倍力装置
【課題】電動倍力装置において、倍力制御の精度を高める。
【解決手段】ブレーキペダル７の操作によってプランジャ８が移動すると、相対変位センサ３０によって検出したプランジャ８と直動部材６との相対変位に基づき、電動モータ３を制御し、ボール−ネジ機構５を駆動して直動部材６をプランジャ８に追従させる。直動部材６がリアクション部材１１を介してマスタシリンダ９のピストン１３を推進して制動力を発生させる。このとき、マスタシリンダ９からの反力の一部がリアクション部材１１を介してブレーキペダル７にフィードバックされる。基準位置センサ３１により、プランジャ８と直動部材６との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値として記憶し、この相対変位基準値を基準としてプランジャ８と直動部材６との相対変位を決定する。
【解決手段】ブレーキペダル７の操作によってプランジャ８が移動すると、相対変位センサ３０によって検出したプランジャ８と直動部材６との相対変位に基づき、電動モータ３を制御し、ボール−ネジ機構５を駆動して直動部材６をプランジャ８に追従させる。直動部材６がリアクション部材１１を介してマスタシリンダ９のピストン１３を推進して制動力を発生させる。このとき、マスタシリンダ９からの反力の一部がリアクション部材１１を介してブレーキペダル７にフィードバックされる。基準位置センサ３１により、プランジャ８と直動部材６との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値として記憶し、この相対変位基準値を基準としてプランジャ８と直動部材６との相対変位を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のブレーキシステムに用いられる倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のブレーキシステムに用いられる倍力装置において、ブレーキペダルの操作に応じて電動モータを作動させ、ボール−ネジ機構等の回転−直動変換機構を介してマスタシリンダのピストンを推進して、ブレーキ液圧を発生させるようにした電動倍力装置が知られている。この種の電動倍力装置において、例えば特許文献１に示されたものでは、多くの車両に用いられているエンジンの吸気負圧を倍力源とする気圧式倍力装置と同様に、ゴム等の弾性体からなるリアクション部材を介して制動時のマスタシリンダからの反力の一部をブレーキペダルにフィードバックするようにしたものがある。これにより、簡単な構造でマスタシリンダからの反力をブレーキペダルにフィードバックすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／０６８４０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようにマスタシリンダからの反力の一部をブレーキペダルにフィードバックするようにした倍力装置では、制御精度を高めるためには、各部の寸法、各種センサの取付位置及び検出の精度を高めることが要求される。
【０００５】
本発明は、制御精度を高めることができる倍力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に設けられた倍力部材と、該倍力部材を駆動するアクチュエータと、前記入力部材及び倍力部材の推力をマスタシリンダに伝達すると共に該マスタシリンダからの反力を所定の比率で前記入力部材と前記倍力部材に伝達する推力伝達機構と、前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を検出するための相対変位検出手段と、該相対変位検出手段が検出した相対変位に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する制御手段と、を備えた倍力装置において、
前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る倍力装置によれば、制御精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動倍力装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す電動倍力装置の直動部材、プランジャ及びリアクション部材の作動状態を示す図である。
【図３】図１に示す電動倍力装置の制御を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す電動倍力装置の電動モータの制御を示すグラフ図である。
【図５】図１に示す電動倍力装置の作動の一例を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電動倍力装置のブレーキペダル部を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る電動倍力装置の直動部材の戻りスイッチ部を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る電動倍力装置の制御を示すフローチャートである。
【図９】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、ブレーキスイッチにより初期位置判定を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、戻りスイッチにより初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１１】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、ブレーキスイッチ及び戻りスイッチにより初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１２】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、電動モータへの通電に基づき初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１３】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、電動モータへの非通電時間に基づき初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１４】図１に示す電動倍力装置において、プランジャとリアクション部材との間の隙間の寸法誤差を示す説明図である。
【図１５】図１に示す電動倍力装置の入出力特性を示すグラフ図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る電動倍力装置の調整装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態に係る電動倍力装置について、図１乃至図５を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置１は、ハウジング２内に、電動モータ３と、電動モータ３のロータ４の回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構であるボール−ネジ機構５と、ボール−ネジ機構５の直動部材６に挿入されてブレーキペダル７に連結されたプランジャ８と、直動部材６及びプランジャ８の推力をマスタシリンダ９に伝達する出力ロッド１０と、出力ロッド１０と直動部材６及びプランジャ８との間に介装されたリアクション部材１１とが設けられている。
【００１０】
ハウジング２は、車室とエンジンルーム等の隔壁であるダッシュパネルＤのエンジンルーム側に取付けられ、後部の円筒部１２がダッシュパネルＤを貫通して車室内に延ばされている。ハウジング２の前部には、円筒部１２と同心に配置されたマスタシリンダ９が取付けられ、マスタシリンダ９のピストン１３がハウジング２内に挿入されている。マスタシリンダ９は、リザーバ１４にブレーキ液を貯留し、ピストン１３の推進により、ブレーキ液圧を発生させて、各車輪のブレーキ装置にブレーキ液圧を供給する公知のマスタシリンダであり、タンデム型、シングル型いずれでもよい。
【００１１】
電動モータ３は、ボール−ネジ機構５を駆動するアクチュエータであり、ハウジング２に固定されたステータ１５と、ステータ１５に挿入されて回転可能に支持された円筒状のロータ４とを備え、制御電流によってロータ４の回転を制御可能なものであり、例えば、同期モータ、誘導モータ等とすることができる。
【００１２】
ボール−ネジ機構５は、軸受１７、１８によってハウジング２に回転可能に支持された円筒状の回転部材１９と、回転部材１９及びハウジング２の円筒部１２に挿入され、軸方向に沿って移動可能かつ軸回りに回転しないように支持された直動部材６と、これらの互いの対向面に形成された螺旋状のボール溝２０、２１間に装填された複数の転動体であるボール２２とを備え、回転部材１９の回転により、ボール２２が転動することによって直動部材６が軸方向に沿って移動するようになっている。また、ボール−ネジ機構５は、直動部材６の直線運動を回転部材１９の回転運動に変換することができる。なお、本実施形態では、回転−直動変換機構として、ボール−ネジ機構５を用いているが、電動モータ３のロータ４の回転運動を直線運動に変換するものであれば、ローラ−ネジ機構等の他の形式の回転−直動変換機構を用いてもよい。
【００１３】
回転部材１９は、電動モータ３のロータ４に挿通されて一体に回転するように結合されている。直動部材６は、倍力部材として前端部がマスタシリンダ９のピストン１３に対向し、後部がハウジング２の円筒部１２に挿入されて、円筒部１２に設けられたストッパ１２Ａによって軸回りの回転及び後退位置が規制されている。直動部材６は、ハウジング２の前壁との間に設けられたテーパ状のコイルバネである戻しバネ２３のバネ力によって後退方向に付勢されてストッパ１２に当接している。なお、本実施形態では、ロータ４によって回転部材１９を直接駆動する構造となっているが、これらの間に歯車、プーリ等の減速機構を介装してもよい。
【００１４】
プランジャ８は、ブレーキペダル７の操作により進退動する入力部材であり、直動部材６内に軸方向に沿って移動可能に案内されている。マスタシリンダ９のピストン１３に対向する直動部材６の前端部には、大径ボア２４及び小径ボア２５からなる段付ボアが形成されている。小径ボア２５には、プランジャ８の先端部が摺動可能に挿入されている。プランジャ８は、直動部材６に設けられたストッパ２６によって後退位置が規制され、直動部材６との間に設けられたテーパ状のコイルバネである戻しバネ２７のバネ力によって後退方向に付勢されてストッパ２６に当接している。
【００１５】
大径ボア２４には、ゴム等の弾性体からなる円板状のリアクション部材１１が嵌合され、リアクション部材１１の上に出力ロッド１０の基端部に形成されたフランジ部が当接している。小径ボア２５に挿入されたプランジャ８の先端部とリアクション部材１１との間には、プランジャ８がストッパ２６に当接する後退位置にあるとき、一定の隙間Ｃが形成されている。リアクション部材１１は、直動部材６及びプランジャ８に係合して、これらの推力をマスタシリンダ９に伝達する推力伝達機構を構成しており、直動部材６及びプランジャ８が前進してリアクション部材１１を介して出力ロッド１０によってマスタシリンダ９のピストン１３を推進したとき、大径ボア２４の断面積Ａ１及び小径ボア２５の断面積Ａ２によって決定されるリアクション部材１１に対する直動部材６及びプランジャ８の受圧面積に応じて直動部材６及びプランジャ８に反力がフィードバックされる。プランジャ８の後端部には、入力ロッド２８を介してブレーキペダル７が連結されている。
【００１６】
ハウジング２には、ボール−ネジ機構５の回転部材１９、すなわち、電動モータ３のロータ４の回転位置を検出するレゾルバ等の回転位置センサ２９が取付けられている。直動部材６とプランジャ８との間には、これらの相対変位を検出するための相対位置検出手段としての相対変位センサ３０が設けられている。相対変位センサ３０は、例えば、抵抗値の変化等に基づき、相対変位をアナログ信号として検出するポテンショメータとすることができる。
【００１７】
また、直動部材６には、プランジャ８と直動部材６との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段としての基準位置センサ３１が設けられている。基準位置センサ３１は、プランジャ８が、直動部材６に対して、ストッパ２６に当接する最も後退した位置（図２（Ａ）参照）から一定距離ΔＴ（図２（Ｂ）参照）だけ前進（リアクション部材１１側に向かって移動）した位置である基準位置にあるか否かを検知するものであり、例えば公知のリミットスイッチを用いることができる。基準位置センサ３１は、基準位置を検知したとき、オン又はオフのいずれの信号を出力するものでもよい。
【００１８】
ブレーキペダル７に対しては、その踏込みの有無を検知するためのブレーキペダルセンサ３２が設けられている。ブレーキペダルセンサ３２としては、基準位置センサ３１と同様、公知のリミットスイッチを用いることができるが、ブレーキペダル７の踏込みに伴いブレーキランプに通電するための既存のブレーキランプスイッチを利用してもよい。
【００１９】
ハウジング２の上部には、制御手段であるコントローラ３３が取付けられている。コントローラ３３は、回転位置センサ２９、基準位置センサ３１、相対変位センサ３０及びブレーキペダルセンサ３２の出力信号を含む各種センサからの検出信号に基づいて、制御電流を供給して電動モータ３の作動を制御するものである。コントローラ３３による制御については、図２を参照して以下に説明する。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、ブレーキペダル７が踏込まれていない非制動状態では、戻しバネ２３、２７のバネ力により直動部材６及びプランジャ８は、ストッパ１２Ａおよびストッパ２６によって規定される後退限位置にある。このとき、リアクション部材１１とプランジャ８との間には、一定の隙間Ｃが形成されている。また、この状態では、相対変位センサ３０は、直動部材６とプランジャ８との相対変位を検出し、基準位置センサ３１は、基準位置を検知しておらず、そして、ブレーキペダルセンサ３２は、ブレーキペダル７の踏込み検知していない状態となっている。
【００２１】
図２（Ｂ）に示すように、ブレーキペダル７が踏込まれて、入力ロッド２８を介してプランジャ８が直動部材６に対して一定距離ΔＴだけ前進することで、所定の基準位置に達する。このとき、基準位置センサ３１は、プランジャ８が基準位置にあることを検知する。このとき、コントローラ３３は、相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値Ｐ０として記憶して、相対変位に基づく電動モータ３の制御を開始する。なお、ブレーキペダルセンサ３２は、ブレーキペダル７の操作が開始されたとき、これを検知する。
【００２２】
ブレーキペダル７が更に踏込まれると、コントローラ３３は、現在の相対変位センサ３０の検出値Ｐから相対変位基準値Ｐ０を減じて、直動部材６とプランジャ８との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ−Ｐ０）を演算する。そして、この相対変位ΔＰに基づき、制御電流を出力して電動モータ３の作動を制御し、直動部材６を前進（図２（Ｃ）、（Ｄ）参照）、保持（図２（Ｅ）参照）又は後退（図２（Ｆ）参照）させて相対変位ΔＰを所定の範囲に保持することにより、プランジャ８の移動に直動部材６を追従させる。
【００２３】
ブレーキペダル７の踏込みによってプランジャ８が前進すると、直動部材６は、電動モータ３の推力によってプランジャ８に追従して前進し、リアクション部材１１を介して出力ロッド１０を押圧し、マスタシリンダ９のピストン１３を推進して液圧により制動力を発生させる。リアクション部材１１は、直動部材６と出力ロッド１０との間で圧縮されて変形し（図２（Ｃ）参照）、前進したプランジャ８の先端部に当接する（図２（Ｄ）参照）。これにより、マスタシリンダ９のピストンからの反力は、リアクション部材１１を介して直動部材６及びプランジャ８に伝達される。このとき、リアクション部材１１に対する直動部材６の受圧面積Ａ１とプランジャ８の受圧面積Ａ２（＜Ａ１）との比率に応じて、その反力の一部がプランジャ８を介してブレーキペダル７にフィードバックされる。このようなブレーキペダル７の踏込みにより、所定の倍力比をもって制動力を発生させることができ、その踏力に応じて制動力を制御することができる。
【００２４】
制動開始時（プランジャ８が基準位置にあるとき）、プランジャ８とリアクション部材１１との間に所定の隙間Ｃ１（いわゆるジャンプインクリアランス）を設けることにより、プランジャ８は、一定距離だけリアクション部材１１から反力を受けることなく前進できるので、制動初期において制動力を迅速に立ち上げることができる。
【００２５】
次に、コントローラ３３により電動モータ３の制御を実行するための制御フローの一例について、図３を参照して説明する。図３のフローチャートにおいては、ブレーキペダルセンサ３２により、ブレーキペダル７の踏込みが検出されると処理がスタートし、ステップＳ１では、基準値設定フラグをクリアしてステップＳ２に進む。ステップＳ２では、ブレーキペダルセンサ３２により、ブレーキペダル７が操作中であるか否かを判定する。判定の結果、操作中である場合にはステップＳ３に進む。
【００２６】
ステップＳ３では、基準値設定フラグの有無を判定し、基準値設定フラグが無い場合は相対変位基準値Ｐ０を記憶するためにステップＳ４に進む。一方、基準値設定フラグが有る場合には相対変位基準値Ｐ０が既に記憶されているのでステップＳ６に進む。
【００２７】
ステップＳ４では、プランジャ８が基準位置にあることを基準位置センサ３１により検知したか判定し、基準位置が検知されない場合には、プランジャ８が基準位置まで達していないので、ステップＳ２へ戻り、検知された場合には、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、基準位置センサ３１がプランジャ８の基準位置への移動を検知したときの相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値Ｐ０として記憶するとともに、基準値設定フラグをセットしてステップＳ６に進む。
【００２８】
ステップＳ６では、相対変位センサ３０の現在の検出値Ｐから上記で記憶された相対変位基準値Ｐ０を減じて、相対変位基準値Ｐ０からの直動部材６に対するプランジャ８の相対変位ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ−Ｐ０）を演算して、ステップＳ７に進む。
【００２９】
ステップＳ７では、相対変位ΔＰを所定範囲α〜βの下限値αと比較し、相対変位ΔＰが下限値αよりも大きい（ΔＰ＞α）場合には、プランジャ８が少なくとも後退してないものとして、ステップＳ８に進む。
【００３０】
ここで、図４に示すように、所定の範囲α〜βは、下限値αが、直動部材６を後退させる方向に電動モータ３を制御するための相対変位量の目標値として設定される値となっており、一方、上限値βが、直動部材６を前進させる方向に電動モータ３を制御するための相対変位量の目標値として設定される値となっている。本実施形態においては、下限値αは、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰが０、すなわち、相対変位センサ３０の検出値が相対変位基準値Ｐ０であるときの値となっている。上限値βは、入出力特性にヒステリシスを付与するために必要な値となっており、上記隙間Ｃ１よりも小さい値として設定されている。
【００３１】
ステップＳ８では、相対変位ΔＰを上記上限値βと比較し、相対変位ΔＰが上限値βよりも大きい（ΔＰ＞β）場合には、プランジャ８が前進している、すなわち、ブレーキペダル７が踏み込まれている最中であるものとして、ステップＳ９に進む。
【００３２】
ステップ９では、相対変位ΔＰを上限値βとするために電動モータ３に供給する制御電流が所定の制限値以下か否かを比較し、制御電流が制限値以下である場合は、ステップＳ１０で相対変位ΔＰが上限値βとなるように、電動モータ３をフィードバック制御して、直動部材６を前進させる方向に電動モータ３を回転させて、ステップＳ２に戻る。また、制御電流が制限値を超える場合は、ステップＳ１１で、電動モータ３の回転位置を保持してステップＳ２へ戻る。これにより、電動モータ３への過電流の供給を防止して、電動モータ３を保護することができる。
【００３３】
また、ステップＳ８で、相対変位ΔＰが上限値β以下（ΔＰ≦β）である場合には、プランジャ８の動作が停止している、すなわち、ブレーキペダル７が踏み込みがほぼ一定で維持されているものとして、ステップＳ１１で電動モータ３の回転位置を保持してステップＳ２に戻る。
【００３４】
ステップＳ７で、相対変位ΔＰが下限値α以下（ΔＰ≦α）である場合には、プランジャ８が後退している、すなわち、ブレーキペダル７が解放されている最中であるものとして、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２で相対変位ΔＰが下限値αとなるように、電動モータ３をフィードバック制御して、直動部材６を後退させる方向に電動モータ３を回転させてステップＳ２に戻る。
【００３５】
なお、ステップＳ２で、操作中でないと判定した場合にはステップＳ１３で電動モータ３への通電を停止、若しくは電動モータ３への通電の停止状態を維持してステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、ブレーキペダルセンサ３２が操作中である状態から操作中でない状態になってから所定時間、例えば、２分間ぐらいの時間が経過したかを判定し、所定時間経過していれば、本フローチャートの処理を終了する。
【００３６】
以上のようにして、ブレーキペダル７の操作に応じて、電動モータ３の作動を制御して、プランジャ８の移動に直動部材６を追従させることにより、所定の倍力比で制動力を発生させ、踏力に応じて制動力を制御することができる。このとき、相対変位センサ３０の検出値を基準位置センサ３１によって校正するので、温度変化による相対変位センサ３０の信号ドリフト等による影響を軽減して制御精度を高めると共に安定した制御を行なうことができる。
【００３７】
このとき、図４に示すように、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰが、所定の範囲α〜βを超えたとき、その相対変位ΔＰの大きさに比例して電動モータ３の回転量を大きくするように制御量を調整することにより、応答性を高め、高精度で安定した制御を実行することができる。
【００３８】
また、相対変位センサ３０の相対変位基準値Ｐ０の設定（記憶）は、図２に示す制御フローでは、ブレーキペダル７が操作されて、基準位置センサ３１によってプランジャ８が基準位置にあるのを検知した後に毎回実行しているが、これに限らず、経過時間その他の条件に基づき、適宜実行して、相対変位基準値Ｐ０を更新してもよい。
【００３９】
次に、電動倍力装置１の作動の一例について、図５を参照して説明する。図５は、ブレーキペダル７を一定の速さで踏込み、その位置を一旦保持した後、一定の速さで解放した場合のタイムチャートを示している。
【００４０】
時刻ｔ０でブレーキペダル７の踏込みを開始し、ブレーキスイッチ３２がこれを検知する。ブレーキペダル７の踏込みにより、プランジャ８が前進し、時刻ｔ１で基準位置に達すると、これを基準位置センサ３１が検知し、相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値Ｐ０として記憶する。これにより、相対変位基準値Ｐ０からの相対変位ΔＰの演算を開始する。時刻ｔ２で相対変位ΔＰが上限値βを超えると、電動モータ３が作動し、直動部材６が前進してピストンを推進し、マスタシリンダ９の液圧が上昇し始める。その後、プランジャ８及び直動部材６の前進に伴い、一定の割合でマスタシリンダの液圧９が上昇する。時刻ｔ３でブレーキペダル７の踏込み位置を保持すると、相対変位ΔＰは、上述の下限値α〜上限値βの範囲内(α＜ΔＰ＜β)となり、電動モータ３の回転位置が保持される。これにより、マスタシリンダ９の液圧も保持される。その後、時刻ｔ４でブレーキペダル７を戻し始めると、相対変位ΔＰが下限値α未満となり、電動モータ３が作動して直動部材６が後退し、ピストン１３が後退して、マスタシリンダ９の液圧が解除される。
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。
なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同じ符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態では、相対変位センサ３０が省略され、代りにブレーキペダル７のストロークを検出するストロークセンサ３４が設けられている。ストロークセンサ３４は、プランジャ８の変位を検出する入力部材変位検出手段として利用される。また、回転位置センサ２９は、直動部材６の変位を検出する倍力部材変位検出手段として利用される。コントローラ３３は、回転位置センサ２９の検出値Ｐｍと、ストロークセンサ３４の検出値Ｐｓの差分に基づき、直動部材６とプランジャ８との相対変位ΔＰを演算により求める。このとき、上記第１実施形態と同様、プランジャ８が基準位置にあることを基準位置センサ３１により検知したとき、回転位置センサ２９及びストロークセンサ３４の検出値を制御基準値Ｐｍ０、Ｐｓ０として記憶し、回転位置センサ２９及びストロークセンサ３４の現在の検出値Ｐｍ、Ｐｓと、相対変位基準値となる制御基準値Ｐｍ０、Ｐｓ０との差分として相対変位ΔＰを求める。このようにして求めた相対変位ΔＰに基づき、上記第１実施形態と同様、電動モータ３の作動を制御する。
【００４３】
このとき、ボール−ネジ機構５の回転部材１９は、電動モータ３のロータ１９に連結されているので、直動部材６の位置（変位）は、回転位置センサ２９の検出値Ｐｍに一定の係数Ｋ１を乗じ、又は、所定の変換テーブルを用いて得ることができる。また、プランジャ８は、入力ロッド２８を介してブレーキペダル７に連結されているので、プランジャ８の位置(変位）は、ストロークセンサ３４の検出値Ｐｓに一定の係数Ｋ２を乗じ、又は、所定の変換テーブルを用いて得ることができる。ここで、変換テーブルを用いてこれらの変換を行なうことにより、これらの位置関係が非線形の場合でも直動部材６及びプランジャ８の位置を得ることができる。そして、このようにして得た直動部材６の位置（変位）及びプランジャ８の位置（変位）から演算したこれらの相対変位ΔＰに基づき、上記第１実施形態と同様、電動モータ３の作動を制御する。
【００４４】
この場合、図２に示される制御フローを、次のように置き換えて実行することになる。まず、ステップＳ５では、基準位置センサ３１がプランジャ８の基準位置を検知したとき、回転位置センサ２９の検出値を制御基準値Ｐｍ０として記憶し、ストロークセンサ３４の検出値を制御基準値Ｐｓ０として記憶して、基準値設定フラグをセットしてステップＳ６に進む。ステップＳ６では、回転位置センサ２９の現在の検出値Ｐｍから記憶された制御基準値Ｐｍ０を減じた値に一定の係数Ｋ１を乗じ、又は、所定の変換テーブルを用いて直動部材６の位置を演算する。また、ストロークセンサ３４の現在の検出値Ｐｓから記憶された制御基準値Ｐｓ０を減じた値に一定の係数Ｋ２を乗じる、又は、所定の変換テーブルを用いてプランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０））を演算する。このようにして演算した相対変位ΔＰに基づき、所定の範囲α〜βとの比較により電動モータ３の作動を制御する。
【００４５】
なお、上述の制御フローでは、直動部材６の位置を表す回転位置センサ２９の検出値Ｐｍ及びプランジャ８の位置を表すストロークセンサ３４の検出値Ｐｓのそれぞれについて制御基準値Ｐｍ０、Ｐｓ０を記憶するようにしているが、これらの差分（相対変位）について相対変位基準値を記憶して、その相対変位基準値に基づき相対変位ΔＰを演算するようにしてもよい。
【００４６】
次に本発明の第３実施形態について、図７乃至図１３を参照して説明する。
なお、上記第２実施形態に対して、同様の部分には同じ符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態では、基準位置センサ３１が省略され、代りに、ハウジング２の円筒部に、ボール−ネジ機構５の直動部材６が所定の基準位置にあることを検知する戻り位置センサ３５が設けられている。戻り位置センサ３５は、ハウジング２に対して最も後退した位置である「直動部材基準位置」（倍力部材基準位置、直動部材後退限位置）にあるのを検知するものであり、上記第１及び第２実施形態の基準位置センサ３１と同様、例えば公知のリミットスイッチとすることができ、直動部材基準位置を検知したとき、オン又はオフのいずれの信号を出力するものでもよい。
【００４８】
また、ブレーキスイッチ３２は、ブレーキペダル７が踏込まれていない状態を検知する、すなわち、ブレーキペダル７に入力ロッド２８を介して連結されたプランジャ８が最も後退した位置である「プランジャ基準位置」（入力部材基準位置、プランジャ後退限位置）にあることを検知する。
【００４９】
コントローラ３３は、直動部材６が直動部材基準位置にあるとき、回転位置センサ２９の検出値を基準値Ｐｍ０´として記憶する。また、プランジャ８が基準位置にあるとき、ストロークセンサ３４の検出値を基準値Ｐｓ０´として記憶する。そして、現在の回転位置センサ２９の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ１を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算した直動部材６の変位を算出する。また、現在のストロークセンサ３４の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ２を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算したプランジャ８の変位を算出する。これら算出した直動部材６の変位とプランジャ８の変位との差分からプランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ´（ΔＰ´＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´））を演算する。
【００５０】
そして、プランジャ８が直動部材６に対してプランジャ基準位置から上述の一定距離ΔＴ（図３（Ｂ）参照）だけ前進した位置を基準として、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝ΔＰ´−ΔＴ＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´）−ΔＴ）を演算する。このようにして得た相対変位ΔＰに基づき、電動モータ３の作動を制御する。
【００５１】
ここで、直動部材６が直動部材基準位置にあることは、戻り位置センサ３５によって直接検知することができ、あるいは、ブレーキスイッチ３２のオン−オフ、電動モータ３への通電の有無等によって非制動状態を検知することにより、間接的に検知することができる。また、プランジャ８がプランジャ基準位置にあることは、ブレーキスイッチ３２のオン−オフによって直接検知することができ、あるいは、戻り位置センサ３５の検知、電動モータ３への通電の有無等によって非制動状態を検知することにより、間接的に検知することができる。
【００５２】
次に、本実施形態の制御を実行するための制御の一例について、図８を参照して説明する。図８において、ステップＳ１０１では、回転位置センサ２９及びストロークセンサ３４に所定の初期値をセットし、基準値設定フラグをクリアして、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、基準値設定フラグの有無を判断し、基準値設定フラグが無ければ、基準値を記憶するためにステップＳ１０３に進む。一方、基準値設定フラグが有れば、ステップＳ１０５に進む。
【００５３】
ステップＳ１０３では、直動部材６及びプランジャ８が直動部材基準位置及びプランジャ基準位置にあるか否かをそれぞれの基準位置判定フラグによって判定する。この判定処理は、例えば図９乃至図１３に示す制御フローによって実行することができる。図９に示す例では、ステップ２０１で、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知しているか否かを判定し、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知しないとき、直動部材６及びプランジャ８が直動部材及びプランジャ基準位置にあるとして、ステップＳ２０２で基準位置判定フラグに１をセットする。また、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知したとき直動部材及びプランジャ基準位置にないとして、ステップＳ２０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。なお、ブレーキスイッチ３２は、ブレーキペダル７及び入力ロッド２８を介してプランジャ８の位置を検知することになるので、検知精度が低下しやすい。
【００５４】
図１０に示す例では、ステップ３０１で、直動部材６が後退位置にあることを戻り位置センサ３５により検知したか否かを判定し、直動部材６が後退位置にあることを戻り位置センサ３５により検知したとき、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとして、ステップＳ３０２で基準位置判定フラグに１をセットする。また、直動部材６が後退位置にあることを戻り位置センサ３５により検知しないとき、直動部材６及びプランジャ８が基準位置にないとして、ステップＳ３０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。この場合、戻り位置センサ３５は、直動部材６の位置を直接検知するので、ブレーキスイッチ３２によるものよりも高い検知精度を期待することができる。
【００５５】
図１１の例は、図９及び図１０の戻り位置スイッチ３５及びブレーキスイッチ３２による判定を組合わせて行うものである。ステップＳ４０１で、プランジャ８がこれらの基準位置にあることを戻り位置センサ３５により検知し、かつ、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知しないとき、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとして、ステップＳ４０３で基準位置判定フラグに１をセットする。ステップＳ４０１、Ｓ４０２で、何れか又は何れもそうでない場合は、基準位置にないとして、ステップＳ４０４で基準位置判定フラグを０でリセットする。この場合、２つのセンサ、スイッチの状態によって判定を行なうので、検知精度を高めることができる。
【００５６】
図１２の例では、ステップＳ５０１で、電動モータ３への通電状態に基づいて判定するもので、電動モータ３への通電がない場合に直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとして、ステップＳ５０２で基準位置判定フラグに１をセットする。電動モータ３への通電がある場合には基準位置にないとしてステップＳ５０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。また、図１３の例では、電動モータ３へ一定時間通電があるか否かで基準位置にあるか否かを判定する。ステップＳ６０１で、電動モータ３への通電状態を確認し、電動モータ３への通電がない場合に、ステップＳ６０２で、非通電計時タイマをインクリメントしてステップＳ６０３へ進む。ステップＳ６０３で、非通電計時タイマが所定値より大きくなるまで待って、非通電計時タイマが所定値より大きくなったときに、一定時間通電がないこととして、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとし、ステップＳ６０４で基準位置判定フラグに１をセットする。ステップＳ６０３で、非通電計時タイマが所定値より大きくなる前に、ステップＳ６０１で、電動モータ３への通電があると判定した場合には、基準位置にないとして、ステップＳ６０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。この場合、低温等の直動部材６の戻り特性が悪化する環境下においても、直動部材６及びプランジャ８の基準位置の判定をより確実行うことができる。更に、図９乃至図１３に示す判定処理を適宜組み合わせてもよい。
【００５７】
ステップＳ１０３では、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にある場合には、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４では、その時点の回転位置センサ２９の検出値を基準値Ｐｍ０´として記憶し、ストロークセンサ３４の検出値を基準値Ｐｍ０´として記憶し、基準値設定フラグをセットして、ステップＳ１０５に進む。直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にない場合には、直接、ステップＳ１０５に進む。
【００５８】
ステップＳ１０５では、ブレーキペダル７の操作の有無を判定し、踏込みがなく操作されていない場合は、ステップＳ１１３で電動モータ３への通電を停止、若しくは通電停止状態を維持してステップＳ１０２に戻る。ブレーキペダル７が操作されている最中である場合には、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、現在の回転位置センサ２９の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ１を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算して直動部材６の変位を算出する。また、現在のストロークセンサ３４の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ２を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算してプランジャ８の変位を算出する。これら直動部材６の変位とプランジャ８の変位との差分からプランジャ８と直動部材６との初期位置からの相対変位ΔＰ´（ΔＰ´＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´））を演算する。
【００５９】
更に、プランジャ８が直動部材６に対してプランジャ基準位置から上述の一定距離ΔＴ（図３（Ｂ）参照）だけ前進した位置を基準として、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝ΔＰ´−ΔＴ＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´）−ΔＴ）を演算してステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７からステップ１１２では、上記ΔＰに基づいて図２に示す制御と同様の処理を実行して、ステップＳ２へ戻る。これにより、上記第２実施形態と同様の制御を実行することができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、回転位置センサ２９とストロークセンサ３４とを用いて相対変位ΔＰ´を演算する代りに、上記第１実施形態と同様、相対変位センサ３０を設けて相対変位ΔＰ´を直接検出するようにしてもよい。この場合、ブレーキスイッチ３２及び戻り位置センサ３５を用いて直動部材６及びプランジャ８の基準位置を検知したとき、相対変位センサ３０の検出値を基準値として記憶し、相対変位ΔＰ´を検出する。
【００６１】
次に、電動倍力装置１の入出力特性の調整方法について、図１４乃至図１６を参照して説明する。
電動倍力装置１の入出力特性の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。電動倍力装置１の入出力特性は、ブレーキペダル７の踏込みにより、プランジャ８が直動部材６に対して初期位置からΔＴ（図３（Ｂ）参照）だけ移動して、基準位置に達したとき、電動モータ３の作動の制御が開始され、制動初期においては、プランジャ８とリアクション部材との隙間Ｃ１（図１４（Ｂ）参照）により、プランジャ８がリアクション部材１１から反力を受けることなく前進するので、いわゆるジャンプイン特性によって出力（制動力）が迅速に立ち上がる（図１５のＡ点参照）。その後、リアクション部材１１に対する直動部材６の受圧面積Ａ１とプランジャ８の受圧面積Ａ２との比率に応じた倍力比で入力に比例した出力が発生する（図１５の実線参照）。
【００６２】
このとき、リアクション部材１１とプランジャ８との隙間Ｃ１が図１４（Ｂ）に示す規定の場合よりも小さいと（図１４（Ａ）参照）、リアクション部材１１とプランジャ８との当接が早くなり、ジョンプイン時の出力が小さくなり（図１５中の破線参照）、また、隙間Ｃ１が大きいと（図１４（Ｃ）参照）、リアクション部材１１とプランジャ８との当接が遅くなり、ジャンプイン時の出力が大きくなる（図１５中の一点鎖線参照）。このように隙間Ｃ１の精度により、入出力特性にばらつきが生じる。
【００６３】
本実施形態では、図１６に示す調整装置３６を用いて電動倍力装置１の入出力特性の調整を行う。図１６に示すように、調整装置３６は、電動倍力装置１の入力ロッド２８に所望の推力を付与する推力発生装置３７と、出力ロッド１０の出力を測定する推力測定装置３８と、推力発生装置３７の推力及び推力測定装置３８の測定推力から電動倍力装置１の入出力特性を得て、補正量を決定する調整装置３９とを備えている。
【００６４】
調整装置３９は、推力発生装置３７によって電動倍力装置１に所定の推力（入力）を付与し、推力測定装置３８によって出力を測定する。このとき、図１５に示すように、所定の入力Ｂに対して、リアクション部材１１とプランジャ８との隙間Ｃ１が規定値よりも小さい場合、出力は、規定の出力Ｂ０よりも小さい出力Ｂ１となり、隙間Ｃ１が規定値よりも大きい場合、規定の出力Ｂ０よりも大きい出力Ｂ２となる。これにより、出力の大小に応じて、実際の出力がＢ０となるように、相対変位センサ３０が出力する（第２及び第３実施形態では、演算する）相対変位ΔＰに対する補正量を決定し、コントローラ３３の記憶手段である不揮発性メモリに書き込む。コントローラ３３は、記憶した補正量により補正した相対変位ΔＰに基づき、電動モータ３の作動をする。
【００６５】
これにより、個々の電動倍力装置１について、組立後に、各部の寸法精度、各種センサ及びスイッチの取付位置の寸法精度等による入出力特性のばらつきを調整することができ、制御精度を高めることができる。なお、第２及び第３実施形態の電動倍力装置１では、演算した相対変位ΔＰに対して補正量を決定し、コントローラ３３に記憶させることにより、同様に適用することができる。
【００６６】
なお、上記第１乃至第３実施形態では、推力伝達機構として、弾性体であるリアクション部材１１を用いた場合（いわゆるディスク式）について説明している。しかし、これに限らず、いわゆるレバー式の倍力装置にも適用することができる。また、倍力部材としてアクチュエータによって駆動されるピストン（受圧面積大）と、入力部材としてブレーキペダルによって駆動される入力ピストンとをマスタシリンダに挿入して、マスタシリンダ内のブレーキ液に臨む、入力ピストンから直接、反力をブレーキペダルへフィードバックする形式の倍力装置にも適用することができる。
【００６７】
上記実施形態の倍力装置によれば、ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に設けられた倍力部材と、該倍力部材を駆動するアクチュエータと、前記入力部材及び倍力部材の推力をマスタシリンダに伝達すると共に該マスタシリンダからの反力を所定の比率で前記入力部材と前記倍力部材に伝達する推力伝達機構と、前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を検出するための相対変位検出手段と、該相対変位検出手段が検出した相対変位に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備え、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段を備えている。上記のような構成により、倍力装置の制御精度を高め、安定した入出力特性を得ることができる。
【００６８】
上記実施形態の倍力装置によれば、前記制御手段は、前記基準位置検知手段が前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、前記相対変位検出手段の検出値を相対変位基準値として記憶し、相対変位基準値を基準として前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を決定するようにしている。上記のような構成により、温度変化による相対変位検出手段の信号ドリフト等による影響を軽減して制御精度を高めると共に安定した制御を行なうことができる。
【００６９】
上記実施形態の倍力装置によれば、前記推力伝達機構は、前記入力部材及び前記倍力部材に係合し、これらの相対変位を許容する推力伝達部材と、前記入力部材及び前記倍力部材から前記推力伝達部材に伝達された推力によって前記マスタシリンダに液圧を発生させる液圧発生機構とを含んでいる。
【００７０】
上記第１の実施形態の倍力装置によれば、前記基準位置検知手段は、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、オン又はオフとなるスイッチ手段となっている。
【００７１】
上記第２，３の実施形態の倍力装置によれば、前記基準位置検知手段は、前記入力部材が所定の入力部材基準位置にあることを検知するための入力部材基準位置検知手段と、前記倍力部材が所定の倍力部材基準位置にあるのを検知するための倍力部材基準位置検知手段とを含み、前記入力部材が入力部材基準位置にあることを検知し、かつ、前記倍力部材が倍力部材基準位置にあるのを検知することにより、相対変位の基準位置を検知するようにしている。
【００７２】
上記第２，３の実施形態の倍力装置によれば、前記相対変位検出手段は、前記入力部材の変位を検出する入力部材変位検出手段と、前記倍力部材の変位を検出する倍力部材変位検出手段とを含み、前記入力部材の変位及び前記倍力部材の変位に基づき、これらの相対変位を検出するようにしている。
【００７３】
上記第２，３の実施形態の倍力装置によれば、前記制御手段は、前記相対位置検出手段が検出する相対変位に対する補正量を記憶する記憶手段を備えている。
【符号の説明】
【００７４】
１ 電動倍力装置（倍力装置）、６ 直動部材（倍力部材）、７ ブレーキペダル、８ プランジャ（入力部材）、９ マスタシリンダ、１１ リアクション部材（推力伝達機構）、３０ 相対変位センサ（相対変位検出手段）、３１ 基準位置センサ（基準位置検知手段）、３３ コントローラ（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のブレーキシステムに用いられる倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のブレーキシステムに用いられる倍力装置において、ブレーキペダルの操作に応じて電動モータを作動させ、ボール−ネジ機構等の回転−直動変換機構を介してマスタシリンダのピストンを推進して、ブレーキ液圧を発生させるようにした電動倍力装置が知られている。この種の電動倍力装置において、例えば特許文献１に示されたものでは、多くの車両に用いられているエンジンの吸気負圧を倍力源とする気圧式倍力装置と同様に、ゴム等の弾性体からなるリアクション部材を介して制動時のマスタシリンダからの反力の一部をブレーキペダルにフィードバックするようにしたものがある。これにより、簡単な構造でマスタシリンダからの反力をブレーキペダルにフィードバックすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／０６８４０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようにマスタシリンダからの反力の一部をブレーキペダルにフィードバックするようにした倍力装置では、制御精度を高めるためには、各部の寸法、各種センサの取付位置及び検出の精度を高めることが要求される。
【０００５】
本発明は、制御精度を高めることができる倍力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に設けられた倍力部材と、該倍力部材を駆動するアクチュエータと、前記入力部材及び倍力部材の推力をマスタシリンダに伝達すると共に該マスタシリンダからの反力を所定の比率で前記入力部材と前記倍力部材に伝達する推力伝達機構と、前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を検出するための相対変位検出手段と、該相対変位検出手段が検出した相対変位に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する制御手段と、を備えた倍力装置において、
前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る倍力装置によれば、制御精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動倍力装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す電動倍力装置の直動部材、プランジャ及びリアクション部材の作動状態を示す図である。
【図３】図１に示す電動倍力装置の制御を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す電動倍力装置の電動モータの制御を示すグラフ図である。
【図５】図１に示す電動倍力装置の作動の一例を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電動倍力装置のブレーキペダル部を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る電動倍力装置の直動部材の戻りスイッチ部を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る電動倍力装置の制御を示すフローチャートである。
【図９】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、ブレーキスイッチにより初期位置判定を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、戻りスイッチにより初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１１】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、ブレーキスイッチ及び戻りスイッチにより初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１２】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、電動モータへの通電に基づき初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１３】図８に示すフローチャートのステップＳ３において、電動モータへの非通電時間に基づき初期位置判定処理を実行するための制御を示すフローチャートである。
【図１４】図１に示す電動倍力装置において、プランジャとリアクション部材との間の隙間の寸法誤差を示す説明図である。
【図１５】図１に示す電動倍力装置の入出力特性を示すグラフ図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る電動倍力装置の調整装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態に係る電動倍力装置について、図１乃至図５を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置１は、ハウジング２内に、電動モータ３と、電動モータ３のロータ４の回転運動を直線運動に変換する回転−直動変換機構であるボール−ネジ機構５と、ボール−ネジ機構５の直動部材６に挿入されてブレーキペダル７に連結されたプランジャ８と、直動部材６及びプランジャ８の推力をマスタシリンダ９に伝達する出力ロッド１０と、出力ロッド１０と直動部材６及びプランジャ８との間に介装されたリアクション部材１１とが設けられている。
【００１０】
ハウジング２は、車室とエンジンルーム等の隔壁であるダッシュパネルＤのエンジンルーム側に取付けられ、後部の円筒部１２がダッシュパネルＤを貫通して車室内に延ばされている。ハウジング２の前部には、円筒部１２と同心に配置されたマスタシリンダ９が取付けられ、マスタシリンダ９のピストン１３がハウジング２内に挿入されている。マスタシリンダ９は、リザーバ１４にブレーキ液を貯留し、ピストン１３の推進により、ブレーキ液圧を発生させて、各車輪のブレーキ装置にブレーキ液圧を供給する公知のマスタシリンダであり、タンデム型、シングル型いずれでもよい。
【００１１】
電動モータ３は、ボール−ネジ機構５を駆動するアクチュエータであり、ハウジング２に固定されたステータ１５と、ステータ１５に挿入されて回転可能に支持された円筒状のロータ４とを備え、制御電流によってロータ４の回転を制御可能なものであり、例えば、同期モータ、誘導モータ等とすることができる。
【００１２】
ボール−ネジ機構５は、軸受１７、１８によってハウジング２に回転可能に支持された円筒状の回転部材１９と、回転部材１９及びハウジング２の円筒部１２に挿入され、軸方向に沿って移動可能かつ軸回りに回転しないように支持された直動部材６と、これらの互いの対向面に形成された螺旋状のボール溝２０、２１間に装填された複数の転動体であるボール２２とを備え、回転部材１９の回転により、ボール２２が転動することによって直動部材６が軸方向に沿って移動するようになっている。また、ボール−ネジ機構５は、直動部材６の直線運動を回転部材１９の回転運動に変換することができる。なお、本実施形態では、回転−直動変換機構として、ボール−ネジ機構５を用いているが、電動モータ３のロータ４の回転運動を直線運動に変換するものであれば、ローラ−ネジ機構等の他の形式の回転−直動変換機構を用いてもよい。
【００１３】
回転部材１９は、電動モータ３のロータ４に挿通されて一体に回転するように結合されている。直動部材６は、倍力部材として前端部がマスタシリンダ９のピストン１３に対向し、後部がハウジング２の円筒部１２に挿入されて、円筒部１２に設けられたストッパ１２Ａによって軸回りの回転及び後退位置が規制されている。直動部材６は、ハウジング２の前壁との間に設けられたテーパ状のコイルバネである戻しバネ２３のバネ力によって後退方向に付勢されてストッパ１２に当接している。なお、本実施形態では、ロータ４によって回転部材１９を直接駆動する構造となっているが、これらの間に歯車、プーリ等の減速機構を介装してもよい。
【００１４】
プランジャ８は、ブレーキペダル７の操作により進退動する入力部材であり、直動部材６内に軸方向に沿って移動可能に案内されている。マスタシリンダ９のピストン１３に対向する直動部材６の前端部には、大径ボア２４及び小径ボア２５からなる段付ボアが形成されている。小径ボア２５には、プランジャ８の先端部が摺動可能に挿入されている。プランジャ８は、直動部材６に設けられたストッパ２６によって後退位置が規制され、直動部材６との間に設けられたテーパ状のコイルバネである戻しバネ２７のバネ力によって後退方向に付勢されてストッパ２６に当接している。
【００１５】
大径ボア２４には、ゴム等の弾性体からなる円板状のリアクション部材１１が嵌合され、リアクション部材１１の上に出力ロッド１０の基端部に形成されたフランジ部が当接している。小径ボア２５に挿入されたプランジャ８の先端部とリアクション部材１１との間には、プランジャ８がストッパ２６に当接する後退位置にあるとき、一定の隙間Ｃが形成されている。リアクション部材１１は、直動部材６及びプランジャ８に係合して、これらの推力をマスタシリンダ９に伝達する推力伝達機構を構成しており、直動部材６及びプランジャ８が前進してリアクション部材１１を介して出力ロッド１０によってマスタシリンダ９のピストン１３を推進したとき、大径ボア２４の断面積Ａ１及び小径ボア２５の断面積Ａ２によって決定されるリアクション部材１１に対する直動部材６及びプランジャ８の受圧面積に応じて直動部材６及びプランジャ８に反力がフィードバックされる。プランジャ８の後端部には、入力ロッド２８を介してブレーキペダル７が連結されている。
【００１６】
ハウジング２には、ボール−ネジ機構５の回転部材１９、すなわち、電動モータ３のロータ４の回転位置を検出するレゾルバ等の回転位置センサ２９が取付けられている。直動部材６とプランジャ８との間には、これらの相対変位を検出するための相対位置検出手段としての相対変位センサ３０が設けられている。相対変位センサ３０は、例えば、抵抗値の変化等に基づき、相対変位をアナログ信号として検出するポテンショメータとすることができる。
【００１７】
また、直動部材６には、プランジャ８と直動部材６との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段としての基準位置センサ３１が設けられている。基準位置センサ３１は、プランジャ８が、直動部材６に対して、ストッパ２６に当接する最も後退した位置（図２（Ａ）参照）から一定距離ΔＴ（図２（Ｂ）参照）だけ前進（リアクション部材１１側に向かって移動）した位置である基準位置にあるか否かを検知するものであり、例えば公知のリミットスイッチを用いることができる。基準位置センサ３１は、基準位置を検知したとき、オン又はオフのいずれの信号を出力するものでもよい。
【００１８】
ブレーキペダル７に対しては、その踏込みの有無を検知するためのブレーキペダルセンサ３２が設けられている。ブレーキペダルセンサ３２としては、基準位置センサ３１と同様、公知のリミットスイッチを用いることができるが、ブレーキペダル７の踏込みに伴いブレーキランプに通電するための既存のブレーキランプスイッチを利用してもよい。
【００１９】
ハウジング２の上部には、制御手段であるコントローラ３３が取付けられている。コントローラ３３は、回転位置センサ２９、基準位置センサ３１、相対変位センサ３０及びブレーキペダルセンサ３２の出力信号を含む各種センサからの検出信号に基づいて、制御電流を供給して電動モータ３の作動を制御するものである。コントローラ３３による制御については、図２を参照して以下に説明する。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、ブレーキペダル７が踏込まれていない非制動状態では、戻しバネ２３、２７のバネ力により直動部材６及びプランジャ８は、ストッパ１２Ａおよびストッパ２６によって規定される後退限位置にある。このとき、リアクション部材１１とプランジャ８との間には、一定の隙間Ｃが形成されている。また、この状態では、相対変位センサ３０は、直動部材６とプランジャ８との相対変位を検出し、基準位置センサ３１は、基準位置を検知しておらず、そして、ブレーキペダルセンサ３２は、ブレーキペダル７の踏込み検知していない状態となっている。
【００２１】
図２（Ｂ）に示すように、ブレーキペダル７が踏込まれて、入力ロッド２８を介してプランジャ８が直動部材６に対して一定距離ΔＴだけ前進することで、所定の基準位置に達する。このとき、基準位置センサ３１は、プランジャ８が基準位置にあることを検知する。このとき、コントローラ３３は、相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値Ｐ０として記憶して、相対変位に基づく電動モータ３の制御を開始する。なお、ブレーキペダルセンサ３２は、ブレーキペダル７の操作が開始されたとき、これを検知する。
【００２２】
ブレーキペダル７が更に踏込まれると、コントローラ３３は、現在の相対変位センサ３０の検出値Ｐから相対変位基準値Ｐ０を減じて、直動部材６とプランジャ８との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ−Ｐ０）を演算する。そして、この相対変位ΔＰに基づき、制御電流を出力して電動モータ３の作動を制御し、直動部材６を前進（図２（Ｃ）、（Ｄ）参照）、保持（図２（Ｅ）参照）又は後退（図２（Ｆ）参照）させて相対変位ΔＰを所定の範囲に保持することにより、プランジャ８の移動に直動部材６を追従させる。
【００２３】
ブレーキペダル７の踏込みによってプランジャ８が前進すると、直動部材６は、電動モータ３の推力によってプランジャ８に追従して前進し、リアクション部材１１を介して出力ロッド１０を押圧し、マスタシリンダ９のピストン１３を推進して液圧により制動力を発生させる。リアクション部材１１は、直動部材６と出力ロッド１０との間で圧縮されて変形し（図２（Ｃ）参照）、前進したプランジャ８の先端部に当接する（図２（Ｄ）参照）。これにより、マスタシリンダ９のピストンからの反力は、リアクション部材１１を介して直動部材６及びプランジャ８に伝達される。このとき、リアクション部材１１に対する直動部材６の受圧面積Ａ１とプランジャ８の受圧面積Ａ２（＜Ａ１）との比率に応じて、その反力の一部がプランジャ８を介してブレーキペダル７にフィードバックされる。このようなブレーキペダル７の踏込みにより、所定の倍力比をもって制動力を発生させることができ、その踏力に応じて制動力を制御することができる。
【００２４】
制動開始時（プランジャ８が基準位置にあるとき）、プランジャ８とリアクション部材１１との間に所定の隙間Ｃ１（いわゆるジャンプインクリアランス）を設けることにより、プランジャ８は、一定距離だけリアクション部材１１から反力を受けることなく前進できるので、制動初期において制動力を迅速に立ち上げることができる。
【００２５】
次に、コントローラ３３により電動モータ３の制御を実行するための制御フローの一例について、図３を参照して説明する。図３のフローチャートにおいては、ブレーキペダルセンサ３２により、ブレーキペダル７の踏込みが検出されると処理がスタートし、ステップＳ１では、基準値設定フラグをクリアしてステップＳ２に進む。ステップＳ２では、ブレーキペダルセンサ３２により、ブレーキペダル７が操作中であるか否かを判定する。判定の結果、操作中である場合にはステップＳ３に進む。
【００２６】
ステップＳ３では、基準値設定フラグの有無を判定し、基準値設定フラグが無い場合は相対変位基準値Ｐ０を記憶するためにステップＳ４に進む。一方、基準値設定フラグが有る場合には相対変位基準値Ｐ０が既に記憶されているのでステップＳ６に進む。
【００２７】
ステップＳ４では、プランジャ８が基準位置にあることを基準位置センサ３１により検知したか判定し、基準位置が検知されない場合には、プランジャ８が基準位置まで達していないので、ステップＳ２へ戻り、検知された場合には、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、基準位置センサ３１がプランジャ８の基準位置への移動を検知したときの相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値Ｐ０として記憶するとともに、基準値設定フラグをセットしてステップＳ６に進む。
【００２８】
ステップＳ６では、相対変位センサ３０の現在の検出値Ｐから上記で記憶された相対変位基準値Ｐ０を減じて、相対変位基準値Ｐ０からの直動部材６に対するプランジャ８の相対変位ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ−Ｐ０）を演算して、ステップＳ７に進む。
【００２９】
ステップＳ７では、相対変位ΔＰを所定範囲α〜βの下限値αと比較し、相対変位ΔＰが下限値αよりも大きい（ΔＰ＞α）場合には、プランジャ８が少なくとも後退してないものとして、ステップＳ８に進む。
【００３０】
ここで、図４に示すように、所定の範囲α〜βは、下限値αが、直動部材６を後退させる方向に電動モータ３を制御するための相対変位量の目標値として設定される値となっており、一方、上限値βが、直動部材６を前進させる方向に電動モータ３を制御するための相対変位量の目標値として設定される値となっている。本実施形態においては、下限値αは、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰが０、すなわち、相対変位センサ３０の検出値が相対変位基準値Ｐ０であるときの値となっている。上限値βは、入出力特性にヒステリシスを付与するために必要な値となっており、上記隙間Ｃ１よりも小さい値として設定されている。
【００３１】
ステップＳ８では、相対変位ΔＰを上記上限値βと比較し、相対変位ΔＰが上限値βよりも大きい（ΔＰ＞β）場合には、プランジャ８が前進している、すなわち、ブレーキペダル７が踏み込まれている最中であるものとして、ステップＳ９に進む。
【００３２】
ステップ９では、相対変位ΔＰを上限値βとするために電動モータ３に供給する制御電流が所定の制限値以下か否かを比較し、制御電流が制限値以下である場合は、ステップＳ１０で相対変位ΔＰが上限値βとなるように、電動モータ３をフィードバック制御して、直動部材６を前進させる方向に電動モータ３を回転させて、ステップＳ２に戻る。また、制御電流が制限値を超える場合は、ステップＳ１１で、電動モータ３の回転位置を保持してステップＳ２へ戻る。これにより、電動モータ３への過電流の供給を防止して、電動モータ３を保護することができる。
【００３３】
また、ステップＳ８で、相対変位ΔＰが上限値β以下（ΔＰ≦β）である場合には、プランジャ８の動作が停止している、すなわち、ブレーキペダル７が踏み込みがほぼ一定で維持されているものとして、ステップＳ１１で電動モータ３の回転位置を保持してステップＳ２に戻る。
【００３４】
ステップＳ７で、相対変位ΔＰが下限値α以下（ΔＰ≦α）である場合には、プランジャ８が後退している、すなわち、ブレーキペダル７が解放されている最中であるものとして、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２で相対変位ΔＰが下限値αとなるように、電動モータ３をフィードバック制御して、直動部材６を後退させる方向に電動モータ３を回転させてステップＳ２に戻る。
【００３５】
なお、ステップＳ２で、操作中でないと判定した場合にはステップＳ１３で電動モータ３への通電を停止、若しくは電動モータ３への通電の停止状態を維持してステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、ブレーキペダルセンサ３２が操作中である状態から操作中でない状態になってから所定時間、例えば、２分間ぐらいの時間が経過したかを判定し、所定時間経過していれば、本フローチャートの処理を終了する。
【００３６】
以上のようにして、ブレーキペダル７の操作に応じて、電動モータ３の作動を制御して、プランジャ８の移動に直動部材６を追従させることにより、所定の倍力比で制動力を発生させ、踏力に応じて制動力を制御することができる。このとき、相対変位センサ３０の検出値を基準位置センサ３１によって校正するので、温度変化による相対変位センサ３０の信号ドリフト等による影響を軽減して制御精度を高めると共に安定した制御を行なうことができる。
【００３７】
このとき、図４に示すように、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰが、所定の範囲α〜βを超えたとき、その相対変位ΔＰの大きさに比例して電動モータ３の回転量を大きくするように制御量を調整することにより、応答性を高め、高精度で安定した制御を実行することができる。
【００３８】
また、相対変位センサ３０の相対変位基準値Ｐ０の設定（記憶）は、図２に示す制御フローでは、ブレーキペダル７が操作されて、基準位置センサ３１によってプランジャ８が基準位置にあるのを検知した後に毎回実行しているが、これに限らず、経過時間その他の条件に基づき、適宜実行して、相対変位基準値Ｐ０を更新してもよい。
【００３９】
次に、電動倍力装置１の作動の一例について、図５を参照して説明する。図５は、ブレーキペダル７を一定の速さで踏込み、その位置を一旦保持した後、一定の速さで解放した場合のタイムチャートを示している。
【００４０】
時刻ｔ０でブレーキペダル７の踏込みを開始し、ブレーキスイッチ３２がこれを検知する。ブレーキペダル７の踏込みにより、プランジャ８が前進し、時刻ｔ１で基準位置に達すると、これを基準位置センサ３１が検知し、相対変位センサ３０の検出値を相対変位基準値Ｐ０として記憶する。これにより、相対変位基準値Ｐ０からの相対変位ΔＰの演算を開始する。時刻ｔ２で相対変位ΔＰが上限値βを超えると、電動モータ３が作動し、直動部材６が前進してピストンを推進し、マスタシリンダ９の液圧が上昇し始める。その後、プランジャ８及び直動部材６の前進に伴い、一定の割合でマスタシリンダの液圧９が上昇する。時刻ｔ３でブレーキペダル７の踏込み位置を保持すると、相対変位ΔＰは、上述の下限値α〜上限値βの範囲内(α＜ΔＰ＜β)となり、電動モータ３の回転位置が保持される。これにより、マスタシリンダ９の液圧も保持される。その後、時刻ｔ４でブレーキペダル７を戻し始めると、相対変位ΔＰが下限値α未満となり、電動モータ３が作動して直動部材６が後退し、ピストン１３が後退して、マスタシリンダ９の液圧が解除される。
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。
なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同じ符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態では、相対変位センサ３０が省略され、代りにブレーキペダル７のストロークを検出するストロークセンサ３４が設けられている。ストロークセンサ３４は、プランジャ８の変位を検出する入力部材変位検出手段として利用される。また、回転位置センサ２９は、直動部材６の変位を検出する倍力部材変位検出手段として利用される。コントローラ３３は、回転位置センサ２９の検出値Ｐｍと、ストロークセンサ３４の検出値Ｐｓの差分に基づき、直動部材６とプランジャ８との相対変位ΔＰを演算により求める。このとき、上記第１実施形態と同様、プランジャ８が基準位置にあることを基準位置センサ３１により検知したとき、回転位置センサ２９及びストロークセンサ３４の検出値を制御基準値Ｐｍ０、Ｐｓ０として記憶し、回転位置センサ２９及びストロークセンサ３４の現在の検出値Ｐｍ、Ｐｓと、相対変位基準値となる制御基準値Ｐｍ０、Ｐｓ０との差分として相対変位ΔＰを求める。このようにして求めた相対変位ΔＰに基づき、上記第１実施形態と同様、電動モータ３の作動を制御する。
【００４３】
このとき、ボール−ネジ機構５の回転部材１９は、電動モータ３のロータ１９に連結されているので、直動部材６の位置（変位）は、回転位置センサ２９の検出値Ｐｍに一定の係数Ｋ１を乗じ、又は、所定の変換テーブルを用いて得ることができる。また、プランジャ８は、入力ロッド２８を介してブレーキペダル７に連結されているので、プランジャ８の位置(変位）は、ストロークセンサ３４の検出値Ｐｓに一定の係数Ｋ２を乗じ、又は、所定の変換テーブルを用いて得ることができる。ここで、変換テーブルを用いてこれらの変換を行なうことにより、これらの位置関係が非線形の場合でも直動部材６及びプランジャ８の位置を得ることができる。そして、このようにして得た直動部材６の位置（変位）及びプランジャ８の位置（変位）から演算したこれらの相対変位ΔＰに基づき、上記第１実施形態と同様、電動モータ３の作動を制御する。
【００４４】
この場合、図２に示される制御フローを、次のように置き換えて実行することになる。まず、ステップＳ５では、基準位置センサ３１がプランジャ８の基準位置を検知したとき、回転位置センサ２９の検出値を制御基準値Ｐｍ０として記憶し、ストロークセンサ３４の検出値を制御基準値Ｐｓ０として記憶して、基準値設定フラグをセットしてステップＳ６に進む。ステップＳ６では、回転位置センサ２９の現在の検出値Ｐｍから記憶された制御基準値Ｐｍ０を減じた値に一定の係数Ｋ１を乗じ、又は、所定の変換テーブルを用いて直動部材６の位置を演算する。また、ストロークセンサ３４の現在の検出値Ｐｓから記憶された制御基準値Ｐｓ０を減じた値に一定の係数Ｋ２を乗じる、又は、所定の変換テーブルを用いてプランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０））を演算する。このようにして演算した相対変位ΔＰに基づき、所定の範囲α〜βとの比較により電動モータ３の作動を制御する。
【００４５】
なお、上述の制御フローでは、直動部材６の位置を表す回転位置センサ２９の検出値Ｐｍ及びプランジャ８の位置を表すストロークセンサ３４の検出値Ｐｓのそれぞれについて制御基準値Ｐｍ０、Ｐｓ０を記憶するようにしているが、これらの差分（相対変位）について相対変位基準値を記憶して、その相対変位基準値に基づき相対変位ΔＰを演算するようにしてもよい。
【００４６】
次に本発明の第３実施形態について、図７乃至図１３を参照して説明する。
なお、上記第２実施形態に対して、同様の部分には同じ符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態では、基準位置センサ３１が省略され、代りに、ハウジング２の円筒部に、ボール−ネジ機構５の直動部材６が所定の基準位置にあることを検知する戻り位置センサ３５が設けられている。戻り位置センサ３５は、ハウジング２に対して最も後退した位置である「直動部材基準位置」（倍力部材基準位置、直動部材後退限位置）にあるのを検知するものであり、上記第１及び第２実施形態の基準位置センサ３１と同様、例えば公知のリミットスイッチとすることができ、直動部材基準位置を検知したとき、オン又はオフのいずれの信号を出力するものでもよい。
【００４８】
また、ブレーキスイッチ３２は、ブレーキペダル７が踏込まれていない状態を検知する、すなわち、ブレーキペダル７に入力ロッド２８を介して連結されたプランジャ８が最も後退した位置である「プランジャ基準位置」（入力部材基準位置、プランジャ後退限位置）にあることを検知する。
【００４９】
コントローラ３３は、直動部材６が直動部材基準位置にあるとき、回転位置センサ２９の検出値を基準値Ｐｍ０´として記憶する。また、プランジャ８が基準位置にあるとき、ストロークセンサ３４の検出値を基準値Ｐｓ０´として記憶する。そして、現在の回転位置センサ２９の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ１を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算した直動部材６の変位を算出する。また、現在のストロークセンサ３４の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ２を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算したプランジャ８の変位を算出する。これら算出した直動部材６の変位とプランジャ８の変位との差分からプランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ´（ΔＰ´＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´））を演算する。
【００５０】
そして、プランジャ８が直動部材６に対してプランジャ基準位置から上述の一定距離ΔＴ（図３（Ｂ）参照）だけ前進した位置を基準として、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝ΔＰ´−ΔＴ＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´）−ΔＴ）を演算する。このようにして得た相対変位ΔＰに基づき、電動モータ３の作動を制御する。
【００５１】
ここで、直動部材６が直動部材基準位置にあることは、戻り位置センサ３５によって直接検知することができ、あるいは、ブレーキスイッチ３２のオン−オフ、電動モータ３への通電の有無等によって非制動状態を検知することにより、間接的に検知することができる。また、プランジャ８がプランジャ基準位置にあることは、ブレーキスイッチ３２のオン−オフによって直接検知することができ、あるいは、戻り位置センサ３５の検知、電動モータ３への通電の有無等によって非制動状態を検知することにより、間接的に検知することができる。
【００５２】
次に、本実施形態の制御を実行するための制御の一例について、図８を参照して説明する。図８において、ステップＳ１０１では、回転位置センサ２９及びストロークセンサ３４に所定の初期値をセットし、基準値設定フラグをクリアして、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、基準値設定フラグの有無を判断し、基準値設定フラグが無ければ、基準値を記憶するためにステップＳ１０３に進む。一方、基準値設定フラグが有れば、ステップＳ１０５に進む。
【００５３】
ステップＳ１０３では、直動部材６及びプランジャ８が直動部材基準位置及びプランジャ基準位置にあるか否かをそれぞれの基準位置判定フラグによって判定する。この判定処理は、例えば図９乃至図１３に示す制御フローによって実行することができる。図９に示す例では、ステップ２０１で、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知しているか否かを判定し、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知しないとき、直動部材６及びプランジャ８が直動部材及びプランジャ基準位置にあるとして、ステップＳ２０２で基準位置判定フラグに１をセットする。また、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知したとき直動部材及びプランジャ基準位置にないとして、ステップＳ２０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。なお、ブレーキスイッチ３２は、ブレーキペダル７及び入力ロッド２８を介してプランジャ８の位置を検知することになるので、検知精度が低下しやすい。
【００５４】
図１０に示す例では、ステップ３０１で、直動部材６が後退位置にあることを戻り位置センサ３５により検知したか否かを判定し、直動部材６が後退位置にあることを戻り位置センサ３５により検知したとき、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとして、ステップＳ３０２で基準位置判定フラグに１をセットする。また、直動部材６が後退位置にあることを戻り位置センサ３５により検知しないとき、直動部材６及びプランジャ８が基準位置にないとして、ステップＳ３０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。この場合、戻り位置センサ３５は、直動部材６の位置を直接検知するので、ブレーキスイッチ３２によるものよりも高い検知精度を期待することができる。
【００５５】
図１１の例は、図９及び図１０の戻り位置スイッチ３５及びブレーキスイッチ３２による判定を組合わせて行うものである。ステップＳ４０１で、プランジャ８がこれらの基準位置にあることを戻り位置センサ３５により検知し、かつ、ブレーキスイッチ３２がブレーキペダル７の踏込みを検知しないとき、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとして、ステップＳ４０３で基準位置判定フラグに１をセットする。ステップＳ４０１、Ｓ４０２で、何れか又は何れもそうでない場合は、基準位置にないとして、ステップＳ４０４で基準位置判定フラグを０でリセットする。この場合、２つのセンサ、スイッチの状態によって判定を行なうので、検知精度を高めることができる。
【００５６】
図１２の例では、ステップＳ５０１で、電動モータ３への通電状態に基づいて判定するもので、電動モータ３への通電がない場合に直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとして、ステップＳ５０２で基準位置判定フラグに１をセットする。電動モータ３への通電がある場合には基準位置にないとしてステップＳ５０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。また、図１３の例では、電動モータ３へ一定時間通電があるか否かで基準位置にあるか否かを判定する。ステップＳ６０１で、電動モータ３への通電状態を確認し、電動モータ３への通電がない場合に、ステップＳ６０２で、非通電計時タイマをインクリメントしてステップＳ６０３へ進む。ステップＳ６０３で、非通電計時タイマが所定値より大きくなるまで待って、非通電計時タイマが所定値より大きくなったときに、一定時間通電がないこととして、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にあるとし、ステップＳ６０４で基準位置判定フラグに１をセットする。ステップＳ６０３で、非通電計時タイマが所定値より大きくなる前に、ステップＳ６０１で、電動モータ３への通電があると判定した場合には、基準位置にないとして、ステップＳ６０３で基準位置判定フラグを０でリセットする。この場合、低温等の直動部材６の戻り特性が悪化する環境下においても、直動部材６及びプランジャ８の基準位置の判定をより確実行うことができる。更に、図９乃至図１３に示す判定処理を適宜組み合わせてもよい。
【００５７】
ステップＳ１０３では、直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にある場合には、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４では、その時点の回転位置センサ２９の検出値を基準値Ｐｍ０´として記憶し、ストロークセンサ３４の検出値を基準値Ｐｍ０´として記憶し、基準値設定フラグをセットして、ステップＳ１０５に進む。直動部材６及びプランジャ８がこれらの基準位置にない場合には、直接、ステップＳ１０５に進む。
【００５８】
ステップＳ１０５では、ブレーキペダル７の操作の有無を判定し、踏込みがなく操作されていない場合は、ステップＳ１１３で電動モータ３への通電を停止、若しくは通電停止状態を維持してステップＳ１０２に戻る。ブレーキペダル７が操作されている最中である場合には、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、現在の回転位置センサ２９の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ１を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算して直動部材６の変位を算出する。また、現在のストロークセンサ３４の検出値Ｐｓから基準値Ｐｓ０´を減じた値に上述の係数Ｋ２を乗じるか、又は、所定の変換テーブルを用いて演算してプランジャ８の変位を算出する。これら直動部材６の変位とプランジャ８の変位との差分からプランジャ８と直動部材６との初期位置からの相対変位ΔＰ´（ΔＰ´＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´））を演算する。
【００５９】
更に、プランジャ８が直動部材６に対してプランジャ基準位置から上述の一定距離ΔＴ（図３（Ｂ）参照）だけ前進した位置を基準として、プランジャ８と直動部材６との相対変位ΔＰ（ΔＰ＝ΔＰ´−ΔＴ＝Ｋ１・（Ｐｍ−Ｐｍ０´）−Ｋ２・（Ｐｓ−Ｐｓ０´）−ΔＴ）を演算してステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７からステップ１１２では、上記ΔＰに基づいて図２に示す制御と同様の処理を実行して、ステップＳ２へ戻る。これにより、上記第２実施形態と同様の制御を実行することができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、回転位置センサ２９とストロークセンサ３４とを用いて相対変位ΔＰ´を演算する代りに、上記第１実施形態と同様、相対変位センサ３０を設けて相対変位ΔＰ´を直接検出するようにしてもよい。この場合、ブレーキスイッチ３２及び戻り位置センサ３５を用いて直動部材６及びプランジャ８の基準位置を検知したとき、相対変位センサ３０の検出値を基準値として記憶し、相対変位ΔＰ´を検出する。
【００６１】
次に、電動倍力装置１の入出力特性の調整方法について、図１４乃至図１６を参照して説明する。
電動倍力装置１の入出力特性の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。電動倍力装置１の入出力特性は、ブレーキペダル７の踏込みにより、プランジャ８が直動部材６に対して初期位置からΔＴ（図３（Ｂ）参照）だけ移動して、基準位置に達したとき、電動モータ３の作動の制御が開始され、制動初期においては、プランジャ８とリアクション部材との隙間Ｃ１（図１４（Ｂ）参照）により、プランジャ８がリアクション部材１１から反力を受けることなく前進するので、いわゆるジャンプイン特性によって出力（制動力）が迅速に立ち上がる（図１５のＡ点参照）。その後、リアクション部材１１に対する直動部材６の受圧面積Ａ１とプランジャ８の受圧面積Ａ２との比率に応じた倍力比で入力に比例した出力が発生する（図１５の実線参照）。
【００６２】
このとき、リアクション部材１１とプランジャ８との隙間Ｃ１が図１４（Ｂ）に示す規定の場合よりも小さいと（図１４（Ａ）参照）、リアクション部材１１とプランジャ８との当接が早くなり、ジョンプイン時の出力が小さくなり（図１５中の破線参照）、また、隙間Ｃ１が大きいと（図１４（Ｃ）参照）、リアクション部材１１とプランジャ８との当接が遅くなり、ジャンプイン時の出力が大きくなる（図１５中の一点鎖線参照）。このように隙間Ｃ１の精度により、入出力特性にばらつきが生じる。
【００６３】
本実施形態では、図１６に示す調整装置３６を用いて電動倍力装置１の入出力特性の調整を行う。図１６に示すように、調整装置３６は、電動倍力装置１の入力ロッド２８に所望の推力を付与する推力発生装置３７と、出力ロッド１０の出力を測定する推力測定装置３８と、推力発生装置３７の推力及び推力測定装置３８の測定推力から電動倍力装置１の入出力特性を得て、補正量を決定する調整装置３９とを備えている。
【００６４】
調整装置３９は、推力発生装置３７によって電動倍力装置１に所定の推力（入力）を付与し、推力測定装置３８によって出力を測定する。このとき、図１５に示すように、所定の入力Ｂに対して、リアクション部材１１とプランジャ８との隙間Ｃ１が規定値よりも小さい場合、出力は、規定の出力Ｂ０よりも小さい出力Ｂ１となり、隙間Ｃ１が規定値よりも大きい場合、規定の出力Ｂ０よりも大きい出力Ｂ２となる。これにより、出力の大小に応じて、実際の出力がＢ０となるように、相対変位センサ３０が出力する（第２及び第３実施形態では、演算する）相対変位ΔＰに対する補正量を決定し、コントローラ３３の記憶手段である不揮発性メモリに書き込む。コントローラ３３は、記憶した補正量により補正した相対変位ΔＰに基づき、電動モータ３の作動をする。
【００６５】
これにより、個々の電動倍力装置１について、組立後に、各部の寸法精度、各種センサ及びスイッチの取付位置の寸法精度等による入出力特性のばらつきを調整することができ、制御精度を高めることができる。なお、第２及び第３実施形態の電動倍力装置１では、演算した相対変位ΔＰに対して補正量を決定し、コントローラ３３に記憶させることにより、同様に適用することができる。
【００６６】
なお、上記第１乃至第３実施形態では、推力伝達機構として、弾性体であるリアクション部材１１を用いた場合（いわゆるディスク式）について説明している。しかし、これに限らず、いわゆるレバー式の倍力装置にも適用することができる。また、倍力部材としてアクチュエータによって駆動されるピストン（受圧面積大）と、入力部材としてブレーキペダルによって駆動される入力ピストンとをマスタシリンダに挿入して、マスタシリンダ内のブレーキ液に臨む、入力ピストンから直接、反力をブレーキペダルへフィードバックする形式の倍力装置にも適用することができる。
【００６７】
上記実施形態の倍力装置によれば、ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に設けられた倍力部材と、該倍力部材を駆動するアクチュエータと、前記入力部材及び倍力部材の推力をマスタシリンダに伝達すると共に該マスタシリンダからの反力を所定の比率で前記入力部材と前記倍力部材に伝達する推力伝達機構と、前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を検出するための相対変位検出手段と、該相対変位検出手段が検出した相対変位に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備え、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段を備えている。上記のような構成により、倍力装置の制御精度を高め、安定した入出力特性を得ることができる。
【００６８】
上記実施形態の倍力装置によれば、前記制御手段は、前記基準位置検知手段が前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、前記相対変位検出手段の検出値を相対変位基準値として記憶し、相対変位基準値を基準として前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を決定するようにしている。上記のような構成により、温度変化による相対変位検出手段の信号ドリフト等による影響を軽減して制御精度を高めると共に安定した制御を行なうことができる。
【００６９】
上記実施形態の倍力装置によれば、前記推力伝達機構は、前記入力部材及び前記倍力部材に係合し、これらの相対変位を許容する推力伝達部材と、前記入力部材及び前記倍力部材から前記推力伝達部材に伝達された推力によって前記マスタシリンダに液圧を発生させる液圧発生機構とを含んでいる。
【００７０】
上記第１の実施形態の倍力装置によれば、前記基準位置検知手段は、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、オン又はオフとなるスイッチ手段となっている。
【００７１】
上記第２，３の実施形態の倍力装置によれば、前記基準位置検知手段は、前記入力部材が所定の入力部材基準位置にあることを検知するための入力部材基準位置検知手段と、前記倍力部材が所定の倍力部材基準位置にあるのを検知するための倍力部材基準位置検知手段とを含み、前記入力部材が入力部材基準位置にあることを検知し、かつ、前記倍力部材が倍力部材基準位置にあるのを検知することにより、相対変位の基準位置を検知するようにしている。
【００７２】
上記第２，３の実施形態の倍力装置によれば、前記相対変位検出手段は、前記入力部材の変位を検出する入力部材変位検出手段と、前記倍力部材の変位を検出する倍力部材変位検出手段とを含み、前記入力部材の変位及び前記倍力部材の変位に基づき、これらの相対変位を検出するようにしている。
【００７３】
上記第２，３の実施形態の倍力装置によれば、前記制御手段は、前記相対位置検出手段が検出する相対変位に対する補正量を記憶する記憶手段を備えている。
【符号の説明】
【００７４】
１ 電動倍力装置（倍力装置）、６ 直動部材（倍力部材）、７ ブレーキペダル、８ プランジャ（入力部材）、９ マスタシリンダ、１１ リアクション部材（推力伝達機構）、３０ 相対変位センサ（相対変位検出手段）、３１ 基準位置センサ（基準位置検知手段）、３３ コントローラ（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に設けられた倍力部材と、該倍力部材を駆動するアクチュエータと、前記入力部材及び倍力部材の推力をマスタシリンダに伝達すると共に該マスタシリンダからの反力を所定の比率で前記入力部材と前記倍力部材に伝達する推力伝達機構と、前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を検出するための相対変位検出手段と、該相対変位検出手段が検出した相対変位に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた倍力装置において、
前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段を備えたことを特徴とする倍力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記基準位置検知手段が前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、前記相対変位検出手段の検出値を相対変位基準値として記憶し、相対変位基準値を基準として前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を決定することを特徴とする請求項１に記載の倍力装置。
【請求項３】
前記推力伝達機構は、前記入力部材及び前記倍力部材に係合し、これらの相対変位を許容する推力伝達部材と、前記入力部材及び前記倍力部材から前記推力伝達部材に伝達された推力によって前記マスタシリンダに液圧を発生させる液圧発生機構とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の倍力装置。
【請求項４】
前記基準位置検知手段は、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、オン又はオフとなるスイッチ手段であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の倍力装置。
【請求項５】
前記基準位置検知手段は、前記入力部材が所定の入力部材基準位置にあることを検知するための入力部材基準位置検知手段と、前記倍力部材が所定の倍力部材基準位置にあるのを検知するための倍力部材基準位置検知手段とを含み、
前記入力部材が入力部材基準位置にあることを検知し、かつ、前記倍力部材が倍力部材基準位置にあるのを検知することにより、相対変位の基準位置を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の倍力装置。
【請求項６】
前記相対変位検出手段は、前記入力部材の変位を検出する入力部材変位検出手段と、前記倍力部材の変位を検出する倍力部材変位検出手段とを含み、前記入力部材の変位及び前記倍力部材の変位に基づき、これらの相対変位を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の倍力装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記相対位置検出手段が検出する相対変位に対する補正量を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の倍力装置。
【請求項１】
ブレーキペダルの操作により進退動する入力部材と、該入力部材と相対移動可能に設けられた倍力部材と、該倍力部材を駆動するアクチュエータと、前記入力部材及び倍力部材の推力をマスタシリンダに伝達すると共に該マスタシリンダからの反力を所定の比率で前記入力部材と前記倍力部材に伝達する推力伝達機構と、前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を検出するための相対変位検出手段と、該相対変位検出手段が検出した相対変位に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた倍力装置において、
前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知するための基準位置検知手段を備えたことを特徴とする倍力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記基準位置検知手段が前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、前記相対変位検出手段の検出値を相対変位基準値として記憶し、相対変位基準値を基準として前記入力部材と前記倍力部材との相対変位を決定することを特徴とする請求項１に記載の倍力装置。
【請求項３】
前記推力伝達機構は、前記入力部材及び前記倍力部材に係合し、これらの相対変位を許容する推力伝達部材と、前記入力部材及び前記倍力部材から前記推力伝達部材に伝達された推力によって前記マスタシリンダに液圧を発生させる液圧発生機構とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の倍力装置。
【請求項４】
前記基準位置検知手段は、前記入力部材と前記倍力部材との相対位置が所定の基準位置にあることを検知したとき、オン又はオフとなるスイッチ手段であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の倍力装置。
【請求項５】
前記基準位置検知手段は、前記入力部材が所定の入力部材基準位置にあることを検知するための入力部材基準位置検知手段と、前記倍力部材が所定の倍力部材基準位置にあるのを検知するための倍力部材基準位置検知手段とを含み、
前記入力部材が入力部材基準位置にあることを検知し、かつ、前記倍力部材が倍力部材基準位置にあるのを検知することにより、相対変位の基準位置を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の倍力装置。
【請求項６】
前記相対変位検出手段は、前記入力部材の変位を検出する入力部材変位検出手段と、前記倍力部材の変位を検出する倍力部材変位検出手段とを含み、前記入力部材の変位及び前記倍力部材の変位に基づき、これらの相対変位を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の倍力装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記相対位置検出手段が検出する相対変位に対する補正量を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の倍力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−７１７３２（Ｐ２０１２−７１７３２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８８７２（Ｐ２０１０−２１８８７２）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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