CN108146417B - 电动制动器控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动制动器控制装置，具备：夹紧力取得部，构成为，取得夹紧力，该夹紧力是通过电动机的旋转使活塞向制动块移动而产生的力；下限夹紧力取得部，构成为，取得维持所述制动盘的停止状态所要求的所述夹紧力中的最小值；上限夹紧力取得部，构成为，基于电源的状态来取得能够在维持所述制动盘的停止状态的同时且通过所述电源的电力使所述活塞向离开所述制动块的方向移动的所述夹紧力中的最大值；及夹紧力控制部，构成为，以由所述夹紧力取得部取得的所述夹紧力处于所述最小值与所述最大值之间的方式控制所述电动机。

Description

电动制动器控制装置
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的电动制动器装置。
背景技术
在车辆的电动制动器装置中，已知有通过电动机的旋转而使活塞移动、通过将制动块按压于制动盘而对车轮的旋转进行制动的结构。在这样的电动制动器装置中，搭载有将由电动制动器控制装置控制的电流产生的电动机的旋转运动转换成活塞的直线运动的直动转换机构。在电动制动器装置对车轮进行制动时，在制动盘与制动块之间产生摩擦力，制动盘、制动块成为高温，有时会发生热膨胀。在上述的部件为高温的状态下，在使电动制动器装置工作而进行了长时间停车的情况下，高温的部件被冷却而发生热收缩，电动制动器装置的夹紧力有时会减小。为了防止这种情况，在日本特开2015-085869中，公开了一种推定制动盘的温度并基于算出的温度来设定目标夹紧力的电动制动器控制装置。而且，在日本特开2009-067264中，公开了一种每隔一定时间而推定制动块的温度并根据推定出的温度来控制夹紧力的电动制动器控制装置。
在上述那样的电动制动器装置中，在车辆长时间停车的状态下，由于制动块等部件的热收缩而电动制动器装置的夹紧力有时会变化。这样的热收缩不仅在车轮的制动时产生基于摩擦的热量的制动盘及制动块处产生，而且有时也会在制动盘及制动块的热量所传递的部件例如制动钳处产生。在制动盘及制动块发生了热收缩的情况下，电动制动器装置的夹紧力减小，在制动钳发生了热收缩的情况下，电动制动器装置的夹紧力增大。
制动钳的热收缩有时比制动盘及制动块的热收缩大。而且，电动制动器装置的直动转换机构的逆效率被设为较小，在车辆的长时间停止时，直动转换机构的输入齿轮被锁定而不能旋转。由此，在车辆的长时间停止时，由于保持活塞的位置，因此伴随着制动钳的热收缩而夹紧力增大，可能会大于车辆成为停车状态时的夹紧力。当夹紧力增大时，在电动制动器装置的直动转换机构的齿轮彼此的接触部分产生的摩擦力增大。由此，为了在解除电动制动器装置的动作时使电动机旋转所需的电力有时会增大。在为了解除电动制动器装置的动作所需的电力超过蓄积于电源的电力的情况下，无法解除电动制动器装置的制动。因此，在车辆的停车状态下，优选不仅进行以往的对于夹紧力的减小的对策，而且也进行对于夹紧力的增大的对策。
发明内容
本发明提供一种夹紧力不会增大为必要以上的电动制动器控制装置。
本发明的一形态提供一种电动制动器控制装置，具备：夹紧力取得部，构成为，取得夹紧力，该夹紧力是通过电动机向第一旋转方向的旋转使活塞向制动块移动而将所述制动块按压于制动盘所产生的力；下限夹紧力取得部，构成为，取得下限夹紧力，该下限夹紧力是维持所述制动盘的停止状态所要求的所述夹紧力的最小值；上限夹紧力取得部，构成为，基于电源的状态来取得上限夹紧力，所述上限夹紧力是能够在维持所述制动盘的停止状态的同时且通过所述电源的电力使所述活塞向离开所述制动块的方向移动的所述夹紧力的最大值；及夹紧力控制部，构成为，以由所述夹紧力取得部取得的所述夹紧力处于所述下限夹紧力与所述上限夹紧力之间的方式控制所述电动机。
根据上述的形态，从所述制动盘成为停止状态时开始，监视所述夹紧力，在所述夹紧力发生了变化的情况下，控制所述电动机，将所述夹紧力保持在下限夹紧力与上限夹紧力之间。由此，能够防止由于所述夹紧力低于所述下限夹紧力而所述制动盘能够旋转的情况、及由于所述夹紧力超过所述上限夹紧力而所述活塞不能向离开所述制动块的方向移动的情况。
在上述的形态中，可以是，所述夹紧力取得部包括载荷传感器，所述载荷传感器构成为，在通过所述电动机向所述第一旋转方向的旋转而将所述制动块按压于所述制动盘时，检测从所述制动块施加于所述活塞的力作为所述夹紧力。
通过上述的结构，利用所述载荷传感器来检测所述夹紧力。由此，例如，与通过所述制动盘、所述制动块的热膨胀量来推定所述夹紧力的情况相比，能够高精度地检测所述夹紧力。
在上述形态中，可以是，所述载荷传感器由对所述制动块进行支承的制动钳支承，从所述制动块施加于所述活塞的力是从所述活塞经由直动转换机构传递于所述载荷传感器的力，所述直动转换机构具备：第一部件，构成为通过所述电动机进行旋转；及第二部件，构成为通过所述第一部件的旋转而向接近所述制动块的方向或离开所述制动块的方向移动，由此使所述活塞移动。
通过如上所述构成，在将所述制动块按压于所述制动盘时，从所述制动块施加于所述活塞的力从所述活塞经由所述第二部件及所述第一部件传递于所述载荷传感器。然后，传递于所述载荷传感器的力经由所述制动钳传递于所述制动块。即，所述载荷传感器配置在从所述制动块施加于所述活塞的力的传递路径的中途。
另外，在上述形态中，可以是，所述第二部件构成为，在未从所述电源向所述电动机供给电力的状态下，相对于所述第一部件不进行相对移动。
通过如上所述构成，在向所述电动机的电力供给停止而所述第一部件不旋转时，能保持所述活塞的位置。这样，在停止了向所述电动机的电力供给的状态下所述制动钳发生了热收缩时，从所述制动钳经由所述载荷传感器施加于所述第一部件的力增大。此时，所述第二部件相对于所述第一部件不进行相对移动，因此所述夹紧力增大所述制动钳的收缩的量。通过利用所述载荷传感器检测该所述夹紧力的增大，能够抑制所述夹紧力的增大。当所述夹紧力增大时，在所述第一部件与所述第二部件之间产生的摩擦力增大，所述第一部件难以旋转。在所述夹紧力增大的状态下，向所述电动机供给电流，使所述第一部件旋转而使所述第二部件向离开所述制动块的方向移动时，在为了使所述第一部件旋转所需的电力未蓄积于所述电源的情况下，可能无法使所述第一部件旋转。为了将这样的事态防患于未然而抑制所述夹紧力的增大。
另外，在上述形态中，可以是，所述上限夹紧力取得部构成为，基于所述电源蓄积的电量来取得所述上限夹紧力。
通过如上所述构成，根据所述电源蓄积的电量，来决定以当前的电量使所述第一部件能够旋转的所述上限夹紧力。由此，防止由于电量的不足而无法使所述第一部件旋转来使所述活塞向离开所述制动块的方向移动的情况。
另外，在上述形态中，可以是，所述上限夹紧力取得部构成为，在所述电源蓄积的电量大时，与所述电源蓄积的电量小时相比，取得大的所述上限夹紧力。
通过如上所述构成，所述上限夹紧力与所述电源蓄积的电量成比例地增大。因此，通过检测所述电源的电量，能够推定所述上限夹紧力。
在所述制动盘的停止状态下，以使所述夹紧力处于所述下限夹紧力及所述上限夹紧力之间的方式控制所述夹紧力，由此能够防止不能维持所述制动盘的停止状态的情况、及所述活塞不能向离开所述制动块的方向移动的情况。
在上述形态中，可以是，所述电动制动器控制装置还具备对是否起动了停车制动器进行检测的检测传感器，所述电动制动器控制装置构成为，在从所述停车制动器起动起经过了预定期间后，停止执行所述下限夹紧力取得部对所述下限夹紧力的取得、所述上限夹紧力取得部对所述上限夹紧力的取得及所述夹紧力控制部对所述电动机的控制。
在上述形态中，可以是，所述夹紧力控制部构成为，在对所述电动机进行控制的期间解除锁定机构，该锁定机构构成为对所述活塞的向离开所述制动块的方向的移动进行限制。
附图说明
前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1是表示适用了第一实施方式的电动制动器控制装置的制动系统的整体结构的示意图。
图2是第一实施方式的电动制动器装置的剖视图。
图3是表示第一实施方式的电动制动器控制装置在停车制动动作开始时执行的处理的图。
图4是表示第一实施方式的电动制动器装置的停车制动动作时的夹紧力的变化的图。
图5是表示第一实施方式的电动制动器装置的电压源的电压与上限夹紧力的关系的图。
图6是表示第一实施方式的电动制动器控制装置在图3所示的处理的结束后执行的处理的图。
具体实施方式
以下，基于附图，详细说明用于实施本发明的方式。
图1是表示适用了本发明的第一实施方式的电动制动器控制装置22的电动制动系统2的整体结构的示意图。如图1所示，电动制动系统2具备未图示的制动踏板、行程传感器10、制动开关12、停车制动开关14、车轮速传感器16、G传感器18、蓄电池20、电动制动器控制装置22、电容器32及电动制动器装置24。车轮速传感器16及电动制动器装置24设于车辆的各车轮。在车辆的右前轮、左前轮、右后轮及左后轮分别设有电动制动器装置24FR、24FL、24RR、24RL。电动制动器装置24FR、24FL、24RR、24RL分别为同样的结构，因此这里对电动制动器装置24FR进行说明。
行程传感器10是检测制动踏板的操作量的结构。制动开关12是检测乘员进行的行车制动操作的结构，在检测到行车制动操作时输出ON(接通)信号。停车制动开关14是检测乘员进行的停车制动操作的结构，在检测到停车制动操作时输出ON信号。车轮速传感器16安装于车辆的各车轮，检测车轮的旋转速度。G传感器18是加速度传感器，通过检测前后方向、左右方向、上下方向这3个方向的加速度来检测车辆的倾斜。蓄电池20是电动制动系统2的电源，与电动制动器控制装置22及电动制动器装置24连接。蓄电池20的电压由电动制动器控制装置22检测。电容器32是电动制动器装置24FR的辅助电源，与电动制动器控制装置22及电动制动器装置24连接。电容器32的电压由电动制动器控制装置22检测。
电动制动器控制装置22具备CPU、ROM、EEPROM、RAM、通信接口等，通过CPU执行在ROM中记录的程序而进行各种控制。电动制动器控制装置22经由驱动电路30向电动制动器装置24的后述的电动机46供给电流。向电动机46供给的电流及电动机46的旋转角由电流检测部58及分解器70检测。在电动制动器控制装置22连接有行程传感器10、制动开关12、停车制动开关14、车轮速传感器16、G传感器18、蓄电池20、驱动电路30、电容器32、分解器70、载荷传感器56、电流检测部58及电磁元件94。关于驱动电路30、电容器32、分解器70、载荷传感器56、电流检测部58及电磁元件94的说明，在后文叙述。
图2是将电动制动器装置24FR沿水平面剖切时的剖视图。在图2中，以车辆的行进方向为基准来规定电动制动器装置24FR的前后方向，对应于车辆的车宽方向来规定电动制动器装置24FR的左右方向。如图2所示，电动制动器装置24具备制动钳26、制动块28、驱动电路30、活塞驱动装置34及控制基板36。在制动钳26设有滑动件38，滑动件38是具有与左右方向平行的轴的圆筒状部件。在滑动件38的各自的内周部分别插入有支承于车身侧的一对引导销40。一对引导销40与左右方向平行，滑动件38形成为能够相对于一对引导销40的外周面进行滑动。即，制动钳26安装成能够相对于车身沿左右方向移动。制动块28由制动钳26保持，从左右方向夹持与车轮一起旋转的制动盘42。驱动电路30按照从电动制动器控制装置22发送的指令而向后述的电动机46供给电流，使电动机46驱动。
活塞驱动装置34具备壳体44、电动机46、减速齿轮48、直动转换机构50、活塞52、制动锁定机构54及载荷传感器56。壳体44被固定于制动钳26的内周部。电动机46配置在壳体44的内周部。电动机46包括：在壳体44的内周面沿周向排列的多个线圈60；及在多个线圈60的内侧设置的旋转件62。旋转件62是圆筒状部件，以旋转件62的中心轴即轴线L与左右方向平行的方式配置。旋转件62由固定于后述的支承部78的轴承64支承为能够相对于壳体44进行旋转。在旋转件62的外周面的左端部形成有多个直齿66，在旋转件62的外周面的比多个直齿66靠右侧处，沿周向排列有与多个线圈60相向的多个磁铁68。在电动机46中，旋转件62和磁铁68作为转子发挥功能，因此旋转件62绕着轴线L旋转。旋转件62的旋转角由固定于壳体44的内周面的分解器70检测。
减速齿轮48对旋转件62的旋转进行减速而向凸缘部82传递。减速齿轮48具备：形成有与旋转件62的多个直齿66啮合的直齿的齿轮部；及贯通齿轮部的中央部的旋转轴。齿轮部形成为能够绕旋转轴旋转，旋转轴固定于后述的凸缘部82的右侧面。由于减速齿轮48的齿轮部与多个直齿66啮合，因此减速齿轮48伴随着旋转件62的旋转而旋转。此时，减速齿轮48一边自转，一边沿着旋转件62的外周部公转，对旋转件62的旋转进行减速而向凸缘部82传递。减速齿轮48的齿轮部的齿数设定得比多个直齿66的个数少。因此，减速齿轮48与旋转件62之间的减速比增大，电动机46可以采用低转矩的小型电动机。
直动转换机构50是将电动机46的旋转运动转换成活塞52的直线运动的结构。直动转换机构50设置在电动机46的旋转件62的内周部，包括输出筒72、输入轴74及多个行星辊76。输出筒72以使轴与轴线L一致的方式设置在旋转件62的内周部。输出筒72的外周面由支承部78支承，由此输出筒72被支承为能够相对于壳体44沿左右方向滑动。支承部78的中央部形成为圆环状，且外周部与左右方向平行地延伸而固定于壳体44的内周面。支承部78的内周部与输出筒72之间由密封部件密封。活塞52嵌入于输出筒72的右端部的内周部，输出筒72与活塞52一体移动。因此，活塞52能够相对于壳体44沿左右方向移动。在活塞52向右方移动时，活塞52接近制动块28，在活塞52向左方移动时，活塞52远离制动块28。
输入轴74配置在输出筒72的内周部，由推力轴承79支承为能够相对于壳体44绕轴线L旋转。输入轴74具备以使旋转轴与轴线L一致的方式配置且在输出筒72的内部配置的轴部80和在轴部80的左端固定的凸缘部82。凸缘部82是在外周面形成有多个锯齿84的棘轮。在凸缘部82的右侧面固定有减速齿轮48的旋转轴，伴随着减速齿轮48的公转而凸缘部82进行旋转。在输入轴74与输出筒72之间配置有多个行星辊76。多个行星辊76通过由输出筒72支承的未图示的轮架保持为能够自转。
在输出筒72的内周部、输入轴74的外周部、多个行星辊76的外周部分别形成有输出螺纹部86、输入螺纹部88、行星螺纹部90。输出螺纹部86、输入螺纹部88及行星螺纹部90相互螺合而形成螺纹状齿轮机构92。本实施方式的螺纹状齿轮机构92以输出螺纹部86与行星螺纹部90之间的螺纹条数比及螺纹有效径比相等且输入螺纹部88与行星螺纹部90之间的螺纹条数比及螺纹有效径比不同的方式构成。因此，输出筒72与多个行星辊76相对于输入轴74而沿轴线方向进行相对移动。此时，多个行星辊76相对于输出筒72而沿轴线方向不进行相对移动。因此，当伴随着电动机46的旋转而输入轴74旋转时，输出筒72及行星辊76相对于输入轴74而沿轴线方向进行相对移动，使活塞52移动。需要说明的是，直动转换机构50的详情记载在日本专利登记第4186969号公报中。
制动锁定机构54是在使活塞52向制动块28进行了移动的状态下禁止活塞52的移动的结构。制动锁定机构54具备电磁元件94及锁定销96。电磁元件94固定于制动钳26，如图1所示与电动制动器控制装置22连接。电磁元件94通过从电动制动器控制装置22供给的电流，使安装于可动铁心的锁定销96移动。锁定销96是前端形成为与凸缘部82的多个锯齿84对应的形状的棘爪。锁定销96贯通壳体44，朝向凸缘部82突出。
在未向电磁元件94供给电流时，锁定销96由未图示的弹簧向朝着凸缘部82的方向施力，锁定销96的前端与多个锯齿84卡合。由此，禁止凸缘部82的旋转、即活塞52的向离开制动块28的方向的移动。当向电磁元件94供给电流时，锁定销96向远离凸缘部82的方向移动，成为锁定销96的前端离开多个锯齿84的状态。即，通过向电磁元件94供给电流而凸缘部82能够旋转。由此，在锁定销96与凸缘部82卡合且未向电动机46供给电流的状态下，即使从制动块28向活塞52施加力，输出筒72及行星辊76相对于输入轴74也不会相对移动。因此，此时，活塞52也不移动。
载荷传感器56设置于壳体44的左端的内表面。载荷传感器56的一部分以位于推力轴承79与壳体44之间的方式配置。在通过活塞52的移动而将制动块28按压于制动盘42时，从制动块28施加于活塞52的力经由输出筒72、行星辊76、输入轴74及推力轴承79传递于载荷传感器56。因此，基于制动块28被按压于制动盘42时的载荷传感器56的值，能够检测电动制动器装置24的夹紧力。在载荷传感器56中，可列举例如检测从推力轴承79向壳体44的左端的内表面施加力时的壳体44的左端的内表面的变形量作为载荷的应变计。载荷传感器56输出的信号向电动制动器控制装置22输入。
控制基板36被固定于制动钳26的左端部，对驱动电路30及电流检测部58进行支承。驱动电路30接收从电动制动器控制装置22向电动机46输出的信号，并基于该信号将电流向电动机46供给。电流检测部58检测从驱动电路30向电动机46供给的电流值，并将检测信号向电动制动器控制装置22输出。
<电动制动器装置24的行车制动动作>
当通过乘员踏下制动踏板时，制动开关12向电动制动器控制装置22输出ON信号。首先，向电磁元件94供给电流，解除锁定销96与凸缘部82的卡合。接下来，根据行程传感器10检测到的制动踏板的操作量，电动制动器控制装置22经由驱动电路30向电动机46供给电流。由此，电动机46被驱动，使旋转件62向第一旋转方向旋转，该第一旋转方向是使活塞52向接近制动块28的方向移动时的旋转方向。伴随着旋转件62向第一旋转方向的旋转而减速齿轮48旋转，减速齿轮48对旋转件62的旋转进行减速而向凸缘部82传递。当伴随着凸缘部82的旋转而输入轴74旋转时，通过螺纹状齿轮机构92而多个行星辊76和输出筒72朝向制动块28移动。活塞52与输出筒72一体地朝向制动块28移动，被按压于制动块28。通过活塞52的轴力施加于制动块28而制动块28朝向制动盘42移动，在制动块28按压制动盘42时，车轮的旋转被制动。
然后，当制动踏板返回时，制动开关12向电动制动器控制装置22输出OFF(断开)信号。接下来，通过电动制动器控制装置22来驱动电动机46，使旋转件62向与第一旋转方向相反的方向即第二旋转方向旋转。旋转件62的旋转由减速齿轮48减速而向凸缘部82传递，输入轴74向相反方向旋转。由此，行星辊76和输出筒72向远离制动块28的方向移动，活塞52被从制动块28拉开。此时，制动块28也被从制动盘42拉开，车轮的旋转的制动被解除。
<电动制动器装置24的停车制动动作>
当通过乘员进行停车制动操作时，停车制动开关14向电动制动器控制装置22输出ON信号。接下来，电动制动器控制装置22算出为了维持制动盘42的停止状态所需的目标夹紧力。接下来，电动制动器控制装置22使电动机46向第一旋转方向旋转，使活塞52朝向制动块28移动至产生算出的目标夹紧力所需的目标位置。电动制动器控制装置22使活塞52移动至目标位置之后，停止向电磁元件94的电流供给，使锁定销96与凸缘部82卡合。由此，活塞52被固定成相对于壳体44不会进行相对移动。
当进行乘员的停车制动解除操作时，停车制动开关14向电动制动器控制装置22输出OFF信号。接下来，电动制动器控制装置22向电磁元件94供给电流，解除锁定销96与凸缘部82的卡合。接下来，电动制动器控制装置22向电动机46供给电流，使旋转件62向第二旋转方向旋转。由此，活塞52向离开制动块28的方向移动，制动块28被从制动盘42拉开，车轮的制动被解除。
夹紧力是通过将制动块28按压于制动盘42而施加于制动盘42的力。即，也可以称为从处于制动盘42的左右两侧的制动块28向制动盘42施加的、对制动盘42的旋转进行限制的力。夹紧力经由制动块28及活塞52传递于直动转换机构50，由载荷传感器56检测。目标夹紧力通过根据需要向基本夹紧力附加对于电动制动器装置24的热膨胀的校正量来算出，该基本夹紧力是为了避免因外力而制动盘42旋转的充分的力。基本夹紧力根据由G传感器18检测到的停车路面的倾斜来算出。例如，在停车路面的倾斜大时，与倾斜小时相比需要较大的夹紧力，因此基本夹紧力大。
以下，说明对于电动制动器装置24的热膨胀的校正量的求取方法。在制动块28被按压于制动盘42时，在制动块28与制动盘42之间，因摩擦力而产生热量。由此，制动块28、制动盘42及周边的部件成为高温，在制动块28、制动盘42及制动钳26等中产生热膨胀。如果在制动块28进行了热膨胀的状态下进行停车制动动作，则之后因外气而冷却的制动块28发生热收缩，夹紧力有时会下降。因此，为了即使夹紧力下降也能够维持制动盘42的停止状态，而需要预先向基本夹紧力附加对于制动块28的热膨胀的校正量。在制动块28的热膨胀量大时，由热收缩产生的夹紧力的下降也变大，因此与热膨胀量小时相比，对于制动块28的热膨胀的校正量大。
以下，说明制动块28的热膨胀量的推定方法。制动块28的热膨胀量可以基于(i)制动块28的推定温度及(ii)活塞52的制动开始位置和制动结束位置的变化来算出。
(i)制动块28的温度推定
通过制动块28按压制动盘42的做功而产生的热量蓄积于制动块28，或者从制动盘42等向大气中散热。制动块28的温度根据通常行驶中的制动时及非制动时的电动制动器装置24的发热量与散热量之差来推定。制动块28的温度推定处理每预定期间反复执行。电动制动器装置24的发热量与电动机46的预定期间内的平均通电电流成比例，散热量与车轮的预定期间内的平均速度成比例。
电动制动器控制装置22基于电流检测部58及车轮速传感器16的信号而分别取得预定的期间内的电动机46的通电电流及车轮的速度，并算出平均通电电流和平均速度。接下来，电动制动器控制装置22算出发热量和散热量，取得算出的发热量与散热量之差，来推定制动块28的当前的温度TP。每当制动块28的温度推定处理反复进行时，当前的温度TP被更新。电动制动器控制装置22当检测到停车制动操作时，根据制动块28的最新的推定温度TPc和制动块28的热膨胀率来算出制动块28的热膨胀量。
(ii)活塞52的制动开始位置及制动结束位置检测
活塞52的制动开始位置是通过制动块28被按压于制动盘42而产生夹紧力时的活塞52的位置。在车辆行驶中由于进行多次制动操作而制动块28磨损，至制动块28与制动盘42抵接为止的移动距离增大。为了检测该移动距离的增大而检测活塞52的制动开始位置。制动块28与制动盘42抵接的位置根据载荷传感器56的值是否超过预定值的阈值来检测。活塞52的制动开始位置及制动结束位置的检测处理在通常行驶中每当制动操作时执行。在通常行驶中的制动器制动开始时，电动制动器控制装置22向电动机46供给电流，使活塞52从初期位置朝向制动块28移动，根据载荷传感器56的值超过了阈值为止的活塞52的移动距离S1来决定制动开始位置PS。
需要说明的是，电动制动器控制装置22预先存储有从初期位置分离最大的制动开始位置PS即最大制动开始位置PSmax，将制动开始位置PS与最大制动开始位置PSmax进行比较，并判断采用哪个值。在制动开始位置PS比最大制动开始位置PSmax小的情况下，采用最大制动开始位置PSmax，在制动开始位置PS比最大制动开始位置PSmax大的情况下，采用制动开始位置PS，并将该值再次存储为最大制动开始位置PSmax。
接下来，在通常行驶中的制动器制动结束时，电动制动器控制装置22使活塞52向离开制动块28的方向移动，根据从载荷传感器56的值低于阈值时至初期位置为止的活塞52的移动距离S2来决定制动结束位置PE。制动结束位置PE每当进行制动结束位置检测处理时被更新。最大制动开始位置PSmax与制动结束位置PE之差ΔP是由制动块28的热膨胀引起的。电动制动器控制装置22当检测到停车制动操作时，参照最大制动开始位置PSmax与最新的制动结束位置PEc之差ΔPc来算出热膨胀量。
图3是表示通过电动制动器控制装置22执行的停车制动处理的流程图。电动制动器控制装置22在检测到乘员进行了停车制动操作之后，开始基于流程的处理。在步骤1(以下，简称为“S1”。关于其他的步骤也同样)中，电动制动器控制装置22根据基于G传感器18的信号的车辆的倾斜，来算出基本夹紧力。接下来，在S3中，电动制动器控制装置22执行上述的制动块28的温度推定，算出制动块28的热膨胀量。接下来，在S5中，电动制动器控制装置22执行活塞52的制动开始位置及制动结束位置检测，算出制动块28的热膨胀量。在S7中，电动制动器控制装置22将通过S3及S5算出的热膨胀量进行比较，采用表示热膨胀量大的值的一方的结果，算出对于热膨胀的夹紧力的校正量。
在S9中，电动制动器控制装置22向通过S1算出的基本夹紧力中附加通过S7算出的对于制动块28的热膨胀的校正量，来算出目标夹紧力。在S11中，电动制动器控制装置22使电动机46向第一旋转方向旋转，使活塞52朝向制动块28移动至载荷传感器56的值成为与通过S9算出的目标夹紧力相同大小为止。接下来，在S13中，电动制动器控制装置22停止向电磁元件94的电流的供给，使锁定销96卡定于凸缘部82。由此，活塞52的位置被固定，成为停车制动器动作的状态。然后，在S15中，电动制动器控制装置22停止向电动制动器装置24供给电流。
在上述的停车制动器的动作状态下，由于构成电动制动器装置24的部件的热收缩，伴随着时间的经过而夹紧力有时会变化。在停车制动器的动作开始时，电动制动器装置24的构成部件有时会成为高温，在发生了热膨胀的情况下，电动制动器装置24的构成部件伴随着时间的经过而散热，温度下降，进行热收缩。此时，由于热收缩的部件而夹紧力下降或上升。由于难以预测该夹紧力的变化，因此需要通过电动制动器控制装置22来监视夹紧力的变化。
图4是表示从停车制动器的动作开始时的制动钳温度TC、制动盘温度TR及夹紧力F的变化的图。图4的横轴表示时间的经过，左纵轴表示夹紧力的大小，右纵轴表示温度。制动盘温度TR由于散热而从停车制动器的锁定时(时刻O)之后逐渐下降，在时间t3成为恒定。制动钳26中，由制动盘42与制动块28的摩擦产生的热量传递的速度慢。因此，制动钳温度TC比制动盘42延迟地上升。制动钳温度TC在由于热量的传导而上升之后，因散热而下降，在时间t3处成为恒定。
夹紧力F在从停车制动动作开始时至时间t1的期间，伴随着由制动盘温度TR的下降引起的制动盘42的热收缩及由制动钳温度TC的上升引起的制动钳26的热膨胀而下降。制动钳温度TC由于制动盘42的热量向制动钳26转移而上升，因此比制动盘42延迟地上升。当经过了时间t1时，制动盘温度TR及制动钳温度TC都下降，制动盘42及制动钳26进行热收缩。此时，制动钳26的热收缩量比制动盘42的热收缩量大，因此施加于活塞52的力增大，但由于是基于锁定销96的锁定状态，因此输出筒72与行星辊76相对于输入轴74不会相对移动。因此，夹紧力F伴随着制动钳26的热收缩而上升。然后，夹紧力F在时间t2处成为与停车制动动作开始时的夹紧力F0相同的值。即使在经过了时间t2之后制动钳26的热收缩也持续，因此夹紧力F继续增大，在时间t3处成为恒定。时间t3处的夹紧力F比停车制动动作开始时的夹紧力F0大。
当夹紧力增大时，输出筒72与行星辊76相对于输入轴74不进行相对移动，因此直动转换机构50的螺纹状齿轮机构92的螺纹部彼此相接的部分的摩擦力增大。摩擦力成为使输入轴74旋转时的阻力，因此如果摩擦力增大，则在想要使活塞52向离开制动块28的方向移动时，为了使输入轴74旋转所需的力变大。因此，向电动机46供给的电流也需要增大，但是能够向电动机46供给的电流的大小取决于蓄电池20及电容器32的电压。因此，如果夹紧力增大，则可能无法解除停车制动器的动作。电动制动器控制装置22考虑到夹紧力F的图4所示的特性，在从停车制动器的动作开始至制动钳温度TC及制动盘温度TR成为恒定的时间t3为止的期间，进行夹紧力监视控制处理。即，电动制动器控制装置22对夹紧力进行监视，并以使夹紧力处于从下限夹紧力A至上限夹紧力B之间的方式进行控制。
下限夹紧力A是停车制动器动作且为了使制动盘42维持停止的状态所需的最小的夹紧力。当夹紧力低于下限夹紧力A时，无法维持制动盘42的停止状态而有时会成为能够旋转的状态。下限夹紧力A使用通过G传感器18的信号而取得的车辆的停车路面的斜度α，利用式1来算出。在式1中，g表示重力加速度，MGVW表示一定的面积，R表示轮胎静载荷半径，BEF表示制动效力，C表示活塞面积，r表示制动有效半径，将这些量作为常数使用。
【式1】
Figure BDA0001483032450000161
接下来，说明上限夹紧力B的计算方法。图5是表示蓄电池20的电压与能够通过由该电压产生的力来解除停车制动器的动作的夹紧力的大小的关系的图。蓄电池20及电容器32都具有图5所示的特性，各自的特性图预先存储于电动制动器控制装置22。上限夹紧力B设定成为能够通过蓄电池20的电压产生的使电动机46向第二旋转方向旋转的力的最大值。第二旋转方向是使活塞52向离开制动块28的方向移动时的电动机46的旋转方向。因此，上限夹紧力B与蓄电池20的电压成比例。电动制动器控制装置22取得蓄电池20的电压，参照图5所示的特性图来决定对于蓄电池20的电压的上限夹紧力Bb。对于电容器32的电压的上限夹紧力Bc也同样地决定，采用与上限夹紧力Bb相比较大的一方的值作为上限夹紧力B。
图6是表示通过电动制动器控制装置22执行的夹紧力控制处理的流程图。电动制动器控制装置22通过乘员进行停车制动操作，在上述的图3所示的流程的处理的结束后，开始图6所示的流程的处理。在S21中，电动制动器控制装置22使对夹紧力F的监视时间进行计测的计时器启动。接下来，在S23中，基于G传感器18的信号来算出停车路面的斜度α，使用式1来推定下限夹紧力A。接下来，在S25中，电动制动器控制装置22检测蓄电池20及电容器32的电压，基于图5所示的特性图来算出各自的上限夹紧力Bb、Bc。将算出的上限夹紧力Bb、Bc中的大的一方的值作为上限夹紧力B。
电动制动器控制装置22在S27中，根据载荷传感器56的信号而取得当前的夹紧力Fc。接下来，在S29中，电动制动器控制装置22判断通过S27取得的当前的夹紧力Fc是否小于下限夹紧力A。在当前的夹紧力Fc比下限夹紧力A小的情况下，进入S31，在当前的夹紧力Fc比下限夹紧力A大的情况下，进入后述的S49。在S31中，电动制动器控制装置22向电磁元件94供给电流，解除锁定销96与凸缘部82的卡合。在S33中，电动制动器控制装置22使夹紧力控制开始标志为ON(激活)，开始基于计数器的计数。计数器是用于计测电动机46的驱动时间的结构。
在S35中，电动制动器控制装置22一边监视载荷传感器56的值，一边使电流每次增大预定量而向电动机46供给。由此，电动机46向第一旋转方向旋转，使活塞52移动至当前的夹紧力Fc成为下限夹紧力A以上的位置为止。在S37中，电动制动器控制装置22判断从计数开始起是否经过了时间tm。时间tm是为了使活塞52移动至当前的夹紧力Fc与下限夹紧力A相等的位置为止的充分的时间。在经过了时间tm的情况下，进入S39，在未经过时间tm的情况下，重复进行S37。
在S39中，电动制动器控制装置22基于载荷传感器56的信号，判断当前的夹紧力Fc是否成为了下限夹紧力A以上。在当前的夹紧力Fc成为了下限夹紧力A以上的情况下，进入S43。在当前的夹紧力Fc比下限夹紧力A小的情况下，进入S41而发出了表示制动力不足的警告之后，进入S43。在S43中，电动制动器控制装置22停止向电动机46及电磁元件94供给电流，使电动机46的驱动停止而使锁定销96与凸缘部82卡合。电动制动器控制装置22在S45中，使夹紧力控制标志为OFF(非激活)，结束控制计数。接下来，在S47中，判断是否通过S21开始了计测的计时器的时间经过时间t3而结束计测。在计时器未结束的情况下，返回S23，在计时器结束的情况下，结束基于流程的夹紧力监视控制处理。
在S29中，在判断为当前的夹紧力Fc比下限夹紧力A大的情况下，进入S49。在S49中，电动制动器控制装置22判断当前的夹紧力Fc是否大于从上限夹紧力B减去作为容限的常数γ而得到的计算值(B-γ)。在当前的夹紧力Fc大于计算值(B-γ)的情况下，进入S51，在当前的夹紧力Fc小于计算值(B-γ)的情况下，进入S47。在S51中，电动制动器控制装置22向电磁元件94供给电流，使锁定销96离开凸缘部82。在S53中，电动制动器控制装置22使夹紧力控制开始标志为ON，开始基于计数器的计数。在S55中，电动制动器控制装置22一边监视载荷传感器56的值，一边使电流每次减小预定量而向电动机46供给。由此，使电动机46向第二旋转方向旋转，使活塞52移动至当前的夹紧力Fc比上限夹紧力B-γ小的位置为止。
接下来，在S57中，电动制动器控制装置22判断从计数开始起是否经过了时间tm。在经过了时间tm的情况下，进入S59，在未经过时间tm的情况下，重复进行S57。在S59中，电动制动器控制装置22判断当前的夹紧力Fc是否小于上限夹紧力B-γ。在当前的夹紧力Fc小于上限夹紧力B-γ的情况下，进入S63，在当前的夹紧力Fc大于上限夹紧力B-γ的情况下，在S61中发出表示制动力无法解除的警告之后，进入S63。在S63中，电动制动器控制装置22停止向电动机46及电磁元件94供给电流，使电动机46的驱动停止而使锁定销96与凸缘部82卡合。电动制动器控制装置22在S65中，使夹紧力控制标志为OFF。接下来，进入S47，在计时器未结束的情况下，返回S23，在计时器结束的情况下，结束基于流程的夹紧力监视控制处理。
如以上所述，在本实施方式中，在停车制动动作时，凸缘部82由于锁定销96而不能旋转，因此夹紧力F增大与制动钳26的热收缩对应的量。当夹紧力F增大时，行星螺纹部90与输入螺纹部88的接触部分的摩擦力增大，为了使输入轴74旋转所需的力增大。为了使输入轴74旋转所需的力取决于电源能够向电动机46供给的电力。因此，在夹紧力F增大而为了使输入轴74旋转所需的力大于通过电源产生的力时，可能无法解除停车制动器的动作。
为了防止这种情况，在本实施方式中，电动制动器控制装置22在从停车制动器的动作开始至夹紧力不再变化的时间t3为止的期间，对夹紧力进行监视。由此，不仅能够检测停车制动动作中的电动制动器装置24的热收缩引起的夹紧力的下降，而且也能够检测夹紧力的上升。而且，在夹紧力的监视中，在当前的夹紧力Fc低于下限夹紧力A时，使夹紧力F增大，在可能会超过上限夹紧力B时，使夹紧力F减小。由此，能够以在确保制动盘42不会旋转的程度的夹紧力F的同时避免夹紧力F大于能够通过电源的电压产生的力的方式进行控制。因此，能够防止由夹紧力F的下降引起的制动盘42的旋转及由夹紧力F的上升引起的停车制动器的动作不能解除的情况。
第一实施方式中的蓄电池20及电容器32的电压是电源的状态的一例，执行S27的电动制动器控制装置22是夹紧力取得部的一例。输入轴74是第一部件的一例，输出筒72及行星辊76是第二部件的一例。第一旋转方向是使活塞52向接近制动块28的方向移动时的电动机46的旋转方向，第二旋转方向是使活塞52向离开制动块28的方向移动时的电动机46的旋转方向。执行S23的电动制动器控制装置22是下限夹紧力取得部的一例，执行S25的电动制动器控制装置22是上限夹紧力取得部的一例。执行S29至S45及S49至S65的电动制动器控制装置22是夹紧力控制部的一例。
需要说明的是，虽然如以上所述说明了本发明的形态，但是包含本发明的电动制动器控制装置22的电动制动系统2并不局限于前述的形态，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种变更。
如以上所述，在本实施方式中，电动制动器控制装置22执行的夹紧力的监视控制处理在停车制动动作时被执行，但是并不局限于此。例如，可以在通过行车制动动作而将制动块28按压于制动盘42的状态下进行停车时执行。而且，在本实施方式中，直动转换机构50使用了行星齿轮机构，但是并不局限于此，也可以使用例如由螺杆和螺母构成的机构。而且，在本实施方式中，夹紧力的监视控制处理包括将锁定销96卡定于凸缘部82的步骤，但是并不局限于此。例如，在使用以从输入侧(电动机)观察输出侧(活塞)时的螺纹状齿轮机构92的逆效率成为0或负值的方式设计的直动转换机构50时，可以从电动制动系统2删除锁定销96的结构，省略上述的步骤。而且，在本实施方式中，根据电源的电压和上限夹紧力B的特性图来算出上限夹紧力B，但是并不局限于此，例如，也可以根据电源的电流值和上限夹紧力B的特性图来算出上限夹紧力B。

Claims (9)

1.一种电动制动器控制装置，其特征在于，包括：
夹紧力取得部，构成为取得夹紧力，所述夹紧力是通过电动机向第一旋转方向的旋转使活塞向制动块移动而将所述制动块按压于制动盘所产生的力；
下限夹紧力取得部，构成为取得下限夹紧力，所述下限夹紧力是维持所述制动盘的停止状态所要求的所述夹紧力的最小值；
上限夹紧力取得部，构成为基于电源的状态来取得上限夹紧力，所述上限夹紧力是能够在维持所述制动盘的停止状态的同时且通过所述电源的电力使所述活塞向离开所述制动块的方向移动的所述夹紧力的最大值；及
夹紧力控制部，构成为以由所述夹紧力取得部取得的所述夹紧力处于所述下限夹紧力与所述上限夹紧力之间的方式控制所述电动机。
2.根据权利要求1所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述夹紧力取得部包括载荷传感器，
所述载荷传感器构成为在通过所述电动机向所述第一旋转方向的旋转而将所述制动块按压于所述制动盘时，检测从所述制动块施加于所述活塞的力作为所述夹紧力。
3.根据权利要求2所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述载荷传感器由对所述制动块进行支承的制动钳支承，
从所述制动块施加于所述活塞的力是从所述活塞经由直动转换机构传递于所述载荷传感器的力，
所述直动转换机构具备：第一部件，构成为通过所述电动机进行旋转；及第二部件，构成为通过所述第一部件的旋转而向接近所述制动块的方向或离开所述制动块的方向移动，由此使所述活塞移动。
4.根据权利要求3所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述第二部件构成为在未从所述电源向所述电动机供给电力的状态下，相对于所述第一部件不进行相对移动。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述上限夹紧力取得部构成为基于所述电源蓄积的电量来取得所述上限夹紧力。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述上限夹紧力取得部构成为在所述电源蓄积的电量大时，与所述电源蓄积的电量小时相比，取得大的所述上限夹紧力。
7.根据权利要求5所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述上限夹紧力取得部构成为在所述电源蓄积的电量大时，与所述电源蓄积的电量小时相比，取得大的所述上限夹紧力。
8.根据权利要求1所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述电动制动器控制装置还具备对是否起动了停车制动器进行检测的检测传感器，其中，
所述电动制动器控制装置构成为在从所述停车制动器起动起经过了预定期间后，停止执行所述下限夹紧力取得部对所述下限夹紧力的取得、所述上限夹紧力取得部对所述上限夹紧力的取得及所述夹紧力控制部对所述电动机的控制。
9.根据权利要求1所述的电动制动器控制装置，其特征在于，
所述夹紧力控制部构成为在对所述电动机进行控制的期间解除锁定机构，所述锁定机构构成为对所述活塞的向离开所述制动块的方向的移动进行限制。
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