CN107921949A - 电动制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动制动装置，可减低动作声音，另外可谋求减低耗电。此电动制动装置(DB)具备电动制动致动器(1)、以及控制装置(2)。控制装置(2)具有：将制动力跟随、控制为由上级ECU(17)赋予了的目标制动力的制动控制运算器(18)；将电动机电流维持为一定值的制动维持电流推定器(19)；以及将制动控制运算器(18)与制动维持电流推定器(19)进行切换的切换控制部(20)。关于切换控制部(20)，在充分满足目标制动力的变化率的绝对值为确定的值以下、且制动力处于跟随状态这样的条件时，从制动控制运算器(18)切换为将电动机电流维持为一定值的制动维持电流推定器(19)。

Description

电动制动装置
关联申请
本申请要求2015年8月21日申请的日本特愿2015-163868号申请的优先权，以参考方式将其全体作为本申请的一部分进行引用。
技术领域
本发明涉及电动制动装置，并且涉及可减低动作声音，另外可谋求减低耗电的技术。
背景技术
作为使用了电动机的电动制动装置，提出过以下的技术。
1.由电动机控制制动力的电动制动装置(专利文献1)。
2.设置了将摩擦垫的押压力进行检测的传感器的盘式制动器(专利文献2)。
3.利用逆效率而减低耗电的电动致动器(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-247576号公报
专利文献2：日本特开2010-270788号公报
专利文献3：德国专利申请公开第19841170号说明书
发明内容
发明想要解决的课题
在专利文献1、2那样的电动制动装置方面，减低耗费电力以及动作声音有时会成为课题。特别是，使用专利文献1等中所示的丝杠机构的情况下，主要起因于摩擦力，大多显示出在电动机的制动力增加时与减少时的动作中的反作用力不同的滞后特性。由此，在电动机电流与制动力的关系中存在不是1对1的滞后的部分。在该情况下，想要维持为一定的制动力时，在该关系处于前述滞后的部分的期间，即使电动机电流发生变动，制动力也不发生变动。因此，主要是由于积分要素的影响，因而有时会容易发生电动机的摇动。
在上述的情况下，有时会因该电动机的摇动而导致耗电恶化。另外，特别是在制动载荷小的情况下，例如，有时会因在减速器中使用的齿轮的打齿音等而导致动作声音恶化、并且成为问题。例如，在专利文献3那样的利用逆效率的电动致动器方面，在指令值变化的情况下，多次将制动力设为通过利用逆效率而得到的维持状态时，则存在如下的可能性：响应变成台阶状，并且跟随性的降低以及动作声音的恶化也成为问题。
本发明的目的在于，在电动制动装置方面，提供一种可减低动作声音，另外可谋求减低耗电的电动制动装置。
用于解决问题的方案
以下，为了容易理解本发明，方便上参照实施方式的符号进行说明。
本发明的电动制动装置DB具备：制动盘8、接触于该制动盘8的摩擦部件9、使得该摩擦部件9接触于前述制动盘8的摩擦部件操作机构6、驱动该摩擦部件操作机构6的电动机4、利用该电动电动机4而控制制动力的控制装置2，其特征在于，
前述控制装置2具有：
制动力跟随控制部18，其将前述制动力跟随、控制为由上级的控制机构17已赋予的目标制动力，
制动力维持控制部19，其将前述电动机4的电流维持为一定值，
切换控制部20，其将基于前述制动力跟随控制部18的控制(或者输出)与基于前述制动力维持控制部19的控制(或者输出)进行切换，
前述切换控制部20具有：
一定目标值判别功能部25，其判定前述目标制动力的变化率的绝对值是否为已确定的值以下并且目标值是否为一定，
跟随状态判别功能部26，其判定前述制动力与前述目标制动力的偏差是否为已确定的范围内并且制动力是否为跟随状态，
在充分满足：利用前述一定目标值判别功能部25而判定为目标值为一定、且由跟随状态判别功能部26判定为制动力处于跟随状态这样的条件时，从前述制动力跟随控制部18的控制(或者输出)切换为将电动机电流维持为一定值的前述制动力维持控制部19的控制(或者输出)，
前述制动力维持控制部19中的前述设为一定值的电动机电流为，以前述切换控制部20判定为充分满足了前述条件时的前述制动力或者前述目标制动力为基准而确定的电动机电流。
前述目标制动力的变化率是指，例如单位时间的目标制动力的变化(振幅)。前述已确定的值、前述已确定的范围分别可利用试验和/或模拟等的结果而确定。在本说明书中，“制动力”表示的是与制动力相当的值的全体。例如，也可使用将摩擦部件9压按于制动盘8的押压力作为制动力，也可使用例如扭矩传感器等而检测搭载电动制动装置DB的车轮的制动力，将该检测值设为制动力。此外，考虑到致动器刚性，也可预先将制动力与电动电动机角度的关系进行调查，制成将电动机角度设为等价制动力的系统。
根据此技术方案，通常时，制动力跟随控制部18将制动力跟随控制为由上级的控制机构17赋予的目标制动力。切换控制部20判定：在一定目标值判别功能部25以及跟随状态判别功能部26方面，是否判定为目标制动力的变化率为已确定的值以下(例如目标制动力大致为一定)，且制动力与目标制动力的偏差为已确定的范围内(例如制动力处于跟随状态)。切换控制部20判定为充分满足此条件时，则从制动力跟随控制部18的控制切换为将电动机电流维持为一定值的制动力维持控制部19的控制。该制动力维持控制部19中的电动机电流是，以切换控制部20判定为充分满足了前述条件时的制动力或者目标制动为基准而确定的电动机电流。
在因滞后特性的影响而容易发生电动机的摇动的电动制动装置中，设置了前述的将电动机电流维持为一定值的制动力维持控制部19，因而可防止电动机4的摇动，可谋求动作声音的减低。另外，由于将电动机电流积极地维持为一定值，因而相比于仅由使得电动机电流即电动机扭矩发生变动的制动力跟随控制部将制动力进行控制而言，可谋求减低耗电。
前述跟随状态判别功能部26也可具有如下的功能：关于判定是否处于跟随状态的前述已确定的范围，相比于将控制(或者输出)从前述制动力跟随控制部18切换为前述制动力维持控制部19之时的范围而言，把将控制(或者输出)从前述制动力维持控制部19切换为前述制动力跟随控制部18之时的范围进行放大。在此情况下，可防止频繁地发生制动力跟随控制部18与制动力维持控制部19的控制的切换的事件，可提高控制的稳定性。
前述切换控制部20也可具有：
存储机构27，其存储偏差，该偏差为，解除基于前述制动力维持控制部19的控制时的前述制动力与前述目标制动力的偏差；
补正机构28，其对于通过解除前述制动力维持控制部19的控制(或者输出)而切换为前述制动力跟随控制部18的控制(或者输出)的紧接之后的前述目标制动力，该补正机构补正为下述目标制动力，该目标制动力通过将前述存储机构27中存储的前述偏差进行去除而得到，
在前述补正机构28中，也可按照切换后的补正量在预定时间内缓慢地收敛为零的方式进行处理。
关于前述预定时间，例如可利用试验和/或模拟等的结果而确定。
在此情况下，可防止在将控制(或者输出)从制动力维持控制部19切换为制动力跟随控制部18的紧接之后的急剧的动作，可进一步实现动作声音的改善。
前述切换控制部20也可具有判定机构29，所述判定机构29判定：通过解除前述制动力维持控制部19的控制(或者输出)而切换为前述制动力跟随控制部18的控制(或者输出)之后，目标制动力的变化率的绝对值、以及前述制动力与前述制动力目标值(目标制动力)的偏差的绝对值之中的至少任一方或者两方是否为已确定的值以上，利用该判定机构29而判定为前述任一个的值为已确定的值以上时，也可不许可基于前述补正机构28的补正。前述已确定的值可利用试验和/或模拟等的结果而确定。在目标制动力的变化率的绝对值为已确定的值以上的情况下或者制动力与目标制动力的偏差的绝对值为已确定的值以上的情况下，在从制动力维持控制部19朝向制动力跟随控制部18的控制(或者输出)进行切换时，由于要求着电动制动装置DB的急剧的作动，因而也可不实行前述的防止急剧的作动的功能。因此可认为，在该情况下，优选不实行防止急剧的作动的功能并且最大限度地发挥响应性。
关于前述制动力维持控制部19，也可包含将测定得到的电流与制动力的关系进行设定的关系设定机构19a，也可将在前述切换控制部20判定为充分满足了前述条件时的前述制动力与前述关系设定机构19a进行核对，从而确定前述设为一定值的电动机电流(后述的制动力维持电流)。由于电动机4中的正效率与逆效率是可预先测定的，因而可通过事先在包含例如图等的关系设定机构19a中设定在这些正效率以及逆效率下的电动机电流与制动力的各关系，从而以少的运算负荷确定维持为一定值的电动机电流。由此可进一步实现耗电的减低。
关于前述制动力维持控制部19，也可存储电动机电流的平均值，该电动机电流的平均值为以将利用前述切换控制部20判定为充分满足了前述条件为止的已确定的时间中的平均值，在前述切换控制部20判定为充分满足了前述条件而实行基于前述制动力维持控制部19的控制(后述的电流一定控制)时，也可将所存储的前述电动机电流的平均值设为前述制动力维持控制部19中的电动机电流。前述已确定的时间可利用试验和/或模拟等的结果而确定。
在必须考虑电动机等的大的特性变动的情况下等，有时会难以制作成将电动机电流与制动力的关系进行设定的图等。在这样的情况下，可认为，制动力跟随于目标制动力的近旁(利用前述切换控制部判定为充分满足了前述条件为止的已确定的时间)的电动机电流大致接近于用于维持制动力的电动机电流。由此，通过求出前述已确定的时间的电动机电流的平均值，从而可在无需使用图等的状态下确定在制动力维持控制部19中的电动机电流。或者也可设为如下的技术方案：适宜地并用基于前述预先设定了的图等而得到的结果、以及基于前述电动机电流的平均值而得到的结果。
权利要求书及/或说明书及/或附图中公开的至少2个技术方案的任何组合都包含于本发明。特别是，权利要求书中的各权利要求中的2个以上的权利要求的任何组合都包含于本发明。
附图说明
根据参考了附图的以下的适合的实施方式的说明，从而能更明确地理解本发明。但是，实施方式以及附图仅仅用于图示及说明，不应当被用于限制本发明的范围。本发明的范围根据权利要求书而确定。在附图中，多个附图中的相同符号表示相同或者相当的部分。
图1所示为本发明的实施方式的电动制动装置的概略结构的图。
图2所示为包含该电动制动装置的电动制动系统的模块图。
图3所示为该电动制动装置的动作例等的图。
图4所示为利用该电动制动装置而实行制动力维持控制等的流程图。
图5所示为利用本发明的其它实施方式的电动制动装置而实行制动力维持控制等的流程图。
图6A所示为利用本发明的进一步其它的实施方式的电动制动装置而从制动力控制移行到电流一定控制之时的动作波形的图，是具有滞后性的例子。
图6B所示为利用本发明的进一步其它的实施方式的电动制动装置而从制动力控制移行到电流一定控制之时的动作波形的图，是不具有滞后性的例子。
图7A所示为利用本发明的进一步其它的实施方式的电动制动装置而从电流一定控制移行到制动力控制之时的动作波形的图，是实施了补正处理的例子。
图7B所示为利用本发明的进一步其它的实施方式的电动制动装置而从电流一定控制移行到制动力控制之时的动作波形的图，是不实施补正处理的例子。
图8所示为以往例的电动制动装置的动作例的图。
具体实施方式
与图1至图4一同地说明本发明的实施方式的电动制动装置。如图1中所示，电动制动装置DB具有电动制动致动器1、以及控制装置2。首先，对电动制动致动器1进行说明。
电动制动致动器1具有电动机4、将该电动电动机4的旋转进行减速的减速机构5、作为摩擦部件操作机构的直线运动机构6、以及作为停车制动器的停车制动机构7、制动盘8、摩擦部件9、以及传感器类Sa(图2)。将电动机4、减速机构5、以及直线运动机构6组入于例如图示外的壳体等。予以说明的是，制动盘8可以是盘型，也可以是鼓型。摩擦部件9包含制动垫或者制动蹄等。直线运动机构6包含滚珠丝杠机构、行星滚柱丝杠机构等导引丝杠(lead screw)机构。
关于电动机4，优选使用例如扭矩密度、输出密度优异的无刷DC电动机。减速机构5是将电动机4的旋转进行减速而传达于固定在旋转轴10的三次齿轮11的机构，包含一次齿轮12、中间齿轮(二次)13、以及三次齿轮11。在此例子中，关于减速机构5，可将安装于电动机4的转轴4a的一次齿轮12的旋转，利用中间齿轮13而减速，从而传输到固定于旋转轴10的端部的三次齿轮11。
直线运动机构6是：通过利用导引丝杠机构将由减速机构5输出的旋转运动变换为直线运动部14的直线运动，从而将摩擦部件9相对于制动盘8而进行抵接或者隔离的机构。关于直线运动部14，进行旋转制止并且在轴方向A1移动自如地被支撑。在直线运动部14的车外侧端设置摩擦部件9。通过将由减速机构5减速的电动机4的旋转传输到直线运动机构6，从而将旋转运动变换为直线运动，通过将其变换为摩擦部件9的押压力，从而产生制动力。予以说明的是，车外侧是指，在将电动制动装置DB搭载于车辆的各车轮的状态下，将车辆的车宽度方向外侧称为车外侧，将车辆的车宽度方向中央侧称为车内侧。
停车制动机构7具有锁定部件15与致动器16。在中间齿轮13的车外侧端面，在圆周方向每隔一定间隔而形成多个卡扣孔(没有图示)。锁定部件15可卡扣于这些卡扣孔中的任一个卡扣孔的方式构成。作为致动器16，适用例如螺线管。通过利用致动器16使得锁定部件(螺线管销)15进行进出，嵌入于在中间齿轮13中形成的前述卡扣孔而卡扣，从而禁止中间齿轮13的旋转，设为停车锁定状态。通过使得锁定部件15退避于致动器16而从前述卡扣孔脱离，从而容许中间齿轮13的旋转，设为解锁状态。
对控制装置2等进行说明。如图2中所示，此电动制动系统具有电动制动致动器1、控制装置2、上级ECU 17、以及电源装置3。控制装置2被连接于电源装置3、以及作为控制装置2的上级的控制机构的上级ECU 17。作为上级ECU 17，适用例如将车辆全体进行控制的电气控制单元。另外上级ECU 17具有各电动制动装置DB的统合控制功能。从上级ECU 17将例如制动力等目标值指令(目标制动力)输入于控制装置2。
电源装置3分别将电力供给于电动制动装置DB中的电动机4以及控制装置2。控制装置2具有：作为制动力跟随控制部的制动控制运算器18、作为制动力维持控制部的制动维持电流推定器19、切换控制部20、电流控制运算器21、以及电动机驱动器22等。
制动控制运算器18将电动机电流进行运算，所述电动机电流用于将制动力跟随控制为由上级ECU 17赋予的目标制动力。关于前述制动力，例如也可预先利用试验等而确定摩擦部件9(图1)的押压力的反作用力扭矩与制动力的关系，根据利用传感器类Sa之中的例如载荷传感器而检测的摩擦部件9(图1)的押压力、以及已确定的前述关系，从而推定前述制动力。
关于制动维持电流推定器19，推定用于将制动力维持为一定的电动机电流(电动机4的电流)，将电动机电流维持为一定值。此实施方式的制动维持电流推定器19包含将测定得到的电动机电流与制动力的关系进行设定的关系设定机构19a。在电动机4方面，由于制动力增加之时的正效率与制动力减少之时的逆效率可预先利用试验等而测定，因而预先在包含例如图等的关系设定机构19a中设定这些正效率以及逆效率下的各电动机电流与制动力的关系。由此可以以少的运算负荷确定维持为一定值的电动机电流。
切换控制部20将前述制动力跟随控制部18的控制(或者输出)与前述制动力维持控制部19的控制(或者输出)进行切换。切换控制部20具有：将制动控制运算器18的输出与制动维持电流推定器19的输出进行切换的切换开关23、以及判别基于制动维持电流推定器19的制动维持状态的制动维持状态判别器24。制动维持状态判别器24具有一定目标值判别功能部25以及跟随状态判别功能部(亦称为“制动跟随状态判别功能部”)26。
一定目标值判别功能部25判定由上级ECU 17产生的目标制动力是否为静态指令(大致一定的目标值)。具体而言，判定目标制动力的变化率的绝对值是否为已确定的值以下。关于制动跟随状态判别功能部(跟随状态判别功能部)26，根据包含制动力与目标制动力的偏差的信息，判定是否大致实现了朝向前述目标制动力的跟随控制。换言之，制动跟随状态判别功能部26判定：由传感器类Sa等推定的制动力与、由上级ECU 17赋予的目标制动力的偏差是否为已确定的范围内(制动控制是否为跟随状态)。
若充分满足下述条件，即利用一定目标值判别功能部25而判定为目标制动力的变化率为已确定的值以下、且利用制动跟随状态判别功能部26而判定为制动力与目标制动力的偏差为已确定的范围内，则制动维持状态判别器24利用切换开关23，从制动控制运算器18的输出朝向制动维持电流推定器19的输出进行切换，或者原样地维持基于此制动维持电流推定器19的控制模式。
关于在制动维持电流推定器19中的用于将前述制动力维持为一定的电动机电流，以在制动维持状态判别器24判定为充分满足了如下的条件时的制动力或者目标制动力为基准而进行设定，所述条件是：前述的目标制动力的变化率为已确定的值以下、且制动力与目标制动力的偏差为已确定的范围内。
关于电流控制运算器21，根据传感器类Sa的值，按照实现源自上级ECU 17的目标制动力的方式，生成电动机驱动器22的控制信号。关于此电流控制运算器21，运算出下述电压值，该电压值为，用于跟随、控制于与目标制动力对应的目标电动机电流。关于电动机驱动器22，将电源装置3的直流电力变换为用于驱动电动机4的三相的交流电力。关于此电动机驱动器22，例如也可构成使用了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)那样的开关元件的半桥电路等。另外，电动机驱动器22也可包含将前述开关元件在瞬间驱动那样的预驱动器(predriver)。
关于上级ECU 17，例如在四轮车辆方面也可被称为“VCU17”。关于电源装置3，也可设为12V电池、电动汽车(略称EV)、混合动力电动汽车(略称HEV)等中的DC-DC转换器(convertor)等的低压电源。予以说明的是，图2的电动制动系统所示为在示出本发明人的提案的基础上的最小结构，图示外的辅助电源、其它的各种冗余功能、状态推定功能等与电动制动系统有关联的功能根据需要而设置。
图3所示为该电动制动装置的动作例等的图。也一边适宜参照图2一边说明。图3(a)所示为制动力相对于目标值(目标制动力)的推移，图3(b)所示为与前述制动力的推移对应的电动机扭矩以及基于正效率、逆效率的反作用力扭矩的例子。予以说明的是，一般而言在电动机方面，如果去除弱磁控制等，则电动机扭矩与电动机电流的关系大致成比例，因而本图3(b)的电动机扭矩设为与电动机电流为等价。
如图3(a)中所示，利用一定目标值判别功能部25(图2)而判定为由上级ECU 17(图2)赋予了的目标值为大致一定，且利用制动跟随状态判别功能部26而判定为制动力充分地跟随于目标值时，则如图3(b)中所示，介由电流控制运算器21而导入：利用制动维持电流推定器19(图2)等将电动机电流保持为一定的电流一定控制。
如图3(a)中所示，在目标值(目标制动力)没有变动的情况下，如图3(b)中所示，通过维持一定的电动机电流，从而可防止电动机4(图2)的不必需的摇动。此时，实施前述的电流一定控制的条件设为如下的内容：满足“目标值为大致一定”和“制动力充分地跟随于目标值”这双方。
例如，在仅仅充分满足“目标值为大致一定”的情况下，在如步骤输入那样急剧的变化之后成为静态的状态的目标值方面，存在生成了比较大的制动力误差的可能性。另外，在仅仅充分满足“制动力充分地跟随于目标值”的情况下，存在如下的可能性：例如，相对于平缓地变动的目标值，控制切换会频繁地发生，制动力的响应会成为台阶状。
图8所示为以往例的电动制动装置的动作例的波形图。图8所示为，不适用前述电流一定控制的情况下的例子。由于致动器的滞后的影响，因而即使对于图8(a)中所示的一定的目标值(目标制动力)，也如图8(b)中所示电动机扭矩(电动机电流)发生变动。在可求出制动力没有偏差地跟随于目标值这一情况的伺服系统方面，一般在控制运算中包含积分要素，在存在有电动制动装置中的滞后特性那样的非线形性的情况下，存在发生以下那样的问题的可能性。
在滞后的部分方面，由于相对于电动机扭矩变化而言致动器不反应，因而容易产生积分值成为过量地大的值的状态。另外，由于相对于增压/减压的方向变化而言与干扰相当的反作用力扭矩急峻地变化，因而致动器进行摇动的动作极其容易发生。由此，如图8(b)中所示，存在发生扭矩变动的可能性。
图4为，利用此电动制动装置而实行基于制动控制运算器18的控制以及基于制动维持电流推定器19的制动力维持控制的流程图。此图4的例子所示出的是，根据预先将制动维持电流(源自制动维持电流推定器19的输出一定的电流)进行测定而得到的致动器特性等而确定的例子。本处理开始后，切换控制部20(图2)判定目前的控制模式究竟是制动力控制还是电流一定控制(步骤S1)。前述制动力控制是指：全部地包含通过图2中所示的电流控制运算器21而得到的制动控制运算器18中的功能的控制。
目前的控制模式为电流一定控制时，利用一定目标值判别功能部25(图2)而判定为目标值为大致一定(步骤S2：是)，且利用制动跟随状态判别功能部26而判定为制动力充分地跟随于目标值时(步骤S3：是)，则将电流一定控制进行维持(步骤S4)。其后结束本处理。在目前的控制模式为电流一定控制的情况下，判定为目标值不是大致一定(步骤S2：否)，或者判定为制动力没有跟随于目标值时(步骤S3：否)，则切换控制部20(图2)将控制模式切换为制动力控制(步骤S5)。其后，实行基于制动控制运算器18(图2)等的制动力控制(步骤S6)。
在步骤S1中，目前的控制模式是制动力控制时，利用一定目标值判别功能部25(图2)而判定为目标值为大致一定(步骤S7：是)，且利用制动跟随状态判别功能部26(图2)而判定为制动力充分地跟随于目标值时(步骤S8：是)，则切换控制部20(图2)将控制模式切换为电流一定控制(步骤S9)。
接着，关于制动维持电流推定器19(图2)，将在切换控制部20(图2)判定为充分满足了目标值为大致一定且处于制动力跟随目标制动力状态这样的条件时的制动力，与关系设定机构19a(图2)进行核对，从而取得制动力维持电流ik(步骤S10)。但是，关于由制动力维持电流ik输出的电动机扭矩τk，大于滞后特性中的基于逆效率的反作用力扭矩τn，小于基于正效率的反作用力扭矩τp的关系成立。
接着，根据制动力维持电流ik，实行基于制动维持电流推定器19(图2)等的电流一定控制(步骤S11)。予以说明的是，不充分满足目标值为大致一定且制动力处于跟随状态这样的条件时，(步骤S7：否或者步骤S8：否)，将制动力控制进行维持(步骤S12)。其后结束本处理。
根据以上进行了说明的电动制动装置DB，在充分满足目标值为大致一定且制动力处于跟随状态这样的条件时，将基于制动维持电流推定器19的电流一定控制进行维持或者将控制模式切换为电流一定控制。在因滞后特性的影响而导致电动机的摇动容易发生的电动制动装置中，设置了前述的将电动机电流维持为一定值的制动维持电流推定器19，因而可防止电动机4的摇动，可谋求动作声音的减低。另外，由于将电动机电流积极地维持为一定值，因而相比于仅从使得电动机电流即电动机扭矩发生变动的制动控制运算器18将制动力进行控制而言，可谋求减低耗电。
关于制动控制运算器18、制动维持电流推定器19、电流控制运算器21、一定目标值判别功能部25、制动跟随状态判别功能部26、以及后述的补正机构28与判定机构29，具体地如下构成：由软件和/或硬件实现的LUT(查询表)或者软件库(Library)中收纳的预定的变换函数或与其等价的硬件等，或根据需要可通过使用比较函数、四则运算函数、等价于它们的硬件等进行运算而将结果输出的硬件电路或者处理器(没有图示)上的软件函数。
对其它实施方式进行说明。在以下的说明中，在各实施方式中，对于与在先行的实施方式中说明的事项相对应的部分，赋予相同的参照符号，省略重复的说明。仅说明了技术方案的一部分的情况下，关于技术方案的其它部分，只要没有特别地记载就与先行说明的实施方式的情况是同样的。由于是相同的技术方案因而起到相同的作用效果。不仅仅是可将在实施的各个方式中具体性地说明了的部分进行组合，而且如果不是特别地在组合上产生妨碍，那么也可将实施方式彼此进行部分性的组合。
作为图4的步骤S10中所示的取得制动力维持电流ik的例子的替代，也可以是适用图5的步骤S10A的例子。在此步骤S10A中示出如下的例子，即，根据通过制动力控制而将制动力进行了保持的电流值的平均值等，将制动维持电流进行确定的例子。具体而言，如图2以及图5中所示，关于制动维持电流推定器19，将利用切换控制部20判定为充分满足了目标值为大致一定且制动力处于跟随状态这样的条件的、已确定的时间中的电动机电流的平均值被存储着(图5步骤S10A)。
切换控制部20判定为充分满足了前述条件而实行电流一定控制时，根据所存储的电动机电流的平均值ika，实行基于制动维持电流推定器19等的电流一定控制(图5步骤S11)。在图5的步骤S10A中，步骤k表示目前的运算循环中的值，k-n表示步骤k至n步骤前的运算循环中的值。
在必须考虑电动机等的大的特性变动的情况下等，有时会难以制成将电动机电流与制动力的关系进行设定的图等。在这样的情况下，可认为，制动力跟随于目标制动力的近旁(利用切换控制部20判定为充分满足了前述条件为止的已确定的时间)的电动机电流大致接近于用于维持制动力的电动机电流。
由此，通过求出前述已确定的时间的电动机电流的平均值，从而可在无需使用图等的状态下确定制动维持电流推定器19中的电动机电流。特别是，在不易准确地测定电动机电流与制动力的关系的低载荷域中，可谋求电流一定控制的可靠性提高。另外通过使用电动机电流的平均值而实行电流一定控制，从而起到模式误差(model error)的容许量增加的效果。
图6A以及图6B示出：利用进一步其它的实施方式的电动制动装置而从制动力控制移行到电流一定控制之时的动作波形的图。图6A以及图6B示出：目标值Fr的变化率(d/dt)Fr、制动力Fb的变化率(d/dt)Fb的绝对值为预定值以下、且制动力与目标值(目标制动力)的偏差为已确定的范围ΔF内时，从制动力控制推移到电流一定控制(制动力维持动作)的例子。
上述的情况下，对于在判定目标值是否为大致一定且制动力是否处于跟随状态之时所使用的各预定值，越使范围变广，则可越稳定地实施前述电流一定控制，但是相比较于对于各预定值而将范围设为狭小的情况而言，控制精度发生恶化，这产生出一种权衡的关系。另外，将制动力控制与电流一定控制的控制进行切换时，因前述控制切换频繁地发生而引发的举动有时会成为问题。
图6A示出如下的例子：制动跟随状态判别功能部26(图2)在前述已确定的范围ΔF方面，具有在推移到电流一定控制之时将基于ΔF的范围进行放大的滞后性。在发生了从制动力控制朝向电流一定控制的控制模式的切换时，只要制动力Fb的变化率(d/dt)Fb不是严密地为零，就主要地因伴随着致动器惯性的惰性运动而使得制动力发生变动。此时，通过具有将前述已确定的范围ΔF进行放大的滞后性，从而可防止控制切换频繁地发生的事件，可提高控制的稳定性。
图6B示出不适用图6A中所示的滞后性的例子。在此例子中，制动力与目标值的偏差反复从已确定的范围ΔF出入。由此存在如下的可能性：频繁地产生了制动力控制与电流一定控制的控制切换，产生了致动器的不需要的摇动。但是，相比较于图8的一概不适用电流一定控制的以往例而言，可抑制致动器进行摇动的动作，由此可减低扭矩变动。
图7A以及图7B所示为，从电流一定控制移行到制动力控制之时的动作波形的图。严密地讲，制动力Fb的变化率(d/dt)Fb为零、且制动力与目标值的偏差为零的理想状态是不易产生的，因而在电流一定控制的状态下产生预定的偏差。因此，在从电流一定控制切换为制动力控制之时突然产生前述预定的偏差。由此，存在如下的可能性：控制切换紧接之后的制动力变为急剧的响应，发生动作声音的恶化等问题。
在图7A中示出如下的例子：在从电流一定控制切换为制动力控制时，将作为目标制动力的目标值Fr补正为，仅将作为切换紧接之前的偏差的目标值补正部分Fd进行去除而得到的目标值Fr’(Fr’＝Fr-Fd)，在其后的预定时间按照使得前述目标值补正分Fd缓慢地收敛为零的方式生成指令值。
在此例子中，如图2中所示，制动维持状态判别器24进一步具有存储机构27与补正机构28与判定机构29。关于存储机构27，将在解除电流一定控制时的制动力Fb与目标值Fr的偏差、即目标值补正分Fd存储。关于补正机构28，对于通过解除电流一定控制而控制模式切换为制动力控制的紧接之后的目标值Fr，补正为通过将存储机构27中存储的目标值补正分Fd进行去除而得到的目标值Fr’。
但是，判定机构29判定：是否是通过解除基于前述制动力维持控制部19的控制而控制模式切换为基于前述制动力跟随控制部18的控制之后的目标制动力的变化率的绝对值为已确定的值以上的情况，以及是否是制动力与目标制动力的偏差的绝对值为已确定的值以上(即，该偏差为前述那样的已确定的范围外)的情况。利用判定机构29而判定为前述绝对值中的至少一方为已确定的值以上时，将基于补正机构28的补正设为不许可。在此情况下，在从电流一定控制朝向制动力控制的控制进行切换时，可认为是要求着电动制动装置的制动力的急剧的响应，因而可认为，也可不实行前述的防止急剧的响应的功能，优选不实行防止急剧的响应的功能并且最大限度地发挥响应性。
关于目标值补正分Fd，例如可仅在电流一定控制方面，将制动力Fb与目标值Fr的偏差容纳于存储机构27而更新，前述偏差可在制动力控制的移行之后，以平缓地收敛为零的变量的方式安装。利用前述的补正处理，从而在从电流一定控制移行到制动力控制即通常的制动力跟随动作时，不会急剧地产生制动力与目标值的偏差而使得响应变为振动性，可防止前述的动作声音的恶化等。
图7B示出不适用图7A中所示的补正处理的例子。在此图7B的例子中，从电流一定控制移行到制动力控制时，急剧地产生制动力Fb与目标值Fr的偏差，因而存在有，在控制切换紧接之后的制动力Fb的响应变为振动性的可能性。
关于一定目标值判别功能部25(图2)，例如，由于时间常数不同的过滤器等、延迟程度不同的多个延迟要素的输出误差为预定值以下，因而也可判断为大致一定的目标值。在此情况下，容易去除噪音等的影响。关于制动跟随状态判别功能部26(图2)，例如由于制动力与目标值的偏差的绝对值、以及制动力的微分值乃至前述偏差的微分值的绝对值为预定值以下，因而也可判定为制动力充分地跟随于目标值。
作为传感器类Sa，也可设置电动机角度传感器、将制动力进行推定的制动力推定传感器。电动机4也可使用有刷DC电动机、感应电动机。直线运动机构6也可使用滚珠坡道(ball ramp)等机构。减速机构5也可使用平行齿轮和/或行星齿轮。
搭载了此电动制动装置DB的车辆可以是利用电动机将驱动轮进行驱动的电动汽车，也可以是利用发动机将前后轮中的一方进行驱动、利用电动机将另一方进行驱动的混合动力汽车。另外在车辆方面，也可适用仅利用发动机驱动驱动轮的发动机车辆。
以上，一边参照附图一边基于实施方式，对用于实施本发明的优选实施方式进行了说明，但是此次公开的实施方式在全部的方面是例示性的且不是限制性的。本发明的范围不是根据上述的说明而是根据权利要求书而示出。如果是本领域技术人员，则通过阅读本件说明书，容易在显而易见的范围内设想各种变更及修改。因此，这样的变更及修改可解释为属于由权利要求书确定的发明的范围内或者与此均等的范围内。
附图标记说明
2 控制装置
4 电动机
6 直线运动机构(摩擦部件操作机构)
8 制动盘
9 摩擦部件
17 上级ECU(上级的控制机构)
18 制动控制运算器(制动力跟随控制部)
19 制动维持电流推定器(制动力维持控制部)
19a 关系设定机构
20 切换控制部
26 制动跟随状态判别功能部
27 存储机构
28 补正机构
29 判定机构
DB 电动制动装置。

Claims (6)

1.一种电动制动装置，其具备：制动盘、接触于该制动盘的摩擦部件、使得该摩擦部件接触于所述制动盘的摩擦部件操作机构、驱动该摩擦部件操作机构的电动机、以及利用该电动机而控制制动力的控制装置，其特征在于，
所述控制装置具有：
制动力跟随控制部，其将所述制动力跟随、控制为由上级的控制机构已赋予的目标制动力；
制动力维持控制部，其将所述电动机的电流维持为一定值；
切换控制部，其将基于所述制动力跟随控制部的控制与基于所述制动力维持控制部的控制进行切换，
所述切换控制部具有：
一定目标值判别功能部，其判定所述目标制动力的变化率的绝对值是否为已确定的值以下并且目标值是否为一定；
跟随状态判别功能部，其判定所述制动力与所述目标制动力的偏差是否为已确定的范围内并且制动力是否为跟随目标制动力的状态，
在充分满足利用所述一定目标值判别功能部而判定为目标值为一定、且由跟随状态判别功能部判定为制动力处于跟随状态这样的条件时，从基于所述制动力跟随控制部的控制切换为将电动机电流维持为一定值的基于所述制动力维持控制部的控制，
所述制动力维持控制部中的所述设为一定值的电动机电流是，以在所述切换控制部判定为充分满足了所述条件时的所述制动力或者所述目标制动力为基准而确定的电动机电流。
2.根据权利要求1所述的电动制动装置，其特征在于，所述跟随状态判别功能部具有如下的功能：关于判定是否处于跟随状态的所述已确定的范围，相比于将控制从所述制动力跟随控制部切换为所述制动力维持控制部之时的范围而言，把下述范围扩大，该范围为，将控制从所述制动力维持控制部切换为所述制动力跟随控制部之时的范围。
3.根据权利要求1或2所述的电动制动装置，其中，
所述切换控制部具有：
存储机构，其存储偏差，该偏差为将在解除基于所述制动力维持控制部的控制时的所述制动力与所述目标制动力的偏差；
补正机构，对于通过解除基于所述制动力维持控制部的控制而切换为基于所述制动力跟随控制部的控制的紧接之后的所述目标制动力，该补正机构补正为下述目标制动力，该目标制动力为通过将所述存储机构中存储的所述偏差进行去除而得到的目标制动力，
在所述补正机构中，按照上述切换后的补正量在预定时间内缓慢地收敛为零的方式进行处理。
4.根据权利要求3所述的电动制动装置，其中，
所述切换控制部具有判定机构，所述判定机构判定：通过解除基于所述制动力维持控制部的控制而切换为基于所述制动力跟随控制部的控制之后，所述目标制动力的变化率的绝对值、以及所述制动力与所述目标制动力值的偏差的绝对值中的至少任一方或者两方是否为已确定的值以上，
利用此判定机构而判定为所述任一个的绝对值为已确定的值以上时，不许可基于所述补正机构的补正。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动制动装置，其中，
关于所述制动力维持控制部，包含将测定得到的电动机电流与制动力的关系进行设定的关系设定机构，将在所述切换控制部判定为充分满足了所述条件时的所述制动力，与所述关系设定机构进行核对，从而确定所述设为一定值的电动机电流。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的电动制动装置，其中，
所述制动力维持控制部存储电动机电流的平均值，该电动机电流的平均值为，以所述切换控制部判定为充分满足了所述条件为止的已确定的时间中的平均值，在所述切换控制部判定为充分满足了所述条件而实行基于所述制动力维持控制部的控制时，将所存储的所述电动机电流的平均值设为所述制动力维持控制部中的电动机电流。
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