JP5135311B2 - 電動倍力装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータを備え、制動力を発生するために使用される電動倍力装置に関する。

電動アクチュエータによるブレーキ制御では、ペダルの操作量や電動アクチュエータの位置の検出に基づいて制御される。前記制御のための検出には、例えば、ペダルやブレーキピストンを操作するロッドの変位を検出する変位センサ，電動アクチュエータの回転センサ，ブレーキ力を発生させるための油圧を検出するための油圧センサ，電動アクチュエータに流れる電流を検出する電流センサ、等が用いられる。ところで、変位センサや回転センサ，油圧センサ，電流センサの出力値は、センサ自体のばらつきや温度特性、また、電動アクチュエータを含むブレーキ機構のばらつきや温度特性、さらに、センサを取り付けるときの取り付け誤差により、ブレーキの非作動状態における制御の基準点や、パラメータの零点が変動する問題がある。

特開２００７−１１２４２６号公報（特許文献１）には、電動倍力装置が開示されている。

特開２００７−１１２４２６号公報

前記特許文献１では、ばらつきあるいは温度変化などに起因する検出誤差あるいは制御精度の低下、あるいは記憶していた基準位置情報の変化や喪失、などについて、言及していない。

しかし、倍力装置の制御精度の向上には、正確な基準点すなわち零点の検知が重要である。

本発明の目的は、電動倍力装置の制御に使用するための正確な基準点の検知が可能となる技術を提供することである。

本発明の特徴は、制動力を発生するために使用される油圧を発生するためのマスタシリンダと、マスタシリンダが発生する油圧を制御するための加圧部材と、ブレーキペダルの操作に基づき加圧部材の中心部を進退移動する軸部材と、加圧部材を進退移動するための電動アクチュエータと、加圧部材の移動量あるいは位置を計測するために使用するセンサと、制御装置と、を備え、制御装置は、ブレーキペダルの操作に基づき電動アクチュエータを制御することにより、マスタシリンダが発生する油圧を制御し、さらに制御装置は、ブレーキペダルが操作されていない状態を検知し、ブレーキペダルが操作されていない状態で、加圧部材の位置あるいは移動の基準点を学習動作により求め、さらに制御装置は、ブレーキペダルが操作されていない状態を検知するために、加圧部材を移動させ、加圧部材の移動に基づく軸部材の移動を検知し、軸部材の移動に基づいてブレーキペダルの操作の有無を判断することである。

本発明によれば、電動倍力装置の制御に使用するための基準点の、あるいは検出のための基準点を正確に検知することが可能となる。これにより、検出精度あるいは制御精度が向上する。

本発明の一実施の形態である電動倍力装置が適用される車両の制動システムのブロック図である。 本発明の一実施の形態である電動倍力装置の部分断面図である。 軸部材と加圧部材の位置の関係に基づき、ブレーキ操作の有無の判定を説明する説明図である。 ブレーキ操作の有無の判定を説明する説明図である。 零点学習動作を示すフロー図である。 零点学習における電動アクチュエータ１１の位置関係の状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態を説明するためのシステム図である。車両の運転状態を制御するためのブレーキペダル２の操作に基づき電動倍力装置１が動作し、マスタシリンダ１０に油圧が発生する。前記マスタシリンダ１０に基づいて発生した油圧は２つの配管７と８を介して油圧装置２１に伝えられる。油圧装置２１は前記マスタシリンダ１０からの油圧を配管２３や２４，２５，２６を介して各車輪に設けられたキャリパ３１や４１，５１，６１に分配する。各キャリパ３１や４１，５１，６１に供給された油圧により、各キャリパ３１や４１，５１，６１は油圧に応じた推力により摩擦材をロータ３２や４２，５２，６２に押し付け、各車輪に制動力が発生する。各キャリパ３１や４１，５１，６１が発生する制動力に基づいて車両全体の制動力が定まる。

油圧装置２１はマスタシリンダ１０からの油圧に基づいて各キャリパ３１や４１，５１，６１へ供給する油圧を定めるのみならず、油圧装置２１は内部に、油圧を発生するための油圧ポンプや、油圧を制御するための電磁弁を備えており、油圧装置２１はマスタシリンダ１０の油圧に基づかないで各キャリパ３１や４１，５１，６１に供給された油圧を制御できる。このような制御により、油圧装置２１により、横滑り防止制御（ＶＤＣ）やアンチロックブレーキ制御装置（ＡＢＳ），トラクション制御装置（ＴＣＳ）等の車両の安定制御を行うことができる。

電動倍力装置１は、図２を用いて後述するとおり、電動アクチュエータ１１を備え、前記電動アクチュエータ１１を制御するための制御装置４を備えている。前記制御装置４は電源装置７１から電力線７２を介して直流電力を受け、この直流電力を交流電力に変換し、交流電力を前記電動アクチュエータ１１に供給する。前記電動アクチュエータ１１に供給する交流電力を制御することにより回転方向や回転トルクを制御することができる。図１では電動アクチュエータ１１と制御装置４は別体構造となっているが、電動アクチュエータと制御装置４を一体構造とし、電動アクチュエータに制御装置４を固定する構造としてもよい。

前記電源装置７１は例えば１４ボルト系のバッテリでも良いし、更に異なる電圧系の電池であっても良い。ＤＣ−ＤＣコンバータのような電圧変換装置を介して直流電力を供給するようにしても良い。

電動倍力装置１と油圧装置２１は車両の離れた場所に設置されている場合が多く、情報の伝送は時分割多重通信方式の電気信号を用い、車両通信系統４６を介して送受信される。電気信号の形式はシリアル通信でも良いし、ＣＡＮやＦｌａｘＲａｙ，ＬＡＮ等の多重通信でも良い。また、例えば、車両電力系統７２および車両通信系統４６は万一の失陥時に備えて多重化して構成されていてもよい。例えば、車両電力線７２が、独立した二系統から成り立っており、おのおのが電力供給源となる蓄電手段あるいは発電手段を備えている構成となっていても良い。また、例えば車両通信系統４６が独立した二系統から成り立っていても良い。

車両制御装置２２は、高度道路交通システム（ＩＴＳ）などの走行状態を変化させる制御を担う装置であっても良い。車両制御装置２２はカメラやレーダなどの外界認識センサを備えていてもよいし、カメラやレーダなどの外界認識センサを備えた装置からセンサ情報を取得してもよい。また、ナビゲーションシステムなどとの連系を行っていても良い。車両制御装置２２が走行状態を変化させる制御を担う装置であった場合、走行状態を変化させるために必要な制動力は電動倍力装置１で発生させる。必要な制動力あるいは相当するトルク、油圧などの情報は、車両通信系統４６を介して、制御要求として車両制御装置２２と電動倍力装置１の間で伝達される。

車両制御装置２２は、車両の運動エネルギーを電力に変換することで、回生機能を持つ装置であっても良い。エンジンなどの内燃装置以外に、電動アクチュエータでも走行駆動を行う自動車、例えば電気自動車やハイブリッド自動車では、ブレーキ操作による減速中に駆動電動アクチュエータを発電機として動作させ、バッテリに電力を回生する回生ブレーキとの協調制御が行われる。車両制御装置２２が回生機能を持つ装置であった場合、回生によって運動エネルギーが電力に変換された分だけ車両に制動力が発生するので、電動倍力装置１は油圧に由来する制動力が、回生が無いときに比べて、回生によって発生した制動力に相当するだけ少なくなるように電動アクチュエータ１１を制御する。回生量あるいは、回生量に相当する制動力、トルク、油圧などの情報は、車両通信系統４６を介して、制御要求として車両制御装置２２と電動倍力装置１の間で伝達される。

図２は、電動倍力制動装置１の部分断面図である。ブレーキペダル２の操作に基づいて入力ロッド１５１が移動し、入力ロッド１５１の移動に基づいて入力ピストン１５２が移動する。電動アクチュエータにより駆動されるブースタピストン１０２は、この実施例では、円筒形状をなし、ブースタピストン１０２の中央部を入力ピストン１５２が移動する。ブースタピストン１０２および入力ピストン１５２はマスタシリンダ１０のプライマリピストンとして作用し、これらのピストンが図の左側に移動することによりプライマリ液室１０４の油圧を上昇させる。

ストロークセンサ１７０はブレーキペダル２の操作量を表す情報を出力する。この情報は入力ロッド１５１の移動量と対応している。制御装置４はストロークセンサ１７０の検出値および油圧センサ１４０あるいは油圧センサ１４１の検出値に基づいて、マスタシリンダの目標油圧あるいはブースタピストンの目標位置を算出される。前記油圧センサ１４０あるいは油圧センサ１４１の検出値が前記目標油圧となるように、あるいは前記ブースタピストンの実際の位置が目標位置となるように、電動アクチュエータが制御される。

電動アクチュエータの回転子１１２を回転の回転やトルクは、ボール１１４を介してスライド軸１１５を直線方向に移動する。スライド軸１１５のストッパ１１６がブースタピストン１０２のストッパ１１７に当接しており、スライド軸１１５が図の左方向に移動することにより、マスタシリンダ１０のプライマリ液室１０４にブースタピストン１０２が押し込まれ、マスタシリンダ１０の出力液圧が上昇する。プライマリ液室１０４の液圧に基づきセカンダリピストン１０５が移動し、プライマリ液室１０４の液圧とセカンダリ液室１０６の液圧とが略同じ圧力となる位置で停止する。マスタシリンダ１０のプライマリ液室１０４とセカンダリ液室１０６とからは略同じ液圧が供給される。

バネ１０９はブースタピストン１０２のストッパ１１７に対して後退方向の力を発生させ、電動アクチュエータ１１がトルクを発生させていない時にスライド軸１１５のストッパ１１６とブースタピストン１０２のストッパ１１７をストッパ１１８まで移動させることができる。また、入力ピストン１５２とブースタピストン１０１との間にはばね１８０とばね１８１が設けられており、入力ロッドとブースタピストンの間に力の伝達がある。また、ばね１８０とばね１８１はブースタピストンブースタピストン１０２が動作していないときに、入力ロッド１５１を放し側に動作させ、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２を零点に戻すようなセット荷重として働く。回生ブレーキとの協調制御においては、ブースタピストン１０２を引き戻す方向に電動アクチュエータを回転制御することにより、回生ブレーキ相当のブレーキ力を減少させる制御を行う。

ブレーキペダル２が踏み込まれると入力ロッド１５１や入力ピストン１５２が図の左方向に移動す。入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置は奥方向へ行くほど大きな値を取り、手前方向へ行くほど小さな値を取ると定義する。また、ブレーキペダル２を手前側から奥側に移動させる時、踏む、踏み込む、あるいは前進すると定義する。また、ブレーキペダル２を奥側から手前側に移動させる時放す、戻す、あるいは後退すると定義する。

マスタシリンダ１０は、２つの加圧室を有するタンデム式のものを例にしており、ブースタピストン１０２によって加圧されるプライマリ液室１０４と、セカンダリピストン１０５によって加圧されるセカンダリ液室１０６を備える。ブースタピストン１０２の推進によって、プライマリ液室１０４やセカンダリ液室１０６で加圧された作動液が、配管７や配管８を経由して、油圧装置２１に供給されてブレーキ力を発生する。マスタシリンダ１０には、プライマリ液室の油圧を計測する油圧センサ１４０とセカンダリ液室の油圧を計測する油圧センサ１４１とが備えられている。電動倍力装置においてプライマリ液室とセカンダリ液室の油圧は同じになっているので、油圧センサ１４０と１４１はどちらか片方だけを備えていても良い。また、制御装置４は、マスタシリンダの油圧を油圧センサ１４０あるいは１４１から取り込んでも良い。また、油圧センサからの情報は油圧装置２１で取り込んでも良く、制御装置４は、油圧装置２１から車両通信系統４２を介して油圧情報を取り込んでも良い。ここで、マスタシリンダ油圧の零点あるいは、油圧センサの零点は、マスタシリンダに油圧が掛かっていない時の値に相当する。

電動アクチュエータ１１の電動部分は、固定子１１０と軸受け１１１により回転可能な状態で支持された回転子１１２により構成されており、回転子１１２の回転位置は回転センサ１１３により検出される。この実施例では、電動アクチュエータ１１は三相電流によって駆動する永久磁石型の同期モータモータであり小型で大きなトルクが得られ、倍力装置に用いる電動アクチュエータとして、最適である。もちろんこれ以外に、電動アクチュエータ１１は誘導モータであっても良いし、またＤＣブラシレスモータであっても良い。この実施例では、小型化のために、回転子１１２の内周は中空で、内周面にはボール１１４の一方の面と噛合うように溝が形成され、他方の面は第１スライド軸１１５の外周面と噛合うように溝が形成されている。スライド軸１１５は端部にストッパ１１６が形成されており、ストッパ１１６の一方端は、ブースタピストン１０２の一方端１１７と当接し、ストッパ１１６の他方端は、電動アクチュエータ１１のハウジングに設けられたストッパ１１８に当接するようになっている。ストッパ１１６とブースタピストン１０２一方端１１７の当接面は両者間の力関係で自由に離反することができるようになっている。上記回転子１１２は永久磁石を有しており、固定子１１０が発生する回転磁界によって回転トルクを発生する。回転子１１２の磁極位置は回転センサ１１３により検出され、回転センサ１１３で検出した情報は、固定子１１０に供給される電流の制御に用いられたり、ブースタピストン１０２の位置制御や速度制御に用いられる。

回転センサ１１２は電動アクチュエータ１１の回転角度あるいは回転位相を検出することのできるセンサである。回転センサ１１３は、光あるいは磁気を用いたエンコーダであっても良いし、レゾルバであっても良い。回転センサ１１３は角度を検出するセンサであるが、回転数を数えておくことにより、回転子１１２が所定の零点からどれだけ回転したかを計算することができる。所定の零点からの回転子１１２の回転量すなわち電動アクチュエータ１１の移動距離を求めることができる。電動アクチュエータの位置は、マスタシリンダに油圧を発生させるかあるいは油圧を増加させる方向が、前進する方向であり、正方向として定義する。また、油圧を減少させる方向が、後退する方向であり、負方向として定義する。

電動倍力装置１において、ストッパ１１６とストッパ１１８が当接していない場合、電動アクチュエータの位置と、加圧部材（ブースタピストン１０２やストッパ１１７の総称として記す）の位置とは、一定の関係があり、同じものと見なしてよい。ストッパ１１６とストッパ１１８が当接している場合、ブースタピストン１０２はそれ以上後退方向に動作することはできないが、電動アクチュエータ１１の位置、すなわち回転子１１２の位置、は負方向に動作することができるものとしても良い。その場合、制御装置４は仮想的に加圧部材（ブースタピストン１０２やストッパ１１７の総称）が零点より後退したと見なして制御を行っても良い。電動アクチュエータの零点あるいは加圧部材の零点は、電動アクチュエータに電流が流れておらず、ブレーキペダル２が踏まれていない状態で、マスタシリンダが油圧を発生していない状態である。電動倍力装置１においては、ストッパ１１６とストッパ１１８がちょうど当接する位置を電動アクチュエータあるいは加圧部材の零点としても良い。また、そのときの回転センサの値を回転センサの零点としても良い。

制御装置４は電動アクチュエータ１１を駆動するための三相電流を生成するインバータ回路を備えている。インバータ回路は６ないし６の倍数のスイッチング素子によって電源経路７２から供給される直流電流を、電動アクチュエータ１１を駆動するための三相電流に変換する。インバータ回路から電動アクチュエータ１１に電力を供給する電気経路は３本であっても良い。インバータ回路は電流センサを有しており、電気経路に流れる電流を検出する。電流センサはホール素子あるいはカレントトランスあるいはシャント抵抗により実現されていてもよい。電流の零点あるいは、電流センサの零点は、電動アクチュエータに電流が流れていない時の値に相当する。

ストロークセンサ１７０は、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２（以下これらを軸部材と記す）の位置を表す情報を出力する。運転者はブレーキペダル２の端５を踏むことによって車両運動を操作しようとするが、運転者がブレーキペダル２を踏み込むと、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２（軸部材）が図の左側の方に押し込まれ、その変位をストロークセンサ１７０で検出して制御装置４に取り込む。図２において、ストロークセンサ１７０は、ブレーキペダル２に取り付けられているが、システムの構成次第では、電動倍力装置１と一体あるいは電動倍力装置１の内部に設けても良い。ストロークセンサ１７０がブレーキペダル２に取り付けられている場合、ストロークセンサ１７０はブレーキペダル２のストローク量を検出するセンサであるが、ブレーキペダル２と入力ロッド１５１は幾何学的関係が決まっているので、ブレーキペダル２のストローク量から軸部材の位置を計算できる。ストロークセンサ１７０は、回転センサであっても良いが、直動センサであってもよい。ストロークセンサ１７０は可変抵抗を用いたポテンショメータあるいはロータリエンコーダであっても良いし、回転スリットを用いて光ピックアップで検知する方式であっても良いし、磁気素子を用いて、磁気の変化を検知する方式であっても良い。

入力ロッド１５１や入力ピストン１５２（軸部材）の零点は、電動アクチュエータ１１に電流が供給されていない状態で、さらにブレーキペダル２が踏まれていない状態であり、この時はマスタシリンダは油圧出力がでていない。しかし原点をどこにするかは、ある基準で定め、常時その条件を原点とすれば良く、電動倍力装置１においては、入力ロッド１５１とストッパ１１８がちょうど当接する位置を軸部材の原点すなわち零点としても良い。また、そのときのストロークセンサ１７０の出力値をストロークセンサ１７０の原点すなわち零点として使用しても良い。

電動アクチュエータ１１の制御では、電動アクチュエータ１１の回転子１１２の位置や、軸部材の位置や、マスタシリンダ１０が出力する油圧や、電動アクチュエータに供給される電流値、が重要な制御値である。ところが、軸部材の位置の原点すなわち零点は、電動倍力装置１の組立や、ストロークセンサの取り付け精度や、温度や、制御装置の読み取り回路のばらつき、及び経年によって変化する。油圧センサや電流センサの零点も、温度や、制御装置の読み取り回路のばらつき、及び経年によって変化する。さらに、電動アクチュエータの回転子１１２の位置は、回転センサからの出力に基づいて計算により求めるため、制御装置４が起動した直後は、電動アクチュエータ１１の回転子１１２の零点は不明である。そのため、電動アクチュエータ１１の制御を正確に行うには、リアルタイムでの零点の学習と、学習した零点によるセンサ値の補正が重要である。

ストロークセンサ１７０や油圧センサ１４０，油圧センサ１４１，モータの電流を計測するセンサの零点は、それぞれの検出対象の基準となるものであり、これらの原点が上述の如くいろいろな要因により、ずれる可能性があるので、学習により正確に零点を検知することが望ましい。この実施の形態では、零点の学習条件は上述したとおりである。すなわち、学習の条件は、運転者がブレーキペダル２を踏んでおらず、車両通信系統４６から制御要求を受けていない条件である。また、油圧装置２１が油圧を制御している場合、マスタシリンダ１０の油圧や入力ロッド１５１や入力ピストン１５２や加圧部材の位置が変動する可能性があるので、零点の学習は、油圧制御装置２１が油圧を制御していない場合に行うことが望ましい。

電動アクチュエータ１１あるいはブースタピストン１０２（以下加圧部材と記すことがある）の零点は、電動アクチュエータ１１あるいは上記加圧部材をある基準を超えて後退側に移動させた条件で、学習可能である。特に後退方向に移動できる限界位置に達したことを条件として学習することができる。

図２において、ストッパ１１６とストッパ１１８が当接する位置を零点をすることができ、その位置を、電動アクチュエータ１１あるいは上記加圧部材を後退側の動作できる限界位置であるとして、この位置に到達したことを学習の条件としても良い。なお、この条件は学習条件の一つであり、他の条件に基づいて学習開始の条件としても良い。望ましいことは、学習条件が満たされたことがどのようにして判別できるかである。電動アクチュエータが後退側に動作できる限界の位置に達したことを開始条件とすると、学習条件の判断が容易であるとの効果が有る。例えば、ストッパ１１６とストッパ１１８が当接してさらに電動アクチュエータが負側に回転すると、ストッパ１１７が図２左側に移動することで電動アクチュエータの位置が負側に動作する構造としても良い。

電動アクチュエータ１１の位置の零点の学習は、電動アクチュエータ１１を後退側に動作させ、後退動作の限界に達した時点、例えば電動アクチュエータが停止した位置を検出し、この検知に基づいて、零点の学習動作を行うことができる。このようにすることにより制御が容易になるだけでなく、制御の信頼性が向上する。

電動アクチュエータの位置の零点と限界位置が同じ場合、電動アクチュエータの位置の零点は、電動アクチュエータが限界位置にある時に学習した値を用いるが、電動アクチュエータの位置の零点と限界位置が異なる場合、電動アクチュエータの位置の零点は、電動アクチュエータが限界位置にある時に学習した値に特定の値を加えた値を用いる。ここで特定の値は、電動アクチュエータの位置の零点と限界位置の差であり、電動倍力装置の構造によって定まる。ここで、電動アクチュエータの位置の零点は、制御装置が起動してから代わることは無く、また、電動アクチュエータの位置を検出しているセンサは、温度条件によるドリフトがほとんどあるいは全く無い。そこで、電動アクチュエータの位置の零点は一度取得できれば、制御装置が起動している間は、制御の開始や特定の条件のときのみとし、常時学習することは行わないとしても良い。重要なことは、後退動作の限界と関係を持つ条件を制御の原点とすることである。このようにすることで、制御が容易となることに加え制御の信頼性が向上する。

軸部材（入力ロッド１５１や入力ピストン１５２）が、ブレーキペダル２や電動アクチュエータ１１から推力を受けていない条件で、電動倍力装置１のある構造材同士が常に当接する構成とし、この当接状態を零点の学習の条件とすると頻繁に構造材同士が当接することとなる。すなわち、運転者のブレーキ操作や制御装置自身の動作によりあるいは他の制御装置からの制御要求により、電動倍力装置１がマスタシリンダ１０に対して推力を発生させている場合、ブースタピストン１０２（以下加圧部材と記す）は電動アクチュエータ１１により前進方向に移動する、次に制動力の発生制御が終了すると、前記加圧部材が零点に戻り、この時構造材同士が当接する。このような構造では、ブレーキ操作を行う度に構造材同士が頻繁にぶつかり合うことになる。このような構造では、構造材同士が頻繁にぶつかり合うので、当接する構造材の耐久寿命が短くなる可能性があり、信頼性が低下する。さらに、当接に発生する音が問題となる可能性がある。

零点の学習値は何度も利用できるので、零点の学習をブレーキ操作のたびに行う必要が無い。零点学習を行わない運転状態では、前記学習条件である構造材同士が当接するまで加圧部材を後退させる動作を行うのではなく、マスタシリンダ１０の液圧が出力されない位置まで加圧部材を後退移動させたときに後退移動を停止する。制御判断条件としては、（１）ブレーキ操作が行われていない条件であっても、（２）加圧部材の零点学習タイミングでは無い場合に、上記加圧部材の後退位置を構造材同士の当接位置の手前の待機位置に到達した条件で停止する。他の制御装置の指令で電動アクチュエータ１１が駆動される制御が有る場合には、上記（１）や（２）の条件に加え、（３）他の制御装置から電動アクチュエータ１１の駆動指令が出ていない条件も加えて判断し、上記（１）〜（３）の条件で加圧部材が待機位置で移動を停止するように電動アクチュエータ１１を制御する。

零点の学習を行う条件として、加圧部材が待機位置に有る場合とする。学習動作の開始時に、加圧部材を待機位置から構造材同士が当接する位置に移動する。このようにすることにより、電動アクチュエータあるいは加圧部材が待機位置よりも負側に移動するのは、零点学習を行う時とし通常の制御では待機位置で停止するようにする。このような制御により、構造材同士が当接する回数が非常に少なくなる。また、零点学習を行う場合に、電動アクチュエータあるいは加圧部材が後退する速度は比較的遅いので、当接による影響が少ない。なお、加圧部材が待機位置にいてもマスタシリンダ１０は実質的な油圧を発生しない構造となっている。すなわち、マスタシリンダ１０のプライマリ液室１０４とセカンダリ液室１０６は、図示されていないリザーバに接続された状態となっている。加圧部材が図２の左方向に移動するとプライマリ液室１０４やセカンダリ液室１０６と図示されていないリザーバとの接続が遮断され、その後加圧動作の状態に入る。前記リザーバとの接続が遮断された後、マスタシリンダ１０の圧力が出力される。

なお、電動アクチュエータが後退方向に移動している際に、限界位置をこえて後退しようとすると、ストッパにぶつかるなどの理由で、大きなトルクを発生させる可能性があり、電動倍力装置１の構造材が、変形や破損してしまう可能性がある。そのため、零点学習動作において、電動アクチュエータが後退方向に移動している際には発生させるトルクの最大値に制限をかける制御をこの実施の形態では、行い、電動アクチュエータ１１の発生トルクの制限値を構造材の許容トルク以下に設定している。

入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の零点の位置の判断を、ブレーキペダル２が踏み込まれた位置とご判断しないように、本実施例では、ブレーキペダル２を操作されていない条件で、学習動作を行うようにしている。なお、ストロークセンサ１７０の出力値だけで判断してもよいが、更に信頼性を高める場合には、次のようにする。即ち、運転者がブレーキペダル２を微小に踏んでいる場合とストロークセンサがドリフトした場合との区別でき難しくなる心配がある。このような問題に対処することで、更に信頼性が向上する。この実施例では、零点を学習する動作において、加圧部材を移動させることにより、ばねを介して入力ロッドに加わるセット荷重を変化させる。通常、加圧部材が零点あるいは待機位置にある場合、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２には放し方向に数１０Ｎのセット荷重が掛かっており、運転者がブレーキペダル２を踏み込んでストロークさせるためにはそれ以上の力を入力ロッド１５１や入力ピストン１５２に加える必要がある。また、運転者がブレーキペダル２を踏んでいなければ、加圧部材が前進方向に移動しても、ある移動量までは入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置は変動しない。しかし、運転者がブレーキペダル２を踏んでいる場合、セット荷重分は運転者の踏力が相殺しているため、加圧部材が移動すると、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置も変化する。

図３を参照して、運転者がブレーキペダル２を操作している状態かどうかの判断を正確に検知するための原理を説明する。先ず最初に運転者がブレーキペダル２を操作していない状態の動きを説明する。先ず、全く制動制御が行われていない状態を説明する。この場合は、電動アクチュエータ１１に駆動電流が供給されていないので、回転子１１２には回転トルクが発生していない。またブレーキペダル２も踏み込まれていないので、軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２にはブレーキペダル２による推力が作用していない。この状態では、軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２と加圧部材であるブースタピストン１０２との間には図２に示すばね１８０やばね１８１が設けられており、このばね１８０や１８１により、軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２と加圧部材であるブースタピストン１０２との位置関係が定まる。この状態でブレーキペダル２が少し踏まれると軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２が微妙に図２の左側であるマスタシリンダ１０の方に移動し、ばね１８０が微妙に伸び、ばね１８１が微妙に縮んだ状態となる。ブレーキペダル２の踏み込み操作がなくなると、軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２は、ばね１８０やばね１８１により再び元の位置に戻り、軸部材に作用するばね１８０やばね１８１の力がバランスした状態となる。

上述のとおり、ブレーキペダル２が若干踏み込まれているのか、それともセンサのドリフトなどのノイズの影響なのかを見極めることか難しい。しかし、零点学習により正確に零点を把握するには、上記見極めが大変重要となる。ブレーキペダル２が若干踏み込まれているのかどうかを正確に検知する方法として、上記検知のために加圧部材であるブースタピストン１０２を少し移動させてみる方法が有効である。以下図３を参照して、上記検知方法を説明する。

図３は、加圧部材を少しマスタシリンダ１０側に動かした場合の軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置と加圧部材の位置との関係を示す。特性２０１は、ブレーキペダル２が踏み込まれていない状態での軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２と加圧部材であるブースタピストン１０２との位置関係を示す。電動アクチュエータ１１の駆動により加圧部材が前進方向に静かに移動すると、前記ばね１８０が少しずつ伸び一方前記ばね１８１が少しずつ縮む。軸部材に作用するばね１８１の押し圧が増加してくるが加圧部材が位置２０３に達するまでは軸部材は静止摩擦などの影響で移動せず静止した状態である。位置２０３を越えてに加圧部材がマスタシリンダ１０側に移動すると、軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２が移動し始め、特性２０１のように移動する。

次にブレーキペダル２が若干踏み込まれた状態の軸部材と加圧部材との位置関係を特性２０２で示す。ブレーキペダル２が若干踏み込まれているので、軸部材は図３の点２０４まで既に移動しており、前記ばね１８０が少し伸び、一方前記ばね１８１が少し縮んだ状態にある。この状態で、電動アクチュエータ１１の駆動により加圧部材が前進方向に静かに移動すると、特性２０２に示すように、前記加圧部材の移動に追随して直ぐに軸部材である入力ロッド１５１や入力ピストン１５２が変動する。

次にブレーキペダル２が踏み込まれていないのに、ストロークセンサ１７０の出力にドリフトなどの影響が現れた状態での特性を、特性２０５で示す。ドリフトなどの影響のため、ストロークセンサ１７０の出力はブレーキペダル２が踏み込まれたと同様の出力である、例えば点２０４に近い出力を示している。しかし、ブレーキペダル２が踏み込まれていないので、ばね１８０とばね１８１とが軸部材に作用している力は略同じである。次に加圧部材であるブースタピストン１０２が電動アクチュエータ１１よって静かにマスタシリンダ１０の方に移動すると、ばね１８０が少しずつ伸びまたばね１８１が少しずつ縮み、ばね１８１が軸部材を押す力が徐々に大きくなる。加圧部材が位置２０３を越えて移動すると、軸部材が移動し始める。従ってこの場合の軸部材の移動特性は特性２０５のようになる。上記説明で、位置２０３はそれぞれのケースで少しずれるかもしれないが基本的な特性は上記説明のとおりである。

図３に示す特性２０２と特性２０５との違いから、センサの出力に少しずれがあっても、ブレーキペダル２が踏込まれているかどうかの判別を正確に行うことができる。この結果、ブレーキペダル２が踏み込まれていない状態を正確に検知して、零点学習を行うことが可能となる。

上記説明の如く、電動アクチュエータ１１により加圧部材であるブースタピストン１０２を若干移動させることで、ブレーキペダル２の踏み込みの有無を正確に検知できるが、この検知のための加圧部材の移動で、マスタシリンダ１０の油圧が発生しないことが望ましい。マスタシリンダ１０のプライマリ液室１０４やセカンダリ液室１０６は、加圧部材であるブースタピストン１０２の待機位置では、リザーバに繋がっており、加圧部材が所定の距離移動すると前記リザーバとプライマリ液室１０４やセカンダリ液室１０６との間の油の通路が遮断されて液圧の上昇が始まる。上記検知のための加圧部材の移動を前記油の通路が遮断されない範囲で行うことにより、上記検知による液圧の上昇を抑えられる。上記検知のための移動範囲を確保するために、図２の装置において、前記加圧部材の待機位置より加圧部材の基準点である零点を後退側に、すなわちブレーキペダル２の側に置くことが有効である。

通常の制動力制御では、ブレーキペダル２が行われていない状態で、加圧部材であるブースタピストン１０２を、マスタシリンダ１０が液圧を発生しない待機位置に保持し、零点学習を行う場合に待機位置より、ブレーキペダル２側に加圧部材であるブースタピストン１０２を移動させることが望ましい。このようにすれば、通常の制動力制御でのブースタピストン１０２の移動開始からマスタシリンダ１０の油圧上昇開始までの遊びを少なくして、応答性を良くしても、学習動作に悪影響を与えない。また上述の当接部材の当接回数を減少でき、耐久性を向上できる。また、当接時の加圧部材の移動速度を小さくでき、この点でも耐久性や信頼性を向上できる。

上記のとおり、ブレーキペダル２の操作の有無を正確に検知できるので、図３の特性２０５のようなストロークセンサ１７０の出力誤差、あるいは油圧センサ１４０や油圧センサ１４１の出力誤差の補正が可能となる。

さらに、電動アクチュエータの待機位置ＰＰｓおよび、入力ロッド１５１とブースタピストン１０２の力の関係と位置関係を図４（ａ）（ｂ）に基いて説明する。ブレーキペダル２の放し方向に常時プリセット荷重５１０が作用しており、図４（ａ）に示すごとく、ブレーキペダル２が踏まれていない時は、踏力５２０＝０＜プリセット荷重５１０の状態であり、ブースタピストン１０２を押し込む方向に動かしても、ブースタピストン１０２に引っ張られる力５３０＜プリセット荷重５１０の範囲では入力ロッド１５１は一定位置ＩＲｓから動かない状態である。

図４（ｂ）に示すごとく、ブースタピストン１０２を押し込む方向（矢印方向）に動かし、この動きに引き摺られて入力ロッド１５１が動き出す位置が図３の位置２０３で示す、位置ＰＰｓｓであり、引き摺られて入力ロッド１５１が動く特性Ａ（図３の特性２０１に対応）の場合は、ブレーキペダル２の踏み込みが無い状態である。一方、ブレーキペダル２が踏み込まれているときに、踏力５２０＞プリセット荷重５１０の状態では、ブースタピストン１０２を押し込む方向に動かすと、ブースタピストン１０２の動きにより生じる引っ張られる力５３０により、軸部材であるブースタピストン１０２や入力ロッド１５１が動き出す状態である。加圧部材であるブースタピストン１０２の零位置ＰＰ０から引き摺られて入力ロッド１５１が動き出す位置ＰＰｓｓまでの間に待機位置ＰＰｓが設定されている。

図４（ｂ）において、の電動アクチュエータの位置ＰＰ０からＰＰｓｓの間において、ブレーキペダル２が踏み込まれると、入力ロッド１５１が動き出してブレーキペダル２の操作となるが、ブースタピストン１０２は待機位置ＰＰｓまでしか移動していないので、位置ＰＰ０からＰＰｓの間で入力ロッド１５１が動く特性Ｂの場合にブレーキペダル２が操作されている状態と判断する。なお、図４（ｂ）において、入力ロッド１５１の位置は零位置ＩＲ０として示しているが、ドリフトがある場合にはセンサ出力が示す入力ロッド１５１の位置は点線で示す特性となる。

また、マスタシリンダの油圧の零点はマスタシリンダに油圧が掛かっていない時に学習する必要があるので、零点学習動作において、電動アクチュエータの位置が待機位置よりも後退側にある場合に学習を行う。

また、電動アクチュエータの電流の零点は電動アクチュエータに電流が流れていない場合に学習する。制御装置が電動アクチュエータへの通電を遮断している時に零点の学習を行うようにする。また、電動アクチュエータが回転していると磁界による誘起電圧が発生し電動アクチュエータに電流が流れるため、電流の零点の学習は、電動アクチュエータが回転していない時に行う必要がある。図２に示す電動倍力装置にはバネ１０９が備えられているので、制御装置が通電を遮断しても、電動アクチュエータが回転しないのは、電動アクチュエータの位置が零点にある時だけである。したがって、この実施例では、電動アクチュエータが待機位置にある場合は電流の零点は学習できない。そこで、零点学習動作の途中で、制御装置からの通電を遮断し電流の零点を学習する。

図５，図６は、図２に示した電動倍力装置の零点学習の一例である。図５は、零点学習のフロー、図６は時間経過に従って電動アクチュエータの回転位置、すなわち加圧部材であるブースタピストン１０２の位置ＰＰの移動状態を示す図である。

電動アクチュエータ１１の零点学習フローは、零点学習の開始条件の判定ステップＳ１と零点学習動作ＳＯと零点学習キャンセルステップＳＣと零点学習値の更新ステップＳ１１で構成される。零点学習動作ＳＯは、電動アクチュエータの回転位置の零点を学習する零点学習動作ＳＯｍと、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置を検出するセンサ例えばストロークセンサ１７０、あるしはマスタシリンダ１０が供給する油圧を検出する油圧センサ１４０あるいは油圧センサ１４１、電動アクチュエータ１１に供給される電流値を検出するセンサ、等の零点を学習する零点学習動作ＳＯｐで構成されている。ステップＳ１で、零点学習の開始条件の判定を実行し、開始条件が成立して零点学習動作ＳＯが実行されるＹＥＳ判定になるまでステップＳ１を繰り返し実行する。

図６（ａ）（ｂ）に示す動作図で、時点ｔ１０や時点ｔ２０と時点ｔ１１やｔ２１との間はすなわち時点ｔ１１やｔ２１以前は、制動力を発生させている状態から電動アクチュエータの位置を後退方向に動作させて制動力制御を終了する過程である。時点ｔ１１からｔ１２の間、あるいはｔ２１からｔ２２の間は、制動力制御が終了して零点学習の開始条件の成立を判定している期間であり、時点ｔ１２，ｔ２２で零点学習の開始条件が成立（ＹＥＳ判定）した場合の例である。ステップＳ１で零点学習の開始条件が成立しＹＥＳと判定すると、零点学習動作ＳＯが実行される。なお、零点学習の開始条件の詳細については後述する。

零点学習動作ＳＯのステップＳ２では、図６（ａ）の時点ｔ１２、あるいは図６（ｂ）のｔ２２から電動アクチュエータを後退方向に移動させて、加圧部材を引き戻すことにより、マスタシリンダ油圧を零とし、零点学習動作ＳＯｍ、およびＳＯｐにおいてマスタシリンダ油圧の影響を受けないようにしている。

電動アクチュエータの位置の零点学習動作ＳＯｍにおけるステップＳ３からステップＳ５について、図６（ａ）の時点ｔ１２から時点ｔ１４までの電動アクチュエータの位置ＰＰの移動状態を参照して説明する。まず、最初のステップＳ３では、時点ｔ１２からの電動アクチュエータの戻し動作の開始後、この時点以前に電動アクチュエータ位置の零点学習が実行されたか否かの判定を実行する。電動アクチュエータの回転位置あるいはブースタピストン１０２の位置の零点学習は、電動倍力装置が起動された後に１回行えば十分であり、繰り返し何度も行わなくても検出された零点を保持して何度も使用することが可能でアある。このことにより、スライド軸１１５のストッパ１１６とハウジングのストッパ１１８の衝突回数を減らすことができる。

新たに起動されてから、すなわち車両のキースイッチが投入されて電動倍力装置１の動作が開始されてから、電動アクチュエータ位置の零点学習が一度も完遂されていない場合（判定がＮＯ）は、電動アクチュエータ位置の零点学習動作ＳＯｍが実行され、電動アクチュエータ位置の零点学習が既に済み（判定がＹＥＳ）の状態では、零点学習動作ＳＯｐに実行が移る。ステップＳ３がＮＯ判定では、図６（ａ）に示す時点ｔ１２から開始した電動アクチュエータの戻し動作（ステップＳ２）を継続して、電動アクチュエータを限界位置Ｍｅｎｄまで移動する。電動アクチュエータの限界位置Ｍｅｎｄは、例えば、スライド軸１１５のストッパ１１６がハウジングのストッパ１１８に当接した後も、電動アクチュエータの取り付け構造により、回転子１１２が僅かに回転し、電動アクチュエータの位置ＰＰがＰＰ＝０であっても回転子１１２が押し込まれた位置Ｍｅｎｄとなる。この時点が図６（ａ）に示す時点ｔ１３である。

このように、電動アクチュエータの位置ＰＰ０でハウジングのストッパ１１８に衝突し、その後、位置Ｍｅｎｄで電動アクチュエータのトルクが電動倍力装置の構造材に加わるため、衝撃を緩和するため、時点ｔ１２から開始される電動アクチュエータの戻し動作では、戻し速度を比較的低速な速度、例えば一定速度とし、電動アクチュエータ電流を制限することで過大なトルクが構造材に加わらないようにしている。なお、電動倍力装置の構造によっては、位置ＭｅｎｄがＰＰ＝０に一致させることも可能であり、図６（ａ）の動作が唯一のものではない。

ところで、低温時においては、ブレーキ液の粘性の増加や電動倍力装置内のグリスの粘性の増加によって、電動アクチュエータの限界位置Ｍｅｎｄ（電動アクチュエータの回転が停止する位置）までの移動時間（図６（ａ）時点ｔ１２からｔ１３の時間）が、長くなる場合や、あるいは限界位置まで到達できない場合がある。零点学習動作中は制動力を発生させることができないため、ステップＳ４では、電動アクチュエータの限界位置Ｍｅｎｄまでの時間が所定時間を超えるかどうか判定し、ＮＯ判定では、電動アクチュエータ位置の零点学習動作ＳＯｍを中断するようにしている。

ステップＳ５では、図６（ａ）の時点ｔ１３からｔ１４の電動アクチュエータの限界位置Ｍｅｎｄにおいて、電動アクチュエータ位置の零点（位置ＰＰ０）を学習し、その学習値に基いて、電動アクチュエータの位置ＰＰやブースタピストン１０２の零点を補正する。なお、電動アクチュエータの限界位置Ｍｅｎｄと電動アクチュエータの位置ＰＰ０が一致しない図６（ａ）の例では、電動アクチュエータ位置の零点Ｍｅｎｄから位置ＰＰ０の位置ずれは所定値として設定されており、電動アクチュエータ位置の限界位置Ｍｅｎｄに所定値を加算した位置ＰＰ０を零点としている。

次に、零点学習動作ＳＯｐが実行されるが、零点学習動作ＳＯｐは、ステップＳ５の電動アクチュエータ位置の零点学習動作ＳＯｍが終了した場合と、ステップＳ３で電動アクチュエータ位置の零点学習動作ＳＯｍがすでに実行ずみ（ＹＥＳ判定）の場合の２通りによって実行される。

零点学習動作ＳＯｍが終了した場合、電動アクチュエータ１１の位置は限界位置Ｍｅｎｄにいるので、限界位置と零点が異なっている場合は、必要に応じてステップＳ６において、電時点ｔ１４から動アクチュエータの位置を零点（ＰＰ０）に移動する。また、ステップ６において、ＳＯｍが終了したことを示すＳＯｍ終了フラグをたて、次のステップ３において学習済の判断に使用する。

まず、電動アクチュエータ位置の零点学習動作ＳＯｍが終了した場合について、ステップＳ７からステップＳ９を図６（ａ）のｔ１４からｔ１８に示す電動アクチュエータ１１の位置ＰＰの移動状態に基づいて説明する。ステップＳ７において、電動アクチュエータ１１の位置が零点（ＰＰ０）になるまで待機する。ステップＳ８では、時点ｔ１５からｔ１６の期間、電動アクチュエータ電流を零とする。ＰＰ０は電動倍力装置の部品寸法公差を考慮して設定されるため、電動アクチュエータ電流を零にすると、加圧部材とバネとの釣り合いによって、電動アクチュエータの位置ＰＰは、後退して位置ＰＰ２で静止する。

ステップＳ９では、時点ｔ１６からｔ１７の電動アクチュエータが静止している位置ＰＰ２において、電動アクチュエータ位置以外の零点学習、すなわち電動アクチュエータの電流、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置、マスタシリンダ油圧の零点を学習する。ただし、ステップＳ９で学習された値は、ステップＳ９では補正値として使用されず、Ｓ１１に至った場合にのみ、補正値として使用される。

ステップＳ２（時点ｔ１２）から開始した零点学習動作は、ステップＳ９（時点ｔ１７）までで、主要センサ零点学習値が取得されるステップＳ１０では、待機位置ＰＰｓまで、電動アクチュエータを動作させる。

ステップＳ１１は、電動アクチュエータが待機位置ＰＰｓとなった時点ｔ１８において、ステップＳ９で取得した電流、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置、及び油圧の零点学習値が有効であるとして、学習した値でそれぞれのセンサ値を補正する。ステップＳ１１までで、電動倍力装置の零点学習動作が終了する。

次に、電動アクチュエータ位置の零点学習動作ＳＯｍがすでに実行ずみで、電動アクチュエータの位置の学習値が取得されている場合は、ステップＳ３がＹＥＳ判定となり、電動アクチュエータの零点学習動作ＳＯｍは実行されず、零点学習動作ＳＯｐが実行される。零点学習動作ＳＯｐにおけるステップＳ７からＳ１０について、図６（ｂ）の時点ｔ２２からｔ２６までの電動アクチュエータの位置ＰＰの移動時様態を参照して説明する。なお、図６（ｂ）の時点ｔ２２以前は図６（ａ）の時点ｔ１２以前と同一でステップＳ１〜Ｓ２が実行されている期間であり、説明を省略する。

ステップＳ７では、図６（ｂ）に示す時点ｔ２２を開始点として電動アクチュエータの後退動作を開始し、電動アクチュエータの位置の零点ＰＰ０を目標値として移動させる。なお、電動アクチュエータの位置の零点ＰＰ０は、電動倍力装置の部品寸法の公差を考慮して、かならず真の零点か真のゼロ点より前進側に設定されている。これは、零点学習動作ＳＯｐが、電動倍力装置の起動後、ステップＳ１の零点学習の開始条件が成立する毎に実行されるため、時点ｔ２２からｔ２３の期間の戻し動作が頻繁となり、取り付け公差によってはスライド軸１１５のストッパ１１６とハウジングのストッパ１１８が衝突する耳障りな衝突音が発生する場合があるのでその解消と、衝突部の磨耗を低減するためである。電動アクチュエータが位置ＰＰ０に移動した時点ｔ２３は、図６（ｂ）の時点ｔ１５と同一時点であり、時点ｔ２３以降は、図６（ａ）の時点ｔ１５以降と同一動作となって、ステップＳ９（時点ｔ２４からｔ２５）で電流、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置、及び油圧の学習値が取得され、ステップＳ１０（時点ｔ２５からｔ２６）で電動アクチュエータを待機位置ＰＰｓまで移動し、ステップＳ１１（時点ｔ２６）で学習値を使用してセンサ値を補正することで、電動倍力装置の零点学習が終了する。

図６（ａ）の時点ｔ１１からｔ１８、（ｂ）の時点ｔ２１からｔ２６の間において、零点学習キャンセルステップＳＣのキャンセル条件が成立しない状態であって、入力ロッド１５１が動かない状態を、ブレーキペダル２の操作が行われていない状態と判断し、時点ｔ１８または時点ｔ２６で、零点学習値を使用するようにしている。

上述した零点学習動作ＳＯは、電動アクチュエータ１１の動作要求があった時点で中断することが必要である。

図５に示す零点学習キャンセルステップＳＣでは、零点学習のキャンセル条件成立を判定し、ＹＥＳ判定では、零点学習動作ＳＯを中断し、ステップＳ１の零点学習の開始条件を判定するようにしている。なお、零点学習のキャンセル条件については後述する。

図５の学習フローでは、電動アクチュエータ１１の位置に関する基準点すなわちブースタピストン１０２の進退移動に関する基準点の学習はステップＳ３で間引かれるので、センサの零点の学習に対して実行回数を減らすことができる。油圧センサ１４０と１４１や電流センサは温度の影響など、出力に影響を与える要因が、上記ブースタピストン１０２の進退移動に関する基準点の計測センサに対して多い。従って油圧センサ１４０と１４１や電流センサの学習は特定の周期で繰り返し実行し、これに比べ上記ブースタピストン１０２の進退移動に関する基準点の学習を少なくする。例えば図５の実施例の如く、車の運転開始時にブースタピストン１０２の進退移動に関する基準点の学習がなされると車の運転中はこの学習を繰り返し実行することを避け、車の運転開始時に取得した学習値を繰り返し使用する。これにより不必要に頻繁に、電動アクチュエータ１１の位置に関する基準点すなわちブースタピストン１０２の進退移動に関する基準点の学習を実行することを避けることができる。

次に、ステップＳ１の零点学習動作の開始条件について説明する。零点学習動作においては、電動アクチュエータを後退方向に移動させるため、発生させていた制動力を減少させる可能性がある。零点学習動作においてブレーキペダル２が微小に踏み込まれていた場合は、学習した値が制御に使用されることはないが、学習動作自体において制動力を減少させてしまう可能性を極力少なくするため、零点学習動作の開始条件は、以下の条件を単独、あるいは任意に組み合わせて、設定する。

条件１．制御装置が起動直後である場合、零点学習動作を開始しても良い。これは、制御装置の起動直後は、零点学習値が取得できていないためである。車のキースイッチが投入されると、制御装置４が制御に使用している制御用コンピュータ（以下ＣＰＵと記す）は、動作開始状態すなわち起動状態にはいる。ＣＰＵは図５の学習開始条件の成立を判断する。キースイッチの操作時にブレーキペダル２が操作されることが多いが、例えばアクセルペダルの操作に移る、あるいは機械式のパーキングブレーキが動作しているなどのより、ブレーキペダル２の操作が行われていない状態となると、ステップＳ１の以下に示す他の学習開始条件の成立を判断し、ステップＳＯｍを実行する。回転子１１２の基準点である零点の更新を車の始動後出きるだけ早く行うことで、信頼性の高い車両の制動力制御が実現できる。更に加えて、計測に使用する油圧センサや電流センサ、ストロークセンサなどの零点を、車の始動後速やかに更新することで、制御の信頼性が向上する。またゼロ点が規定の範囲を超える異常値を示した場合にセンサを含む計測系の異常が考えられ、零点の更新動作は異常診断にも使用使用できる。

条件２．入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置あるいは油圧の変動がない状態が、所定時間継続している場合、零点学習動作を開始しても良い。入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置あるいは油圧はセンサのドリフトがあるため値の大小だけでは運転者の踏み込みがあるかどうか判定できないが、値が変動している場合は間違いなく運転者の操作があると判定できる。そのため、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置あるいは油圧の変動がない状態が、所定時間継続していることが、零点学習動作の開始条件となる。ここで、所定時間の定義は、引き摺りなどにより、車両に影響を与えない時間となり数秒〜数１０秒の時間である。また、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置や油圧が大きな値である場合は、ドリフトよりも踏み込みである可能性が高いので、所定時間を長くすることが有用である。したがって、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置や油圧で、所定時間を可変としても良い。

条件３．入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置が特定の範囲内である場合、零点学習動作を開始しても良い。入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の零点は、センサのドリフトやセンサの取り付け誤差などで変動があるが、それらは範囲が決まっている。そのため、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置あるいはストロークセンサの値がドリフトや取り付け誤差などによる特定の範囲内である場合を、零点学習動作の開始条件としても良い。

条件４．油圧が油圧センサのドリフトの範囲内である場合、零点学習動作を開始しても良い。油圧の零点の範囲は、センサのドリフト範囲で決まっている。そのため、油圧あるいは油圧センサの値がドリフトや取り付け誤差などによる特定の範囲内である場合を、零点学習動作の開始条件としても良い。

条件５．車両制御装置２２から、制御要求を受けていない場合、零点学習動作を開始しても良い。

条件６．油圧装置２１が、油圧を制御していない場合、零点学習動作を開始しても良い。また油圧装置２１が、横滑り防止制御（ＶＤＣ），アンチロックブレーキ制御装置（ＡＢＳ），トラクション制御装置（ＴＣＳ）が動作していない場合、零点学習動作を開始しても良い。

条件７．アクセルペダルが操作されている場合、零点学習動作を開始しても良い。アクセルペダルを踏み込んだ状態は加速の意志であり、電動倍力装置の動作なしとし、零点学習動作を開始しても良い。

条件８．車両が一定車速で走行しているか、車両が加速している場合、電動倍力装置の動作なしとし、零点学習動作を開始しても良い。

次に零点の学習動作を止めるためのステップＳＣ（以下キャンセルと記す）の条件について説明する。キャンセル条件は、基本的にはブレーキ制御が行われている可能性があること条件である。ステップＳ１の零点学習動作の開始条件とは相反する条件である。

図５に示す学習動作が実行中であっても、制御装置４が制御に使用している制御用コンピュータ（以下ＣＰＵと記す）は、ＣＰＵが通常備えている割り込み処理機能を有しており、割り込み機能を利用して条件の不成立が生じた場合に、ステップＳＯｍやステップＳＯｐの実行が中断され、直ちにステップＳＣに移る。ステップＳＣでは、ステップＳ１の零点学習動作の開始条件の内、条件３〜条件８のどれかが成立している場合、キャンセル条件が成立しているとして、零点学習動作を中止する。また、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置あるいは油圧が変動した場合に、キャンセル条件が成立しているとして、零点学習動作を中止する。学習動作を中断した場合には、車両の制動力制御を実行する。なお、次に学習動作に入る場合には、中断中の残りを実行しても良いが、この実施の形態では、信頼性を向上するためにステップＳ１である最初から実行を開始する。

上述の実施の形態によれば、電動倍力装置における零点学習動作により、以下の効果を得ることができる。零点学習動作ＳＯにより、電動アクチュエータ位置、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２の位置、油圧，電流の零点について、動作開始条件が成立した後、電動アクチュエータを動作させて、零点を学習し、運転者のブレーキペダル２踏み込みが無いことを確認してから学習した値を用いてそれぞれのセンサの値を補正することによって、正確な零点に基いた制動力制御を行うことができる。また、ゼロ手点学習動作をすることによって、センサのドリフトと運転者が微小に踏み込んでいる場合を区別して誤学習した値で制動力制御が行われることを防ぐことができる。

本実施例を示す図２の電動アクチュエータ１１では、ブースタピストン１０２は、電動アクチュエータで直進させるスライド軸１１５とスプリング１０９の押し付け力で連動する機構であり、ブースタピストン１０２を押し込んだ位置（図４（ｂ）のＰＰ０からＰＰｓｓの範囲）において、入力ロッド１５１が動いた時をブレーキペダル１０の人踏みと判定するようにしている。しかし、本発明は、スプリング１０９によりブースタピストン１０２がスライド軸１１５と連動する機構に限定されるものではない。

例えば、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２と加圧部材が一体化され、一体部材を電動アクチュエータで制御する機構の電動倍力装置がある。この機構では、加圧部材を移動させるとおのずと入力ロッド１５１や入力ピストン１５２も動作してしまうが、このような機構ではブレーキペダル２を放し方向に移動させるセット荷重がブースタピストンにも伝達されるため、加圧部材および入力ロッド１５１や入力ピストン１５２を前進方向に動かすためにはセット荷重以上のトルクを発生させる必要がある。そこで、電動アクチュエータの前進方向にトルクを発生させ、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２が動いた場合、運転者がブレーキペダル２を踏み込んでいると判定するようにしても、実施例１と同等の作用、効果を得ることができる。本発明の本質は、運転者がブレーキペダル２を踏んでいるかどうかを判別できるように電動アクチュエータを制御することを特徴とするため、トルクのみを出力して、入力ロッド１５１や入力ピストン１５２（一体部材）の変動で判別を行っても、本発明の趣旨になんら反するものではない。

マスタシリンダ１０が供給する液圧を正確に制御するには、求める液圧を発生させるためのブースタピストン１０２の目標の移動量あるいは目標位置をブレーキペダル２の操作量に基づいて制御装置により求め、実際のブースタピストン１０２の移動量あるいは現在位置を測定し、実際の移動量あるいは現在位置が前記目標の移動量あるいは目標位置となるように制御する。上記実際の移動量あるいは現在位置は、図２に示す回転センサ１１３の出力を計数することで求められる。上記回転センサ１１３は例えばレゾルバであり、回転子の磁極の位置を検知し、磁極の回転数を計数することで、回転子１１２の回転量を求める。前記回転量とブースタピストン１０２の移動量あるいは現在位置は対応関係にあり、前記回転量から求められる。正確な移動量あるいは正確な現在位置を求めるには、上記回転センサの単位回転に対応するを計数するを行うための基準点、すなわち零点の誤差を無くすことである。上記実施の形態に示すとおり、ブースタピストン１０２がストッパ１１６に機械的に当接した位置を上記計数の零点あるいは基準点とすることで、上記目標に対する実際の移動量や実際の位置が正確に求められる。これにより制御精度が向上する。またストロークセンサ１７０や圧力センサは、ブレーキペダル２の操作がなされていない状態は測定対象が零値を示す出力値となるべきであり、基準値である零値との差異が明確に計測できるので、ドリフトやオフセット値の補正を正確に行える。

上述の実施の形態では、機械的な基準位置を有しており、前記機械的な基準位置に基づいて電動アクチュエータ１１の回転位置の基準点やブースタピストン１０２の移動量あるいは位置を計測するための基準点を定めているので、正確且つ簡単に基準点を検知できる。

上記機械的な基準位置とは、上記実施の形態ではストッパ１１６であり、前記ストッパ１１６にブースタピストン１０２のストッパ１１７が接することで機械的に基準位置に達したことを検知できるように構成している。この検知できた位置を基準点として、上述のとおり回転センサ１１３の出力に基づき、回転子１１２の単位回転量を計数することで、ブースタピストン１０２の移動量や現在位置を正確に計測できる。これにより計測精度が向上し、制御精度が向上する。

なお上記実施の形態において、前記ストッパ１１６は固定部材であり、車体に対して電動倍力装置１が固定されたことにより、前記固定部材の位置が定まる。この固定部材に接するストッパ１１７は加圧材と共に移動する移動部材である。この移動部材の移動量は電動アクチュエータ１１の回転子１１２の回転量に対応している。また回転センサ１１３は回転子１１２の単位回転に対応した信号を出力するので、回転センサ１１３の出力に基づく計数値はやはり前記移動部材の移動量に対応している。上記実施の形態では、マスタシリンダ１０が油圧を発生するためのピストンとして作用すると加圧部材と共に、前記移動部材が移動する構成とし、前記移動部材と前記固定部材との機械的な関係に基づいて、基準点として使用可能な零点を検知している。このため、構造が単純で高い精度が得られる。また移動部材が前記固定部材の位置に達したことを検知して、この検知に基づいて前記基準点として使用可能な零点を定めているので、高い精度で基準点すなわち零点を検知することができる。なお、前記移動部材が前記固定部材の位置に達したことを検知する方法としては、上記実施の形態として説明したとおり、前記移動部材が前記固定部材の位置に達したときに機械的に前記移動部材が前記固定部材に衝突するようにし、この衝突により回転電機の回転子１１２の回転が停止したことを、制御装置４が前記回転センサ１１３の出力に基づいて検知することで、可能となる。

また図５の実施例の如く、車の運転開始時にブースタピストン１０２の進退移動に関する基準点の学習がなされると車の運転中はこの学習を繰り返し実行することを避け、車の運転開始時に取得した学習値を繰り返し使用する。これにより不必要に頻繁に、電動アクチュエータ１１の位置に関する基準点すなわちブースタピストン１０２の進退移動に関する基準点の学習を実行することを避けることができる。また、温度の影響を受け易い油圧センサ１４０や油圧センサ１４１、電流センサは所定の周期で繰り返し、学習動作を実行するので、信頼性が向上する。

図５の実施例では、上述の如くＳＯｍやＳＯｐの実行に優先して、学習動作を中止するＳＣ動作を行うので、信頼性が向上する。また上記優先処理は、上述したとおり、制御装置４が使用するＣＰＵの割り込み機能を利用して行うので、優先処理を簡単に達成できる。

２ ブレーキペダル
４ 制御装置
１０ マスタシリンダ
１１ 電動アクチュエータ
２１ 油圧装置
２２ 車両制御装置
４６ 車両通信系統
１０２ ブースタピストン
１０４ プライマリ液室
１０９ バネ
１１０ 固定子
１１１ ベアリング
１１２ 回転子
１１３ 回転センサ
１１６ スライド軸ストッパ
１１７ ブースタピストンストッパ
１１８ ハウジングストッパ
１４０，１４１ 圧センサ
１５１，１５２ 入力ロッド
１７０ ストロークセンサ

Claims (4)

1. 制動力を発生するために使用される油圧を発生するためのマスタシリンダと、
   前記マスタシリンダが発生する油圧を制御するための加圧部材と、
   ブレーキペダルの操作に基づき前記加圧部材の中心部を進退移動する軸部材と、
   前記加圧部材を進退移動するための電動アクチュエータと、
   前記加圧部材の移動量あるいは位置を計測するために使用するセンサと、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、ブレーキペダルの操作に基づき前記電動アクチュエータを制御することにより、前記マスタシリンダが発生する油圧を制御し、
   さらに前記制御装置は、ブレーキペダルが操作されていない状態を検知し、ブレーキペダルが操作されていない状態で、加圧部材の位置あるいは移動の基準点を学習動作により求め、
   さらに前記制御装置は、ブレーキペダルが操作されていない状態を検知するために、前記加圧部材を移動させ、前記加圧部材の移動に基づく前記軸部材の移動を検知し、前記軸部材の移動に基づいてブレーキペダルの操作の有無を判断することを特徴とする電動倍力装置。
2. 請求項１に記載の電動倍力装置において、
   固定された位置に設けられた固定部材と、
   前記加圧部材の移動に対応して移動する移動部材と、を備え、
   前記固定部材は、前記加圧部材が進退移動する移動軸に沿った位置に設けられた第１のストッパであり、
   前記移動部材は、前記加圧部材と共に移動する第２のストッパであり、
   前記制御装置は、前記加圧部材と共に移動する第２のストッパが前記第１のストッパに接したことに基づき、前記基準点を学習することを特徴とする電動倍力装置。
3. 請求項２に記載の電動倍力装置において、
   前記制御装置は、前記マスタシリンダが制動力を発生するための油圧を発生しない前記加圧部材の位置を待機位置とし、さらに待機位置より前記マスタシリンダから遠い位置に前記固定部材を設け、
   ブレーキペダルの操作状態からブレーキペダルの操作がなされていない状態になったときに、前記制御装置は前記電動アクチュエータを制御して、前記加圧部材を前記待機位置に移動し、
   学習動作において、前記制御装置は前記移動部材が前記固定部材の位置に到達するように、前記電動アクチュエータを制御することを特徴とする電動倍力装置。
4. 請求項１乃至請求項３の内の一に記載の電動倍力装置において、
   車両が加速している条件に基づいてセンサの零点の学習を行うことを特徴とする電動倍力装置。

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