JP2017049063A - ストローク検出装置及び電動倍力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動部材の最大ストローク量が増加しても、該移動部材の長さを長くすることなくそのストローク量を精度良く検出できるストローク検出装置を提供する。【解決手段】ストローク検出装置５４の移動位置算出回路８０は、入力プランジャ２９の移動位置を、第１ホールＩＣ７５Ａの検出値に基づく算出方式から第２ホールＩＣ７５Ｂの検出値に基づく算出方式に切り替える際、その切替時点における入力プランジャ２９の移動位置を第２ホールＩＣ７５Ｂの検出値に基づいて算出した後、入力プランジャ２９の移動に伴って、切替時点における第１ホールＩＣ７５Ａの検出値と第２ホールＩＣ７５Ｂの検出値との差分を徐々に解消するように補正して、入力プランジャ２９の移動位置を第２ホールＩＣ７５Ｂの検出値に基づいて算出する。これにより、入力プランジャ２９の最大ストローク量が増加しても、そのストローク量を精度良く検出できる。【選択図】図２

Description

本発明は、移動部材の移動位置を検出するストローク検出装置、及び、当該ストローク検出装置が組込まれ、自動車等の車両に搭載される電動倍力装置に関するものである。

特許文献１には、モータの駆動によりブレーキペダルの踏力を助力してマスタシリンダに伝達する制動アシスト装置と、ブレーキペダルの操作量に基づきインプットロッドの移動位置を検出するストローク検出装置とを備える車両用ブレーキ装置が記載されている。そして、この車両用ブレーキ装置は、ストローク検出装置により検出したブレーキペダルの操作量に基づき、制動アシスト装置によりブレーキ液の液圧を制御して液圧制御ユニットに供給するものであることが開示されている。

特開２０１５−２１７４５号公報

上述した特許文献１に係る車両用ブレーキ装置に採用されたストローク検出装置は、インプットロッドにその軸方向に沿って複数装着された磁性体の磁束密度を、ケーシングのカバーに設けたホールセンサユニットで検出する構成を採用している。この構成によりインプットロッドのストローク量（移動位置）を検出している。しかしながら、このストローク検出装置では、インプットロッドの最大のストローク量が増加すると、インプットロッドの長さを長くする必要があり、装置自体が大型化してしまう。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、移動部材（入力部材）の最大ストローク量が増加しても、移動部材（入力部材）の長さを長くすることなくそのストローク量を精度良く検出できるストローク検出装置及び電動倍力装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るストローク検出装置は、移動部材の移動位置を検出するストローク検出装置であって、該ストローク検出装置は、前記移動部材に装着される磁石部材と、該磁石部材からの磁束密度を検出する複数の検出素子と、前記移動部材の移動に伴って前記検出素子からの検出結果に基づいて前記移動部材の移動位置を算出する移動位置算出回路と、を備え、該移動位置算出回路は、前記移動部材の移動に伴う該移動部材の移動位置を、前記一の検出素子の検出値に基づく算出方式から、前記他の検出素子の検出値に基づく算出方式に切り替える際、その切替時点における前記移動部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出した後、前記移動部材の移動に伴って、切替時点における前記一の検出素子の検出値と前記他の検出素子の検出値との差分を徐々に解消するように補正して、前記移動部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出することを特徴とする。

また、本発明に係る電動倍力装置は、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、該アシスト機構を収容するハウジングと、ブレーキペダルに連結されて前記ハウジング内に延びる入力部材と、前記ハウジングに対する前記入力部材のストロークを検出するためのストローク検出装置と、前記入力ロッドのストロークに基づき、前記電動モータの作動を制御する制御装置と、を備えた電動倍力装置において、前記ストローク検出装置は、前記入力部材に装着される磁石部材と、該磁石部材で発生する磁束密度を検出する複数の検出素子と、前記入力部材の移動に伴って前記検出素子からの検出結果に基づいて前記入力部材の移動位置を算出する移動位置算出回路と、を備え、該移動位置算出回路は、前記入力部材の移動に伴う該入力部材の移動位置を、前記一の検出素子の検出値に基づく算出方式から、前記他の検出素子の検出値に基づく算出方式に切り替える際、その切替時点における前記入力部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出した後、前記入力部材の移動に伴って、前記一の検出素子の検出値と、前記他の検出素子の検出値との差分を徐々に解消するように補正して、前記入力部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出することを特徴とする。

本発明に係るストローク量検出装置及び電動倍力装置によれば、移動部材（入力部材）の最大ストローク量が増加しても、移動部材（入力部材）の長さを長くすることなく、装置の大型化を抑制し、そのストローク量を精度良く検出することができる。

本発明の実施形態に係る電動倍力装置の断面図である。 図１の電動倍力装置に採用したストローク検出装置の模式図である。 従来の方法により算出される、ブレーキペダルが踏み込まれた際の、時間に対する、第１及び第２ホールＩＣの出力値に基づく入力プランジャの認識移動位置を示した図である。 ブレーキペダルが踏み込まれた際入力プランジャの移動に伴って、本実施形態の移動位置算出回路により入力ブランジャの移動位置を算出する際のフローチャートである。 本実施形態の移動位置算出回路により算出される、ブレーキペダルが踏み込まれた際の、時間に対する、第１及び第２ホールＩＣの出力値に基づく入力プランジャの認識移動位置を示した図である。 ブレーキペダルの操作が解除された際入力プランジャの移動に伴って、本実施形態の移動位置算出回路により入力ブランジャの移動位置を算出する際のフローチャートである。 本実施形態の移動位置算出回路により算出される、ブレーキペダルの操作が解除された際の、時間に対する、第１及び第２ホールＩＣの出力値に基づく入力プランジャの認識移動位置を示した図である。

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。
本実施形態に係る電動倍力装置１は、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車両用ブレーキ装置に適用されるものである。なお、以下の説明において、図１に向って左側を前側（車両前方）、右側を後側（車両後側）として説明する。

図１を参照して、本実施形態に係る電動倍力装置１は、大略、ハウジング３と、入力プランジャ２９と、電動モータ２と、ボールネジ機構３８と、ストローク検出装置５４と、コントローラ５５と、を備えている。入力プランジャ２９は、ハウジング３内に延びてブレーキペダル６に入力ロッド３０を介して連結され、入力ロッド３０とともに入力部材を構成する。電動モータ２は、ハウジング３に設けられる。ボールネジ機構３８は、電動モータ２の作動により、マスタシリンダ４のプライマリピストン１０及びセカンダリピストン１１を推進する。ボールネジ機構３８は、アシスト機構として構成される。ストローク検出装置５４は、ハウジング３に対する入力プランジャ２９（入力ロッド３０）の移動位置（ストローク量）を検出する。コントローラ５５は、ストローク検出装置５４によって検出した入力プランジャ２９の移動位置（ストローク量）に基づいて電動モータ２の作動を制御する制御装置である。

電動倍力装置１は、ハウジング３の前側（図１の左側）にタンデム型のマスタシリンダ４を連結した構造を有している。マスタシリンダ４の上部には、マスタシリンダ４にブレーキ液を供給するリザーバ５が取り付けられている。ハウジング３は、電動モータ２及びボールネジ機構３８等を収容するフロントハウジング３Ａと、該フロントハウジング３Ａの後端開口（図１の右端開口）を閉塞するリアハウジング３Ｂとを有している。リアハウジング３Ｂには、マスタシリンダ４と同心状で、ハウジング３の後方、すなわち、マスタシリンダ４から離れる方向に円筒部７が突設されている。リアハウジング３Ｂの円筒部７の周りには、取付プレート６０が固定される。取付プレート６０に複数のスタットボルト８が取り付けられる。そして、電動倍力装置１は、入力ロッド３０を車両のエンジンルームと車室との隔壁であるダッシュパネル（図示せず）から突出させて車室内に臨ませた状態で、エンジンルーム内に配置されて、複数のスタッドボルト８を用いてダッシュパネルに固定される。

マスタシリンダ４には、有底のシリンダボア９が形成されている。このシリンダボア９の開口部側には、略円筒状のプライマリピストン１０が配置されている。このプライマリピストン１０の前端側は、カップ状に形成され、シリンダボア９内に配置されている。また、シリンダボア９の底部側には、カップ状のセカンダリピストン１１が配置されている。プライマリピストン１０の後端部は、マスタシリンダ４の開口部からハウジング３内に延出して、リアハウジング３Ｂの円筒部７内まで延びている。マスタシリンダ４のシリンダボア９内には、プライマリピストン１０とセカンダリピストン１１との間にプライマリ室１２が形成され、シリンダボア９の底部とセカンダリピストン１１との間にセカンダリ室１３が形成されている。

マスタシリンダ４のプライマリ室１２及びセカンダリ室１３は、それぞれ、マスタシリンダ４の液圧ポートから２系統の液圧回路によって液圧制御ユニット（図示せず）を介して各車輪のホイールシリンダ（図示せず）に接続され、マスタシリンダ４、又は、液圧制御ユニットによって発生されるブレーキ液の液圧を各車輪のホイールシリンダに供給して制動力を発生させる。

マスタシリンダ４には、プライマリ室１２及びセカンダリ室１３をそれぞれリザーバ５に接続するためのリザーバポート１４、１５が設けられている。シリンダボア９の内周面には、シリンダボア９内をプライマリ室１２及びセカンダリ室１３に区画するために、プライマリピストン１０及びセカンダリピストン１１に当接する環状のピストンシール１６、１７、１８、１９が軸方向に沿って所定間隔をもって配置されている。ピストンシール１６、１７は、軸方向に沿って一方のリザーバポート１４（後側）を挟んで配置されている。そして、プライマリピストン１０が図１に示す非制動位置にあるとき、プライマリ室１２は、プライマリピストン１０の側壁に設けられたピストンポート２０を介してリザーバポート１４に連通する。そして、プライマリピストン１０が非制動位置から前進してピストンポート２０が一方のピストンシール１７に達したとき、プライマリ室１２がピストンシール１７によってリザーバポート１４から遮断されて液圧が発生する。

同様に、残りの２つのピストンシール１８、１９は、軸方向に沿ってリザーバポート１５（前側）を挟んで配置されている。セカンダリピストン１１が図１に示す非制動位置にあるとき、セカンダリ室１３は、セカンダリピストン１１の側壁に設けられたピストンポート２１を介してリザーバポート１５に連通している。そして、セカンダリピストン１１が非制動位置から前進してピストンシール１９によってセカンダリ室１３がリザーバポート１５から遮断されて液圧が発生する。

プライマリピストン１０とセカンダリピストン１１との間には、バネ２２が介装されている。また、シリンダボア９の底部とセカンダリピストン１１との間には、バネ２３が介装されている。プライマリピストン１０は、全体が略円筒状に形成され、軸方向中央内部に中間壁２４を設けている。中間壁２４には、案内ボア２５が軸方向に貫通している。案内ボア２５には、入力ピストン２６の一部が摺動可能かつ液密的に挿通される。入力ピストン２６は、前側に位置する小径部２６Ａと、小径部２６Ａから連続して後側に延びる大径部２６Ｂとからなる段付形状に形成される。そして、入力ピストン２６の小径部２６Ａが、案内ボア２５内に摺動可能かつ液密的に挿通されている。

入力ピストン２６の小径部２６Ａの外周面と、プライマリピストン１０の中間壁２４に設けた案内ボア２５の内周面との間は、シール２７によってシールされている。入力ピストン２６の大径部２６Ｂの後端には、外側フランジ状のバネ受部２６Ｃが形成されている。入力ピストン２６の後端面には、ガイド用凹部２６Ｄが形成されている。入力ピストン２６は、マスタシリンダ４のプライマリ室１２に、その小径部２６Ａの前端部が臨むとともに、プライマリピストン１０に対して軸方向に沿って相対移動可能となっている。

プライマリピストン１０の後側の内部における入力ピストン２６の後方には、入力プランジャ２９が軸方向に沿って移動可能に案内されている。入力プランジャ２９は、軸部２９Ａと、環状部２９Ｂと、小径突設部２９Ｃと、球状凹部２９Ｄと、バネ受け部２９Ｅとが一体的に構成されている。環状部２９Ｂは、軸部２９Ａの軸方向後端に径方向外方に突設される。小径突設部２９Ｃは、軸部２９Ａの前端面から前方に向かって突設される。球状凹部２９Ｄは、軸部２９Ａの後端面に設けられている。バネ受け部２９Ｅは、球状凹部２９Ｄ周辺から後方に突設されている。入力ロッド３０の前端部のボールジョイント３１が入力プランジャ２９の球状凹部２９Ｄに連結され、入力ロッド３０の軸方向に対するある程度の傾きを許容するようになっている。入力プランジャ２９の小径突設部２９Ｃが、入力ピストン２６の後端面に設けたガイド用凹部２６Ｄに配置されている。

入力ロッド３０は、入力プランジャ２９に連結される前端側が、リアハウジング３Ｂの円筒部７及びプライマリピストン１０の後側の内部に配置され、後端側が円筒部７から外部に延出している。入力ロッド３０の後端部にクレビス３０Ａを介してブレーキペダル６が連結される。そして、ブレーキペダル６の操作により入力ロッド３０が軸方向に移動する。また、入力ロッド３０のほぼ中間部位には、鍔状のストッパ当接部３２が形成されている。円筒部７の後端部には、径方向内側に延びるストッパ３３が形成されており、入力ロッド３０のストッパ当接部３２がストッパ３３に当接することにより、入力ロッド３０の後退位置が規定されるようになっている。

プライマリピストン１０の中間壁２４と、入力ピストン２６の後端部に形成されたバネ受部２６Ｃとの間に、圧縮コイルバネである第１バネ３４が介装されている。また、入力プランジャ２９の後端部に設けられたバネ受部２９Ｅと、プライマリピストン１０の後端部に取付けられたバネ受３５との間に、圧縮コイルばねである第２バネ３６が介装されている。また、円筒状部材３７が、後述するボールネジ機構３８を構成する筒状のネジ軸４０内に配置されている。円筒状部材３７は、その後端部がバネ受３５の外周部の前面に接触して、ネジ軸４０の前端からやや前方に至る位置まで延びている。円筒状部材３７の前端面にはバネ受３７Ａが形成される。

入力ピストン２６及び入力プランジャ２９は、ブレーキペダル６が非操作状態のときに、第１バネ３４及び第２バネ３６によって、図１に示す初期位置でプライマリピストン１０に対して保持される。すなわち、入力ピストン２６及び入力プランジャ２９は、プライマリピストン１０に対して、第１バネ３４の付勢力と第２バネ３６の付勢力とが釣合う位置に弾性的に保持される。入力ピストン２６及び入力プランジャ２９は、プライマリピストン１０に対して、この初期位置から前方及び後方に移動可能になっている。

ハウジング３内には、アシスト機構としてのボールネジ機構３８が収容されている。ボールネジ機構３８は、ハウジング３に配置された電動モータ２によって駆動され、回転運動を直線運動に変換してプライマリピストン１０に推力を付与する回転直動変換機構である。ボールネジ機構３８は、回転部材であるナット部材３９及び直動部材であるネジ軸４０を有している。ナット部材３９は、軸受４２によってハウジング３内で回転可能に支持されている。軸受４２はリアハウジング３Ｂに固定される。

ネジ軸４０は、筒状に形成されている。ネジ軸４０は、ナット部材３９の内部からハウジング３の円筒部７内に至るまで延び、軸方向に沿って移動可能で、かつ、軸回りに回転しないようにハウジング３に支持されている。ネジ軸４０は、フロントハウジング３Ａの底部と、円筒状部材３７の前端に設けたバネ受３７Ａとの間に介装された圧縮コイルバネである戻しバネ４９の付勢力によって後退方向に付勢されている。ナット部材３９の内周面及びネジ軸４０の外周面には、それぞれ螺旋溝３９Ａ、４０Ａが形成されている。これら螺旋溝３９Ａ、４０Ａ間には、複数の転動体であるボール４１がグリスと共に装填されている。ネジ軸４０は、円筒部７のストッパ３３よって軸方向に沿って移動可能に案内され、軸回りに回転しないよう支持されている。これにより、ナット部材３９の回転に伴い、螺旋溝３９Ａ、４０Ａに沿ってボール４１が転動して、ネジ軸４０が軸方向に移動する。ボールネジ機構３８は、ナット部材３９とネジ軸４０との間で、回転−直線運動を相互に変換可能になっている。

プライマリピストン１０は、後端部がネジ軸４０内に挿入され、バネ受３５の外周部の後面がネジ軸４０の内周部に形成された複数の突起部からなる段部４４に当接して、ネジ軸４０に対する後退位置が規定されている。この段部４４との当接により、プライマリピストン１０は、ネジ軸４０の前進によって、プライマリピストン１０が円筒状部材３７と共に、段部４４に押されて前進する。また、プライマリピストン１０は、ネジ軸４０が前進しない状態でも入力ロッド３０、力ピストン２６、及び入力プランジャ２９の前進により、段部４４から離間して単独で前進することができる。

電動モータ２は、マスタシリンダ４、入力ロッド３０及びボールネジ機構３８とは、別軸でハウジング３内に収容されている。電動モータ２の出力軸２Ａには、プーリ４５Ａが取付けられている。出力軸２Ａは軸受５０、５１によりハウジング３内に回転可能に支持される。ボールネジ機構３８のナット部材３９にはプーリ４５Ｂが取付けられている。出力軸２Ａのプーリ４５Ａ、及び、ナット部材３９のプーリ４５Ｂに、ベルト４６が巻回されている。そして、電動モータ２は、プーリ４５Ａ、４５Ｂ及びベルト４６を介して、ボールネジ機構３８のナット部材３９を回転させるようになっている。

電動倍力装置１には、電動モータ２の回転位置を検出する回転位置センサ（図示せず）、ブレーキペダル６の操作による入力プランジャ２９の移動位置を検出するストローク検出装置５４、及び、マスタシリンダ４のプライマリ室１２及びセカンダリ室１３の液圧を検出する液圧センサ（図示せず）が設けられている。これらの出力信号に基づいて、コントローラ５５が電動モータ２の作動を制御する。また、コントローラ５５は、回生協調制御、ブレーキアシスト制御、自動ブレーキ制御等の様々なブレーキ制御を実行するための車載コントローラ等に適宜接続することができる。なお、図中、符号５５Ａは、電動モータ２、コントローラ５５及びストローク検出装置５４の電力供給及び制御信号の授受を行うための配線のコネクタを示す。

図１及び図２に示すように、ストローク検出装置５４は、複数の磁石部材７０Ａ，７０Ｂと、ホールセンサユニット７１と、入力プランジャ２９の移動に伴って、ホールセンサユニット７１の各ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂからの検出結果に基づいて入力プランジャ２９の移動位置（ストローク量）を算出する移動位置算出回路８０と、を備えている。複数の磁石部材７０Ａ，７０Ｂ、すなわち、第１及び第２磁石部材７０Ａ，７０Ｂは、軸方向に沿って間隔を置いて入力プランジャ２９にそれぞれ固定され、入力プランジャ２９の移動方向に沿って磁極が並ぶように配置される。第１及び第２磁石部材７０Ａ，７０Ｂは、共にリング状に形成され、入力プランジャ２９の両端部の外周に互いに軸方向に間隔をもって配置されている。

ホールセンサユニット７１は、複数のホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂと、該複数のホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂを支持するケーシング７７とを備えている。複数のホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂ、すなわち、第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂは軸方向に沿って間隔を置いてケーシング７７に支持される。該ケーシング７７が、ハウジング３内に挿入されたマスタシリンダ４に取付けられ、第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂがプライマリピストン１０の後部の周壁を介して第１及び第２磁石部材７０Ａ，７０Ｂに対向するように配置される。ホールセンサユニット７１は、入力プランジャ２９と共に移動する第１及び第２磁石部材７０Ａ，７０Ｂの移動により、各ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂを横切る磁束密度を検出して、入力プランジャ２０（第１及び第２磁石部材７０Ａ、７０Ｂ）の移動に応じて電圧信号を出力するものである。

そして、後で詳述するが、各ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂからの検出信号に基づいて、移動位置算出回路８０により入力プランジャ２０の移動位置を算出する。第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂは、ブレーキペダル６の操作により移動する入力プランジャ２９の位置にかかわらず、第１及び第２磁石７０Ａ、７０Ｂの少なくとも一方の磁束密度を検出することができるように配置されている。なお、第１ホールＩＣ７５Ａが一の検出素子に相当し、第２ホールＩＣ７５Ｂが他の検出素子に相当する。

次に、電動倍力装置１の通電時の作動について説明する。
図１は、入力ロッド３０及びボールネジ機構３８のネジ軸４０が最も後退した位置にある非制動状態の初期位置を示している。ブレーキペダル６を操作して入力ロッド３０を前進させると、ストローク検出装置５４によりブレーキペダル６の操作量（入力ロッド３０及び入力プランジャ２９の移動位置）を検出する。詳しくは、入力プランジャ２９に取付けられた第１及び第２磁石部材７０Ａ、７０Ｂの移動に応じて各ホールＩＣ７５Ａ、７５Ｂが出力する電圧信号に基づき、移動位置算出回路８０により入力プランジャ２９の移動位置を検出する。この入力プランジャ２９（入力ロッド３０）の移動位置に基づきコントローラ５５が電動モータ２の作動を制御する。なお、ホールＩＣ７５が出力する信号は、電圧信号の他、電流信号、デジタル信号などにとしてもよい。

電動モータ２により、プーリ４５Ａ、４５Ｂ及びベルト４６を介してボールネジ機構３８のナット部材３９を回転駆動することで、ネジ軸４０を前進させる。すると、ネジ軸４０の段部４４により、プライマリピストン１０のバネ受３５が押圧されて、プライマリピストン１０が前進して入力ロッド３０のストロークに追従する。これにより、プライマリ室１２に液圧が発生し、また、この液圧がセカンダリピストン１１を介してセカンダリ室１３に伝達される。このようにして、マスタシリンダ４で発生したブレーキ液圧は、各車輪のホイールシリンダに供給され、摩擦制動による制動力を発生させる。

ブレーキペダル６の操作を解除すると、コントローラ５５は、ストローク検出装置５４により検出された入力プランジャ２９（入力ロッド３０）の移動位置に基づいて電動モータ２を逆回転させることで、プライマリピストン１０及びセカンダリピストン１１が後退して、マスタシリンダ４のブレーキ液圧が減圧されて制動力が解除される。

液圧発生時には、プライマリ室１２の液圧を入力ピストン２６の小径部２６Ａによって受圧し、その反力を、入力プランジャ２９及び入力ロッド３０を介してブレーキペダル６に伝達する。これにより、所定の倍力比（ブレーキペダル６の操作力に対する液圧出力の比）で所望の制動力を発生させる倍力制御を実行することができる。倍力制御により、入力ピストン２６のストロークに追従してボールネジ機構３８のネジ軸４０が前進した状態を図２に示す。

そして、コントローラ５５は、電動モータ２の作動を制御して、入力ピストン２６と、これに追従するプライマリピストン１０との相対位置を調整することが可能となっている。具体的には、入力ピストン２６のストローク位置に対して、プライマリピストン１０の位置を前方、すなわち、マスタシリンダ４側に調整することによりブレーキペダル６の操作に対する液圧出力を大きく、また、後方、すなわち、ブレーキペダル６側に調整することによりブレーキペダル６の操作に対する液圧出力を小さくすることができる。このとき、第１バネ３４及び第２バネ３６の作用によって、液圧出力の変動に伴うブレーキペダル６への反力の変動を抑制するようになっている。その結果、倍力制御に加えて、ブレーキアシスト制御、自動ブレーキ制御、車間制御、回生協調制御等のブレーキ制御を実行することができる。

次に、入力プランジャ２９に取付けられた第１及び第２磁石部材７０Ａ、７０Ｂの移動に応じて第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂが出力する電圧信号に基づき、移動位置算出回路８０によりブレーキペダル６の操作量（入力ブランジャ２９の移動位置）を算出する方法を図４〜図７に基づいて説明する。
なお、移動位置算出回路８０では、基本的に、各ホールＩＣ７５Ａ、７５Ｂの少なくとも一方により、第１及び第２磁石部材７０Ａ，７０Ｂの少なくとも一方の磁束密度を検出し、入力プランジャ２９の移動位置を決定しており、入力プランジャ２９の移動位置を、例えば、第１ホールＩＣ７５Ａからの第１磁石部材７０Ａの磁束密度に対応する出力値によって算出する方式から、第２ホールＩＣ７５Ｂからの第１磁石部材７０Ａの磁束密度に対応する出力値によって算出する方式に切り替える必要がある。

そこで、図３、５、７において、実線は、入力プランジャ２９が軸方向に等速運動している際、第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置を示しており、破線は、時間に対する、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値を示し、一方、一点鎖線は、時間に対する、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値を示している。また、図３、５、７において、例えば第１磁石部材７０Ａが第１ホールＩＣ７５Ａに近接すると、第１ホールＩＣ７５Ａの、時間に対する出力値は高くなり計測感度が向上して、第１磁石部材７０Ａが第１ホールＩＣ７５Ａから遠ざかると、第１ホールＩＣ７５Ａの、時間に対する出力値は低くなり計測感度が低下するようになる。

そこで、図３に示すように、切替時点、すなわち第１ホールＩＣ７５Ａと第１磁石部材７０Ａとの間の軸方向の距離と、第２ホールＩＣ７５Ｂと第１磁石部材７０Ａとの間の軸方向の距離とが同一の場合でも、第１ホールＩＣ７５Ａと、第２ホールＩＣ７５Ｂとはそれぞれ固有の計測感度を有するために、第１ホールＩＣ７５Ａの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置と、第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置とが相違するようになる。このために、切替時点において、単純に第１ホールＩＣ７５Ａから第２ホールＩＣ７５Ｂに切り替えることができず、また、切替時点における第１ホールＩＣ７５Ａの出力値と第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値との差分を、単に切替後の第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に加えて補正して入力プランジャ２９の移動位置を算出すると、切替後入力プランジャ２９の移動に伴ってその移動位置に対する誤差が大きくなり、採用することができない。

この問題に鑑みて、時間に対する、第１ホールＩＣ７５Ａの出力値に基づく入力プランジャ２９の移動位置と、時間に対する、第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に基づく入力プランジャ２９の移動位置とが、略同一直線状で推移するように、すなわち、切替時の段差（第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ、７５Ｂによる入力プランジャ２９の認識移動位置の相違）が無くなるように、切替時点からある区間、第１または２ホールＩＣ７５Ａまたは７５Ｂの出力値に基づく入力プランジャ２９の移動位置を補正する必要があった。

そして、本実施形態において、まず、ブレーキペダル６を踏み込んだ際、移動位置算出回路８０により入力ブランジャ２９の移動位置を算出する方法を図４及び図５に基づいて説明する。なお、第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂの、第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値により入力ブランジャ２９の移動位置を算出する方法と、第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂの、第２磁石部材７０Ｂからの磁束密度の出力値により入力ブランジャ２９の移動位置を算出する方法とは同じであるので、第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂの、第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値により入力ブランジャ２９の移動位置を算出する方法を以下に説明する。

図４及び図５を参照して、まず、ステップＳ１では、第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の検出を第１ホールＩＣ７５Ａから第２ホールＩＣ７５Ｂに切り替える処理中であるか否かが判定される。この判定は、切替中フラグが「０」であるか否かによって判定される。そして、ステップＳ１にて、切り替え処理中ではない（Ｎｏ）、すなわち、切替中フラグが「０」であると判定されると、ステップＳ２に進み、一方、切り替え処理中である（Ｙｅｓ）、すなわち、切替中フラグが「１」であると判定されると、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ２では、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値に基づく算出方式から、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値に基づく算出方式に切り替える切替点であるか否かが判定される。このステップＳ２での判定は、図５に示す、時間に対する、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値（破線）と、時間に対する、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値（一点鎖線）とが略平行に推移している（時間ｂ１〜時間ｂ２）か否かによって判定される。そして、両者が略平行に推移している（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ３に進み、一方、両者が略平行に推移していない（Ｎｏ）と判定されると、ステップＳ８に進む。

ステップＳ３では、切替中フラグを「１」にセットする。続いて、ステップＳ４では、切替点フラグを「１」にセットする。続いて、ステップＳ５では、切替点ｂにおける、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１と、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２との差分ΔＳｔを算出する。続いて、ステップＳ６では、切替点ｂにおける第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１から入力プランジャ２９の移動位置Ｘ１を算出して、切替点ｂにおける入力プランジャ２９の移動位置Ｘ１と、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２との差分ΔＳｆを算出する。そして、ステップＳ７では、切替点ｂ直後の入力プランジャ２９の移動位置Ｘ１’（＝Ｘ１）を、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２にΔＳｆを加えることで算出する。

ステップＳ８では、切替点フラグが「０」であるか否かが判定される。そして、切替点フラグが「０」である（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ９に進み、該ステップＳ９では、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１に基づく算出方式にて入力プランジャ２９の移動位置Ｘが算出される。具体的には、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１に所定値αを加減算したり、所定係数αを乗算することで入力プランジャ２９の移動位置Ｘが算出される。一方、ステップＳ８にて、切替点フラグが「１」である（Ｎｏ）と判定されると、ステップＳ１０に進み、該ステップＳ１０では、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２に基づく算出方式にて入力プランジャ２９の移動位置Ｘが算出される。具体的には、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２に所定値α’を加減算、または所定係数α’を乗算することで入力プランジャ２９の移動位置Ｘが算出される。

次に、ステップＳ１１では、ステップＳ５にて算出したΔＳｔと、入力プランジャ２９の移動に伴う第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２との差分を、入力プランジャ２９の移動速度の半分の値で割った値ΔＳを算出する。続いて、ステップＳ１２では、入力プランジャ２９の移動に伴う、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２に、ステップＳ１１で算出したΔＳを加算して入力プランジャ２９の移動位置Ｘを算出する。

次に、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で算出した入力プランジャ２９の移動位置Ｘが、ステップＳ７で算出した切替点ｂにおける入力プランジャ２９の移動位置Ｘ１に、ステップＳ５で算出したΔＳｔを加えた値以上であるか否かが判定される。そして、ステップＳ１３にしてＹｅｓと判定された場合には、補正区間（図５の補正区間ａ）が完了となり、ステップＳ１４に進み、該ステップＳ１４にて切替中フラグが「０」にセットされる。一方、ステップＳ１３にてＮｏと判定された場合には、まだ補正区間中（図５の補正区間ａ中）でありリターンへ進む。
そして、図５を参照すると、ブレーキペダル６を踏み込んだ際、時間に対する、第１ホールＩＣ７５Ａの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置と、時間に対する、第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置とが、略同一直線状で推移することが解る。

次に、ブレーキペダル６の操作を解除した際、移動位置算出回路８０により入力ブランジャ２９の移動位置を算出する方法を図６及び図７に基づいて説明する。
図６及び図７を参照して、まず、ステップＳ５１では、第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の検出を第２ホールＩＣ７５Ｂから第１ホールＩＣ７５Ａに切り替える処理中であるか否かが判定される。この判定は、切替中フラグが「０」であるか否かによって判定される。そして、ステップＳ５１にて、切り替え処理中ではない（Ｎｏ）、すなわち、切替中フラグが「０」であると判定されると、ステップＳ５２に進み、一方、切り替え処理中である（Ｙｅｓ）、すなわち、切替中フラグが「１」であると判定されると、ステップＳ６１に進む。

ステップＳ５２では、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値に基づく算出方式から、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値に基づく算出方式に切り替える切替点であるか否かが判定される。このステップＳ２での判定は、図７に示す、時間に対する、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値（破線）と、時間に対する、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａからの磁束密度の出力値（一点鎖線）とが略平行に推移している（時間ｂ１〜時間ｂ２）か否かによって判定される。そして、両者が略平行に推移している（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ５３に進み、一方、両者が略平行に推移していない（Ｎｏ）と判定されると、ステップＳ５８に進む。

ステップＳ５３では、切替中フラグを「１」にセットする。続いて、ステップＳ５４では、切替点フラグを「０」にセットする。続いて、ステップＳ５５では、切替点ｂにおける、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２と、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１との差分ΔＳｔを算出する。続いて、ステップＳ５６では、切替点ｂにおける第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２から入力プランジャ２９の移動位置Ｘ２を算出して、切替点ｂにおける入力プランジャ２９の移動位置Ｘ２と、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１との差分ΔＳｆを算出する。そして、ステップＳ５７では、切替点ｂ直後の入力プランジャ２９の移動位置Ｘ２’（＝Ｘ２）を、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１にΔＳｆを加えることで算出する。

ステップＳ５８では、切替点フラグが「１」であるか否かが判定される。そして、切替点フラグが「１」である（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ５９に進み、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２に基づく算出方式にて入力プランジャ２９の移動位置Ｘが算出される。具体的には、第２ホールＩＣ７５Ｂによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ２に所定値αを加減算したり、所定係数αを乗算することで入力プランジャ２９の移動位置が算出される。一方、ステップＳ５８にて、切替点フラグが「０」である（Ｎｏ）と判定されると、ステップＳ６０に進み、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１に基づく算出方式にて入力プランジャ２９の移動位置Ｘが算出される。具体的には、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１に所定値α’を加減算、または所定係数α’を乗算することで入力プランジャ２９の移動位置Ｘが算出される。

次に、ステップＳ６１では、ステップＳ５５にて算出したΔＳｔと、入力プランジャ２９の移動に伴う第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１との差分を、入力プランジャ２９の移動速度の半分の値で割った値ΔＳを算出する。続いて、ステップＳ６２では、入力プランジャ２９の移動に伴う、第１ホールＩＣ７５Ａによる第１磁石部材７０Ａの磁束密度の出力値Ｓ１から、ステップＳ６１で算出したΔＳを減算して入力プランジャ２９の移動位置Ｘを算出する。

次に、ステップＳ６３では、ステップＳ６２で算出した入力プランジャ２９の移動位置Ｘが、ステップＳ５７で算出した切替点ｂにおける入力プランジャ２９の移動位置Ｘ２から、ステップＳ５５で算出したΔＳｔを減算した値以下であるか否かが判定される。そして、ステップＳ６３にしてＹｅｓと判定された場合には、補正区間（図７の補正区間ａ）が完了となり、ステップＳ６４に進み、該ステップＳ６４にて切替中フラグが「０」にセットされる。一方、ステップＳ６３にてＮｏと判定された場合には、まだ補正区間中（図７の補正区間ａ中）でありリターンへ進む。
そして、図７を参照すると、ブレーキペダル６の操作を解除した際、時間に対する、第１ホールＩＣ７５Ａの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置と、時間に対する、第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置とが、略同一直線状で推移することが解る。

以上説明したように、本実施形態に係る電動倍力装置１に備えたストローク検出装置５４は、入力プランジャ２９の移動に伴って第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂからの検出結果に基づいて入力プランジャ２９の移動位置を算出する移動位置算出回路８０を備えており、該移動位置算出回路８０は、入力プランジャ２９の移動に伴う該入力プランジャ２９の移動位置を、例えばブレーキペダル６の踏み込み時、第１ホールＩＣ７５Ａの出力値に基づく算出方式から、第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に基づく算出方式に切り替える際、その切替時点における入力プランジャ２９の移動位置を第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に基づいて算出した後、切替時点からの補正区間ａ（図５参照）における入力プランジャ２９の移動位置は、該入力プランジャ２９の移動に伴う第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値Ｓ２と、切替時点における第１ホールＩＣ７５Ａの出力値と第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値との差分ΔＳｔと、入力プランジャ２９の移動速度とによる演算式で算出するようにしている。

これにより、入力プランジャ２９の最大ストローク量が増加した場合でも、ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂの数量を増加させることで、入力プランジャ２９の長さを長くすることなく、そのストローク量を検出することができる。しかも、ストローク検出装置５４に備えた移動位置算出回路８０の算出方法により、時間に対する、第１ホールＩＣ７５Ａの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置と、時間に対する、第２ホールＩＣ７５Ｂの出力値に基づく入力プランジャ２９の認識移動位置とを、略同一直線状で推移させることができるので、入力プランジャ２９の移動位置（ストローク量）を精度良く検出することができる。

なお、本実施形態では、ストローク検出装置５４を電動倍力装置１の入力プランジャ２９の移動位置を検出する手段として電動倍力装置１に組み込んで構成したが、他の装置に、入力プランジャ２９に相当する移動部材の移動位置を検出する手段として当該ストローク検出装置５４を単独で構成することもできる。

また、本実施形態では、第１及び第２磁石部材７０Ａ，７０Ｂを２つ備えたが３つ以上備えてもよく、同様に、第１及び第２ホールＩＣ７５Ａ，７５Ｂも３つ以上備えてもよい。

１ 電動倍力装置，２ 電動モータ，３ ハウジング，４ マスタシリンダ，１０ プライマリピストン，２９ 入力プランジャ（入力部材、移動部材），３８ ボールネジ機構（アシスト機構），５４ ストローク検出装置，５５ コントローラ（制御装置），７０Ａ 第１磁石部材，７０Ｂ 第２磁石部材，７１ ホールセンサユニット，７５Ａ 第１ホールＩＣ（検出素子），７５Ｂ 第２ホールＩＣ（検出素子），８０ 移動位置算出回路

Claims (3)

1. 移動部材の移動位置を検出するストローク検出装置であって、
   該ストローク検出装置は、
   前記移動部材に装着される磁石部材と、
   該磁石部材からの磁束密度を検出する複数の検出素子と、
   前記移動部材の移動に伴って前記検出素子からの検出結果に基づいて前記移動部材の移動位置を算出する移動位置算出回路と、を備え、
   該移動位置算出回路は、前記移動部材の移動に伴う該移動部材の移動位置を、前記一の検出素子の検出値に基づく算出方式から、前記他の検出素子の検出値に基づく算出方式に切り替える際、その切替時点における前記移動部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出した後、前記移動部材の移動に伴って、切替時点における前記一の検出素子の検出値と前記他の検出素子の検出値との差分を徐々に解消するように補正して、前記移動部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出することを特徴とするストローク検出装置。
2. 前記切替時点から補正区間における前記移動部材の移動位置は、前記移動部材の移動に伴う前記他の検出素子の検出値と、切替時点における前記一つの検出素子の検出値と前記他の検出素子の検出値との差分と、前記移動部材の移動速度とによる演算式で算出されることを特徴とする請求項１に記載のストローク検出装置。
3. 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、該アシスト機構を収容するハウジングと、ブレーキペダルに連結されて前記ハウジング内に延びる入力部材と、前記ハウジングに対する前記入力部材のストロークを検出するためのストローク検出装置と、前記入力ロッドのストロークに基づき、前記電動モータの作動を制御する制御装置と、を備えた電動倍力装置において、
   前記ストローク検出装置は、前記入力部材に装着される磁石部材と、該磁石部材で発生する磁束密度を検出する複数の検出素子と、前記入力部材の移動に伴って前記検出素子からの検出結果に基づいて前記入力部材の移動位置を算出する移動位置算出回路と、を備え、
   該移動位置算出回路は、前記入力部材の移動に伴う該入力部材の移動位置を、前記一の検出素子の検出値に基づく算出方式から、前記他の検出素子の検出値に基づく算出方式に切り替える際、その切替時点における前記入力部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出した後、前記入力部材の移動に伴って、前記一の検出素子の検出値と、前記他の検出素子の検出値との差分を徐々に解消するように補正して、前記入力部材の移動位置を他の検出素子の検出値に基づいて算出することを特徴とする電動倍力装置。

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