JP5704311B2 - 電動倍力装置及びその自動ブレーキの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両ブレーキ装置に組込まれる倍力装置において、倍力源として電動アクチュエータを用いる電動倍力装置に関するものである。

電動倍力装置として、例えば特許文献１及び２に記載されているように、ブレーキペダルに連結された入力ピストンと、電動アクチュエータ（電動モータ）によって駆動されるアシストピストンとをマスタシリンダに挿入し、これらのピストンの相対位置に基づき、コントローラによって電動モータの作動を制御してアシストピストンを推進し、マスタシリンダで所望の液圧を発生させるようにしたものが知られている。この電動倍力装置では、入力ピストンとアシストピストンとの相対位置を所定の中立位置に付勢する中立バネが設けられており、両ピストンの相対位置によって生じる中立バネのバネ力によってブレーキペダルの反力を調整することにより、ペダル操作に違和感を与えることなく、倍力制御、ブレーキアシスト制御、回生協調制御等の種々のブレーキ制御を実行することができる。また、コントローラにより、ブレーキペダルの操作によらず、車両の走行状態等に応じて電動モータを作動させてアシストピストンを推進することにより、自動ブレーキ制御を実行することができる。

特開２００７−１９１１３３号公報 特開２００７−１１２４２６号公報

例えば、先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御において、自動ブレーキ制御の実行中に運転者によってブレーキペダルが踏込まれた場合、自動ブレーキ制御を中止して運転者によるブレーキ操作を優先させる制御が行なわれる（ブレーキ操作によるオーバーライド）。この場合、従来は、ブレーキペダルの変位を監視し、ブレーキペダルが変位したとき、運転者によるブレーキペダルの操作があったと判断して自動ブレーキ制御を中止するようにしていた。

しかしながら、自動ブレーキ制御実行中にアシストピストンの前進量が大きくなると、アシストピストンによって中立バネを介して入力ピストンがマスタシリンダ側に引込まれてブレーキペダルが移動することがある。このため、ブレーキペダルの変位を監視しても、ブレーキペダルの移動が自動ブレーキ制御中のアシストピストンの前進によって引込まれたものなのか、運転者の操作によるものなのかを正しく検知することが困難であった。

本発明は、自動ブレーキ制御中において、運転者によるブレーキペダルの操作を検知できるようにした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、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、該入力部材に対して相対移動可能に設けられたアシスト部材と、該アシスト部材の進退移動によってブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記アシスト部材に推力を付与する電動アクチュエータと、前記ブレーキペダルの操作により該電動アクチュエータの作動を制御するコントローラと、を備える電動倍力装置において、前記コントローラは、前記ブレーキペダルが操作されていない状態で、前記電動アクチュエータを作動させてブレーキ液圧を発生する自動ブレーキ制御が実行可能となっており、該自動ブレーキ制御中に前記ブレーキペダルの変位があった場合、前記ブレーキペダル操作中の前記アシスト部材の移動によって生じる前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置と前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧とに基づいて設定される判定閾値と、前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置とを比較し、この相対位置が前記判定閾値未満であるとき、前記ブレーキペダルが操作されたと判定することを特徴とする。
また、本発明は、電動倍力装置による自動ブレーキの制御方法であって、前記電動倍力装置は、ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、該入力部材に対して相対移動可能に設けられたアシスト部材と、該アシスト部材の進退移動によってブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、前記ブレーキペダルの操作により前記アシスト部材に推力を付与する電動アクチュエータと、を備え、前記ブレーキペダルが操作されていない状態で、前記電動アクチュエータを作動させてブレーキ液圧を発生する自動ブレーキ制御が実行可能となっており、前記制御方法は、前記自動ブレーキ制御中に前記ブレーキペダルの変位があったことを判定するステップと、前記ブレーキペダル操作中の前記アシスト部材の移動によって生じる前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置と前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧とに基づいて設定される判定閾値と、前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置と、を比較するステップと、この相対位置が前記判定閾値未満であるときに、前記ブレーキペダルが操作されたと判定するステップとを備え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、自動ブレーキ制御中において、運転者によるブレーキペダルの操作を検知することができる。

本発明の一実施形態に係る電動倍力装置が組込まれた車両のブレーキシステムの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電動倍力装置の概略構成を示す縦断面図である。 図２に示す電動倍力装置の入力ピストンに作用する力の関係を示す説明図である。 図２示す電動倍力装置において、入力ピストンの位置とプライマリピストンの位置との関係を示すグラフ図である。 図２に示す電動倍力装置において、プライマリピストンと入力ピストンとの相対位置と、マスタシリンダの液圧との関係を示すグラフ図である。 図２に示す電動倍力装置において、自動ブレーキ制御中に運転者によるブレーキペダルの操作を検知するための制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係る電動倍力装置が組込まれた自動車のブレーキシステムを図１に示す。
図１に示すように、ブレーキシステム１は、マスタシリンダ２によって液圧を発生する電動倍力装置３と、マスタシリンダ２に接続され、液圧の供給によって各車輪４を制動する液圧ブレーキ５と、各液圧ブレーキ５とマスタシリンダ２との間に介装された液圧制御装置６と、車載通信系統７Ａによって液圧制御装置６を含む車載機器と相互接続された車載コントローラ７と、電動倍力装置３、液圧制御装置６及び車載コントローラ７を含む車載電気機器に車載電力系統８Ａによって電力を供給する電源装置８とを備えている。電動倍力装置３は、マスタシリンダ２に取付けられた電動倍力機構９及び電動倍力機構９の作動を制御するコントローラ１０を含んでいる。

電動倍力装置３について主に図２を参照して説明する。図２に示すように、マスタシリンダ２は、タンデム型マスタシリンダであって、ブレーキ液が充填されるシリンダ１１内の開口側にプライマリピストン１２（アシスト部材）が挿入され、底部側にセカンダリピストン１３が挿入されて、プライマリピストン１２とセカンダリピストン１３との間に圧力室としてのプライマリ室１４が形成され、セカンダリピストン１３とシリンダ１１の底部との間に圧力室としてのセカンダリ室１５が形成されている。そして、プライマリピストン１２の前進により、プライマリ室１４内のブレーキ液を加圧すると共に、セカンダリピストン１３を前進させてセカンダリ室１５内のブレーキ液を加圧し、プライマリポート１４Ａ及びセカンダリポート１５Ａから２系統の管路１７、１８によって液圧制御装置６を介して液圧ブレーキ５のホイールシリンダにブレーキ液を供給する。プライマリ室１４及びセカンダリ室１５には、ブレーキ液を貯留するリザーバ（図示せず）が接続されており、このリザーバは、プライマリピストン１２及びセカンダリピストン１３が原位置にあるとき、プライマリ１０室及びセカンダリ室１１に連通して、適宜マスタシリンダ２にブレーキ液を補充する。プライマリピストン１５及セカンダリピストン１６は、戻しバネ１９、２０によって原位置に付勢されている。

このように、プライマリピストン１２及びセカンダリピストン１３の２つのピストンによってプライマリポート１４Ａ及びセカンダリポート１５Ａから管路１７、１８による２系統の液圧回路にブレーキ液を供給することにより、万一、一方の液圧回路が失陥した場合でも、他方の液圧回路によって液圧を供給することができ、制動機能を維持することができる。

プライマリピストン１２の中心部には、入力部材である入力ピストン２１が摺動可能かつ液密的に貫通され、入力ピストン２１の先端部がプライマリ室１４内に挿入されている。すなわち、入力ピストン２１の先端部は、マスタシリンダの圧力室であるプライマリ室１４に臨んで設けられている。入力ピストン２１の後端部には、入力ロッド２２が連結され、入力ロッド２２は、電動倍力機構９のハウジング２３を貫通して外部へ延ばされ、その端部にブレーキペダル２４が連結されている。プライマリピストン１２と入力ピストン２１との間には、付勢手段である一対の中立バネ２５、２６（圧縮コイルバネ）が介装されている。中立バネ２５、２６は、入力ピストンに形成されたフランジ状のバネ受部２１Ａを挟んで両側に配置され、中立バネ２５が入力ピストン２１を後退方向に、中立バネ２６が前進方向にそれぞれ付勢している。これにより、プライマリピストン１２に対して入力ピストン２１を中立位置に弾性的に保持し、これらの軸方向の相対位置に対して、中立位置へ戻す方向にバネ力を作用させる。

電動倍力機構９は、マスタシリンダ２に結合されるハウジング２３内に、プライマリピストン１２を駆動する電動アクチュエータである電動モータ２７と、電動モータ２７の回転運動を直線運動に変換してプライマリピストン８を推進する回転−直動変換機構であるボールネジ機構２８と、電動モータ２７の回転位置を検出する回転位置センサ２９とが収容されている。

電動モータ２７は、ハウジング２３の内周部に固定された環状のステータ３１と、ステータ３１に挿入された中空のロータ３２とを備え、コントローラ１０からの駆動電流によって作動する。ロータ３２は、後述するボールネジ機構２８の回転部材３３と一体的に設けられ、ハウジング２３にベアリング３４、３５によって回転可能に支持されている。本実施形態では、電動モータ２７として、小型で大トルクを得易い三相交流によって駆動される永久磁石型の同期モータを採用している。なお、電動モータ２７は、他の形式の電動モータであってもよく、例えば、公知の誘導モータ、ＡＣモータ、ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータでもよい。

ボールネジ機構２８は、プライマリピストン１２の後端部及び入力ロッド２２が挿入される円筒状の直動部材３６と、直動部材３６が挿入される電動モータ２７のロータ３２と一体的に設けられた円筒状の回転部材３７と、これらの間に形成されたネジ溝に装填される複数の転動体であるボール３８（鋼球）とを備えている。そして、電動モータ２７を作動させて、ロータ３２と一体の回転部材３７を回転させることにより、ネジ溝内をボール３８が転動し、直動部材３６が直線運動する。直動部材３６は、内周部に突出する当接部３９がプライマリピストン１２の後端部に当接し、プライマリピストン１２は、ハウジング２３の前部との間に介装された戻しバネ４０によって直動部材３６と共に後退側へ付勢されている。よって、プライマリピストン１２は、直動部材３６の当接部３９から離れて単独で前進することができる。

また、ボールネジ機構２８は、バックドライバビリティを有しており、直動部材３６の直線運動によって回転部材３７を回転させることができる。これにより、万一、電動モータ２７が断線等によって作動不能になった場合、直動部材３６が戻しバネ４０のバネ力によってプライマリピストン１２と共に後退位置に戻されるのでマスタシリンダ２の液圧を解除してブレーキの引き摺りを防止することができる。このとき、プライマリピストン１２は、直動部材３６から離れて単独で前進できるので、ブレーキペダル２４により、入力ロッド２２を介して、入力ピストン２１及びプライマリピストン１２を操作することができ、制動機能を維持することができる。

なお、回転−直動変換機構は、電動モータ２７の回転運動を直線運動に変換してプライマリピストン１２を推進するものであれば、ラックアンドピニオン機構等の他の機構を用いることができるが、本実施形態では、遊びの少なさ、効率、耐久性等の観点から、ボールネジ機構２８を採用している。また、本実施形態では、ロータ３２と回転部材３３とを一体的に設けて、電動モータ２７によってボールネジ機構２８を直接駆動しているが、これらの間に、ベルト、歯車等を用いた公知の伝動機構又は減速機構を介装してもよい。

ハウジング２３の後部には、入力ロッド２２及び直動部材３６の後退位置をそれぞれ規定するストッパ４１、４２が設けられている。そして、電動倍力機構９の非作動状態では、戻しバネ４０のバネ力に直動部材３６がストッパ４２に当接し、入力ロッド２２がストッパ４１に当接し、入力ピストン２１が中立位置から所定距離だけオフセットされて中立バネ２５、２６によって所定のセット荷重が付与された状態で保持されるようになっている。

回転位置センサ２９は、電動モータ２７のロータ３２の回転角（位相）を検出するものであり、本実施形態では、レゾルバを採用しているが、ロータリエンコーダ等の他の形式のものでもよい。電動倍力機構９には、更に、入力ロッド１８のハウジング２３に対する変位を検出するためのストロークセンサ４３が設けられている。ストロークセンサ４３は、本実施形態では入力ロッド１８に連結されたブレーキペダル２４に取付けられているが、入力ロッド１８の変位を直接検出するものでもよく、例えば公知のポテンショメータ、エンコーダ等を用いることができる。また、ブレーキペダル２４の操作の有無を検知するブレーキスイッチ４４が設けられている。ブレーキスイッチ４４は、当該車両のブレーキランプスイッチと兼用してもよい。マスタシリンダ２には、プライマリ室１４及びセカンダリ室１５の液圧をそれぞれ検出するための液圧センサ４５、４６が設けられている。

コントローラ１０は、回転位置センサ２９、ストロークセンサ４３、ブレーキスイッチ４４、液圧センサ４５、４６等の各種センサからの検出信号、車載コントローラ７を含む各種車載器機等から車載通信系統７Ａを介して受信した車両情報、並びに、内部記憶情報等に基づき、これらを所定の論理規則によって処理し、駆動電流を出力して電動モータ２７の作動を制御する。このとき、回転位置センサ２９が検出する電動モータ２７のロータ３２の回転位置からボールネジ機構２８の直動部材３９の変位すなわちプライマリピストン１２の変位を得ることができる。そして、このプライマリピストン１２の変位と、ストロークセンサ４３が検出する入力ロッド２２（すなわち入力ピストン２１）の変位とからプライマリピストン１２と入力ピストン２１との相対位置を計算することができる。

液圧制御装置６は、マスタシリンダ２との接続を遮断するカットオフバルブ、液圧ポンプ、アキュムレータ、切換弁等を備え、車載コントローラ７等の指令により、マスタシリンダ２からの液圧を各車輪４の液圧ブレーキ装置５に供給する通常制動モード、液圧ブレーキ装置５の液圧を減圧する減圧モード、液圧ブレーキ装置５の液圧を保持する保持モード、減圧された液圧ブレーキ装置の液圧を復帰させる増圧モード、及び、マスタシリンダ２の液圧にかかわらず、液圧ポンプの作動によって液圧ブレーキ装置５に液圧を供給する加圧モードの各モードを実行することができる。

そして、これらの作動モードの制御を車両走行状態に応じて適宜実行することにより、各種ブレーキ制御を行なうことができる。例えば、制動時に接地荷重等に応じて各車輪に適切に制動力を配分する制動力配分制御、制動時に各車輪の制動力を自動的に調整して車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御、走行中の車輪の横滑りを検知して、各車輪に適宜自動的に制動力を付与することにより、アンダーステア及びオーバステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定性制御、坂道（特に上り坂）において制動状態を保持して発進を補助する坂道発進補助制御、発進時等において車輪の空転を防止するトラクション制御、先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御、走行車線を保持する車線逸脱回避制御、障害物との衝突を回避する障害物回避制御等を実行することができる。

液圧ブレーキ装置５は、本実施形態では、ブレーキ液の液圧をホイールシリンダに供給してピストンを前進させ、ブレーキパッドを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発生させる液圧式ディスクブレーキを採用しているが、ドラムブレーキ等の他の液圧式ブレーキでもよい。

次に、電動倍力装置３のコントローラ１０による電動モータ２７の制御について説明する。なお、プライマリピストン１２とセカンダリピストン１３とは、略同様に作動するので、以下、プライマリピストン１０についてのみ説明することにする。

ストロークセンサ４３によって検出したブレーキペダル２４の操作量（入力ロッド２２の変位）に基づき、電動モータ２７を作動させ、ボールネジ機構２８を介してプライマリピストン１２を推進してマスタシリンダ２で液圧を発生させる。このようにして、マスタシリンダ２で発生したブレーキ液圧は、プライマリ及びセカンダリポート１４Ａ、１５Ａから管路１７、１８によって管路液圧制御装置６を介して各車輪の液圧ブレーキ装置５に供給されて制動力を発生させる。また、ブレーキペダル２４の操作を解除すると、入力ピストン２１、プライマリピストン１２及びセカンダリピストン１３が後退して、プライマリ及びセカンダリ室１４、１５が減圧し、制動が解除される。

制動時に、プライマリ室１４の液圧の入力ピストン２１（プライマリピストン１２よりも受圧面積が小さい）によって受圧し、その反力を、入力ロッド２２を介してブレーキペダル２４にフィードバックする。これにより、プライマリピストン１２と入力ピストン２１との受圧面積比に応じた所定の倍力比をもって所望の制動力を発生させることができる。そして、入力ピストン２１とプライマリピストン１２との相対位置を適宜調整して、中立バネ２５、２６のバネ力を入力ピストン２１に作用させて、ブレーキペダル２４への反力を加減することにより、倍力制御、ブレーキアシスト制御、回生協調制御等のブレーキ制御時に適したブレーキペダル反力を得ることができる。

例えば、入力ピストン２１の変位に対して、プライマリピストン１２を追従させ、これらの相対変位が０になるように相対位置を制御することにより、入力ピストン２１とプライマリピストン１２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。また、入力ピストン２１の変位に対して、比例ゲインを乗じて、入力ピストン２１とプライマリピストン１２との相対位置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。このとき、中立位置に対して、プライマリピストン１２を前進させると倍力比が大きくなり、プライマリピストン１２を後退させると倍力比が小さくなる。

これにより、ブレーキペダル２４の操作量、操作速度（操作量の変化率）等から緊急ブレーキの必要性を検知し、倍力比を増大させて迅速に必要な制動力（液圧）を得る、いわゆるブレーキアシスト制御を実行することができる。さらに、回生制動システムからの情報に基づき、回生制動時に、回生制動分を差し引いた液圧を発生させるように倍力比を調整して、回生制動分と液圧による制動力との合計で所望の制動力が得られるようにする回生協調制御を実行することができる。また、ブレーキペダル１９の操作量（入力ピストン１７の変位量）にかかわらず、電動モータ２２を作動させてプライマリピストン８を移動させ、液圧センサ４５、４６の検出に基づきマスタシリンダ２で発生させる液圧を制御して制動力を発生させる自動ブレーキ制御を実行することができる。これにより、各種センサ手段によって検出した車両状態に基づき、自動的に制動力を調整し、適宜、エンジン制御、ステアリング制御等の他の車両制御と組合わせることにより、コントローラ１０により、前述の車両追従制御、車線逸脱回避制御、障害物回避制御等の車両の運転制御を実行することもできる。

次に、上述の車両追従制御等を実行するための自動ブレーキ制御について説明する。
ブレーキペダル２４が操作されていない状態で、コントローラ１０の指令により、電動モータ２７を作動させてプライマリピストン１２を前進させ、液圧センサ４５、４６が検出するプライマリ室１４及びセカンダリ室１５の液圧に基づいて電動モータ２７の作動を制御することにより、所望の液圧を発生させて必要な制動力を得る。

このとき、図３に示すように、入力ピストン２１には、中立バネ２５、２６からのバネ力及びプライマリ室１４の液圧Ｐが作用する。ブレーキペダル２４が踏み込まれていない状態では、入力ピストン２１は、戻しバネ４０（図２参照）のバネ力により、中立バネ２５、２６のセット荷重Ｆｓが作用した状態で初期位置にされる。この状態で、自動ブレーキ制御が実行されてプライマリピストン１２が前進すると、一方の中立バネ２５が圧縮されるとともに他方の中立バネ２６が伸長され、また、プライマリ室１４の液圧Ｐが上昇する。

このとき、入力ピストン２１に作用する後退方向の力である反力Ｆｒは、次式（１）で表される。
Ｆｒ＝Ａ・Ｐ−ΔＸ・Ｋ＋Ｆｓ …（１）
但し、
Ａ：入力ピストン２１の受圧面積
Ｐ：マスタシリンダ２（プライマリ室１４）の液圧
ΔＸ：プライマリピストン１２と入力ピストン２１との相対位置
Ｋ：中立バネ２５、２６の合成バネ定数
Ｆｓ：入力ピストンが初期位置にあるときの中立バネ２５、２６によるセット荷重

ここで、ブレーキペダル２４の操作に基づき制動力を発生させる通常の倍力制御（倍力比一定）を実行している場合には、入力ピストン２１とプライマリピストン１２の位置は、比例し、図４中に線分Ａで示すようになる。一方、上述の自動ブレーキ制御の実行中には、プライマリピストン１２の前進により、マスタシリンダ２の液圧Ｐ及び相対位置ΔＸが増大して、反力Ｆｒが０未満（Ｆｒ＜０）になると、プライマリピストン１２の前進によって入力ピストン２１（すなわちブレーキペダル２４）が引込まれることになり、入力ピストン２１とプライマリピストン１２の位置は、図４中に線分Ｂで示すようになる。

車両追従制御等の自動ブレーキ制御は、運転者がブレーキペダル２４を操作したとき解除し、その後は、運転者によるブレーキペダル２４の操作を優先させて（オーバーライド）、ブレーキペダル２４の操作量に基づく通常の倍力制御に移行する。このような制御の切換を行なうためには、運転者によるブレーキペダル２４の操作を監視し、ブレーキペダル２４の操作があったとき、自動ブレーキ制御を終了し、運転者のブレーキペダル２４の操作に基づく制御に移行すればよい。

しかしながら、上述のように自動ブレーキ制御の実行中にプライマリピストン１２の前進によって入力ピストン２１と共にブレーキペダル２４が引込まれている状態では、ブレーキペダル２４の変位がプライマリピストン１２の前進によるものなのか、運転者の操作によるものなのかは、単にブレーキペダル２４の変位を監視するだけでは判別することができない。

コントローラ１０により、自動ブレーキ制御の実行中に、運転者によるブレーキペダル２４の操作を検知する方法について以下に説明する。
まず、プライマリピストン１２と入力ピストン２１との相対位置ΔＸと、マスタシリンダ２の液圧Ｐとの間には、図５に示す関係がある。図５を参照して、横軸と平行な上側の線分Ｃは、相対位置ΔＸの制御上の上限値Ｘ１を示し、下側の線分Ｄは、相対位置ΔＸの制御上の下限値Ｘ２を示している。入力ピストン２１に対するプライマリピストン１２の前進側の変位量の機構上の最大値は、図２を参照して、プライマリピストン１２のストッパ４７が入力ピストン２１のバネ受部２１Ａに当接してこれらの相対位置が制限される位置である。したがって、相対位置ΔＸは、機構上はＸ１以上の移動も可能であるが、機構上の移動限度まで移動させることは、音の発生、耐久性などから望ましくないので、機構上の限界より小さい値を制御としての上限値としている。下限値Ｘ２は、入力ピストン２１に対するプライマリピストン１２の後退側の制御上の変位量の最大値を示しており、図２を参照して、入力ピストン２１の段部４８がプライマリピストン１２の中間壁に当接してこれらの相対位置が制限される機構上の限界よりも小さくなっている。したがって、上記上限値Ｘ１と下限値Ｘ２とが入力ピストン２１とプライマリピストン１２との制御上の相対位置の上下限となる。しかし、コントローラ１０で認識し得る入力ピストン２１とプライマリピストン１２との相対位置の上下限範囲（制御上の上限値と下限値の範囲）は、上記機構上の上下限を最大値として、回転位置センサ２９やストロークセンサ４３の検出誤差や取付誤差、温度特性誤差に応じて変化し得る。特に、ストロークセンサ４３の０点調整が長時間できない状態でブレーキシステムを作動させ続けると、ストロークセンサ４３の温度特性誤差、所謂温度ドリフトが生じて、相対位置の上下限範囲が上記制御上の上下限を越えてしまう場合がある。そこで、ストロークセンサ４３の０点調整が長時間できない状態となっているときには、相対位置の制御上の上下限範囲を狭めておくことで、機構上の上下限を越えて電動モータ２７を駆動してプライマリピストン１２を制御することがなくなり、電動倍力装置の信頼性が向上する。

また、傾斜した線分Ｅは、上記式（１）において、反力Ｆｒが０（Ｆｒ＝０）としたときのマスタシリンダ液圧Ｐと相対位置ΔＸとの関係、すなわち、次式（２）で示される関係を表している。
ΔＸ＝Ａ／Ｋ・Ｐ＋Ｆｓ／Ｋ …（２）
なお、マスタシリンダの液圧Ｐが０（Ｐ＝０）でプライマリピストン１２及び入力ピストン２１が初期位置にあるとき（非制動状態）の相対位置ΔＸは初期値Ｘ０（＝Ｆｓ／Ｋ）である。

図５において、斜線で示す線分Ｅ（Ｆｒ＝０）の上側の領域は、反力Ｆｒが負の値となるので（Ｆｒ＜０）、プライマリピストン１２によって入力ピストン２１すなわちブレーキペダル２４が引込まれている状態を示している。また、相対位置ΔＸが線分Ｃ上にある、すなわち、上限値Ｘ１に達している場合には（ΔＸ＝Ｘ１）、反力Ｆｒは０以下（Ｆｒ≦０）であり、入力ピストン２１は、プライマリピストン１２によって引込まれているか、又は、更なるプライマリピストン１２の前進により引込まれる状態にある。

一方、線分Ｅ（Ｆｒ＝０）及び線分Ｃの下側の領域は、反力Ｆｒが正の値となり（Ｆｒ＞０）、入力ピストン２１すなわちブレーキペダル２４に運転者による操作力が付与されている状態を示している。また、相対位置ΔＸが線分Ｃの下側の領域にある、すなわち、上限値Ｘ１未満である場合には（ΔＸ＜Ｘ１）、反力Ｆｒは０未満（Ｆｒ≦０）であるから、入力ピストン２１は、プライマリピストン１２によって引込まれているか、又は、更なるプライマリピストン１２の前進により引込まれる状態にある。

したがって、本実施形態においては、マスタシリンダ２の液圧Ｐに対して、図５における線分Ｅ、Ｃ上の相対位置ΔＸの値をブレーキ操作の判定閾値ΔＸｓとして設定しておく。そして、このブレーキ操作判定閾値ΔＸｓと、液圧センサ４５、４６によって検出した実際の液圧Ｐに対するストロークセンサ４３及び回転位置センサ２９の検出値から計算した実際の相対位置ΔＸと比較する。このことにより、入力ピストン２１（すなわちブレーキペダル２４）の変位がある場合、相対位置ΔＸが判定閾値ΔＸｓ未満のとき（ΔＸ＜ΔＸｓ）、運転者によるブレーキペダル操作ありと判定することができる。なお、相対位置ΔＸが判定閾値ΔＸｓ以上のとき（ΔＸ≧ΔＸｓ）、運転者によるブレーキペダル操作なしと判定する。

ここで、上記判定閾値Ｘｓは、各部の寸法誤差、センサの検出誤差等による各値のばらつきを考慮して、適当な幅をもって設定している。また、上記判定閾値Ｘｓは、図５の線分Ｅのように、マスタシリンダ２の液圧Ｐに応じて可変となっているが、この変化の度合いは、自動ブレーキ制御によるプライマリピストン１２の移動に伴ってマスタシリンダが発生するブレーキ液圧Ｐによって入力ピストン２１に作用する力よりも、プライマリピストン１２の移動に伴って中立バネ２５，２６によって入力ピストン２１に作用するバネ力が大きくなるように、設定されている。このようにすることにより、ブレーキペダル２４を放した時に、必ず入力ピストン２１が非制動位置まで戻りきるように、かつ、入力ピストン２１とプライマリピストン１２との相対位置の使用可能範囲である上下限範囲をできるだけ広く確保することができて、電動倍力装置の制御性が向上する。

次に、コントローラ１０により、自動ブレーキ制御の実行中に、判定閾値ΔＸｓに基づき運転者によるブレーキペダル操作を検知するための制御フローについて図６を参照して説明する。
図６を参照して、ステップＳ１で、自動ブレーキ制御実行中であるか否かを判定し、自動ブレーキ制御実行中である場合には、ステップＳ２へ進み、実行中でない場合には、本ルーチンを終了する。ステップＳ２で、ブレーキペダル２４の変位の有無を判定し、変位ありの場合、ステップＳ３へ進み、変位なしの場合、本ルーチンを終了する。ブレーキペダルの２４の変位の有無は、ブレーキスイッチ４３又はストロークセンサ４３によって検出することができる。ステップＳ３で、マスタシリンダ２の液圧Ｐに対して、プライマリピストン１２と入力ピストン２１との相対位置ΔＸを判定閾値ΔＸｓと比較し、相対位置ΔＸが判定閾値ΔＸｓ未満の場合、ステップＳ４へ進み、自動ブレーキ制御を終了し、判定閾値ΔＸｓ以上の場合は、本ルーチンを終了する。

このようにして、自動ブレーキ制御中において、プライマリピストン１２の前進により、ブレーキペダル２４が引込まれているか否かにかかわらず、運転者によるブレーキペダル操作の有無を検知することができる。これにより、運転者によるブレーキペダル操作が検知された場合には、自動ブレーキ制御の終了して、ブレーキペダル操作に基づくブレーキ制御に移行し、運転者のブレーキ操作によるオーバーライドを行うことができる。

なお、上記実施形態では、入力ピストン２１がマスタシリンダ２内に挿入され、その液圧による反力を受ける構造について説明しているが、本発明は、これに限らず、マスタシリンダの液圧によって反力を発生させる代りに、ブレーキペダルに連結された入力部材に、所期の反力を付与するバネ等の反力発生手段を連結するものにも同様に適用することができる。

２ マスタシリンダ、３ 電動倍力装置、１０ コントローラ、１２ プライマリピストン（アシスト部材）、２１ 入力ピストン（入力部材）、２４ ブレーキペダル、２７ 電動モータ（電動アクチュエータ）

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、
   該入力部材に対して相対移動可能に設けられたアシスト部材と、
   該アシスト部材の進退移動によってブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、
   前記アシスト部材に推力を付与する電動アクチュエータと、
   前記ブレーキペダルの操作により該電動アクチュエータの作動を制御するコントローラと、を備える電動倍力装置において、
   前記コントローラは、
   前記ブレーキペダルが操作されていない状態で、前記電動アクチュエータを作動させてブレーキ液圧を発生する自動ブレーキ制御が実行可能となっており、
   該自動ブレーキ制御中に前記ブレーキペダルの変位があった場合、前記ブレーキペダル操作中の前記アシスト部材の移動によって生じる前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置と前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧とに基づいて設定される判定閾値と、前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置とを比較し、この相対位置が前記判定閾値未満であるとき、前記ブレーキペダルが操作されたと判定することを特徴とする電動倍力装置。
2. 前記コントローラは、前記自動ブレーキ制御中に、前記ブレーキペダルが操作されたと判定したとき、前記自動ブレーキ制御を終了する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をこれらの相対変位が所定の中立位置に向かうように付勢する付勢手段を備え、
   前記入力部材は、前記マスタシリンダがブレーキ液圧を発生する圧力室に臨んで配置され、
   前記判定閾値は、前記自動ブレーキ制御による前記アシスト部材の移動に伴って前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧によって前記入力部材に作用する力よりも、該アシスト部材の移動に伴って前記付勢手段によって前記入力部材に作用するバネ力が大きくなるように、前記ブレーキ液圧に応じて可変に設定され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. 前記ブレーキペダルの操作を検出するため、前記ブレーキペダルまたは前記入力部材の変位を検出するストローク検出手段が設けられ、
   前記コントローラは、前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置の制御上の上下限範囲を設定し、
   前記相対位置の上下限範囲は、前記ストローク検出手段の０点調整が行われない場合、前記制御上の上下限範囲を狭めるように設定す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. 電動倍力装置による自動ブレーキの制御方法であって、
   前記電動倍力装置は、
   ブレーキペダルの操作により進退移動する入力部材と、
   該入力部材に対して相対移動可能に設けられたアシスト部材と、
   該アシスト部材の進退移動によってブレーキ液圧を発生するマスタシリンダと、
   前記ブレーキペダルの操作により前記アシスト部材に推力を付与する電動アクチュエータと、を備え、
   前記ブレーキペダルが操作されていない状態で、前記電動アクチュエータを作動させてブレーキ液圧を発生する自動ブレーキ制御が実行可能となっており、
   前記制御方法は、
   前記自動ブレーキ制御中に前記ブレーキペダルの変位があったことを判定するステップと、
   前記ブレーキペダル操作中の前記アシスト部材の移動によって生じる前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置と前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧とに基づいて設定される判定閾値と、前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置と、を比較するステップと、
   この相対位置が前記判定閾値未満であるときに、前記ブレーキペダルが操作されたと判定するステップとを備えることを特徴とする自動ブレーキの制御方法。
6. さらに、前記自動ブレーキ制御中に、前記ブレーキペダルが操作されたと判定したとき、前記自動ブレーキ制御を終了させるステップを備えたことを特徴とする請求項５に記載の自動ブレーキの制御方法。
7. 前記入力部材と前記アシスト部材とをこれらの相対変位が所定の中立位置に向かうように付勢する付勢手段を備え、
   前記入力部材は、前記マスタシリンダがブレーキ液圧を発生する圧力室に臨んで配置されており、
   前記判定閾値は、前記自動ブレーキ制御による前記アシスト部材の移動に伴って前記マスタシリンダが発生するブレーキ液圧によって前記入力部材に作用する力よりも、該アシスト部材の移動に伴って前記付勢手段によって前記入力部材に作用するバネ力が大きくなるように、前記ブレーキ液圧に応じて可変に設定されることを特徴とする請求項５または６に記載の自動ブレーキの制御方法。
8. 前記電動倍力装置には、前記ブレーキペダルの操作を検出するため、前記ブレーキペダルまたは前記入力部材の変位を検出するストローク検出手段が備えられ、
   前記入力部材と前記アシスト部材との相対位置の制御上の上下限範囲を設定するステップと、
   前記ストローク検出手段により前記入力部材の移動変位を検出するステップと、を備え、
   前記相対位置の上下限範囲を、前記ストローク検出手段の０点調整が行われない場合、前記制御上の上下限範囲を狭めるように設定することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の自動ブレーキの制御方法。

Images