JP2013071722A

JP2013071722A - Stroke simulator

Info

Publication number: JP2013071722A
Application number: JP2011214671A
Authority: JP
Inventors: Takuya Usui; 拓也臼井; Toshio Takayama; 利男高山
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an operation amount of a brake pedal and to achieve miniaturization, in a stroke simulator applying reaction force to the operation of the brake pedal.SOLUTION: An electric motor 14 is controlled by a controller 60 based on the operation amount of the brake pedal 13 to thrust a pressing member 17 through a ball screw mechanism 16, thereby pushing a piston 7 to generate brake fluid pressure. A strain sensor 70 is mounted to a fixed spring receiving part 50 receiving a reaction force spring 34 for applying reaction force to the operation of the brake pedal 13. Based on detection signals of the strain sensor 70, the controller 60 computes the strain of the fixed spring receiving part 50, and computes the spring force of the reaction force spring 34 (brake pedal stepping force) from the computed strain and further computes the stroke of the brake pedal 13 from the spring characteristics of the reaction force spring 34. The strain sensor 70 is small and requires no movable part, so that the stroke simulator 18 can be miniaturized, and thereby wiring processing of the sensor is facilitated.

Description

本発明は、自動車等の車両のブレーキ装置において、ブレーキペダルの操作に対して反力を付与するためのストロークシミュレータに関するものである。 The present invention relates to a stroke simulator for applying a reaction force to an operation of a brake pedal in a brake device of a vehicle such as an automobile.

自動車のブレーキ装置において、ブレーキペダルの操作量を検出し、コントローラによってブレーキペダルの操作量に応じてアクチュエータの作動を制御し、アクチュエータが各車輪に設けられた摩擦ブレーキを作動させることによって制動を行うようにした、いわゆる「ブレーキ・バイ・ワイヤ」を適用したものが知られている。ブレーキ・バイ・ワイヤによるブレーキ装置においては、ブレーキペダルに踏み代（ストローク）を与えると共に、踏込みに対して適度な反力を付与するためにストロークシミュレータが用いられている。 In an automobile brake device, the operation amount of a brake pedal is detected, the operation of the actuator is controlled according to the operation amount of the brake pedal by a controller, and the actuator performs braking by operating a friction brake provided on each wheel. What applied what is called "brake-by-wire" is known. In a brake device using a brake-by-wire, a stroke simulator is used to give a stepping amount (stroke) to a brake pedal and to give an appropriate reaction force to the stepping on.

特許文献１には、ブレーキペダルと連動するマスタシリンダのピストンのストロークを検出するストロークセンサを設けて、ブレーキペダルの操作量を検出するようにしたストロークシミュレータが記載されている。 Patent Document 1 describes a stroke simulator in which a stroke sensor that detects a stroke of a piston of a master cylinder that is interlocked with a brake pedal is provided to detect an operation amount of the brake pedal.

特開２００５−１０４３３２号公報JP 2005-104332 A

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものでは、ピストンのストロークを直接検出するため、ストロークセンサが大きくなり、結果として、ストロークシミュレータが大型化するという課題がある。また、前述のブレーキ・バイ・ワイヤにおいては、ブレーキペダルの踏力を検出すると、さらに精度よくブレーキ制御を行うことができるが、上記特許文献１に記載されたストロークセンサでは、ブレーキペダルの踏力を直接検出することができず、踏力を検出するセンサが別途必要になり、さらにストロークシミュレータが大形化してしまうという課題がある。 However, in the one described in Patent Document 1, since the stroke of the piston is directly detected, the stroke sensor becomes large, resulting in a problem that the stroke simulator becomes large. Further, in the above-described brake-by-wire, when the depression force of the brake pedal is detected, the brake control can be performed with higher accuracy. However, the stroke sensor described in Patent Document 1 directly applies the depression force of the brake pedal. There is a problem that a sensor for detecting the pedaling force cannot be detected separately and a stroke simulator is further increased in size.

本発明は、ブレーキペダルの操作量を検出することができ、かつ、小型化が可能なストロークシミュレータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a stroke simulator that can detect an operation amount of a brake pedal and can be downsized.

上記の課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダルが連結される入力部材と、該入力部材の移動に対して反力を作用させる反力付与部材とを備えたストロークシミュレータにおいて、
前記反力付与部材の反力が作用する部位に、該反力による変形を測定する歪検出手段を設け、該歪検出手段の測定信号に基づき、少なくとも２種類の前記ブレーキペダルの操作量を検出することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a stroke simulator including an input member to which a brake pedal is coupled, and a reaction force applying member that applies a reaction force to the movement of the input member.
A strain detecting means for measuring deformation caused by the reaction force is provided at a site where the reaction force of the reaction force applying member acts, and at least two types of operation amounts of the brake pedal are detected based on a measurement signal of the strain detecting means. It is characterized by doing.

本発明に係るストロークシミュレータによれば、ブレーキペダルの操作量を検出することができ、かつ、小型化が可能となる。 According to the stroke simulator of the present invention, the amount of operation of the brake pedal can be detected and the size can be reduced.

本発明の第１実施形態に係るストロークシミュレータが組込まれた電動倍力装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electric booster with which the stroke simulator which concerns on 1st Embodiment of this invention was integrated. 図１に示す電動倍力装置の要部であるストロークシミュレータを拡大して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows the stroke simulator which is the principal part of the electric booster shown in FIG. 本発明の第２実施形態に係るストロークシミュレータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the stroke simulator which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図２を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置１は、マスタシリンダ２に結合される。マスタシリンダ２は、タンデム型であり、プライマリ及びセカンダリの２つの液圧ポート３、４を有し、液圧ポート３、４には、２系統の液圧回路を有する液圧制御ユニット５を介して、４つの車輪にそれぞれ設けられた液圧式のブレーキ装置６が接続されている。ブレーキ装置６は、液圧によって制動力を発生する例えば公知のディスクブレーキ又はドラムブレーキとすることができる。なお、以下の説明において、「前方」、「前側」という場合には、車両の前進方向を示し、また、「後方」、「後側」という場合には、車両の後退方向を示すこととする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electric booster 1 according to this embodiment is coupled to a master cylinder 2. The master cylinder 2 is a tandem type, and has two primary and secondary hydraulic ports 3 and 4, and the hydraulic ports 3 and 4 are connected via a hydraulic control unit 5 having two systems of hydraulic circuits. Thus, hydraulic brake devices 6 provided on the four wheels are connected. The brake device 6 can be, for example, a known disc brake or drum brake that generates a braking force by hydraulic pressure. In the following description, “front” and “front” indicate the forward direction of the vehicle, and “rear” and “rear” indicate the backward direction of the vehicle. .

タンデム型のマスタシリンダ２には、直列に配置されたプライマリ及びセカンダリの一対のピストン７（プライマリ側のみを図示する）が挿入され、これらのピストン７の前進により、２つの液圧ポート３、４から同じ液圧を供給し、ピストン７の後退時には、ブレーキパッドの摩耗等に応じてリザーバ８から適宜ブレーキ液を補充する。そして、万一、２系統の液圧回路の一方が失陥した場合でも、他方の液圧回路に液圧が供給されるので、制動機能を維持することができる。 A pair of primary and secondary pistons 7 (only the primary side is shown in the figure) arranged in series is inserted into the tandem master cylinder 2, and the two hydraulic ports 3, 4 are moved forward by these pistons 7. The same hydraulic pressure is supplied, and when the piston 7 is retracted, the brake fluid is appropriately replenished from the reservoir 8 according to wear of the brake pad or the like. Even if one of the two hydraulic circuits fails, the hydraulic pressure is supplied to the other hydraulic circuit, so that the braking function can be maintained.

液圧制御ユニット５は、液圧源である電動ポンプ及び増圧弁、減圧弁等の電磁制御弁を備え、各車輪のブレーキ装置６に供給する液圧を、減圧する減圧モード、保持する保持モード及び増圧する増圧モードを適宜実行して、制動力配分制御やアンチロックブレーキ制御等の各種制御を行う。 The hydraulic pressure control unit 5 includes an electric pump as a hydraulic pressure source and an electromagnetic control valve such as a pressure increasing valve and a pressure reducing valve, and a pressure reducing mode for reducing the hydraulic pressure supplied to the brake device 6 of each wheel and a holding mode for holding the pressure. The pressure increasing mode for increasing the pressure is appropriately executed to perform various controls such as braking force distribution control and anti-lock brake control.

本電動倍力装置１は、エンジンルームと車室とを区画する隔壁であるダッシュパネル（図示せず）を貫通して、マスタシリンダ２側をエンジンルーム内に、その反対側の入力ロッド１０側を車室内に配置して、ダッシュパネルに固定される。入力部材である入力ロッド１０には、クレビス１２を介してブレーキペダル１３が連結される。 The electric booster 1 passes through a dash panel (not shown) that is a partition wall that partitions the engine room and the vehicle compartment, and the master cylinder 2 side is placed in the engine room and the input rod 10 side opposite to the master cylinder 2 side. Is fixed in the dash panel. A brake pedal 13 is connected to an input rod 10 that is an input member via a clevis 12.

本電動倍力装置１は、マスタシリンダ２のピストン７を駆動するための電動モータ１４と、電動モータ１４によってベルト伝動機構１５を介して駆動される回転−直動変換機構であるボールネジ機構１６と、ボールネジ機構１６によって推進されてピストン７を押圧する押圧部材１７と、入力ロッド１０に連結される反力発生機構であるストロークシミュレータ１８とを備えている。 The electric booster 1 includes an electric motor 14 for driving the piston 7 of the master cylinder 2, and a ball screw mechanism 16 that is a rotation-linear motion conversion mechanism driven by the electric motor 14 via a belt transmission mechanism 15. A pressing member 17 that is pushed by the ball screw mechanism 16 to press the piston 7 and a stroke simulator 18 that is a reaction force generating mechanism connected to the input rod 10 are provided.

ボールネジ機構１６、押圧部材１７及びストロークシミュレータ１８は、同軸上に配置されてハウジング１９に収容されている。このハウジング１９の、ボールネジ機構１６の軸方向における一端側１９Ａにマスタシリンダ２が結合され、一方、ハウジング１９の、ボールネジ機構１６の軸方向における他端部１９Ｂには後方に突設された円筒部１９Ｃが形成される。この円筒部１９Ｃの後端から入力ロッド１０が突出している The ball screw mechanism 16, the pressing member 17, and the stroke simulator 18 are coaxially arranged and accommodated in a housing 19. The master cylinder 2 is coupled to one end side 19 A of the housing 19 in the axial direction of the ball screw mechanism 16. On the other hand, the other end portion 19 B of the housing 19 in the axial direction of the ball screw mechanism 16 projects backward. 19C is formed. The input rod 10 protrudes from the rear end of the cylindrical portion 19C.

押圧部材１７は、ピストン７の後方にピストン７と同軸上に配置され、ピストン７の円筒状の後端部側に挿入されてピストン７を押圧する前側小径ロッド部１７Ａと、該後側小径ロッド部１７Ｂと、これらの間に配置された大径ロッド部１７Ｃとが一体に形成されている。 The pressing member 17 is disposed coaxially with the piston 7 behind the piston 7, and is inserted into the cylindrical rear end side of the piston 7 to press the piston 7, and the rear small-diameter rod The portion 17B and the large-diameter rod portion 17C disposed therebetween are integrally formed.

ボールネジ機構１６は、円筒状の直動部材２２と、直動部材２２が挿入される円筒状の回転部材２３と、これらの間に形成された螺旋状のネジ溝に装填された複数の転動体であるボール２４（鋼球）とを備えた中空構造となっている。直動部材２２は、ハウジング１９内で軸方向に沿って移動可能に支持され、且つ、軸回りに回転しないように支持されている。直動部材２２の軸方向略中央部位には、その内周面に内方に突設する案内部２８が形成される。回転部材２３は、ハウジング１９内でベアリング２７、２７によって軸回りに回転可能に、且つ、軸方向に移動しないように支持されている。そして、回転部材２３を回転させることにより、ネジ溝内をボール２４が転動して直動部材２２が軸方向に移動する。 The ball screw mechanism 16 includes a cylindrical linear motion member 22, a cylindrical rotary member 23 into which the linear motion member 22 is inserted, and a plurality of rolling elements loaded in a spiral thread groove formed therebetween. It has a hollow structure including a ball 24 (steel ball). The linear motion member 22 is supported in the housing 19 so as to be movable in the axial direction, and is supported so as not to rotate around the axis. A guide portion 28 projecting inwardly is formed on the inner peripheral surface of the linear motion member 22 at a substantially central portion in the axial direction. The rotating member 23 is supported by the bearings 27 and 27 in the housing 19 so as to be rotatable around an axis and not to move in the axial direction. Then, by rotating the rotating member 23, the ball 24 rolls in the thread groove and the linearly moving member 22 moves in the axial direction.

直動部材２２の内部に、押圧部材１７の後側小径ロッド１７Ｂ及び大径ロッド部１７Ｃが挿入され、直動部材２２の案内部２８から前側の内周面に大径ロッド部１７Ｃが、また、案内部２８の内周面に後側小径ロッド１７Ｂが軸方向に沿って摺動可能に支持される。そして、直動部材２２の案内部２８の前端環状面２８Ａに押圧部材１７の大径ロッド部１７Ｃの後端環状面１７Ｃ´が当接している。この当接により、直動部材２２がマスタシリンダ２側へ前進して大径ロッド部１７Ｃの後端環状面１７Ｃ´を押圧することになり、押圧部材１７が直動部材２２と共に前進して前側小径ロッド部１７Ａがマスタシリンダ２のピストン７を押圧する。また、押圧部材１７は、その大径ロッド部１７Ｃが直動部材２２から離間することにより、直動部材２２の移動を伴わずに単独で前進することができる。ハウジング１９の一端部１９Ａと直動部材２２の前端に設けた受け部材２２Ａとの間には、圧縮コイルバネである戻しバネ２９が介装されて、直動部材２２をブレーキペダル１３が配置されるハウジング１９の他端部１９Ｂ側、すなわち、後方に常時付勢している。 The rear-side small-diameter rod 17B and the large-diameter rod portion 17C of the pressing member 17 are inserted into the linear motion member 22, and the large-diameter rod portion 17C is also inserted from the guide portion 28 of the linear motion member 22 to the front inner peripheral surface. The rear small-diameter rod 17B is supported on the inner peripheral surface of the guide portion 28 so as to be slidable along the axial direction. The rear end annular surface 17C ′ of the large-diameter rod portion 17C of the pressing member 17 is in contact with the front end annular surface 28A of the guide portion 28 of the linear motion member 22. By this contact, the linear motion member 22 moves forward to the master cylinder 2 side and presses the rear end annular surface 17C ′ of the large diameter rod portion 17C, and the pressing member 17 moves forward together with the linear motion member 22 to the front side. The small diameter rod portion 17 A presses the piston 7 of the master cylinder 2. Further, the pressing member 17 can move forward independently without the movement of the linear motion member 22 because the large-diameter rod portion 17 C is separated from the linear motion member 22. A return spring 29, which is a compression coil spring, is interposed between one end portion 19A of the housing 19 and a receiving member 22A provided at the front end of the linear motion member 22, and the brake pedal 13 is disposed on the linear motion member 22. The housing 19 is constantly biased toward the other end 19B side, that is, rearward.

ベルト伝達機構１５は、回転部材２３に一体的に固定される回転部材側プーリ３０と、電動モータ１４の出力軸４０に一体的に固定されるモータ側プーリ３２と、これら回転部材側プーリ３０とモータ側プーリ３２とに巻装されるベルト３１とから構成される。なお、電動モータ１４は、例えば公知のＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣモータ等とすることができるが、制御性、静粛性、耐久性等の観点から本実施形態ではＤＣブラシレスモータを採用している。 The belt transmission mechanism 15 includes a rotating member-side pulley 30 that is integrally fixed to the rotating member 23, a motor-side pulley 32 that is integrally fixed to the output shaft 40 of the electric motor 14, and the rotating member-side pulley 30. The belt 31 is wound around the motor-side pulley 32. The electric motor 14 can be, for example, a known DC motor, DC brushless motor, AC motor, or the like. However, in this embodiment, a DC brushless motor is adopted from the viewpoint of controllability, silence, durability, and the like. Yes.

回転部材側プーリ３０は、回転部材２３の外周面でベアリング２７、２７の間の位置に固定される。なお、ハウジング１９の一端部１９Ａ´、すなわち、ボールネジ機構１６の軸方向における一端部１９Ａから側方に、且つ後方に位置する一端部１９Ａ´に、電動モータ１４取付用のモータ用フランジ１９Ｄが固定される。モータ用フランジ１９Ｄには、後方に突設する円筒部２０が形成される。モータ用フランジ１９Ｄは、その円筒部２０がハウジング１９内に延びるようにハウジング１９の一端部１９Ａ´に固定される。そして、電動モータ１４の本体部がハウジング１９のモータ用フランジ１９Ｄに連結され、その出力軸４０がハウジング１９内の円筒部２０内に挿通される。出力軸４０は、円筒部２０との間に設置されたベアリング４１により回転自在に支持される。また、ベアリング４１より後方で、モータ用フランジ１９Ｄの円筒部２０と出力軸４０との間には、出力軸４０の回転角度を検出するレゾルバ４２が配置されている。レゾルバ４２は、出力軸４０と共に回転するレゾルバロータ４３と、モータ用フランジ１９Ｄの円筒部２０に固定されるレゾルバステータ４４とからなる。さらに、電動モータ１４の出力軸４０の先端にモータ側プーリ３２が一体的に固定される。そして、電動モータ１４の出力軸４０からの回転駆動がベルト３１を介して回転部材２３に伝達されるようになる。 The rotating member side pulley 30 is fixed at a position between the bearings 27, 27 on the outer peripheral surface of the rotating member 23. A motor flange 19D for mounting the electric motor 14 is fixed to one end 19A 'of the housing 19, that is, one end 19A' located laterally and rearward from the one end 19A in the axial direction of the ball screw mechanism 16. Is done. The motor flange 19D is formed with a cylindrical portion 20 protruding rearward. The motor flange 19 D is fixed to one end 19 A ′ of the housing 19 so that the cylindrical portion 20 extends into the housing 19. The main body portion of the electric motor 14 is connected to the motor flange 19 D of the housing 19, and the output shaft 40 is inserted into the cylindrical portion 20 in the housing 19. The output shaft 40 is rotatably supported by a bearing 41 installed between the cylindrical portion 20. A resolver 42 that detects the rotation angle of the output shaft 40 is disposed behind the bearing 41 and between the cylindrical portion 20 of the motor flange 19D and the output shaft 40. The resolver 42 includes a resolver rotor 43 that rotates together with the output shaft 40, and a resolver stator 44 that is fixed to the cylindrical portion 20 of the motor flange 19D. Further, the motor-side pulley 32 is integrally fixed to the tip of the output shaft 40 of the electric motor 14. Then, the rotational drive from the output shaft 40 of the electric motor 14 is transmitted to the rotating member 23 via the belt 31.

次に主に図２を参照してストロークシミュレータ１８について説明する。
図２に示すように、ストロークシミュレータ１８は、ハウジング１９の他端部１９Ｂから後方に向けて突設された円筒部１９Ｃ内に配置されている。ストロークシミュレータ１８は、円筒部１９Ｃ内に軸方向に沿って摺動可能に挿入された有底円筒状の可動バネ受部材３３と、円筒部１９Ｃ内に挿入されて、円筒部１９Ｃの前端内周部に形成されたフランジ状の固定バネ受部５０と、可動バネ受部材３３の環状底部３３Ａとの間に介装され、反力付与部材としての圧縮コイルバネである反力バネ３４と、を備えている。 Next, the stroke simulator 18 will be described mainly with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the stroke simulator 18 is disposed in a cylindrical portion 19 C that protrudes rearward from the other end portion 19 B of the housing 19. The stroke simulator 18 has a bottomed cylindrical movable spring receiving member 33 that is slidably inserted along the axial direction in the cylindrical portion 19C, and is inserted into the cylindrical portion 19C so that the inner circumference of the front end of the cylindrical portion 19C. And a reaction force spring 34 that is a compression coil spring that is interposed between the flange-shaped fixed spring receiving portion 50 formed in the portion and the annular bottom portion 33A of the movable spring receiving member 33 as a reaction force applying member. ing.

可動バネ受部材３３は、環状底部３３Ａの内周端から前方へ延びる円筒状のロッド受部３３Ｂと、環状底部３３Ａの外周端から前方へ延びその外周面が円筒部１９Ｃの内周面に摺動する円筒状の摺動筒部３３Ｃと、ロッド受部３３Ｂの前端部に嵌合固定されるロッド受部材３５とから構成される。このロッド受部材３５に入力ロッド１０の先端部が連結されている。可動バネ受部材３３のロッド受部材３５（ロッド受部３３Ｂ）は、押圧部材１７と同軸上に配置されて、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面とロッド受部材３５の前端面とが互いに対向している。可動バネ受部材３３は、環状底部３２Ａがストッパ５１に当接することにより、その後退位置が規制されている。そして、可動バネ受部材３３が、図２に示す非制動位置（ストッパ５１に当接して最も後退した位置）にあるときには、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面と、可動バネ受部材３３のロッド受部材３５の前端面との間に所定の隙間Ｓが形成される。 The movable spring receiving member 33 includes a cylindrical rod receiving portion 33B that extends forward from the inner peripheral end of the annular bottom portion 33A, and an outer peripheral surface that extends forward from the outer peripheral end of the annular bottom portion 33A to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 19C. It comprises a cylindrical sliding cylinder portion 33C that moves, and a rod receiving member 35 that is fitted and fixed to the front end portion of the rod receiving portion 33B. The tip of the input rod 10 is connected to the rod receiving member 35. The rod receiving member 35 (rod receiving portion 33 B) of the movable spring receiving member 33 is disposed coaxially with the pressing member 17, and the rear end surface of the rear-side small-diameter rod portion 17 B of the pressing member 17 and the front end surface of the rod receiving member 35. Are facing each other. The retreat position of the movable spring receiving member 33 is restricted by the annular bottom portion 32 A coming into contact with the stopper 51. When the movable spring receiving member 33 is in the non-braking position shown in FIG. 2 (the most retracted position in contact with the stopper 51), the rear end surface of the rear-side small-diameter rod portion 17B of the pressing member 17 and the movable spring receiving member are arranged. A predetermined gap S is formed between the front end surface of the rod receiving member 35 of the member 33.

反力バネ３４の一端部を支持する固定バネ受部５０の反力バネ３４とは反対側の端部には、歪センサ７０が装着されている。歪センサ７０は、反力バネ３４のバネ力が作用する部位である固定バネ受部５０に設けられ、ブレーキペダル１３の踏力によって圧縮される反力バネ３４が発生するバネ力によって固定バネ受部５０に生じる変形、すなわち歪の量を測定するものである。歪センサ７０は、車載のコントローラ６０に接続されている。 A strain sensor 70 is attached to an end portion of the fixed spring receiving portion 50 that supports one end portion of the reaction force spring 34 on the side opposite to the reaction force spring 34. The strain sensor 70 is provided in the fixed spring receiving portion 50 that is a portion where the spring force of the reaction force spring 34 acts, and the fixed spring receiving portion is generated by the spring force generated by the reaction force spring 34 that is compressed by the depression force of the brake pedal 13. 50, the amount of deformation, that is, the amount of distortion that occurs at 50 is measured. The strain sensor 70 is connected to a vehicle-mounted controller 60.

そして、コントローラ６０により、歪センサ７０の測定信号に基づいて固定バネ受部５０の変形量すなわち歪量を演算し、この演算した歪量から、反力バネ３４のバネ力、すなわち、ブレーキペダル１３の操作量である踏力、更に、反力バネ３４のバネ特性からブレーキペダルの操作量であるペダルストロークを演算する。このとき、例えば、固定バネ受部５０の歪と、反力バネ３４のバネ力あるいはストロークとの関係を表すマップ又はテーブルを予め作成し、このマップ又はテーブルを用いてブレーキペダル１３の操作量を演算してもよい。 Then, the controller 60 calculates the deformation amount, that is, the strain amount of the fixed spring receiving portion 50 based on the measurement signal of the strain sensor 70, and the spring force of the reaction force spring 34, that is, the brake pedal 13 from the calculated strain amount. Further, the pedal stroke, which is the amount of operation of the brake pedal, is calculated from the pedaling force, which is the amount of operation, and the spring characteristics of the reaction spring 34. At this time, for example, a map or table representing the relationship between the strain of the fixed spring receiving portion 50 and the spring force or stroke of the reaction spring 34 is created in advance, and the amount of operation of the brake pedal 13 is determined using this map or table. You may calculate.

歪センサ７０としては、金属薄膜による通常の歪ゲージを用いることができるが、ここでは、半導体歪ゲージを用いることが望ましい。従来から知られている通常の歪ゲージは、Ｃｕ−Ｎｉ系合金やＮｉ−Ｃｒ系合金の金属薄膜の配線パターンを可撓性のあるポリイミドやエポキシ樹脂フィルムで覆った構造である。歪ゲージは、被測定物に接着剤で接着して使用し、金属薄膜が歪を受けて変形した時の抵抗変化から歪量を算出するものである。また、金属薄膜の歪ゲージでは、抵抗変化が小さいため、得られる電気信号を増幅する必要があり、そのため外部のアンプが必要となる。 As the strain sensor 70, a normal strain gauge made of a metal thin film can be used, but here, it is desirable to use a semiconductor strain gauge. Conventionally known normal strain gauges have a structure in which a wiring pattern of a metal thin film of a Cu—Ni alloy or a Ni—Cr alloy is covered with a flexible polyimide or epoxy resin film. The strain gauge is used by adhering to an object to be measured with an adhesive, and calculates a strain amount from a resistance change when the metal thin film is deformed due to the strain. Further, since the resistance change is small in the metal thin film strain gauge, it is necessary to amplify the obtained electric signal, and thus an external amplifier is required.

これに対して、半導体歪ゲージは、検知部が金属薄膜ではなく、シリコン等の半導体に不純物をドープして形成した半導体ピエゾ抵抗を利用したものである。半導体歪ゲージは、歪に対する抵抗変化率が金属薄膜を用いた従前の歪ゲージの数十倍と大きく、微小な歪、例えば、１με程度の歪を測定することが可能である。また、半導体歪ゲージは抵抗変化が大きいため、得られた電気信号を外部のアンプを用いずに使用することもでき、また、半導体歪ゲージの数ミリ角のチップにアンプ回路や温度センサ及び温度補償回路等を作りこむことも可能である。さらには、無線回路等を設けて、被接触でデータを取り出すことも可能である。 On the other hand, the semiconductor strain gauge uses a semiconductor piezoresistor formed by doping a semiconductor such as silicon with an impurity instead of a metal thin film. A semiconductor strain gauge has a resistance change rate with respect to strain as large as several tens of times that of a conventional strain gauge using a metal thin film, and can measure a minute strain, for example, a strain of about 1 με. In addition, since the resistance change of a semiconductor strain gauge is large, the obtained electrical signal can be used without using an external amplifier, and an amplifier circuit, a temperature sensor and a temperature sensor are connected to a chip of several millimeters square of the semiconductor strain gauge. It is also possible to build a compensation circuit or the like. Furthermore, a wireless circuit or the like can be provided to extract data with contact.

この半導体歪ゲージは、被測定物に接着剤や金属接合により固定することも可能であり、また、半導体歪ゲージを金属板に接着し、スポット溶接により固定することも可能である。 This semiconductor strain gauge can be fixed to an object to be measured by an adhesive or metal bonding, or the semiconductor strain gauge can be bonded to a metal plate and fixed by spot welding.

本実施形態においては、半導体歪ゲージを用いることにより、通常の金属薄膜による歪ゲージを用いた場合に比して、歪量の測定精度を高め、また、取付スペースを小さくすることができるので、半導体歪ゲージを用いることが望ましいが、必要な測定精度及び取付スペースが得られれば、通常の歪ゲージを用いてもよい。 In this embodiment, by using a semiconductor strain gauge, compared to the case of using a strain gauge made of a normal metal thin film, it is possible to increase the measurement accuracy of the amount of strain and reduce the mounting space. Although it is desirable to use a semiconductor strain gauge, a normal strain gauge may be used as long as necessary measurement accuracy and mounting space can be obtained.

コントローラ６０には、上記の歪センサ７０のほか、レゾルバ４２及びマスタシリンダ２の液圧を検出する液圧センサ（図示せず）等の各種センサが設けられる。そして、コントローラ６０は、これらのセンサの検出に基づいて電動モータ１４の作動を制御する。 In addition to the strain sensor 70 described above, the controller 60 is provided with various sensors such as a hydraulic pressure sensor (not shown) that detects the hydraulic pressure of the resolver 42 and the master cylinder 2. The controller 60 controls the operation of the electric motor 14 based on the detection of these sensors.

次に、本実施の形態に係る電動倍力装置１の作用について説明する。
通常の制動時には、運転者により、ブレーキペダル１３が操作されると、その操作量を歪センサ７０によって検出し、コントローラ６０により、ブレーキペダル１３の操作量に応じて、レゾルバ４２の検出を監視しながら、電動モータ１４の作動を制御する。そして、電動モータ１４によってベルト伝動機構１５を介してボールネジ機構１６を駆動し、戻しバネ２９のバネ力に抗して直動部材２２を前進させ、押圧部材１７によってピストン７を押圧してマスタシリンダ２に液圧を発生させ、液圧制御ユニット５を介して各車輪のブレーキ装置６に液圧を供給して車両に制動力を発生させる。このとき、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面と、可動バネ受部材３３のロッド受部材３５の前端面との間の隙間Ｓが維持される。そして、ブレーキペダル１３には、その操作量に応じてストロークシミュレータ１８の反力バネ３４のバネ力による一定の反力が付与されるので、運転者は、ブレーキペダル１３の操作量を調整することにより、所望の制動力を発生させることができる。 Next, the operation of the electric booster 1 according to the present embodiment will be described.
During normal braking, when the brake pedal 13 is operated by the driver, the operation amount is detected by the strain sensor 70, and the controller 60 monitors the detection of the resolver 42 according to the operation amount of the brake pedal 13. However, the operation of the electric motor 14 is controlled. Then, the ball screw mechanism 16 is driven by the electric motor 14 via the belt transmission mechanism 15, the linear motion member 22 is advanced against the spring force of the return spring 29, and the piston 7 is pressed by the pressing member 17 to press the master cylinder. The hydraulic pressure is generated in 2 and the hydraulic pressure is supplied to the brake device 6 of each wheel via the hydraulic pressure control unit 5 to generate a braking force on the vehicle. At this time, the clearance S between the rear end surface of the rear small-diameter rod portion 17B of the pressing member 17 and the front end surface of the rod receiving member 35 of the movable spring receiving member 33 is maintained. The brake pedal 13 is given a constant reaction force due to the spring force of the reaction force spring 34 of the stroke simulator 18 according to the operation amount, so that the driver adjusts the operation amount of the brake pedal 13. Thus, a desired braking force can be generated.

また、コントローラ６０が、ブレーキペダル１３の操作量に対する電動モータ１４の制御量を変化させることにより、ハイブリッド自動車や電気自動車において減速時に車輪の回転によって発電機を駆動して、運動エネルギーを電力として回収する回生制動時に回生制動分だけマスタシリンダ２の液圧を減圧して所望の制動力を得る回生協調制御を実行することができる。この場合にも、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面と、可動バネ受部材３３のロッド受部材３５の前端面とが当接することなく、一定量ではないが隙間Ｓが維持される。この場合、回生制動分だけマスタシリンダ２の液圧が変動しても車両の減速度はブレーキペダル１３の操作量に応じたものとなるため、ストロークシミュレータ１８の反力バネ３４によって付与されるブレーキペダル１３の反力が運転者に違和感を与えることがない。 Further, the controller 60 changes the control amount of the electric motor 14 with respect to the operation amount of the brake pedal 13 to drive the generator by the rotation of the wheel during deceleration in the hybrid vehicle or the electric vehicle, and collect the kinetic energy as electric power. During the regenerative braking, the regenerative cooperative control can be executed to reduce the hydraulic pressure of the master cylinder 2 by the regenerative braking to obtain a desired braking force. Also in this case, the rear end surface of the rear-side small-diameter rod portion 17B of the pressing member 17 and the front end surface of the rod receiving member 35 of the movable spring receiving member 33 are not in contact with each other, and the gap S is maintained although not a fixed amount. The In this case, even if the hydraulic pressure of the master cylinder 2 fluctuates by the amount of regenerative braking, the deceleration of the vehicle depends on the amount of operation of the brake pedal 13, so that the brake applied by the reaction force spring 34 of the stroke simulator 18 is applied. The reaction force of the pedal 13 does not give the driver a sense of incongruity.

ブレーキペダル１３の操作量を検出する検出手段として、歪センサ７０を用いたことにより、特許文献１に示されるようなストロークセンサを用いる場合に比して、センサが小型であり、また、可動部が不要であるため、ストロークシミュレータの小型化が可能になると共に、構造が簡素になり、センサの配線処理も容易になる。また、歪センサ７０は、半導体式であるため、内部に無線回路（図示せず）等を搭載し、コントローラ６０側に無線受信回路を設けることにより、歪センサ７０とコントローラ６０との間で無線通信によって非接触で検出信号を授受することが可能となる。 Since the strain sensor 70 is used as the detection means for detecting the operation amount of the brake pedal 13, the sensor is smaller than the case where a stroke sensor as shown in Patent Document 1 is used, and the movable part. Therefore, the stroke simulator can be downsized, the structure is simplified, and the sensor wiring process is facilitated. Further, since the strain sensor 70 is of a semiconductor type, a wireless circuit (not shown) or the like is mounted inside, and a wireless receiving circuit is provided on the controller 60 side, so that the wireless communication between the strain sensor 70 and the controller 60 is achieved. It is possible to send and receive detection signals in a non-contact manner through communication.

本実施形態において、歪センサ７０は、固定バネ受部５０の他、可動バネ受部材３３、ロッド受部材３５、入力ロッド１０等の反力バネ３４のバネ力が作用する可動部材に設け、これらの部材の歪、すなわち変形量を測定することにより、ブレーキペダル１３の操作量を検出することもできる。可動バネ受部材３３、入力ロッド１０等の可動部材に歪センサ７０を設ける場合には、歪センサ７０の移動を許容するように配線を行うか、あるいは、上述の無線通信による信号伝達を行うようにする。 In the present embodiment, the strain sensor 70 is provided not only on the fixed spring receiving portion 50 but also on the movable members to which the spring force of the reaction spring 34 such as the movable spring receiving member 33, the rod receiving member 35, and the input rod 10 acts. The amount of operation of the brake pedal 13 can also be detected by measuring the distortion of the member, that is, the amount of deformation. When the strain sensor 70 is provided on the movable member such as the movable spring receiving member 33 and the input rod 10, wiring is performed so as to allow the movement of the strain sensor 70, or signal transmission by wireless communication described above is performed. To.

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照して説明する。
なお、以下の説明において、ストロークシミュレータ部のみを図示し、上記第１実施形態のものに対して、同様の部分には、同じ参照符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the following description, only the stroke simulator unit is illustrated, and the same reference numerals are used for the same parts as in the first embodiment, and only different parts will be described in detail.

図３に示すように、本実施形態に係るストロークシミュレータ１８´では、歪センサ７０は、固定バネ受部５０に代えて反力バネ３４自体に装着されている。このとき、歪センサ７０を反力バネ３４の固定バネ受部５０との当接部の付近に取付けることにより、反力バネ３４の伸縮による歪センサ７０の移動量が小さくなり、有線接続の場合の配線処理が容易になる。そして、歪センサ７０により、反力バネ３４の撓み、すなわち、歪を直接検出し、コントローラ６０により、歪センサ７０の検出信号に基づき、反力バネ３４のバネ力、すなわち、ブレーキペダル１３の操作量である踏力、更に、反力バネ３４のバネ特性からブレーキペダル１３の操作量であるペダルストロークを演算する。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。 As shown in FIG. 3, in the stroke simulator 18 ′ according to the present embodiment, the strain sensor 70 is attached to the reaction force spring 34 itself instead of the fixed spring receiving portion 50. At this time, by attaching the strain sensor 70 in the vicinity of the contact portion of the reaction force spring 34 with the fixed spring receiving portion 50, the amount of movement of the strain sensor 70 due to the expansion and contraction of the reaction force spring 34 is reduced. Wiring processing becomes easy. Then, the deflection of the reaction force spring 34, that is, the distortion is directly detected by the strain sensor 70, and the spring force of the reaction force spring 34, that is, the operation of the brake pedal 13, based on the detection signal of the strain sensor 70 by the controller 60. The pedal stroke which is the operation amount of the brake pedal 13 is calculated from the pedaling force which is the amount and the spring characteristic of the reaction force spring 34. Thereby, there can exist an effect similar to the said 1st Embodiment.

なお、本発明に係るストロークシミュレータは、上記第１及び第２実施形態の他、様々な形式のブレーキ・バイ・ワイヤ型のブレーキシステムに組込んで使用することができる。例えば、ブレーキキャリパに設けられた電動モータによって摩擦パッドを推進して車輪と共に回転するディスクロータに押圧して制動力を得る電動ディスクブレーキを用いたブレーキシステム、あるいは、ブレーキペダルの操作量に応じて、ポンプ等の液圧源によってブレーキ液圧を発生させて、液圧式ブレーキを作動させるブレーキシステムに適用することができる。 The stroke simulator according to the present invention can be used by being incorporated in various types of brake-by-wire brake systems in addition to the first and second embodiments. For example, a brake system using an electric disc brake that obtains a braking force by propelling a friction pad by an electric motor provided in a brake caliper and pressing against a disc rotor that rotates with a wheel, or according to an operation amount of a brake pedal The present invention can be applied to a brake system in which a brake hydraulic pressure is generated by a hydraulic pressure source such as a pump to operate a hydraulic brake.

なお、本実施形態においては、反力付与部材として圧縮コイルバネである反力バネ３４を用いたが、踏力に対する反力を付与できるものであれば、これに限ることはなく、巻きばねや皿ばね等の金属ばねのほか、合成樹脂、ゴム等の弾性体や、空気ばねや油圧ばね等の流体ばねとしてもよい。 In this embodiment, the reaction force spring 34, which is a compression coil spring, is used as the reaction force application member. However, the reaction force spring 34 is not limited to this as long as the reaction force can be applied to the pedaling force. In addition to a metal spring such as an elastic body, an elastic body such as a synthetic resin or rubber, or a fluid spring such as an air spring or a hydraulic spring may be used.

１３…ブレーキペダル、７０…歪センサ（歪検出手段）、１０…入力ロッド（入力部材）、３４…反力バネ DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Brake pedal, 70 ... Strain sensor (strain detection means), 10 ... Input rod (input member), 34 ... Reaction force spring

Claims

In a stroke simulator comprising an input member to which a brake pedal is connected, and a reaction force applying member that applies a reaction force to the movement of the input member,
A strain detecting means for measuring deformation caused by the reaction force is provided at a site where the reaction force of the reaction force applying member acts, and at least two types of operation amounts of the brake pedal are detected based on a measurement signal of the strain detecting means. Stroke simulator characterized by doing.

The stroke simulator according to claim 1, wherein the strain detecting means is provided at a site where the reaction force applying member transmits a force.

The stroke simulator according to claim 1, wherein the strain detecting means is provided on the reaction force applying member.