JP2013071536A

JP2013071536A - Electric booster device

Info

Publication number: JP2013071536A
Application number: JP2011210940A
Authority: JP
Inventors: Daichi Nomura; 大地野村; Takayasu Sakashita; 貴康坂下
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-04-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric booster device capable of alerting immediately to an operator an abnormal state when the abnormal state occurs at a belt for use in transmitting a power from an electric motor to an assisting mechanism.SOLUTION: This electric booster device can generate an alert immediately to an operator about an abnormal state when the abnormal state occurs in a tension force of a belt 31 since the tension force of the belt 31 for use in transmitting an output from an electric motor 14 to a ball screw mechanism 16 is estimated on the basis of a result of measurement obtained by a strain sensor 45.

Description

本発明は、電動倍力装置に関するものである。 The present invention relates to an electric booster.

電力倍力装置として、例えば特許文献１に記載されたものが公知である。該電動倍力装置は、ブレーキペダルから入力ピストンに付与される入力推力と、電動アクチュエータからブースタピストンに付与されるブースタ推力とにより、マスタシリンダの圧力室内にブレーキ液圧を発生させるもので、電動アクチュエータを構成する動力伝達機構は、電動モータの出力軸に取付けられた駆動側プーリと、ボールねじ機構のナット部材に回転不能に嵌合された従動側プーリと、これらのプーリ間に巻装されたベルトとからなり、該ベルトの切断時には、歯車機構を作動させてブースタピストンに電動アクチュエータの動力を伝達している。 As an electric power booster, what was described, for example in patent document 1 is well-known. The electric booster generates brake fluid pressure in the pressure chamber of the master cylinder by an input thrust applied from the brake pedal to the input piston and a booster thrust applied from the electric actuator to the booster piston. The power transmission mechanism that constitutes the actuator is wound around a drive side pulley attached to the output shaft of the electric motor, a driven side pulley that is non-rotatably fitted to a nut member of the ball screw mechanism, and these pulleys. When the belt is cut, the gear mechanism is operated to transmit the power of the electric actuator to the booster piston.

特開２００９−１０１９４７号公報JP 2009-101947 A

しかしながら、上記特許文献１の発明に係る電動倍力装置では、その構造が複雑であり、コストアップの要因となり、簡素化する必要がある。しかも、ベルトの張力に異常が発生した時点で、その異常を速やかに運転者に警告する必要があった。 However, the electric booster according to the invention of Patent Document 1 has a complicated structure, which causes an increase in cost and needs to be simplified. In addition, when an abnormality occurs in the belt tension, it is necessary to promptly alert the driver of the abnormality.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電動モータからアシスト機構へ動力を伝達するベルトに異常が発生した場合、その異常を速やかに運転者に警告することのできる電動倍力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and when an abnormality occurs in a belt that transmits power from an electric motor to an assist mechanism, the electric booster can quickly warn the driver of the abnormality. The purpose is to provide.

上記課題を解決するための手段として、本発明は、ブレーキペダルの操作に基づいて駆動する電動モータと、該電動モータによって駆動されて、マスタシリンダのピストンを推進するアシスト機構と、前記電動モータからの出力を前記アシスト機構に伝達するベルトとを備えた電動倍力装置において、該電動倍力装置は歪量測定手段を備え、該歪量測定手段からの測定結果に基づいて、ベルトの張力を推定することを特徴とするものである。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention includes an electric motor that is driven based on an operation of a brake pedal, an assist mechanism that is driven by the electric motor and propels a piston of a master cylinder, and the electric motor. The electric booster includes a belt that transmits the output of the output to the assist mechanism, the electric booster includes a strain amount measuring unit, and based on the measurement result from the strain amount measuring unit, the belt tension is determined. It is characterized by estimating.

本発明に係る電動倍力装置によれば、電動モータからアシスト機構へ動力を伝達するベルトに異常が発生した場合、その異常を速やかに運転者に警告することができる。 According to the electric booster according to the present invention, when an abnormality occurs in the belt that transmits power from the electric motor to the assist mechanism, the driver can be quickly warned of the abnormality.

本発明の実施の形態に係る電動倍力装置の側面図である。1 is a side view of an electric booster according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る電動倍力装置の断面図である。It is sectional drawing of the electric booster which concerns on embodiment of this invention. 図２の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2.

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る電動倍力装置１を図１〜図３に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電動倍力装置１は、マスタシリンダ２に結合される。マスタシリンダ２は、タンデム型であり、プライマリ及びセカンダリの２つの液圧ポート３、４を有し、液圧ポート３、４には、２系統の液圧回路を有する液圧制御ユニット５を介して、４つの車輪にそれぞれ設けられた液圧式のブレーキ装置６が接続されている。ブレーキ装置６は、液圧によって制動力を発生する例えば公知のディスクブレーキ又はドラムブレーキとすることができる。なお、以下の説明において、「前方」、「前側」という場合には、車両の前進方向を示し、また、「後方」、「後側」という場合には、車両の後退方向を示すこととする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
An electric booster 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric booster 1 according to this embodiment is coupled to a master cylinder 2. The master cylinder 2 is a tandem type, and has two primary and secondary hydraulic ports 3 and 4, and the hydraulic ports 3 and 4 are connected via a hydraulic control unit 5 having two systems of hydraulic circuits. Thus, hydraulic brake devices 6 provided on the four wheels are connected. The brake device 6 can be, for example, a known disc brake or drum brake that generates a braking force by hydraulic pressure. In the following description, “front” and “front” indicate the forward direction of the vehicle, and “rear” and “rear” indicate the backward direction of the vehicle. .

タンデム型のマスタシリンダ２には、直列に配置されたプライマリ及びセカンダリの一対のピストン７（プライマリ側のみを図示する）が挿入され、これらのピストン７の前進により、２つの液圧ポート３、４から同じ液圧を供給し、ピストン７の後退時には、ブレーキパッドの摩耗等に応じてリザーバ８から適宜ブレーキ液を補充する。そして、万一、２系統の液圧回路の一方が失陥した場合でも、他方の液圧回路に液圧が供給されるので、制動機能を維持することができる。 A pair of primary and secondary pistons 7 (only the primary side is shown in the figure) arranged in series is inserted into the tandem master cylinder 2, and the two hydraulic ports 3, 4 are moved forward by these pistons 7. The same hydraulic pressure is supplied, and when the piston 7 is retracted, the brake fluid is appropriately replenished from the reservoir 8 according to wear of the brake pad or the like. Even if one of the two hydraulic circuits fails, the hydraulic pressure is supplied to the other hydraulic circuit, so that the braking function can be maintained.

液圧制御ユニット５は、液圧源である電動ポンプ及び増圧弁、減圧弁等の電磁制御弁を備え、各車輪のブレーキ装置６に供給する液圧を、減圧する減圧モード、保持する保持モード及び増圧する増圧モードを適宜実行して、制動力配分制御やアンチロックブレーキ制御等の各種制御を行う。 The hydraulic pressure control unit 5 includes an electric pump as a hydraulic pressure source and an electromagnetic control valve such as a pressure increasing valve and a pressure reducing valve, and a pressure reducing mode for reducing the hydraulic pressure supplied to the brake device 6 of each wheel and a holding mode for holding the pressure. The pressure increasing mode for increasing the pressure is appropriately executed to perform various controls such as braking force distribution control and anti-lock brake control.

本電動倍力装置１は、エンジンルームと車室とを区画する隔壁であるダッシュパネル（図示せず）を貫通して、マスタシリンダ２側をエンジンルーム内に、その反対側の入力ロッド１０側を車室内に配置して、ダッシュパネルに固定される。入力ロッド１０には、クレビス１２を介してブレーキペダル１３が連結される。 The electric booster 1 passes through a dash panel (not shown) that is a partition wall that partitions the engine room and the vehicle compartment, and the master cylinder 2 side is placed in the engine room and the input rod 10 side opposite to the master cylinder 2 side. Is fixed in the dash panel. A brake pedal 13 is connected to the input rod 10 via a clevis 12.

本電動倍力装置１は、図２に示すように、マスタシリンダ２のピストン７を駆動するための電動モータ１４と、電動モータ１４によってベルト伝動機構１５を介して駆動されるアシスト機構としての回転−直動変換機構であるボールねじ機構１６と、ボールねじ機構１６によって推進されてピストン７を押圧する押圧部材１７と、入力ロッド１０に連結される反力発生機構であるストロークシミュレータ１８とを備えている。
ボールねじ機構１６、押圧部材１７及びストロークシミュレータ１８は、同軸上に配置されてハウジング１９に収容されている。このハウジング１９の、ボールねじ機構１６の軸方向における一端側１９Ａにマスタシリンダ２が結合され、一方、ハウジング１９の、ボールねじ機構１６の軸方向における他端部１９Ｂには後方に突設された円筒部１９Ｃが形成される。この円筒部１９Ｃの後端から入力ロッド１０が突出している As shown in FIG. 2, the electric booster 1 rotates as an electric motor 14 for driving the piston 7 of the master cylinder 2 and an assist mechanism driven by the electric motor 14 via the belt transmission mechanism 15. A ball screw mechanism 16 that is a linear motion conversion mechanism, a pressing member 17 that is pushed by the ball screw mechanism 16 to press the piston 7, and a stroke simulator 18 that is a reaction force generation mechanism connected to the input rod 10. ing.
The ball screw mechanism 16, the pressing member 17, and the stroke simulator 18 are coaxially arranged and accommodated in the housing 19. The master cylinder 2 is coupled to one end side 19A of the housing 19 in the axial direction of the ball screw mechanism 16, while the other end portion 19B of the housing 19 in the axial direction of the ball screw mechanism 16 projects rearward. A cylindrical portion 19C is formed. The input rod 10 protrudes from the rear end of the cylindrical portion 19C.

押圧部材１７は、ピストン７の後方にピストン７と同軸上に配置され、ピストン７の円筒状の後端部側に挿入されてピストン７を押圧する前側小径ロッド部１７Ａと、該後側小径ロッド部１７Ｂと、これらの間に配置された大径ロッド部１７Ｃとが一体に形成されている。 The pressing member 17 is disposed coaxially with the piston 7 behind the piston 7, and is inserted into the cylindrical rear end side of the piston 7 to press the piston 7, and the rear small-diameter rod The portion 17B and the large-diameter rod portion 17C disposed therebetween are integrally formed.

ボールねじ機構１６は、円筒状の直動部材２２と、直動部材２２が挿入される円筒状の回転部材２３と、これらの間に形成された螺旋状のネジ溝に装填された複数の転動体であるボール２４（鋼球）とを備えた中空構造となっている。直動部材２２は、ハウジング１９内で軸方向に沿って移動可能に支持され、且つ軸回りに回転しないように支持されている。直動部材２２の軸方向略中央部位には、その内周面に内方に突設する案内部２８が形成される。回転部材２３は、ハウジング１９内でベアリング２７、２７によって軸回りに回転可能に、且つ軸方向に移動しないように支持されている。そして、回転部材２３を回転させることにより、ネジ溝内をボール２４が転動して直動部材２２が軸方向に移動する。 The ball screw mechanism 16 includes a cylindrical linear motion member 22, a cylindrical rotary member 23 into which the linear motion member 22 is inserted, and a plurality of rollers loaded in a spiral thread groove formed therebetween. It has a hollow structure including a ball 24 (steel ball) which is a moving body. The linear motion member 22 is supported in the housing 19 so as to be movable in the axial direction, and is supported so as not to rotate around the axis. A guide portion 28 projecting inwardly is formed on the inner peripheral surface of the linear motion member 22 at a substantially central portion in the axial direction. The rotating member 23 is supported by bearings 27 and 27 in the housing 19 so as to be rotatable around an axis and not to move in the axial direction. Then, by rotating the rotating member 23, the ball 24 rolls in the thread groove and the linearly moving member 22 moves in the axial direction.

直動部材２２の内部に、押圧部材１７の後側小径ロッド１７Ｂ及び大径ロッド部１７Ｃが挿入され、直動部材２２の案内部２８から前側の内周面に大径ロッド部１７Ｃが、また、案内部２８の内周面に後側小径ロッド１７Ｂが軸方向に沿って摺動可能に支持される。そして、直動部材２２の案内部２８の前端環状面２８Ａに押圧部材１７の大径ロッド部１７Ｃの後端環状面１７Ｃ’が当接している。この当接により、直動部材２２がマスタシリンダ２側へ前進して大径ロッド部１７Ｃの後端環状面１７Ｃ’を押圧することになり、押圧部材１７が直動部材２２と共に前進して前側小径ロッド部１７Ａがマスタシリンダ２のピストン７を押圧する。また、押圧部材１７は、その大径ロッド部１７Ｃが直動部材２２から離間することにより、直動部材２２の移動を伴わずに単独で前進することができる。ハウジング１９の一端部１９Ａと直動部材２２の前端に設けた受け部材２２Ａとの間には、圧縮コイルバネである戻しバネ２９が介装されて、直動部材２２をハウジング１９の他端部１９Ｂ側、ブレーキペダル１３側、若しくは、後方に常時付勢している。 The rear-side small-diameter rod 17B and the large-diameter rod portion 17C of the pressing member 17 are inserted into the linear motion member 22, and the large-diameter rod portion 17C is also inserted from the guide portion 28 of the linear motion member 22 to the front inner peripheral surface. The rear small-diameter rod 17B is supported on the inner peripheral surface of the guide portion 28 so as to be slidable along the axial direction. The rear end annular surface 17 C ′ of the large diameter rod portion 17 C of the pressing member 17 is in contact with the front end annular surface 28 A of the guide portion 28 of the linear motion member 22. By this contact, the linear motion member 22 moves forward to the master cylinder 2 side and presses the rear end annular surface 17C ′ of the large-diameter rod portion 17C, and the pressing member 17 moves forward together with the linear motion member 22 to the front side. The small diameter rod portion 17 A presses the piston 7 of the master cylinder 2. Further, the pressing member 17 can move forward independently without the movement of the linear motion member 22 because the large-diameter rod portion 17 C is separated from the linear motion member 22. A return spring 29, which is a compression coil spring, is interposed between one end portion 19A of the housing 19 and the receiving member 22A provided at the front end of the linear motion member 22, and the linear motion member 22 is connected to the other end portion 19B of the housing 19. It is always energized to the side, the brake pedal 13 side, or the rear.

ベルト伝達機構１５は、図２及び図３に示すように、回転部材２３に一体的に固定される回転部材側プーリ３０と、電動モータ１４の出力軸４０に一体的に固定されるモータ側プーリ３２と、これら回転部材側プーリ３０とモータ側プーリ３２とに巻装されるベルト３１とから構成される。なお、電動モータ１４は、例えば公知のＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣモータ等とすることができるが、制御性、静粛性、耐久性等の観点から本実施形態ではＤＣブラシレスモータを採用している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the belt transmission mechanism 15 includes a rotating member side pulley 30 that is integrally fixed to the rotating member 23, and a motor side pulley that is integrally fixed to the output shaft 40 of the electric motor 14. 32 and a belt 31 wound around the rotating member side pulley 30 and the motor side pulley 32. The electric motor 14 can be, for example, a known DC motor, DC brushless motor, AC motor, or the like. However, in this embodiment, a DC brushless motor is adopted from the viewpoint of controllability, silence, durability, and the like. Yes.

回転部材側プーリ３０は、回転部材２３の外周面でベアリング２７、２７の間の位置に固定される。なお、ハウジング１９の一端部１９Ａ’、すなわち、ボールねじ機構１６の軸方向における一端部１９Ａから側方に、且つ後方に位置する一端部１９Ａ’に、電動モータ１４取付用のモータ用フランジ１９Ｄが固定される。モータ用フランジ１９Ｄには、後方に突設する円筒部２０が形成される。モータ用フランジ１９Ｄは、その円筒部２０がハウジング１９内に延びるようにハウジング１９の一端部１９Ａ’に固定される。そして、電動モータ１４の本体部がハウジング１９のモータ用フランジ１９Ｄに連結され、その出力軸４０がハウジング１９内の円筒部２０内に挿通される。出力軸４０は、円筒部２０との間に設置されたベアリング４１により回転自在に支持される。また、ベアリング４１より後方で、モータ用フランジ１９Ｄの円筒部２０と出力軸４０との間には、出力軸４０の回転角度を検出するレゾルバ４２が配置されている。レゾルバ４２は、出力軸４０と共に回転するレゾルバロータ４３と、モータ用フランジ１９Ｄの円筒部２０に固定されるレゾルバステータ４４とからなる。さらに、電動モータ１４の出力軸４０の先端にモータ側プーリ３２が一体的に固定される。そして、電動モータ１４の出力軸４０からの回転駆動がベルト３１を介して回転部材２３に伝達されるようになる。 The rotating member side pulley 30 is fixed at a position between the bearings 27, 27 on the outer peripheral surface of the rotating member 23. A motor flange 19D for mounting the electric motor 14 is provided at one end 19A 'of the housing 19, that is, one end 19A' located laterally and rearward from the one end 19A in the axial direction of the ball screw mechanism 16. Fixed. The motor flange 19D is formed with a cylindrical portion 20 protruding rearward. The motor flange 19 D is fixed to one end 19 A ′ of the housing 19 so that the cylindrical portion 20 extends into the housing 19. The main body portion of the electric motor 14 is connected to the motor flange 19 D of the housing 19, and the output shaft 40 is inserted into the cylindrical portion 20 in the housing 19. The output shaft 40 is rotatably supported by a bearing 41 installed between the cylindrical portion 20. A resolver 42 that detects the rotation angle of the output shaft 40 is disposed behind the bearing 41 and between the cylindrical portion 20 of the motor flange 19D and the output shaft 40. The resolver 42 includes a resolver rotor 43 that rotates together with the output shaft 40, and a resolver stator 44 that is fixed to the cylindrical portion 20 of the motor flange 19D. Further, the motor-side pulley 32 is integrally fixed to the tip of the output shaft 40 of the electric motor 14. Then, the rotational drive from the output shaft 40 of the electric motor 14 is transmitted to the rotating member 23 via the belt 31.

また、図２及び図３に示すように、モータ用フランジ１９Ｄの円筒部２０のボールねじ機構１６側の外周面には、歪量測定手段である歪センサ４５が取り付けられている。
ここで、本実施の形態に係る歪量測定手段としての歪センサ４５について詳述する。本実施の形態に係る歪センサ４５は、半導体歪ゲージを用いている。なお、この他、歪センサ４５としては、従来から知られている歪ゲージを用いてもよい。
まず、従来から知られている歪ゲージは、Ｃｕ−Ｎｉ系合金やＮｉ−Ｃｒ系合金の金属薄膜の配線パターンを、可撓性のあるポリイミドやエポキシ樹脂フィルムで覆った構造であり、歪ゲージを被測定物に接着剤で接着して使用するもので、金属薄膜が歪を受けて変形した時の抵抗変化から歪量を算出するものである。また、金属薄膜の歪ゲージでは、抵抗変化が小さいため得られる電気信号を増幅する必要があり、そのため外部のアンプが必要となる。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a strain sensor 45 as a strain amount measuring means is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20 of the motor flange 19D on the ball screw mechanism 16 side.
Here, the strain sensor 45 as the strain amount measuring means according to the present embodiment will be described in detail. The strain sensor 45 according to the present embodiment uses a semiconductor strain gauge. In addition, as the strain sensor 45, a conventionally known strain gauge may be used.
First, a conventionally known strain gauge has a structure in which a metal thin film wiring pattern of a Cu-Ni alloy or Ni-Cr alloy is covered with a flexible polyimide or epoxy resin film. Is used by adhering to the object to be measured with an adhesive, and the strain amount is calculated from the resistance change when the metal thin film is deformed due to the strain. In addition, since the strain gauge of the metal thin film has a small resistance change, it is necessary to amplify the electric signal obtained, and thus an external amplifier is required.

それに対して、本実施の形態に係る歪センサ４５の半導体歪ゲージは、検知部が金属薄膜ではなく、シリコンなどの半導体に不純物をドープして形成した半導体ピエゾ抵抗を利用したものである。半導体歪ゲージは、歪に対する抵抗変化率が金属薄膜を用いた従前の歪ゲージの数１０倍と大きく、微小な歪、例えば、１με程度の歪を測定することが可能である。また、半導体歪ゲージは抵抗変化が大きいため、得られた電気信号を外部のアンプを用いずに使用することもでき、さらには、半導体歪ゲージの数ミリ角のチップにアンプ回路や温度センサ及び温度補償回路等を作りこむことも可能である。さらには、無線回路等を設けて、被接触でデータを取り出すことも可能である。この半導体歪ゲージは、被測定物に接着材や金属接合により固定することも可能であり、また、半導体歪ゲージを金属板に接着し、スポット溶接により固定することも可能である。
本実施の形態に係る歪センサ４５では、半導体歪ゲージを用いているので、従来の歪ゲージに比べて歪量の測定精度が高く、取付スペースも少なくて済むので好ましい。なお、測定精度や取付スペースが許されれば上述したように歪ゲージを用いてもよい。 On the other hand, the semiconductor strain gauge of the strain sensor 45 according to the present embodiment uses a semiconductor piezoresistor formed by doping a semiconductor such as silicon with an impurity, instead of a metal thin film. A semiconductor strain gauge has a resistance change rate with respect to strain as large as several tens of times that of a conventional strain gauge using a metal thin film, and can measure a minute strain, for example, a strain of about 1 με. In addition, since the resistance change of the semiconductor strain gauge is large, the obtained electrical signal can be used without using an external amplifier, and further, an amplifier circuit, a temperature sensor, It is also possible to build a temperature compensation circuit or the like. Furthermore, a wireless circuit or the like can be provided to extract data with contact. This semiconductor strain gauge can be fixed to an object to be measured by an adhesive or metal bonding, or the semiconductor strain gauge can be bonded to a metal plate and fixed by spot welding.
Since the strain sensor 45 according to the present embodiment uses a semiconductor strain gauge, it is preferable because the strain amount measurement accuracy is higher than that of the conventional strain gauge and the mounting space is small. Note that a strain gauge may be used as described above if measurement accuracy and mounting space are allowed.

図２に示すように、ストロークシミュレータ１８は、ハウジング１９の他端部１９Ｂから後方に向けて突設された円筒部１９Ｃ内に配置されている。ストロークシミュレータ１８は、円筒部１９Ｃ内を、軸方向に沿って摺動可能に挿入された有底円筒状の可動部材３３と、円筒部１９Ｃ内で前側壁部５０と可動部材３３の環状底部３３Ａとの間に介装された圧縮コイルバネである反力バネ３４とを備えている。 As shown in FIG. 2, the stroke simulator 18 is disposed in a cylindrical portion 19 C that protrudes rearward from the other end portion 19 B of the housing 19. The stroke simulator 18 includes a bottomed cylindrical movable member 33 slidably inserted along the axial direction in the cylindrical portion 19C, and an annular bottom portion 33A of the front side wall portion 50 and the movable member 33 in the cylindrical portion 19C. And a reaction force spring 34 that is a compression coil spring interposed between the two.

可動部材３３は、環状底部３３Ａの内周端から前方へ延びる円筒状のロッド受部３３Ｂと、環状底部３３Ａの外周端から前方へ延びその外周面が円筒部１９Ｃの内周面に摺動する円筒状の摺動筒部３３Ｃと、ロッド受部３３Ｂの前端部に嵌合固定されるロッド受部材３５とから構成される。このロッド受部材３５に入力ロッド１０の先端部が連結されている。可動部材３３のロッド受部材３５（ロッド受部３３Ｂ）は、押圧部材１７と同軸上に配置されて、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面とロッド受部材３５の前端面とが互いに対向している。可動部材３３は、環状底部３２Ａがストッパ５１に当接することにより、その後退位置が規制されている。そして、可動部材３３が、図２に示す非制動位置（ストッパ５１に当接して最も後退した位置）にあるときには、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面と、可動部材３３のロッド受部材３５の前端面との間に所定の隙間Ｓが形成される。 The movable member 33 has a cylindrical rod receiving portion 33B extending forward from the inner peripheral end of the annular bottom portion 33A and an outer peripheral surface extending forward from the outer peripheral end of the annular bottom portion 33A, and slides on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 19C. It is comprised from the cylindrical sliding cylinder part 33C and the rod receiving member 35 fitted and fixed to the front-end part of the rod receiving part 33B. The tip of the input rod 10 is connected to the rod receiving member 35. The rod receiving member 35 (rod receiving portion 33B) of the movable member 33 is disposed coaxially with the pressing member 17, and the rear end surface of the rear small-diameter rod portion 17B of the pressing member 17 and the front end surface of the rod receiving member 35 are arranged. They are facing each other. The movable member 33 is regulated in its retracted position by the annular bottom portion 32 A coming into contact with the stopper 51. When the movable member 33 is in the non-braking position shown in FIG. 2 (the most retracted position in contact with the stopper 51), the rear end surface of the rear small-diameter rod portion 17B of the pressing member 17 and the rod of the movable member 33 A predetermined gap S is formed between the front end surface of the receiving member 35.

本電動倍力装置１には、ブレーキペダル１３の操作量を検出するための入力センサ３６（図１参照）、ボールねじ機構１６の変位（回転部材２３の回転角又は直動部材２２の変位）又は電動モータ１４の出力軸４０の回転角を検出するレゾルバ４２（図３参照）、マスタシリンダ２の液圧を検出する液圧センサ（図示せず）等の各種センサが設けられる。そして、これらのセンサの検出に基づき、電動モータ１４の作動を制御するコントローラ６０が設けられている。 The electric booster 1 includes an input sensor 36 (see FIG. 1) for detecting an operation amount of the brake pedal 13 and a displacement of the ball screw mechanism 16 (a rotation angle of the rotation member 23 or a displacement of the linear motion member 22). Or various sensors, such as the resolver 42 (refer FIG. 3) which detects the rotation angle of the output shaft 40 of the electric motor 14, and the hydraulic pressure sensor (not shown) which detects the hydraulic pressure of the master cylinder 2, are provided. A controller 60 is provided for controlling the operation of the electric motor 14 based on the detection of these sensors.

次に、本実施の形態に係る電動倍力装置１の作用について説明する。
通常の制動時には、運転者により、ブレーキペダル１３が操作されると、その操作量を入力センサ３６によって検出し、コントローラ６０により、ブレーキペダル１３の操作量に応じて、レゾルバ４２の検出を監視しながら、電動モータ１４の作動を制御する。そして、電動モータ１４によってベルト伝動機構１５を介してボールねじ機構１６を駆動し、戻しバネ２９のバネ力に抗して直動部材２２を前進させ、押圧部材１７によってピストン７を押圧してマスタシリンダ２に液圧を発生させ、液圧制御ユニット５を介して各車輪のブレーキ装置６に液圧を供給して車両に制動力を発生させる。このとき、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面と、可動部材３３のロッド受部材３５の前端面との間の隙間Ｓが維持される。そして、ブレーキペダル１３には、その操作量に応じてストロークシミュレータ１８の反力バネ３４のバネ力による一定の反力が付与されるので、運転者は、ブレーキペダル１３の操作量を調整することにより、所望の制動力を発生させることができる。 Next, the operation of the electric booster 1 according to the present embodiment will be described.
During normal braking, when the driver operates the brake pedal 13, the operation amount is detected by the input sensor 36, and the controller 60 monitors the detection of the resolver 42 according to the operation amount of the brake pedal 13. However, the operation of the electric motor 14 is controlled. Then, the ball screw mechanism 16 is driven by the electric motor 14 via the belt transmission mechanism 15, the linear motion member 22 is advanced against the spring force of the return spring 29, and the piston 7 is pressed by the pressing member 17 to master. A hydraulic pressure is generated in the cylinder 2 and the hydraulic pressure is supplied to the brake device 6 of each wheel via the hydraulic pressure control unit 5 to generate a braking force on the vehicle. At this time, the clearance S between the rear end surface of the rear-side small-diameter rod portion 17B of the pressing member 17 and the front end surface of the rod receiving member 35 of the movable member 33 is maintained. The brake pedal 13 is given a constant reaction force due to the spring force of the reaction force spring 34 of the stroke simulator 18 according to the operation amount, so that the driver adjusts the operation amount of the brake pedal 13. Thus, a desired braking force can be generated.

また、コントローラ６０が、ブレーキペダル１３の操作量に対する電動モータ１４の制御量を変化させることにより、ハイブリッド自動車や電気自動車において減速時に車輪の回転によって発電機を駆動して、運動エネルギーを電力として回収する回生制動時に回生制動分だけマスタシリンダ２の液圧を減圧して所望の制動力を得る回生協調制御を実行することができる。この場合にも、押圧部材１７の後側小径ロッド部１７Ｂの後端面と、可動部材３３のロッド受部材３５の前端面とが当接することなく、一定量ではないが隙間Ｓが維持される。この場合、回生制動分だけマスタシリンダ２の液圧が変動しても車両の減速度はブレーキペダル１３の操作量に応じたものとなるため、ストロークシミュレータ１８の反力バネ３４によって付与されるブレーキペダル１３の反力が運転者に違和感を与えることがない。 Further, the controller 60 changes the control amount of the electric motor 14 with respect to the operation amount of the brake pedal 13 to drive the generator by the rotation of the wheel during deceleration in the hybrid vehicle or the electric vehicle, and collect the kinetic energy as electric power. During the regenerative braking, the regenerative cooperative control can be executed to reduce the hydraulic pressure of the master cylinder 2 by the regenerative braking to obtain a desired braking force. Also in this case, the rear end surface of the rear-side small-diameter rod portion 17B of the pressing member 17 and the front end surface of the rod receiving member 35 of the movable member 33 are not in contact with each other, and the gap S is maintained although not a fixed amount. In this case, even if the hydraulic pressure of the master cylinder 2 fluctuates by the amount of regenerative braking, the deceleration of the vehicle depends on the amount of operation of the brake pedal 13, so that the brake applied by the reaction force spring 34 of the stroke simulator 18 is applied. The reaction force of the pedal 13 does not give the driver a sense of incongruity.

次に、本実施の形態に係る電動倍力装置１に採用した歪センサ４５の作用を説明する。
本電動倍力装置１を組み立て後には、ベルト伝動機構のベルト３１には、本電動倍力装置１を正常動作させるために推奨されている最低初期張力以上の張力が作用している。その張力は、出力軸４０を支持しているベアリング４１に対してラジアル荷重として作用する。該ベアリング４１がラジアル荷重を受けると、ベアリング４１の外輪を支持しているモータ用フランジ１９Ｄの円筒部２０に曲げ荷重が作用して該円筒部２０が弾性変形する。該円筒部２０の弾性変形を歪センサ４５により常時測定してコントローラ６０に出力する。コントローラ６０は、その測定値に基づいて、ベルト３１の張力を推定する。
そして、ベルト３１が経年的に劣化してその張力が低下してくると、ベアリング４１が受けるラジアル荷重が小さくなっていき、円筒部２０の弾性変形も小さくなってくる。コントローラ６０は、円筒部２０の弾性変形に基づいて算出されるベルト３１の推定張力が閾値以下になった場合には、ベルト３１の張力異常低下を検知（切れ予測）して、ＣＡＮを介して車室内の運転者に表示等で警告する。また、コントローラ６０は、ベルト３１の推定張力が０を検知した場合には、ベルト３１の切断による倍力失陥としてＣＡＮを介して車室内の運転者に警報音等で警告する。 Next, the operation of the strain sensor 45 employed in the electric booster 1 according to the present embodiment will be described.
After the electric booster 1 is assembled, the belt 31 of the belt transmission mechanism is applied with a tension higher than the minimum initial tension recommended for normal operation of the electric booster 1. The tension acts as a radial load on the bearing 41 that supports the output shaft 40. When the bearing 41 receives a radial load, a bending load acts on the cylindrical portion 20 of the motor flange 19D supporting the outer ring of the bearing 41, and the cylindrical portion 20 is elastically deformed. The elastic deformation of the cylindrical portion 20 is constantly measured by the strain sensor 45 and output to the controller 60. The controller 60 estimates the tension of the belt 31 based on the measured value.
When the belt 31 deteriorates with time and its tension decreases, the radial load received by the bearing 41 decreases, and the elastic deformation of the cylindrical portion 20 also decreases. When the estimated tension of the belt 31 calculated based on the elastic deformation of the cylindrical portion 20 is equal to or less than the threshold value, the controller 60 detects an abnormal decrease in the tension of the belt 31 (prediction of breakage), and passes through the CAN. A warning is displayed to the driver in the passenger compartment. Further, when the estimated tension of the belt 31 is detected as zero, the controller 60 warns the driver in the vehicle cabin with an alarm sound or the like via the CAN as a boost failure due to the cutting of the belt 31.

以上説明したように、本発明の実施形態に係る電動倍力装置１では、歪センサ４５をベルト３１の張力異常が伝達される部位、例えば、ベアリング４１の外輪を支持しているモータ用フランジ１９Ｄの円筒部２０の外周面に取り付け、該歪センサ４５の測定結果に基づいて、ベルト３１の張力を推定するので、ベルト３１の張力に異常が発生した場合、その異常を速やかに運転者に警告することが可能になる。 As described above, in the electric booster 1 according to the embodiment of the present invention, the motor flange 19 D that supports the strain sensor 45 through which the abnormal tension of the belt 31 is transmitted, for example, the outer ring of the bearing 41. Since the tension of the belt 31 is estimated based on the measurement result of the strain sensor 45, if an abnormality occurs in the tension of the belt 31, the driver is immediately warned of the abnormality. It becomes possible to do.

なお、上記実施の形態においては、ベルト３１の張力異常をベルト３１の推定張力が閾値以下になったか否かにより判断しているが、これに限ることはなく、ベルト３１の推定張力の変化量や変化率、電動モータ１４の出力との関係で変化量や変化率等により判断するようにしてもよい。
また、ベルト３１の張力異常について、運転者に警告を行う以外に、ベルト３１の推定張力のデータをコントローラ６０内の記憶装置に格納しておき、車両のメンテナンス時にデータロガー等で読み出して、メンテナンス員がベルト３１の張力異常を判断できるようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、ボールねじ機構１６側の外周面には、歪量測定手段である歪センサ４５が取り付けられている例を示したが、これに限らず、ベルト３１の張力により歪を発生するところに設ければよく、例えば、出力軸４０に直接設けてもよい。この場合、歪センサ４５は、半導体式であるため、内部に無線回路（図示せず）等を形成することで、無線受信回路を設けたコントローラとすれば、コントローラは非接触で歪センサ４５のデータを取得することが可能となる。 In the above embodiment, the tension abnormality of the belt 31 is determined based on whether or not the estimated tension of the belt 31 is equal to or less than the threshold value. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the determination may be made based on the amount of change, the rate of change, or the like in relation to the rate of change and the output of the electric motor 14.
Further, in addition to warning the driver about an abnormality in the tension of the belt 31, data on the estimated tension of the belt 31 is stored in a storage device in the controller 60, and is read by a data logger or the like at the time of vehicle maintenance. An operator may be able to determine an abnormality in the tension of the belt 31.
In the above embodiment, an example in which the strain sensor 45 that is a strain amount measuring unit is attached to the outer peripheral surface on the ball screw mechanism 16 side is not limited to this. For example, it may be provided directly on the output shaft 40. In this case, since the strain sensor 45 is a semiconductor type, if a controller having a wireless receiving circuit is formed by forming a wireless circuit (not shown) or the like inside, the controller is non-contact and the strain sensor 45 is not contacted. Data can be acquired.

１電動倍力装置，２マスタシリンダ，７ピストン（プライマリピストン），１３ブレーキペダル，１４電動モータ，１５ベルト伝動機構，１６ボールねじ機構（アシスト機構），３１ベルト，４５歪センサ（歪量測定手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric booster, 2 Master cylinder, 7 Piston (primary piston), 13 Brake pedal, 14 Electric motor, 15 Belt transmission mechanism, 16 Ball screw mechanism (assist mechanism), 31 Belt, 45 Strain sensor (distortion amount measuring means) )

Claims

An electric motor that is driven based on an operation of a brake pedal, an assist mechanism that is driven by the electric motor to propel a piston of a master cylinder, and a belt that transmits an output from the electric motor to the assist mechanism. In the electric booster,
The electric booster includes a strain amount measuring unit, and estimates the belt tension based on a measurement result from the strain amount measuring unit.