专利名称：增力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车的制动系统所使用的增力装置。
背景技术：
在机动车的制动系统所使用的增力装置中，公知有如下的电动增力装置，即根据制动踏板的操作使电动马达工作，经由滚珠丝杠机构等旋转-直线运动转换机构推进主缸的活塞以产生制动液压。在这种电动增力装置中，存在如下结构，例如对于专利文献1所示的电动增力装置而言，与将大多数车辆所使用的发动机的进气负压作为增力源的气压式增力装置同样地，利用由橡胶等弹性体构成的反作用部件将制动时来自主缸的一部分反作用力反馈到制动踏板。由此，通过简单的结构即可将来自主缸的反作用力反馈到制动踏板。专利文献1 国际公开第2009/068404号小册子对于如上所述将来自主缸的一部分反作用力反馈到制动踏板的增力装置而言，为了提高控制精度，要求提高各部分的尺寸精度、各种传感器的安装位置精度及检测精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高控制精度的增力装置。为了解决上述课题，本发明的增力装置具有根据制动踏板的操作而进退移动的输入部件；设置成能够与该输入部件相对移动的增力部件；用于驱动该增力部件的执行机构；将所述输入部件及增力部件的推力传递至主缸并且将来自该主缸的反作用力以规定的比率传递至所述输入部件和所述增力部件的推力传递机构；用于检测所述输入部件和所述增力部件的相对位移的相对位移检测机构；基于该相对位移检测机构检测到的相对位移来控制所述执行机构的工作的控制机构，所述增力装置的特征在于，还具有用于检测所述输入部件和所述增力部件的相对位置是否处于规定的基准位置的基准位置检测机构。根据本发明的增力装置，可以提高控制精度。
图1是表示本发明第一实施方式的电动增力装置的简略结构的纵剖面图。图2㈧ (F)是表示图1所示的电动增力装置的直线运动部件、柱塞及反作用部件的工作状态的图。图3是表示图1所示的电动增力装置的控制的流程图。图4是表示图1所示的电动增力装置的电动马达的控制的曲线图。图5是表示图1所示的电动增力装置的工作的一例的时序图。图6是表示本发明第二实施方式的电动增力装置的制动踏板部的图。图7是表示本发明第三实施方式的电动增力装置的直线运动部件的复位开关部的图。图8是表示本发明第三实施方式的电动增力装置的控制的流程图。
图9是表示在图8所示的流程图的步骤S3中用于利用制动开关执行初始位置判定的控制的流程图。图10是表示在图8所示的流程图的步骤S3中用于利用复位开关执行初始位置判定处理的控制的流程图。图11是表示在图8所示的流程图的步骤S3中用于利用制动开关及复位开关执行初始位置判定处理的控制的流程图。图12是表示在图8所示的流程图的步骤S3中用于基于向电动马达的通电来执行初始位置判定处理的控制的流程图。图13是表示在图8所示的流程图的步骤S3中用于基于不向电动马达通电的非通电时间来执行初始位置判定处理的控制的流程图。图14(A) (C)是表示在图1所示的电动增力装置中柱塞和反作用部件之间的间隙的尺寸误差的说明图。图15是表示图1所示的电动增力装置的输入输出特性的曲线图。图16是表示本发明一实施方式的电动增力装置的调节装置的简略结构的框图。附图标记说明1电动增力装置(增力装置)、6直线运动部件(增力部件)、7制动踏板、8柱塞 (输入部件)、9主缸、11反作用部件(推力传递机构)、30相对位移传感器(相对位移检测机构)、31基准位置传感器(基准位置检测机构)、33控制器(控制机构)
具体实施例方式以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。参照图1至图5说明本发明第一实施方式的电动增力装置。如图1所示，本实施方式的电动增力装置1在外壳2内设置有电动马达3、将电动马达3的转子4的旋转运动转换成直线运动的作为旋转-直线运动转换机构的滚珠丝杠机构5、插入滚珠丝杠机构5的直线运动部件6并与制动踏板7连结的柱塞8、将直线运动部件6及柱塞8的推力传递至主缸9的输出杆10、安装在输出杆10与直线运动部件6及柱塞8之间的反作用部件11。外壳2安装在作为车室和发动机室等的隔壁的仪表板D的发动机室侧，该外壳2 后部的圆筒部12贯通仪表板D并延伸至车室内。在外壳2的前部安装有与圆筒部12同心配置的主缸9，主缸9的活塞13插入外壳2内。主缸9是将制动液储存于储液箱14并根据活塞13的推进而产生制动液压并将该制动液压供给至各车轮的制动装置的公知的主缸， 既可以是串列型主缸、也可以是单缸型主缸。电动马达3是用于驱动滚珠丝杠机构5的执行机构，具有固定于外壳2的定子15 和插入定子15并能够旋转地被支承的圆筒状转子4，该电动马达3根据控制电流能够控制转子4的旋转，例如可以采用同步马达、感应马达等。滚珠丝杠机构5具有利用轴承17、18可旋转地支承于外壳2的圆筒状旋转部件 19 ；插入旋转部件19及外壳2的圆筒部12且以沿轴向能够移动而不能绕轴旋转的方式被支承的直线运动部件6 ；装填于在所述圆筒状旋转部件19和直线运动部件6的彼此对置的面形成的螺旋状沟槽20、21间的多个滚动体即滚珠22。根据旋转部件19的旋转，滚珠22 滚动，由此，直线运动部件6沿轴向进行移动。另外，滚珠丝杠机构5可以将直线运动部件6的直线运动转换成旋转部件19的旋转运动。需要说明的是，虽然在本实施方式中，作为旋转-直线运动转换机构而使用滚珠丝杠机构5，但只要能够将电动马达3的转子4的旋转运动转换成直线运动，则也可以采用辊子丝杠机构等其他形式的旋转-直线运动转换机构。旋转部件19穿过电动马达3的转子4并以一体旋转的方式与其结合。直线运动部件6作为增力部件，其前端部与主缸9的活塞13对置、后部插入外壳2的圆筒部12内， 利用设置于圆筒部12的限位器12A限制绕轴的旋转及后退位置。直线运动部件6利用在外壳2的前壁之间设置的作为锥形螺旋弹簧的复位弹簧23的弹力，朝后退方向被施力而与限位器12抵接。需要说明的是，在本实施方式中，虽然构成为利用转子4直接驱动旋转部件19的结构，但也可以在它们之间安装齿轮、皮带轮等减速机构。柱塞8是根据制动踏板7的操作而进退移动的输入部件，在直线运动部件6内能够沿轴向移动地被引导。在与主缸9的活塞13对置的直线运动部件6的前端部，形成有由大径孔M及小径孔25构成的阶梯孔。柱塞8的顶端部能够滑动地插入小径孔25内。柱塞8利用在直线运动部件6设置的限位器沈限制后退位置，利用在其与直线运动部件6之间设置的作为锥形螺旋弹簧的复位弹簧27的弹力，朝后退方向被施力而与限位器沈抵接。由橡胶等弹性体构成的圆板状反作用部件11嵌合于大径孔M内。在输出杆10 的基端部形成的凸缘部抵接在反作用部件11上。在插入小径孔25的柱塞8的顶端部和反作用部件11之间，在柱塞8处于与限位器沈抵接的后退位置时，形成有一定的间隙C。反作用部件11构成与直线运动部件6及柱塞8卡合并将其推力传递至主缸9的推力传递机构。在直线运动部件6及柱塞8前进并经由反作用部件11利用输出杆10推进主缸9的活塞13时，反作用力根据由大径孔M的截面积Al及小径孔25的截面积A2确定的相对于反作用部件11的直线运动部件6及柱塞8的受压面积，被反馈到直线运动部件6及柱塞8。 在柱塞8的后端部，经由输入杆观连结有制动踏板7。在外壳2内安装有用于检测滚珠丝杠机构5的旋转部件19即电动马达3的转子4 的旋转位置的解算器等旋转位置传感器四。在直线运动部件6和柱塞8之间，设置有用于检测它们的相对位移的作为相对位置检测机构的相对位移传感器30。相对位移传感器30 可以设为例如根据电阻值的变化等将相对位移作为模拟信号来检测的电位计。另外，在直线运动部件6，设置有用于检测柱塞8和直线运动部件6的相对位置是否处于规定的基准位置的作为基准位置检测机构的基准位置传感器31。基准位置传感器 31是用于检测柱塞8相对于直线运动部件6是否处于自抵接于限位器沈的最大后退量的位置(参照图2(A))仅前进了(朝向反作用部件11侧移动)一定距离ΔΤ(参照图2(B)) 后的位置即基准位置的部件，例如可以使用公知的限位开关。基准位置传感器31只要能够在检测到基准位置时输出导通或截止的某一信号即可。设置有用于检测是否对制动踏板7进行踩踏的制动踏板传感器32。作为制动踏板传感器32，与基准位置传感器31同样地可以使用公知的限位开关，但也可以使用随着制动踏板7的踩踏而用于向刹车灯通电的现有刹车灯开关。在外壳2的上部，安装有作为控制机构的控制器33。控制器33基于包含旋转位置传感器四、基准位置传感器31、相对位移传感器30及制动踏板传感器32的输出信号在内的来自各种传感器的检测信号，供给控制电流以控制电动马达3的工作。参照图2，在下面说明利用控制器33进行的控制。
如图2(A)所示，在制动踏板7未被踩踏的非制动状态下，根据复位弹簧23、27的弹力，直线运动部件6及柱塞8处于由限位器12A及限位器沈限定的后退极限位置。此时， 在反作用部件11和柱塞8之间形成有一定的间隙C。另外，在该状态下，构成如下状态，即相对位移传感器30检测直线运动部件6和柱塞8之间的相对位移，基准位置传感器31未检测到基准位置，而且制动踏板传感器32未检测到制动踏板7的踩踏。如图2⑶所示，制动踏板7被踩踏，经由输入杆28，柱塞8相对于直线运动部件 6仅前进一定距离ΔΤ，从而到达规定的基准位置。此时，基准位置传感器31检测到柱塞8 处于基准位置。此时，控制器33将相对位移传感器30的检测值作为相对位移基准值PO存储，并基于相对位移开始控制电动马达3。另外，制动踏板传感器32在制动踏板7开始操作时检测到制动踏板7被踩踏。若制动踏板7进一步被踩踏，则控制器33自当前的相对位移传感器30的检测值 P减去相对位移基准值PO以计算直线运动部件6和柱塞8的相对位移Δ P ( Δ P = Ρ-ΡΟ)。 接着，基于该相对位移ΔΡ，输出控制电流以控制电动马达3的工作，使直线运动部件6前进 (参照图2(C)、(D))、保持(参照图2(E))或后退(参照图2(F))以将相对位移ΔΡ保持在规定的范围，从而使直线运动部件6追随柱塞8的移动而移动。若根据制动踏板7的踩踏而使柱塞8前进，则直线运动部件6利用电动马达3的推力追随柱塞8而前进，经由反作用部件11推压输出杆10，并推进主缸9的活塞13，从而根据液压产生制动力。反作用部件11在直线运动部件6和输出杆10之间被压缩而变形 (参照图2 (C))，并抵接于前进的柱塞8的顶端部(参照图2 (D))。由此，来自主缸9的活塞的反作用力经由反作用部件11传递至直线运动部件6及柱塞8。此时，根据相对于反作用部件11的直线运动部件6的受压面积Al和相对于反作用部件11的柱塞8的受压面积 A2(<A1)的比率，一部分反作用力经由柱塞8反馈到制动踏板7。根据如上所述的制动踏板7的踩踏，能够以规定的增力比产生制动力，并能够根据制动踏板7的踩踏力来控制制动力。在开始制动时(柱塞8处于基准位置时)，在柱塞8和反作用部件11之间设置规定的间隙Cl(所谓的跃入间隙(> > ^ -J τ 7 >7))，由此，柱塞8能够以不自反作用部件11承接反作用力的方式仅前进一定距离，因此，在制动初期，能够迅速提升制动力。接着，参照图3说明利用控制器33执行电动马达3的控制的控制流程的一例。在图3的流程图中，若根据制动踏板传感器32检测到制动踏板7被踩踏，则开始进行处理，在步骤Sl中，清除基准值设定标记后进入步骤S2。在步骤S2中，利用制动踏板传感器32判定制动踏板7是否处于操作过程中。当判定结果为处于操作过程中时，进入步骤S3。在步骤S3中，判定是否存在基准值设定标记，当不存在基准值设定标记时，为了存储相对位移基准值PO而进入步骤S4。另一方面，当存在基准值设定标记时，由于相对位移基准值PO已被存储，故进入步骤S6。在步骤S4中，判定是否利用基准位置传感器31检测到柱塞8处于基准位置，当未检测到基准位置时，由于柱塞8还未到达基准位置，因此返回步骤S2，当检测到基准位置时，进入步骤S5。在步骤S5中，将基准位置传感器31检测到柱塞8移动到基准位置时的相对位移传感器30的检测值，作为相对位移基准值PO存储，并且设定基准值设定标记，之后进入步骤S6。在步骤S6中，自相对位移传感器30的当前检测值P减去上述存储的相对位移基准值PO，计算相距相对位移基准值PO的、柱塞8相对于直线运动部件6的相对位移Δ P ( Δ P =P-P0)，之后进入步骤S7。在步骤S7中，将相对位移ΔΡ与规定范围α β的下限值α进行比较，当相对位移Δ P比下限值α大(ΔΡ> α)时，柱塞8至少不后退，之后进入步骤S8。在此，如图4所示，规定的范围α β中，下限值α为在使直线运动部件6后退的方向上作为用于控制电动马达3的相对位移量的目标值而设定的值，另一方面，上限值 β为在使直线运动部件6前进的方向上作为用于控制电动马达3的相对位移量的目标值而设定的值。在本实施方式中，下限值α为柱塞8和直线运动部件6的相对位移ΔΡ为0、即相对位移传感器30的检测值为相对位移基准值PO时的值。上限值β是为了对输入输出特性提供滞后特性而所需的值，被设定为比上述间隙Cl小的值。在步骤S8中，将相对位移ΔΡ与上述上限值β进行比较，当相对位移ΔΡ比上限值β大(ΔΡ> β)时，柱塞8前进、即正处于制动踏板7被踩踏的过程中，之后进入步骤 S9。在步骤9中，为了使相对位移ΔΡ达到上限值β，比较供给到电动马达3的控制电流是否在规定的极限值以下，当控制电流在极限值以下时，在步骤SlO中，对电动马达3进行反馈控制使电动马达3朝使直线运动部件6前进的方向旋转，以使相对位移ΔΡ达到上限值β，之后返回步骤S2。另外，当控制电流超过极限值时，在步骤Sll中，保持电动马达 3的旋转位置并返回步骤S2。由此，可以防止过电流供给到电动马达3，从而可以保护电动马达3。另外，在步骤S8中，当相对位移Δ P在上限值β以下(ΔΡ< β)时，柱塞8的动作停止、即制动踏板7的踩踏被维持在大致恒定位置，在步骤Sll中保持电动马达3的旋转位置，之后返回步骤S2。在步骤S7中，当相对位移ΔΡ在下限值α以下(ΔΡ< α)时，柱塞8后退、即正处于制动踏板7被松开的过程中，之后进入步骤S12。在步骤S12中，对电动马达3进行反馈控制，使电动马达3朝使直线运动部件6后退的方向旋转，以使相对位移Δ P达到下限值 α，之后返回步骤S2。另外，在步骤S2中，当判定为不处于操作过程中时，在步骤S13中停止向电动马达 3通电，或维持停止向电动马达3通电的状态，之后进入步骤S14。在步骤S14中，判定自制动踏板传感器32从处于操作过程中的状态变为不处于操作过程中的状态开始，是否经过了规定时间例如2分钟左右的时间，若经过了规定时间，则结束本流程图的处理。如上所述，根据制动踏板7的操作，控制电动马达3的工作，使直线运动部件6追随柱塞8的移动而移动，从而能够以规定的增力比产生制动力，并能够根据踩踏力来控制制动力。此时，由于通过基准位置传感器31来校正相对位移传感器30的检测值，因此，在减轻相对位移传感器30因温度变化而引起的信号漂移等所带来的影响、提高控制精度的同时，能够进行稳定的控制。此时，如图4所示，当柱塞8和直线运动部件6的相对位移ΔΡ超过规定的范围 α β时，通过调节控制量，以便与该相对位移ΔΡ的大小成比例地增大电动马达3的旋转量，从而能够提高响应性并以高精度执行稳定的控制。另外，对于相对位移传感器30的相对位移基准值PO的设定(存储)而言，在图3 所示的控制流程中，制动踏板7被操作，利用基准位置传感器31检测到柱塞8处于基准位置后，每次执行上述相对位移基准值PO的设定(存储)，但并不限于此，也可以基于经过时间之外的其他条件适当执行以更新相对位移基准值PO。接着，参照图5说明电动增力装置1的工作的一例。图5是表示按照一定的速度踩踏制动踏板7、在将制动踏板的位置暂时保持后按照一定的速度松开制动踏板时的时序图。在时刻t0，开始踩踏制动踏板7，制动开关32检测到开始踩踏制动踏板。根据制动踏板7的踩踏，柱塞8前进，当在时刻tl到达基准位置时，基准位置传感器31检测到柱塞8 到达基准位置，将相对位移传感器30的检测值存储为相对位移基准值P0。由此，开始计算相距相对位移基准值PO的相对位移Δ P。在时刻t2，当相对位移Δ P超过上限值β时，电动马达3工作，直线运动部件6前进并推进活塞，主缸9的液压开始上升。此后，随着柱塞 8及直线运动部件6的前进，主缸9的液压按照一定的比例上升。在时刻t3，若将制动踏板 7的踩踏位置保持，则相对位移ΔΡ处于上述的下限值α 上限值β的范围内(α < ΔΡ < β)，电动马达3的旋转位置被保持。由此，主缸9的液压也被保持。此后，在时刻t4，当制动踏板7开始返回时，相对位移ΔP变得小于下限值α，电动马达3工作、直线运动部件 6后退、活塞13后退，由此，主缸9的液压被释放。接着，参照图6说明本发明的第二实施方式。需要说明的是，对与上述第一实施方式相同的部分使用相同附图标记，仅对不同的部分进行详细说明。如图6所示，在本实施方式中，省略了相对位移传感器30，取而代之，设置有用于检测制动踏板7的行程的行程传感器34。行程传感器34作为检测柱塞8的位移的输入部件位移检测机构而使用。另外，旋转位置传感器四作为检测直线运动部件6的位移的增力部件位移检测机构而使用。控制器33根据旋转位置传感器四的检测值Rn和行程传感器 34的检测值I^s的差值，通过计算来求出直线运动部件6和柱塞8的相对位移ΔΡ。此时， 与上述第一实施方式同样地，当利用基准位置传感器31检测到柱塞8处于基准位置时，将旋转位置传感器四及行程传感器34的检测值存储为控制基准值Pm0、Ps0，作为旋转位置传感器四及行程传感器34的当前检测值Rn、Ps与构成相对位移基准值的控制基准值PmO、 PsO的差值，求出相对位移Δ P。基于如上所述求出的相对位移Δ P，与上述第一实施方式同样地，控制电动马达3的工作。此时，由于滚珠丝杠机构5的旋转部件19与电动马达3的转子4连结，因此，直线运动部件6的位置(位移)可以通过将旋转位置传感器四的检测值Rii与一定的系数Kl 相乘而得到、或使用规定的转换表而得到。另外，由于柱塞8经由输入杆观与制动踏板7 连结，因此，柱塞8的位置(位移)可以通过将行程传感器34的检测值I^s与一定的系数Κ2 相乘而得到、或使用规定的转换表而得到。在此，通过使用转换表进行上述直线运动部件6 和柱塞8的位置转换，即便在上述直线运动部件6和柱塞8的位置关系为非线性关系的情况下，也能够得到直线运动部件6及柱塞8的位置。接着，基于根据如上所述得到的直线运动部件6的位置(位移)及柱塞8的位置(位移)而算出的上述直线运动部件6和柱塞8 的相对位移ΔΡ，与上述第一实施方式同样地，控制电动马达3的工作。
在该情况下，如下所述进行调换，来执行图2所示的控制流程。首先，在步骤S5中， 当基准位置传感器31检测到柱塞8处于基准位置时，将旋转位置传感器四的检测值存储为控制基准值PmO、将行程传感器34的检测值存储为控制基准值1^0，设定基准值设定标记，之后进入步骤S6。在步骤S6中，将自旋转位置传感器四的当前检测值Rii减去存储的控制基准值PmO后得到的值与一定的系数Kl相乘、或使用规定的转换表，来计算直线运动部件6的位置。另外，将自行程传感器34的当前检测值I^s减去存储的控制基准值PsO后得到的值与一定的系数K2相乘、或使用规定的转换表，来计算柱塞8和直线运动部件6的相对位移ΔΡ(ΔΡ = Kl · (Pm-PmO)-Κ2 · (Ps-PsO))。根据如上所述算出的相对位移ΔP， 通过与规定的范围α β进行比较，来控制电动马达3的工作。另外，在上述控制流程中，针对表示直线运动部件6的位置的旋转位置传感器四的检测值Pm及表示柱塞8的位置的行程传感器34的检测值1^，分别存储控制基准值PmO、 1^0，但也可以针对上述直线运动部件6和柱塞8的位置的差值(相对位移)，存储相对位移基准值，并基于该相对位移基准值计算相对位移ΔP。接着，参照图7至图13说明本发明的第三实施方式。需要说明的是，对与上述第二实施方式相同的部分使用相同附图标记，仅对不同的部分进行详细说明。如图7所示，在本实施方式中，省略了基准位置传感器31，取而代之，在外壳2的圆筒部设置有检测滚珠丝杠机构5的直线运动部件6是否处于规定的基准位置的复位传感器35。复位传感器35用于检测相对于外壳2是否处于最大后退量的位置即“直线运动部件基准位置”(增力部件基准位置、直线运动部件后退极限位置)，与上述第一及第二实施方式的基准位置传感器31同样地，例如可以使用公知的限位开关，只要能够在检测到直线运动部件基准位置时输出导通或截止的某一信号即可。另外，制动开关32用于检测是否处于制动踏板7未被踩踏的状态、即检测经由输入杆观与制动踏板7连结的柱塞8是否处于最大后退量的位置即“柱塞基准位置”(输入部件基准位置、柱塞后退极限位置)。当直线运动部件6处于直线运动部件基准位置时，控制器33将旋转位置传感器四的检测值存储为基准值PmO'。另外，当柱塞8处于基准位置时，控制器33将行程传感器 34的检测值存储为基准值I^sO'。接着，将自当前的旋转位置传感器四的检测值I^s减去基准值I^O'后得到的值与上述系数Kl相乘、或使用规定的转换表，来计算直线运动部件6 的位移。另外，将自当前的行程传感器34的检测值I^s减去基准值I^sO'后得到的值与上述系数Κ2相乘、或使用规定的转换表，来计算柱塞8的位移。根据上述算出的直线运动部件6 的位移和柱塞8的位移的差值，来计算柱塞8和直线运动部件6的相对位移ΔP' (ΔP' =Kl · (Pm-PmO' )-K2 · (Ps-PsO'))。接着，以柱塞8相对于直线运动部件6自柱塞基准位置仅前进了上述一定距离 ΔΤ(参照图2(B))后的位置为基准，计算柱塞8和直线运动部件6的相对位移ΔΡ(ΔΡ = ΔΡ' -Δ T = Kl · (Pm-PmO' )-K2 · (Ps-PsO ‘ ) _ Δ Τ)。基于如上所述得到的相对位移 Δ P，控制电动马达3的工作。在此，对于直线运动部件6是否处于直线运动部件基准位置这种情况而言，可以使用复位传感器35直接进行检测，或者，根据制动开关32的接通/断开、是否向电动马达 3通电等来检测是否处于非制动状态，从而间接地进行检测。另外，对于柱塞8是否处于柱塞基准位置这种情况而言，可以根据制动开关32的接通/断开直接进行检测，或者根据复位传感器35的检测、是否向电动马达3通电等来检测是否处于非制动状态，从而间接地进行检测。接着，参照图8说明用于执行本实施方式的控制的控制流程的一例。在图8中，在步骤S101，对旋转位置传感器四及行程传感器34设定规定的初始值、清除基准值设定标记，之后进入步骤S102。在步骤S102中，判断是否存在基准值设定标记，若不存在基准值设定标记，则为了存储基准值而进入步骤S103。另一方面，若存在基准值设定标记，则进入步骤 S105。在步骤S103中，根据直线运动部件6及柱塞8各自的基准位置判定标记，判定直线运动部件6及柱塞8是否分别处于直线运动部件基准位置及柱塞基准位置。该判定处理可以根据例如图9至图13所示的控制流程来执行。在图9所示的示例中，在步骤201，判定制动开关32是否检测到制动踏板7的踩踏，当制动开关32未检测到制动踏板7的踩踏时， 判定为直线运动部件6及柱塞8处于各自的基准位置，在步骤S202中，将基准位置判定标记设定为1。另外，当制动开关32检测到制动踏板7的踩踏时，判定为不处于直线运动部件基准位置及柱塞基准位置，在步骤S203中，使基准位置判定标记复位到0。需要说明的是， 由于制动开关32经由制动踏板7及输入杆观来检测柱塞8的位置，因此检测精度容易降低。在图10所示的示例中，在步骤301中，判定是否利用复位传感器35检测到直线运动部件6处于后退位置，当利用复位传感器35检测到直线运动部件6处于后退位置时，判定为直线运动部件6及柱塞8处于各自的基准位置，在步骤S302中，将基准位置判定标记设定为1。另外，当利用复位传感器35未检测到直线运动部件6处于后退位置时，判定为直线运动部件6及柱塞8不处于基准位置，在步骤S303中，使基准位置判定标记复位到0。 在该情况下，由于复位传感器35直接检测直线运动部件6的位置，因此，相比利用制动开关 32进行检测的情况，可以期待更高的检测精度。图11的示例是将图9及图10的基于复位传感器35及制动开关32的判定进行组合来进行判定的示例。在步骤S401中，当利用复位传感器35检测到直线运动部件6处于基准位置且制动开关32未检测到制动踏板7的踩踏时，判定为直线运动部件6及柱塞8处于各自的基准位置，在步骤S403中，将基准位置判定标记设定为1。在步骤S401、S402中， 当任一个或不论哪一个都不是上述状况时，判定为不处于基准位置，在步骤S404中，使基准位置判定标记复位到0。在该情况下，由于根据传感器、开关这两个部件的状态进行判定， 因此，可以提高检测精度。在图12的示例中，在步骤S501中，基于向电动马达3通电的状态来进行判定，当不向电动马达3通电时，判定为直线运动部件6及柱塞8处于各自的基准位置，在步骤S502 中，将基准位置判定标记设定为1。当向电动马达3通电时，判定为不处于基准位置，在步骤 S503中，使基准位置判定标记复位到0。另外，在图13的示例中，根据是否向电动马达3通电一定时间，来判定是否处于基准位置。在步骤S601中，确认是否处于向电动马达3通电的状态，当不向电动马达3通电时，在步骤S602中，增加非通电计时器的值，之后进入步骤 S603。在步骤S603中，进行等待直至非通电计时器的值比规定值大，当非通电计时器的值变得比规定值大时，判定为未进行一定时间的通电，直线运动部件6及柱塞8处于各自的基准位置，在步骤S604中，将基准位置判定标记设定为1。当在步骤S603中非通电计时器的值变得比规定值大之前，当在步骤S601中判定为向电动马达3通电时，判定为不处于基准位置，在步骤S605中，使基准位置判定标记复位到0。在该情况下，即便在低温等直线运动部件6的复位特性恶化的环境下，也能够更可靠地进行直线运动部件6及柱塞8的基准位置的判定。并且，也可以将图9至图13所示的判定处理适当组合。在步骤S103中，当直线运动部件6及柱塞8处于各自的基准位置时，进入步骤 S104,在步骤S104中，将此时的旋转位置传感器四的检测值存储为基准值PmO ‘，将行程传感器34的检测值存储为基准值PmO'，设定基准值设定标记，之后进入步骤S105。当直线运动部件6及柱塞8不处于直线运动部件基准位置及柱塞基准位置时，直接进入步骤S105。在步骤S105中，判定是否存在制动踏板7的操作，当未进行踩踏操作时，在步骤 S113中，停止向电动马达3通电、或维持通电停止状态，之后返回步骤S102。当正处于制动踏板7被操作的过程中时，进入步骤S106。在步骤S106中，将自当前的旋转位置传感器四的检测值I3S减去基准值MO'后得到的值与上述系数Kl相乘、或使用规定的转换表进行计算，来算出直线运动部件6的位移。另外，将自当前的行程传感器34的检测值I^s减去基准值MO'后得到的值与上述系数K2相乘、或使用规定的转换表进行计算，来算出柱塞8的位移。根据上述直线运动部件6的位移和柱塞8的位移的差值，计算柱塞8和直线运动部件 6的相距初始位置的相对位移ΔP' (ΔP' = Kl · (Pm-PmO' )_K2 · (Ps-PsO‘))。进而，以柱塞8相对于直线运动部件6自柱塞基准位置仅前进了上述一定距离 ΔΤ(参照图2(B))后的位置为基准，计算柱塞8和直线运动部件6的相对位移ΔΡ(ΔΡ = AP' -ΔΤ = Kl · (Pm-PmO' )-Κ2 · (Ps-PsO ‘ ) - Δ Τ)，之后进入步骤 S107。在从步骤 S107到步骤S112的步骤中，基于上述ΔΡ，执行与图3所示的控制相同的处理，之后返回步骤S2。由此，可以执行与上述第二实施方式相同的控制。另外，在本实施方式中，也可以代替使用旋转位置传感器四和行程传感器34计算相对位移ΔΡ'的情况，与上述第一实施方式同样地，设置相对位移传感器30来直接检测相对位移ΔΡ'。在该情况下，当使用制动开关32及复位传感器35检测到直线运动部件 6及柱塞8的基准位置时，将相对位移传感器30的检测值存储为基准值，并检测相对位移 AP'。接着，参照图14至图16说明电动增力装置1的输入输出特性的调节方法。参照图14及图15说明电动增力装置1的输入输出特性的一例。电动增力装置1的输入输出特性如下根据制动踏板7的踩踏，柱塞8相对于直线运动部件6自初始位置仅移动ΔΤ(参照图2(B))而到达基准位置时，开始控制电动马达3的工作，在制动初期，因柱塞8和反作用部件之间存在间隙Cl (参照图14 (B))，柱塞8以不自反作用部件11承接反作用力的方式前进，因此，根据所谓的跃入特性，迅速提升输出(制动力)(参照图15的A点)。此后，按照与直线运动部件6相对于反作用部件11的受压面积Al和柱塞8相对于反作用部件11 的受压面积Α2的比率对应的增力比，产生与输入成比例的输出(参照图15的实线)。此时，当反作用部件11和柱塞8之间的间隙Cl比图14(B)所示的规定值小时(参照图14(A))，反作用部件11和柱塞8的抵接提前，跃入时的输出减小(参照图15中的虚线)，另外，当间隙Cl比上述规定值大时(参照图14(C))，反作用部件11和柱塞8的抵接延迟，跃入时的输出增大(参照图15中的单点划线)。如上所述，因间隙Cl的精度而导致输入输出特性产生偏差。在本实施方式中，使用如图16所示的调节单元36调节电动增力装置1的输入输出特性。如图16所示，调节单元36具有向电动增力装置1的输入杆观施加所希望的推力的推力产生单元37、测量输出杆10的输出的推力测量单元38、根据推力产生单元37的推力及推力测量单元38的测量推力得到电动增力装置1的输入输出特性并确定修正量的调节装置39。调节装置39利用推力产生单元37对电动增力装置1施加规定的推力(输入)， 并利用推力测量单元38测量输出。此时，如图15所示，相对于规定的输入B，当反作用部件11和柱塞8之间的间隙Cl比规定值小时，输出变成比规定的输出BO小的输出Bi，当间隙Cl比规定值大时，变成比规定的输出BO大的输出B2。由此，根据输出的大小，确定对相对位移传感器30输出的(在第二及第三实施方式中进行计算的)相对位移ΔΡ进行修正的修正量，以使实际的输出成为B0，并将上述修正量写入控制器33的存储机构即非易失性存储器。控制器33基于根据存储的修正量进行修正后的相对位移ΔΡ，控制电动马达3的工作。由此，对于各个电动增力装置1，在组装后可以调节因各部分的尺寸精度、各种传感器及开关的安装位置的尺寸精度等而引起的输入输出特性的的偏差，从而可以提高控制精度。另外，对于第二及第三实施方式的电动增力装置1而言，相对于计算得到的相对位移 Δ P确定修正量，并将其存储到控制器33中，从而可以同样地适用。需要说明的是，在上述第一至第三实施方式中，作为推力传递机构，对使用作为弹性体的反作用部件11的情况(所谓的盘式部件)进行了说明。但是并不限于此，也可以适用于所谓的杆式增力装置。另外，也可以适用于如下的自输入活塞直接将反作用力向制动踏板反馈这种类型的增力装置，该增力装置构成为将利用执行机构驱动的作为增力部件的活塞(受压面积大)和利用制动踏板驱动的作为输入部件的输入活塞插入主缸并使其面临主缸内的制动液。另外，虽然将反作用部件11收纳于直线运动部件6的大径孔Μ，但并不限于此，也能够以直线运动部件6的前端部和柱塞8的顶端部与反作用部件11抵接的方式在输出杆10的直线运动部件6侧设置杯状部以收纳反作用部件11。根据上述实施方式的增力装置，其具有根据制动踏板的操作而进退移动的输入部件；设置成能够与该输入部件相对移动的增力部件；用于驱动该增力部件的执行机构； 将所述输入部件及增力部件的推力传递至主缸并且将来自该主缸的反作用力以规定的比率传递至所述输入部件和所述增力部件的推力传递机构；用于检测所述输入部件和所述增力部件的相对位移的相对位移检测机构；基于该相对位移检测机构检测到的相对位移来控制所述执行机构的工作的控制机构，所述增力装置还具有用于检测所述输入部件和所述增力部件的相对位置是否处于规定的基准位置的基准位置检测机构。根据如上所述的结构， 可以提高增力装置的控制精度，从而可以获得稳定的输入输出特性。根据上述实施方式的增力装置，当所述基准位置检测机构检测到所述输入部件和所述增力部件的相对位置处于规定的基准位置时，所述控制机构将所述相对位移检测机构的检测值存储为相对位移基准值，并以相对位移基准值为基准来确定所述输入部件和所述增力部件的相对位移。根据如上所述的结构，在减轻相对位移检测机构因温度变化而引起的信号漂移等所带来的影响、提高控制精度的同时，能够进行稳定的控制。
根据上述实施方式的增力装置，所述推力传递机构包含与所述输入部件及所述增力部件卡合并容许所述输入部件和所述增力部件的相对位移的推力传递部件；利用自所述输入部件及所述增力部件传递至所述推力传递部件的推力在所述主缸内产生液压的液压产生机构。根据上述第一实施方式的增力装置，所述基准位置检测机构是检测到所述输入部件和所述增力部件的相对位置处于规定的基准位置时进行接通或断开的开关机构。根据上述第二、第二实施方式的增力装置，所述基准位置检测机构包含用于检测所述输入部件是否处于规定的输入部件基准位置的输入部件基准位置检测机构、用于检测所述增力部件是否处于规定的增力部件基准位置的增力部件基准位置检测机构，通过检测所述输入部件处于输入部件基准位置的情况并检测所述增力部件处于增力部件基准位置的情况，来检测相对位移的基准位置。根据上述第二、第三实施方式的增力装置，所述相对位移检测机构包含检测所述输入部件的位移的输入部件位移检测机构、检测所述增力部件的位移的增力部件位移检测机构，基于所述输入部件的位移及所述增力部件的位移，来检测所述输入部件和所述增力部件的相对位移。根据上述第二、第三实施方式的增力装置，所述控制机构具有存储对所述相对位置检测机构检测到的相对位移进行修正的修正量存储的存储机构。
权利要求
1.一种增力装置，具有根据制动踏板的操作而进退移动的输入部件；设置成能够与该输入部件相对移动的增力部件；用于驱动该增力部件的执行机构；将所述输入部件及增力部件的推力传递至主缸并且将来自该主缸的反作用力以规定的比率传递至所述输入部件和所述增力部件的推力传递机构；用于检测所述输入部件和所述增力部件的相对位移的相对位移检测机构；基于该相对位移检测机构检测到的相对位移来控制所述执行机构的工作的控制机构，所述增力装置的特征在于，还具有用于检测所述输入部件和所述增力部件的相对位置是否处于规定的基准位置的基准位置检测机构。
2.如权利要求1所述的增力装置，其特征在于，所述控制机构基于所述基准位置检测机构检测到所述输入部件和所述增力部件的相对位置处于规定的基准位置时的所述相对位移检测机构的检测值，算出所述输入部件和所述增力部件的相对位移，并基于该相对位移来控制所述执行机构的工作。
3.如权利要求1所述的增力装置，其特征在于，当所述基准位置检测机构检测到所述输入部件和所述增力部件的相对位置处于规定的基准位置时，所述控制机构将所述相对位移检测机构的检测值存储为相对位移基准值， 并以相对位移基准值为基准来确定所述输入部件和所述增力部件的相对位移。
4.如权利要求1所述的增力装置，其特征在于，所述推力传递机构包含与所述输入部件及所述增力部件卡合并容许所述输入部件和所述增力部件的相对位移的推力传递部件；利用自所述输入部件及所述增力部件传递至所述推力传递部件的推力在所述主缸内产生液压的液压产生机构。
5.如权利要求1所述的增力装置，其特征在于，所述基准位置检测机构是检测到所述输入部件和所述增力部件的相对位置处于规定的基准位置时进行接通或断开的开关机构。
6.如权利要求1所述的增力装置，其特征在于，所述基准位置检测机构包含用于检测所述输入部件是否处于规定的输入部件基准位置的输入部件基准位置检测机构、用于检测所述增力部件是否处于规定的增力部件基准位置的增力部件基准位置检测机构，通过检测所述输入部件处于输入部件基准位置的情况并检测所述增力部件处于增力部件基准位置的情况，来检测相对位移的基准位置。
7.如权利要求1所述的增力装置，其特征在于，所述控制机构具有存储对所述相对位置检测机构检测到的相对位移进行修正的修正量的存储机构。
8.如权利要求1 7中任一项所述的增力装置，其特征在于，所述相对位移检测机构包含检测所述输入部件的位移的输入部件位移检测机构、检测所述增力部件的位移的增力部件位移检测机构，基于所述输入部件的位移及所述增力部件的位移，来检测所述输入部件和所述增力部件的相对位移。
全文摘要
本发明提供一种增力装置，在该增力装置中，可以提高增力控制的精度。若根据制动踏板(7)的操作使柱塞(8)移动，则基于由相对位移传感器(30)检测到的柱塞(8)和直线运动部件(6)的相对位移，控制电动马达(3)，来驱动滚珠丝杠机构(5)以使直线运动部件(6)追随柱塞(8)。直线运动部件(6)经由反作用部件(11)推进主缸(9)的活塞(13)以产生制动力。此时，来自主缸(9)的一部分反作用力经由反作用部件(11)反馈到制动踏板(7)。当利用基准位置传感器(31)检测到柱塞(8)和直线运动部件(6)的相对位置处于规定的基准位置时，将相对位移传感器(30)的检测值存储为相对位移基准值，以该相对位移基准值为基准来确定柱塞(8)和直线运动部件(6)的相对位移。
文档编号B60T13/74GK102431539SQ20111028116
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月21日 优先权日2010年9月29日
发明者佐久间贤, 高山利男 申请人:日立汽车系统株式会社