WO2018003365A1 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

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WO2018003365A1
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brake
hydraulic pressure
power piston
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electric
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PCT/JP2017/019678
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後藤 大輔
臼井 拓也
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electric brake device that applies a braking force to a vehicle such as an automobile.
  • Patent Document 1 As an electric brake device mounted on a vehicle such as an automobile, a configuration is known in which braking fluid pressure (brake fluid pressure) is applied to a vehicle wheel brake mechanism by an electric actuator (Patent Document 1).
  • the electric brake device of Patent Document 1 sets the target hydraulic pressure of the master cylinder according to the operation amount of the brake pedal, and the electric actuator so that the master cylinder hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensor becomes the target hydraulic pressure. To control.
  • the electric brake device of Patent Document 1 represents the relationship between the movement amount (motor rotational position) of the piston of the master cylinder and the generated hydraulic pressure (master cylinder hydraulic pressure) when the electric actuator is operating when the hydraulic pressure sensor is normal. Update brake characteristics. Then, when the hydraulic pressure sensor is abnormal, the movement amount of the piston corresponding to the target hydraulic pressure of the master cylinder is calculated using the updated brake characteristics, and the electric actuator is controlled so as to be the calculated movement amount. Thereby, even if an abnormality occurs in the hydraulic pressure sensor, it is possible to apply a braking force according to the hydraulic rigidity before the abnormality occurs.
  • the brake fluid pressure that is actually generated deviates from a desired brake fluid pressure (a brake fluid pressure corresponding to a brake command to be realized).
  • An object of the present invention is to provide an electric brake device capable of generating a desired braking fluid pressure with high accuracy.
  • the present invention provides an electric actuator that operates to generate a brake fluid pressure in a master cylinder of a vehicle, an operation amount detection device that detects an operation amount of a brake pedal of the vehicle, and the electric actuator.
  • a movement amount detection device that detects the movement amount of the piston, a first braking command value based on the operation of the brake pedal, or a first input from the inter-device communication network of the vehicle.
  • a control device that controls the electric actuator based on the braking command value of 2 to move the piston, When the first braking command value is input, the control device controls the electric actuator based on the first braking command value to move the piston to generate a braking fluid pressure, and to generate the braking fluid.
  • the relationship between the braking fluid pressure value generated in the master cylinder input from the inter-device communication network during the generation of pressure and the movement amount of the piston controlled based on the first braking command value is shown. Characteristic data is corrected and stored based on the operation amount of the brake pedal, and the electric actuator is controlled based on the corrected characteristic data when the second braking command value is input.
  • This electric brake device can generate a desired braking fluid pressure with high accuracy.
  • a total of four wheels including left and right front wheels 2L and 2R and left and right rear wheels 3L and 3R are provided on the lower side (road surface side) of the vehicle body 1 constituting the vehicle body.
  • the wheels (respective front wheels 2L, 2R, rear wheels 3L, 3R) together with the vehicle body 1 constitute a vehicle.
  • Front wheel side wheel cylinders 4L and 4R are provided on the left and right front wheels 2L and 2R, respectively.
  • the left and right rear wheels 3L and 3R are respectively provided with rear wheel side wheel cylinders 5L and 5R.
  • Each of these wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R serves as a wheel brake mechanism (friction brake mechanism) that applies a braking force (friction braking force) to each wheel 2L, 2R, 3L, 3R.
  • the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R are configured by, for example, a hydraulic disc brake or a drum brake.
  • the brake pedal 6 is provided on the front board side of the vehicle body 1.
  • the brake pedal 6 is depressed in the direction indicated by the arrow Y by an occupant (passenger), that is, a driver, during the braking operation of the vehicle. Based on this operation, the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R A braking force is applied to 2L, 2R, 3L, 3R.
  • the brake pedal 6 (more specifically, an input member 32 of the electric booster 30 to be described later) has a brake as an operation amount detection device that detects an operation amount (brake pedal operation amount) of the brake pedal 6 by the driver.
  • An operation sensor 7 is provided.
  • the brake operation sensor 7 may be, for example, a stroke sensor (displacement sensor) that detects a stroke amount (pedal stroke) that is a displacement amount of the brake pedal 6 (input member 32).
  • the brake operation sensor 7 is not limited to a stroke sensor.
  • the brake pedal 6 (input member) may be a force sensor (load sensor) that detects pedal depression force, an angle sensor that detects a rotation angle (tilt) of the brake pedal 6, or the like.
  • Various sensors capable of detecting the operation amount (depression amount) of 32) can be used.
  • the brake operation sensor 7 may be composed of one (one type) sensor or a plurality (plural types) of sensors.
  • the detection signal (brake pedal operation amount) of the brake operation sensor 7 is output to an electric booster ECU 51 (hereinafter referred to as ECU 51) described later.
  • ECU 51 together with the brake operation sensor 7 and the like, constitutes an electric booster 30 described later.
  • the ECU 51 outputs a drive signal to the electric motor 37 of the electric booster 30 based on the brake pedal operation amount (first braking command value) as a detection signal detected by the brake operation sensor 7.
  • Fluid pressure (braking fluid pressure) is generated in the fluid pressure chambers 25 and 26 (see FIG. 2) in the master cylinder 21 attached to the booster 30.
  • the ECU 51 also causes the master cylinder 21 to generate a hydraulic pressure when receiving an automatic brake command (second braking command value) through the vehicle data bus 12 described later, for example.
  • the ECU 51 outputs a drive signal to the electric motor 37 of the electric booster 30 based on the automatic brake command regardless of the driver's operation of the brake pedal 6, and the hydraulic chambers 25, 26 in the master cylinder 21.
  • the hydraulic pressure can be generated.
  • the hydraulic pressure generated in the master cylinder 21 is supplied to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R via the hydraulic pressure supply device 9, and braking force is applied to the wheels 2L, 2R, 3L, 3R.
  • the configurations of the master cylinder 21, the reservoir 29, the electric booster 30 and the like shown in FIGS. 2 to 4 will be described in detail later.
  • the hydraulic pressure generated in the master cylinder 21 is supplied to a hydraulic pressure supply device 9 (hereinafter referred to as ESC 9) via a pair of cylinder side hydraulic pipes 8A and 8B.
  • the ESC 9 is provided between the master cylinder 21 and the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R.
  • the ESC 9 distributes the hydraulic pressure output from the master cylinder 21 via the cylinder side hydraulic pipes 8A and 8B to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, and 5R via the brake side pipe portions 11A, 11B, 11C, and 11D. Supply.
  • the ESC 9 includes, for example, a plurality of control valves, a hydraulic pump that pressurizes brake fluid, an electric motor that drives the hydraulic pump, and a hydraulic pressure control reservoir that temporarily stores excess brake fluid (all (Not shown).
  • the opening / closing of each control valve of the ESC 9 and the driving of the electric motor are controlled by a hydraulic pressure supply ECU 10 (hereinafter referred to as ECU 10).
  • the ECU 10 serving as the first ECU includes, for example, a microcomputer.
  • the ECU 10 is a hydraulic pressure supply device control unit that electrically drives and controls the ESC 9 (each control valve and electric motor thereof).
  • the input side of the ECU 10 is connected to the vehicle data bus 12 and the hydraulic pressure sensor 15.
  • the output side of the ECU 10 is connected to each control valve, the electric motor, and the vehicle data bus 12.
  • ECU10 drives and controls each control valve, electric motor, etc. of ESC9 individually. Thereby, the ECU 10 performs control to reduce, hold, increase or pressurize the brake fluid pressure (brake fluid pressure) supplied from the brake side piping portions 11A, 11B, 11C, and 11D to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, and 5R. This is performed separately for each wheel cylinder 4L, 4R, 5L, 5R.
  • the ECU 10 can execute, for example, the following controls (1) to (8) by controlling the operation of the ESC 9.
  • Braking force distribution control that appropriately distributes the braking force to the wheels 2L, 2R, 3L, 3R according to the ground load or the like during braking of the vehicle.
  • Anti-lock brake control that automatically adjusts the braking force of each wheel 2L, 2R, 3L, 3R during braking to prevent locking (slip) of each wheel 2L, 2R, 3L, 3R.
  • a side slip of each wheel 2L, 2R, 3L, 3R during traveling is detected, and the braking force applied to each wheel 2L, 2R, 3L, 3R is automatically and appropriately controlled regardless of the operation amount of the brake pedal 6.
  • vehicle stabilization control that suppresses understeer and oversteer and stabilizes the behavior of the vehicle.
  • Slope start assistance control for assisting start while maintaining the braking state on the slope.
  • Traction control for preventing the wheels 2L, 2R, 3L, 3R from slipping when starting.
  • Vehicle follow-up control that maintains a certain distance from the preceding vehicle.
  • Lane departure avoidance control for maintaining the traveling lane.
  • Obstacle avoidance control for avoiding collision with an obstacle ahead or behind the vehicle.
  • the ESC 9 directly supplies the hydraulic pressure generated in the master cylinder 21 to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R during a normal operation by the driver's brake operation.
  • the control valve for pressure increase is closed to maintain the hydraulic pressure of the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R, and the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R.
  • the pressure reducing control valve is opened, and the hydraulic pressure in the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R is discharged so as to escape to the hydraulic pressure control reservoir.
  • the supply control valve is closed.
  • the hydraulic pump is operated by the electric motor, and the brake fluid discharged from the hydraulic pump is supplied to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R.
  • the brake fluid in the reservoir 29 is supplied from the master cylinder 21 side to the suction side of the hydraulic pump.
  • This supply control valve is different from the above-described pressure-increasing control valve or pressure-reducing control valve.
  • the vehicle data bus 12 is a vehicle-ECU communication network (device communication network) called V-CAN mounted on a vehicle. That is, the vehicle data bus 12 is a serial communication unit that performs multiplex communication between a large number of electronic devices mounted on the vehicle (for example, between the ECU 10, the ECU 16, and the ECU 51). Electric power from the in-vehicle battery 14 is supplied to the ECU 10 through the power line 13. Electric power is also supplied from the in-vehicle battery 14 through the power supply line 13 to the ECU 16 and the ECU 51 described later. In FIG. 1, two hatched lines represent electrical lines such as signal lines and power supply lines.
  • the hydraulic pressure sensor 15 is provided in the cylinder side hydraulic piping 8A between the master cylinder 21 (the first hydraulic pressure chamber 25 thereof) and the ESC 9.
  • the hydraulic pressure sensor 15 detects the pressure (braking hydraulic pressure) generated in the master cylinder 21, more specifically, the hydraulic pressure in the cylinder side hydraulic piping 8A.
  • the hydraulic pressure sensor 15 is electrically connected to the ECU 10 of the ESC 9.
  • a detection signal (hydraulic pressure value) of the hydraulic pressure sensor 15 is output to the ECU 10.
  • the ECU 10 outputs the hydraulic pressure value detected by the hydraulic pressure sensor 15 to the vehicle data bus 12.
  • the electric booster ECU 51 described later can recognize (acquire) the hydraulic pressure value generated in the master cylinder 21 by receiving the hydraulic pressure value from the ECU 10.
  • a communication line (signal line) provided separately from the vehicle data bus 12 between the ECU 10 and the ECU 51, for example, a communication line called L-CAN capable of communication between in-vehicle ECUs ( It may be connected by a communication network between vehicle ECUs), and the hydraulic pressure value of the hydraulic pressure sensor 15 may be exchanged via the communication line.
  • the electric booster ECU 51 acquires the hydraulic pressure value detected by the hydraulic pressure sensor 15 from the ECU 10 via the communication network between the vehicle ECUs (the vehicle data bus 12 or the communication line).
  • the vehicle data bus 12 is connected to an automatic brake ECU 16 (hereinafter referred to as ECU 16).
  • the ECU 16 serving as the second ECU is an automatic brake control unit that outputs an automatic brake command (automatic brake braking command value).
  • the ECU 16 is also configured to include a microcomputer in the same manner as the ECU 10 and the ECU 51 described later, and is connected to the ECUs 10, 51, etc. via the vehicle data bus 12.
  • the ECU 16 is connected to an external recognition sensor 17, for example.
  • the external recognition sensor 17 constitutes an object position measuring device that measures the position of an object around the vehicle.
  • a camera for example, a digital camera
  • a radar such as a radar or a millimeter wave radar (for example, a light emitting element such as a semiconductor laser and a light receiving element that receives the light emitting element) can be used.
  • the outside recognition sensor 17 is not limited to a camera or radar, and various sensors (detection device, measurement device, radio wave detector) that can recognize (detect) the state of the outside world around the vehicle can be used.
  • the ECU 16 calculates, for example, a distance to a front object based on the detection result (information) of the external recognition sensor 17, and controls the control to be applied based on the distance and the current traveling speed of the vehicle.
  • An automatic brake braking command value corresponding to power (braking fluid pressure) is calculated.
  • the calculated automatic brake braking command value is output from the ECU 16 to the vehicle data bus 12 as an automatic brake command.
  • the electric booster ECU 51 serving as the third ECU acquires the automatic brake braking command value (second braking command value) via the vehicle data bus 12, the acquired automatic brake braking is performed. Based on the command value, the electric motor 37 of the electric booster 30 is driven. That is, the electric booster 30 generates a hydraulic pressure in the master cylinder 21 based on the automatic brake braking command value, and pressurizes the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R, so that the wheels 2L, 2R, A braking force (automatic brake) can be applied to 3L and 3R.
  • the master cylinder 21 is activated by the driver's brake operation.
  • the master cylinder 21 supplies the brake fluid pressure to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R that apply a braking force to the vehicle.
  • the master cylinder 21 is configured by a tandem master cylinder. That is, the master cylinder 21 includes a cylinder body 22, a primary piston 23, a secondary piston 24, a first hydraulic pressure chamber 25, a second hydraulic pressure chamber 26, a first return spring 27, and a second The return spring 28 is included.
  • the cylinder body 22 has an opening end on one side in the axial direction (left-right direction in FIG. 2) (for example, the right side in the left-right direction in FIG. 2, the rear side in the vehicle front-rear direction), and the other side (for example, left-right direction in FIG. 2).
  • the left side of the vehicle, the front side in the front-rear direction of the vehicle is a bottomed cylindrical shape that is closed.
  • the cylinder main body 22 is attached to a booster housing 31 of an electric booster 30, which will be described later, on the open end side.
  • the cylinder body 22 is provided with first and second reservoir ports 22A and 22B connected to the reservoir 29.
  • the cylinder body 22 is provided with first and second supply ports 22C and 22D connected to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L and 5R via the cylinder side hydraulic pipes 8A and 8B.
  • the primary piston 23 has a bottomed rod insertion hole 23A on one side in the axial direction, and a spring accommodating hole 23B on the other side in the axial direction.
  • the spring accommodation hole 23B opens to the opposite side (the other side) from the rod insertion hole 23A, and one side of the first return spring 27 is disposed in the spring accommodation hole 23B.
  • the primary piston 23 protrudes outward from the opening end side of the cylinder body 22 on the rod insertion hole 23A side, and an output rod 48 (described later) is inserted into the rod insertion hole 23A.
  • the secondary piston 24 is formed in a bottomed cylindrical shape, and is closed with one side in the axial direction facing the primary piston 23 serving as a bottom 24A.
  • the secondary piston 24 is formed with a spring accommodation hole 24B that opens to the other side in the axial direction, and one side of the second return spring 28 is disposed in the spring accommodation hole 24B.
  • the first hydraulic chamber 25 is defined in the cylinder body 22 between the primary piston 23 and the secondary piston 24.
  • the second hydraulic pressure chamber 26 is defined in the cylinder body 22 between the secondary piston 24 and the bottom of the cylinder body 22.
  • the first return spring 27 is located in the first hydraulic chamber 25 and is disposed between the primary piston 23 and the secondary piston 24.
  • the first return spring 27 urges the primary piston 23 toward the opening end side of the cylinder body 22.
  • the second return spring 28 is located in the second hydraulic chamber 26 and is disposed between the bottom of the cylinder body 22 and the secondary piston 24. The second return spring 28 urges the secondary piston 24 toward the first hydraulic pressure chamber 25 side.
  • the reservoir 29 is attached to the cylinder body 22 of the master cylinder 21.
  • the reservoir 29 is configured as a hydraulic oil tank that stores brake fluid therein, and replenishes (supplies and discharges) brake fluid to the hydraulic chambers 25 and 26 in the cylinder body 22.
  • brake fluid can be supplied to or discharged from the hydraulic chambers 25 and 26.
  • brake fluid pressure (M / C pressure) is generated in the fluid pressure chambers 25 and 26 of the master cylinder 21 as the primary piston 23 and the secondary piston 24 are displaced. It is supplied to the ESC 9 through the cylinder side hydraulic pipes 8A and 8B.
  • An electric booster 30 as an electric brake device is provided between the brake pedal 6 and the master cylinder 21.
  • the electric booster 30 drives the electric motor 37 in accordance with the brake pedal operation amount (depression amount) serving as the first braking command value when the driver depresses the brake pedal 6, thereby operating the brake operation force (
  • This is a booster mechanism (boost) that increases the pedal force and transmits it to the master cylinder 21.
  • the electric booster 30 is an automatic brake application mechanism that automatically applies a braking force (automatic brake) even if the driver does not perform a brake operation (pedal operation).
  • the electric booster 30 generates the brake fluid pressure in the master cylinder 21 by driving the electric motor 37 in accordance with an automatic brake command that is a second braking command value (for example, from the ECU 16). .
  • an automatic brake command that is a second braking command value (for example, from the ECU 16).
  • the brake fluid pressure is supplied into each wheel cylinder 4L, 4R, 5L, 5R, and the braking force (automatic brake) is automatically set. Can be granted.
  • the electric booster 30 includes a brake operation sensor 7 (FIGS. 1 and 3) as an operation amount detection device, an electric actuator 36, an angle sensor 39 (FIGS. 1 and 3) as a movement amount detection device, and a piston.
  • the power piston 45 includes an ECU 51 as a control device. More specifically, the electric booster 30 includes a brake operation sensor 7, a booster housing 31, an input member 32, an electric actuator 36, an angle sensor 39, a power piston 45, a reaction disk 47, an output rod 48, an ECU 51, and the like. ing.
  • the booster housing 31 forms an outer shell of the electric booster 30 and is fixed to, for example, the front wall of the passenger compartment that is a front board of the vehicle body.
  • the booster housing 31 includes a motor case 31A, an output case 31B, and an input case 31C.
  • the motor case 31A accommodates an electric motor 37 and a part of the speed reduction mechanism 40 (on the side of the drive pulley 40A) which will be described later.
  • the output case 31B includes the other part of the speed reduction mechanism 40 (the driven pulley 40B side), a part of the rotation / linear motion conversion mechanism 43 and the power piston 45 (the other side in the axial direction), the reaction disk 47, the output rod 48, the second The return spring 46 and the like are accommodated inside.
  • the input case 31C closes the opening on one side in the axial direction of the motor case 31A and the output case 31B, and is the other part of the rotation / linear motion conversion mechanism 43 and the power piston 45 (on the one side in the axial direction). The part is accommodated inside.
  • the input member 32 is provided so as to be movable in the axial direction with respect to the booster housing 31 and is connected to the brake pedal 6.
  • the input member 32 includes a rod member 33 and a piston member 34.
  • the rod member 33 and the piston member 34 are inserted inside the rotation / linear motion conversion mechanism 43 and the power piston 45 while being concentrically connected.
  • one side of the rod member 33 in the axial direction protrudes from the input case 31 ⁇ / b> C of the booster housing 31.
  • the brake pedal 6 is connected with the one side of the rod member 33 used as a protrusion end.
  • the other end in the axial direction of the rod member 33 is inserted into the power piston 45 with the tip thereof being a spherical portion 33A.
  • the intermediate portion of the rod member 33 is provided with a flange portion 33B that protrudes radially outward over the entire circumference.
  • a first return spring 35 is provided between the flange 33 ⁇ / b> B and the power piston 45. The first return spring 35 constantly biases the input member 32 (rod member 33) toward the power piston 45 toward one side in the axial direction.
  • the piston member 34 is inserted into the power piston 45 so as to be movable relative to the power piston 45 in the axial direction (slidable).
  • the piston member 34 includes a main body portion 34A provided to face the rod member 33, and a pressure receiving portion 34B provided to protrude from the main body portion 34A to the other side in the axial direction.
  • a concave portion 34C is provided at a position corresponding to the spherical portion 33A of the rod member 33.
  • the spherical portion 33A of the rod member 33 is fixed to the concave portion 34C using means such as caulking.
  • the tip surface of the pressure receiving portion 34B is a contact surface that contacts the reaction disk 47.
  • a predetermined gap is formed between the distal end surface of the pressure receiving portion 34B and the reaction disk 47.
  • the front end surface of the pressure receiving portion 34B comes into contact with the reaction disk 47, and the thrust (depression force) of the input member 32 is applied to the reaction disk 47.
  • the electric actuator 36 operates to generate a brake fluid pressure in the master cylinder 21 of the vehicle (to apply a brake fluid pressure to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R). That is, the electric actuator 36 moves the power piston 45 in the axial direction of the master cylinder 21 and applies a thrust to the power piston 45 to displace the primary piston 23 (and the secondary piston 24) of the master cylinder 21.
  • the electric actuator 36 includes an electric motor 37, a speed reduction mechanism 40 that decelerates the rotation of the electric motor 37 and transmits it to the cylindrical rotating body 41, and the rotation of the cylindrical rotating body 41 in the axial direction of the power piston 45. It is comprised with the rotation linear motion conversion mechanism 43 converted into a displacement.
  • the electric motor 37 is configured using, for example, a DC brushless motor, and is attached to a rotating shaft 37A serving as a motor shaft (output shaft), a rotor 37B such as a permanent magnet attached to the rotating shaft 37A, and a motor case 31A. And a stator 37C such as a coil (armature).
  • a rotating shaft 37A serving as a motor shaft (output shaft)
  • a rotor 37B such as a permanent magnet attached to the rotating shaft 37A
  • a motor case 31A and a stator 37C such as a coil (armature).
  • armature armature
  • the electric motor 37 is provided with an angle sensor 39 (see FIGS. 1 and 3) called a resolver or a rotation angle sensor.
  • the angle sensor 39 detects the rotation angle (rotation position) of the electric motor 37 (rotational shaft 37A) and outputs the detection signal to the ECU 51.
  • the ECU 51 performs feedback control of the electric motor 37 (that is, the power piston 45) according to the rotation angle signal.
  • the rotation angle of the electric motor 37 detected by the angle sensor 39 is obtained by using a reduction ratio of a reduction mechanism 40, which will be described later, and a linear displacement amount per unit rotation angle of the rotation / linear motion conversion mechanism 43.
  • the movement amount (displacement amount, position) of the power piston 45 can be calculated.
  • the angle sensor 39 constitutes a movement amount detection device that detects the movement amount of the power piston 45 (the displacement amount or position of the power piston 45).
  • the movement amount detection device is not limited to a resolver, and for example, a rotary potentiometer may be used.
  • the angle sensor 39 may detect the rotation angle after the deceleration by the speed reduction mechanism 40 (for example, the rotation angle of the cylindrical rotating body 41) instead of the rotation angle (rotation position) of the electric motor 37.
  • a displacement sensor position sensor
  • the linear displacement of the linear motion member 44 of the rotation / linear motion conversion mechanism 43 may be detected using a displacement sensor.
  • the speed reduction mechanism 40 is configured as a belt speed reduction mechanism, for example.
  • the speed reduction mechanism 40 includes a drive pulley 40A attached to the rotating shaft 37A of the electric motor 37, a driven pulley 40B attached to the cylindrical rotating body 41, and a belt 40C wound therebetween.
  • the reduction mechanism 40 reduces the rotation of the rotation shaft 37 ⁇ / b> A of the electric motor 37 at a predetermined reduction ratio and transmits the rotation to the cylindrical rotating body 41.
  • the cylindrical rotating body 41 is rotatably supported by the input case 31 ⁇ / b> C of the booster housing 31 via a rolling bearing 42.
  • Rotational linear motion conversion mechanism 43 is configured as a ball screw mechanism, for example.
  • the rotation / linear motion conversion mechanism 43 includes a cylindrical (hollow) linear motion member 44 provided on the inner peripheral side of the cylindrical rotating body 41 so as to be movable in the axial direction via a plurality of balls.
  • a power piston 45 is inserted from an opening on the other axial side of the linear motion member 44.
  • a flange portion 44A that protrudes radially inward over the entire circumference is provided.
  • One end portion (rear end portion) of the power piston 45 is in contact with the other side surface (front side surface) of the flange portion 44A.
  • the linear motion member 44 can displace the inner peripheral side of the input case 31C and the cylindrical rotating body 41 to the other side (front side) in the axial direction integrally with the power piston 45.
  • the power piston 45 is moved by the operation of the electric actuator 36 so as to generate the brake fluid pressure in the master cylinder 21 and apply the brake fluid pressure to the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R.
  • the power piston 45 includes an outer cylinder member 45A, an inner cylinder member 45B, and an annular member 45C.
  • the outer cylindrical member 45 ⁇ / b> A is provided inside the linear motion member 44 so as to be capable of relative displacement by sliding in the axial direction with respect to the linear motion member 44.
  • the inner cylinder member 45B is provided inside the outer cylinder member 45A.
  • An end surface (one end surface) on one side (rear side) in the axial direction of the inner cylindrical member 45B is in contact with the annular member 45C together with one end surface of the outer cylindrical member 45A.
  • the piston member 34 of the input member 32 is inserted into the inner cylindrical member 45B so as to be capable of relative movement (sliding) in the axial direction.
  • the other side (front side) of the inner cylinder member 45B in the axial direction is a flange 45B1 that protrudes radially inward over the entire circumference.
  • the flange portion 45B1 faces (opposes) the reaction disk 47 together with the pressure receiving portion 34B of the piston member 34.
  • the annular member 45C is fixed to the opening on one side in the axial direction of the inner cylindrical member 45B by screwing.
  • An intermediate portion in the axial direction of the annular member 45C is a flange portion 45C1 protruding outward in the radial direction over the entire circumference.
  • the flange portion 44A of the linear motion member 44 abuts on one side surface of the flange portion 45C1.
  • the outer cylindrical member 45A and the inner cylindrical member 45B are in contact with the other side surface of the flange portion 45C1 of the annular member 45C.
  • the second return spring 46 is provided between the outer cylindrical member 45 ⁇ / b> A of the power piston 45 and the output case 31 ⁇ / b> B of the booster housing 31.
  • the second return spring 46 always urges the power piston 45 in the braking release direction.
  • the power piston 45 is returned to the initial position shown in FIG. 2 by the driving force generated by the electric motor 37 rotating toward the braking release side and the urging force of the second return spring 46. .
  • the reaction disk 47 is provided between the power piston 45 (inner cylinder member 45B) and the input member 32 (piston member 34) and the output rod 48.
  • the reaction disk 47 is formed, for example, as a disk made of an elastic resin material such as rubber, and comes into contact with the input member 32 and the power piston 45.
  • the reaction disk 47 generates a pedaling force (input thrust) transmitted from the brake pedal 6 to the input member 32 (piston member 34) and a thrust transmitted from the electric actuator 36 to the power piston 45 (inner cylinder member 45B) (boost thrust).
  • the reaction disk 47 distributes the reaction force of the braking hydraulic pressure generated in the master cylinder 21 to the input member 32 and the power piston 45.
  • the reaction disk 47 is, for example, shown in FIG. Elastically deform as shown.
  • the reaction disk 47 is, for example, shown in FIG. Elastically deforms as shown in (B).
  • FIG. 5 the shape of the inner cylinder member 45B of the power piston 45, the shape of the pressure receiving portion 34B of the piston member 34, and the like are compared with those in FIG. Simplified.
  • the output rod 48 outputs the thrust of the input member 32 and / or the thrust of the power piston 45 to the master cylinder 21 (the primary piston 23).
  • the output rod 48 is provided with a large-diameter flange portion 48A on one end side.
  • the flange portion 48A is fitted from the outside to the inner cylindrical member 45B of the power piston 45 with the reaction disk 47 interposed therebetween.
  • the output rod 48 presses the primary piston 23 of the master cylinder 21 based on the thrust of the input member 32 and / or the thrust of the power piston 45.
  • the rotation / linear motion conversion mechanism 43 has back drivability, and can rotate the cylindrical rotating body 41 by linear motion (axial movement) of the linear motion member 44.
  • the linear motion member 44 contacts the closed end side of the input case 31C.
  • the closed end functions as a stopper that regulates the return position of the power piston 45 via the linear motion member 44.
  • the flange 44A of the linear motion member 44 is in contact with the power piston 45 (in particular, the annular member 45C of the power piston 45) from the rear (right side in FIG. 2). For this reason, the power piston 45 can move forward away from the linear motion member 44 alone. That is, for example, when an abnormality occurs in the electric booster 30 such as when the electric motor 37 becomes defective due to disconnection or the like, the linear motion member 44 moves together with the power piston 45 by the spring force of the second return spring 46. Returned to the retracted position. Thereby, dragging of the brake can be suppressed.
  • the output rod 48 is displaced toward the master cylinder 21 via the reaction disk 47 based on the advance of the input member 32, and hydraulic pressure is generated in the master cylinder 21. Can do.
  • the input member 32 moves forward by a predetermined amount
  • the front end of the main body portion 34A of the piston member 34 comes into contact with the inner cylinder member 45B (the flange portion 45B1) of the power piston 45 (see FIG. 2).
  • hydraulic pressure can be generated in the master cylinder 21.
  • the speed reduction mechanism 40 is not limited to the belt speed reduction mechanism, and may be configured using other types of speed reduction mechanisms such as a gear speed reduction mechanism.
  • the rotation / linear motion conversion mechanism 43 that converts the rotational motion into a linear motion can be constituted by, for example, a rack-pinion mechanism or the like.
  • the speed reduction mechanism 40 is not necessarily provided.
  • the rotor of the electric motor is provided on the cylindrical rotating body 41, and the stator of the electric motor is arranged around the cylindrical rotating body 41, and the cylinder is driven by the electric motor.
  • the rotary member 41 may be directly rotated.
  • rotation / linear motion conversion mechanism 43 and the power piston 45 are made into a different body, you may comprise each part integrally, for example, a rotation linear motion conversion is carried out to the power piston 45.
  • the linear motion member 44 of the mechanism 43 may be integrated.
  • the ECU 51 includes a microcomputer, for example, and serves as a control unit for an electric booster that electrically drives and controls the electric motor 37.
  • the input side of the ECU 51 includes a brake operation sensor 7 that detects an operation amount (or pedaling force) of the brake pedal 6 and a rotational position of the electric motor 37 (that is, power corresponding to the rotational position of the electric motor 37).
  • An angle sensor 39 that detects the amount of movement of the piston 45) and a vehicle data bus 12 that exchanges signals from the ECUs 10 and 16 of other vehicle devices.
  • the output side of the ECU 51 is connected to the electric motor 37 and the vehicle data bus 12.
  • the ECU 51 determines the master cylinder 21 according to a detection signal (a brake pedal operation amount, that is, an input member position) output from the brake operation sensor 7 and an automatic brake command (automatic brake braking command value) from the ECU 16.
  • the electric motor 37 is driven to pressurize. That is, the ECU 51 determines the first braking command value (input member position) based on the operation of the brake pedal 6 or the second braking command value (automatically input from the vehicle data bus 12 serving as an inter-device communication network of the vehicle). Based on the brake command), the electric actuator 36 (electric motor 37) is controlled to move (displace) the power piston 45.
  • the ECU 51 variably controls the brake fluid pressure generated in the master cylinder 21 by driving the electric motor 37 based on the input member position or the automatic brake command and moving the power piston 45.
  • the amount of movement of the power piston 45 is obtained by using the rotation angle detected by the angle sensor 39, the reduction ratio of the speed reduction mechanism 40, and the amount of linear movement per unit rotation angle of the rotation / linear motion conversion mechanism 43. Can be calculated.
  • the detected angle may be the rotational angle after deceleration, not the rotational angle of the rotor 37B.
  • a displacement sensor that directly detects the linear displacement of the power piston 45 may be used.
  • a reaction disk 47 which is an elastic member, is attached to the front end of the power piston 45 (the inner cylinder member 45B), and the displacement of the power piston 45 is transmitted to the primary piston 23 of the master cylinder 21 via the reaction disk 47.
  • the primary piston 23 blocks the brake fluid supply path connecting the reservoir 29 and the master cylinder 21, and hydraulic pressure is generated in the master cylinder 21 (hydraulic pressure chambers 25 and 26). Absent. From this state, the electric motor 37 is driven, the primary piston 23 is displaced leftward in FIG. 2, the brake fluid supply path connecting the reservoir 29 and the master cylinder 21 is blocked, and the primary piston 23 is further displaced. Thus, the hydraulic pressure can be generated in the master cylinder 21.
  • the power piston 45 has a cylindrical shape as a whole, and the input member 32 is inserted through the power piston 45.
  • the input member 32 is slidable with respect to the power piston 45 regardless of the displacement of the power piston 45, and the tip of the input member 32 is disposed so as to be in contact with the reaction disk 47.
  • a target hydraulic pressure command generated in the master cylinder 21 is detected by the hydraulic pressure sensor 15.
  • the hydraulic pressure sensor 15 For example, if there is an error or a delay in the detection value of the hydraulic pressure sensor 15, the braking hydraulic pressure that is actually generated may shift with respect to the target hydraulic pressure.
  • the actual movement amount (motor rotation position) of the power piston 45 detected by the angle sensor 45 is fed back. It is possible to do. In this case, it is possible to suppress an error in the detection value of the hydraulic pressure sensor 15 and a shift in braking hydraulic pressure due to a delay.
  • the amount of movement of the power piston 45 corresponding to the command of the target hydraulic pressure is calculated using the brake characteristics representing the relationship between the amount of movement of the power piston 45 (motor rotation position) and the hydraulic pressure generated by the master cylinder 21.
  • the electric actuator 36 electric motor 37
  • the brake characteristic representing the relationship between the moving amount of the power piston 45 and the generated hydraulic pressure of the master cylinder 21 is the moving amount of the input member 32 connected to the brake pedal 6. It is necessary to take into consideration that it differs depending on the situation.
  • the brake characteristic when the power piston 45 is moved based on the operation of the brake pedal 6 and hydraulic pressure is generated in the master cylinder 21 is defined as the first brake characteristic.
  • the characteristic is the second brake characteristic.
  • the first brake characteristic and the second brake characteristic are different in the amount of operation of the brake pedal 6 (that is, the movement amount of the input member 32). Pressure).
  • the braking characteristic (first braking characteristic) representing the relationship between the amount of movement of the power piston 45 calculated when the brake pedal 6 is operated and the hydraulic pressure generated in the master cylinder 21 is used for braking transmitted from another ECU 16.
  • the electric booster ECU 51 that controls the electric actuator 36 is configured as follows so that the brake fluid pressure can be generated with high accuracy.
  • the configuration of the ECU 51 will be described with reference to FIG. 3 in addition to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration and signals related to the hydraulic pressure generating operation of the electric booster 30 shown in FIGS. 1 and 2 and the processing performed in the ECU 51.
  • the electric booster ECU 51 includes a brake operation input unit 52, a relative displacement amount setting unit 53, an addition unit 54, a brake characteristic unit 55, a selection unit 56, and an angle input unit 57. And a feedback unit 58 and a characteristic correction processing unit 59.
  • the brake operation input unit 52 has an input side connected to the brake operation sensor 7 and an output side connected to the addition unit 54 and the characteristic correction processing unit 59.
  • the brake operation input unit 52 amplifies the detection signal output from the brake operation sensor 7 and outputs the amplified detection signal to the addition unit 54 and the characteristic correction processing unit 59 as an input member position (brake pedal operation amount) Xir. To do.
  • the relative displacement amount setting unit 53 is, for example, from the contact surface (PR contact surface) between the power piston 45 (inner cylinder member 45B) and the reaction disk 47 to the tip surface of the input member 32 (pressure receiving portion 34B of the piston member 34).
  • a relative displacement amount ⁇ Xcom as a distance is set.
  • the relative displacement amount setting unit 53 sets the relative displacement amount ⁇ Xcom that is desired to be maintained (maintained) between the PR contact surface and the tip surface.
  • the output side of the relative displacement amount setting unit 53 is connected to the addition unit 54, and the relative displacement amount ⁇ Xcom set by the relative displacement amount setting unit 53 is output to the addition unit 54.
  • the relative displacement amount ⁇ Xcom is a value set so as to obtain a desired pedal feeling, and may be a constant value (fixed value).
  • the relative displacement amount ⁇ Xcom may be accompanied by a change in driving conditions such as a change in vehicle speed. It may be a variable value to be changed.
  • the addition unit 54 has an input side connected to the brake operation input unit 52 and the relative displacement amount setting unit 53, and an output side connected to the selection unit 56.
  • the adding unit 54 adds the relative displacement amount ⁇ Xcom output from the relative displacement amount setting unit 53 to the input member position Xir output from the brake operation input unit 52.
  • the adding unit 54 outputs the added value (added value) to the selecting unit 56 as a “power pedal position command during pedal operation”.
  • the brake characteristic unit 55 has an input side connected to the vehicle data bus 12 and a characteristic correction processing unit 59, and an output side connected to the selection unit 56. For example, an automatic brake command output from the ECU 16 via the vehicle data bus 12 is input to the brake characteristic unit 55.
  • the automatic brake command is input to the brake characteristic unit 55 as a hydraulic pressure value generated in the master cylinder 21, for example.
  • the brake characteristic unit 55 determines the brake characteristic (characteristic data) indicating the relationship between the generated hydraulic pressure (hydraulic pressure value) of the master cylinder 21 and the position of the power piston 45, that is, “hydraulic pressure P—power piston position X characteristic”. Based on this, the power piston position corresponding to the input automatic brake command (hydraulic pressure value) is calculated.
  • the brake characteristic of the brake characteristic unit 55 is stored in the memory of the ECU 51.
  • the brake characteristic corrected by the characteristic correction processing unit 59 is stored in an updatable manner. Therefore, when an automatic brake command is input via the vehicle data bus 12, the brake characteristic unit 55 determines the power piston position corresponding to the brake hydraulic pressure to be realized by the automatic brake command based on the corrected brake characteristic. calculate. The brake characteristic unit 55 outputs the calculated power piston position to the selection unit 56 as an “automatic brake power piston position command”.
  • the selection unit 56 has an input side connected to the addition unit 54 and the brake characteristic unit 55, and an output side connected to the feedback unit 58.
  • the selection unit 56 compares the “power piston position command for pedal operation” output from the addition unit 54 with the “power piston position command for automatic braking” output from the brake characteristic unit 55, and the larger one of these Select.
  • the selection unit 56 outputs the selected position command to the feedback unit 58 as a “power piston position command”.
  • the angle input unit 57 has an input side connected to the angle sensor 39 and an output side connected to the feedback unit 58 and the characteristic correction processing unit 59.
  • the angle input unit 57 amplifies the detection signal output from the angle sensor 39 and outputs the detection signal to the feedback unit 58 and the characteristic correction processing unit 59 as a power piston position.
  • the feedback unit 58 has an input side connected to the selection unit 56 and the angle input unit 57, and an output side connected to the electric motor 37.
  • the feedback unit 58 calculates, for example, a deviation (position deviation) from the “power piston position command” output from the selection unit 56 and the (actual) power piston position output from the angle input unit 57.
  • the feedback unit 58 outputs a drive signal for driving the electric motor 37 to the electric motor 37 so as to eliminate the deviation.
  • the electric motor 37 is driven (rotated) based on the drive signal output from the feedback unit 58.
  • the characteristic correction processing unit 59 corrects the brake characteristic used by the brake characteristic unit 55, that is, the brake characteristic stored in the memory of the ECU 51.
  • the characteristic correction processing unit 59 has an input side connected to the brake operation input unit 52, the angle input unit 57, and the vehicle data bus 12, and an output side connected to the brake characteristic unit 55.
  • the characteristic correction processing unit 59 receives “input member position Xir” output from the brake operation input unit 52 and “power piston position Xpp” output from the angle input unit 57.
  • the “hydraulic pressure value Pd” output from the ECU 10 is input to the characteristic correction processing unit 59 via the vehicle data bus 12.
  • the “hydraulic pressure value Pd” is a hydraulic pressure value detected by the hydraulic pressure sensor 15 and corresponds to the hydraulic pressure value in the hydraulic pressure chamber 25 of the master cylinder 21 (hydraulic pressure value in the cylinder side hydraulic pressure pipe 8A). .
  • the characteristic correction processing unit 59 moves the power piston 45 based on the operation of the brake pedal 6 to generate a hydraulic pressure in the master cylinder 21, that is, a “power” detected by the angle sensor 39 at this time. From the “piston position Xpp", the "hydraulic pressure value Pd” detected by the hydraulic pressure sensor 15, and the “input member position Xir” detected by the brake operation sensor 7, the "hydraulic pressure value when the brake pedal 6 is not operated” The relationship between “P” and “power piston position X” is calculated. In other words, the characteristic correction processing unit 59 has a brake characteristic indicating the relationship between the “hydraulic pressure value Pd” and the “power piston position Xpp” when the brake pedal 6 is operated (when the first braking command value is input).
  • the characteristic correction processing unit 59 outputs the calculated brake characteristic (corrected brake characteristic) to the brake characteristic unit 55 (that is, stores the corrected brake characteristic in the memory of the ECU 51).
  • the brake characteristic unit 55 is configured to display the relationship between the corrected characteristic data (“hydraulic pressure value P when the brake pedal 6 is not operated) and“ power piston position X ”when the automatic brake command is input.
  • the "power piston position command during automatic braking” can be calculated (output) based on the brake characteristics shown).
  • the configuration of the characteristic correction processing unit 59 will be described in detail later.
  • the position (input member position Xir) of the input member 32 detected by the brake operation sensor 7 is input to the electric booster ECU 51 as the first braking command value.
  • the ECU 51 drives the electric actuator 36 based on the input member position Xir to move the power piston 45 and generates a braking fluid pressure in the master cylinder 21.
  • the ECU 51 detects the brake fluid pressure value (that is, the fluid detected by the fluid pressure sensor 15) generated in the master cylinder 21 transmitted (input) from the ECU 10 via the vehicle data bus 12.
  • the ECU 51 calculates the correction of the characteristic data in consideration of the deformation amount of the reaction disk 47. Further, the ECU 51 calculates the correction of the characteristic data in consideration of the transmission time by the vehicle data bus 12. Then, the ECU 51 controls the electric actuator 36 (electric motor 37) based on the corrected characteristic data when an automatic brake command serving as the second braking command value is input.
  • the electric booster 30 according to the embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
  • the ECU 51 does not block the brake fluid supply path connecting the reservoir 29 and the master cylinder 21 with the power piston 45 and the tip of the input member 32 (tip of the pressure receiving portion 34B of the piston member 34).
  • the power piston position command is calculated so as to maintain the relative displacement with the input member 32 so as not to contact (contact) the reaction disk 47.
  • the ECU 51 outputs a drive signal to the electric motor 37 so that the position of the power piston 45 is maintained.
  • the detection signal of the brake operation sensor 7 is converted into the input member position Xir (brake operation input unit 52), and the relative displacement amount ⁇ Xcom with the power piston position to be held is added to the converted input member position Xir. (Adder 54).
  • the value calculated by addition becomes “power piston position command” and is input to the feedback unit 58.
  • the feedback unit 58 calculates the motor drive signal so that the calculated “power piston position command” matches the “power piston position Xpp” calculated by converting the detection signal of the angle sensor 39.
  • a known feedback control technique can be used to calculate the motor drive signal.
  • the relative displacement amount ⁇ Xcom added to the input member position Xir is determined from the contact surface (PR contact surface) between the power piston 45 (inner cylinder member 45B) and the reaction disk 47 to the input member 32 (pressure receiving portion 34B of the piston member 34). ) Is a value for setting the distance to the tip as an arbitrary value. Specifically, the relative displacement amount ⁇ Xcom is determined in consideration of the dimensions of the parts constituting the electric booster 30 and the relationship between the input member position recognized by the ECU 51 and the origin of each power piston position. is there.
  • the relative displacement amount ⁇ Xcom is the distance itself from the contact surface (PR contact surface) between the power piston 45 and the reaction disk 47 to the tip of the input member 32 (tip of the input member).
  • the position of the power piston 45 is displaced so that the distance between the tip of the input member and the PR contact surface is held at an arbitrary relative displacement amount ⁇ X regardless of the brake pedal operation amount (that is, the input member position). Can do. Therefore, by operating the brake pedal 6 and displacing the input member 32, the power piston 45 can be displaced.
  • the reaction disk 47 is an elastic body, but when no hydraulic pressure is generated and the force transmitted from the primary piston 23 to the reaction disk 47 is small, the tip of the input member 32 and the reaction disk 47 Is approximately equal to the distance between the tip of the input member 32 and the PR contact surface.
  • reaction disk 47 when a hydraulic pressure is generated in the master cylinder 21 and the force transmitted from the primary piston 23 to the reaction disk 47 is increased, the reaction disk 47 is compressed. At this time, the reaction disk 47 is deformed so as to reduce the distance from the tip of the input member 32.
  • the deformation amount of the reaction disk 47 increases as the hydraulic pressure increases, the distance from the tip of the input member 32 is further reduced, and finally the reaction disk 47 and the tip of the input member 32 come into contact with each other.
  • the reaction force transmitted to the reaction disk 47 in accordance with the generated hydraulic pressure is determined by the “contact area between the power piston 45 and the reaction disk 47” and “contact area between the input member 32 and the reaction disk 47”. It is distributed according to the ratio and transmitted to each.
  • the automatic brake command is realized as a vehicle and a braking torque realized by the wheels 2L, 2R, 3L, 3R, etc. in addition to a hydraulic pressure value generated by the master cylinder 21 (a hydraulic pressure value realized by the master cylinder 21). It is transmitted as a value expressed by a physical quantity such as deceleration. Both are basically proportional to the hydraulic pressure value generated in the master cylinder 21. For this reason, in the embodiment, for the sake of simplicity, the automatic brake command is transmitted as a hydraulic pressure value.
  • the electric booster 30 and the hydraulic pressure sensor 15 are not directly connected, and the electric booster 30 is connected to the hydraulic pressure value via the vehicle data bus 12 serving as a communication network between the vehicle ECUs.
  • the hydraulic pressure value recognized by the electric booster 30 is delayed in time relative to the actual hydraulic pressure value due to the communication cycle of the data bus compared to the case of direct connection.
  • the fluid pressure value correction cycle also becomes longer. For this reason, for example, if feedback control is performed using the hydraulic pressure value via the vehicle data bus 12 as it is with respect to an automatic brake command serving as a hydraulic pressure command, the automatic brake command may not be realized with good response.
  • the following (1) and (2) are provided so that the transmitted automatic brake command can be realized with good response.
  • the configuration is adopted.
  • a brake characteristic (hydraulic pressure P-power piston position X characteristic) in which the brake characteristic of a vehicle equipped with the electric booster 30 is modeled as a relationship between the power piston position and the generated hydraulic pressure is held in the ECU 51 in advance. .
  • the ECU 51 performs feedback control similar to that at the time of operating the brake pedal, using the brake characteristics (hydraulic pressure P-power piston position X characteristics) at the time of an automatic brake command. That is, the ECU 51 converts the received automatic brake command (hydraulic pressure value) into a power piston position command using the brake characteristics, and feeds back the power piston position so as to realize the converted power piston position command. Control.
  • the selector 56 selects the larger power piston position command, and the feedback unit 58 performs feedback control so that the power piston position command is realized.
  • the brake characteristic (hydraulic pressure P-power piston position X characteristic) is set to a characteristic close to the brake characteristic of the vehicle on which the actual electric booster 30 is mounted.
  • the brake characteristics of the vehicle change every moment depending on the wear state and temperature of each pad of each wheel cylinder 4L, 4R, 5L, 5R, the hydraulic pressure generated immediately before, etc., in addition to the dispersion of parts.
  • the brake characteristic (hydraulic pressure P-power piston position X characteristic) is corrected so that the automatic brake command can be accurately realized regardless of these changes.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the characteristic correction processing unit 59 of the ECU 51 in FIG.
  • the brake characteristic (hydraulic pressure P-power piston position X characteristic) used in the brake characteristic unit 55 is to convert the hydraulic pressure value P, which becomes an automatic brake command when receiving the automatic brake command, into the power piston position command X. Is not used when the brake pedal 6 is operated. For this reason, the characteristic correction processing unit 59 uses the “input member position Xir”, “power piston position Xpp”, and “hydraulic pressure value Pd” realized at the time of operating the brake pedal to generate the brake characteristic (hydraulic pressure P ⁇ power piston). Position X characteristic) is corrected.
  • (A) in FIG. 5 represents the positional relationship when the brake pedal is operated
  • (B) in FIG. 5 represents the positional relationship when the automatic brake command is received.
  • the power piston position difference ⁇ Xpp increases with an increase in the generated hydraulic pressure.
  • the power piston position difference ⁇ Xpp increases (the difference in power piston position between when the brake pedal is operated and when an automatic brake command is received increases), and the value of the distance ⁇ X.
  • the power piston position difference ⁇ Xpp decreases (the difference in power piston position between when the brake pedal is operated and when an automatic brake command is received decreases).
  • this characteristic includes the tip shape of the input member 32, “the contact area between the power piston 45 and the reaction disk 47”, and “the input member 32 and the reaction disk 47.
  • the contact area of the primary piston 23 that receives the hydraulic reaction force also changes.
  • the hydraulic pressure value Pd (detected by the hydraulic pressure sensor 15), the power piston position Xpp (detected by the angle sensor 39), and the input member position Xir (detected by the brake operating sensor 7) at the time of operating the brake pedal are used.
  • the power piston position difference ⁇ Xpp is calculated and reflected in the correction of the brake characteristic (hydraulic pressure P ⁇ power piston position X characteristic).
  • the brake characteristics (hydraulic pressure P-power piston position X characteristics) in the vehicle are different between the characteristics when the hydraulic pressure increases and the characteristics when the hydraulic pressure decreases, mainly due to the characteristics of the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, and 5R. .
  • the value used for the correction is the value when the brake pedal operation amount is increasing among the values when the brake pedal is operated, that is, the value where the hydraulic pressure value Pd, the power piston position Xpp and the input member position Xir are increasing. Is desirable. That is, the ECU 51 corrects the characteristic data when the operation amount of the brake pedal 6 is increasing (when the braking hydraulic pressure value Pd and the movement amount Xpp of the power piston 45 are increasing).
  • the ABS function or the skid prevention function is operated by the ESC 9 mounted on the vehicle, that is, the hydraulic pressures of the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, 5R regardless of the hydraulic pressure generated by the master cylinder 21.
  • the brake characteristic (hydraulic pressure P-power piston position X characteristic) fluctuates greatly. For this reason, if the value at this time is used, a characteristic different from the characteristic at the time of non-operation is corrected. For this reason, it is desirable not to use the value at the time when the above-mentioned function is operated for the correction of the characteristics by using the fluctuation amount of the hydraulic pressure value or the signal transmitted on the vehicle data bus 12. That is, the ECU 51 prohibits the correction of the characteristic data when the ESC 9 functions and the hydraulic pressures in the wheel cylinders 4L, 4R, 5L, and 5R increase and decrease.
  • the characteristic correction processing unit 59 includes an input member position delay consideration filter 60, a power piston position delay consideration filter 61, a hydraulic pressure value filter 62, and a ⁇ X calculation portion 63.
  • the position difference characteristic unit 64, the addition unit 65, and the correction brake characteristic unit 66 are included.
  • the input member position delay consideration filter 60 has an input side connected to the brake operation input unit 52 (FIG. 3) and an output side connected to the ⁇ X calculation unit 63.
  • the input member position delay consideration filter 60 receives “input member position Xir” from the brake operation sensor 7 directly connected to the ECU 51 via the brake operation input unit 52.
  • the power piston position delay consideration filter 61 has an input side connected to the angle input unit 57 (FIG. 3) and an output side connected to the ⁇ X calculation unit 63 and the addition unit 65.
  • the power piston position delay consideration filter 61 receives “power piston position Xpp” from the angle sensor 39 directly connected to the ECU 51 via the angle input unit 57.
  • the hydraulic pressure supply device ECU 10 that directly recognizes (acquires) the detection signal of the hydraulic pressure sensor 15 is recognized.
  • a delay occurs with respect to the actual hydraulic pressure value, such as a delay due to detection processing or transmission processing, or a recognition processing delay in the ECU 51 for the electric booster.
  • the input member position delay consideration filter 60 delays the value by the time corresponding to the delay of the hydraulic pressure value Pd with respect to the input member position Xir that directly recognizes (acquires) the detection signal (filter processing ( (Delay processing). That is, the input member position delay consideration filter 60 calculates the input member position Xir ′ that is temporally synchronized with the hydraulic pressure value Pd, and outputs it to the ⁇ X calculation unit 63.
  • the power piston position delay consideration filter 61 performs a filter process (delay for delaying the value by a time corresponding to the delay of the hydraulic pressure value Pd with respect to the power piston position Xpp for which the detection signal is directly recognized (acquired). Process). That is, the power piston position delay consideration filter 61 calculates the power piston position Xpp ′ that is temporally synchronized with the hydraulic pressure value Pd, and outputs it to the ⁇ X calculation unit 63 and the addition unit 65.
  • the hydraulic pressure value filter 62 has an input side connected to the vehicle data bus 12 and an output side connected to the position difference characteristic unit 64 and the correction brake characteristic unit 66.
  • the “hydraulic pressure value Pd” from the hydraulic pressure sensor 15 connected to the ECU 10 is input to the hydraulic pressure value filter 62 from the ECU 10 via the vehicle data bus 12.
  • the fluid pressure value filter 62 performs, for example, filter processing (noise removal processing) for the purpose of noise removal on the input fluid pressure value Pd, and the fluid pressure value Pd ′ from which noise has been removed is converted into a position difference characteristic. Output to the unit 64 and the corrected brake characteristic unit 66.
  • the input member position delay consideration filter 60 and the power piston position delay consideration filter 61 are also used for the hydraulic pressure value in addition to the delay process.
  • the same noise removal processing as that of the filter 62 is performed.
  • the ⁇ X calculator 63 is connected to the input member position delay consideration filter 60 and the power piston position delay consideration filter 61 on the input side, and is connected to the position difference characteristic section 64 on the output side.
  • the input member position Xir ′ and the power piston position Xpp ′ that have been subjected to the delay process (and the noise removal process) are input to the ⁇ X calculation unit 63.
  • the input member position Xir ′ and the power piston position Xpp ′ that are synchronized with the hydraulic pressure value in time are input to the ⁇ X calculation unit 63.
  • the ⁇ X calculation unit 63 calculates ⁇ X that is temporally synchronized with the hydraulic pressure value Pd by subtracting the input member position Xir ′ from the input power piston position Xpp ′.
  • the ⁇ X calculation unit 63 outputs the calculated ⁇ X to the position difference characteristic unit 64.
  • the position difference characteristic unit 64 is connected to the ⁇ X calculation unit 63 and the hydraulic pressure filter 62 on the input side, and connected to the addition unit 65 on the output side.
  • the position difference characteristic unit 64 receives ⁇ X (which is temporally synchronized with each other) and the hydraulic pressure value Pd ′.
  • the position difference characteristic unit 64 calculates the power piston position difference ⁇ Xpp from ⁇ X and the hydraulic pressure value Pd ′ based on the characteristic of the power piston position difference ⁇ Xpp as shown in FIG. 7, for example.
  • the characteristics of the power piston position difference ⁇ Xpp due to the hydraulic pressure values Pd and ⁇ X vary depending on the material and dimensions of the reaction disk 47 and the peripheral components.
  • the characteristic of the power piston position difference ⁇ Xpp a characteristic obtained by an experiment or the like in advance may be used, or a characteristic obtained analytically using a characteristic value or the like may be used.
  • the characteristics to be used are stored as, for example, element values in a finite array, and the power piston position difference ⁇ Xpp is calculated by interpolating values between elements according to the inputted ⁇ X and hydraulic pressure value Pd. It is good also as what to do.
  • the power piston position difference ⁇ Xpp may be calculated by storing ⁇ X and the hydraulic pressure value Pd as coefficients of a mathematical polynomial.
  • the position difference characteristic unit 64 outputs the calculated power piston position difference ⁇ Xpp to the adding unit 65.
  • the addition unit 65 is connected to the position difference characteristic unit 64 and the power piston position delay consideration filter 61 on the input side, and is connected to the correction brake characteristic unit 66 on the output side.
  • the power piston position difference ⁇ Xpp and the power piston position Xpp ′ (synchronously synchronized with each other) are input to the adding unit 65.
  • the adding unit 65 adds the power piston position difference ⁇ Xpp and the power piston position Xpp ′, and outputs the added value to the correction brake characteristic unit 66 as a power piston position Xpp ′′ for characteristic correction.
  • the correction brake characteristic unit 66 has an input side connected to the addition unit 65 and the hydraulic pressure filter 62 and an output side connected to the brake characteristic unit 55.
  • the corrected brake characteristic unit 66 receives the power piston position Xpp ′′ and the hydraulic pressure value Pd ′ (synchronized with each other in time).
  • the correction brake characteristic unit 66 calculates a “hydraulic pressure P-power piston position X characteristic” for correction from the input power piston position Xpp ′′ and the hydraulic pressure value Pd ′.
  • this characteristic may be stored as a value of an element of a finite array, or a value stored as the value of the element is used to approximate a mathematical polynomial having a hydraulic pressure value Pd as a variable, and its coefficient is May be saved.
  • a coefficient that minimizes the difference may be stored by comparing with a characteristic obtained by multiplying a basic “hydraulic pressure-power piston position characteristic” (reference characteristic) stored in advance by a coefficient.
  • the correction brake characteristic unit 66 outputs the “hydraulic pressure-power piston position characteristic” for correction calculated in this way to the brake characteristic unit 55. That is, the correction brake characteristic unit 66 stores the “hydraulic pressure-power piston position characteristic” for correction in the memory of the ECU 51.
  • the brake characteristics used in the brake characteristic section 55 that is, the “hydraulic pressure-power piston position X characteristics” used to convert the automatic brake command into the power piston position command are corrected by the “hydraulic pressure-power piston”.
  • the position characteristic can be corrected (updated).
  • the correction (update) timing may be during calculation of “hydraulic pressure-power piston position characteristics” or when an automatic brake command is received, for example, when the brake pedal operation is finished. In the present embodiment, by using the “hydraulic pressure P-power piston position X characteristic” corrected in this way when the automatic brake command is received, the automatic brake command can be realized with high accuracy.
  • the ECU 51 indicates the relationship between the hydraulic pressure value Pd generated in the master cylinder 21 and the power piston position Xpp when the brake pedal 6 is operated (when the first braking command value is input).
  • the characteristic data (hydraulic pressure P-power piston position X characteristic) is corrected and stored based on the input member position Xir corresponding to the operation amount of the brake pedal 6. Therefore, the corrected characteristic data can be the characteristic data considering the operation of the brake pedal 6, that is, the relationship between the hydraulic pressure value Pd when the brake pedal 6 is not operated and the power piston position Xpp.
  • the ECU 51 controls the electric actuator 36 (the electric motor 37) based on the corrected characteristic data when receiving the automatic brake command (when inputting the second braking command value).
  • the braking fluid corresponding to the braking command when the piston is moved based on the second braking command value without operating the brake pedal and hydraulic pressure is generated in the master cylinder, the braking fluid corresponding to the braking command to be realized based on the corrected characteristic data.
  • the pressure that is, the brake fluid pressure corresponding to the second braking command value can be generated with high accuracy.
  • the ECU 51 corrects the hydraulic pressure value input to the ECU 51 via the vehicle data bus 12 when correcting the characteristic data indicating the relationship between the hydraulic pressure value and the power piston position based on the input member position Xir.
  • Pd detected value of hydraulic pressure sensor 15
  • power piston position Xpp detected value of angle sensor 39
  • input member position Xir brake operation sensor
  • the power piston position Xpp and the input member position Xir are synchronized in time with the hydraulic pressure value Pd by performing filter processing (delay processing) taking into account the delay (transmission time) of the hydraulic pressure value Pd. For this reason, it is possible to accurately correct the characteristic data based on the power piston position Xpp ', the input member position Xir', and the fluid pressure value Pd that are synchronized in time with each other.
  • the ECU 51 (the feedback unit 58 thereof) feeds back the actual power piston position Xpp (motor rotation position) detected by the angle sensor 39 with respect to the power piston position command (motor rotation position command). That is, in the embodiment, the ECU 51 (specifically, the feedback unit 58 of the ECU 51) sets the detection value Pd of the hydraulic pressure sensor 15 when the first braking command value is input and when the second braking command value is input.
  • the electric actuator 36 (electric motor 37) is controlled without feedback. For this reason, it is possible to suppress the deviation between the target hydraulic pressure (hydraulic pressure command) and the actually generated braking hydraulic pressure due to the error or delay (transmission time) of the detection value Pd of the hydraulic pressure sensor 15. In addition, the desired brake fluid pressure can be generated with high accuracy.
  • a desired braking fluid pressure can be generated with high accuracy.
  • the control device when the first braking command value is input, uses the characteristic data indicating the relationship between the hydraulic pressure value generated in the master cylinder and the movement amount of the piston as the operation amount of the brake pedal. Correct and store based on. Therefore, the corrected characteristic data can be a relationship between the hydraulic pressure value considering the operation of the brake pedal (for example, when the brake pedal is not operated) and the movement amount of the piston. The control device controls the electric actuator based on the corrected characteristic data when the second braking command value is input.
  • the desired braking hydraulic pressure (for example, based on the corrected characteristic data)
  • the braking hydraulic pressure corresponding to the second braking command value) can be generated with high accuracy.
  • an electric actuator that operates to generate a brake fluid pressure in a master cylinder of the vehicle, an operation amount detection device that detects an operation amount of the brake pedal of the vehicle, and an electric actuator A piston that moves by operation, a movement amount detection device that detects the movement amount of the piston, a first braking command value based on the operation of the brake pedal, or a second input from the inter-device communication network of the vehicle And a control device that moves the piston by controlling the electric actuator based on the braking command value.
  • the control device receives the first braking command value when the first braking command value is input. Based on the braking command value, the electric actuator is controlled to move the piston to generate a brake fluid pressure and to control the electric actuator.
  • the characteristic data shown is corrected and stored based on the operation amount of the brake pedal, and the electric actuator is controlled based on the corrected characteristic data when the second braking command value is input.
  • the control device corrects the characteristic data when the operation amount of the brake pedal is increasing.
  • the control device may include the characteristic data when the braking hydraulic pressure value and the movement amount of the piston are increased. Perform the correction.
  • the master cylinder supplies the braking hydraulic pressure to a wheel cylinder that applies a braking force to the vehicle.
  • the control device prohibits correction of the characteristic data when the hydraulic pressure supply device provided between the master cylinder and the wheel cylinder functions to increase or decrease the hydraulic pressure of the wheel cylinder. To do.
  • the control device calculates the correction of the characteristic data in consideration of a transmission time by the inter-device communication network. To do.
  • the input member connected to the brake pedal, the input member and the piston are in contact, and the master cylinder A reaction disk that distributes the reaction force of the braking fluid pressure generated in step 1 to the input member and the piston, and the control device corrects the characteristic data in consideration of the deformation amount of the reaction disk. calculate.

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Abstract

所望の制動液圧を精度よく発生させることができる電動ブレーキ装置を提供する。 ECUは、ブレーキペダルの操作(入力部材位置)に基づいて電動アクチュエータの電動モータ37を制御することにより、パワーピストンを移動させて、マスタシリンダに制動液圧を発生させる。ECUの特性補正処理部は、ECUから車両データバスを介して伝達される液圧値と、入力部材位置に基づいて制御されたパワーピストンの移動量との関係を示す特性データを、ブレーキペダルの操作量に基づいて補正して記憶する。ECUは、自動ブレーキ指令の入力時に、補正した特性データに基づいて、電動アクチュエータを制御する。

Description

電動ブレーキ装置
 本発明は、自動車等の車両に制動力を付与する電動ブレーキ装置に関する。
 自動車等の車両に搭載される電動ブレーキ装置として、電動アクチュエータによって車両のホイールブレーキ機構へ制動液圧(ブレーキ液圧)を付与する構成が知られている(特許文献1)。ここで、特許文献1の電動ブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作量に応じてマスタシリンダの目標液圧を設定し、液圧センサが検出するマスタシリンダ液圧が目標液圧となるように電動アクチュエータを制御する。
 特許文献1の電動ブレーキ装置は、液圧センサが正常のときに、電動アクチュエータ動作時のマスタシリンダのピストンの移動量(モータ回転位置)と発生液圧(マスタシリンダ液圧)との関係を表すブレーキ特性を更新する。そして、液圧センサが異常のときは、更新したブレーキ特性を用いてマスタシリンダの目標液圧に対応するピストンの移動量を算出し、この算出した移動量となるように電動アクチュエータを制御する。これにより、液圧センサに異常が生じても、異常が生じる前の液圧剛性に応じた制動力の付与を行うことができる。
国際公開第2012/118103号
 ところで、ピストンの移動量と発生液圧との関係を表すブレーキ特性を用いて電動アクチュエータを制御する場合、例えば、検出されたピストンの移動量と発生液圧とをそのまま用いてブレーキ特性を更新すると、所望の制動液圧(実現したい制動指令に相当する制動液圧)に対して実際に発生する制動液圧がずれる場合がある。
 本発明の目的は、所望の制動液圧を精度よく発生させることができる電動ブレーキ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、車両のマスタシリンダで制動液圧を発生させるべく作動する電動アクチュエータと、前記車両のブレーキペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、前記電動アクチュエータの作動により移動するピストンと、前記ピストンの移動量を検出する移動量検出装置と、前記ブレーキペダルの操作に基づく第1の制動指令値、または、前記車両の装置間通信網から入力される第2の制動指令値に基づき前記電動アクチュエータを制御して前記ピストンを移動させる制御装置と、を有する電動ブレーキ装置であって、
 前記制御装置は、前記第1の制動指令値の入力時に、当該第1の制動指令値に基づいて前記電動アクチュエータを制御して前記ピストンを移動させ、制動液圧を発生させると共に、当該制動液圧の発生中に、前記装置間通信網から入力される前記マスタシリンダで発生した制動液圧値と、前記第1の制動指令値に基づいて制御された前記ピストンの移動量との関係を示す特性データを、前記ブレーキペダルの操作量に基づいて補正して記憶し、前記第2の制動指令値の入力時に、前記補正した特性データに基づいて前記電動アクチュエータを制御する。
 本電動ブレーキ装置は、所望の制動液圧を精度よく発生させることができる。
実施形態による電動ブレーキ装置が搭載された車両を示す概略図である。 実施形態による電動ブレーキ装置を示す断面図である。 電動ブレーキ装置、マスタシリンダ、ホイールブレーキ機構等を示すブロック図である。 図3中の制御装置(電動倍力装置用ECU)の特性補正処理部を示すブロック図である。 ブレーキペダル操作時と自動ブレーキ時のパワーピストン位置差ΔXppを示す断面図である。 液圧Pとパワーピストン位置Xppとの関係の一例を示す特性線図である。 液圧Pとパワーピストン位置差ΔXppとの関係の一例を示す特性線図である。
 以下、実施形態による電動ブレーキ装置について、当該電動ブレーキ装置を4輪自動車に搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
 図1において、車両のボディを構成する車体1の下側(路面側)には、左右の前輪2L,2Rと左右の後輪3L,3Rとからなる合計4個の車輪が設けられている。車輪(各前輪2L,2R、各後輪3L,3R)は、車体1と共に車両を構成している。左,右の前輪2L,2Rには、それぞれ前輪側ホイールシリンダ4L,4Rが設けられている。左,右の後輪3L,3Rには、それぞれ後輪側ホイールシリンダ5L,5Rが設けられている。これら各ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rは、それぞれの車輪2L,2R,3L,3Rに制動力(摩擦制動力)を付与するホイールブレーキ機構(摩擦ブレーキ機構)となるものである。ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rは、例えば、液圧式のディスクブレーキ、または、ドラムブレーキにより構成されている。
 ブレーキペダル6は、車体1のフロントボード側に設けられている。ブレーキペダル6は、車両のブレーキ操作時に、乗員(乗車人員)、即ち、運転者によって矢示Y方向に踏込み操作され、この操作に基づいて、各ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rは、車輪2L,2R,3L,3Rに制動力を付与する。ブレーキペダル6(より具体的には、後述する電動倍力装置30の入力部材32)には、運転者によるブレーキペダル6の操作量(ブレーキペダル操作量)を検出する操作量検出装置としてのブレーキ操作センサ7が設けられている。
 ブレーキ操作センサ7は、例えば、ブレーキペダル6(入力部材32)の変位量となるストローク量(ペダルストローク)を検出するストロークセンサ(変位センサ)を用いることができる。なお、ブレーキ操作センサ7は、ストロークセンサに限らず、例えば、ペダル踏力を検出する力センサ(荷重センサ)、ブレーキペダル6の回転角(傾き)を検出する角度センサ等、ブレーキペダル6(入力部材32)の操作量(踏込み量)を検出できる各種のセンサを用いることができる。この場合、ブレーキ操作センサ7は、1個(1種類)のセンサにより構成してもよいし、複数(複数種類)のセンサにより構成してもよい。
 ブレーキ操作センサ7の検出信号(ブレーキペダル操作量)は、後述の電動倍力装置用ECU51(以下、ECU51という)に出力される。ECU51は、ブレーキ操作センサ7等と共に、後述の電動倍力装置30を構成している。後述するように、ECU51は、ブレーキ操作センサ7が検出した検出信号としてのブレーキペダル操作量(第1の制動指令値)に基づき電動倍力装置30の電動モータ37に駆動信号を出力し、電動倍力装置30に取付けられているマスタシリンダ21内の液圧室25,26(図2参照)に液圧(制動液圧)を発生させる。さらに、ECU51は、例えば、後述の車両データバス12を通じて自動ブレーキ指令(第2の制動指令値)を受信した場合も、マスタシリンダ21に液圧を発生させる。
 このとき、ECU51は、運転者のブレーキペダル6の操作によらず、自動ブレーキ指令に基づき電動倍力装置30の電動モータ37に駆動信号を出力し、マスタシリンダ21内の液圧室25,26に液圧を発生させることができる。マスタシリンダ21に発生した液圧は、液圧供給装置9を介してホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rに供給され、車輪2L,2R,3L,3Rに制動力が付与される。なお、図2ないし図4に示すマスタシリンダ21、リザーバ29、電動倍力装置30等の構成については、後で詳しく説明する。
 図1に示すように、マスタシリンダ21に発生した液圧は、一対のシリンダ側液圧配管8A,8Bを介して液圧供給装置9(以下、ESC9という)に供給される。ESC9は、マスタシリンダ21とホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rとの間に設けられている。ESC9は、マスタシリンダ21からシリンダ側液圧配管8A,8Bを介して出力される液圧を、ブレーキ側配管部11A,11B,11C,11Dを介してホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rに分配、供給する。ESC9は、例えば、複数の制御弁と、ブレーキ液を加圧する液圧ポンプと、該液圧ポンプを駆動する電動モータと、余剰のブレーキ液を一時的に貯留する液圧制御用リザーバ(いずれも図示せず)とを含んで構成されている。ESC9の各制御弁の開閉と電動モータの駆動は、液圧供給装置用ECU10(以下、ECU10という)により制御される。
 第1のECUとなるECU10は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成されている。ECU10は、ESC9(の各制御弁、電動モータ)を電気的に駆動制御する液圧供給装置用コントロールユニットである。ECU10の入力側は、車両データバス12、および、液圧センサ15と接続されている。ECU10の出力側は、各制御弁、電動モータ、および、車両データバス12と接続されている。
 ECU10は、ESC9の各制御弁、電動モータ等を個別に駆動制御する。これにより、ECU10は、ブレーキ側配管部11A,11B,11C,11Dからホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rに供給する制動液圧(ブレーキ液圧)を減圧、保持、増圧または加圧する制御を、ホイールシリンダ4L,4R,5L,5R毎に個別に行う。
 この場合、ECU10は、ESC9を作動制御することにより、例えば以下の制御(1)~(8)等を実行することができる。
(1)車両の制動時に接地荷重等に応じて各車輪2L,2R,3L,3Rに適切に制動力を配分する制動力配分制御。
(2)制動時に各車輪2L,2R,3L,3Rの制動力を自動的に調整して各車輪2L,2R,3L,3Rのロック(スリップ)を防止するアンチロックブレーキ制御。
(3)走行中の各車輪2L,2R,3L,3Rの横滑りを検知してブレーキペダル6の操作量に拘わらず各車輪2L,2R,3L,3Rに付与する制動力を適宜自動的に制御しつつ、アンダーステアおよびオーバーステアを抑制して車両の挙動を安定させる車両安定化制御。
(4)坂道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。
(5)発進時等において各車輪2L,2R,3L,3Rの空転を防止するトラクション制御。
(6)先行車両に対して一定の車間を保持する車両追従制御。
(7)走行車線を保持する車線逸脱回避制御。
(8)車両前方または後方の障害物との衡突を回避する障害物回避制御。
 ESC9は、運転者のブレーキ操作による通常の動作時においては、マスタシリンダ21で発生した液圧を、ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rに直接供給する。これに対し、例えば、アンチロックブレーキ制御等を実行する場合は、増圧用の制御弁を閉じてホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rの液圧を保持し、ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rの液圧を減圧するときには、減圧用の制御弁を開いてホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rの液圧を液圧制御用リザーバに逃がすように排出する。
 さらに、車両走行時の安定化制御(横滑り防止制御)等を行うため、ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rに供給する液圧を増圧または加圧するときは、供給用の制御弁を閉弁した状態で電動モータにより液圧ポンプを作動させ、該液圧ポンプから吐出したブレーキ液をホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rに供給する。このとき、液圧ポンプの吸込み側には、マスタシリンダ21側からリザーバ29内のブレーキ液が供給される。この供給用の制御弁は、上述の増圧用の制御弁または減圧用の制御弁とは異なる弁である。
 車両データバス12は、車両に搭載されたV-CANと呼ばれる車両ECU間通信網(装置間通信網)である。即ち、車両データバス12は、車両に搭載された多数の電子機器の間(例えば、ECU10、ECU16、ECU51間)で多重通信を行うシリアル通信部である。ECU10には、電源ライン13を通じて車載バッテリ14からの電力が供給される。後述のECU16およびECU51についても、電源ライン13を通じて車載バッテリ14から電力が供給される。なお、図1では、二本の斜線が付された線は信号線や電源線等の電気系の線を表している。
 液圧センサ15は、マスタシリンダ21(の第1の液圧室25)とESC9との間のシリンダ側液圧配管8Aに設けられている。液圧センサ15は、マスタシリンダ21で発生する圧力(制動液圧)、より具体的には、シリンダ側液圧配管8A内の液圧を検出する。液圧センサ15は、ESC9のECU10に電気的に接続されている。液圧センサ15の検出信号(液圧値)は、ECU10に出力される。ECU10は、液圧センサ15で検出された液圧値を、車両データバス12に出力する。後述の電動倍力装置用ECU51は、ECU10より液圧値を受信することで、マスタシリンダ21で発生した液圧値を認識(取得)することができる。
 なお、図示は省略するが、ECU10とECU51との間は、車両データバス12とは別に設けられる通信線(信号線)、例えば、車載ECU間の通信が可能なL-CANと呼ばれる通信線(車両ECU間通信網)により接続し、該通信線を介して液圧センサ15の液圧値を授受するようにしてもよい。即ち、電動倍力装置用ECU51は、液圧センサ15で検出された液圧値を、ECU10から車両ECU間通信網(車両データバス12または通信線)を介して取得する。
 車両データバス12には、自動ブレーキ用ECU16(以下、ECU16という)が接続されている。第2のECUとなるECU16は、自動ブレーキ指令(自動ブレーキ制動指令値)を出力する自動ブレーキ用コントロールユニットである。ECU16も、ECU10や後述のECU51と同様にマイクロコンピュータを含んで構成され、車両データバス12を介してECU10、51等と接続されている。
 ここで、ECU16は、例えば、外界認識センサ17に接続されている。外界認識センサ17は、車両周囲の物体の位置を計測する物体位置計測装置を構成するもので、例えば、ステレオカメラ、シングルカメラ等のカメラ(例えば、デジタルカメラ)、および/または、レーザレーダ、赤外線レーダ、ミリ波レーダ等のレーダ(例えば、半導体レーザ等の発光素子およびそれを受光する受光素子)を用いることができる。なお、外界認識センサ17は、カメラ、レーダに限らず、車両の周囲となる外界の状態を認識(検出)できる各種のセンサ(検出装置、計測装置、電波探知機)を用いることができる。
 ECU16は、外界認識センサ17の検出結果(情報)に基づいて、例えば、前方の物体との距離等を算出すると共に、この距離と現在の車両の走行速度等とに基づいて、付与すべき制動力(制動液圧)に対応する自動ブレーキ制動指令値を算出する。算出された自動ブレーキ制動指令値は、ECU16から自動ブレーキ指令として車両データバス12に出力される。
 この場合に、例えば、第3のECUとなる電動倍力装置用ECU51は、車両データバス12を介して自動ブレーキ制動指令値(第2の制動指令値)を取得すると、この取得した自動ブレーキ制動指令値に基づいて、電動倍力装置30の電動モータ37を駆動する。即ち、電動倍力装置30は、自動ブレーキ制動指令値に基づいて、マスタシリンダ21内に液圧を発生させ、各ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rを加圧することにより、車輪2L,2R,3L,3Rに制動力(自動ブレーキ)を付与することができる。
 次に、マスタシリンダ21、リザーバ29、電動倍力装置30について、図1に加え、図2も参照しつつ説明する。
 マスタシリンダ21は、運転者のブレーキ操作により作動する。マスタシリンダ21は、車両に制動力を付与するホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rへ制動液圧を供給する。図2に示すように、マスタシリンダ21は、タンデム型マスタシリンダにより構成されている。即ち、マスタシリンダ21は、シリンダ本体22と、プライマリピストン23と、セカンダリピストン24と、第1の液圧室25と、第2の液圧室26と、第1の戻しばね27と、第2の戻しばね28とを含んで構成されている。
 シリンダ本体22は、軸方向(図2の左右方向)の一側(例えば、図2の左右方向の右側、車両の前後方向の後側)が開口端となり他側(例えば、図2の左右方向の左側、車両の前後方向の前側)が底部となって閉塞された有底筒状に形成されている。シリンダ本体22は、その開口端側が後述する電動倍力装置30のブースタハウジング31に取付けられている。シリンダ本体22には、リザーバ29と接続される第1,第2のリザーバポート22A,22Bが設けられている。また、シリンダ本体22には、シリンダ側液圧配管8A,8B等を介してホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rと接続される第1,第2のサプライポート22C,22Dが設けられている。
 プライマリピストン23は、軸方向の一側が有底のロッド挿入穴23Aとなり、軸方向の他側が有底のばね収容穴23Bとなっている。ばね収容穴23Bは、ロッド挿入穴23Aとは反対側(他側)に開口し、ばね収容穴23B内には、第1の戻しばね27の一側が配置されている。プライマリピストン23は、ロッド挿入穴23A側がシリンダ本体22の開口端側から外部に突出し、ロッド挿入穴23A内には、後述の出力ロッド48が突当て状態で挿入されている。
 セカンダリピストン24は、有底筒状に形成され、プライマリピストン23と対向する軸方向の一側が底部24Aとなって閉塞されている。セカンダリピストン24には、軸方向の他側に開口するばね収容穴24Bが形成され、ばね収容穴24B内には、第2の戻しばね28の一側が配置されている。
 第1の液圧室25は、プライマリピストン23とセカンダリピストン24との間でシリンダ本体22内に画成されている。第2の液圧室26は、セカンダリピストン24とシリンダ本体22の底部との間でシリンダ本体22内に画成されている。
 第1の戻しばね27は、第1の液圧室25内に位置してプライマリピストン23とセカンダリピストン24との間に配設されている。第1の戻しばね27は、プライマリピストン23をシリンダ本体22の開口端側に向けて付勢している。第2の戻しばね28は、第2の液圧室26内に位置してシリンダ本体22の底部とセカンダリピストン24との間に配設されている。第2の戻しばね28は、セカンダリピストン24を第1の液圧室25側に向けて付勢している。
 例えば、ブレーキペダル6が踏込み操作されると、マスタシリンダ21のシリンダ本体22内では、プライマリピストン23とセカンダリピストン24とがシリンダ本体22の底部側に向かって変位する。このとき、第1,第2のリザーバポート22A,22Bが、プライマリピストン23とセカンダリピストン24とにより遮断されると、第1,第2の液圧室25,26内のブレーキ液により、マスタシリンダ21からブレーキ液圧(M/C圧)が発生する。一方、ブレーキペダル6の操作が解除されると、プライマリピストン23とセカンダリピストン24とが、第1,第2の戻しばね27,28によりシリンダ本体22の開口部側に向かって変位する。
 リザーバ29は、マスタシリンダ21のシリンダ本体22に取付けられている。リザーバ29は、内部にブレーキ液を貯溜する作動油タンクとして構成され、シリンダ本体22内の液圧室25,26にブレーキ液を補充(給排)する。図2に示すように、第1のリザーバポート22Aが第1の液圧室25に連通され、第2のリザーバポート22Bが第2の液圧室26に連通しているときは、リザーバ29と液圧室25,26との間でブレーキ液の供給または排出を行うことができる。
 一方、第1のリザーバポート22Aがプライマリピストン23により第1の液圧室25から遮断され、第2のリザーバポート22Bがセカンダリピストン24により第2の液圧室26から遮断されると、リザーバ29と液圧室25,26との間のブレーキ液の供給および排出が断たれる。この場合、マスタシリンダ21の液圧室25,26内には、プライマリピストン23およびセカンダリピストン24の変位に伴ってブレーキ液圧(M/C圧)が発生し、このブレーキ液圧は、一対のシリンダ側液圧配管8A,8Bを介してESC9に供給される。
 電動ブレーキ装置としての電動倍力装置30は、ブレーキペダル6とマスタシリンダ21との間に設けられている。電動倍力装置30は、運転者によるブレーキペダル6の踏込み操作時に、第1の制動指令値となるブレーキペダル操作量(踏込み量)に応じて電動モータ37を駆動することにより、ブレーキ操作力(踏力)を増力してマスタシリンダ21に伝える倍力機構(ブースタ)となるものである。これに加えて、電動倍力装置30は、運転者のブレーキ操作(ペダル操作)がなくても、自動的に制動力(自動ブレーキ)を付与する自動ブレーキ付与機構となるものである。
 即ち、電動倍力装置30は、(例えば、ECU16からの)第2の制動指令値となる自動ブレーキ指令に応じて電動モータ37を駆動することにより、マスタシリンダ21内にブレーキ液圧を発生させる。これにより、運転者のブレーキ操作に拘わらず(操作があってもなくても)、各ホイールシリンダ4L,4R,5L,5R内にブレーキ液圧を供給し、自動的に制動力(自動ブレーキ)を付与することができる。
 電動倍力装置30は、操作量検出装置としてのブレーキ操作センサ7(図1,3)と、電動アクチュエータ36と、移動量検出装置としての角度センサ39(図1,3)と、ピストンとしてのパワーピストン45と、制御装置としてのECU51とを含んで構成されている。より具体的には、電動倍力装置30は、ブレーキ操作センサ7、ブースタハウジング31、入力部材32、電動アクチュエータ36、角度センサ39、パワーピストン45、リアクションディスク47、出力ロッド48、ECU51等を備えている。
 ブースタハウジング31は、電動倍力装置30の外殻を形成し、例えば、車体のフロントボードである車室前壁に固定される。ブースタハウジング31は、モータケース31Aと、出力ケース31Bと、入力ケース31Cとを備えている。モータケース31Aは、後述の電動モータ37と減速機構40の一部(駆動プーリ40A側)を内部に収容する。出力ケース31Bは、減速機構40の他部(従動プーリ40B側)、回転直動変換機構43およびパワーピストン45の一部(軸方向の他側)、リアクションディスク47、出力ロッド48、第2の戻しばね46等を内部に収容する。入力ケース31Cは、モータケース31Aおよび出力ケース31Bの軸方向一側の開口を閉塞すると共に、回転直動変換機構43およびパワーピストン45の他部(軸方向の一側)、入力部材32の中間部等を内部に収容する。
 入力部材32は、ブースタハウジング31に対して軸方向の移動を可能に設けられ、ブレーキペダル6に接続されている。入力部材32は、ロッド部材33とピストン部材34とを備えている。ロッド部材33とピストン部材34は、同心に連結された状態で、回転直動変換機構43およびパワーピストン45の内側に挿通されている。この場合、ロッド部材33の軸方向の一側は、ブースタハウジング31の入力ケース31Cから突出している。そして、突出端となるロッド部材33の一側には、ブレーキペダル6が連結される。
 これに対して、ロッド部材33の軸方向の他側は、その先端が球形部33Aとなってパワーピストン45内に挿入されている。ロッド部材33の中間部には、全周にわたって径方向外側に突出する鍔部33Bが設けられている。鍔部33Bとパワーピストン45との間には、第1の戻しばね35が設けられている。第1の戻しばね35は、パワーピストン45に対して入力部材32(ロッド部材33)を軸方向の一側に向けて常時付勢する。
 ピストン部材34は、パワーピストン45に対して軸方向の相対移動を可能(摺動可能)にパワーピストン45内に挿嵌されている。ピストン部材34は、ロッド部材33に対向して設けられた本体部34Aと、該本体部34Aから軸方向の他側に突出して設けられた受圧部34Bとを備えている。本体部34Aの軸方向の一側には、ロッド部材33の球形部33Aと対応する位置に凹部34Cが設けられている。凹部34Cには、ロッド部材33の球形部33Aが、例えばかしめ等の手段を用いて固着されている。
 一方、受圧部34Bの先端面は、リアクションディスク47と当接する当接面となっている。例えば、ブレーキペダル6が操作されていないときは、受圧部34Bの先端面とリアクションディスク47との間に所定の隙間が形成される。ブレーキペダル6が踏込み操作されると、受圧部34Bの先端面とリアクションディスク47とが当接し、入力部材32の推力(踏込み力が)がリアクションディスク47に加わる。
 電動アクチュエータ36は、車両のマスタシリンダ21で制動液圧を発生させるべく(車両のホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rへ制動液圧を付与すべく)作動する。即ち、電動アクチュエータ36は、パワーピストン45をマスタシリンダ21の軸方向に移動させ、該パワーピストン45に推力を付与することにより、マスタシリンダ21のプライマリピストン23(およびセカンダリピストン24)を変位させる。このために、電動アクチュエータ36は、電動モータ37と、該電動モータ37の回転を減速して筒状回転体41に伝える減速機構40と、筒状回転体41の回転をパワーピストン45の軸方向変位に変換する回転直動変換機構43とにより構成されている。
 電動モータ37は、例えばDCブラシレスモータを用いて構成され、モータ軸(出力軸)となる回転軸37Aと、該回転軸37Aに取付けられた永久磁石等のロータ37Bと、モータケース31Aに取付けられたコイル(電機子)等のステータ37Cとを備えている。回転軸37Aの軸方向一側の端部は、ブースタハウジング31の入力ケース31Cに転がり軸受38を介して回転可能に支持されている。
 電動モータ37には、レゾルバや回転角センサと呼ばれる角度センサ39(図1および図3参照)が設けられている。角度センサ39は、電動モータ37(の回転軸37A)の回転角度(回転位置)を検出し、その検出信号をECU51に出力する。ECU51は、この回転角度信号に従って電動モータ37(即ち、パワーピストン45)のフィードバック制御を行う。ここで、角度センサ39で検出された電動モータ37の回転角度は、後述の減速機構40の減速比、および、回転直動変換機構43の単位回転角度当たりの直動変位量を用いることで、パワーピストン45の移動量(変位量、位置)を算出することが可能である。
 このため、角度センサ39は、パワーピストン45の移動量(パワーピストン45の変位量または位置)を検出する移動量検出装置を構成している。なお、移動量検出装置は、レゾルバに限らず、例えば、回転型のポテンショメータを用いてもよい。また、角度センサ39は、電動モータ37の回転角度(回転位置)に代えて、減速機構40による減速後の回転角度(例えば、筒状回転体41の回転角度)を検出してもよい。さらに、パワーピストン45の移動量を間接的に検出する角度センサ39に代えて、例えば、パワーピストン45の直動変位(軸方向変位)を直接的に検出する変位センサ(位置センサ)を用いてもよい。また、変位センサを用いて、回転直動変換機構43の直動部材44の直動変位を検出してもよい。
 減速機構40は、例えば、ベルト減速機構として構成されている。減速機構40は、電動モータ37の回転軸37Aに取付けられた駆動プーリ40Aと、筒状回転体41に取付けられた従動プーリ40Bと、これらの間に巻装されたベルト40Cとを含んで構成されている。減速機構40は、電動モータ37の回転軸37Aの回転を所定の減速比で減速して筒状回転体41に伝達する。筒状回転体41は、ブースタハウジング31の入力ケース31Cに転がり軸受42を介して回転可能に支持されている。
 回転直動変換機構43は、例えば、ボールネジ機構として構成されている。回転直動変換機構43は、筒状回転体41の内周側に複数のボールを介して軸方向に移動可能に設けられた筒状(中空)の直動部材44を備えている。直動部材44の内側には、パワーピストン45が直動部材44の軸方向他側の開口から挿入されている。直動部材44の軸方向一側の端部寄りには、全周にわたって径方向内側に突出する鍔部44Aが設けられている。この鍔部44Aの他側面(前側面)には、パワーピストン45の一端部(後端部)が当接している。これにより、直動部材44は、入力ケース31Cおよび筒状回転体41の内周側を、パワーピストン45と一体になって軸方向の他側(前側)に変位することができる。
 パワーピストン45は、マスタシリンダ21で制動液圧を発生させてホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rに制動液圧を付与すべく、電動アクチュエータ36の作動により移動する。パワーピストン45は、外側筒部材45Aと、内側筒部材45Bと、環状部材45Cとを含んで構成されている。外側筒部材45Aは、直動部材44の内側に、該直動部材44に対して軸方向に摺動することによって相対変位を可能に設けられている。内側筒部材45Bは、外側筒部材45Aの内側に設けられている。内側筒部材45Bの軸方向の一側(後側)の端面(一端面)は、外側筒部材45Aの一端面と共に、環状部材45Cに当接している。内側筒部材45Bの内側には、入力部材32のピストン部材34が軸方向の相対移動(摺動)を可能に挿嵌されている。
 内側筒部材45Bの軸方向の他側(前側)は、全周にわたって径方向内側に突出した鍔部45B1となっている。この鍔部45B1は、ピストン部材34の受圧部34Bと共に、リアクションディスク47に対面(対向)している。環状部材45Cは、内側筒部材45Bの軸方向一側の開口に螺合により固着されている。環状部材45Cの軸方向の中間部は、全周にわたって径方向外側に突出した鍔部45C1となっている。この鍔部45C1の一側面には、直動部材44の鍔部44Aが当接する。環状部材45Cの鍔部45C1の他側面には、外側筒部材45Aおよび内側筒部材45Bが当接している。
 第2の戻しばね46は、パワーピストン45の外側筒部材45Aとブースタハウジング31の出力ケース31Bとの間に設けられている。第2の戻しばね46は、パワーピストン45を、制動解除方向に常時付勢する。これにより、パワーピストン45は、ブレーキ操作の解除時に、電動モータ37が制動解除側に回転することによる駆動力と第2の戻しばね46の付勢力とにより、図2に示す初期位置まで戻される。
 リアクションディスク47は、パワーピストン45(内側筒部材45B)および入力部材32(ピストン部材34)と出力ロッド48との間に設けられている。リアクションディスク47は、例えば、ゴム等の弾性樹脂材料からなる円板として形成され、入力部材32とパワーピストン45とに当接する。リアクションディスク47は、ブレーキペダル6から入力部材32(のピストン部材34)に伝わる踏力(入力推力)と、電動アクチュエータ36からパワーピストン45(の内側筒部材45B)に伝わる推力(ブースタ推力)とを、出力ロッド48に伝達する。換言すれば、リアクションディスク47は、マスタシリンダ21で発生する制動液圧の反力を、入力部材32とパワーピストン45とに分配する。
 例えば、ブレーキペダル6が踏込まれると共にこの踏込みに伴って電動アクチュエータ36によりパワーピストン45がリアクションディスク47側に向けて移動すると、該リアクションディスク47は、例えば、後述する図5の(A)に示すように弾性変形する。一方、ブレーキペダル6の操作がなく(踏込みがなく)、自動ブレーキ指令に基づき電動アクチュエータ36によりパワーピストン45のみがリアクションディスク47側に向けて移動すると、該リアクションディスク47は、例えば、図5の(B)に示すように弾性変形する。なお、図5では、後述のパワーピストン位置差ΔXpp等を分かり易く示すために、パワーピストン45の内側筒部材45Bの形状、ピストン部材34の受圧部34Bの形状等を、図2と比較して簡略的に表している。
 出力ロッド48は、入力部材32の推力および/またはパワーピストン45の推力を、マスタシリンダ21(のプライマリピストン23)に出力するものである。出力ロッド48は、一端側に大径のフランジ部48Aが設けられている。フランジ部48Aは、リアクションディスク47を挟んでパワーピストン45の内側筒部材45Bに外側から嵌合されている。出力ロッド48は、入力部材32の推力および/またはパワーピストン45の推力に基づいて、マスタシリンダ21のプライマリピストン23を押圧する。
 ここで、回転直動変換機構43は、バックドライバビリティを有しており、直動部材44の直線運動(軸方向移動)によって筒状回転体41を回転させることができる。図2に示すように、パワーピストン45が戻り位置まで後退したときには、直動部材44が入力ケース31Cの閉塞端側に当接する。この閉塞端は、直動部材44を介してパワーピストン45の戻り位置を規制するストッパとして機能する。
 パワーピストン45(特にパワーピストン45の環状部材45C)には、直動部材44の鍔部44Aが後方(図2の右方)から当接している。このため、パワーピストン45が直動部材44から離れて単独で前進できるようになっている。即ち、例えば、電動モータ37が断線等によって作動不良になる等、電動倍力装置30に異常が発生した場合は、直動部材44は、第2の戻しばね46のばね力によってパワーピストン45と共に後退位置に戻される。これにより、ブレーキの引き摺りを抑制することができる。一方、制動力を付与するときは、入力部材32の前進に基づいて、リアクションディスク47を介して出力ロッド48をマスタシリンダ21側に向けて変位させ、該マスタシリンダ21に液圧を発生させることができる。このとき、入力部材32が所定量前進すると、ピストン部材34の本体部34Aの前端がパワーピストン45の内側筒部材45B(の鍔部45B1)に当接する(図2参照)。これにより、入力部材32とパワーピストン45との両方の前進に基づいて、マスタシリンダ21に液圧を発生させることができる。
 なお、減速機構40は、ベルト減速機構に限らず、例えば歯車減速機構等の他の形式の減速機構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回転直動変換機構43は、例えばラック-ピニオン機構等によって構成することもできる。さらに、減速機構40は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、筒状回転体41に電動モータのロータを設けると共に、電動モータのステータを筒状回転体41の周囲に配置して、電動モータにより筒状回転体41を直接的に回転させるようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、回転直動変換機構43とパワーピストン45とを別体としているが、それぞれの一部を一体化して構成してもよく、例えば、パワーピストン45に回転直動変換機構43のうちの直動部材44とを一体にしてもよい。
 次に、電動倍力装置用ECU51について説明する。
 ECU51は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成され、電動モータ37を電気的に駆動制御する電動倍力装置用コントロールユニットとなるものである。図1に示すように、ECU51の入力側は、ブレーキペダル6の操作量(または踏力)を検出するブレーキ操作センサ7と、電動モータ37の回転位置(すなわち電動モータ37の回転位置に対応するパワーピストン45の移動量)を検出する角度センサ39と、他の車両機器のECU10,16からの信号の授受を行う車両データバス12とに接続されている。一方、ECU51の出力側は、電動モータ37と、車両データバス12とに接続されている。
 ECU51は、例えば、ブレーキ操作センサ7から出力される検出信号(ブレーキペダル操作量、即ち、入力部材位置)とECU16からの自動ブレーキ指令(自動ブレーキ制動指令値)とに応じて、マスタシリンダ21を加圧すべく電動モータ37を駆動する。即ち、ECU51は、ブレーキペダル6の操作に基づく第1の制動指令値(入力部材位置)、または、車両の装置間通信網となる車両データバス12から入力される第2の制動指令値(自動ブレーキ指令)に基づき電動アクチュエータ36(電動モータ37)を制御してパワーピストン45を移動(変位)させる。換言すれば、ECU51は、入力部材位置または自動ブレーキ指令に基づいて電動モータ37を駆動し、パワーピストン45を移動させることにより、マスタシリンダ21内に発生させる制動液圧を可変に制御する。
 この場合、ECU51から電動モータ37に駆動信号が出力されると、電動モータ37の回転軸37Aが回転する。回転軸37Aの回転は、減速機構40によって減速され、回転直動変換機構43によって直動変位(図2の左右方向の変位)に変換され、パワーピストン45を直動変位させる。電動モータ37の回転軸37Aの回転角度、即ち、ロータ37Bの回転角度(モータ回転位置)は、角度センサ39により検出される。この場合、角度センサ39により検出された回転角度と、減速機構40の減速比と、回転直動変換機構43の単位回転角度当たりの直動変位量とを用いることで、パワーピストン45の移動量を算出可能である。なお、検出する角度は、ロータ37Bの回転角度ではなく、減速後の回転角度でもよい。また、角度センサ39に代えて、パワーピストン45の直動変位を直接検出する変位センサを用いてもよい。
 パワーピストン45(の内側筒部材45B)の先端には、弾性部材であるリアクションディスク47が取付けられており、パワーピストン45の変位が、リアクションディスク47を介してマスタシリンダ21のプライマリピストン23に伝達される。図2では、プライマリピストン23は、リザーバ29とマスタシリンダ21を繋ぐブレーキ液の供給経路を遮断しておらす、マスタシリンダ21の内部(液圧室25,26)には液圧は発生していない。この状態から、電動モータ37を駆動させ、プライマリピストン23を図2の左方向に変位させ、リザーバ29とマスタシリンダ21とを繋ぐブレーキ液の供給経路を遮断し、さらにプライマリピストン23を変位させることにより、マスタシリンダ21に液圧を発生させることができる。パワーピストン45は、全体として円筒状となっており、パワーピストン45の内部を、入力部材32が挿通されている。入力部材32は、パワーピストン45の変位によらず該パワーピストン45に対して摺動可能に、かつ、その先端がリアクションディスク47と接触可能に設置されている。
 ここで、電動倍力装置30の電動モータ37を作動させて所望の制動力を発生させるときに、例えば、マスタシリンダ21に発生させる目標液圧の指令に対して、液圧センサ15により検出される実際の制動液圧をフィードバックする構成を考える。この場合は、例えば、液圧センサ15の検出値に誤差や遅れがあると、そのままでは目標液圧に対して実際に発生する制動液圧がずれるおそれがある。これに対して、例えば、電動倍力装置30のパワーピストン45の移動量(位置)の指令に対して、角度センサ45により検出される実際のパワーピストン45の移動量(モータ回転位置)をフィードバックすることが考えられる。この場合は、液圧センサ15の検出値の誤差や遅れに伴う制動液圧のずれを抑制することができる。
 一方、パワーピストン45の移動量(モータ回転位置)とマスタシリンダ21の発生液圧との関係を表すブレーキ特性を用いて、目標液圧の指令に対応するパワーピストン45の移動量を算出し、この算出した移動量となるように電動アクチュエータ36(電動モータ37)を制御する場合を考える。この場合、次の点を考慮する必要がある。即ち、図2に示す電動倍力装置30の場合、パワーピストン45の移動量とマスタシリンダ21の発生液圧との関係を表すブレーキ特性が、ブレーキペダル6に連結された入力部材32の移動量によって異なることを考慮する必要がある。
 例えば、ブレーキペダル6の操作に基づきパワーピストン45を移動させてマスタシリンダ21に液圧を発生させたときのブレーキ特性を、第1のブレーキ特性とする。一方、ブレーキペダル6の操作なしに他のECU(例えば、ECU16)から送信された制動指令(自動ブレーキ指令)に基づきパワーピストン45を移動させてマスタシリンダ21に液圧を発生させたときのブレーキ特性を、第2のブレーキ特性とする。第1のブレーキ特性と第2のブレーキ特性とは、ブレーキペダル6の操作量(即ち、入力部材32の移動量)が異なる分、その特性(パワーピストン45の移動量とマスタシリンダ21の発生液圧との関係)が異なる。
 このため、電動アクチュエータ36(電動モータ37)によるパワーピストン45の移動量が同一であっても、入力部材32の移動量が異なった場合に、実際に発生する液圧が異なる可能性がある。即ち、ブレーキペダル6の操作時に算出したパワーピストン45の移動量とマスタシリンダ21の発生液圧との関係を表すブレーキ特性(第1のブレーキ特性)を用いて、他のECU16から送信された制動指令(目標液圧)を実現するためのパワーピストン45の移動量を算出した場合、ブレーキペダル6の操作がないため、実現したい制動指令に相当する制動液圧に対して実際に発生する制動液圧がずれる可能性がある。
 そこで、実施形態では、制動液圧を精度よく発生できるように、電動アクチュエータ36(電動モータ37)を制御する電動倍力装置用ECU51を、次のように構成している。ECU51の構成について、図1および図2に加え、図3も参照しつつ説明する。図3は、図1および図2に示す電動倍力装置30の液圧発生動作に関連する構成と信号、および、ECU51内部で行われる処理を示すブロック図である。
 図3に示すように、電動倍力装置用ECU51は、ブレーキ操作入力部52と、相対変位量設定部53と、加算部54と、ブレーキ特性部55と、選択部56と、角度入力部57と、フィードバック部58と、特性補正処理部59とを含んで構成されている。ブレーキ操作入力部52は、入力側がブレーキ操作センサ7に接続され、出力側が加算部54および特性補正処理部59に接続されている。ブレーキ操作入力部52は、ブレーキ操作センサ7から出力された検出信号を増幅すると共に、その増幅した検出信号を入力部材位置(ブレーキペダル操作量)Xirとして加算部54および特性補正処理部59に出力する。
 相対変位量設定部53は、例えば、パワーピストン45(内側筒部材45B)とリアクションディスク47との接触面(PR接触面)から入力部材32(ピストン部材34の受圧部34B)の先端面までの距離となる相対変位量ΔXcomを設定するものである。換言すれば、相対変位量設定部53は、PR接触面と先端面との間に保持(維持)したい相対変位量ΔXcomを設定するものである。相対変位量設定部53の出力側は、加算部54に接続されており、相対変位量設定部53で設定された相対変位量ΔXcomは、加算部54に出力される。なお、相対変位量ΔXcomは、所望のペダルフィーリングを得られるように設定される値であり、一定値(固定値)としてもよいし、例えば、車速の変化等、運転状況の変化に伴って変化させる可変値としてもよい。
 加算部54は、入力側がブレーキ操作入力部52および相対変位量設定部53に接続され、出力側が選択部56に接続されている。加算部54は、ブレーキ操作入力部52から出力された入力部材位置Xirに、相対変位量設定部53から出力された相対変位量ΔXcomを加算する。加算部54は、加算した値(加算値)を、「ペダル操作時パワーピストン位置指令」として選択部56に出力する。
 ブレーキ特性部55は、入力側が車両データバス12および特性補正処理部59に接続され、出力側が選択部56に接続されている。ブレーキ特性部55には、例えば、車両データバス12を介してECU16から出力された自動ブレーキ指令が入力される。自動ブレーキ指令は、例えば、マスタシリンダ21に発生させる液圧値としてブレーキ特性部55に入力される。ブレーキ特性部55は、マスタシリンダ21の発生液圧(液圧値)とパワーピストン45の位置との関係を示すブレーキ特性(特性データ)、即ち、「液圧P-パワーピストン位置X特性」に基づいて、入力された自動ブレーキ指令(液圧値)に対応するパワーピストン位置を算出する。
 ここで、ブレーキ特性部55のブレーキ特性は、ECU51のメモリに記憶されている。ECU51のメモリには、特性補正処理部59によって補正されたブレーキ特性が更新可能に記憶される。従って、ブレーキ特性部55は、車両データバス12を介して自動ブレーキ指令が入力されると、その自動ブレーキ指令により実現したい制動液圧に対応するパワーピストン位置を、補正されたブレーキ特性に基づいて算出する。ブレーキ特性部55は、算出したパワーピストン位置を、「自動ブレーキ時パワーピストン位置指令」として選択部56に出力する。
 選択部56は、入力側が加算部54およびブレーキ特性部55に接続され、出力側がフィードバック部58に接続されている。選択部56は、加算部54から出力された「ペダル操作時パワーピストン位置指令」とブレーキ特性部55から出力された「自動ブレーキ時パワーピストン位置指令」とを比較すると共に、このうちの大きい方を選択する。選択部56は、選択した位置指令を、「パワーピストン位置指令」としてフィードバック部58に出力する。
 角度入力部57は、入力側が角度センサ39に接続され、出力側がフィードバック部58および特性補正処理部59に接続されている。角度入力部57は、角度センサ39から出力された検出信号を増幅すると共に、その検出信号をパワーピストン位置としてフィードバック部58および特性補正処理部59に出力する。
 フィードバック部58は、入力側が選択部56および角度入力部57に接続され、出力側が電動モータ37に接続されている。フィードバック部58は、選択部56から出力された「パワーピストン位置指令」と角度入力部57から出力された(実際の)パワーピストン位置とから、例えば、これらの偏差(位置偏差)を算出する。フィードバック部58は、その偏差をなくすように電動モータ37に、該電動モータ37を駆動する駆動信号を出力する。電動モータ37は、フィードバック部58から出力された駆動信号に基づいて駆動(回転)される。
 特性補正処理部59は、ブレーキ特性部55が用いるブレーキ特性、即ち、ECU51のメモリに記憶されるブレーキ特性を補正する。特性補正処理部59は、入力側がブレーキ操作入力部52、角度入力部57、および、車両データバス12に接続され、出力側がブレーキ特性部55に接続されている。特性補正処理部59には、ブレーキ操作入力部52から出力された「入力部材位置Xir」と、角度入力部57から出力された「パワーピストン位置Xpp」が入力される。これに加えて、特性補正処理部59には、車両データバス12を介してECU10から出力された「液圧値Pd」が入力される。「液圧値Pd」は、液圧センサ15によって検出された液圧値であり、マスタシリンダ21の液圧室25の液圧値(シリンダ側液圧配管8A内の液圧値)に対応する。
 特性補正処理部59は、ブレーキペダル6の操作に基づきパワーピストン45を移動させてマスタシリンダ21に液圧を発生させたときの検出値、即ち、このときに角度センサ39によって検出された「パワーピストン位置Xpp」と液圧センサ15によって検出された「液圧値Pd」とブレーキ操作センサ7によって検出された「入力部材位置Xir」とから、ブレーキペダル6の操作がないときの「液圧値P」と「パワーピストン位置X」との関係を算出する。換言すれば、特性補正処理部59は、ブレーキペダル6の操作時(第1の制動指令値の入力時)の「液圧値Pd」と「パワーピストン位置Xpp」との関係を示すブレーキ特性を、ブレーキペダル6の操作量となる「入力部材位置Xir」に基づいて補正することにより、ブレーキペダル6の操作がないときの「液圧値P」と「パワーピストン位置X」との関係を示すブレーキ特性を算出する。
 特性補正処理部59は、その算出したブレーキ特性(補正されたブレーキ特性)を、ブレーキ特性部55に出力する(即ち、補正されたブレーキ特性をECU51のメモリに記憶する)。これにより、ブレーキ特性部55は、自動ブレーキ指令が入力されたときに、補正した特性データ(ブレーキペダル6の操作がないときの「液圧値P」と「パワーピストン位置X」との関係を示すブレーキ特性)に基づいて、「自動ブレーキ時パワーピストン位置指令」を算出(出力)することができる。なお、特性補正処理部59の構成については、後でより詳しく説明する。
 ブレーキペダル6が操作されると、電動倍力装置用ECU51には、ブレーキ操作センサ7によって検出された入力部材32の位置(入力部材位置Xir)が、第1の制動指令値として入力される。このような第1の制動指令値の入力時に、ECU51は、入力部材位置Xirに基づいて、電動アクチュエータ36を駆動してパワーピストン45を移動させ、マスタシリンダ21で制動液圧を発生させる。このとき(制動液圧発生中)、ECU51は、ECU10から車両データバス12を介して伝達(入力)されるマスタシリンダ21で発生した制動液圧値(即ち、液圧センサ15によって検出される液圧値Pd)と、入力部材位置Xirに基づいて制御されたパワーピストン45の移動量(即ち、角度センサ39によって検出されるパワーピストン位置Xpp)との関係を示す特性データ(ブレーキ特性)を、ブレーキペダル6の操作量(即ち、ブレーキ操作センサ7によって検出される入力部材位置Xir)に基づいて補正して記憶する。この場合、ECU51は、特性データの補正を、リアクションディスク47の変形量を考慮して算出する。また、ECU51は、特性データの補正を、車両データバス12による伝送時間を考慮して算出する。そして、ECU51は、第2の制動指令値となる自動ブレーキ指令の入力時に、補正した特性データに基づいて、電動アクチュエータ36(電動モータ37)を制御する。
 実施形態による電動倍力装置30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、運転者によるブレーキペダル6の操作によってマスタシリンダ21に液圧を発生させるための処理と電動倍力装置30の動作について説明する。運転者によるブレーキペダル6の操作がなく、自動ブレーキ指令もない(自動ブレーキ指令値=0である)場合、電動倍力装置用ECU51は、パワーピストン45の位置の指令となるパワーピストン位置指令を次のように算出する。即ち、この場合は、ECU51は、パワーピストン45が、リザーバ29とマスタシリンダ21を繋ぐブレーキ液の供給経路を遮断せず、かつ、入力部材32の先端(ピストン部材34の受圧部34Bの先端)がリアクションディスク47に接触(当接)しないように、入力部材32との相対変位を保持するようなパワーピストン位置指令を算出する。そして、ECU51は、パワーピストン45の位置を保持するように、電動モータ37に対して駆動信号を出力する。
 具体的には、ブレーキ操作センサ7の検出信号を入力部材位置Xirに変換し(ブレーキ操作入力部52)、変換した入力部材位置Xirに、保持したいパワーピストン位置との相対変位量ΔXcomを加算する(加算部54)。自動ブレーキ指令がない場合は、加算により算出された値が、「パワーピストン位置指令」となって、フィードバック部58に入力される。フィードバック部58では、算出された「パワーピストン位置指令」と、角度センサ39の検出信号を変換して算出した「パワーピストン位置Xpp」とが一致するように、モータ駆動信号を算出する。このモータ駆動信号の算出には、公知のフィードバック制御技術を用いることができる。
 ここで、入力部材位置Xirに加算する相対変位量ΔXcomは、パワーピストン45(内側筒部材45B)とリアクションディスク47との接触面(PR接触面)から入力部材32(ピストン部材34の受圧部34B)の先端までの距離を任意の値として設定するための値である。具体的には、相対変位量ΔXcomは、電動倍力装置30を構成する部品の寸法と、ECU51の認識する入力部材位置とパワーピストン位置それぞれの原点との関係を考慮して決定されるものである。
 実施形態では、簡単のため、相対変位量ΔXcomは、パワーピストン45とリアクションディスク47との接触面(PR接触面)から入力部材32の先端(入力部材先端)までの距離そのものとする。これにより、ブレーキペダル操作量(即ち、入力部材位置)によらず、入力部材先端とPR接触面との距離を任意の相対変位量ΔXで保持するように、パワーピストン45の位置を変位させることができる。従って、ブレーキペダル6を操作して、入力部材32を変位させることに伴って、パワーピストン45を変位させることができる。
 このようにブレーキペダルを操作してパワーピストン45を変位させることにより、リアクションディスク47を介してプライマリピストン23が移動し、リザーバ29とマスタシリンダ21を繋ぐブレーキ液の供給経路を遮断し、マスタシリンダ21に液圧が発生する。ここで、リアクションディスク47は、弾性体であるが、液圧が発生しておらず、プライマリピストン23からリアクションディスク47に伝達される力が小さい場合は、入力部材32の先端とリアクションディスク47との距離は、入力部材32の先端とPR接触面との距離とほぼ等しい。
 しかし、マスタシリンダ21内部に液圧が発生し、プライマリピストン23からリアクションディスク47に伝達される力が大きくなると、リアクションディスク47が圧縮される。このとき、リアクションディスク47は、入力部材32の先端との距離を縮めるように変形する。そして、液圧が増加するに従い、リアクションディスク47の変形量が増大すると、入力部材32の先端との距離がさらに縮まり、最終的にリアクションディスク47と入力部材32の先端とが接触する。これにより、発生した液圧に応じてリアクションディスク47に伝達される反力が、「パワーピストン45とリアクションディスク47との接触面積」と「入力部材32とリアクションディスク47との接触面積」との比によって配分され、それぞれに伝達されるようになる。
 次に、自動ブレーキ指令によってマスタシリンダ21に液圧を発生させるための処理について説明する。一般的に、自動ブレーキ指令は、マスタシリンダ21で発生させる液圧値(マスタシリンダ21で実現させる液圧値)の他、車輪2L,2R,3L,3R等で実現する制動トルク、車両として実現する減速度等の物理量で表現される値として送信される。いずれも、基本的には、マスタシリンダ21で発生させる液圧値に比例するものである。このため、実施形態では、自動ブレーキ指令は、簡単のため、液圧値として送信されるものとする。
 本実施形態のように、電動倍力装置30と液圧センサ15とが直接接続されておらず、電動倍力装置30が車両ECU間通信網となる車両データバス12を経由して液圧値を認識(取得)する場合、電動倍力装置30が認識する液圧値は、直接接続されている場合に比べ、実際の液圧値に対してデータバスの通信周期の関係で時間的に遅れ、液圧値の補正周期も長くなる。このため、例えば、液圧値の指令となる自動ブレーキ指令に対して、車両データバス12を経由した液圧値をそのまま用いてフィードバック制御すると、自動ブレーキ指令を応答良く実現できない可能性がある。
 そこで、実施形態では、このような車両データバス12を経由した値(液圧値)を用いる場合でも、送信された自動ブレーキ指令を応答良く実現できるように、次の(1)および(2)の構成を採用している。(1).電動倍力装置30が搭載された車両のブレーキ特性をパワーピストン位置と発生液圧との関係としてモデル化したブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)を予めECU51内部に保持しておく。(2).ECU51は、自動ブレーキ指令時に、上記ブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)を用いて、ブレーキペダル操作時と同様のフィードバック制御をする。即ち、ECU51は、上記ブレーキ特性を用いて、受信した自動ブレーキ指令(液圧値)をパワーピストン位置指令に変換すると共に、この変換したパワーピストン位置指令を実現するように、パワーピストン位置をフィードバック制御する。
 このとき、パワーピストン位置指令は、自動ブレーキ指令に基づいて算出されるため、入力部材32が変位しないままパワーピストン45のみが移動し始め、制動液圧を発生させることになる。このため、ブレーキペダル操作時と異なり、リアクションディスク47が圧縮されて変形しても、リアクションディスク47が入力部材32の先端と接触することはない。即ち、ブレーキペダル操作時は、図5の(A)に示すように、リアクションディスク47と入力部材32とが接触する。これに対して、自動ブレーキ指令時は、図5の(B)に示すように、リアクションディスク47と入力部材32とが接触しない。
 この場合、ブレーキペダル6の操作と自動ブレーキ指令の受信とが同時に行われたときは、それぞれで算出したパワーピストン位置指令の大きい方を選択し、そのパワーピストン位置指令を実現するようにすればよい。即ち、選択部56でパワーピストン位置指令の大きい方を選択し、フィードバック部58でそのパワーピストン位置指令を実現するようにフィードバック制御する。
 また、自動ブレーキ指令を精度よく実現するためには、ブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)を、実際の電動倍力装置30が搭載されている車両のブレーキ特性に近い特性とする必要がある。この場合、車両のブレーキ特性は、部品のばらつきの他、各ホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rそれぞれのパッドの摩耗状態や温度、直前に発生した液圧等により刻々と変化する。このため、実施形態では、これらの変化に拘わらず、自動ブレーキ指令を精度よく実現できるように、ブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)を補正する。
 次に、ブレーキ特性部55で用いるブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)を補正するための補正処理、即ち、特性補正処理部59の構成について、図1ないし図3に加え、図4ないし図7も参照しつつ説明する。この場合、図4は、図3中のECU51の特性補正処理部59を示すブロック図である。
 本実施形態では、ブレーキ特性部55で用いるブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)は、自動ブレーキ指令受信時に自動ブレーキ指令となる液圧値Pをパワーピストン位置指令Xに変換するために使用するものであり、ブレーキペダル6の操作時は使用しない。このため、特性補正処理部59では、ブレーキペダル操作時に実現した「入力部材位置Xir」と「パワーピストン位置Xpp」と「液圧値Pd」とを用いて、ブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)を補正する。
 前述のとおり、ブレーキペダル操作は、リアクションディスク47と入力部材32の先端とが接触して制動液圧が発生するのに対して、自動ブレーキ指令受信時は、リアクションディスク47と入力部材32の先端とが接触しないまま制動液圧が発生する。図5は、このときのリアクションディスク47の変形と、入力部材32(のピストン部材34)、パワーピストン45(の内側筒部材45B)、出力ロッド48(=プライマリピストン23)との位置関係を模式的に表している。この場合、図5中の(A)は、ブレーキペダル操作時の位置関係を表し、図5中の(B)は、自動ブレーキ指令受信時の位置関係を表している。
 実際の車両のブレーキ特性が変化していない場合、同一の液圧を実現するためには、プライマリピストン23を同じ位置まで変化させることが必要になる。ここで、図5(A)に示すように、ブレーキペダル操作時は、液圧反力によってリアクションディスク47が変形しても、入力部材32の先端がPR接触面(パワーピストン45とリアクションディスク47との接触面)から距離ΔX離れた位置にあるため、リアクションディスク47が入力部材32の先端に接触した時点で、リアクションディスク47の変形が制限される。
 これに対して、図5(B)に示すように、自動ブレーキ指令受信時は、リアクションディスク47が入力部材32に接触しないため、ブレーキペダル操作時に比べて、リアクションディスク47が大きく変形する。このため、同じ液圧を発生させるために必要なパワーピストン45の移動量は、図6に示すように、自動ブレーキ指令受信時の特性(図6に示されるSecond Characteristic Data)の方が、ブレーキペダル操作時の特性(図6に示されるFirst Characteristic Data)に比べて、ΔXppだけ大きくなる。また、ΔXpp、即ち、ブレーキペダル操作時と自動ブレーキ指令受信時とのパワーピストン位置差ΔXppは、図7に示すように、発生する液圧によって変化することに加えて、PR接触面(パワーピストン45とリアクションディスク47との接触面)から入力部材32の先端までの距離ΔXによっても変化する。
 傾向として、パワーピストン位置差ΔXppは、発生する液圧の増加に対して増加する。これに加えて、距離ΔXの値が小さくなるに従い、パワーピストン位置差ΔXppは大きくなり(ブレーキペダル操作時と自動ブレーキ指令受信時とでのパワーピストン位置の差が大きくなり)、距離ΔXの値が大きくなるに従い、パワーピストン位置差ΔXppは小さくなる(ブレーキペダル操作時と自動ブレーキ指令受信時とでのパワーピストン位置の差が小さくなる)。また、この特性は、リアクションディスク47の材質(材料特性)や寸法の他、入力部材32の先端形状、「パワーピストン45とリアクションディスク47との接触面積」と「入力部材32とリアクションディスク47との接触面積」との比、液圧反力を受けるプライマリピストン23の受圧面積等によっても変化する。
 本実施形態では、ブレーキペダル操作時の液圧値Pd(液圧センサ15により検出)とパワーピストン位置Xpp(角度センサ39により検出)と入力部材位置Xir(ブレーキ操作センサ7により検出)とを用いてパワーピストン位置差ΔXppを算出し、ブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)の補正に反映させる。また、車両におけるブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)は、主にホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rの特性により、液圧増加時の特性と液圧減少時の特性とが異なる。このため、補正に用いる値は、ブレーキペダル操作時の値のうちブレーキペダル操作量が増加中、即ち、液圧値Pdとパワーピストン位置Xppと入力部材位置Xirとが増加中の値を用いることが望ましい。即ち、ECU51は、ブレーキペダル6の操作量が増加しているとき(制動液圧値Pdとパワーピストン45の移動量Xppとが増加しているとき)に、特性データの補正を行う。
 また、車両に搭載されたESC9によってABS機能や横滑り防止機能等が動作している場合、即ち、マスタシリンダ21によって発生している液圧によらずホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rの液圧を増減圧させる機能が動作している場合は、ブレーキ特性(液圧P-パワーピストン位置X特性)が大きく変動している。このため、このときの値を用いると、非動作時の特性と異なる特性を補正してしまう。このため、液圧値の変動量や車両データバス12上に送信されている信号を用いて、上記機能が動作している際の値は特性の補正に用いないことが望ましい。即ち、ECU51は、ESC9が機能してホイールシリンダ4L,4R,5L,5Rの液圧が増減しているときに、特性データの補正を禁止する。
 ここで、図4に示すように、特性補正処理部59は、入力部材位置用遅れ考慮フィルタ60と、パワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61と、液圧値用フィルタ62と、ΔX算出部63と、位置差特性部64と、加算部65と、補正ブレーキ特性部66とを含んで構成されている。
 入力部材位置用遅れ考慮フィルタ60は、入力側がブレーキ操作入力部52(図3)に接続され、出力側がΔX算出部63に接続されている。入力部材位置用遅れ考慮フィルタ60には、ECU51に直接接続されたブレーキ操作センサ7からブレーキ操作入力部52を介して「入力部材位置Xir」が入力される。パワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61は、入力側が角度入力部57(図3)に接続され、出力側がΔX算出部63および加算部65に接続されている。パワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61には、ECU51に直接接続された角度センサ39から角度入力部57を介して「パワーピストン位置Xpp」が入力される。
 前述のように、マスタシリンダ21の液圧値Pdは、車両データバス12を経由して受信するため、液圧センサ15の検出信号を直接する認識(取得)する液圧供給装置用ECU10内部の検出処理や送信処理による遅れ、電動倍力装置用ECU51における認識処理の遅れ等、実際の液圧値に対して遅れ(伝送時間)が発生する。このため、入力部材位置用遅れ考慮フィルタ60は、検出信号を直接認識(取得)している入力部材位置Xirに対し、液圧値Pdの遅れに相当する時間分、値を遅らせるためフィルタ処理(遅れ処理)を行う。即ち、入力部材位置用遅れ考慮フィルタ60では、液圧値Pdに対して時間的に同期する入力部材位置Xir’を算出し、ΔX算出部63に出力する。
 また、パワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61は、検出信号を直接認識(取得)しているパワーピストン位置Xppに対し、液圧値Pdの遅れに相当する時間分、値を遅らせるためフィルタ処理(遅れ処理)を行う。即ち、パワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61は、液圧値Pdに対して時間的に同期するパワーピストン位置Xpp’を算出し、ΔX算出部63および加算部65に出力する。
 一方、液圧値用フィルタ62は、入力側が車両データバス12に接続され、出力側が位置差特性部64および補正ブレーキ特性部66に接続されている。液圧値用フィルタ62には、ECU10に接続された液圧センサ15からの「液圧値Pd」がECU10から車両データバス12を介して入力される。液圧値用フィルタ62は、入力された液圧値Pdに対して、例えば、ノイズ除去を目的としたフィルタ処理(ノイズ除去処理)を行い、ノイズ除去された液圧値Pd’を位置差特性部64および補正ブレーキ特性部66に出力する。なお、このように液圧値Pdに対してノイズ除去処理を行う場合は、入力部材位置用遅れ考慮フィルタ60およびパワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61においても、遅れ処理に加えて、液圧値用フィルタ62と同様のノイズ除去処理を行う。
 ΔX算出部63は、入力側が入力部材位置用遅れ考慮フィルタ60およびパワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61に接続され、出力側が位置差特性部64に接続されている。ΔX算出部63には、遅れ処理(およびノイズ除去処理)が行われた入力部材位置Xir’およびパワーピストン位置Xpp’が入力される。即ち、ΔX算出部63には、液圧値と時間的に同期した入力部材位置Xir’およびパワーピストン位置Xpp’が入力される。ΔX算出部63は、入力されたパワーピストン位置Xpp’から入力部材位置Xir’を減じることにより、液圧値Pdと時間的に同期したΔXを算出する。ΔX算出部63は、算出したΔXを位置差特性部64に出力する。
 位置差特性部64は、入力側がΔX算出部63および液圧値用フィルタ62に接続され、出力側が加算部65に接続されている。位置差特性部64には、(互いに時間的に同期した)ΔXと液圧値Pd’が入力される。位置差特性部64は、例えば、図7に示すようなパワーピストン位置差ΔXppの特性に基づいて、ΔXと液圧値Pd’とからパワーピストン位置差ΔXppを算出する。液圧値PdとΔXとによるパワーピストン位置差ΔXppの特性は、前述の通り、リアクションディスク47の材質や寸法、周辺部品によって特性が異なる。
 このため、パワーピストン位置差ΔXppの特性は、予め実験等によって求めた特性を使用してもよいし、特性値等を用いて解析的に求めた特性を使用してもよい。また、使用する特性は、例えば、有限の配列の要素の値として保存しておき、入力されたΔXと液圧値Pdとに応じて要素間の値を補間してパワーピストン位置差ΔXppを算出するものとしてもよい。また、例えば、ΔXと液圧値Pdとを変数とした数学的な多項式の係数として保存し、パワーピストン位置差ΔXppを算出してもよい。位置差特性部64は、算出したパワーピストン位置差ΔXppを加算部65に出力する。
 加算部65は、入力側が位置差特性部64およびパワーピストン位置用遅れ考慮フィルタ61に接続され、出力側が補正ブレーキ特性部66に接続されている。加算部65には、(互いに時間的に同期した)パワーピストン位置差ΔXppとパワーピストン位置Xpp’とが入力される。加算部65は、パワーピストン位置差ΔXppとパワーピストン位置Xpp’とを加算し、その加算値を、特性補正用のパワーピストン位置Xpp’’として補正ブレーキ特性部66に出力する。
 補正ブレーキ特性部66は、入力側が加算部65と液圧値用フィルタ62とに接続され、出力側がブレーキ特性部55に接続されている。補正ブレーキ特性部66には、(互いに時間的に同期した)パワーピストン位置Xpp’’と液圧値Pd’とが入力される。補正ブレーキ特性部66は、入力されたパワーピストン位置Xpp’’と液圧値Pd’とから、補正用の「液圧P-パワーピストン位置X特性」を算出する。この特性は、例えば、有限の配列の要素の値として保存してもよいし、要素の値として保存した値を用い、液圧値Pdを変数とした数学的な多項式に近似し、その係数として保存してもよい。また、予め保存している基本的な「液圧-パワーピストン位置特性」(基準特性)を係数倍した特性と比較し、最も差が小さくなる係数を保存してもよい。
 補正ブレーキ特性部66は、このよう算出した補正用の「液圧-パワーピストン位置特性」をブレーキ特性部55に出力する。即ち、補正ブレーキ特性部66は、ECU51のメモリに補正用の「液圧-パワーピストン位置特性」を記憶させる。これにより、ブレーキ特性部55で用いるブレーキ特性、即ち、自動ブレーキ指令をパワーピストン位置指令に変換するために用いる「液圧P-パワーピストン位置X特性」を、補正用の「液圧-パワーピストン位置特性」に補正(更新)することができる。補正(更新)するタイミングは、「液圧-パワーピストン位置特性」を算出中、または、自動ブレーキ指令受信時でなければよく、例えば、ブレーキペダル操作を終了した時点等でもよい。本実施形態では、このように補正した「液圧P-パワーピストン位置X特性」を自動ブレーキ指令受信時に用いることで、精度よく自動ブレーキ指令を実現することができる。
 かくして、実施形態では、ECU51は、ブレーキペダル6が操作されたとき(第1の制動指令値の入力時)に、マスタシリンダ21で発生した液圧値Pdとパワーピストン位置Xppとの関係を示す特性データ(液圧P-パワーピストン位置X特性)を、ブレーキペダル6の操作量に対応する入力部材位置Xirに基づいて補正して記憶する。このため、補正した特性データは、ブレーキペダル6の操作を考慮した特性データ、即ち、ブレーキペダル6の操作がないときの液圧値Pdとパワーピストン位置Xppとの関係とすることができる。そして、ECU51は、自動ブレーキ指令受信時(第2の制動指令値の入力時)に、補正した特性データに基づいて電動アクチュエータ36(電動モータ37)を制御する。これにより、ブレーキペダルの操作なしに第2の制動指令値に基づきピストンを移動させてマスタシリンダに液圧を発生させるときに、補正した特性データに基づいて、実現したい制動指令に相当する制動液圧、即ち、第2の制動指令値に相当する制動液圧を、精度よく発生させることができる。
 実施形態では、ECU51は、液圧値とパワーピストン位置との関係を示す特性データを入力部材位置Xirに基づいて補正するときに、車両データバス12を経由してECU51に入力される液圧値Pd(液圧センサ15の検出値)と、車両データバス12を経由することなくECU51に直接的に入力されるパワーピストン位置Xpp(角度センサ39の検出値)および入力部材位置Xir(ブレーキ操作センサ7の検出値)とを用いる。このとき、パワーピストン位置Xppと入力部材位置Xirは、液圧値Pdの遅れ(伝送時間)を考慮したフィルタ処理(遅れ処理)を行うことにより、液圧値Pdと時間的に同期させる。このため、互いに時間的に同期したパワーピストン位置Xpp’と入力部材位置Xir’と液圧値Pdとに基づいて、特性データの補正を精度よく行うことができる。
 実施形態では、ECU51(のフィードバック部58)は、パワーピストン位置指令(モータ回転位置指令)に対して角度センサ39で検出された実際のパワーピストン位置Xpp(モータ回転位置)をフィードバックする。即ち、実施形態では、ECU51(具体的にはECU51のフィードバック部58)は、第1の制動指令値の入力時も第2の制動指令値の入力時も、液圧センサ15の検出値Pdをフィードバックせずに電動アクチュエータ36(電動モータ37)を制御する。このため、液圧センサ15の検出値Pdの誤差や遅れ(伝送時間)に伴う目標液圧(液圧指令)と実際に発生する制動液圧とのずれを抑制することができ、この面からも、所望の制動液圧を精度よく発生させることができる。
 以上の実施形態によれば、所望の制動液圧を精度よく発生させることができる。
 即ち、実施形態によれば、制御装置は、第1の制動指令値の入力時に、マスタシリンダで発生した液圧値とピストンの移動量との関係を示す特性データを、ブレーキペダルの操作量に基づいて補正して記憶する。このため、補正した特性データは、ブレーキペダルの操作を考慮した(例えば、ブレーキペダルの操作がないときの)液圧値とピストンの移動量との関係とすることができる。そして、制御装置は、第2の制動指令値の入力時に、補正した特性データに基づいて電動アクチュエータを制御する。これにより、例えば、ブレーキペダルの操作なしに第2の制動指令値に基づきピストンを移動させてマスタシリンダに液圧を発生させるときに、補正した特性データに基づいて、所望の制動液圧(例えば、第2の制動指令値に相当する制動液圧)を精度よく発生させることができる。
 以上説明した実施形態に基づく電動ブレーキ装置として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
 電動ブレーキ装置の第1の態様としては、車両のマスタシリンダで制動液圧を発生させるべく作動する電動アクチュエータと、前記車両のブレーキペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、前記電動アクチュエータの作動により移動するピストンと、前記ピストンの移動量を検出する移動量検出装置と、前記ブレーキペダルの操作に基づく第1の制動指令値、または、前記車両の装置間通信網から入力される第2の制動指令値に基づき前記電動アクチュエータを制御して前記ピストンを移動させる制御装置と、を有する電動ブレーキ装置であって、前記制御装置は、前記第1の制動指令値の入力時に、当該第1の制動指令値に基づいて前記電動アクチュエータを制御して前記ピストンを移動させ、制動液圧を発生させると共に、当該制動液圧の発生中に、前記装置間通信網から入力される前記マスタシリンダで発生した制動液圧値と、前記第1の制動指令値に基づいて制御された前記ピストンの移動量との関係を示す特性データを、前記ブレーキペダルの操作量に基づいて補正して記憶し、前記第2の制動指令値の入力時に、前記補正した特性データに基づいて前記電動アクチュエータを制御する。
 第2の態様としては、第1の態様の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記ブレーキペダルの操作量が増加しているときに、前記特性データの補正を行う。
 第3の態様としては、第1の態様または第2の態様の電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記制動液圧値と前記ピストンの移動量とが増加しているときに、前記特性データの補正を行う。
 第4の態様としては、第1の態様乃至第3の態様のいずれかの電動ブレーキ装置において、前記マスタシリンダは、前記車両に制動力を付与するホイールシリンダへ前記制動液圧を供給するものであって、前記制御装置は、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に設けられる液圧供給装置が機能して前記ホイールシリンダの液圧が増減しているときに、前記特性データの補正を禁止する。
 第5の態様としては、第1の態様乃至第4の態様のいずれかの電動ブレーキ装置において、前記制御装置は、前記特性データの補正を、前記装置間通信網による伝送時間を考慮して算出する。
 第6の態様としては、第1の態様乃至第5の態様のいずれかの電動ブレーキ装置において、前記ブレーキペダルに接続される入力部材と、該入力部材と前記ピストンとに当接し、前記マスタシリンダで発生する制動液圧の反力を前記入力部材と前記ピストンとに分配するリアクションディスクと、をさらに備え、前記制御装置は、前記特性データの補正を、前記リアクションディスクの変形量を考慮して算出する。
 以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上述した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
 本願は、2016年6月28日出願の日本特許出願番号2016-128090号に基づく優先権を主張する。2016年6月28日出願の日本特許出願番号2016-128090号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示内容は、参照により全体として本願に組み込まれる。
 4L,4R 前輪側ホイールシリンダ(ホイールシリンダ)
 5L,5R 後輪側ホイールシリンダ(ホイールシリンダ)
 6 ブレーキペダル
 7 ブレーキ操作センサ(操作量検出装置)
 12 車両データバス(装置間通信網)
 15 液圧センサ
 21 マスタシリンダ
 30 電動倍力装置(電動ブレーキ装置)
 32 入力部材
 36 電動アクチュエータ
 37 電動モータ(電動アクチュエータ)
 39 角度センサ(移動量検出装置)
 43 回転直動変換機構(電動アクチュエータ)
 45 パワーピストン(ピストン)
 51 電動倍力装置用ECU(制御装置)
 55 ブレーキ特性部
 59 特性補正処理部

Claims (6)

  1.  車両のマスタシリンダで制動液圧を発生させるべく作動する電動アクチュエータと、
     前記車両のブレーキペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、
     前記電動アクチュエータの作動により移動するピストンと、
     前記ピストンの移動量を検出する移動量検出装置と、
     前記ブレーキペダルの操作に基づく第1の制動指令値、または、前記車両の装置間通信網から入力される第2の制動指令値に基づき前記電動アクチュエータを制御して前記ピストンを移動させる制御装置と、
    を有する電動ブレーキ装置であって、
     前記制御装置は、
     前記第1の制動指令値の入力時に、当該第1の制動指令値に基づいて前記電動アクチュエータを制御して前記ピストンを移動させ、制動液圧を発生させると共に、
     当該制動液圧の発生中に、前記装置間通信網から入力される前記マスタシリンダで発生した制動液圧値と、前記第1の制動指令値に基づいて制御された前記ピストンの移動量との関係を示す特性データを、前記ブレーキペダルの操作量に基づいて補正して記憶し、
     前記第2の制動指令値の入力時に、前記補正した特性データに基づいて前記電動アクチュエータを制御する、電動ブレーキ装置。
  2.  請求項1に記載の電動ブレーキ装置において、
     前記制御装置は、前記ブレーキペダルの操作量が増加しているときに、前記特性データの補正を行う、電動ブレーキ装置。
  3.  請求項1または2に記載の電動ブレーキ装置において、
     前記制御装置は、前記制動液圧値と前記ピストンの移動量とが増加しているときに、前記特性データの補正を行う、電動ブレーキ装置。
  4.  請求項1乃至3のいずれかに記載の電動ブレーキ装置において、
     前記マスタシリンダは、前記車両に制動力を付与するホイールシリンダへ前記制動液圧を供給するものであって、
     前記制御装置は、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に設けられる液圧供給装置が機能して前記ホイールシリンダの液圧が増減しているときに、前記特性データの補正を禁止する、電動ブレーキ装置。
  5.  請求項1乃至4のいずれかに記載の電動ブレーキ装置において、
     前記制御装置は、前記特性データの補正を、前記装置間通信網による伝送時間を考慮して算出する、電動ブレーキ装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれかに記載の電動ブレーキ装置において、
     前記ブレーキペダルに接続される入力部材と、
     該入力部材と前記ピストンとに当接し、前記マスタシリンダで発生する制動液圧の反力を前記入力部材と前記ピストンとに分配するリアクションディスクと、をさらに備え、
     前記制御装置は、前記特性データの補正を、前記リアクションディスクの変形量を考慮して算出する、電動ブレーキ装置。
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