とにより、要求される車両制動力を発生させる車両用ブレーキ装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された車両制動装置及び車両制動方法は、あるブレーキペダル入力値に対応する目標車両制動力を達成する際、目標車両制動力からブレーキペダル入力値に対応する液圧ブレーキ装置の最小制動力を差し引いた差分を割振制動力とし、この割振制動力から実際の回生制動力を差し引いた差分を液圧ブレーキ装置の配分制動力とし、最小制動力と配分制動力との和を目標液圧制動力として液圧ブレーキ装置の倍力比を制御するようになっている。

一方、液圧ブレーキ装置のブレーキペダルとマスタピストンとの間にブレーキブースタを備えることが一般的になっている。ブレーキブースタはブレーキペダルに入力された踏力を助勢して効率的に液圧を発生させるものであり、油圧式および負圧式のブースタが知られている。油圧式ブレーキブースタは、例えば、電動ポンプによって加圧された作動油をブレーキペダルから給排操作してマスタピストンを移動させる構造を有している。負圧式ブレーキブースタは、例えば、エンジンの吸気マニホールドの負圧を倍力源とし、大気圧との圧力差を利用してマスタピストンを移動させる構造を有している。

特開２００１−６３５４０号公報

ところで、特許文献１の車両用ブレーキ装置では、ブレーキペダルが弱く踏み込まれ、目標車両制動力が回生ブレーキ装置で発生し得る回生制動力の最大値よりも小さいときにも、液圧ブレーキ装置の液圧制動力が必ず働くようになっている。このため、液圧制動力の分だけ回生制動力が減少して回生効率が低下していた。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、ブレーキブースタにおけるエネルギ損失を低減しつつ回生制動力を最大限活用して総合的に高いエネルギ効率を達成した車両用ブレーキ装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する請求項１に係る車両用ブレーキ装置の発明は、マスタシリンダと、前記マスタシリンダ内を摺動するマスタピストンと、ブレーキ操作部材の操作力以上でかつ同操作力に応じた駆動力により前記マスタピストンを駆動するブースタ部とを有し、前記マスタシリンダと前記マスタピストンとにより区画され同マスタピストンの摺動に伴って収縮または膨張するマスタ液圧室に液圧を発生させ、当該マスタ液圧室の液圧に応じた液圧制動力を車両の車輪に発生させる液圧ブレーキ装置と、回生制動力を前記車両の車輪に発生させる回生ブレーキ装置と、を備え、前記液圧ブレーキ装置および前記回生ブレーキ装置を作動させて前記液圧制動力と前記回生制動力とに基づく制動力を、前記車両の各車輪に付与させる制御ユニットを有する車両用ブレーキ装置において、前記ブースタ部は、前記マスタピストンを連動させる出力部材と、前記出力部材により区画されたブースタ室と、前記ブースタ室に供給されて前記出力部材を駆動する駆動圧を蓄える圧力源と、前記ブレーキ操作部材が操作されない中立位置で前記ブースタ室を前記圧力源から遮断して大気圧リザーバと連通し、前記ブレーキ操作部材が操作されると前記ブースタ室を前記圧力源に連通して前記大気圧リザーバから遮断する弁機構と、を有して構成され、前記弁機構は、前記圧力源に接続される駆動圧入力ポートおよび前記ブースタ室に接続されるブースタ室接続ポートが形成されて前記出力部材に設けられたブースタシリンダと、前記ブレーキ操作部材に連動し前記ブースタシリンダ内を摺動して移動可能なブースタピストンと、前記駆動圧入力ポートと前記ブースタ室接続ポートとを連通、遮断する駆動圧供給経路と、前記ブースタ室接続ポートを前記大気圧リザーバに連通、遮断する駆動圧排出経路と、を有して、前記ブレーキ操作部材の前記中立位置からの操作量が所定操作量を超えるまでの間は前記駆動圧供給経路を遮断し、前記操作量が前記所定量操作量を超えると前記駆動圧供給経路を連通し、前記所定操作量は、当該所定操作量に対する制動力の要求値が前記回生ブレーキ装置による回生制動力の最大値と等しくなるように設定され、前記制御ユニットは、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えるまでの間、前記回生ブレーキ装置が前記操作量に対する要求制動力に一致した回生制動力を発生するように制御することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記駆動圧入力ポートおよび前記ブースタ室接続ポートは、前記ブースタピストンとの摺動方向に互いにずれて前記ブースタシリンダに形成されており、前記ブースタピストンは、前記ブースタシリンダとの摺動面に前記駆動圧供給経路を区画するピストン側凹部を有し、前記弁機構は、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えると、前記駆動圧入力ポートおよび前記ブースタ室接続ポートが前記ピストン側凹部に開口して、前記駆動圧供給経路を連通するように構成されている。

請求項３に係る発明は、請求項１または２において、前記弁機構は、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えるまでの間は前記駆動圧排出経路を連通し、前記操作量が前記所定量操作量を超えると前記駆動圧排出経路を遮断するように構成されている。

請求項４に係る発明は、請求項３において、前記ブースタ室接続ポートは、前記駆動圧入力ポートよりも前記ブースタピストンとの摺動方向後方にずれて形成され、前記ブースタシリンダは、前記ブースタピストンとの摺動面の前記駆動圧入力ポートと前記ブースタ室接続ポートとの間で当該両ポートから前記ブースタピストンの摺動方向に離間して形成され、前記駆動圧供給経路を区画する第１シリンダ側凹部と、前記ブースタ室接続ポートから当該摺動方向後方に離間して形成され、前記駆動圧排出経路を区画する第２シリンダ側凹部と、を有し、前記ブースタピストンは、第１小径部と、前記第１小径部から前記ブースタシリンダとの摺動方向後方に離間して形成された第２小径部と、を有し、前記第１シリンダ側凹部の前記ブースタピストンとの摺動方向の幅が、前記第１小径部と前記第２小径部との間の中間大径部の前記ブースタピストンとの摺動方向の幅よりも大きく設定され、前記弁機構は、前記ブレーキ操作部材の操作量がゼロである場合に、前記駆動液圧入力ポートが前記第１小径部よりも前記ブースタシリンダとの摺動方向前方の前方大径部により閉鎖されて、前記駆動圧供給経路が遮断されるとともに、前記ブースタ室接続ポートが前記第２小径部に開口し、前記第２シリンダ側凹部が前記第２小径部に対向して、前記駆動圧排出経路が連通され、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えている場合に、前記駆動圧入力ポートが前記第１小径部に開口し、前記第１シリンダ側凹部が前記中間大径部に対向し、前記ブースタ室接続ポートが前記第２小径部に開口して、前記第駆動圧供給経路が連通されるとともに、前記ブースタシリンダの前記ブースタ室接続ポートと前記第２シリンダ側凹部との間の部分が前記第２小径部よりも前記ブースタ室との摺動方向後方の後方大径部に対向して、前記駆動圧排出経路が遮断されるように構成されている。

なお、摺動方向前方とはブレーキ操作部材の操作量の増大に応じてブースタピストンが移動する方向を意味し、摺動方向後方とはブレーキ操作部材の操作量の減少に応じてブースタピストンが移動する方向を意味する。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記駆動圧入力ポートの前記ブースタピストンによる閉鎖に伴って前記駆動圧供給経路を遮断し、前記駆動圧入力ポートの前記ブースタピストンによる開放に伴って前記駆動圧供給経路を連通するシーケンス弁を備えている。

請求項１に係る発明では、ブースタ部は、圧力源から駆動圧供給経路を介してブースタ室に供給された駆動圧によりマスタピストンを駆動するものであるところ、ブレーキ操作部材の中立位置からの操作量が所定操作量に達するまでは、上記駆動圧供給経路が弁機構により遮断される。そのため、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量に達するまでは、圧力源からブースタ室に駆動圧は供給されず、液圧ブレーキ装置による液圧制動力は発生しない。このように、圧力源からブースタ室への駆動圧の供給を、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量に達するまで制限することにより、ブースタ部における駆動圧の消費を抑制することができる。

また、液圧ブレーキ装置による液圧制動力を、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量に達するまで発生させないようにしている。したがって、この間、制御ユニットは、ブレーキ操作部材の操作量に対応する要求制動力を液圧制動力によらず、回生制動力によって発生させ、回生効率を高めることができる。

ところで、上記所定操作量は、当該所定操作量に対する制動力の要求値が前記回生ブレーキ装置による回生制動力の最大値と等しくなるように設定されているものであるから、従来からブレーキ操作部材について設定されている不動作ストロークよりも大きな操作量であると言える。ここで、「不動作ストローク」とは、ブレーキ操作部材、例えばブレーキペダルが踏み込まれていない中立位置において圧力源からブースタ室に駆動圧が供給されてしまうことがないように設定されているシール寸法を意味する。

請求項２に係る発明では、弁機構は、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量に達するまでは、前記駆動圧入力ポートおよび前記ブースタ室接続ポートの少なくともいずれか一方のポートがブースタピストンにより閉鎖されて、駆動圧供給経路が遮断され、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量を超えると、前記駆動圧入力ポートおよび前記ブースタ室接続ポートの両ポートがピストン側凹部に開口し、駆動圧供給経路が連通されるように構成されている。このように弁機構を構成することにより、ブースタ部を簡素化することができる。

請求項３に係る発明では、弁機構は、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量を超えるまでの間は駆動圧排出経路を連通し、操作量が所定操作量を超えると駆動圧排出経路を遮断するように構成されている。このように、駆動圧供給経路に加えて駆動圧排出経路を遮断または連通する弁機構を構成することにより、ブースタ部をより一層簡素化することができる。

請求項４に係る発明では、ブースタ室接続ポートは駆動圧入力ポートよりも摺動方向後方にずれて形成され、ブースタシリンダは第１シリンダ側凹部と第２シリンダ側凹部とを有し、ブースタピストンは第１小径部と第２小径部とを有し、第１シリンダ側凹部の幅が第１小径部と前記第２小径部との間の中間大径部の幅よりも大きく設定され、ブレーキ操作部材の操作量がゼロである場合にブースタ部が作動せず、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量を超えている場合にブースタ部が作動するように構成されている。このように弁機構を具体的に構成することにより、ブースタ部をより一層簡素化することができる。

請求項５に係る発明では、駆動圧入力ポートのブースタピストンによる閉鎖に伴って駆動圧供給経路を遮断し、駆動圧入力ポートのブースタピストンによる開放に伴って駆動圧供給経路を連通するシーケンス弁を備えている。このようにシーケンス弁を備えて弁機構を構成することにより、ブースタ部を簡素化することができる。

仮に、所定操作量に対応する要求制動力が回生ブレーキ装置による回生制動力よりも小さい場合、当該所定操作量よりも大きい操作量において、回生ブレーキ装置の回生制動力のみに基づいて要求制動力を発生させることが可能であるにも拘わらず、液圧ブレーキ装置による液圧制動力が発生してしまう。一方、所定操作量に対応する要求制動力が回生ブレーキ装置による回生制動力よりも大きい場合、当該所定操作量よりも小さい操作量において、回生ブレーキ装置の回生制動力のみに基づいて要求制動力を発生させることが不可能であるにも拘わらず、液圧ブレーキ装置による液圧制動力が発生しないという事態が考えられる。

これに対し、請求項１〜５に係る発明では、所定操作量を、当該所定操作量に対する要求制動力が、回生ブレーキ装置による回生制動力の最大値と等しくなるように設定している。これにより、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量に達するまで、すなわちブレーキ操作部材の操作による要求制動力が回生制動力の最大値に達するまで、制御ユニットは、当該要求制動力を回生制動力のみによって発生させることが可能となる。また、ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量を超えた後、すなわちブレーキ操作部材の操作による要求制動力が回生制動力の最大値を超えた後には、制御ユニットは、当該要求制動力を液圧制動力および回生制動力に基づいて発生させることが可能となる。このように、制御ユニットが、液圧ブレーキ装置と回生ブレーキ装置とを良好に協働させることにより、回生効率を一層高めることができる。

本発明に係る第１の実施の形態の車両用ブレーキ装置を適用したハイブリッド車の構成を示す概要図である。 第１の実施の形態の車両用ブレーキ装置が備える液圧ブレーキ装置の構成を示す概要図である。 油圧式ブレーキブースタおよびマスタシリンダの構造を説明する断面図である。 油圧式ブレーキブースタの弁機構を説明する拡大断面図であり、ブレーキペダルが踏み込み操作されていない中立位置が示されている。 油圧式ブレーキブースタの弁機構の加圧作動状態を示す断面図である。 油圧式ブレーキブースタの弁機構の減圧作動状態を示す断面図である。 第１の実施の形態の車両用ブレーキ装置の作用を説明する作動特性図である。 第２の実施の形態における油圧式ブレーキブースタの弁機構を説明する部分断面図であり、ブレーキペダルが操作されていない中立位置が示されている。 第１の実施の参考形態における負圧式ブレーキブースタを説明する断面図である。 負圧式ブレーキブースタの弁機構付近の部分断面図であり、ブレーキペダルが踏み込み操作されていない中立位置が示されている。 負圧式ブレーキブースタの加圧作動状態を説明する弁機構付近の部分断面図である。 第２の実施の参考形態における不動作ストロークおよび無効ストロークを説明する図である。

１）第１の実施の形態
以下、本発明に係る車両用ブレーキ装置の第１の実施の形態について、図１〜図７を参考にして説明する。図１は、本発明に係る第１の実施の形態の車両用ブレーキ装置を適用したハイブリッド車の構成を示す概要図である。図示されるように、ハイブリッド車は、ハイブリッドシステムによって駆動輪、例えば左右前輪ＦＲ、ＦＬを駆動させる車両である。ハイブリッドシステムは、エンジン１１およびモータ１２の２種類の動力源を組み合わせて使用するパワートレーンである。本形態の場合、エンジン１１およびモータ１２の双方で車輪を直接駆動するパラレルハイブリッドシステムを採用している。なお、これ以外にシリアルハイブリッドシステムがあり、モータによって車輪が駆動され、エンジンはモータへの電力供給源として作用する。

エンジン１１はエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）１８によって制御されている。エンジンＥＣＵ１８は、後述するハイブリッドＥＣＵ（電子制御ユニット）１９からのエンジン出力要求値にしたがって電子制御スロットルに開度指令を出力し、エンジン１１の回転数を調整する。エンジン１１の駆動力は、動力分割機構１３および動力伝達機構１４を介して駆動輪（本形態では左右前輪ＦＲ、ＦＬ）に伝達されるようになっている。動力分割機構１３は、エンジン１１の駆動力を車両駆動力と発電機駆動力に適切に分割する。モータ１２の駆動力は、動力伝達機構１４を介して駆動輪に伝達されるようになっている。動力伝達機構１４は、走行条件に応じてエンジン１１およびモータ１２の駆動力を適切に統合して駆動輪に伝達する。動力伝達機構１４は、エンジン１１とモータ１２の伝達される駆動力比を０：１００〜１００：０の間で調整する。さらに、この動力伝達機構１４は変速機能を有している。

モータ１２は、エンジン１１の出力を補助して駆動力を高めあるいは単独で全駆動力を担い、一方、車両の制動時には回生による発電を行う。発電機１５は、エンジン１１の出力により発電を行い、エンジン始動時のスタータの機能も有する。モータ１２および発電機１５はそれぞれインバータ１６に接続されている。インバータ１６は、直流電源としてのバッテリ１７に接続されている。インバータ１６は、モータ１２および発電機１５から入力された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１７に供給したり、逆に、バッテリ１７からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ１２および発電機１５へ出力したりする。

本形態において、モータ１２、インバータ１６およびバッテリ１７から回生ブレーキ装置Ａが構成されている。回生ブレーキ装置Ａは、ペダルストロークセンサ２１ａにより検出されたブレーキペダル２１の操作位置に基づいた回生制動力を各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの何れか、本形態では左右前輪ＦＲ、ＦＬに発生させる。

ハイブリッドＥＣＵ１９は、インバータ１６と相互に通信可能に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１９は、図示しないアクセル開度センサからアクセル開度の情報を入手し、図示しないシフトポジションセンサから動力伝達機構１４の変速シフトポジションの情報を入手する。ハイブリッドＥＣＵ１９は、これらの情報を基にして、エンジン１１に必要とされるエンジン出力要求値、モータ１２に必要とされるモータ出力要求値、および発電機１５に必要とされる発電機入力要求値を導出する。そして、ハイブリッドＥＣＵ１９は、エンジン出力要求値をエンジンＥＣＵ１８に送信してエンジン１１を制御し、また、モータ出力要求値および発電機入力要求値にしたがい、インバータ１６を介してモータ１２および発電機１５を制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ１９は、バッテリ１７の充電状態、充電電流などを監視している。

図２は、車両用ブレーキ装置が備える液圧ブレーキ装置Ｂの構成を示す概要図である。液圧ブレーキ装置Ｂは、作動液として作動油を使用しており、図示されるようにブレーキペダル２１、油圧式ブレーキブースタ９１（以降は油圧式ブースタと略記）、マスタシリンダ２３、ブレーキアクチュエータ２５、ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２、ＷＣ３、ＷＣ４などで構成されている。液圧ブレーキ装置Ｂは、ブレーキペダル２１の踏み込み操作による踏力を油圧式ブースタ９１で助勢してマスタシリンダ２３を作動させ、マスタシリンダ２３で発生した基礎液圧を、ブレーキアクチュエータ２５を介して各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬのホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２、ＷＣ３、ＷＣ４に付与するものである。これにより、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬには、基礎液圧に対応した基礎液圧制動力が発生する。さらに、液圧ブレーキ装置Ｂは、ブレーキアクチュエータ２５内にマスタシリンダ２３から独立して作動するポンプ３７、４７を備え、液圧制御弁３１、４１の制御によって形成される制御液圧を基礎液圧に付加し、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの基礎液圧制動力に制御液圧制動力を付加する。

ブレーキペダル２１はブレーキ操作部材に相当し、踏み込んだときの操作量を検出するペダルストロークセンサ２１ａが設けられている。ペダルストロークセンサ２１ａは、ブレーキＥＣＵ６０に接続されており、検出信号を送信するようになっている。ブレーキペダル２１は、オペレーティングロッド２６を介して油圧式ブースタ９１に接続されている。

図３は、油圧式ブースタ９１およびマスタシリンダ２３の構造を説明する断面図である。図３および後続の図４〜図６において、図中左方がブレーキペダル２１の操作量の増大に応じてブースタピストン（入力部材９４）が移動する摺動方向前方であり、図中右方がブレーキペダル２１の操作量の減少に応じてブースタピストン（入力部材９４）が移動する摺動方向後方となっている。油圧式ブースタ９１は、外周シリンダ９２、圧力源９３、入力部材９４、プッシュロッド（出力部材）９５、ピストン部材９６、弁機構９７、などにより構成されている。油圧式ブースタ９１の外周シリンダ９２は、マスタシリンダ２３と共通化されている。外周シリンダ９２には、半径方向に貫通する径方向油孔９２１と、径方向油孔９２１に連通して内周面を周回する周方向油溝９２２と、周方向油溝９２２に開口して軸線方向に延びる大径油通路９２３とが形成されている。

圧力源９３は、外周シリンダ９２の外側に設けられており、外周シリンダ９２の径方向油孔９２１に連通して蓄えた駆動圧を供給する。圧力源９３は、作動油を蓄積して駆動圧を蓄えるアキュームレータ９３１と、マスタシリンダ２３付属の大気圧リザーバ２４から作動油をアキュームレータ９３１に圧送する電動ポンプ９３２とで構成されている。また、圧力源９３には、アキュームレータ９３１の蓄積圧を検出する圧力センサ９３３、および蓄積圧が過昇したときに作動油を大気圧リザーバ２４に戻すレリーフ弁９３４が設けられている。

ピストン部材９６は、外周シリンダ９２の内側に配置されている。ピストン部材９６は、同軸内外に配置された外側ピストン部材９６１および内側ピストン部材９６５と、内側ピストン部材９６５の外周側のブレーキペダル２１に近い側に配置された入力側ピストン部材９６６とからなっている。外側ピストン部材９６１、内側ピストン部材９６５、および入力側ピストン部材９６６の三部材は、結合されて軸方向に一体的に移動可能となっている。外側ピストン部材９６１は、略筒状で内周面に段差部９６１ａを有している。また、外側ピストン部材９６１には、外周面を周回する外周油溝９６２と、外周油溝９６２に連通して半径方向に貫通する径方向油孔９６３と、径方向油孔９６３に連通して内周面を周回する内周油溝９６４とが形成されている。外側ピストン部材９６１の外周には、外周油溝９６２に開口する小径油通路９６７が軸線方向中央部分まで環状に形成されている。小径油通路９６７は、外周シリンダ９２の内周の大径油通路９２３とオーバラップして連通している。

一方、内側ピストン部材９６５は、本発明のブースタシリンダに相当する略筒状の部材である。内側ピストン部材９６５には、半径方向に貫通する駆動圧入力ポート９７１が穿設されている。駆動圧入力ポート９７１は、外側ピストン部材９６１の内周油溝９６４、径方向油孔９６３、外周油溝９６２、小径油通路９６７と、外周シリンダ９２の大径油通路９２３、周方向油溝９２２および径方向油孔９２１とを経由して圧力源９３に連通している。

また、外周シリンダ９２と入力側ピストン部材９６６との間には、油密を確保する封止部９２４が形成されている。外周シリンダ９２および封止部９２４と、外側ピストン部材９６１および入力側ピストン部材９６６とにより、環状で軸方向長が変化するブースタ室９７３が区画されている。内側ピストン部材９６５の駆動圧入力ポート９７１よりも摺動方向後方にずれて、内周側からブースタ室９７３に連通するようにブースタ室接続ポート９７２が半径方向に貫通して穿設されている。駆動圧入力ポート９７１とブースタ室接続ポート９７２との間には、後述するように駆動圧供給経路９７５ａが形成されている。ブースタ室９７３に作動油が流入して駆動圧が供給されると、入力側ピストン部材９６６の外径Ｄ１と外周シリンダ９２の内径Ｄ２との差分に起因する油圧により、ピストン部材９６は摺動方向前方に移動する。

プッシュロッド９５は、ピストン部材９６とマスタシリンダ２３との間に配置されている。プッシュロッド９５は、外側ピストン部材９６１の段差部９６１ａに押動される基部材９５１および弾性体９５２を介して押動される。プッシュロッド９５の摺動方向前方（図中左方）の先端はマスタシリンダ２３の第１ピストン２３ｂ（マスタピストン）に当接し、これを押動するようになっている。プッシュロッド９５およびピストン部材９６は連動し、本発明の出力部材を構成している。

入力部材９４は、本発明のブースタピストンに相当する部材である。入力部材９４は、ブースタシリンダに相当する内側ピストン部材９６５の内側に配置され、摺動方向前後に移動可能となっている。入力部材９４とブレーキペダル２１側のオペレーティングロッド２６との間には、入力側ピストン部材９６６の内周面を摺動する作動部材９９が介挿されている。また、入力部材９４の摺動方向前方には反力部材９４５が配置されている。反力部材９４５は、基部材９５１の軸心に設けられている穴部内に摺動可能に嵌合され、弾性体９５２と所定間隔離れて対向している。作動部材９９、入力部材９４、および反力部材９４５は、ブレーキペダル２１およびオペレーティングロッド２６と軸方向に連動する。入力部材９４の軸心には、大気圧リザーバ２４に作動油を排出する排出路９４１が形成されている。入力部材９４と内側ピストン部材９６５とを有して、弁機構９７が構成される。

図４は、油圧式ブースタ９１の弁機構９７を説明する拡大断面図であり、ブレーキペダル２１が踏み込み操作されていない中立位置が示されている。図示されるように、内側ピストン部材９６５には、圧力源９３に連通する駆動圧入力ポート９７１が形成されている。また、駆動圧入力ポートよりも摺動方向後方にずれた位置に、ブースタ室９７３に連通するブースタ室接続ポート９７２が形成されている。さらに、駆動圧入力ポート９７１とブースタ室接続ポートと９７２の間で両ポートから離間して第１シリンダ側凹部９７４ａが形成され、ブースタ室接続ポート９７２の摺動方向後方に離間して第２シリンダ側凹部９７４ｂが形成されている。第１シリンダ側凹部９７４ａはブースタ室９７３に駆動圧を供給する駆動圧供給経路９７５ａを区画し、第２シリンダ側凹部９７４ｂはブースタ室９７３から駆動圧を排出する駆動圧排出経路９７５ｂを区画している。

一方、入力部材９４の外周面は凹凸加工されており、３箇所の大径部と２箇所の小径部が交互に形成されている。つまり、入力部材９４の摺動方向前方から後方に向けて順番に、前方大径部９７６ａ、第１小径部９７６ｂ、中間大径部９７６ｃ、第２小径部９７６ｄ、後方大径部９７６ｅが形成されている。第１小径部９７６ｂおよび第２小径部９７６ｄは、駆動圧供給経路９７５ａを区画するピストン側凹部に相当する。また、図示されるように、内側ピストン部材９６５の第１シリンダ側凹部９７４ａの摺動方向の幅Ｗ１は、入力部材９４の中間大径部９７６ｃの摺動方向の幅Ｗ２よりも大きく設定されている。

図４の中立位置で、駆動圧入力ポート９７１は前方大径部９７６ａにより閉鎖され、駆動圧供給経路９７５ａは遮断されている。また、ブースタ室接続ポート９７２が第２小径部９７６ｄに開口し、第２シリンダ側凹部９７４ｂが第２小径部９７６ｄに対向して、駆動圧排出経路９７５ｂが連通されている。

入力部材９４の第２小径部９７６ｄから後方大径部９７６ｅにかけて、内径が漸増して経路断面積が漸減する絞り部９７６ｆが刻設されている。一方、内側ピストン部材９６５の内周面でブースタ室接続ポート９７２と第２シリンダ側凹部９７４ｂとの間の部分に、段差部９７４ｃが形成されている。絞り部９７６ｆと段差部９７４ｃとは、摺動方向に相対変位して、駆動圧排出経路９７５ｂを遮断および連通するようになっている。図４の状態で、駆動圧排出経路９７５ｂは連通しており、ブースタ室９７３の駆動圧はブースタ室接続ポート９７２、駆動圧排出経路９７５ｂ、および排出路９４１を経由して大気圧リザーバまで排出されている。

内側ピストン部材９６５の駆動圧入力ポート９７１から入力部材９４の前方大径部９７６ａと第１小径部９７６ｂとの境界線までの摺動方向の寸法Ｌはシール寸法Ｌとなっており、シール性能上必要な不作動ストロークＬ１に無効ストロークＬ２を加算した所定操作量Ｌに相当して従来よりも大きくなっている。所定操作量Ｌは、ブレーキペダル２１が所定操作量Ｌ操作されたとき、これに対応した要求制動力が回生ブレーキ装置Ａで発生可能な最大回生制動力に等しくなるように設定されている。なお、これに限定されず、要求制動力が最大回生制動力に等しくなる以前の小さなストローク量を所定操作量Ｌとしてもよい。

次に、油圧式ブースタ９１の弁機構９７の作動について、図５および図６を参考にして説明する。図５は油圧式ブースタ９１の弁機構９７の加圧作動状態を示す断面図であり、図６は、弁機構９７の減圧作動状態を示す断面図である。図４に示された中立位置からブレーキペダル２１が踏み込み操作されると、図５に矢印Ｍで示されるように入力部材９４が摺動方向前方に作動し、内側ピストン部材９６５に対して相対変位する。ブレーキペダル２１に作用する操作力が大きく操作量が所定操作量Ｌを超える場合、入力部材９４も所定操作量Ｌを超えて相対変位する。このとき、駆動圧入力ポート９７１が第１小径部９７６ｂに開口し、第１シリンダ側凹部９７４ａが中間大径部９７６ｃに対向し、ブースタ室接続ポート９７２が第２小径部９７６ｄに開口して、駆動圧供給経路９７５ａが連通される。また、ブースタ室接続ポート９７２と第２シリンダ側凹部９７４ｂとの間の段差部９７４ｃが第２小径部９７６ｄ後方の後方大径部９７６ｄに対向して、駆動圧排出経路９７５ｂが遮断される。これにより、作動油が圧力源９３から駆動圧入力ポート９７１、駆動圧供給経路９７５ａ、ブースタ室接続ポート９７２を経由してブースタ室９７３に流入し、ブースタ室９７３内に駆動圧が供給される。

上述の作動により、ピストン部材９６に駆動圧が作用し、基部材９５１、弾性部材９５２を介した作用でプッシュロッド９５が第１ピストン２３ｂを押動する。弾性部材９５２は、プッシュロッド９５３と基部材９５１との間で圧縮され、穴部内で反力部材９４５を押圧することにより、入力部材９４に反力が付与される。基部材９５１、弾性部材９５２および反力部材９４５によって反力機構が構成されている。

また、図５の状態でブレーキペダル２１に作用する操作力が減少した場合は、図６に示されるように、内側ピストン部材９６５に対して入力部材９４が相対的に摺動方向後方に変位する。すると、駆動圧入力ポート９７１は前方大径部９７６ａにより閉鎖されて、駆動圧供給経路９７５ａが遮断される。また、ブースタ室接続ポート９７２が第２小径部９７６ｄに開口し、第２シリンダ側凹部９７４ｂが第２小径部９７６ｄに対向して、駆動圧排出経路９７５ｂが連通される。これにより、ブースタ室９７３の駆動圧はブースタ室接続ポート９７２、駆動圧排出経路９７５ｂ、および排出路９４１を経由して大気圧リザーバ２４へと排出され、ブースタ室９７３内の圧力が低下する。

マスタシリンダ２３は、図３に示されるようにタンデム式であり、有底筒状に形成されたハウジング２３ａと、ハウジング２３ａ内を液密かつ摺動可能に並べて収納された第１および第２ピストン２３ｂ、２３ｃとにより構成されている。第１ピストン２３ｂと第２ピストン２３ｃとの間に形成される第１液圧室２３ｄ内には、所定長さ以内で伸縮可能に連結された２部材間に予圧縮されて保持された第１スプリング２３ｅが配設され、第２ピストン２３ｃとハウジング２３ａの閉塞端との間に形成される第２液圧室２３ｆ内には、所定長さ以内で伸縮可能に連結された２部材間に予圧縮されて保持された第２スプリング２３ｇが配設されている。これにより、第２ピストン２３ｃは第２スプリング２３ｇによって開口端側（第１ピストン２３ｂ側）に付勢され、第１ピストン２３ｂは第１スプリング２３ｅによって開口端側に付勢されている。第１ピストン２３ｂの開口端側の一端は、プッシュロッド９５３の先端に押動されて連動するようになっている。

マスタシリンダ２３のハウジング２３ａは、第１液圧室２３ｄと大気圧リザーバ２４とを連通するための第１ポート２３ｈと、第２液圧室２３ｆと大気圧リザーバ２４とを連通するための第２ポート２３ｉとを有している。さらに、ハウジング２３ａは、第１液圧室２３ｄをブレーキアクチュエータ２５の後輪系統を構成する油経路Ｌｒに連通するための第３ポート２３ｊと、第２液圧室２３ｆをブレーキアクチュエータ２５の前輪系統を構成する油経路Ｌｆに連通するための第４ポート２３ｋとを有している。

次に、ブレーキアクチュエータ２５について、図２を参考にして詳述する。ブレーキアクチュエータ２５は、液圧制御弁３１、４１、ＡＢＳ制御弁を構成する増圧制御弁３２、３３、４２、４３および減圧制御弁３５、３６、４５、４６、調圧リザーバ３４、４４、ポンプ３７、４７、モータＭなどが一つのケースにパッケージされて構成されている。

まず、ブレーキアクチュエータ２５の前輪系統の構成について説明する。油経路Ｌｆには、差圧制御弁で構成される液圧制御弁３１が備えられている。液圧制御弁３１は、ブレーキＥＣＵ６０からの制御により、連通状態および差圧状態に切り替わるものである。液圧制御弁３１は通常連通状態とされており、差圧状態に切り替わることによりホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２側の油経路Ｌｆ２をマスタシリンダ２３側の油経路Ｌｆ１の基礎液圧よりも所定の差圧分高い圧力に保持することができる。この差圧が制御液圧であり、後述するポンプ３７、４７の吐出圧から得ることができる。

油経路Ｌｆ２は２つに分岐しており、分岐した一方には、ＡＢＳ制御の増圧モード時においてホイールシリンダＷＣ１へのブレーキ液圧の増圧を制御する増圧制御弁３２が備えられている。分岐した他方には、ＡＢＳ制御の増圧モード時においてホイールシリンダＷＣ２へのブレーキ液圧の増圧を制御する増圧制御弁３３が備えられている。増圧制御弁３２、３３は、ブレーキＥＣＵ６０により連通状態および遮断状態を切り替え制御できる２位置弁として構成されている。そして、増圧制御弁３２、３３が連通状態に制御されているときには、マスタシリンダ２３の基礎液圧または／およびポンプ３７の駆動と液圧制御弁３１の制御によって形成される制御液圧を各ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２に加えることができる。また、増圧制御弁３２、３３は減圧制御弁３５、３６およびポンプ３７とともにＡＢＳ制御を実行することができる。

なお、ＡＢＳ制御が実行されていないノーマルブレーキ状態では、増圧制御弁３２、３３は常時連通状態に制御されている。また、増圧制御弁３２、３３には、それぞれ安全弁３２ａ、３３ａが並列に設けられており、ＡＢＳ制御時においてブレーキペダル２１を離したときに、ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２側からのブレーキ液を大気圧リザーバ２４に戻すようになっている。

また、増圧制御弁３２、３３と各ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２との間における油経路Ｌｆ２は、油経路Ｌｆ３を介して調圧リザーバ３４に連通されている。油経路Ｌｆ３には、ブレーキＥＣＵ６０により連通状態および遮断状態を切り替え制御できる減圧制御弁３５、３６がそれぞれ配設されている。減圧制御弁３５、３６はノーマルブレーキ状態（ＡＢＳ非作動時）では常時遮断状態とされている。また、減圧制御弁３５、３６は適宜連通状態とされ、油経路Ｌｆ３を経由して調圧リザーバ３４へ作動油を逃がすことにより、ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２における液圧を制御し、車輪がロック傾向に至ることを防止するように構成されている。

さらに、液圧制御弁３１と増圧制御弁３２、３３との間における油経路Ｌｆ２と調圧リザーバ３４とを結ぶ油経路Ｌｆ４には、ポンプ３７が安全弁３７ａとともに配設されている。ポンプ３７の吐出側に配設されているダンパ３７ｂは、吐出された作動油の液圧の脈動を吸収する。ポンプ３７の吸入側は、逆止弁３７ｃおよび電磁開閉弁３８を有する油経路Ｌｆ５を経由してマスタシリンダ２３側の油経路Ｌｆ１に接続され、また、逆止弁３７ｃおよび逆止弁３７ｄを介して調圧リザーバ３４に接続されている。ポンプ３７は、ブレーキＥＣＵ６０からの指令でモータＭの駆動電流が調整されることにより、吐出流量が調整される。

ポンプ３７は、ＡＢＳ制御の減圧モード時に作動し、ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２内の作動油または調圧リザーバ３４に貯められている作動油を吸い込み、連通状態の液圧制御弁３１を介してマスタシリンダ２３に戻す。また、ポンプ３７は、ＥＳＣ制御、トラクションコントロール、ブレーキアシストなどの車両の姿勢を安定に制御するための制御液圧を形成する際にも作動する。すなわち、ポンプ３７は、差圧状態に切り替えられている液圧制御弁３１に差圧を発生させるべく、マスタシリンダ２３内の作動油を油経路Ｌｆ１、Ｌｆ５および開状態に切り替えられた電磁開閉弁３８を経由して吸い込み、油経路Ｌｆ４、Ｌｆ２および連通状態の増圧制御弁３２、３３を介して各ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２に吐出して制御液圧を付与する。さらに、ポンプ３７は、バッテリ１７が満充電で十分な回生制動力が得られない場合などにも作動して差圧を発生させ、各ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２に制御液圧を付与する。

また、油経路Ｌｆ１には、マスタシリンダ２３で生成された基礎液圧を検出する圧力センサＰが設けられており、この検出信号はブレーキＥＣＵ６０に送信されるようになっている。なお、圧力センサＰは、後輪系統の油経路Ｌｒ１に設けるようにしてもよい。

さらに、ブレーキアクチュエータ２５の後輪系統も前述した前輪系統と同様な構成であり、後輪系統を構成する油経路Ｌｒは、油経路Ｌｆと同様に油経路Ｌｒ１〜Ｌｒ５から構成されている。弁類なども同様であり、油経路Ｌｒに液圧制御弁４１および調圧リザーバ４４、油経路Ｌｒ２、Ｌｒ２に増圧制御弁４２、４３、油経路Ｌｒ３に減圧制御弁４５、４６、油経路Ｌｒ４にポンプ４７、油経路Ｌｒ５に電磁開閉弁４８がそれぞれ備えられている。

これにより、マスタシリンダ２３の基礎液圧およびポンプ３７、４７の駆動と液圧制御弁３１、４１の制御によって形成された制御液圧を各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬのホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２、ＷＣ３、ＷＣ４に付与できる。各ホイールシリンダＷＣ１、ＷＣ２、ＷＣ３、ＷＣ４は、液圧（基礎液圧、制御液圧）が供給されると、ブレーキ手段を作動させて各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに液圧制動力（基礎液圧制動力、制御液圧制動力）を付与する。ブレーキ手段としては、ディスクブレーキ、ドラムブレーキ等があり、ブレーキパッド、ブレーキシュー等の摩擦部材が車輪に一体のディスクロータ、ブレーキドラム等の回転を規制するようになっている。

次に、上述のように構成された第１の実施の形態における作用について、図７を参考にして説明する。図７は、第１の実施の形態の車両用ブレーキ装置の作用を説明する作動特性図である。図中の横軸はブレーキペダル２１の操作量、縦軸は制動力を示している。図中に破線で示される要求制動力ＦＴは、ブレーキペダル２１の操作位置により定まる制動力の要求値であり、予めブレーキＥＣＵ６０内にデータとして保持されている。図中の作動点Ｘｉは、ブレーキペダル２１が操作量Ｌｉだけ操作されたとき、要求制動力ＦＴｉが回生制動力ＦＫｉと液圧制動力ＦＥｉの和になっていることを示している。

ブレーキペダル２１が中立位置から踏み込み操作されると、ブレーキＥＣＵ６０は、ペダルストロークセンサ２１ａの検出信号から操作量を把握し、対応する要求制動力ＦＴを求める。ブレーキペダル２１が不動作ストロークＬ１までの範囲で操作されると、図示されるように要求制動力ＦＴはゼロである。このとき、入力部材９４も不動作ストロークＬ１までの範囲で変位するので、図４に示されたように内側ピストン部材９６５の駆動圧入力ポート９７１は前方大径部９７６ａにより閉鎖され、駆動圧供給経路９７５ａは遮断されたままとなる。したがって、ピストン部材９６は変位せず、油圧式ブースタ９１およびマスタシリンダ２３は作動しない。

ブレーキペダル２１が不動作ストロークＬ１を超え無効ストロークＬ２の範囲で操作されると、要求制動力ＦＴが発生する。このとき、入力部材９４も無効ストロークＬ２の範囲でピストン部材９６に対して相対変位するため、やはり、駆動圧入力ポート９７１は前方大径部９７６ａにより閉鎖され、駆動圧供給経路９７５ａは遮断されたままとなる。したがって、図中の作動点Ｘ１に例示されるように、要求制動力ＦＴ２に一致した回生制動力ＦＫ２を発生するように回生ブレーキ装置Ａが制御される。

ブレーキペダル２１が不動作ストロークＬ１に無効ストロークＬ２を加算した所定操作量Ｌだけ操作されると、作動点Ｘ２に達して、要求制動力ＦＴは最大回生制動力ＦＫｍａｘに一致する。このとき、入力部材９４もちょうど所定操作量Ｌだけ変位するため、駆動圧入力ポート９７１が第１小径部９７６ｂに臨む位置の直前まで達する。この時点でも、まだ油圧式ブースタ９１およびマスタシリンダ２３は作動しない。したがって、最大回生制動力ＦＫｍａｘを発生するように回生ブレーキ装置Ａが制御される。

ブレーキペダル２１が所定操作量Ｌを超えて操作されると、図中の作動点Ｘ３に例示されるように、要求制動力ＦＴ３は最大回生制動力ＦＫｍａｘよりも大きくなる。このとき、入力部材９４も所定操作量Ｌを超えて相対変位するため、駆動圧入力ポート９７１が第１小径部９７６ｂに開口し、駆動圧供給経路９７５ａが連通されて、ブースタ室９６３に駆動圧が供給され、マスタシリンダ２３が駆動される。これにより、液圧ブレーキ装置Ｂは、要求制動力ＦＴ３から最大回生制動力ＦＫｍａｘを差し引いた液圧制動力ＦＥ３に対応する液圧を発生する。

したがって、通常は、ブレーキペダル２１が所定操作量Ｌまでの範囲で操作されている間は回生制動力ＦＫのみが使用され、ブレーキペダル２１が所定操作量Ｌを超えて操作されると最大回生制動力ＦＫｍａｘと液圧制動力ＦＥとが併用される。

しかしながら、バッテリ１７の満充電などの理由で、十分な回生制動力を得られない場合がある。このような場合には、ブレーキＥＣＵ６０は、モータ３７、４７を駆動して、制御液圧制動力ＦＳを液圧制動力ＦＥに付加する。例えば、図７の作動点Ｘ４に例示されるように、回生ブレーキ装置Ａから最大回生制動力ＦＫｍａｘよりも小さな回生制動力ＦＫ４しか得られない場合が生じ得る。このとき、液圧ブレーキ装置Ｂは、通常の液圧制動力ＦＥ４に制御液圧制動力ＦＳ４を付加する。なお、ブレーキアクチュエータ２５内の圧力センサＰで検出された基礎液圧が不足する場合にも、ブレーキＥＣＵ６０は、モータ３７、４７を駆動して制御液圧制動力ＦＳを液圧制動力ＦＥに付加する。

本形態では、液圧ブレーキ装置Ｂに油圧式ブースタ９１を備え、入力部材９４とピストン部材９６との間に所定操作量Ｌを超える相対変位が生じたときに作動するように構成している。さらに、不作動ストロークＬ１に無効ストロークＬ２を加算した所定操作量Ｌにおいて、要求制動力ＦＴと最大回生制動力ＦＫｍａｘとが等しくなるようにしている。これにより、ブレーキペダル２１の操作量が所定操作量Ｌに達するまで、すなわちブレーキペダル２１の操作による要求制動力ＦＴが最大回生制動力ＦＫｍａｘに達するまでは、当該要求制動力ＴＴを回生制動力ＦＫのみに基づいて発生させることが可能となる。また、ブレーキペダル２１の操作量が所定操作量Ｌを超えた後、すなわちブレーキペダル２１の操作による要求制動力ＦＴが最大回生制動力ＦＫｍａｘ超えた後は、当該要求制動力ＦＴを液圧制動力ＦＥおよび回生制動力ＦＫに基づいて発生させることが可能となる。

換言すると、所定操作量Ｌ以下で油圧式ブレーキブースタ９１は作動せず、所定操作量Ｌを超えると作動油の駆動圧が圧力源９３からブースタ室９７３に供給され、油圧式ブースタ９１およびマスタシリンダ２３が作動する。このため、最大回生制動力Ｆｍａｘで対応できる限界まで油圧式ブースタ９１は作動せず、限界を超えると油圧式ブースタ９１が作動して最大回生制動力ＦＫｍａｘで不足する分を液圧制動力ＦＥ３で賄うことができる。したがって、油圧式ブースタ９１におけるエネルギ損失を最小限に低減しつつ回生制動力ＦＫを最大限活用でき、総合的に極めて高いエネルギ効率を達成できる。

また、このように弁機構９７を構成することにより、油圧式ブースタ９１を簡素化することができる。

２）第２の実施の形態
次に、油圧式ブレーキブースタ９１の弁機構９７Ａの内部構成が異なる第２の実施の形態について、第１の実施の形態と異なる点を主に説明する。第２の実施の形態におけるハイブリッド車の構成、および液圧ブレーキ装置Ｂの構成は、図１および図２を用いて説明した第１の実施の形態と同様である。図８は、第２の実施の形態における油圧式ブースタ９１の弁機構９７Ａを説明する部分断面図であり、ブレーキペダル２１が操作されていない中立位置が示されている。図示されるように、内側ピストン部材９６５Ａと入力部材９４Ａの配置は、第１の実施の形態と同様である。また、内側ピストン部材９６５Ａの第１シリンダ側凹部９７４ａ、第２シリンダ側凹部９７４ｂ、および段差部９７４ｃと、入力部材９４の前方大径部９７６ａ、第１小径部９７６ｂ、中間大径部９７６ｃ、第２小径部９７６ｄ、後方大径部９７６ｅ、および絞り部９７６ｆも、第１の実施の形態と概ね同様である。

第２の実施の形態では、ブースタ室９７３に連通するブースタ室接続ポートとして、シーケンス弁９８が設けられている。シーケンス弁９８は、一方圧力弁９８１と一方弁９８２とが並列に配置されて構成されている。一方圧力弁９８１は、油路、弁球および付勢ばねで構成されている。一方圧力弁９８１は、駆動圧供給経路９７５ａ内の作動油の圧力が所定圧力値を超えると、作動油のブースタ室９７３への流入を許容し、逆方向の流出は許容しない。一方弁９８２は、油路および弁球で構成され、駆動圧供給経路９７５ａからブースタ室９７３への流入を規制し逆方向の流出は規制しない。

本形態において、内側ピストン部材９６５Ａの駆動圧入力ポート９７１から入力部材９４の前方大径部９７６ａと第１小径部９７６ｂとの境界線までの摺動方向のシール寸法ＬＡは、シール性能上必要な寸法すなわち不作動ストロークＬ１相当と小さくなっている。

上述の弁機構９７Ａでは、中立位置からブレーキペダル２１が踏み込み操作されると、入力部材９４が摺動方向前方に相対変位する。すると、入力部材９４がシール寸法ＬＡだけ相対変位した時点で、駆動圧入力ポート９７１が第１小径部９７６ｂに臨む位置の直前まで達する。さらに、入力部材９４がシール寸法ＬＡを超えて相対変位すると、駆動圧入力ポート９７１が第１小径部９７６ｂに開口し、駆動圧供給経路９７５ａが連通される。
ここで、駆動圧入力ポート９７１が第１小径部９７６ｂに開口した開口面積は可変絞り弁として作用する。したがって、駆動圧供給経路９７５ａ内の圧力は、相対変位量が増加して開口面積が増加するのに応じて上昇する。そして、入力部材９４が第１の実施形態と同じ所定操作量Ｌだけ変位した時点で、駆動圧供給経路９７５ａ内の圧力が一方圧力弁９８１の所定圧力値まで上昇して、ブースタ室９７３への駆動圧の供給が始まる。

上述のように、弁機構９７Ａにシーケンス弁９８を設けるようにしても、無効ストロークＬ２を等価的に実現できる。マスタシリンダ２３以降の作用および効果は、第１の実施の形態と同様であり、説明は省略する。

３）第１の実施の参考形態
次に、油圧式ブレーキブースタ９１に代えて負圧式ブレーキブースタ２２を用いる第１の実施の参考形態について説明する。第１の実施の参考形態におけるハイブリッド車の構成、およびマスタシリンダ２３Ｂおよびブレーキアクチュエータ２５の構成は、図１および図２を用いて説明した第１の実施の形態と同様である。図９は、第１の実施の参考形態における負圧式ブレーキブースタ２２(以降負圧式ブースタと略記)を説明する断面図である。

図９において、負圧式ブースタ２２は、前方シェル８１ａおよび後方シェル８１ｂで構成されるブースタシェル８１を備える。ブースタシェル８１の内部には、ゴム製のダイヤフラム８２ａと金属製のプレート８２ｂとから成り、前後方向に移動する区画部材８２が設けられている。区画部材８２により、ブースタシェル８１の内部は、内容積が変化する図中左方の定圧室Ｒ１と図中右方のブースタ室Ｒ２とに分割されている。

前方シェル８１ａに設けられた負圧取入れ口２２ａは、負圧源であるエンジン１１の吸気マニホールドに連通されている。したがって、エンジン１１作動中、定圧室Ｒ１は常に負圧に保たれる。一方、ブースタ室Ｒ２は、弁機構８を介して定圧室Ｒ１と連通、遮断されるとともに、弁機構８を介して大気とも連通、遮断される。負圧式ブースタ２２は、定圧室Ｒ１の負圧に対して相対的に圧力の高い大気を圧力源としている。負圧式ブースタ２２は、オペレーティングロッド２６を介してブレーキペダル２１に接続されている。また、負圧式ブースタ２２は、プッシュロッド２７を介してマスタシリンダ２３Ｂに接続されている。

図１０は、負圧式ブースタ２２の弁機構８付近の部分断面図であり、ブレーキペダル２１が踏み込み操作されていない中立位置が示されている。負圧式ブースタ２２において、ピストン部材８３は、連通路８３２が形成されたバルブピストン８３１と、バルブピストン８３１にその内周側が固定されて連動する区画部材８２とからなっている。また、プッシュロッド２７は、バルブピストン８３１により、弾性体２７ａを介してマスタシリンダ２３Ｂの方向に押動されるように配置されている。ピストン部材８３およびプッシュロッド２７は、出力部材を構成している。一方、入力部材８４は、オペレーティングロッド２６により、マスタシリンダ２３Ｂに向けて押動されるように配置されている。入力部材８４のマスタシリンダ２３Ｂ側の前端に当接して反力部材８４５が配置されている。反力部材８４５は、弾性体２７から反力を受けて入力部材８４に付与するようになっている。

弁機構８は、負圧弁座８５１と、大気弁座８５２と、負圧弁８６１および大気弁８６２が設けられた弁体８６とを有している。負圧弁座８５１は、バルブピストン８３１の連通路８３２出口付近の端縁に形成されている。大気弁座８５２は、入力部材８４の図中右側の外周端縁に形成されている。弁体８６は、オペレーティングロッド２６とバルブピストン８３１との間に配置された環状の部材であり、スプリング８６３によりマスタシリンダ２３Ｂの方向に付勢されて軸方向に移動できるようになっている。図１０の中立位置で、弁体８６に設けられた負圧弁８６１は負圧弁座８５１から所定操作量ＬＬ開離しており、一方、弁体８６に設けられた大気弁８６２は大気弁座８５２と当接している。所定操作量ＬＬは、作動機構上で必要な不作動ストロークに、負圧式ブースタ２２の作動を遅らせるために設けた無効ストロークを加算した量である。

バルブピストン８３１に形成された連通路８３２内の空間Ｚ１は、常に定圧室Ｒ１に連通している。バルブピストン８３１と入力部材８４との間の空間Ｚ２は、常にブースタ室Ｒ２に連通している。また、弁体８６の内周側の空間Ｚ３は、常に大気に連通している。図１０の中立位置で、空間Ｚ１と空間Ｚ２とが連通し、空間Ｚ２と空間Ｚ３とは遮断されているため、ブースタ室Ｒ２は定圧室Ｒ１に連通して負圧に保たれている。空間Ｚ２と空間Ｚ３とを結ぶ経路が駆動圧供給経路に相当し、空間Ｚ１と空間Ｚ２とを結ぶ経路が駆動圧排出経路に相当する。

上述のように構成された第１の実施の参考形態で、ブレーキペダル２１がバルブピストン８３１に対して所定操作量ＬＬを超えて踏み込み操作されると、図１１に示される加圧作動状態になる。図１１は、負圧式ブースタ２２の加圧作動状態を説明する弁機構８付近の部分断面図である。ブレーキペダル２１が所定操作量ＬＬまでの範囲で操作されると、入力部材８４および弁体８６は連動し、大気弁８６２と大気弁座８５２との当接が維持される。ブレーキペダル２１がちょうど所定操作量ＬＬまで操作されると、入力部材８４および弁体８６はバルブピストン８３１に対して所定操作量ＬＬ相対変位する。このとき、負圧弁８６１が負圧弁座８５１に当接し、空間Ｚ１と空間Ｚ２との間すなわち定圧室Ｒ１とブースタ室Ｒ２とが遮断される。さらに、ブレーキペダル２１が所定操作量ＬＬを超えて操作されると、入力部材８４は連動しバルブピストン８３１に対して相対変位する。このとき、負圧弁８６１はバルブピストン８３１の負圧弁座８５１に当接するため、弁体８６はバルブピストン８３１に対して相対変位しなくなる。したがって、大気弁座８５２が大気弁８６２から開離して間隙Ｇが生じ、空間Ｚ２と空間Ｚ３との間が連通し、ブースタ室Ｒ２が大気に連通してブースタ室Ｒ２内の圧力が増大する。これにより、負圧式ブースタ２２およびマスタシリンダ２３Ｂが作動する。

また、ブレーキペダル２１に作用する操作力が減少した場合は、バルブピストン８３１がオペレーティングロッド２６側（図中左方）に移動し、入力部材８４および弁体８６がバルブピストン８３１に対して図中右方に相対変位される。したがって、大気弁８６２と大気弁座８５２とが当接して間隔Ｇがなくなり、負圧弁８６１が負圧弁座８５１から開離する。これにより、空間Ｚ１と空間Ｚ２が連通して空間Ｚ３とは遮断され、ブースタ室Ｒ２が定圧室Ｒ１に連通してブースタ室Ｒ２内の圧力が減少する。

この後のマスタシリンダ２３以降の作動は、第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。本形態においても、負圧式ブースタ２２は所定操作量ＬＬまで作動せずエネルギ損失を最小限に低減しつつ回生制動力を最大限活用でき、総合的に極めて高いエネルギ効率を達成できる。

４）第２の実施の参考形態
図１２は、第２の実施の参考形態における不動作ストロークＬ３および無効ストロークＬ４を付与する構成を説明する図である。図示されるように、第２の実施の参考形態では、弁機構９７Ｂの構成自体は第１の実施形態と同様であり、弁機構９７Ｂの駆動圧入力ポート９７１を閉鎖するシール寸法Ｌ３がシール性能上必要な寸法すなわち不作動ストロークＬ３とされている点が異なる。そして、ブレーキペダル側のオペレーティングロッド２６Ｂと連動する作動部材９９Ｂは、図示される中立位置において、無効ストロークＬ４だけ入力部材９４Ｂと離間して対向している。この無効ストロークＬ４は、所定操作量に応じて設定されている。つまり、不作動ストロークＬ３と無効ストロークＬ４との和が所定操作量となり、対応する要求制動力が最大回生制動力に等しくなるように設定されている。また、作動部材９９Ｂは、入力部材９４Ｂとの間に設けられたスプリング９９１により摺動方向後方に付勢されて位置決めされている。

本参考形態において、ブレーキペダル２１が中立位置から無効ストロークＬ４までの範囲で踏み込み操作されると、作動部材９９Ｂは連動するが、入力部材９４Ｂは変位しない。また、無効ストロークＬ４と不動作ストロークＬ３とを加算した所定操作量の範囲では、入力部材９４Ｂは変位するが、駆動圧入力ポート９７１は開放されない。ブレーキペダル２１が所定操作量（＝Ｌ３＋Ｌ４）を超えて操作されると、駆動圧入力ポート９７１が開口し作動油の駆動圧がブースタ室に供給されて油圧式ブースタおよびマスタシリンダが作動する。つまり、第１の実施の形態と同様の作用が生じ、油圧式ブースタにおけるエネルギ損失を最小限に低減しつつ回生制動力を最大限活用でき、総合的に極めて高いエネルギ効率を達成できる。

なお、上述の実施の形態および参考形態に限定されず、本発明は様々な変形、応用が可能である。例えば、図２に示されるようにブレーキ配管系は前後分割方式にて構成されているが、Ｘ配管方式にて構成されるようにしてもよい。また、ハイブリッド車でなく、駆動源としてモータのみを搭載した電気自動車にも適用可能である。

上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に述べる。まず、４つの実施形態を包含する技術的思想は、次のとおりとなる。
（１）マスタシリンダと、前記マスタシリンダ内を摺動するマスタピストンと、ブレーキ操作部材の操作力以上でかつ同操作力に応じた駆動力により前記マスタピストンを駆動するブースタ部とを有し、前記マスタシリンダと前記マスタピストンとにより区画され同マスタピストンの摺動に伴って収縮または膨張するマスタ液圧室に液圧を発生させ、当該マスタ液圧室の前記液圧に応じた液圧制動力を車両の車輪に発生させる液圧ブレーキ装置と、
回生制動力を前記車両の車輪に発生させる回生ブレーキ装置と、を備え、
前記液圧制動力と前記回生制動力とに基づく制動力を、前記車両の各車輪に付与する車両用ブレーキ装置において、
前記ブースタ部は、
前記マスタピストンを連動させる出力部材と、
前記出力部材により区画されたブースタ室と、
前記ブースタ室に供給されて前記出力部材を駆動する駆動圧を蓄える圧力源と、
前記ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量に達するまでは、前記圧力源と前記ブースタ室との間の駆動圧供給経路を遮断する一方、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えると、前記駆動圧供給経路を連通する弁機構と、を有して構成され、
前記所定操作量は、前記回生ブレーキ装置による回生制動力の最大値に基づいて設定されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。

また、第１の実施の参考形態に相当する技術的思想は、次のとおりとなる。
（２）上記（１）の車両用ブレーキ装置において、
前記ブースタ部は、
エンジンからブースタシェルに導入される負圧に対して相対的に圧力の高い大気を前記圧力源とし、
前記ブレーキ操作部材に連動する入力部材と、
ブースタシェルをブースタ室と前記負圧が導入される定圧室とに区画する区画部材、および前記区画部材と連動するバルブピストンを含んで構成される出力部材と、
前記入力部材と前記バルブピストンとの相対変位により作動され前記ブースタ室に前記大気を供給するための駆動圧供給経路を遮断または連通する弁機構とを有して構成され、
前記弁機構は、前記バルブピストンに形成された負圧弁座と、前記入力部材に形成された大気弁座と、前記ブレーキ操作部材の操作量が所定操作量に達するまで前記負圧弁座から開離して前記ブースタ室と前記定圧室とを連通する負圧弁および前記大気弁座に当接して前記駆動圧供給経路を遮断する大気弁が設けられた弁体とを有し、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えると、前記負圧弁が前記負圧弁座に当接し、前記大気弁座が前記大気弁から開離して前記駆動圧供給経路を連通するように構成されている車両用ブレーキ装置。

さらに、第２の実施の参考形態に相当する技術的思想は、次のとおりとなる。
（３）上記（１）の車両用ブレーキ装置において、
前記ブレーキ操作部材および前記弁機構のいずれか一方と連動し他方と所定ストロークだけ離間して対向する作動部材を有し、前記所定ストロークは前記所定操作量に応じて設定されている車両用ブレーキ装置。

１１…エンジン、１２…モータ、１３…動力分割機構、１４…動力伝達機構、１５…発電機、１６…インバータ、１７…バッテリ、１８…エンジンＥＣＵ、１９…ハイブリッドＥＣＵ、２１…ブレーキペダル（ブレーキ操作部材）、２１ａ…ペダルストロークセンサ、２２…負圧式ブレーキブースタ、２３…マスタシリンダ、２３ａ…ハウジング、２３ｂ、２３ｃ…第１および第２ピストン（マスタピストン）、２３ｄ…第１液圧室、２３ｅ…第１スプリング、２３ｆ…第２液圧室、２３ｇ…第２スプリング、２３ｈ…第１ポート、２３ｉ…第２ポート、２３ｊ…第３ポート、２３ｋ…第４ポート、２４…大気圧リザーバ、２５…ブレーキアクチュエータ、２６、２６Ｂ…オペレーティングロッド、２７…プッシュロッド、３１、４１…液圧制御弁、３２、３３、４２、４３…増圧制御弁、３５、３６、４５、４６…減圧制御弁、３４、４４…調圧リザーバ、３７、４７…ポンプ、６０…ブレーキＥＣＵ、８…弁機構、８１…ブースタシェル、８２…区画部材、８３…ピストン部材、８３１…バルブピストン、８４…入力部材、８５１…負圧弁座、８５２…大気弁座、８６…弁体、８６１…負圧弁、８６２…大気弁、９１…油圧式ブレーキブースタ、９２…外周シリンダ、９２４…封止部、９３…圧力源、９４、９４Ａ、９４Ｂ…入力部材（ブースタピストン）、９４１…排出路、９４５…押動部材、９５…プッシュロッド、９６…ピストン部材、９６１…外側ピストン部材、９６５、９６５Ａ…内側ピストン部材（ブースタシリンダ）、９６６…入力側ピストン部材、９７、９７Ａ、９７Ｂ…弁機構、９７１…駆動圧入力ポート、９７２…ブースタ室接続ポート、９７３…ブースタ室、９７４ａ…第１シリンダ側凹部、９７４ｂ…第２シリンダ側凹部、９７４ｃ…段差部、９７５ａ…駆動圧供給経路、９７５ｂ…駆動圧排出経路、９７６ａ…前方大径部、９７６ｂ…第１小径部、９７６ｃ…中間大径部、９７６ｄ…第２小径部、９７６ｅ…後方大径部、９７６ｆ…絞り部、９８…シーケンス弁、９８１…一方圧力弁、９８２…一方弁、９９、９９Ｂ…作動部材、９９１…スプリング。
Ａ…回生ブレーキ装置、Ｂ…液圧ブレーキ装置、ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ…車輪、Ｌｆ、Ｌｒ…油経路、Ｍ…モータ、Ｐ…圧力センサ、ＷＣ１、ＷＣ２、ＷＣ３、ＷＣ４…ホイールシリンダ、Ｌ１、Ｌ３…不作動ストローク、Ｌ２、Ｌ４…無効ストローク、Ｌ、ＬＬ…所定操作量、Ｒ１…定圧室、Ｒ２…ブースタ室。

Claims (5)

1. マスタシリンダ（２３）と、前記マスタシリンダ内を摺動するマスタピストン（２３ｂ、２３ｃ）と、ブレーキ操作部材（２１）の操作力以上でかつ同操作力に応じた駆動力により前記マスタピストンを駆動するブースタ部（９１）とを有し、前記マスタシリンダと前記マスタピストンとにより区画され同マスタピストンの摺動に伴って収縮または膨張するマスタ液圧室（２３ｄ、２３ｆ）に液圧を発生させ、当該マスタ液圧室の液圧に応じた液圧制動力を車両の車輪（ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ）に発生させる液圧ブレーキ装置（Ｂ）と、
   回生制動力を前記車両の車輪に発生させる回生ブレーキ装置（Ａ）と、を備え、
   前記液圧ブレーキ装置および前記回生ブレーキ装置を作動させて前記液圧制動力と前記回生制動力とに基づく制動力を、前記車両の各車輪に付与させる制御ユニット（１９、６０）を有する車両用ブレーキ装置において、
   前記ブースタ部は、
   前記マスタピストンを連動させる出力部材（９５、９６）と、
   前記出力部材により区画されたブースタ室（９７３）と、
   前記ブースタ室に供給されて前記出力部材を駆動する駆動圧を蓄える圧力源（９３）と、
   前記ブレーキ操作部材が操作されない中立位置で前記ブースタ室を前記圧力源から遮断して大気圧リザーバ（２４）と連通し、前記ブレーキ操作部材が操作されると前記ブースタ室を前記圧力源に連通して前記大気圧リザーバから遮断する弁機構（９７）と、を有して構成され、
   前記弁機構は、
   前記圧力源に接続される駆動圧入力ポート（９７１）および前記ブースタ室に接続されるブースタ室接続ポート（９７２）が形成されて前記出力部材に設けられたブースタシリンダ（９６５）と、
   前記ブレーキ操作部材に連動し前記ブースタシリンダ内を摺動して移動可能なブースタピストン（９４）と、
   前記駆動圧入力ポートと前記ブースタ室接続ポートとを連通、遮断する駆動圧供給経路（９７５ａ）と、
   前記ブースタ室接続ポートを前記大気圧リザーバに連通、遮断する駆動圧排出経路（９７５ｂ）と、を有して、
   前記ブレーキ操作部材の前記中立位置からの操作量が所定操作量を超えるまでの間は前記駆動圧供給経路を遮断し、前記操作量が前記所定量操作量を超えると前記駆動圧供給経路を連通し、
   前記所定操作量は、当該所定操作量に対する制動力の要求値が前記回生ブレーキ装置による回生制動力の最大値と等しくなるように設定され、
   前記制御ユニットは、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えるまでの間、前記回生ブレーキ装置が前記操作量に対する要求制動力に一致した回生制動力を発生するように制御することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
2. 前記駆動圧入力ポートおよび前記ブースタ室接続ポートは、前記ブースタピストンとの摺動方向に互いにずれて前記ブースタシリンダに形成されており、
   前記ブースタピストンは、前記ブースタシリンダとの摺動面に前記駆動圧供給経路を区画するピストン側凹部（９７６ｂ、９７６ｄ）を有し、
   前記弁機構は、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えると、前記駆動圧入力ポートおよび前記ブースタ室接続ポートが前記ピストン側凹部に開口して、前記駆動圧供給経路を連通するように構成されている請求項１に記載の車両用ブレーキ装置。
3. 前記弁機構は、
   前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えるまでの間は前記駆動圧排出経路を連通し、前記操作量が前記所定量操作量を超えると前記駆動圧排出経路を遮断するように構成されている請求項１または２に記載の車両用ブレーキ装置。
4. 前記ブースタ室接続ポートは、前記駆動圧入力ポートよりも前記ブースタピストンとの摺動方向後方にずれて形成され、
   前記ブースタシリンダは、前記ブースタピストンとの摺動面の前記駆動圧入力ポートと前記ブースタ室接続ポートとの間で当該両ポートから前記ブースタピストンの摺動方向に離間して形成され、前記駆動圧供給経路を区画する第１シリンダ側凹部（９７４ａ）と、
   前記ブースタ室接続ポートから当該摺動方向後方に離間して形成され、前記駆動圧排出経路を区画する第２シリンダ側凹部（９７４ｂ）と、を有し、
   前記ブースタピストンは、第１小径部（９７６ｂ）と、前記第１小径部から前記ブースタシリンダとの摺動方向後方に離間して形成された第２小径部（９７６ｄ）と、を有し、
   前記第１シリンダ側凹部の前記ブースタピストンとの摺動方向の幅が、前記第１小径部と前記第２小径部との間の中間大径部（９７６ｃ）の前記ブースタピストンとの摺動方向の幅よりも大きく設定され、
   前記弁機構は、前記ブレーキ操作部材の操作量がゼロである場合に、前記駆動液圧入力ポートが前記第１小径部よりも前記ブースタシリンダとの摺動方向前方の前方大径部（９７６ａ）により閉鎖されて、前記駆動圧供給経路が遮断されるとともに、前記ブースタ室接続ポートが前記第２小径部に開口し、前記第２シリンダ側凹部が前記第２小径部に対向して、前記駆動圧排出経路が連通され、前記ブレーキ操作部材の操作量が前記所定操作量を超えている場合に、前記駆動圧入力ポートが前記第１小径部に開口し、前記第１シリンダ側凹部が前記中間大径部に対向し、前記ブースタ室接続ポートが前記第２小径部に開口して、前記第駆動圧供給経路が連通されるとともに、前記ブースタシリンダの前記ブースタ室接続ポートと前記第２シリンダ側凹部との間の部分（９７４ｃ）が前記第２小径部よりも前記ブースタ室との摺動方向後方の後方大径部（９７６ｅ）に対向して、前記駆動圧排出経路が遮断されるように構成されている請求項３に記載の車両用ブレーキ装置。
5. 前記駆動圧入力ポートの前記ブースタピストンによる閉鎖に伴って前記駆動圧供給経路を遮断し、前記駆動圧入力ポートの前記ブースタピストンによる開放に伴って前記駆動圧供給経路を連通するシーケンス弁（９８）を備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用ブレーキ装置。

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