JP2015160597A - 電動倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレーキペダル操作におけるロスストローク時の無効踏力を抑えることができるようにした電動倍力装置を提供する。
【解決手段】 電動倍力装置１６は、ブレーキペダル５による入力ロッド１８の移動に応じてアクチュエータ２０を作動させる。これにより、電動倍力装置１６は、ブースタピストン１９に推力を発生させ、マスタシリンダ８内にブレーキ液圧Ｐを発生させる。ブレーキペダル５が操作され始めてからマスタシリンダ８にブレーキ液圧Ｐが発生するまでの入力ロッド１８のストローク領域において、ブレーキペダル５を初期位置に付勢するペダル戻しばね５Ａによる力を相殺する力が、中立ばね２６Ａ，２６Ｂで発生するようにアクチュエータ２０によってブースタピストン１９を移動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、四輪自動車等の車両に好適に用いられる電動倍力装置に関する。

四輪自動車等の車両に搭載されるブレーキ装置には、電動倍力装置を備えたものがある。この電動倍力装置は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、入力部材に対して移動可能に配置されたピストンと、ピストンを進退移動させるアクチュエータと、入力部材と前記ピストンとの間に設けられ両者の相対変位量に応じて前記入力部材に対する反力を調整する反力調整機構とを備えている。そして、この電動倍力装置は、ブレーキペダルによる入力部材の移動に応じてアクチュエータが作動し、ピストンに推力を発生させ、マスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２１３２６２号公報

ところで、従来技術による電動倍力装置では、ブレーキペダルが操作され始めてからマスタシリンダにブレーキ液圧が発生するまでの間において、ブレーキ液圧が発生していないロスストローク領域が生じる。このロスストローク領域では、液圧が発生していないにも拘らず、ブレーキペダルのペダル戻しばねの反力によってある程度のペダル踏力が必要となっており、この無効踏力が運転者に違和感を与える可能性がある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ロスストローク領域での無効踏力を抑えることができるようにした電動倍力装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、前記入力部材に対して移動可能に配置されたピストンと、前記ピストンを進退移動させるアクチュエータと、前記入力部材と前記ピストンとの間に設けられ両者の相対変位量に応じて前記入力部材に対する反力を調整する反力調整機構とを備え、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クチュエータを作動させて前記ピストンに推力を発生させマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置であって、前記ブレーキペダルが操作され始めてから前記マスタシリンダにブレーキ液圧が発生するまでの前記入力部材のストローク領域において、前記ブレーキペダルを初期位置に付勢するペダル戻しばねによる力を相殺する力が前記反力調整機構で発生する目標相対変位量を算出し、該目標相対変位量となるように前記アクチュエータによって前記ピストンを移動させることを特徴としている。

本発明によれば、ロスストローク領域での無効踏力を抑えることができる。

本発明の実施の形態によるブレーキ装置を示す全体構成図である。 図１中の電動倍力装置の制御処理を示す流れ図である。 マスタシリンダのブースタピストンの相対変位量と中立ばねのばね力との関係を示す特性線図である。 ペダルストロークに対するブースタピストンの目標相対変位量を算出するための目標値算出マップを示す説明図である。 本発明の実施の形態及び比較例において、ペダルストロークとペダル踏力との関係を示す特性線図である。

以下、本発明の実施の形態によるブレーキ装置を、四輪自動車に搭載されるブレーキ装置を例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図５は本発明の実施の形態に係るブレーキ装置を示している。図１において、左，右の前輪１Ｌ，１Ｒと左，右の後輪２Ｌ，２Ｒとは、車両のボディを構成する車体（図示せず）の下側に設けられている。左，右の前輪１Ｌ，１Ｒには、それぞれ前輪側ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒが設けられ、左，右の後輪２Ｌ，２Ｒには、それぞれ後輪側ホイールシリンダ４Ｌ，４Ｒが設けられている。

これらのホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ、４Ｌ，４Ｒは、液圧式のディスクブレーキまたはドラムブレーキのシリンダを構成し、夫々の車輪（前輪１Ｌ，１Ｒ及び後輪２Ｌ，２Ｒ）毎に制動力を付与するものである。

ブレーキペダル５は車体のフロントボード（図示せず）側に設けられ、該ブレーキペダル５は、車両のブレーキ操作時に運転者によって図１中の矢示Ａ方向に踏込み操作される。ブレーキペダル５には、ペダル戻しばね５Ａとブレーキスイッチ６とブレーキセンサ７が設けられている。このペダル戻しばね５Ａは、図１中の矢示Ｂ方向に向かうばね力Ｆｒをブレーキペダル５に付与して、ブレーキペダル５を初期位置に向けて付勢するものである。ブレーキスイッチ６は、車両のブレーキ操作の有無を検出して、例えばブレーキランプ（図示せず）を点灯，消灯させる。

また、ブレーキセンサ７は、例えばブレーキペダル５のストローク量（ペダルストロークＳ）を検出するストロークセンサによって構成されている。なお、ブレーキセンサ７は、少なくともブレーキペダル５の位置（後述の入力ロッド１８の位置）または踏込み操作量である変化量（ストローク量）が検出可能なものであればよい。ブレーキセンサ７は、入力ロッド１８の変位センサを含む複数の位置センサと、運転者によるブレーキペダル５のペダル踏力Ｆｐを検出する力センサを含むものでもよい。ブレーキセンサ７は、その検出信号を後述のＥＣＵ２７，３２及び車両データバス２９等に出力する。ブレーキペダル５の踏込み操作により、マスタシリンダ８には後述の電動倍力装置１６を介してブレーキ液圧Ｐが発生する。

マスタシリンダ８は、タンデム型マスタシリンダにより構成され、一側が開口端となり他側が底部となって閉塞された有底筒状のシリンダ本体９を有している。このシリンダ本体９には、後述のリザーバ１４内に連通するリザーバポート１４Ａ，１４Ｂが設けられている。第１のリザーバポート１４Ａは、後述するブースタピストン１９の摺動変位により第１の液圧室１１Ａに対して連通，遮断される。一方、第２のリザーバポート１４Ｂは後述する第２のピストン１０により第２の液圧室１１Ｂに対して連通，遮断される。

このシリンダ本体９は、その開口端側が後述する電動倍力装置１６のブースタハウジング１７に複数の取付ボルト（図示せず）等を用いて着脱可能に固着されている。マスタシリンダ８は、シリンダ本体９と、第１のピストン（後述の入力ロッド１８とブースタピストン１９）及び第２のピストン１０と、第１の液圧室１１Ａと、第２の液圧室１１Ｂと、第１の戻しばね１２と、第２の戻しばね１３とを含んで構成されている。

この場合、マスタシリンダ８において、前記第１のピストンが後述の入力ロッド１８とブースタピストン１９とにより構成されている。また、シリンダ本体９内に形成される第１の液圧室１１Ａは、第２のピストン１０とブースタピストン１９（及び入力ロッド１８）との間に画成されている。第２の液圧室１１Ｂは、シリンダ本体９の底部と第２のピストン１０との間でシリンダ本体９内に画成されている。

第１の戻しばね１２は、第１の液圧室１１Ａ内に位置してブースタピストン１９と第２のピストン１０との間に配設され、ブースタピストン１９をシリンダ本体９の開口端側に向けて付勢している。第２の戻しばね１３は、第２の液圧室１１Ｂ内に位置してシリンダ本体９の底部と第２のピストン１０との間に配設され、第２のピストン１０を第１の液圧室１１Ａ側に向けて付勢している。

マスタシリンダ８のシリンダ本体９は、ブレーキペダル５の踏込み操作に応じてブースタピストン１９（及び入力ロッド１８）と第２のピストン１０とがシリンダ本体９の底部に向かって変位し、リザーバポート１４Ａ，１４Ｂを遮断したときに、第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内のブレーキ液によりブレーキ液圧Ｐを発生させる。一方、ブレーキペダル５の操作を解除した場合には、ブースタピストン１９（及び入力ロッド１８）と第２のピストン１０とが第１，第２の戻しばね１２，１３によりシリンダ本体９の開口部に向かって矢示Ｂ方向に変位していくときに、リザーバ１４からブレーキ液の補給を受けながら第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内の液圧を解除していく。

マスタシリンダ８のシリンダ本体９には、ブレーキ液タンクとしてのリザーバ１４が設けられ、該リザーバ１４の内部にはブレーキ液が収容されている。リザーバ１４は、シリンダ本体９内の各液圧室１１Ａ，１１Ｂにブレーキ液を給排するための容器である。即ち、第１のリザーバポート１４Ａがブースタピストン１９により第１の液圧室１１Ａに連通され、第２のリザーバポート１４Ｂが第２のピストン１０により第２の液圧室１１Ｂに連通されている間は、これらの液圧室１１Ａ，１１Ｂ内にリザーバ１４内のブレーキ液が給排される。

一方、第１のリザーバポート１４Ａがブースタピストン１９により第１の液圧室１１Ａに遮断され、第２のリザーバポート１４Ｂが第２のピストン１０により第２の液圧室１１Ｂから遮断されたときには、これらの液圧室１１Ａ，１１Ｂに対するリザーバ１４内のブレーキ液の給排が断たれる。このため、マスタシリンダ８の第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内には、ブレーキ操作に伴ってブレーキ液圧Ｐが発生する。このブレーキ液圧Ｐは、例えば一対のシリンダ側液圧配管１５Ａ，１５Ｂを介して後述のホイール圧制御機構３１（即ち、ＥＳＣ）に送られる。

車両のブレーキペダル５とマスタシリンダ８との間には、ブレーキペダル５の操作力を増大させるブースタとしての電動倍力装置１６が設けられている。該電動倍力装置１６は、マスタシリンダ８内にブレーキ液圧Ｐを発生させる液圧発生機構を構成し、電動モータ２１が作動することでマスタシリンダ８からホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒヘとブレーキ液を供給するものである。この電動倍力装置１６は、ブレーキペダル５による後述の入力ロッド１８の移動に応じて後述のアクチュエータ２０を作動させて、後述のブースタピストン１９に推力を発生させ、ブレーキ液圧Ｐを可変に制御するものである。

電動倍力装置１６は、車体のフロントボードである車室前壁（図示せず）に固定して設けられるブースタハウジング１７と、該ブースタハウジング１７に移動可能に設けられる入力ロッド１８と、該入力ロッド１８に対して相対移動可能に配置されたピストンとしてのブースタピストン１９と、該ブースタピストン１９をマスタシリンダ８の軸方向に進退移動させ当該ブースタピストン１９にブースタ推力を付与するアクチュエータ２０と、反力調整機構としての中立ばね２６Ａ，２６Ｂと、後述するマスタ圧制御ユニットとしての第１のＥＣＵ２７とを含んで構成されている。

ブースタハウジング１７は、後述の減速機構２３等を内部に収容する筒状の減速機ケース１７Ａと、該減速機ケース１７Ａとマスタシリンダ８のシリンダ本体９との間に設けられブースタピストン１９を軸方向に摺動変位可能に支持した筒状の支持ケース１７Ｂと、減速機ケース１７Ａを挟んで支持ケース１７Ｂとは軸方向の反対側（軸方向一側）に配置され減速機ケース１７Ａの軸方向一側の開口を閉塞する段付筒状の蓋体１７Ｃとにより構成されている。減速機ケース１７Ａの外周側には、後述の電動モータ２１を固定的に支持するための支持板１７Ｄが設けられている。

入力ロッド１８は、蓋体１７Ｃ側からブースタハウジング１７内に挿入され、後述のブースタピストン１９内を第１の液圧室１１Ａに向けて軸方向に延びている。即ち、この入力ロッド１８はブレーキペダル５の操作により進退移動する入力部材を構成している。入力ロッド１８の先端側（軸方向他側）端面は、ブレーキ操作時に第１の液圧室１１Ａ内に発生する液圧をブレーキ反力として受圧し、入力ロッド１８はこれをブレーキペダル５に伝達する。これにより、車両の運転者にはブレーキペダル５を介してブレーキの制動力に応じた適正な踏応えが与えられ、良好なペダルフィーリングを得ることができる。この結果、ブレーキペダル５の操作感を向上することができ、ペダルフィーリングを良好に保つことができる。

ピストンとしてのブースタピストン１９は、マスタシリンダ８のシリンダ本体９内に開口端側から軸方向に摺動可能に挿嵌された筒状部材により構成されている。ブースタピストン１９の内周側には、ブレーキペダル５の操作に従って直接的に押動され、マスタシリンダ８の軸方向（即ち、矢示Ａ，Ｂ方向）に進退移動する入力ロッド１８が摺動可能に挿嵌されている。ブースタピストン１９は、入力ロッド１８と一緒にマスタシリンダ８の第１のピストンを構成し、入力ロッド１８の後側（一側）端部にはブレーキペダル５が連結されている。シリンダ本体９内は、第２のピストン１０とブースタピストン１９及び入力ロッド１８との間に第１の液圧室１１Ａが画成されている。

電動倍力装置１６のアクチュエータ２０は、ブースタハウジング１７の減速機ケース１７Ａに支持板１７Ｄを介して設けられた電動モータ２１と、該電動モータ２１の回転を減速して減速機ケース１７Ａ内の筒状回転体２２に伝えるベルト等の減速機構２３と、筒状回転体２２の回転をブースタピストン１９の軸方向変位（進退移動）に変換するボールネジ等の直動機構２４とにより構成されている。入力ロッド１８とブースタピストン１９とは、それぞれの前端部（軸方向他側の端部）をマスタシリンダ８の第１の液圧室１１Ａに臨ませ、ブレーキペダル５から入力ロッド１８に伝わるペダル踏力Ｆｐ（推力）とアクチュエータ２０からブースタピストン１９に伝わるブースタ推力とにより、マスタシリンダ８内にブレーキ液圧Ｐを発生させる。

即ち、電動倍力装置１６のブースタピストン１９は、ブレーキセンサ７の出力（即ち、制動指令）に基づいてアクチュエータ２０により駆動され、マスタシリンダ８内にブレーキ液圧Ｐを発生させるポンプ機構を構成している。また、ブースタハウジング１７の支持ケース１７Ｂ内には、ブースタピストン１９を制動解除方向（図１中の矢示Ｂ方向）に常時付勢する戻しばね２５が設けられている。ブースタピストン１９は、ブレーキ操作の解除時に電動モータ２１が逆向きに回転されると共に、戻しばね２５の付勢力により図１に示す初期位置まで矢示Ｂ方向に戻されるものである。

電動モータ２１は、例えば三相ＤＣブラシレスモータを用いて構成されている。また、電動モータ２１には、レゾルバと呼ばれる回転センサ２１Ａ（図１参照）が設けられている。この回転センサ２１Ａは、電動モータ２１（モータ軸）の回転位置（回転角）を検出し、その検出信号をコントロールユニット（以下、第１のＥＣＵ２７という）に出力する。第１のＥＣＵ２７は、この回転位置信号に従って、電動モータ２１のフィードバック制御を行う。

また、回転センサ２１Ａは、検出した電動モータ２１の回転位置に基づいて、車体に対するブースタピストン１９の絶対変位を検出する回転検出手段としての機能を備えている。さらに、回転センサ２１Ａはブレーキセンサ７と共に、入力ロッド１８とブースタピストン１９との相対変位量ΔＸを検出する変位検出手段を構成し、これらの検出信号は、第１のＥＣＵ２７に送出される。

なお、前記回転検出手段としては、レゾルバ等の回転センサ２１Ａに限らず、絶対変位（回転角）を検出できる回転型のポテンショメータ等により構成してもよい。また、減速機構２３は、ベルト等に限らず、例えば歯車減速機構等を用いて構成してもよい。また、回転運動を直線運動に変換する直動機構２４は、例えばラック−ピニオン機構等により構成することもでき、場合によっては減速機構２３を廃止することも可能である。例えば、筒状回転体２２に筒状のモータ軸を一体に設け、電動モータのステータを筒状回転体２２の周囲に配置して、電動モータにより直接、筒状回転体２２を回転させるようにしてもよい。

入力ロッド１８とブースタピストン１９との間には、一対の中立ばね２６Ａ，２６Ｂが介装されている。中立ばね２６Ａは支持ケース１７Ｂ内のブレーキペダル５側に設けられ、中立ばね２６Ｂは支持ケース１７Ｂ内のリザーバ１４側に設けられている。各中立ばね２６Ａ，２６Ｂは、入力ロッド１８とブースタピストン１９との軸方向の相対変位量ΔＸに応じて、入力ロッド１８に対する反力を調整する反力調整機構を構成するものである。

この場合、入力ロッド１８とブースタピストン１９とは、各中立ばね２６Ａ，２６Ｂによって中立位置に弾性的に保持されている。このとき、入力ロッド１８には、入力ロッド１８とブースタピストン１９との軸方向の相対変位量ΔＸに応じて、各中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎが作用する（図３参照）。ここで、相対変位量ΔＸは、ブレーキペダル５の非操作状態における入力ロッド１８とブースタピストン１９との相対位置を基準位置とし（ΔＸ＝０）、この基準位置からのブースタピストン１９の相対的な変位量を示している。

図３の横軸において、ブースタピストン１９が入力ロッド１８に対して矢示Ａ方向に進んでいる場合を、相対変位量ΔＸの正方向とする。相対変位量ΔＸが正方向にあるとき、中立ばね２６Ａは縮み、中立ばね２６Ｂは伸びるので、ばね力Ｆｎの力の向きは矢示Ａ方向となる。また、縦軸において、ブレーキペダル５のペダル踏力Ｆｐが増加する方向、即ち、ブレーキペダル５を初期位置に戻す力が増加する方向をばね力Ｆｎの正方向とする。

ここで、ばね力Ｆｎと相対変位量ΔＸとの特性線の傾きＫは、中立ばね２６Ａ，２６Ｂの合成ばね定数となる。また、ブレーキペダル５を踏んでいない場合（ブレーキペダル５が初期位置にある場合）は、中立ばね２６Ａ，２６Ｂの合成ばね力であるばね力Ｆｎは初期ばね力Ｆ0となる。このため、初期位置のブレーキペダル５には矢示Ｂ方向の初期ばね力Ｆ0が加わっている。この場合、第１の液圧室１１Ａ内の圧力と、入力ロッド１８とブースタピストン１９の相対変位量ΔＸで決まる中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎとが、入力ロッド１８を介してブレーキペダル５にフィードバックされる。このフィードバックされた力とペダル戻しばね５Ａのばね力Ｆｒとを合成したもの（合力）がブレーキペダル操作中に運転者が感じるペダル踏力Ｆｐとなる。

従って、一定の倍力比を得るときには、入力ロッド１８の変位に対して、ブースタピストン１９を追従させ、これらの相対変位量ΔＸが一定になるように相対変位制御する。これにより、入力ロッド１８とブースタピストン１９との受圧面積比によって決まる一定の倍力比を得ることができる。一方、倍力比を変化させるときには、入力ロッド１８の変位に対して、例えば比例ゲインを乗じて入力ロッド１８とブースタピストン１９との相対変位を変化させる。これにより、ばね力Ｆｎが変化すると共に、発生した液圧の変化量に対するペダル踏力Ｆｐの変化量を変更できるため、倍力比を変化させることができる。

マスタ圧制御ユニットを構成する第１のＥＣＵ２７は、例えばマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）等からなり、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ等からなる記憶部を有している。この記憶部には、図３に示す、入力ロッド１８とブースタピストン１９との相対変位量ΔＸを制御するプログラム等が格納されている。この第１のＥＣＵ２７は、液圧発生機構である電動倍力装置１６のアクチュエータ２０をブレーキペダル５の操作に基づいて電気的に駆動制御するものである。第１のＥＣＵ２７の入力側は、ブレーキペダル５のペダルストロークＳを検出するブレーキセンサ７と、電動モータ２１の回転センサ２１Ａと、例えばＬ−ＣＡＮと呼ばれる通信が可能な車載の信号線２８及び車両データバス２９等とに接続されている。車両データバス２９は、車両に搭載されたＶ−ＣＡＮと呼ばれるシリアル通信部であり、車載向けの多重通信を行うものである。

一方、第１のＥＣＵ２７の出力側は、電動モータ２１、車載の信号線２８及び車両データバス２９等に接続されている。そして、第１のＥＣＵ２７は、ブレーキセンサ７、液圧センサ３０からの検出信号に従って電動倍力装置１６によりマスタシリンダ８内に発生させるブレーキ液圧Ｐを可変に制御すると共に、電動倍力装置１６が正常に動作しているか否か等を判別する機能も有している。

検出手段としての液圧センサ３０は、例えばシリンダ側液圧配管１５Ａ内の液圧を検出するもので、マスタシリンダ８からシリンダ側液圧配管１５Ａを介して後述のホイール圧制御機構３１（ＥＳＣ）に供給されるブレーキ液圧Ｐを検出する。液圧センサ３０は、後述の第２のＥＣＵ３２に電気的に接続されると共に、液圧センサ３０による検出信号は、第２のＥＣＵ３２から信号線２８を介して第１のＥＣＵ２７にも通信により送られる。

ここで、電動倍力装置１６においては、ブレーキペダル５が操作されると、マスタシリンダ８のシリンダ本体９内に向けて入力ロッド１８が前進し、このときの動きがブレーキセンサ７によって検出される。第１のＥＣＵ２７は、ブレーキセンサ７からの検出信号により電動モータ２１に起動指令を出力して電動モータ２１を回転駆動し、その回転が減速機構２３を介して筒状回転体２２に伝えられる。そして、筒状回転体２２の回転は、直動機構２４によりブースタピストン１９の軸方向変位に変換される。

このとき、ブースタピストン１９は、マスタシリンダ８のシリンダ本体９内に向けて入力ロッド１８と一体的に（または、相対変位をもって）前進し、ブレーキペダル５から入力ロッド１８に付与されるペダル踏力Ｆｐ（推力）とアクチュエータ２０からブースタピストン１９に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧Ｐがマスタシリンダ８の第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内に発生する。また、第１のＥＣＵ２７は、信号線２８を介して液圧センサ３０からの検出信号を受取ることによりマスタシリンダ８に発生した液圧を監視することができ、電動倍力装置１６が正常に動作しているか否かを判別することができる。

ＥＳＣとしてのホイール圧制御機構３１は、各ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒに供給するブレーキ液圧Ｐを増圧、減圧または保持する制御を行うことにより、例えば各車輪の制動力分配制御、ブレーキアシスト制御、アンチスキッド制御、トラクション制御、横滑り防止を含む車両安定化制御、坂道発進補助制御等のブレーキ制御を実行するものである。このホイール圧制御機構３１は、液圧供給装置用コントローラとしての第２のＥＣＵ３２により電気的に駆動制御される。

ホイール圧制御機構３１は、第１の液圧室１１Ａの液圧を左前輪１Ｌ及び右後輪２Ｒのホイールシリンダ３Ｌ，４Ｒに供給するための第１液圧系統３３と、第２の液圧室１１Ｂの液圧を右前輪１Ｒ及び左後輪２Ｌのホイールシリンダ３Ｒ，４Ｌに供給するための第２液圧系統３３′とからなる２系統の液圧回路を備えている。

ホイール圧制御機構３１は、マスタシリンダ８から各液圧系統３３，３３′へのブレーキ液圧Ｐの供給を制御する電磁開閉弁である供給制御弁３４，３４′と、各ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒへのブレーキ液圧Ｐの供給を制御する電磁開閉弁である増圧制御弁３５，３５′，３６，３６′と、各ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒからブレーキ液圧Ｐの解放を制御する電磁開閉弁である減圧制御弁３７，３７′，３８，３８′とを備えている。

また、ホイール圧制御機構３１は、各ホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒにブレーキ液圧Ｐを供給するための液圧ポンプ３９，３９′と、該液圧ポンプ３９，３９′を駆動する電動モータ４０と、ブレーキ液圧Ｐを解放するための液圧制御用リザーバ４１，４１′と、マスタシリンダ８から液圧ポンプ３９，３９′の吸込み側への液圧の供給を制御する電磁開閉弁である加圧制御弁４２，４２′と、液圧ポンプ３９，３９′の下流側から上流側への逆流を防止するための逆止弁４３，４３′，４４，４４′，４５，４５′とを備えている。

車両に搭載された車両データバス２９には、電力充電用の回生協調制御装置４６が接続されている。回生協調制御装置４６は、車両の減速時及び制動時等に各車輪の回転による慣性力を利用して、発電機（図示せず）を駆動制御することにより運動エネルギを電力として回収するものである。回生協調制御装置４６は、車両データバス２９を介して第１のＥＣＵ２７と第２のＥＣＵ３２とに接続され、回生制動制御手段を構成している。

第１の実施の形態によるブレーキ装置は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、車両の運転者がブレーキペダル５を踏込み操作すると、これにより入力ロッド１８が矢示Ａ方向に押込まれると共に、電動倍力装置１６のアクチュエータ２０が第１のＥＣＵ２７により作動制御される。即ち、第１のＥＣＵ２７は、ブレーキセンサ７からの検出信号により電動モータ２１に起動指令を出力して電動モータ２１が回転駆動される。

このように、電動モータ２１が回転すると、その回転は減速機構２３を介して筒状回転体２２に伝えられると共に、筒状回転体２２の回転は、直動機構２４によりブースタピストン１９の軸方向変位に変換される。これにより、電動倍力装置１６のブースタピストン１９は、マスタシリンダ８のシリンダ本体９内に向けて入力ロッド１８とほぼ一体的に前進し、ブレーキペダル５から入力ロッド１８に付与されるペダル踏力Ｆｐ（推力）とアクチュエータ２０からブースタピストン１９に付与されるブースタ推力とに応じたブレーキ液圧Ｐがマスタシリンダ８の第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内に発生する。

また、第１のＥＣＵ２７は、信号線２８を介して液圧センサ３０からの検出信号を受取ることによりマスタシリンダ８に発生したブレーキ液圧Ｐを監視し、電動倍力装置１６のアクチュエータ２０（電動モータ２１の回転）をフィードバック制御する。これにより、マスタシリンダ８の第１，第２の液圧室１１Ａ，１１Ｂ内に発生するブレーキ液圧Ｐを、ブレーキペダル５の踏込み操作量に基づいて可変に制御することができる。また、第１のＥＣＵ２７は、ブレーキセンサ７と液圧センサ３０との検出信号に従って電動倍力装置１６が正常に動作しているか否かを判別することができる。

一方、ブレーキペダル５に連結された入力ロッド１８は、第１の液圧室１１Ａ内の圧力を受圧し、これをブレーキ反力としてブレーキペダル５へと伝える。この結果、車両の運転者には入力ロッド１８を介して制動力に応じた踏応えが与えられるようになり、これによって、ブレーキペダル５の操作感を向上でき、ペダルフィーリングを良好に保つことができる。

ここで、ブレーキペダル５が操作され始めても、リザーバポート１４Ａ，１４Ｂが遮断されるまでの間は、マスタシリンダ８にブレーキ液圧Ｐが発生しない。このようなブレーキ液圧Ｐが発生しないブレーキペダル５のストローク領域（以下、ロスストローク領域という）では、ペダルストロークＳが増加しても、ブレーキ液圧Ｐによる制動力は増加しない。一方、ブレーキペダル５を初期位置に戻す力（ペダル踏力Ｆｐ）は、ペダル戻しばね５Ａのばね力Ｆｒによって、ストロークＳに応じて増加する。この結果、運転者のペダルフィーリングと制動力との間に違和感が生じる傾向がある。

本実施の形態では、このようなペダルフィーリングの違和感を考慮して、第１のＥＣＵ２７は図２に示すような相対変位制御処理を行う。なお、この相対変位制御処理は、例えば一定の制御周期毎に繰り返し実行されるものである。

まず、図２に示す相対変位制御処理が車両のエンジン始動に伴う電力供給を受けて開始されると、ブレーキセンサ７によって、ブレーキペダル５の操作量であるペダルストロークＳを検出する。ステップ１では、第１のＥＣＵ２７においてペダルストロークＳと予め設定したストローク閾値Ｓthとを比較し、ペダルストロークＳがストローク閾値Ｓth以下であるか否かを判定する。ここで、ストローク閾値Ｓthとは、ブレーキペダル５が操作されたか否かを判定する値をいう。ストローク閾値Ｓthは、ブレーキセンサ７のノイズなどによる運転者のペダル操作以外の微小変動影響を排除できる値に設定する。

ステップ１で「ＹＥＳ」と判定した場合は、ペダルストロークＳがストローク閾値Ｓth以下であるので、ステップ２では、目標相対変位量ΔＸＴを０に設定する。ここで、目標相対変位量ΔＸＴとは、入力ロッド１８とブースタピストン１９とによる相対変位量ΔＸを制御するための値をいう。従って、目標相対変位量ΔＸＴを０に設定すると、ステップ６で相対変位量ΔＸも０となるように制御される。この結果、ブースタピストン１９の変位は入力ロッド１８の変位に追従し、中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎは一定となる。

一方、ステップ１で「ＮＯ」と判定した場合は、ペダルストロークＳがストローク閾値Ｓthより大きいので、ステップ３に進む。ステップ３では、第１のＥＣＵ２７において、液圧センサ３０から検出したブレーキ液圧Ｐが予め設定した液圧閾値Ｐth以下であるか否かを判定する。ここで、液圧閾値Ｐthとは、ブレーキペダル５がロスストローク領域にあるか否かを判定する値をいう。液圧閾値Ｐthは、例えばセンサノイズ等の、入力ロッド１８及びブースタピストン１９が摺動して発生したブレーキ液圧Ｐ以外の微小変動影響を排除できる値に設定する。

ステップ３で「ＹＥＳ」と判定した場合は、ブレーキ液圧Ｐが液圧閾値Ｐth以下であり、ブレーキペダル５がロスストローク領域にあるので、ステップ４に進む。ここで、ロスストローク領域においては、ブースタピストン１９と第２のピストン１０とがリザーバポート１４Ａ，１４Ｂを遮断していないので、ブレーキ液圧Ｐは発生していない。そのため、運転者が感じるペダル踏力Ｆｐは、入力ロッド１８とブースタピストン１９との相対変位量ΔＸによって決定される中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎと、ペダルストロークＳの増加に比例するペダル戻しばね５Ａのばね力Ｆｒとの合成となる。

この場合、図３に示すように、中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎと相対変位量ΔＸとの関係は負の比例関係となり、相対変位量ΔＸが増加するとばね力Ｆｎは減少する。即ち、ブレーキペダル５が初期位置にあるとき、ばね力Ｆｎは初期ばね力Ｆ0となり、図１の矢示Ｂ方向に入力ロッド１８を付勢している。相対変位量ΔＸが増加すると上記矢示Ｂ方向を向いたばね力Ｆｎは減少していく。相対変位量ΔＸがある一定の値を超えたところで、ばね力Ｆｎは図１の矢示Ａ方向を向く。さらに、相対変位量ΔＸを増加すると、上記矢示Ａ方向を向いたばね力Ｆｎは増加していく。

以上のような相対変位量ΔＸと中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎとの関係に基づいて、ステップ４で、ペダル戻しばね５Ａのばね力Ｆｒによるペダル踏力Ｆｐの増加を相殺するための目標相対変位量ΔＸＴを算出する。このとき、目標相対変位量ΔＸＴは、図４に示すように、ペダルストロークＳに対して増加するように設定された目標値算出マップ４７から算出する。また、例えば、予め図４に示す傾きＧを設定しておき、目標相対変位量ΔＸＴは以下の数１式により算出してもよい。

ステップ３で「ＮＯ」と判定した場合は、ブレーキ液圧Ｐが液圧閾値Ｐthより大きく、ブレーキペダル５がロスストローク領域を超えたので、ステップ５に進む。ステップ５では、目標相対変位量ΔＸＴは前回値を保持する。即ち、前回の制御周期のステップ４で算出した目標相対変位量ΔＸＴの値をそのまま保持する。

ステップ６では、入力ロッド１８とブースタピストン１９との相対変位量ΔＸを、ステップ２，４，５のいずれかで算出した目標相対変位量ΔＸＴと一致するようにブースタピストン１９を移動させて制御する。即ち、第１のＥＣＵ２７は、算出した目標相対変位量ΔＸＴに基づいて電動倍力装置１６のアクチュエータ２０を制御してブースタピストン１９を変位させて、相対変位量ΔＸを目標相対変位量ΔＸＴに近付ける。これにより、ロスストローク領域では、ペダル戻しばね５Ａのばね力ＦｒがペダルストロークＳに応じて増加したときに、この増加分を相殺する力が中立ばね２６Ａ，２６Ｂ（反力調整機構）で発生する。

以上の効果を確認するために、本実施の形態によるブレーキ装置について、ペダルストロークＳとペダル踏力Ｆｐとの関係を示す特性線を図５に示す。図５には、本実施の形態によるブレーキ装置の結果と対比するために、比較例として本実施例による制御を行わず、相対変位量ΔＸを一定に保った場合の特性線も併せて記載した。

図５に示すように、比較例のブレーキ装置では、ロスストローク領域を含む全ての領域で、ペダルストロークＳが増加するに従って、ペダル踏力Ｆｐも増加している。このため、比較例では、ロスストローク領域で制動力とペダルフィーリングとが一致せず、違和感が生じる傾向がある。

これに対し、本発明によるブレーキ装置では、ロスストローク領域においては、ペダルストロークＳが増加しても、ペダル踏力Ｆｐはほぼ一定となり、ペダル踏力Ｆｐの増加が抑制されている。これにより、ロスストローク領域でのペダル踏力Ｆｐの増加を抑えることができ、ペダルフィーリングの違和感を緩和することができる。なお、本発明は、ロスストローク領域において、ブースタピストン１９の変位を入力ロッド１８の変位より大きくし、ロスストローク領域を超えた後も、目標相対変位量ΔＸＴは前回値を保持している。このため、ロスストローク領域を超えた後も、比較例よりもペダル踏力Ｆｐが小さい値となる。

かくして、本実施の形態によれば、ブレーキペダル５のロスストローク領域において、ペダル戻しばね５Ａのばね力Ｆｒと中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎとを相殺するために、入力ロッド１８とブースタピストン１９との相対変位量ΔＸを制御する。即ち、ペダル戻しばね５Ａのばね力Ｆｒが増加する際に、ブースタピストン１９の変位量を入力ロッド１８の変位量より大きくして、中立ばね２６Ａ，２６Ｂのばね力Ｆｎがペダル戻しばね５Ａのばね力Ｆｒを打ち消し合うようにする。これにより、ブレーキペダル５の操作において、ロスストローク領域のペダル踏力Ｆｐの増加を抑制し、無効踏力を抑えることができる。その結果、ブレーキ操作時の運転者の違和感を軽減することができる。

なお、本実施の形態のステップ３において、ブレーキペダル５がロスストローク領域にあるか否かの判定にブレーキ液圧Ｐを用いた。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ブレーキペダルがロスストローク領域にあるか否かの判定にペダルストローク量を用いてもよい。

また、前記実施の形態では、マスタシリンダ８とホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒとの間にホイール圧制御機構３１を設ける構成としたが、ホイール圧制御機構３１を省いて、マスタシリンダ８内のブレーキ液圧Ｐを直接的にホイールシリンダ３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒに供給してもよい。

５ ブレーキペダル
５Ａ ペダル戻しばね
８ マスタシリンダ
１６ 電動倍力装置
１８ 入力ロッド（入力部材）
１９ ブースタピストン（ピストン）
２０ アクチュエータ
２６Ａ，２６Ｂ 中立ばね（反力調整機構）

Claims (1)

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、前記入力部材に対して移動可能に配置されたピストンと、前記ピストンを進退移動させるアクチュエータと、前記入力部材と前記ピストンとの間に設けられ両者の相対変位量に応じて前記入力部材に対する反力を調整する反力調整機構とを備え、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クチュエータを作動させて前記ピストンに推力を発生させマスタシリンダ内にブレーキ液圧を発生させる電動倍力装置であって、
   前記ブレーキペダルが操作され始めてから前記マスタシリンダにブレーキ液圧が発生するまでの前記入力部材のストローク領域において、前記ブレーキペダルを初期位置に付勢するペダル戻しばねによる力を相殺する力が前記反力調整機構で発生する目標相対変位量を算出し、該目標相対変位量となるように前記アクチュエータによって前記ピストンを移動させることを特徴とする電動倍力装置。

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