CN109421685A - 电动制动装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动制动装置，提高电动制动装置的实用性。在构成为在制动力非要求时使制动盘(122)与制动衬块(124)之间存在间隙(CL1～CL4)的电动制动装置(100)中，在产生了制动力要求时，使为了将制动衬块压靠于制动盘而通过电动马达前进的活塞(142)以第一速度前进，然后使活塞减速至比第一速度低的第二速度，使上述间隙消除。既能够确保该电动制动装置的良好的响应性，又能避免或减轻制动衬块与制动盘抵接时的冲击音。

Description

电动制动装置
技术领域
本发明涉及使用于车辆的电动制动装置。
背景技术
最近，作为使用于车辆的制动装置，研究了采用如下述专利文献所记载的制动装置、即产生依赖于电动马达发挥的力的制动力的电动制动装置。电动制动装置通常构成为，利用电动马达使活塞前进，将制动衬块等摩擦构件压靠于与车轮一起旋转的制动盘等旋转体，由此产生制动力。在不存在制动力的要求时(以下，有时称为“制动力非要求时”)，例如能够如下述专利文献所记载那样，利用电动马达使活塞后退至实现在旋转体与摩擦构件之间存在充分的间隙的状态(以下，有时称为“间隙存在状态”)的程度，通过间隙存在状态的实现，在制动力非要求时，能够避免或减轻旋转体一边与摩擦构件接触一边旋转的现象、即所谓的拖曳现象。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-240632号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
在上述专利文献所记载的电动制动装置中，为了确保该制动装置的响应性，即，为了缩短从制动力要求的产生到产生实际的制动力为止的时间，在制动力非要求时，以使上述间隙成为适当的范围的方式调整活塞的前进位置。然而，由于由车辆的行驶状态的变化引起的制动钳的位移等的影响，难以使得存在适当的间隙，鉴于拖曳现象，希望在一定程度上增大间隙。另一方面，在增大了间隙的情况下，如果考虑响应性，则在产生了制动力要求时，为了使该大的间隙迅速地消除而希望使活塞高速前进，但如果使活塞高速前进，则有可能猛烈地进行摩擦构件向旋转体的抵接、活塞向保持摩擦构件的支承构件的抵接等，可能会出现由于该抵接而产生冲击音或者由于活塞的急速的速度变化等而损害该制动装置的顺畅的动作这样的问题。这些问题会导致电动制动装置的实用性的下降。本发明鉴于这样的实际情况而完成，课题在于提供一种实用性高的电动制动装置。
[用于解决课题的方案]
为了解决上述课题，本发明的电动制动装置是一种在制动力非要求时实现上述的间隙存在状态的电动制动装置，其中，构成为在产生了制动力要求时，执行使活塞以第一速度前进，然后使活塞减速至比该第一速度低的第二速度而前进，从而使间隙消除的控制(间隙消除控制)，在该控制之后，执行用于产生与制动力要求的程度对应的制动力的控制(制动力要求依据控制)。
[发明效果]
根据本发明的电动制动装置，由于在产生了制动力要求时使活塞以比较高的速度前进，并且在以使该活塞减速后的状态下消除上述间隙，因此实现响应性比较良好，即，从制动力要求的产生到产生实际的制动力为止的时间比较短，并且，能够避免上述的冲击音的产生或减轻冲击音，顺畅地进行动作的电动制动装置得以实现。由于能够享有这样的优点，因此本发明的电动制动装置的实用性高。
[发明的方式]
以下，例示在本申请中认识为能够请求保护的发明(以下，有时称为“可请求保护的发明”)的若干方式，并对它们进行说明。各方式与权利要求同样地区分为项，并对各项标注编号，根据需要而以引用其他项的编号的形式记载。这只不过是为了便于理解可请求保护的发明，并非旨在将构成这些发明的构成要素的组合限定为以下的各项所记载的内容。即，可请求保护的发明应当参照附随于各项的记载、实施例的记载等进行解释，只要按照其解释，则向各项的方式再附加其他构成要素而得到的方式以及从各项的方式删除某些构成要素而得到的方式也能成为可请求保护的发明的一个方式。
(1)一种车辆用的电动制动装置，具备与车轮一起旋转的旋转体、被压靠于该旋转体的摩擦构件、通过利用电动马达使活塞前进而将所述摩擦构件压靠于所述旋转体的促动器及控制该促动器的控制器，构成为在不存在制动力要求时，为了使所述摩擦构件与所述旋转体之间存在间隙而使所述活塞后退至设定后退端，其中，
所述控制器构成为，对于所述促动器，
在产生了制动力要求时，执行使所述活塞以第一速度前进，然后使活塞减速至比所述第一速度低的第二速度而前进，从而使所述间隙消除的间隙消除控制，
在该间隙消除控制之后，执行用于产生与制动力要求的程度对应的制动力的制动力要求依据控制。
根据本方式的电动制动装置，在制动力非要求时，成为上述的间隙存在状态，因此能够避免或减轻上述的拖曳状态，构建出一种车辆驱动能量的损失小的电动制动器、即能够提高该车辆的燃料经济性的制动系统。需要说明的是，作为用于实现间隙存在状态的手段，可以采用在制动力要求消失时利用电动马达使活塞后退至上述设定后退端这样的手段，而且也可以采用依赖于弹簧等施力构件的力而使活塞后退这样的手段。
根据本方式的电动制动装置，即使在制动力非要求时存在比较大的间隙，通过使活塞以第一速度比较高速地前进，也能够在比较短的时间内消除该间隙，而且，由于能够在减速为第二速度的状态下使摩擦构件与旋转体抵接，所以能够避免或减轻上述的冲击音的产生，能够使该抵接时的活塞的速度变化比较小，因此能够确保顺畅的动作。
需要说明的是，如将在后文说明那样，本方式中的“制动力要求”可以基于驾驶员的制动操作，也可以基于来自执行碰撞避免、自动行驶等的系统的自动制动的要求。而且，本方式的电动制动装置并不局限于以制动盘为旋转体并以制动衬块为摩擦构件的盘式制动器，也可以是以车轮的内周部自身或制动鼓为旋转体并以制动蹄为摩擦构件的鼓式制动器。
(2)根据(1)项所述的电动制动装置，
所述第一速度为将容许的最大的电流供给到所述电动马达时的速度。
简单而言，本方式包括例如在制动力要求刚产生之后使活塞以设想的最高速前进的方式。根据这样的方式，能够在比较短的时间内消除间隙，由此能实现响应性特别良好的电动制动装置。
(3)根据(1)项或(2)项所述的电动制动装置，
所述第二速度基于推定为在所述间隙被消除之后在所述制动力要求依据控制中所述活塞应该会前进的速度来决定。
(4)根据(1)项至(3)项中任一项所述的电动制动装置，
所述第二速度基于制动力要求的程度的增加梯度来决定。
从摩擦构件与旋转体抵接而间隙被消除的时间点起产生制动力，具体而言，例如从由构成为包含摩擦构件的制动衬块正好夹持作为旋转体的制动盘的时间点起产生制动力，但摩擦构件会进一步被压靠于旋转体，根据该压紧量而制动力增加。该压靠量大致依赖于摩擦构件的弹性变形量，因此从间隙被消除起的活塞的前进量依赖于制动力要求的程度，而且，从间隙被消除起的活塞的前进速度依赖于制动力的增加梯度。上述两个方式可以说是基于这样的理由的方式。根据上述两个方式，能够使间隙消除控制结束的时间点的活塞的前进速度与制动力要求依据控制开始时的活塞的前进速度一致或接近，能够使该电动制动装置特别顺畅地动作。需要说明的是，“推定为在制动力要求依据控制中活塞应该会前进的速度”主要是指在制动力要求依据控制的开始时间点按照该制动力要求依据控制使活塞前进的速度，以下有时称为“消除后推定活塞前进速度”。此外，在上述两个方式中的后者中，例如，增加梯度越大则将消除后推定活塞前进速度决定得越高即可。而且，例如可以在制动力要求刚产生之后仅掌握一次增加梯度，基于该掌握的增加梯度在一次的制动操作中决定一次第二速度，也可以在间隙消除控制期间多次掌握增加梯度，以基于每次掌握的增加梯度在执行间隙消除控制期间每次进行更新的方式决定第二速度。
(5)根据(1)项至(4)项中任一项所述的电动制动装置，
所述控制器构成为，使所述间隙消除控制在所述活塞前进至推定为所述间隙应该会被消除的位置的时间点结束，从该时间点起执行所述制动力要求依据控制。
根据本方式，通过在推定为间隙应该会被消除的位置(以下，有时称为“推定消除位置”)使间隙消除控制结束，能够没有时间损失地使该电动制动装置工作。推定消除位置可以是预先设定的位置，而且，例如也可以存储在上次的制动力要求中实际产生了制动力的活塞的前进位置，将该存储的位置设定为本次的该电动制动装置的工作中的推定消除位置。而且，可以将对存储的位置设置某些余裕而得到的位置设定为推定消除位置。需要说明的是，该推定消除位置也可以称为“间隙消除预定位置”。
(6)根据(1)项至(5)项中任一项所述的电动制动装置，
所述间隙消除控制以一边使所述活塞的前进速度的减小梯度逐渐变小一边使所述活塞从所述第一速度减速至所述第二速度而前进的方式进行。
本方式对是使活塞的前进速度从第一速度减小为第二速度时的其减小方式进行了限定的方式。例如，在横轴设为经过时间或活塞的前进位置且纵轴设为活塞的前进速度而用坐标图表示了活塞的前进速度相对于经过时间或活塞的前进距离的减小的情况下，根据本方式得到的表示减速时的活塞的前进速度的变化的线例如成为向下凸出的形状的曲线。换言之，根据本方式，减速时的活塞的前进速度最初大幅减小，但随着间隙变小，换言之，随着时间的经过，以减小的比例变小的方式变化。
例如，即使如先前说明那样在活塞前进至推定消除位置的时间点使间隙消除控制结束，间隙也未必会实际在该时间点正好消除。也可预想到，根据车辆的行驶状态等，间隙实际消除时的活塞的前进位置从推定消除位置稍偏离。根据本方式，即使在产生这样的偏离的情况下，由于间隙消除控制快要结束时的活塞的前进速度的变化比较小，因此在从间隙消除控制向制动力要求依据控制的切换中，活塞也会比较顺畅地进行动作。
(7)根据(1)项至(6)项中任一项所述的电动制动装置，
该电动制动装置具备用于检测实际产生的制动力的传感器，
所述制动力要求依据控制为以使所述检测到的制动力与制动力要求的程度一致的方式控制向所述电动马达供给的电流的控制。
本方式是增加了对于制动力要求依据控制的控制手法的限定的方式。间隙消除控制对活塞的前进速度进行控制，相对于此，在本方式的制动力要求依据控制中，执行基于制动力要求的程度的对实际的制动力的反馈控制。即，在两个控制中，控制对象不同。如果执行上述那样的间隙消除控制，则即使在该执行之后执行控制对象不同的制动力要求依据控制，在这些控制的切换中，该电动制动装置也会顺畅地工作。
(8)根据(1)项至(7)项中任一项所述的电动制动装置，
制动力要求的程度至少基于驾驶员向制动操作构件施加的制动操作力来推定。
本方式是用于不是基于所谓的自动制动而是基于驾驶员对制动踏板等制动操作构件的制动操作来产生制动力的方式。制动力要求的程度也可以不是基于制动操作力而是基于例如制动踏板的操作量即制动操作量来推定，但制动操作力与制动操作量相比，能够更准确地推定制动力要求的程度。简单而言，制动操作力能更准确地指示驾驶员要产生多大的大小的制动力、即驾驶员的意图。因此，根据本方式，能够在制动力要求依据控制中产生更适当的制动力。需要说明的是，本方式并不排除基于制动操作力和制动操作量的双方来推定制动力要求的程度。
制动操作力例如可以通过设于制动操作构件的传感器的检测值来推定，例如在该电动制动装置与液压制动装置一并设于车辆且该液压制动装置具备通过制动操作构件的操作而对工作液进行加压的主缸的情况下，也可以检测由该主缸加压后的工作液的压力即主压，基于该检测到的压力来推定。此外，在制动操作开始时，尤其是在基于主压来推定制动操作力的情况下，实际检测的制动操作力相对于制动操作而容易产生延迟，因此优选至少基于制动操作量来推定制动力要求的程度。
(9)根据(1)项至(8)项中任一项所述的电动制动装置，
所述间隙消除控制以直到所述间隙的1/3以上且2/3以下被消除为止使所述活塞以所述第一速度前进的方式进行。
实际上，上述的间隙即便大也仅为例如1mm左右。因此，要想使活塞以高的速度前进然后使活塞减速来消除间隙，在活塞前进了本方式中限定的与间隙被消除的量对应的距离时开始活塞从第一速度向第二速度的减速在兼顾响应性和顺畅的动作的方面是优选的。
附图说明
图1是表示实施例的电动制动装置的剖视图。
图2是表示构成图1所示的电动制动装置的电动制动促动器的剖视图。
图3是用于说明图2所示的电动制动促动器所具有的施力机构的补充图。
图4是用于说明电动制动装置的制动力延迟的坐标图。
图5是表示在实施例的电动制动装置中执行了间隙消除控制时的活塞的前进速度的变化的坐标图。
图6是在实施例的电动制动装置中执行的制动控制程序的流程图。
具体实施方式
以下，作为用于实施可请求保护的发明的方式，参照附图来详细说明作为可请求保护的发明的实施例的电动制动装置。需要说明的是，可请求保护的发明除了下述实施例之外，还能够以所述〔发明的方式〕一项所记载的方式为首，以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改良后的各种方式来实施。
[实施例]
[A]电动制动装置的结构
如图1所示，实施例的电动制动装置100构成为包括：配设有电动制动促动器110(以下，有时简称为“促动器110”)作为核心的构成要素的制动钳120(以下，有时简称为“钳120”)；作为与车轮一起旋转的旋转体的制动盘122。
i)制动钳的结构
钳120跨制动盘122而以能够沿轴线方向(图的左右方向)移动的方式保持于在将车轮保持为能够旋转的轮架(省略图示)上设置的支架(省略图示)。一对制动衬块(以下，有时简称为“衬块”)124a、124b以轴线方向的移动得到容许的状态夹着制动盘122而保持于支架。衬块124a、124b分别构成为包括位于与制动盘122接触的一侧的摩擦构件126和支承该摩擦构件126的支承板128。
如果为了简便起见而将图中的左方作为前方并将右方作为后方进行说明，则前方侧的衬块124a支承于作为钳主体130的前端部的爪部132。促动器110以该促动器110的壳体140固定于钳主体130的后方侧的部分的方式保持于钳主体130的后方侧的部分。促动器110具有相对于壳体140进退的活塞142，该活塞142通过前进而使前端部(详细而言是前端)与后方侧的衬块124b(详细而言是衬块124b的支承板128)卡合。并且，通过活塞142在卡合的状态下进一步前进，一对衬块124a、124b将制动盘122夹紧。换言之，各衬块124a、124b的摩擦构件126被压靠于制动盘122。通过该压靠来产生依赖于制动盘122与摩擦构件126之间的摩擦力的对于车轮的旋转的制动力、即用于使车辆减速、停止的制动力。
ii)电动制动促动器的构造
如图2所示，促动器110构成为除了上述的壳体140、上述的活塞142之外，还包括作为驱动源的电动马达144、用于使电动马达144的旋转减速的减速机构146、通过经由该减速机构146减速后的电动马达144的旋转而旋转的输入轴148、将该输入轴148的旋转动作转换成活塞142的前进后退动作的动作转换机构150等。需要说明的是，在以下的说明中，为了简便起见，将图的左方称为前方，将右方称为后方。
活塞142构成为包括活塞头152和作为该活塞142的中空的筒部的输出筒154，另一方面，电动马达144具有圆筒状的旋转驱动轴156。并且，输出筒154在旋转驱动轴156的内部且输入轴148在输出筒154的内部配设成相互同轴，详细而言，旋转驱动轴156、输出筒154、输入轴148配设成它们的轴线为相互共同的轴线即轴线L。其结果是，本促动器110为紧凑的结构。
旋转驱动轴156经由径向轴承158以能够旋转且不能沿轴线方向(轴线L延伸的方向，图中的左右方向)移动的方式保持于壳体140。电动马达144构成为包括：在旋转驱动轴156的外周配置于一个圆周上的磁铁160；以包围上述磁铁160的方式固定于壳体140的内周的线圈162。
减速机构146是构成为包括在旋转驱动轴156的后端固定地附设的中空的太阳轮164、固定于壳体140的齿圈166、与上述太阳轮164和齿圈166的双方啮合而绕着太阳轮164进行公转的多个行星齿轮168(在图中仅示出了一个)的行星齿轮式减速机构。多个行星齿轮168分别以能够自转的方式保持于作为轮架的凸缘170。输入轴148是构成前方侧的部分的前方轴172与构成后方侧的部分的后方轴174螺合而成的轴，凸缘170夹设并固定在上述前方轴172与后方轴174之间，由此与前方轴172及后方轴174一体地旋转，即，与输入轴148一体地旋转。经由这样构成的减速机构146，旋转驱动轴156的旋转即电动马达144的旋转被减速并作为输入轴148的旋转而传递。此外，输入轴148经由凸缘170、推力轴承176、支承板178而以能够旋转且不能沿轴线方向移动的方式支承于壳体140。
动作转换机构150构成为包括：外螺纹及齿形成部180，是设置在输入轴148的前方轴172的外周且形成有外螺纹及外齿的部分；内螺纹形成部182，设置在活塞142的输出筒154的内部且形成有内螺纹；齿圈184，插入并固定于输出筒154的后端部且形成有内齿；及多个行星辊186(在图中仅示出了一个)，配设在前方轴172的外周与输出筒154的内周之间。在行星辊186的外周上，与前方轴172的外周同样地形成有外螺纹及外齿。此外，前方轴172的外螺纹及齿形成部180、行星辊186都是在形成有外螺纹的整个区域形成有外齿，因此看起来像在外周面形成有纹理。
行星辊186的外齿与在前方轴172的外螺纹及齿形成部180形成的外齿及齿圈184的内齿的双方啮合，而且，行星辊186的外螺纹与在前方轴172的外螺纹及齿形成部180形成的外螺纹及在输出筒154的内螺纹形成部182形成的内螺纹的双方螺合。各外螺纹、内螺纹的螺距彼此相等，但各外螺纹、内螺纹的条数互不相同。
该动作转换机构150是公知的动作转换机构，其结构、动作原理等例如在日本特开2007-56952号公报中作出了详细说明，因此这里简单地进行说明。粗略地说，在本动作转换机构150中，行星辊186的外齿的齿数与齿圈184的内齿的齿数之比和行星辊186的外螺纹的条数与在输出筒154的内螺纹形成部182形成的内螺纹的条数之比相等，但行星辊186的外齿的齿数与在前方轴172的外螺纹及齿形成部180形成的外齿的齿数之比和行星辊186的外螺纹的条数与在前方轴172的外螺纹及齿形成部180形成的外螺纹的条数之比不同。即，存在工作差。
活塞142绕着轴线的旋转即输出筒154的旋转被禁止，如果使输入轴148旋转，则行星辊186一边自转一边绕着输入轴148的前方轴172公转。此时，基于先前说明的齿的齿数之比及螺纹的条数之比的关系，行星辊186与输出筒154不会沿轴线方向进行相对移动，行星辊186与输入轴148会沿轴线方向进行相对移动。即，基于上述工作差，活塞142与行星辊186一起相对于输入轴148沿轴线方向移动。
从以上的说明可知，在本促动器110中，通过使电动马达144旋转而使活塞142进退。图示的状态是活塞142在可动范围内位于最后端侧的位置(以下，有时称为“设定后退端位置”)的状态，详细而言，如果从该状态起使电动马达144正向旋转，则活塞142前进，从图1可知，在活塞142的前端与衬块124b卡合的状态下，衬块124a、124b被压靠于制动盘122，产生制动力。此外，该制动力的大小成为与向电动马达144供给的电流对应的大小。然后，如果使电动马达144反向旋转，则活塞142后退，活塞142与衬块124b的卡合被解除，成为不产生制动力的状态，最后，活塞142返回到图2所示的设定后退端位置。
除了以上说明的构成要素之外，在本促动器110中，还设有旋转变压器188作为用于检测电动马达144的旋转角的马达旋转角传感器。基于该旋转变压器188的检测信号，能够检测活塞142在轴线方向上的位置、移动量。而且，在支承板178与推力轴承176之间配设有用于检测作用于输入轴148的推力方向的力即轴力的轴力传感器190(负荷传感器)。该轴力相当于活塞142将制动衬块124b压靠于制动盘122的力，基于轴力传感器190的检测值，能够检测该电动制动装置100产生的制动力。
另外，在本促动器110中，为了发挥作为电动驻车制动器的功能，也设有禁止输入轴148的旋转的机构。详细而言，在上述凸缘170的外周形成有棘齿192，另一方面，设有在顶端具有用于卡定棘齿192的卡定爪194的柱塞196和固定在壳体140的外周而使柱塞196进退的螺线管198。通过在使螺线管198励磁而使柱塞196突出的状态下使电动马达144正向旋转，卡定爪194将棘齿192卡定，即使在该状态下解除螺线管198的励磁，活塞142的后退也被禁止。在要解除卡定爪194的卡定的情况下，在使螺线管198保持非励磁状态的状态下使电动马达144正向旋转即可。
在活塞142前进而产生了制动力的状态下例如切断了向电动马达144的电流等情况下，无法使活塞142后退，产生制动力的状态继续。设想这样的情况，本促动器110具备通过弹性体发挥的弹性力而使活塞142后退的机构。但是，先前说明的动作转换机构150的反效率(通过活塞142的进退而使输入轴148旋转时的效率)比正效率(通过输入轴148的旋转而使活塞142进退时的效率)小。因此，作为上述机构，本促动器110具备将活塞142后退的方向的旋转作用力(也可以称为“旋转转矩”)向输入轴148施加的施力机构200。
具体而言，施力机构200构成为包括：外圈202，固定于壳体140；内圈204，以与输入轴148的后方轴174一体旋转的方式固定于该后方轴174，并配置于外圈202的内侧；及作为弹性体的盘簧(有时也称为“发条弹簧”或“发条”)206，配设于外圈202和内圈204各自的面对对方的部分彼此之间。盘簧206在图2所示的状态即活塞142位于上述的设定后退端位置的状态下，如图3的(a)所示，盘簧206几乎未发生弹性变形，为大致不产生弹性力的状态。从该状态起，随着利用电动马达144使输入轴148旋转而使活塞142前进，如图3的(b)所示，盘簧206逐渐卷紧而产生弹性力。即，与活塞142从设定后退端位置前进的前进量对应的大小的弹性力作为与活塞142的前进对抗的作用力、即使活塞142后退的方向的作用力发挥作用。换言之，通过盘簧206而作用于输入轴148的作用力随着活塞142前进而增大。通过这样的旋转作用力，即使在活塞142前进而产生了制动力的状态下无法利用电动马达144使活塞142后退的情况下，也能够使活塞142后退。
在以上说明的结构下，电动制动装置100利用摩擦力来产生用于阻止车轮的旋转的制动力，即，依赖于电动马达144产生的力来产生用于对车辆进行制动的制动力(以下，有时称为“电动制动力”)。如图1所示，电动制动装置100具备用于掌管该电动制动装置100的控制的控制装置即控制器210。控制器210以计算机为主用构成要素而构成，且构成为也包括电动马达144、螺线管198的驱动电路，经由上述驱动电路从作为定电压电源的蓄电池212向电动马达144、螺线管198供给电力。
[B]电动制动装置的基本控制
本电动制动装置100的基本控制(详细而言是电动制动力FEM的控制)通过控制器210控制向电动马达144供给的电流(以下，有时称为“供给电流”)I来进行。
详细而言，如图1所示，配备有该电动制动装置100的车辆具备由驾驶员操作的制动操作构件即制动踏板214，而且对制动踏板214配设有用于检测向该制动踏板214施加的制动操作力σ的操作力传感器216。控制器210首先基于检测到的制动操作力σ来决定车辆整体所需的制动力即所需整体制动力FSUM *，并基于该所需整体制动力FSUM *来决定设有该电动制动装置100的车轮应该分担的制动力、也就是该电动制动装置100应该分担的电动制动力FEM即目标电动制动力FEM *。该目标电动制动力FEM *是制动力要求，其大小为制动力要求的程度。
然后，控制器210基于目标电动制动力FEM *来决定上述的轴力(推力载荷)WS的目标值即目标轴力WS *，以使由轴力传感器190检测的轴力成为目标轴力的方式，按照反馈手法来决定向电动马达144的供给电流I，并将该供给电流I向电动马达144供给。通过关于基本控制而说明的上述一系列处理，会产生与制动力要求对应的电动制动力FEM，因此，基本控制可认为是制动力要求依据控制，而且，以下有时称为制动力要求依据控制。
需要说明的是，以上说明的制动力要求依据控制是基于驾驶员的制动操作的控制，但例如在不基于驾驶员的制动操作的自动制动的情况下，例如，如果将该车辆构成为从自动驾驶系统、紧急停止系统等向控制器210发送与所需整体制动力FSUM *或目标电动制动力FEM *相关的信号，则能够基于该发送的信号来进行制动力要求依据控制。
[C]实施例的电动制动装置中的特别控制
以下，说明实施例的电动制动装置100中的特别控制、即特征性的控制。
i)分离控制
在制动力非要求时，可能会产生在摩擦构件126与作为旋转体的制动盘122滑动接触的状态下车轮旋转的现象、即拖曳现象，该拖曳现象会成为车轮的旋转阻力，因此会成为车辆驱动能量的损失即燃料经济性的恶化的原因之一。考虑到该拖曳现象，在本电动制动装置100中，在制动力非要求时，通过电动马达144的驱动使活塞142移动至设定后退端、即图2所示的位置。即，执行用于实现在摩擦构件126与制动盘122之间存在充分的间隙的状态即间隙存在状态的分离控制。通过该间隙存在状态的实现，在电动制动装置100中，从制动力要求刚消失之后起，拖曳现象被消除。即，通过避免或减轻拖曳现象，根据本电动制动装置100，能降低车辆驱动能量的损失，提高燃料经济性。
需要说明的是，图1突出地表示了上述间隙，但严格来说，上述间隙可认为是图1所示的四个部位的间隙、即钳主体130的爪部132与制动衬块124a的支承板128之间的间隙CL1、制动衬块124a的摩擦构件126与制动盘122之间的间隙CL2、制动盘122与制动衬块124b的摩擦构件126之间的间隙CL3、制动衬块124b的支承板128与活塞142之间的间隙CL4的合计。
ii)进行分离控制所引起的问题
如果进行分离控制，则在制动力非要求时，实现上述的间隙存在状态。在该状态下产生了制动力要求的情况下，在促动器110的活塞142前进至间隙消失的位置时产生电动制动力FEM，因此从制动力要求的产生到实际的电动制动力FEM的产生为止，多少会花费时间。即，该电动制动装置100的响应性会恶化。具体而言，会产生如图4的坐标图所示的电动制动力延迟ΔtEM。此外，坐标图示意性地表示从产生制动力要求的时间点起进行了上述制动力要求依据控制时的电动制动力FEM相对于经过时间t的变化，在坐标图中，作为制动力要求，用单点划线示出了目标电动制动力FEM *。
为了改善上述响应性，也可考虑在制动力非要求时在一定程度上消除间隙。然而，即使例如存储在上次的制动力要求中实际产生了电动制动力的时间点的活塞的位置(以下，有时称为“活塞位置”)pP并基于该活塞位置来调整制动力非要求时的间隙，根据车辆的行驶状态等，也未必能得到适当的间隙。
另一方面，也可考虑在产生了制动力要求时使活塞142高速前进至间隙消除的位置。然而，这种情况下，可能会高速进行活塞142向制动衬块124b的支承板128的抵接、钳主体130的爪部132向制动衬块124a的支承板128的抵接、制动衬块124a、124b各自的摩擦构件126向制动盘122的抵接等，也能预想到冲击音的产生、由抵接时的活塞142的前进的速度(以下，有时称为“活塞前进速度”)vP的骤变引起促动器110的动作的顺畅性受损这样的情况。
iii)间隙消除控制
因此，在本电动制动装置100中，从产生制动力要求的时间点起执行用于消除间隙的间隙消除控制，在该间隙消除控制的结束之后执行上述制动力要求依据控制。
简单而言，间隙消除控制是如下控制：在产生了制动力要求时，使活塞142以比较高的第一速度vP1前进，然后使活塞142减速至比第一速度vP1低的第二速度vP2而前进，消除间隙。图5示出执行了间隙消除控制时的活塞前进速度vP相对于活塞前进位置pP的变化。
如果参照图5进行说明，则第一速度vP1是将基于电动马达144、促动器110、蓄电池212的性能等而确定的容许的最大的电流(以下，有时称为“最大电流IMAX”)向电动马达144供给时的速度，是能够认为是所谓的最高速度的活塞前进速度vP。第二速度vP2基于推定为在间隙被消除之后在制动力要求依据控制中活塞142应该会前进的速度来设定。在间隙消除之后，活塞142一边使摩擦构件126弹性变形一边前进。弹性变形的量依赖于摩擦构件126的弹簧常数和产生的电动制动力FEM，因此此时的活塞前进速度vP成为按照电动制动力FEM的增加梯度的速度。鉴于此，第二速度vP2基于制动力要求的程度的增加梯度、即作为目标电动制动力FEM *的变化梯度的目标电动制动力变化梯度ΔFEM *(在目标电动制动力FEM *处于增加过程的情况下成为增加梯度)来决定。具体而言，在控制器210预先存储有表示目标电动制动力变化梯度ΔFEM *与间隙消除后的活塞前进速度vP的关系的映射形式的数据，基于该数据，以目标电动制动力变化梯度ΔFEM *越大则第二速度vP2越高的方式决定第二速度vP2。此外，图5的单点划线示出目标电动制动力变化梯度ΔFEM *大的情况，双点划线示出目标电动制动力变化梯度ΔFEM *小的情况。
间隙消除控制在活塞前进位置pP成为了推定为间隙应该会被消除的位置即规定位置pP0时结束。控制器210如先前说明那样，基于旋转变压器188的检测信号始终掌握着设定以后退端位置为0的活塞前进位置pP，而且也基于用于检测实际产生的电动制动力FEM的传感器即上述轴力传感器190对轴力WS的检测掌握着在上次的制动力要求中实际产生了电动制动力FEM时的活塞前进位置pP。控制器210将该位置pP设定为新产生了制动力要求时的上述规定位置pP0。此外，以下，有时将该规定位置pP0称为间隙消除预定位置pP0或制动力产生预定位置pP0。
要想兼顾上述的该电动制动装置100的响应性和顺畅的动作，在间隙消除控制中，活塞142从第一速度vP1向第二速度vP2的减速优选在间隙被消除1/3以上且2/3以下时开始。换言之，优选使活塞142以第一速度vP1前进至间隙被消除1/3以上且2/3以下为止。鉴于此，在本间隙消除控制中，在间隙被消除1/2左右时开始活塞142从第一速度vP1向第二速度vP2的减速。具体而言，将活塞142从设定后退端位置前进了从设定后退端位置到上述间隙消除预定位置pP0的距离的一半的位置设定为减速开始位置pP1(＝pP0/2)，在活塞142前进至该位置pP1时，开始上述减速。需要说明的是，在活塞142到达减速开始位置之前，活塞前进速度vP为第一速度vP1。
另外，在本间隙消除控制中，在上述减速时，活塞前进速度vP相对于活塞142的前进距离即活塞前进位置pP的减小的梯度即活塞减速梯度ΔvP逐渐变小。即，如果用线来表示减速时的活塞前进速度vP的变化，则如图5的坐标图所示，以使该线呈向下凸出的形状的方式使活塞前进速度减小。换言之，以使减速度逐渐减小的方式使活塞142减速前进。具体而言，在控制器210中，为了应对第二速度vP2的差异而关于若干变化的方式存储有表示活塞前进速度vP相对于活塞前进位置pP的关系的映射形式的数据，基于该数据，每当活塞142前进时决定该应前进的速度即目标前进速度vP *，基于该目标前进速度vP *来决定活塞142减速时的向电动马达144的供给电流I即减速时电流，基于该电流来控制促动器110。通过这样使活塞减速梯度ΔvP变化，即使在间隙实际被消除的活塞前进位置pP从间隙消除预定位置pP0发生某些偏离的情况下，在从间隙消除控制向制动力要求依据控制的切换中，活塞142的前进速度vP的变化也小，能确保该电动制动装置100的顺畅的动作。
[D]包含间隙消除控制的控制处理的流程
包括上述间隙消除控制的本电动制动装置100的控制通过控制器210以短的时间间距(例如，几msec～几十msec)反复执行图6的流程图所示的制动控制程序来进行。以下，顺着该流程图对按照制动控制程序的控制处理进行说明。此外，以下的说明限定于基于驾驶员的制动操作的制动力要求来进行。
在按照制动控制程序的处理中，首先，在S1(“S”是步骤的简称，以下的步骤也同样地表述)中，基于由操作力传感器216的检测信号取得的制动操作力σ，来决定作为制动力要求的程度的目标电动制动力FEM *，基于该目标电动制动力FEM *和在上次的该程序的执行中决定出的目标电动制动力FEM *，来确定目标电动制动力变化梯度ΔFEM *，基于旋转变压器188的检测信号，来确定当前时间点的活塞142的位置即活塞前进位置pP。
在接下来的S2中，基于决定出的目标电动制动力FEM *，判定驾驶员是否正在进行制动操作。在目标电动制动力FEM *为0以上时，驾驶员正在进行制动操作，在这种情况下，在接下来的S3中，基于间隙消除控制执行标志FC的值来判定是否正在执行间隙消除控制。间隙消除控制执行标志FC是在正在进行间隙消除控制时或应该进行间隙消除控制的情况下值被设为“1”，且在没有进行间隙消除控制时或不应该进行间隙消除控制的情况下值被设为“0”的标志。初始值为“1”。
在判定为没有执行间隙消除控制或不应该进行间隙消除控制的情况下，在S4中，进行先前说明的基本控制即制动力要求依据控制，基于制动力要求的程度即目标电动制动力FEM *来控制促动器110的电动马达144。由此，产生与目标电动制动力FEM *相当的电动制动力FEM。
另一方面，在判定为正在进行间隙消除控制或应该进行间隙消除控制的情况下，在S5中，判定活塞142是否到达了上述的间隙消除预定位置pP0。在到达了间隙消除预定位置pP0的情况下，为了使间隙消除控制结束而在S6中将间隙消除控制执行标志FC的值设为“0”，在S4中进行制动力要求依据控制。在活塞142未到达上述的间隙消除预定位置pP0的情况下，进行流程图中由虚线包围的处理即间隙消除控制。
在间隙消除控制的处理中，首先，在S7中判定活塞142是否到达了上述的减速开始位置pP1(＝pP0/2)。在未到达减速开始位置pP1的情况下，在S8中将向电动马达144的供给电流I决定为最大电流IMAX，将该最大电流IMAX向电动马达144供给，使活塞142以上述第一速度vP1前进。另一方面，在活塞142到达了减速开始位置pP1的情况下，在S9中，基于目标电动制动力变化梯度ΔFEM *，参照先前说明的映射数据来决定在间隙消除控制中应该使活塞142最终减速的速度即上述第二速度vP2，基于决定的第二速度vP2和当前时间点的活塞前进位置pP，参照先前说明的映射数据来决定在当前时间点应该使活塞142前进的速度即目标前进速度vP *。并且，基于决定出的目标前进速度vP *，决定在当前时间点应该向电动马达144供给的电流I作为减速时电流IDEC，并将该减速时电流IDEC向电动马达144供给。
在间隙消除控制的处理或制动力要求依据控制的处理之后，在S10中，基于由轴力传感器190检测到的轴力WS来判定在本次的该程序的执行中是否在产生制动力要求后首次产生了该轴力WS。即，判定是否在产生制动力要求后首次产生了实际的电动制动力FEM。换言之，判定间隙是否实际已被消除。在判定为本次间隙已消除的情况下，在S11中，将当前时间点的活塞前进位置pP设定为下次的制动操作中的执行该程序时的间隙消除预定位置pP0。
在S2中判定为没有进行制动操作的情况下，在S12中判定一系列制动操作是否已在上次的该程序的执行中结束，在判定为已结束的情况下，在S13中执行上述的分离控制、即为了使规定的间隙存在而用于使活塞142后退至设定后退端位置的控制。在没有进行制动操作的情况下，在S14中将间隙消除控制执行标志的值重置为“1”。
[E]变形例
在上述实施例的电动制动装置100中，基于制动操作力σ来决定作为制动力要求的程度的目标电动制动力FEM *，但也可以基于制动操作构件即制动踏板214的操作量即制动操作量来决定目标电动制动力FEM *，还可以基于制动操作力σ和制动操作量的双方来决定目标电动制动力FEM *。而且，在上述实施例的电动制动装置100的控制处理中，说明了基于驾驶员的制动操作的制动力要求，但例如关于自动制动的制动力要求，也可以应用上述控制处理。具体而言，例如，在从关于自动制动的控制器向控制器210发送来关于车辆整体所需的制动力即所需整体制动力FSUM *的信号的情况下，控制器210基于该所需整体制动力FSUM *来决定该电动制动装置100的目标电动制动力FEM *，并执行上述的控制处理即可。
上述实施例的电动制动装置100例如在车辆为四轮车的情况下可以对于四个车轮分别设置。而且，也可以对四个车轮中的例如两个车轮分别设置上述电动制动装置100并对其他两个车轮设置液压制动装置来构成车辆。此外，例如，在具备再生制动装置的车辆中也能够一并设置上述电动制动装置100。
标号说明
100：电动制动装置
110：电动制动促动器
120：制动钳
122：制动盘〔旋转体〕
124a、124b：制动衬块
126：摩擦构件
142：活塞
144：电动马达
210：控制器
214：制动踏板〔制动操作构件〕
FEM：电动制动力
FEM *：目标电动制动力〔制动力要求的程度〕
ΔFEM *：目标电动制动力变化梯度〔制动力要求的增加梯度〕
I：供给电流
IMAX：最大电流
IDEC：减速时电流
ΔtEM：电动制动力延迟
pP：活塞前进位置
pP0：间隙消除预定位置(制动力产生预定位置)
pP1：减速开始位置
vP：活塞前进速度
vP1：第一速度
vP2：第二速度
ΔvP：活塞减速梯度
CL1～CL4：间隙

Claims (9)

1.一种电动制动装置，是车辆用的电动制动装置，具备与车轮一起旋转的旋转体、被压靠于该旋转体的摩擦构件、通过利用电动马达使活塞前进而将所述摩擦构件压靠于所述旋转体的促动器及控制该促动器的控制器，构成为在不存在制动力要求时，为了使所述摩擦构件与所述旋转体之间存在间隙而使所述活塞后退至设定后退端，其中，
所述控制器构成为，对于所述促动器，
在产生了制动力要求时，执行使所述活塞以第一速度前进，然后使活塞减速至比所述第一速度低的第二速度而前进，从而使所述间隙消除的间隙消除控制，
在该间隙消除控制之后，执行用于产生与制动力要求的程度对应的制动力的制动力要求依据控制。
2.根据权利要求1所述的电动制动装置，
所述第一速度为将容许的最大的电流供给到所述电动马达时的速度。
3.根据权利要求1或2所述的电动制动装置，
所述第二速度基于推定为在所述间隙被消除之后在所述制动力要求依据控制中所述活塞应该会前进的速度来决定。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动制动装置，
所述第二速度基于制动力要求的程度的增加梯度来决定。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动制动装置，
所述控制器构成为，使所述间隙消除控制在所述活塞前进至推定为所述间隙应该会被消除的位置的时间点结束，从该时间点起执行所述制动力要求依据控制。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动制动装置，
所述间隙消除控制以一边使所述活塞的前进速度的减小梯度逐渐变小一边使所述活塞从所述第一速度减速至所述第二速度而前进的方式执行。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电动制动装置，
该电动制动装置具备用于检测实际产生的制动力的传感器，
所述制动力要求依据控制为以使所述检测到的制动力与制动力要求的程度一致的方式控制向所述电动马达供给的电流的控制。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电动制动装置，
制动力要求的程度至少基于驾驶员向制动操作构件施加的制动操作力来推定。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的电动制动装置，
所述间隙消除控制以直到所述间隙的1/3以上且2/3以下被消除为止使所述活塞以所述第一速度前进的方式执行。
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