CN109890673B - 电动制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种电动制动装置，其可通过不带角度传感器的控制，相对制动力指令值，以良好的精度对制动力推算值进行跟踪控制，另外可谋求成本的降低等的效果。该电动制动装置包括控制装置(2)，该控制装置(2)以已提供的制动力指令值，对通过制动力推算机构(26)而推算的制动力推算值进行跟踪控制。控制装置(2)包括不带角度传感器的控制功能部(20)，该不带角度传感器的控制功能部(20)不依赖于电动机(4)的实际的角度，而确定电动机(4)的相电流的相位，以基于已确定的相电流的相位的电流值控制电动机(4)。不带角度传感器的控制功能部(20)包括电流相位确定部(25b)，该电流相位确定部(25b)根据上述制动力指令值和上述制动力推算值的偏差，确定作为电动机(4)的相电流的相位的电流相位。

Description

电动制动装置
相关申请
本申请要求申请日为2016年11月4日、申请号为JP特愿2016－215885的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
技术领域
本发明涉及电动制动装置，本发明涉及可进行不带角度传感器的控制的电动制动装置。
背景技术
作为电动机装置和采用电动机的电动促动器，包括有下述的技术。
(1)通过减速器而减小电动机的旋转驱动的速度，将已减速的旋转驱动经由直线运动机构变换为直线驱动，通过该直线驱动，将摩擦垫按压接触于圆盘转子，附加制动力的技术(专利文献1)。
(2)采用转子磁通的相位推算观测器(observer)的不带传感器的矢量控制技术(专利文献2)。
(3)根据高频电压和电流，推算转子角度的同步电动机的不带传感器的矢量控制技术(专利文献3)。
(4)在经过2相变换处理的γδ准同步指标系统中，根据非纯圆高频电压和电流推算转子角度和相位的交流电动机的不带传感器的矢量控制技术(专利文献4)。
(5)使电动机电流相位为相对电流相位，转矩单调增加的区域，对应于负荷，相位差自动调整的不带传感器的控制法的技术(专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2003－247576号公报
专利文献2：JP特开2004－96979号公报
专利文献3：JP特开2002－51597号公报
专利文献4：JP特开2008－295279号公报
专利文献5：JP特开2006－174681号公报
发明内容
发明要解决的课题
比如，在使用了采用专利文献1那样的技术的电动促动器的电动制动装置中，具有电动机要求极高的冗余性的情况。比如，具有即使在电动机线圈或传感器等产生异常的情况下，仍必须要求继续动作的情况。特别是，在采用电动机角度传感器的场合，该电动机角度传感器必须设置在电动机的内部的情况多，具有暴露于极高的负荷中的可能性。
作为上述的对策，比如，具有在专利文献2～5中记载的那样的采用不带角度传感器的控制的情况。此时，比如，一般人们知道有在专利文献2中记载的根据依赖于转子磁通的感应电压等的电压和电流的关系，推算角度的方式。但是，比如，在专利文献1那样的电动制动装置中，在进行跟踪踏板操作或以规定的制动力而维持的零～低速的角速度的动作的场合，具有因感应电压极小，角度推算困难的情况。另外，具有比如，连续地进行ABS(防抱死制动系统)动作这样的产生制动器高速地反复增压和减压的极大的角速度变动的动作的场合，由于电动机的电感误差等造成的推算误差没有充分地收敛，故具有正确的角度推算困难的情况。
作为即使在上述的情况下，仍可推算电动机角度的方式，比如，具有采用在专利文献3、4中记载的下述的方式的情况，在该方式中，在电动机驱动电压上叠加规定的频率的电压，根据上述规定的频率的电压和电流的关系等，利用电感和磁性饱和特性的突极性推算电动机角度。但是，比如，对于用于上述电动制动装置这样的电动机，为了实现装载空间受到限制的高速响应而极力地减小惯性力矩等的理由，以极小的类型而进行设计的情况多。由此，具有下述的情况，即，与上述高频电流同步产生较大的角速度变动，上述角速度变动造成的影响作用于上述高频电压和电流的关系，角度的推算困难。
作为像上述那样，不必要求频率成分的叠加的不带角度传感器的控制方法，比如，人们提出有专利文献5那样的下述的方式，在该方式中，电流相位为相对相位差，转矩呈现单调增加倾向的区域(MIR区域)，通过控制装置内部的矢量旋转器，使2相正交坐标系统旋转。但是，按照上述的方法，在矢量静止的场合的定位时，由于矢量旋转器的相位和实际的转子相位对应于负荷而具有偏差，故在对应于制动力，负荷变动的电动制动装置中，具有难以进行正确的定位的情况。
另外，在专利文献5的方式适用于电动制动装置的场合，由于在对规定的制动力进行定位时的电动机电流经常固定在最大的电流值，故即使在平缓的制动用的轻度的制动操作，或离开制动踏板，解除制动器的动作的情况下，仍施加与产生大的制动力时同等的电动机电流，耗电量增加。另外，因会在平时施加上述大的电流，电动机的发热增加，由此，具有电动机尺寸、重量和成本增加的可能性。
本发明的目的在于提供一种电动制动装置，其可通过不带角度传感器的控制，相对制动力指令值以良好的精度对制动力推算值进行跟踪控制，另外可谋求冗余性的提高和成本的降低等的效果。
用于解决课题的技术方案
在下面，为了容易理解，适当参照实施方式的标号而进行说明。
本发明的电动制动装置包括：制动盘Br；摩擦部件9，该摩擦部件9与该制动盘Br接触；摩擦部件操作机构6，该摩擦部件操作机构6使该摩擦部件9与上述制动盘Br接触；电动机4，该电动机4驱动该摩擦部件操作机构6；制动力推算机构26，该制动力推算机构26求出作为制动力的推算值的制动力推算值，该制动力通过上述摩擦部件操作机构6，使上述摩擦部件9和上述制动盘Br接触而产生；控制装置2、2A，该控制装置2、2A使该制动力推算机构26而推算的制动力推算值跟踪控制已提供的制动力指令值，
该控制装置2、2A包括不带角度传感器的控制功能部20，该不带角度传感器的控制功能部20不依赖于上述电动机4的实际的角度，而确定上述电动机4的相电流的相位，以基于已确定的上述相电流的相位的电流值控制上述电动机4；
该不带角度传感器的控制功能部20包括电流相位确定部25b，该电流相位确定部25b根据上述制动力指令值和上述制动力推算值的偏差，确定作为上述电动机4的相电流的相位的电流相位。
按照该方案，控制装置2、2A中的不带角度传感器的控制功能部20不依赖于电动机4的实际的角度而确定电动机4的电流相位，通过基于已确定的电流相位的电流值(电动机电流目标值)，控制电动机4。该不带角度传感器的控制功能部20中的电流相位确定部25b根据通过制动力推算机构26而推算的制动力推算值与上述制动力指令值的偏差确定电流相位。控制装置2、2A根据制动力推算值和制动力指令值的偏差求出运算电动角速度，根据由该运算角速度而确定的运算电动角求出电动机电流。控制装置2、2A使根据上述运算电动角而求出的电动机电流等跟踪：通过电流相位确定部25b而确定的电流相位等而求出的电动机电流目标值。像这样，对应于制动力推算值和制动力指令值的偏差值(制动力偏差)而求出的电动机电流跟踪：根据没有上述制动力偏差的电流相位等而求出的电动机电流目标值。于是，可通过不带角度传感器的控制，相对制动力指令值，以良好的精度而跟踪控制制动力推算值。另外，在没有设置直接地检测电动机4的角度的角度传感器的场合，可削减部件数量，可谋求成本的降低。
上述不带角度传感器的控制功能部20也可包括：
电动角速度运算部23，该电动角速度运算部23根据上述制动力指令值和上述制动力推算值的偏差确定上述电动机4的运算电动角速度；
运算电动角度确定部24，该运算电动角度确定部24根据通过该电动角速度运算部23而确定的上述运算电动角速度的积分值，确定上述电动机4中的运算电动角；
对于电流相位确定部25b，从通过上述运算电动角度确定部24而确定的运算电动角中扣除上述电动机4的实际的电动角之后的电动角偏差在正负的已确定的范围内，以构成上述电动角偏差与电动机转矩的增减的关系相等的电流条件的电流相位，控制上述电动机4的电动机电流。
上述运算电动角速度、上述运算电动角分别指在控制装置内部进行运算的电动角速度、电动角。
上述正负已确定的范围为通过设计等方式而任意地确定的范围，比如通过借助试验和模拟中的任意一者或两者而求出适合的范围的方式确定。
按照该方案，电动角速度运算部23根据制动力指令值和制动力推算值的偏差，确定电动机4的运算电动角速度。运算电动角度确定部24通过对已确定的运算电动角速度进行积分处理等的处理，将其变换为运算电动角。对于电流相位确定部25b，从运算电动角中扣除实际的电动角之后的电动角偏差在的正负的已确定的范围内，以构成电动角偏差与电动机转矩的增减的关系相等的电流条件的电流相位，控制电动机电流。
在相对运算电动角，实际的电动角延迟的场合，在相对规定的电流规范，电动机转矩增加，相对运算电动角，实际的电动角前移时，相对规定的电流规范，电动机转矩减少。其结果是，在任意的负荷状况下，在实际的电动角具有与负荷相对应的电动角偏差的状态下跟踪在控制装置内部进行运算的运算电动角。换言之，相对在控制装置内部进行运算的运算电动角速度，在基本没有偏差的情况下实际的电动机电动角进行跟踪。即，可通过对应于制动力的偏差，确定运算电动角速度，在大致没有偏差的情况下，使制动力推算值跟踪制动力指令值。
上述控制装置2、2A也可具有下述功能，该功能根据上述制动力指令值和上述制动力推算值中的任意一者或两者，确定上述电动机4的电动机电流的值，该控制装置根据该电动机电流的值和上述电流相位控制上述电动机4的电动机电流。在此场合，可提高响应性和最大制动力，降低零或较轻的制动操作的耗电量。
还可在基于上述制动力指令值和上述制动力推算值中的至少任意一者的制动力的值不超过预先确定的值的场合，上述控制装置2、2A不依赖于上述制动力的值，而将上述电动机电流的值设定在预先确定的下限值。上述已确定的值为通过设计等方式而任意地确定的值，比如，通过借助试验和模拟中的任意一者或两者而求出适合的范围的方式确定。按照该方案，如果在齿槽转矩和促动器摩擦力等的影响较大的制动力低的区域，不依赖于基于制动力的值，将上述电动机电流的值设定在已确定的下限值，则可实现稳定的动作，该方式是优选的。
上述控制装置2、2A也可具有判断没有产生上述制动力的制动解除状态的功能，在判定为上述制动解除状态时，使上述电动机电流为零。在此场合，可降低制动解除状态的耗电量。
也可这样形成，即，其包括角度检测机构Sb，该角度检测机构Sb直接检测该电动机4的角度或相当于该角度的物理量；
上述控制装置2A包括异常判断部35a，该异常判断部35a判断上述角度检测机构Sb是否正常，在通过该异常判断部35a而判定上述角度检测机构Sb正常时，以基于上述角度检测机构Sb的检测结果的电流相位控制上述电动机4的电动机电流，在通过上述异常判断部35a而判定上述角度检测机构Sb不正常时，通过上述不带角度传感器的控制功能部20控制上述电动机4。
按照该方案，在采用角度检测机构Sb的通常的控制系统的场合，与采用不带角度传感器的控制功能部20的控制系统相比较，可提高响应性。在判定角度检测机构Sb不正常时，可通过借助上述不带角度传感器的控制功能部20控制电动机4，提高冗余性。
上述控制装置2A也可包括响应性限制功能部34，该响应性限制功能部34按照下述方式进行限制，该方式为：与上述角度检测机构Sb正常时相比较，作出上述角度检测机构Sb不正常的上述判断，进行上述不带角度传感器的控制功能部20的控制时的电动制动装置的响应速度降低。在这里，在进行上述不带角度传感器的控制功能部20的控制的场合，具有因制动力指令值的急剧的变化，产生过调节、振动的情况。由此，在像这样，角度检测机构Sb不正常的场合，可通过限制电动制动装置的响应性，抑制过调节、振动，提高控制系统的稳定性。
权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本发明中。
附图说明
根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。
图1为以概括方式表示本发明的一个实施方式的电动制动装置的图；
图2为表示电动制动装置的控制系统的构思方案的方框图；
图3为表示该电动制动装置的不带角度传感器的控制功能部的结构例子的方框图；
图4为本发明的另一电动制动装置中的角度检测机构正常的场合的控制系统的方框图；
图5为该电动制动装置中的角度检测机构发生异常的场合的控制系统的方框图。
具体实施方式
根据图1～图3，对本发明的一个实施方式的电动制动装置进行说明。该电动制动装置装载于比如车辆上。像图1所示的那样，该电动制动装置至少包括电动机装置Dm，在本实施方式中，还包括制动操作机构18(图2)与电源装置3。电动机装置Dm包括电动促动器1与控制装置2。首先，对电动促动器1进行说明。
(电动促动器1)
电动促动器1包括电动机4、减速机构5、摩擦部件操作机构6、停车制动机构Pb、制动盘Br、摩擦部件9与荷载传感器Sa(图2)。电动机4、减速机构5与摩擦部件操作机构6组装于比如图示之外的外壳等中。
电动机4为包括定子和转子的同步电动机，如果其比如由永久磁铁型的同步电动机构成，则节省空间、转矩提高，从此方面说，该方式是优选的。图1的例子的电动机4配置有上述定子和上述转子，采用通过旋转轴径向的交链磁通而产生转矩的径向间隙电动机。但是，上述定子也可为具有2个系统以上的定子线圈的结构。另外，电动机4也可为轴向间隙电动机，该轴向间隙电动机通过旋转轴方向的交链磁通而产生转矩。
减速机构5为减小电动机4的旋转速度的机构，其包括一次齿轮12、中间(二次)齿轮13与三次齿轮11。在本例子中，减速机构5可通过中间齿轮13减小安装于电动机4的转子轴4c上的一次齿轮12的旋转速度，将该旋转传递给固定于旋转轴10的端部上的三次齿轮11。
摩擦部件操作机构6采用直线运动机构。作为摩擦部件操作机构6的直线运动机构为下述的机构，其通过给进丝杠机构将从减速机构5而输出的旋转运动变换为直线运动部14的直线运动，使摩擦部件9与制动盘Br抵接或与其离开。直线运动部14以止转的方式，并且以在由箭头A1表示的轴向而自由移动的方式支承。在直线运动部14的外侧端设置摩擦部件9。将经由减速机构5的电动机4的旋转传递给摩擦部件操作机构6，由此，将旋转运动变换为直线运动，将该直线运动变换为摩擦部件9的按压力，由此产生制动力。另外，在电动制动装置装载于车辆上的状态，将车辆的车宽度方向外侧称为外侧，将车辆的车宽度方向中间侧称为内侧。
停车制动机构Pb的促动器16适用比如直线螺线管。通过促动器16使锁定部件15进出，使其嵌入形成于中间齿轮13中的卡扣孔(在图中没有示出)中，以相互卡扣，禁止中间齿轮13的旋转，由此处于停车锁定状态。通过使锁定部件15与卡扣孔脱开，允许中间齿轮13的旋转，处于非锁定状态。
(控制系统和电源系统)
在上述电动促动器1上连接控制装置2和电源装置3。图2为表示电动制动装置的控制系统的构思方案的方框图。比如，设置与各车轮相对应的控制装置2和电动促动器1。在各控制装置2上连接电源装置3、作为各控制装置2的高级控制机构的高级ECU(电子控制单元)17。作为高级ECU 17，比如采用控制车辆整体的电动控制单元。高级ECU 17具有各控制装置2的综合控制功能。高级ECU 17也称为“VCU(车辆控制单元)”。
电源装置3对电动机4和控制器2供给电力。电动机4的定子线圈经由控制装置2的电动机驱动器19而连接于电源装置3上。电源装置3可采用比如电池、DC/DC转换器、电容器等，或可并用它们。另外，在2个系统以上的定子线圈的场合，既可从一个系统而向各线圈供给电力，也可形成各自独立的电源系统。
高级ECU 17对应于与制动操作机构18的操作量相对应而变化的传感器输出，分别向各控制装置2输出制动力指令值。制动操作机构18可采用比如制动踏板等，但是，也可为其它的按压式开关、操纵杆这样的操作机构。
控制装置2由装载具有处理器的微型计算机或具有通过该处理器而执行的程序的ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)和协处理器(Co—Processor)等的各种电子器件的电路衬底等构成，其包括不带角度传感器的控制功能部20、电流控制装置21、电动机驱动器19与电流推算器22。不带角度传感器的控制功能部20包括电动角速度运算部23与运算电动角确定部24和电流指令部25。
电动角速度运算部23对应于由高级ECU 17而提供的制动力指令值、与通过荷载传感器Sa而推算的制动力推算值，更具体地说，根据它们的偏差，对控制装置内部的电动机4的运算电动角速度。在本例子中，荷载传感器Sa具有作为求出制动力推算值的制动力推算机构26的功能，但是作为其它的例子，也可在控制装置2中设置制动力推算机构，该制动力推算机构根据来自荷载传感器Sa的传感器输出，推算制动力推算值。
采用荷载传感器Sa，以控制作为制动力的摩擦部件9(图1)与制动盘Br(图1)的按压力，比如可采用检测位移的磁性传感器、形变传感器、压力传感器等。此外，还可代替上述荷载传感器Sa而采用检测作为制动力的安装该电动制动装置的车轮的轮转矩或前后力的传感器等。
电动角速度运算部23也可将下述值作为运算电动角速度，该值指经由规定的控制增益对制动力指令值和制动力推算值的上述偏差进行运算而得到的值。运算电动角确定部24具有对通过电动角速度运算部23而运算的运算电动角速度进行积分运算，将其变换为运算电动角的功能。运算电动角确定部24采用比如积分器。
电流指令部25包括电流振幅确定部25a与电流相位确定部25b，该电流振幅确定部25a具有产生电动机电流目标值的功能，确定电动机电流的振幅，该电流相位确定部25b确定电动机电流的相位。如果该电流振幅确定部25a与电流相位确定部25b形成比如变换为直角坐标系统的电动机电流矢量的规范和相位，则可简单地构成电流控制器21，该方式是优选的。但是也可直接地确定三相交流的振幅和相位。
电流控制器21相对通过不带角度传感器中的控制功能部20中的电流指令部25而产生的电动机电流目标值，对通过电流推算器22而推算的电动机电流、以及通过借助不带角度传感器的控制功能部20中的运算电动角确定部24而确定的运算电动角而求出的电动机电流，进行跟踪控制。该跟踪控制比如，既可为反馈控制，也可为基于电动机特性等的前馈控制，还可并用反馈控制和前馈控制。
电流推算器22既可采用检测电动机电流用输电线的磁场的非接触式，也可采用在输电线中设置分流电阻等，通过两端的电压而进行检测的方法。在该场合，像图2所示的那样，既可在二次侧的输电线上设置电流推算器22，也可形成在一次侧的输电线上设置电流推算器22，推算二次侧的输电线的二次侧电流的方案。此外，电流推算器22可为根据电动机驱动器19的规定位置的电压等检测的方法也可以。电流检测也可根据二相的电流和三相总和为零的关系，推算剩余的一相，检测三相全部的电流。
如果电动机驱动器19形成下述的方案，其中，比如构成采用FFT等的开关元件的半桥电路，进行通过规定的占空比，而确定上述开关元件的电压外加的时间的PWM控制的方案，则其价格低、性能高，该方式是优选的。或者，还可形成设置变压电压等，进行PAM控制的方案。
此外，从方便来说，设置图2的功能方块，以便彻底地对功能进行说明，在安装的方面，不必要求一定地针对本图的每个功能而进行分割，也可作为根据需要而综合多个方块，或将一个方块进一步分割的功能而安装。另外，针对在图中没有示出的热敏电阻等的其它的传感器类和冗余系统等，根据需要而适当进行设计。
图3为表示不带角度传感器带控制功能部20的结构例子的方框图。在本实施方式中，电动角速度运算部23通过将制动力指令值与制动力推算值的偏差ΔF与规定的控制增益Pω相乘，导出在控制装置内部而运算的电动机的运算电动角速度。如果形成比如，考虑因摩擦部件9(图1)的影响等因素，形成非线性的电动制动装置的刚性的影响的非线性增益，则上述控制增益Pω是优选的，但是也可形成用于削减运算负荷的一定的值。另外，根据需要，进行并用积分或微分形成PID控制器(比例-积分-微分控制器)等的处理，根据必要的控制性能，确定控制增益Pω。
不带角度传感器的控制功能部20包括在电动角速度运算部23的后级设置速度限制器27。在该速度限制器27中通过电动角速度运算部23而导出的运算电动角速度以运算电动角度的绝对值在规定值以下，以便不超过实际上电动机4(图2)可动作的电动角速度的方式进行限制。上述规定值为比如根据电动机4(图2)的各因素而任意地确定的值，其比如通过借助试验和模拟中的任意一者或两者而求出适当的值的方式确定。
电流指令部25的电流振幅确定部25a根据制动力指令值确定变换为正交坐标系统的电动机电流矢量中的电流规范，即，目标电流规范│ib1│。在以规定的电流相位而控制电动机电流的场合，一般，制动力和电流规范根据作为电动促动器中的摩擦部件操作机构6(图2)等的促动器特性(图3)的正效率和负效率，表示图3所示的那样的相关关系。
于是，如果作为电动机电流的值的电流规范为充分地超过基于上述促动器特性的正效率的电流规范的值，则可发挥所希望的制动力。另外，通过使电流规范为可伴随制动力指令值而改变的值，则可避免在较低的制动力或制动力解除时连续地施加电流的问题。
另外，在图3中，给出电流振幅确定部25a采用制动力指令值确定电流规范的例子，但是，也可代替制动力指令值，而采用制动力推算值，还可采用制动力指令值和制动力推算值的两者的值，得到更加平均的值等。另外，电流振幅确定部25a也可在基于制动力指令值和制动力推算值中的至少一者的制动力的值小于预先确定的值时，不依赖于基于上述制动力的值，而将电流规范设定在预先确定的下限值。如果在齿槽转矩和促动器摩擦力等的影响较大的制动力低的区域，不依赖于基于上述制动力的值，而将电流规范设定在预先确定的下限值，则可进行稳定的动作，该方式是优选的。
在图3所示的不带角度传感器的控制功能部20中，将通过电流振幅确定部25a而确定的目标电流规范│ib1│与电流规范│ib2│相加，导出最终的目标电流规范│ib│。上述电流规范│ib2│为下述的绝对值28与规定的增益Pib相乘而输出的电流规范，该绝对值28为，由电动角速度运算部23而导出的运算电动角速度经由速度限制器27而导出。如果像这样，将通过电流振幅确定部25a而确定的目标电流规范│ib1│与上述电流规范│ib2│相加，则比如，在即使为制动力指令值小的区域的情况下，仍必须要求急剧的制动应对时，电动机电流增加，响应性可提高，该方式是优选的，但是，也可采用上述增益Pib为零，而仅仅依赖于制动力的电流规范。
电流相位确定部25b导出二相电流ibγ、ibδ，该二相电流ibγ、ibδ确定规定的电流相位θb，形成目标电流规范│ib│和电流相位θb。电流控制器21相对上述二相电流ibγ、ibδ，对根据通过运算电动角确定部24而确定的运算电动角，经由二相变换器29而输出的电动机电流进行跟踪控制。对于电流相位确定部25b，确定为构成从通过运算电动角确定部24而确定的运算电动角中扣除电动机4(图2)的实际的电动角之后的电动角偏差在正负的已确定的范围内，上述电动角偏差和电动机转矩的增加减少的关系可定为相等的电流条件的电流相位θb。
最好，通过电流相位确定部25b，电流相位θb针对上述运算电动角确定在π/4的附近。在通过该电流相位确定部25b而确定的电流相位θb，相对运算电动角，实际的电动角延迟的场合，相对规定的电流规范，电动机转矩增加，相对运算电动角，实际的电动角前移，在此场合，相对规定的电流规范，电动机转矩减少。其结果是，在任意的负荷状况下，在实际的电动角具有对应于负荷的电动角偏差的状态，跟踪在控制装置的内部而进行运算的运算电动角。换言之，实际的电动机电动角速度在基本没有偏差的情况下跟踪在控制装置的内部而进行运算的运算电动角速度。即，可通过对应于制动力的偏差而确定运算电动角速度的方式，使制动力推算值在基本没有偏差的情况下跟踪制动力指令值。
按照以上说明的电动制动装置，控制装置2求出制动力推算值与制动力指令值的偏差与控制增益相乘而得到的运算电动角速度，根据通过对该运算电动角速度进行积分处理等的处理而确定的运算电动角，求出电动机电流。控制装置2使根据上述运算电动角而求出的电动机电流等，跟踪下述电动机电流目标值，该电动机电流电目标值是通过由电流振幅确定部25a等而确定的目标电流规范│ib│与由电流相位确定部25b而确定的电流相位θb进行求出的。像这样，对应于制动力推算值和制动力指令值的偏差(制动力偏差)而求出的电动机电流跟踪根据没有上述制动力偏差的电流相位等而求出的电动机电流目标值。于是，可通过不带角度传感器的控制，以良好的精度相对制动力指令值，跟踪控制制动力推算值。
控制装置2根据制动力指令值和制动力推算值中的一者或两者，确定电动机4的电流规范，根据该电流规范和电流相位，控制电动机4的电动机电流。由此，可提高响应性和最大制动力，可降低零或较轻的制动操作的耗电量。
控制装置2内的各部分，具体来说，由通过软件、硬件而实现的LUT(查询表)或软件的数据库(Library)中接纳的规定的变换函数、与其等效的软件等；另外根据需要，数据库的比较函数、四则运算函数、采用与它们等效的硬件等进行运算，输出结果的硬件电路或处理器(在图中没有示出)上的软件函数(在下面具有称为“具体模型”的情况)构成。
对另一实施方式进行描述。在以下的说明中，对于对应于通过各实施方式而在先说明的事项的部分采用同一标号，省略重复的说明。在仅仅对结构的一部分进行说明的场合，对于结构的其它的部分只要没有特别的记载，与在先说明的方式相同。同一结构实现同一作用效果。不仅可进行通过实施的各方式而具体描述的部分的组合，而且如果没有特别地对组合产生妨碍，还可部分地将实施的方式之间组合。
图4和图5的控制装置2A给出下述的例子，其中，设置角度检测机构Sb和采用通常的角度检测机构Sb的控制系统，相对该通常的控制系统的角度检测机构Sb的异常发生时的冗余系统采用图2的结构。
图4表示角度检测机构Sb正常的场合的开关部30、31的连接模式。图5表示在角度检测机构Sb产生异常时，采用不带角度传感器的控制功能部20的开关部30、31的连接模式。
像图4和图5所示的那样，电动促动器1包括角度检测机构Sb，该角度检测机构Sb直接检测电动机4的角度或相当于该角度的物理量。如果角度检测机构Sb采用比如旋转角传感器或磁性编码器等的角度传感器，则精度高、可靠性高，该方式是优选的，但是，也可采用光学式编码器等的各种传感器。
控制装置2A不但包括前述的实施方式的结构例子(图2)的结构元件，而且包括制动力控制器32、电流变换器33、响应性限制功能部34、控制切换器35、开关部30、31。制动力控制器32进行控制运算，该控制运算用于实现从上位ECU 17而提供的制动力指令值。即，像图4所示的那样，在角度检测机构Sb正常的场合，制动力控制器32比如进行下述的荷载反馈控制，在该控制中，将制动力指令值换算为作为电动促动器1的荷载的促动器荷载，相对该促动器荷载跟踪控制荷载传感器Sa的传感器输出。由此，可容易实现高精度的制动力控制。制动力控制器32求出对于制动力控制所必须要求的电动机转矩指令值。
电流变换器33比如，将来自制动力控制器32的电动机转矩指令值变换为经过二相变换处理的正交轴(正交坐标系统的d轴、q轴)的电流指令值。此外，电流变换器33也可为比如输出三相交流电流的振幅和相位等的结构。
电流控制器21相对电流变换器33的电流指令值，跟踪控制根据电流推算器22而推算的电动机电流。该跟踪控制比如，既可为反馈控制，也可为基于电动机特性等的前馈控制，还可并用反馈控制和前馈控制。另外，电流控制器21不但进行上述电动机电流的跟踪控制，而且以基于角度检测机构Sb的检测结果的电流相位，控制电动机电流。
像图5所示的那样，控制切换器35包括：判断角度检测机构Sb是否正常的异常判断机构35a与控制切换部35b。异常判断部35a既可为角度检测机构Sb的异常自我诊断功能等类型，也可为与根据荷载传感器Sa等的其它的传感器等的传感器输出的比较，判断异常的类型，还可并用它们。控制切换部35b在通过异常判断部35a而判定角度检测机构Sb不正常(异常)时，将开关部30、31切换到采用不带角度传感器的控制功能部20的控制系统。
在采用该不带角度传感器的控制功能部20的场合，相对采用角度检测机构Sb的通常的控制系统(图4)，控制性能降低。由此，像图5所示的那样，本例子的控制装置2A包括响应性限制功能部34，该响应性限制功能部34按照下述方式进行限制，该方式为：与角度检测机构Sb正常的场合相比较，进行角度检测机构Sb不正常、不带角度传感器的控制功能部20的控制的场合的电动制动装置的响应速度降低。该响应性限制功能部34采用比如低通滤波器。
在这里，在进行不带角度传感器的控制功能部20的控制的场合，具有因制动力指令值的急剧的变化，在运算电动角和实际电动角之间产生较大的偏差，产生过调、振动的情况。由此，在像这样，角度检测机构Sb不正常的场合，响应性限制功能部34可通过限制电动制动装置的响应性，抑制过调、振动，可提高控制系统的稳定性。像这样，在采用不带角度传感器的控制功能部20的控制系统中，最好相对制动力指令值而设置响应性限制功能部34，对响应性进行限制。
在图5中，也可给出仅仅相对不带角度传感器的控制功能部20的制动力指令值，设置响应性限制功能部34的例子，但是，也可这样形成，即，即使相对通常的控制系统的制动力控制器32的制动力指令值，仍设置响应性限制功能部34(在图中没有示出)，形成该不带角度传感器的控制功能部20、相对制动力控制器32的响应性限制功能部34、34相互不同的时间常数，通过较大地设定相对不带角度传感器的控制功能部20的响应性限制功能部34的时间常数，由此限制响应性。
另外，为了方便而记载开关部30、31，以便描述信号流，比如，也可形成软件上的if条件等的分支，不必要求实际的开关或进行开关动作的功能。
控制装置也可包括判断不产生制动力的制动力解除状态的功能，在判定为上述制动解除状态时，使电动机电流为零。可比如根据荷载传感器的传感器输出，判断是否处于制动解除状态。在此场合，可降低制动解除状态的耗电量。对于直线运动机构的变换机构部，除了行星辊以外，可采用滚珠丝杠等的各种丝杠机构、滚珠泵等的利用倾斜度的机构。电动促动器也可为不介设减速机构的结构。
如上面所述，在参照附图的同时，对优选的实施方式进行了说明，但是，在不离开本说明书的主旨的范围内，各种的追加、变更或删除是可能的。于是，这样的方式包含在本发明的范围内。
标号的说明：
标号2、2A表示控制装置；
标号4表示电动机；
标号6表示摩擦部件操作机构；
标号9表示摩擦部件；
标号20表示不带角度传感器的控制功能部；
标号23表示电动角速度运算部；
标号24表示运算电动角确定部；
标号25b表示电流相位确定部；
标号26表示制动力推算机构；
标号34表示响应性限制功能部；
标号35a表示异常判断部；
符号Br表示制动盘；
符号Sa表示荷载传感器；
符号Sb表示角度检测机构。

Claims (6)

1.一种电动制动装置，该电动制动装置包括：制动盘；摩擦部件，该摩擦部件与该制动盘接触；摩擦部件操作机构，该摩擦部件操作机构使该摩擦部件与上述制动盘接触；电动机，该电动机驱动该摩擦部件操作机构；制动力推算机构，该制动力推算机构求出作为制动力的推算值的制动力推算值，该制动力通过上述摩擦部件操作机构，使上述摩擦部件和上述制动盘接触而产生；控制装置，该控制装置使该制动力推算机构而推算的制动力推算值跟踪控制已提供的制动力指令值，
上述控制装置包括不带角度传感器的控制功能部，该不带角度传感器的控制功能部不依赖于上述电动机的实际的角度，而确定上述电动机的相电流的相位，以基于已确定的上述相电流的相位的电流值控制上述电动机，
该不带角度传感器的控制功能部包括电流相位确定部，该电流相位确定部根据上述制动力指令值和上述制动力推算值的偏差，确定作为上述电动机的相电流的相位的电流相位，
上述不带角度传感器的控制功能部包括：
电动角速度运算部，该电动角速度运算部根据上述制动力指令值和上述制动力推算值的偏差来确定上述电动机的运算电动角速度；
运算电动角度确定部，该运算电动角度确定部根据通过该电动角速度运算部而确定的上述运算电动角速度的积分值，确定上述电动机中的运算电动角，
对于电流相位确定部，从通过上述运算电动角度运算部而确定的运算电动角中扣除上述电动机的实际的电动角之后的电动角偏差在正负的已确定的范围内，以构成上述电动角偏差与电动机转矩的增减的关系相等的电流条件的电流相位，控制上述电动机的电动机电流。
2.根据权利要求1所述的电动制动装置，其中，上述控制装置具有下述功能，该功能根据上述制动力指令值和上述制动力推算值中的任意一者或两者，确定上述电动机的电动机电流的值，该控制装置根据已确定的该电动机电流的值和上述电流相位控制上述电动机的电动机电流。
3.根据权利要求2所述的电动制动装置，其中，在基于上述制动力指令值和上述制动力推算值中的至少任意一者的制动力的值不超过预先确定的值的场合，上述控制装置不依赖于基于上述制动力的值，而将上述电动机电流的值设定在预先确定的下限值。
4.根据权利要求1或2所述的电动制动装置，其中，上述控制装置具有判断没有产生上述制动力的制动解除状态的功能，在判定为上述制动解除状态时，使上述电动机电流为零。
5.根据权利要求1或2所述的电动制动装置，其中，其包括角度检测机构，该角度检测机构直接检测该电动机的角度或相当于该角度的物理量，
上述控制装置包括异常判断部，该异常判断部判断上述角度检测机构是否正常，在通过该异常判断部而判定上述角度检测机构正常时，以基于上述角度检测机构的检测结果的电流相位控制上述电动机的电动机电流，在通过上述异常判断部而判定上述角度检测机构不正常时，通过上述不带角度传感器的控制功能部控制上述电动机。
6.根据权利要求5所述的电动制动装置，其中，上述控制装置包括响应性限制功能部，该响应性限制功能部按照下述方式进行限制，该方式为：与上述角度检测机构正常时相比较，作出上述角度检测机构不正常的上述判断，进行上述不带角度传感器的控制功能部的控制时的电动制动装置的响应速度降低。
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