JP2008162462A - 電動倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動倍力装置において、倍力比を可変制御できるようにする。
【解決手段】ブレーキペダル８から入力ピストン５８へ入力推力を踏力センサ９４によって検出し、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位を相対変位センサ１００によって検出する。コントローラ９２により、踏力センサ９４の検出信号に基づいて入力ピストン５８とブースタピストン５２と目標相対変位を決定し、相対変位センサ１００が検出する入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位が目標変位となるように電動モータ６４を制御し、ブースタピストン５２に推力を付与してマスタシリンダ２を加圧する。このとき、目標相対変位を変化させることにより、倍力比を変化させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の液圧式ブレーキ装置等に装備される電動倍力装置に関する。

従来、液圧式ブレーキ装置において、電動アクチュエータによってブレーキペダル入力を倍力してマスタシリンダに出力する電動倍力装置が知られている。このような電動倍力装置として、例えば特許文献１及び２に記載されたものがある。
特開平１０−５３１２２号公報 特開平１０−１３８９０９号公報

特許文献１に記載された電動倍力装置は、ブレーキペダル入力を受ける入力ロッドとアシスト部材（ピストン軸）とを連結し、入力ロッドが押圧されると、コントローラが電動機の発生力をアシスト部材に付与することによりアシスト部材を入力ロッドと一体に変位させ、これにより、ブレーキペダル入力を倍力してマスタシリンダに出力するようにしている。

また、特許文献２に示される電動倍力装置は、ブレーキペダル入力を受ける入力ロッドに連動するアシスト部材（主ピストン）の一端部がマスタシリンダの圧力室に面しており、入力ロッドが押圧されると、コントローラが電動機の出力をアシスト部材に付与することにより、アシスト部材を変位させ、これによりブレーキペダル入力を倍力してマスタシリンダに出力するようにしている。

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された装置においては、入力部材とアシスト部材との相対変位が常に一定となるようにアシスト部材を制御しており、入力部材とアシスト部材との相対変位関係を変化させるようにアシスト部材の変位を制御することができない。

すなわち、特許文献１に記載された装置では、入力部材とアシスト部材とが一体的に移動するようになっており、このため、当然に入力部材とアシスト部材との相対変位関係を可変とすることができない。また、特許文献２に記載された装置では、入力部材とアシスト部材とが相対変位できるようになっているものの、両部材の相対変位を検知することについては全く考慮されておらず、このため、入力部材とアシスト部材との相対変位関係を可変に制御することはできない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、入力部材の入力推力(推定量も含む)に応じて、入力部材とアシスト部材との相対変位関係が可変となるように変位制御することができるようにすることで、所望する種々のブレーキ特性を得ることができ、ブレーキフィーリングの改善を行い得る電動倍力装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、該入力部材に相対移動可能に配置されたアシスト部材と、該アシスト部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記ブレーキペダルによる前記入力部材の移動に応じて前記アシスト部材に付与されるアシスト推力によりマスタシリンダ内に倍力されたブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、
前記入力部材の入力推力を検出するための入力推力検出手段と、
前記入力部材と前記アシスト部材との相対変位を検出する相対変位検出手段とを備え、
前記入力推力検出手段の検出信号に応じて、前記入力部材と前記アシスト部材との相対変位関係が可変となる目標変位を設定し、前記相対変位検出手段からの信号に基づき、前記入力部材と前記アシスト部材との相対変位関係が前記目標変位となるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。
請求項２の発明に係る電動倍力装置は、上記請求項１の構成において、前記ブレーキペダルから前記入力部材に付与される入力推力と前記電動アクチュエータから前記アシスト部材に付与されるアシスト推力とにより、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させ、前記入力部材と前記アシスト部材とが相対変位したときでも、該ブレーキ液圧による反力の一部を前記入力部材に、他の一部を前記アシスト部材にそれぞれ伝達するようにしたことを特徴とする。
請求項３の発明に係る電動倍力装置は、上記請求項１又は２の構成において、前記入力部材と前記アシスト部材との間には、前記アシスト部材に対して前記入力部材を両者の相対変位の中立位置に向けて付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とする。
請求項４の発明に係る電動倍力装置は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記入力推力検出手段は、前記入力部材に加えられる前記ブレーキペダルの操作力を検出する踏力センサであることを特徴とする。
請求項５の発明に係る電動倍力装置は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記入力推力検出手段は、マスタシリンダのピストンにより発生する液圧を検出する液圧センサとこの液圧センサの検出信号を演算することで前記入力部材の入力推力を検出する推定演算手段であることを特徴とする。
請求項６の発明に係る電動倍力装置は、上記請求項５の構成において、前記液圧センサの検出信号が所定液圧値となるまで、前記相対変位検出手段または前記入力部材の絶対変位を検出する入力絶対変位検出手段により検出される前記入力部材の変位に応じて前記電動アクチュエータを制御することを特徴とする。
請求項７の発明に係る電動倍力装置は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記入力推力検出手段は、電動アクチュエータを構成する電動モータヘの電流を検出する電流センサの検出信号を演算することで前記入力部材の入力推力を検出する推定演算手段であることを特徴とする。
請求項８の発明に係る電動倍力装置は、上記請求項７の構成において、前記電流センサの検出信号が所定電流値となるまで、前記相対変位検出手段または前記入力部材の絶対変位を検出する入力絶対変位検出手段により検出される前記入力部材の変位に応じて前記電動アクチュエータを制御することを特徴とする。

本発明に係る電動倍力装置によれば、入力部材の入力推力(推定量も含む)に応じて、入力部材とアシスト部材との相対変位関係が可変となるように変位制御することにより、可変倍力制御、ブレーキアシスト制御、ビルドアップ制御等の所望の様々なブレーキ特性を得ることができ、また、ブレーキフィーリングの改善を行うことが可能になる。

以下、本発明の第１実施形態に係る電動倍力装置を図１〜図９に基づいて説明する。
図１において、電動倍力装置５０は、タンデムマスタシリンダ２のプライマリピストンとして共用されるピストン組立体５１と、ピストン組立体５１を構成するブースタピストン５２（アシスト部材）に推力（アシスト推力）を付与する電動アクチュエータ５３と、を備えている。ピストン組立体５１は、車室壁３に固定したハウジング５４の内部に配設され、電動アクチュエータ５３はハウジング５４の外部に配設されている。

ハウジング５４は、リング形状の取付部材５５を介して車室壁３の前面に固定された第１筒体５６と、第１筒体５６に同軸に連結された第２筒体５７と、からなっている。第２筒体５７の前端にタンデムマスタシリンダ２が連結されている。第１筒体５６には支持板６３が取付けられている。支持板６３に電動アクチュエータ５３を構成する電動モータ６４が固定されている。なお、取付部材５５は、その内径ボス部５５ａが車室壁３の開口３ａに位置するように車室壁３に固定されている。電動モータ６４は、ここではＤＣブラシレスモータとしている。

タンデムマスタシリンダ２は、有底のシリンダ本体１０とリザーバ１１とを備えており、シリンダ本体１０内の奥側には、プライマリピストンとしてのピストン組立体５１と対をなすセカンダリピストン１２が摺動可能に配設されている。シリンダ本体１０内には、ピストン組立体５１とセカンダリピストン１２とにより２つの圧力室１３、１４が画成されており、これらのピストン（ピストン組立体５１及びセカンダリピストン１２）の前進に応じて各圧力室１３、１４内のブレーキ液が、対応する系統のホイールシリンダを加圧するようになっている。

また、シリンダ本体１０の側壁には、各圧力室１３、１４内とリザーバ１１とを連通するリリーフポート１５が形成され、さらに、シリンダ本体１０の内面には、リリーフポート１５の前側にそれぞれシール部材１６が配設されている。各圧力室１３、１４は、ピストン組立体５１及びセカンダリピストン１２の前進に応じて、一対のシール部材１６が対応するピストン組立体５１のブースタピストン５２とセカンダリピストン１２の外周面（後述の貫通孔１８より後側の外周面）に摺接することで、リリーフポート１５から遮断される。なお、各圧力室１３、１４内には、ピストン組立体５１のブースタピストン５２とセカンダリピストン１２とを後方へ付勢する戻しばね１７が配設されている。また、ブースタピストン５２及びセカンダリピストン１２の前端部には、図示したブレーキ非作動時の初期位置においてマスタシリンダ２内のリリーフポート１５に連通可能な貫通孔１８が穿設されている。

ピストン組立体５１は、ブースタピストン５２に、これと相対移動可能に入力ピストン５８（入力部材）を内装している。入力ピストン５８は、その後端に設けた大径部５８ａにブレーキペダル８から延ばしたペダル側軸９を連結させることで、ブレーキペダル８の操作（ペダル操作）により進退移動するようになっている。この場合、ペダル側軸９は、大径部５８ａに設けられた球面状凹部５８ｂに先端部を嵌合させた状態で連結されており、これによりペダル側軸９の傾斜が許容されている。

ピストン組立体５１を構成するブースタピストン５２は、その内部の長手方向中間部位に隔壁５９を有しており、入力ピストン５８がこの隔壁５９を挿通して延ばされている。ブースタピストン５２の前端側は、マスタシリンダ２内の圧力室１３（プライマリ室）に挿入され、一方、入力ピストン５８の前端側は、同じ圧力室１３内のブースタピストン５２の内側に配置されている。ブースタピストン５２と入力ピストン５８との間はブースタピストン５２の隔壁５９の前側に配置したシール部材６０により、ブースタピストン５２とマスタシリンダ２のシリンダ本体１０のガイド１０ａとの間は前記シール部材１６によりそれぞれシールされており、これにより圧力室１３からマスタシリンダ２外へのブレーキ液の漏出が防止されている。

電動アクチュエータ５３は、ハウジング５４の第１筒体５６と一体の支持板６３に固定された電動モータ６４と、第１筒体５６の内部に入力ピストン５８を囲んで配設されたボールねじ機構６５（回転−直動変換機構）と、電動モータ６４の回転を減速してボールねじ機構６５に伝達する回転伝達機構６６とから概略構成されている。

ボールねじ機構６５は、軸受６７（アンギュラコンタクト軸受）を介して第１筒体５６に回動自在に支持されたナット部材６８（回転部材）とこのナット部材６８にボールを介して噛合わされた中空のねじ軸７０（直動部材）とからなっている。ねじ軸７０の後端部は、ハウジング５４の取付部材５５に固定したリングガイド７１に回動不能にかつ摺動可能に支持されており、これによりナット部材６８の回転に応じてねじ軸７０が直動するようになる。

一方、回転伝達機構６６は、電動モータ６４の出力軸６４ａに取付けられた第１プーリ７２と、ナット部材６８にキー７３を介して回動不能に嵌合された第２プーリ７４と前記２つのプーリ７２、７４間に掛け回されたベルト７５（タイミングベルト）とからなっている。第２プーリ７４は第１プーリ７２に比べて大径となっており、これにより電動モータ６４の回転は減速してボールねじ機構６５のナット部材６８に伝達される。また、軸受６７には、ナット部材６８にねじ込んだナット７６により第２プーリ７４及びカラー７７を介して与圧がかけられている。なお、回転伝達機構６６は上記したプーリ、ベルトに限らず、減速歯車機構等であってもよい。

ボールねじ機構６５を構成する中空のねじ軸７０の前端部にはフランジ部材７８が、その後端部には筒状ガイド７９がそれぞれ嵌合固定されている。フランジ部材７８及び筒状ガイド７９は入力ピストン５８を摺動案内するガイドとして機能するようにそれぞれの内径が設定されている。フランジ部材７８は、ねじ軸７０の、図１中、左方向への前進に応じてブースタピストン５２の後端に当接するようになっており、これに応じてブースタピストン５２も前進する。また、ハウジング５４を構成する第２筒体５７の内部には、該第２筒体５７の内面に形成した環状突起８０に一端が係止され、他端がフランジ部材７８に衝合する戻しばね８１が配設されており、ねじ軸７０は、ブレーキ非作動時に、この戻しばね８１により図示の初期位置に位置決めされる。

入力ピストン５８とブースタピストン５２との相互間には、環状空間８２が画成されている。環状空間８２には、一対のばね８５（８５Ａ、８５Ｂ）（付勢手段）が配設されている。一対のばね８５（８５Ａ、８５Ｂ）は、その各一端が入力ピストン５８に設けたフランジ部８３に係止され、ばね８５Ａの他端がブースタピストン５２の隔壁５９に係止され、ばね８５Ｂの他端がブースタピストン５２の後端部に嵌着した止め輪８４に係止されている。一対のばね８５は、ブースタピストン５２に対して入力ピストン５８を両者の相対変位の中立位置に向けて付勢し、ブレーキ非作動時に入力ピストン５８とブースタピストン５２とを相対移動の中立位置に保持する役割をなしている。また、上記一対のばね８５により、入力ピストン５８とブースタピストン５２とが中立位置からいずれかの方向に相対変位したとき、ブースタピストン５２に対して入力ピストン５８を中立位置に戻す付勢力が作用することになる。

本第１実施形態において、車室内には、ブレーキペダル８への踏力（入力推力）を検出する踏力センサ９４（入力推力検出手段）が設けられている。踏力センサ９４としては、例えばピエゾ素子等を利用した圧力センサを用いることができる。また、入力ピストン５８とねじ軸７０との間には、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位（以下、相対変位検出値Ｂともいう。）を検出する相対変位センサ１００（相対変位検出手段）が介在されており、入力ピストン５８とねじ軸７０（すなわちブースタピストン５２）との相対変位を検出するようにしている。相対変位センサ１００は、物理的に入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位を検出して検出データをコントローラ９２（後述）に出力するようになっている。

踏力センサ９４、相対変位センサ１００及び電動モータ６４の図示しない駆動部にはコントローラ９２（制御手段）が接続されている。コントローラ９２は、図３に示すように、メモリ１０１を有し、このメモリ１０１に、後述する演算・制御内容（図７〜９のフローチャート）を有するプログラムを格納している。

また、コントローラ９２は、メモリ１０１に加え、図３に示すように、目標変位設定器１０３、減算回路１０４及び制御器１０５を備えている。目標変位量設定器１０３は、踏力センサ９４の検出信号に基づいて目標変位Ｃ（相対変位）を設定し、これを減算回路１０４に入力する。減算回路１０４は、目標変位量設定器１０３が出力する目標変位Ｃから相対変位センサ１００が検出した相対変位（相対変位検出値Ｂ）を減算〔Ｃ−Ｂ〕して偏差を求める。制御器１０５は、減算回路１０４が得た偏差の入力を受けて電動モータ６４への供給電流を求め、電動モータ６４の駆動部を制御する。

そして、コントローラ９２により、電動モータ６４及び伝達機構（回転伝達機構６６、ボールねじ機構６５（ナット部材６８及びねじ軸７０））が、この順に制御され、ねじ軸７０の作動及び戻しばね８１のばね力によりブースタピストン５２が変位（前進及び後退）する。そして、このブースタピストン５２の変位分が入力ピストン５８の変位に加算されて、マスタシリンダの液圧が調整されると共に、ブースタピストン５２の変位と入力ピストン５８の変位との差分（相対変位検出値Ｂ）が相対変位センサ１００に検出される。この検出データ（相対変位検出値Ｂ）がコントローラ９２にフィードバックされて、電動モータ６４の制御に用いられる。

すなわち、コントローラ９２は、踏力センサ９４の検出信号（ブレーキペダル踏力）に応じて、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位関係が可変となる目標変位Ｃを設定し、相対変位センサ１００の検出信号（相対変位検出値Ｂ）に基づき、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位関係（相対変位検出値Ｂ）が目標変位Ｃとなるように電動モータ６４を制御する。

このとき、マスタシリンダ２の圧力室の液圧Ｐｂは、図２（ａ）を参照して次の圧力平衡式で表すことができる。
Ｐｂ＝（Ｆｉ−Ｋ×△Ｘ）／Ａｉ＝（Ｆｂ＋Ｋ×△Ｘ）／Ａｂ…（１）
ここで、
Ｆｉ：入力推力
Ｆｂ：アシスト推力
Ａｉ：入力ピストン５８の受圧面積
Ａｂ：ブースタピストン５２の受圧面積
Ｋ：ばね８５（８５Ａ、８５Ｂ）のばね定数
ΔＸ：入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位
である。なお、式（１）では、シールの摺動抵抗を無視している。ΔＸは、相対変位の中立位置では０、入力ピストン５８に対してブースタピストン５２が後退する方向では正、その逆方向では負となる。また、アシスト推力Ｆｂは、例えば電動モータ６４の電流値から推定してもよい。

一方、倍力比αは、次式によって表すことができる。
α＝Ｐｂ×（Ａｂ＋Ａｉ）／Ｆｉ…（２）
これに（１）式を代入することによってΔＸは次式で表すことができる。
ΔＸ＝（Ａｂ＋（１−α）Ａｉ）×Ｆｉ／（（Ａｂ＋Ａｉ）×Ｋ）…（３）
したがって、入力推力Ｆｉと倍力比αとの所望の関係を任意に設定すれば、入力推力Ｆｉに対する相対変位ΔＸが決定されるので、入力推力Ｆｉに応じて相対変位ΔＸをフィードバック制御することにより、可変倍力比制御（図２（ｂ）の実線参照）、ブレーキアシスト制御（図２（ｂ）の一点鎖線参照）及びビルトアップ制御（図２（ｂ）の二点鎖線参照（入力推量ＦｉがＦ１で維持された場合））等の様々なブレーキ特性を得ることができる。

次にコントローラ９２による可変倍力制御の実行について図４を参照して説明する。
可変倍力制御は、ブレーキペダル８の踏力（入力ピストン５８への入力推力）に応じて、ブースタピストン５２を前進させ、入力推力の増大にしたがって倍力比αが大きくなるように、ブースタピストン５２と入力ピストン５８との相対変位ΔＸを可変制御することによって実行される（図４（ａ）参照）。これにより、マスタシリンダ２で発生する液圧を、ブレーキ踏力に対して２次曲線、３次曲線あるいはそれ以上の高次曲線等が複合した多次曲線的に増大させることができる（図４（ｂ）参照）。このとき、入力推力の増大にしたがって倍力比αが小さくなるように、相対変位ΔＸが負（ブースタピストン５２が入力ピストン５８の後方に位置する）となるように制御することもできる。なお、相対変位ΔＸが０となるように電動モータ６４を制御した場合（図４（ａ）の破線参照）、倍力比αは、α＝Ａｂ／Ａｉ＋１となり、ブースタピストン５２の受圧面積Ａｂと入力ピストン５８の受圧面積Ａｉとの面積比で一義的に決定されることになる。

次にコントローラ９２によるブレーキアシスト制御の実行について図５を参照して説明する。
ブレーキアシスト制御では、入力ピストン５８への入力推力が所定値Ｆ１に達したとき（あるいは、所定時間内に所定値Ｆ１に達したとき）、倍力比αが増大（あるいは、増大率が上昇）するように、ブースタピストン５２と入力ピストン５８との相対変位ΔＸを増大させるように制御することによって実行される（図５（ａ）参照）。これにより、マスタシリンダ２で発生する液圧は、ブレーキ踏力が所定値Ｆ１に達した後、増加率を高めて最大液圧となる（図５（ｂ）参照）。このようなブレーキアシスト制御を行った場合、運転者の急ブレーキ操作を察知して、より大きな倍力比に変更し、緊急制動を行うことが可能になる。なお、入力推力が所定値Ｆ１に達した後、ブースタピストン５２の移動量を最大量としてフルブレーキとなるように制御してもよい。

次に、コントローラ９２によるビルドアップ制御の実行について図６を参照して説明する。
ビルドアップ制御は、入力ピストン５８への一定推力（例えばＦ２）の入力が一定時間維持されたとき、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位がブレーキ液圧を増加する方向に所定量だけ増大するように電動モータ６４を制御することによって実行される（図６（ａ）参照）。本実施形態では、一定入力推力（たとえばＦ２）の一定時間（例えばｔ０）の維持が検出されると、入力ピストン５８に対してブースタピストン５２を前進させて、入力ピストン５８とブースタピストン５２との相対変位を増大させることにより、マスタシリンダ２で発生する液圧を増大させるようにしている（図６（ｂ）、（ｃ）参照）。このように、ビルドアップ制御を行うことにより、ブレーキペダルを踏み込んだ状態で維持したとき、液圧の上昇に伴う反力により、運転者はブレーキが効いているというフィーリングを受けることになり、運転者に良好なブレーキフィーリングを与えることができる。

次に、コントローラ９２による可変倍力制御及びブレーキアシスト制御のための制御アルゴリズムについて図７のフローチャートを参照して説明する。図７を参照して、ステップＳ１では、踏力センサ９４が検出した入力推力Ｆｉ（ブレーキペダル踏力）を読込む。ステップＳ２では、図４（ａ）又は図５（ａ）に示される目標変位演算特性データを用いて入力推力Ｆｉに基づく目標変位Ｃを演算する。ステップＳ３では、相対変位センサ１００が検出した相対変位検出値Ｂを読込む。ステップＳ４では、相対変位検出値Ｂが目標変位Ｃ（Ｂ＝ＣすなわちＣ−Ｂ＝０）になるように電動モータ６４を制御する。このようにして、入力推力Ｆｉに応じて演算した目標変位Ｃに基づいて電動モータ６４を制御することにより、可変倍力制御及びブレーキアシスト制御を実行することができる。

次に、コントローラ９２によるビルドアップ制御のための制御アルゴリズムについて図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。図８を参照して、ステップＳ１では、踏力センサ９４が検出した入力推力Ｆｉ（ブレーキペダル踏力）を読込む。ステップＳ２では、ビルドアップ制御のための制御アルゴリズム（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）が実行される。

ステップＳ２１では、この制御アルゴリズムと並行して動作している図９に示すビルドアップフラグ生成アルゴリズム（後述）よって生成されるビルドアップフラグがあるか否かを判断する。ビルドアップフラグありと判断した場合、ステップＳ２２で図６（ａ）に示す目標変位演算特性データ等を用いて図６（ａ）の入力推力Ｆ２の位置での相対変位量の増加分に相当する目標変位量Ｃ１を演算してステップＳ３に進む。また、ビルドアップフラグなしと判断した場合、ステップＳ２３で、上述の可変倍力制御のように入力推力Ｆｉのみに基づいて目標変位量Ｃ２を演算してステップＳ３に進む。ステップＳ３では、相対変位センサ１００が検出した相対変位検出値Ｂを読込む。ステップＳ４では、相対変位検出値Ｂが目標変位量Ｃ（上記目標変位量Ｃ１およびＣ２を総称してＣという）になる（Ｂ＝ＣすなわちＣ−Ｂ＝０）ように電動モータ６４を制御する。

次に、ビルドアップ生成アルゴリズムについて図９のフローチャートを参照して説明する。図９を参照して、ステップＳ１では、踏力センサ９４が検出した入力推力Ｆｉを読み込む。ステップＳ２では、入力推力Ｆｉが一定であるか否かを判断し、一定であると判断した場合、ステップＳ３でタイマをスタートして、ステップＳ４で所定時間ｔ０の経過を判断する。所定時間ｔ０が経過している判断した場合、ステップＳ５でビルドアップフラグをオンしてリターン処理を行う。所定時間ｔ０が経過してないと判断した場合、ステップＳ５で計時をカウントアップしてリターン処理を行う。また、ステップＳ２で入力推力Ｆｉが一定でないと判断した場合は、ステップＳ７でビルドアップフラグをオフし、ステップＳ８でタイマをクリアしてリターン処理を行う。

このようにして、入力推力Ｆｉ（一定推力の維持）に応じて演算した目標変位Ｃに基づいて電動モータ６４を制御することにより、ビルドアップ制御を実行することができる。

次に本発明の第２実施形態について図１０乃至図１２を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

本実施形態に係る電動倍力装置５０Ａでは、入力ピストン５８の絶対変位Ａを検出するポテンショメータ８６（変位センサ）が設けられ、相対変位センサ１００が省略されて、コントローラ９２の代わりに相対変位検出回路を有するコントローラ９２Ａ（制御手段）が設けられている。

ポテンショメータ８６は、抵抗体を内蔵した本体部８７と、本体部８７から入力ピストン５８と平行にブレーキペダル８側に延ばされたセンサロッド８８とからなっている。ポテンショメータ８６は、ハウジング５４の取付部材５５のボス部５５ａに固定したブラケット８９に入力ピストン５８と平行をなすように取付けられている。センサロッド８８は、本体部８７に内蔵したばねにより、常に伸長方向へ付勢され、入力ピストン５８の後端部に固定されたブラケット９０に先端を当接させている。ポテンショメータ８６は、コントローラ９２Ａに接続されている。

コントローラ９２Ａには、相対変位検出回路が設けられ、図１１に示すように、電動モータ６４における回転制御のために設けられるレゾルバ９１（絶対変位センサ）が検出する電動モータ６４の回転変位から演算されるブースタピストン５２の絶対変位Ｄとポテンショメータ８６の検出信号（絶対変位Ａ）に基づいてブースタピストン５２と入力ピストン５８との相対変位（Ｄ−Ａ）を検出する。なお、絶対変位Ｄの検出手段として、レゾルバ９１に代えてブースタピストン５２の絶対変位を検出するポテンショメータ（変位センサ）を用いてもよい。

次にコントローラ９２Ａの制御アルゴリズムについて図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２に示す制御アルゴリズムでは、図７に示す上記第１実施形態の制御アルゴリズムのステップＳ３の代りにステップＳ３２〜Ｓ３３の処理を実行する。ステップＳ３１でポテンショメータ８６から絶対変位Ａを読込み、ステップＳ３２でレゾルバ９１から絶対変位Ｄを読込む。そして、ステップＳ４で、絶対変位Ａ、Ｄに基づいて演算した相対変位（Ｄ−Ａ）が目標変位Ｃとなるように電動モータ６４を制御する。これにより、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

次に本発明の第３実施形態について図１３を参照して説明する。なお、上記第２実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

本実施形態に係る電動倍力装置５０Ｂでは、圧力室１３の液圧（マスタシリンダ液圧Ｐｂ）を検出する液圧センサ９６が設けられており、液圧センサ９６はコントローラ９２Ａに液圧の検出信号を送信する。ここで、上述の圧力平衡の（１）式を変形すると、入力推力Ｆｉは次式で表すことができる。
Ｆｉ＝Ｐｂ×Ａｉ＋Ｋ×ΔＸ…（１）´
倍力比αを表す上記（２）式に（１）´式を代入することにより、相対変位ΔＸは、次式で表すことができる。
ΔＸ＝（Ｐｂ×（Ａｂ＋Ａｉ）／（α×Ｋ））−（Ｐｂ×Ａｉ／Ｋ）…（５）

したがって、マスタシリンダ液圧Ｐｂと倍力比αとの所望の関係を任意に設定すれば、マスタシリンダ液圧Ｐｂに対する相対変位ΔＸ（目標変位Ｃ）が決定されるので、マスタシリンダ液圧Ｐｂに応じて相対変位ΔＸをフィードバックして電動モータ６４を制御することにより、上記第２実施形態と同様、可変倍力比制御、ブレーキアシスト制御及びビルトアップ制御等の様々なブレーキ特性を得ることができる。なお、この液圧センサ９６による制御では、マスタシリンダに液圧が発生するまで制御が行えないことになるため、液圧が発生するまでは、ポテンショメータ８６または第１実施形態に示した相対変位センサ１００の出力に基づいて入力ピストン５８の移動を検出して電動モータ６４を制御する。これにより、ペダル操作の初期から制御を行うことができる。また、マスタシリンダ液圧Ｐｂが上昇すると、ブースタピストン５２のストロークに対するマスタシリンダ液圧Ｐｂの変化が大きくなるため、マスタシリンダ液圧Ｐｂが高い領域では、液圧センサ９６の検出信号に基づいて制御を行うことにより、制御精度を高めることができる。

上記第３実施形態において、液圧センサ９６によってマスタシリンダ液圧を検出する代わりに、アシスト推力Ｆｂを利用して同様の制御を行うことができる。アシスト推力Ｆｂは、電動モータ６４の負荷であり、電動モータ６４の通電電流は、その負荷に応じて変化するので、コントローラ９２Ａ（電流センサ）によって電動モータ６４への通電電流をモニタすることによってアシスト推力Ｆｂを得ることができる。

また、上述の圧力平衡の式（１）を変形すると、入力推力Ｆｉは次式で表すことができる。
Ｆｉ＝（（Ｆｂ＋Ｋ×ΔＸ）×Ａｉ／Ａｂ）＋Ｋ×ΔＸ…（１）´´
倍力比αを表す上記（２）式に（１）´´式を代入することにより、相対変位ΔＸは、次式で表すことができる。
ΔＸ＝（（α−１）×Ｆｂ×Ａｉ−Ｆｂ×Ａｂ）／（（Ａｉ＋Ａｂ）−（Ａｉ＋Ａｂ）×α×Ｋ）…（６）

したがって、アシスト推力Ｆｂと倍力比αとの所望の関係を任意に設定すれば、アシスト推力Ｆｂに対する相対変位ΔＸが決定されるので、アシスト推力Ｆｂに応じて相対変位ΔＸをフィードバックして電動モータ６４を制御することにより、上記第２実施形態と同様、可変倍力比制御、ブレーキアシスト制御及びビルトアップ制御等の様々なブレーキ特性を得ることができる。なお、アシスト推力Ｆｂ（電動モータ６４の通電電流）による制御では、マスタシリンダに液圧が発生して電流値が上昇するまで制御が行えないことになるため、所定電流値となるまで（所定液圧が発生するまで）は、ポテンショメータ８６（絶対変位センサ）及びまたは第１実施形態に示した相対変位センサ１００の出力に基づいて入力ピストン５８の移動を検出して電動モータ６４に電流値を上昇させながら通電して制御を行う。これにより、ペダル操作の初期から制御を行うことができる。

更に、上記第３実施形態において、マスタシリンダ液圧Ｐｂに基づいて演算したアシスト推力Ｆｂ（以下、Ｆｂ１という）と、電動モータ６４への通電電流に基づいて演算したアシスト推力Ｆｂ（以下Ｆｂ２という）とを併用して相対変位ΔＸに基づいて電動モータ６４を制御することもできる。

この場合、例えば、マスタシリンダ液圧Ｐｂに基づくアシスト推力Ｆｂ１と、電動モータ６４への通電電流に基づくアシスト推力Ｆｂ２とを比較することにより、液圧センサ９６の異常を検出することができる。

また、電動モータ６４への通電電流からアシスト推力Ｆｂ２を演算する場合には、電流と出力トルクとの関係を表すトルク定数Ｋｔが用いられ、また、モータ温度の変化による出力トルクの変動を補正するために温度センサからの検出信号に基づいて温度補正が行われる。このとき、マスタシリンダ液圧Ｐｂは、液圧センサ９６によって直接検出されるため、検出精度が高いので、これに基づいて演算したアシスト推力Ｆｂ１とモータ電流に基づいて演算よって決定されるアシスト推力Ｆｂ２とを比較することにより、トルク定数Ｋｔ及び温度補正のためのパラメータを補正することができ、制御の精度を高めることができる。

次に本発明の第４実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、上記第２実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図１４に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置５０Ｃでは、コントローラ９２Ｃは、踏力センサ９４の検出踏力に基づいて、ブースタピストン５２の目標変位Ｃを演算し、ポテンショメータ８６が検出する入力ピストン５８の絶対位置Ａに目標変位Ｃを加算してブースタピストン５２の目標位置Ｅを決定する。そして、レゾルバ９１が検出するブースタピストン５２の絶対位置Ｄが目標位置Ｅとなるように電動モータ６４を制御する。

次にコントローラ９２による制御アルゴリズムについて図１５を参照して説明する。図１５を参照して、ステップＳ１で踏力センサ９４が検出した入力推力Ｆｉ（ブレーキペダル踏力）を読込む。ステップＳ２で、図４（ａ）及び図５（ａ）に示される目標変位演算特性データを用いて入力推力Ｆｉに基づく目標変位Ｃを演算する。ステップＳ３でポテンショメータ８６によって入力ピストン５８の絶対位置Ａを読込む。ステップＳ４で入力ピストン５８の絶対位置Ａに目標変位Ｃを加算してブースタピストン５２の目標位置Ｅを決定する。ステップＳ５でレゾルバ９１が検出するブースタピストン５２の絶対位置Ｄを読込む。ステップＳ５でブースタピストン５２の絶対位置Ｄが目標位置Ｅとなるように電動モータ６４を制御する。このようにして、入力推力Ｆｉに応じて演算した目標位置Ｅに基づいて電動モータ６４を制御することにより、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係る電動倍力装置を示す縦断面図である。 図１の電動倍力装置における圧力平衡を説明するための説明図である。 図１の電動倍力装置のコントローラを含む制御系を示すブロック図である。 図１の電動倍力装置のコントローラによる可変倍力制御のための特性データを示すグラフ図である。 図１の電動倍力装置のコントローラによるブレーキアシスト制御のための特性データを示すグラフ図である。 図１の電動倍力装置のコントローラによるビルドアップ制御のための特性データを示すグラフ図である。 図１の電動倍力装置のコントローラによる可変倍力制御及びブレーキアシスト制御のための制御アルゴリズムを示すフローチャートである。 図１の電動倍力装置のコントローラによるビルドアップ制御のための制御アルゴリズムを示すフローチャートである。 図１の電動倍力装置のコントローラによるビルドアップ制御のためのビルドアップフラグ生成アルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電動倍力装置を示す縦断面図である。 図１０の電動倍力装置のコントローラを含む制御系を示すブロック図である。 図１０の電動倍力装置のコントローラによる制御アルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る電動倍力装置を示す縦断面図である。 図１３の電動倍力装置のコントローラを含む制御系を示すブロック図である。 図１３の電動倍力装置のコントローラによる制御アルゴリズムを示すフローチャートである。

符号の説明

２ マスタシリンダ、８ ブレーキペダル、５２ ブースタピストン（アシスト部材）、５０ 電動倍力装置、５３ 電動アクチュエータ、５８ 入力ピストン（入力部材）、９２ コントローラ（制御手段）、９４ 踏力センサ（入力推力検出手段）、１００ 相対変位センサ（相対変位検出手段）

Claims (8)

1. ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、該入力部材に相対移動可能に配置されたアシスト部材と、該アシスト部材を進退移動させる電動アクチュエータとを備え、前記ブレーキペダルによる前記入力部材の移動に応じて前記アシスト部材に付与されるアシスト推力によりマスタシリンダ内に倍力されたブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置において、
   前記入力部材の入力推力を検出するための入力推力検出手段と、
   前記入力部材と前記アシスト部材との相対変位を検出する相対変位検出手段とを備え、
   前記入力推力検出手段の検出信号に応じて、前記入力部材と前記アシスト部材との相対変位関係が可変となる目標変位を設定し、前記相対変位検出手段からの信号に基づき、前記入力部材と前記アシスト部材との相対変位関係が前記目標変位となるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段が設けられていることを特徴とする電動倍力装置。
2. 前記ブレーキペダルから前記入力部材に付与される入力推力と前記電動アクチュエータから前記アシスト部材に付与されるアシスト推力とにより、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させ、前記入力部材と前記アシスト部材とが相対変位したときでも、該ブレーキ液圧による反力の一部を前記入力部材に、他の一部を前記アシスト部材にそれぞれ伝達するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動倍力装置。
3. 前記入力部材と前記アシスト部材との間には、前記アシスト部材に対して前記入力部材を両者の相対変位の中立位置に向けて付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動倍力装置。
4. 前記入力推力検出手段は、前記入力部材に加えられる前記ブレーキペダルの操作力を検出する踏力センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動倍力装置。
5. 前記入力推力検出手段は、マスタシリンダのピストンにより発生する液圧を検出する液圧センサとこの液圧センサの検出信号を演算することで前記入力部材の入力推力を検出する推定演算手段であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動倍力装置。
6. 前記液圧センサの検出信号が所定液圧値となるまで、前記相対変位検出手段または前記入力部材の絶対変位を検出する入力絶対変位検出手段により検出される前記入力部材の変位に応じて前記電動アクチュエータを制御することを特徴とする請求項５に記載の電動倍力装置。
7. 前記入力推力検出手段は、電動アクチュエータを構成する電動モータヘの電流を検出する電流センサの検出信号を演算することで前記入力部材の入力推力を検出する推定演算手段であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電動倍力装置。
8. 前記電流センサの検出信号が所定電流値となるまで、前記相対変位検出手段または前記入力部材の絶対変位を検出する入力絶対変位検出手段により検出される前記入力部材の変位に応じて前記電動アクチュエータを制御することを特徴とする請求項７に記載の電動倍力装置。

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