CN113631824B - 电动式致动器和电动制动装置 - Google Patents

Abstract

提供可靠地使逆输入保持机构动作，并且可谋求成本的降低的电动式致动器和电动制动装置。该电动式致动器的控制装置(2)包括：马达角度推定机构(22a)；逆输入保持控制部(24)，该逆输入保持控制部(24)在电动式致动器(DA)发挥负荷的状态，通过螺线管(16)的控制，具有将卡合部(15)与被卡合部卡合且使驻车制动机构(7)处于逆输入保持状态的功能、以及从逆输入保持状态使卡合部(15)与上述被卡合部脱离且使驻车制动机构(7)处于逆输入保持解除状态的功能。逆输入保持控制部(24)具有卡合中间控制功能部(24a)，该卡合中间控制功能部(24a)以针对在使卡合部(15)与被卡合部卡合时、以及卡合部(15)与被卡合部的脱离时，在一定时间内被卡合部和卡合部(15)处于已确定的位置关系的方式，控制所推定的旋转角度。

Description

电动式致动器和电动制动装置

相关申请

本申请要求申请日为2019年3月28日、申请号为JP特愿2019－062114号的申请的优先权，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

本发明涉及搭载于车辆等上的电动式致动器及电动制动装置。

背景技术

作为电动式致动器，提出了以下的技术。

1.一种带驻车制动功能的电动式致动器，在该电动式致动器中，在棘轮的外周上设置有卡扣机构(专利文献1)。

2.使用了行星轮机构和电动马达的电动式致动器(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2006-183809号公报

专利文献2：JP特开2006-194356号公报

发明内容

发明要解决的课题

例如，如专利文献1、2的电动制动装置中的驻车制动机构那样，有时需要不依赖于马达的电力而能够在保持规定的负荷状态的情况下进行锁止的电动式致动器。

此时，对于专利文献1那样的具有通过可动部和静止部卡合而形成的逆输入保持机构的电动式致动器，在向逆输入保持状态转移的情况下以及解除逆输入保持状态时，要求可靠地进行这些状态转移的情况较多。例如，如果在使用电动式致动器的电动制动装置的驻车制动功能部中应用逆输入保持机构，则如果向逆输入保持状态即驻车制动状态的转换失败，会产生在倾斜路等上车辆与驾驶员的意图相反地在倾斜路上移动的问题，如果驻车制动解除失败，则会产生车辆不能起步的问题。

例如，如专利文献1所示的棘轮那样，在采用在卡合部的与承受逆输入的一侧相反的一侧设置倾斜部，并在该倾斜部解除卡合的结构的场合，由于设置上述倾斜部，卡合部的尺寸增大，在保持逆输入时，有时会产生保持荷载的偏差变大的问题。另外，由于卡合部的结构比较复杂，因此有时加工成本成为问题。进而，在通过上述那样的倾斜部等解除卡合的场合，为了可靠地解除卡合，需要适当地管理倾斜部的摩擦系数及接触角等，有时产生品质管理成本的增加或逆输入保持动作的可靠性降低的问题。

本发明的目的在于，提供一种能够使逆输入保持机构可靠地动作，且能够实现成本降低的电动式致动器以及电动制动装置。

用于解决课题的技术方案

以下，为了容易理解，为了方便起见，参照实施方式的标号而对本发明进行说明。

本发明的电动式致动器为下述的电动式致动器DA，该电动式致动器DA包括：电动马达4，该电动马达4具有定子和转子；控制装置2，该控制装置2控制该电动马达4；

该电动式致动器包括逆输入保持机构7，该逆输入保持机构7具有被卡合部Hk和卡扣机构Ks，该被卡合部Hk与上述转子同步运动，该卡扣机构Ks具有驱动源16，该驱动源16以能够相对于该被卡合部Hk而卡合、脱离的方式驱动卡合部15，该逆输入保持机构7通过上述卡合部15与上述被卡合部Hk的卡合，阻止上述电动马达4的旋转的方式，不依赖上述电动马达4的转矩，保持上述电动式致动器DA所产生的负荷；

上述控制装置2包括：

马达角度推定机构22a，该马达角度推定机构22a推定上述电动马达4的旋转角度；

逆输入保持控制部24，该逆输入保持控制部24在上述电动式致动器DA发挥负荷的状态，通过上述驱动源16的控制，具有将上述卡合部15与上述被卡合部Hk卡合且使上述逆输入保持机构7处于逆输入保持状态的功能、以及从该逆输入保持状态使上述卡合部15与上述被卡合部Hk脱离且使上述逆输入保持机构24处于逆输入保持解除状态的功能；

上述逆输入保持控制部24具有：

卡合中间控制功能部24a，该卡合中间控制功能部24a针对：使上述卡合部15与上述被卡合部Hk卡合时、以及使上述卡合部15与上述被卡合部Hk的脱离时中的任意一者或两者，以在一定时间内上述被卡合部Hk和上述卡合部15处于已确定的位置关系的方式，控制所推定的上述旋转角度。

上述已确定的位置关系为通过设计等的方式而任意地确定的位置关系，比如，通过借助试验和模拟中的任意一者或两者等的方式，求出适合的关系的方式确定。

按照该方案，卡合中间控制功能部24a在相对于与电动马达4的转子同步运动的被卡合部Hk而卡合或脱离卡合部15时，在卡合部15的动作所需要的一定时间内，持续维持在被卡合部Hk与卡合部15不接触的位置关系，换言之，配合卡合部15的动作，控制电动马达4的旋转角度，相对于被卡合部Hk，将卡合部15维持在卡合中间状态。由此，通过其后的电动马达4的旋转，能够使卡合部15相对于被卡合部Hk而可靠地卡合或脱离，并能够更可靠地向逆输入保持状态或逆输入保持解除状态转变。通过这样的控制，能够使逆输入保持机构7可靠地动作，因此与具有复杂的结构等的上述现有技术相比，能够实现成本的降低。

也可这样形成，即，上述控制装置2包括：马达角度控制部23b，该马达角度控制部23b以跟踪目标马达角度的方式对作为所推定的旋转角度的推定角度进行控制；负荷推定功能部21，该负荷推定功能部21推定上述电动式致动器DA作用于外部上的负荷；负荷控制功能部23a，该负荷控制功能部23a以跟踪目标负荷的方式对通过上述负荷推定功能部21而推定的推定负荷进行控制；

在通过上述逆输入保持控制部24而使上述逆输入保持机构7处于逆输入保持解除状态时，至少在上述电动式致动器DA产生已确定的负荷之前执行上述负荷控制功能部23a，在执行上述卡合中间控制功能部24a时切换到上述马达角度控制部23b。

上述已确定的负荷为通过设计等的方式而任意地确定的负荷，比如，通过借助试验和模拟中的任意一者或两者等的方式，求出适合的关系的方式确定。

一般，与荷载传感器或流量传感器等的负荷推定相比，使用角度传感器等的角度推定对于马达角度来说，能够实现高的控制分辨率的情况较多。因此，在该方案中，在将逆输入保持机构7处于逆输入保持解除状态时，执行负荷控制功能部23a，直到电动式致动器DA产生已确定的负荷为止，在执行卡合中间控制功能部24a时切换到马达角度控制部23b，由此能够更正确地控制卡合部15与被卡合部Hk的位置关系。因此，能够更正确地进行向逆输入保持状态的转移或逆输入保持状态的解除。

还可这样形成，即，上述逆输入保持控制部24具有下述功能，在使上述卡合部15与“从上述逆输入保持解除状态向上述逆输入保持状态转移时的上述被卡合部Hk”卡合的场合，从上述电动式致动器DA处于根据上述逆输入保持状态下的目标负荷而发挥已确定的负荷的状态时的上述电动马达4的旋转角度，使上述电动马达4向与上述逆输入的反作用转矩相同的方向而逐渐旋转；

上述逆输入保持控制部24根据卡合时驱动时间与被卡合部空隙角度进行下述操作，

该卡合时驱动时间根据在上述卡合部15中卡合时作用的驱动源16的驱动力以及上述卡合部15的惯性而设定，为从上述卡合部15开始与上述被卡合部Hk的卡合动作到动作结束为止的时间；

该被卡合部空隙角度基于上述卡合部15与上述被卡合部Hk卡合时的上述被卡合部Hk与上述卡合15部之间的空隙而设定，在上述逆输入保持机构7卡合的状态下上述电动马达4能够旋转；

该操作为，以上述卡合时驱动时间内的上述电动马达4的角度推移比上述被卡合部空隙角度小的方式设定的电动马达4的角度推移量，使上述电动马达4向与上述逆输入所产生的反作用转矩相同的方向逐渐旋转。

上述已确定的负荷为通过设计等的方式而任意地确定的负荷，比如，通过借助试验和模拟中的任意一者或两者等的方式，求出适合的关系的方式确定。

按照该方案，被卡合部Hk相对于马达角度的绝对位置不清楚的场合，通过以在卡合时驱动时间内的电动马达4的角度推移比被卡合部空隙角度小的方式设定的电动马达4的角度推移量，使电动马达4逐渐地向与由逆输入产生的反力转矩相同的方向旋转，能够使卡合部15可靠地与被卡合部Hk卡合。

也可这样形成，即，上述逆输入保持控制部24具有存储上述逆输入保持状态下的上述电动马达4的旋转角度的功能，在解除上述逆输入保持状态时，从上述逆输入保持状态下的上述已存储的旋转角度，以比基于上述卡合部15和上述被卡合部Hk的形状而设定的“在上述逆输入保持机构7卡合的状态下上述电动马达4能够旋转的被卡合部空隙角度”小，并且不为零的马达角度量，使上述电动马达4向与上述逆输入的反作用转矩相反的方向旋转；

在根据上述卡合部15脱离时作用的驱动源16的驱动力以及上述卡合部15的惯性而设定的“上述卡合部15开始从被卡合部Hk脱离，到动作结束的脱离时驱动期间中”，维持以比上述被卡合部空隙角度小，并且不为零的马达角度量，使上述电动马达4向与上述逆输入的反作用转矩相反的方向旋转的状态。

按照该方案，在解除逆输入保持状态时，由于预先判明相对于被卡合部Hk的马达角度的绝对位置，所以在卡扣机构Ks的脱离时驱动期间，维持在被卡合部Hk和卡合部15之间产生空隙的状态，由此，能够可靠地解除逆输入保持状态。

还可这样形成，即，上述控制装置2具有下述的功能，即，上述负荷控制功能部23a根据上述推定负荷与上述所推定的上述旋转角度的关系，由上述目标负荷而导出构成负荷控制目标的马达角度的负荷控制目标马达角度；

在已确定的推定负荷下，根据基于上述关系从该已确定的推定负荷而导出的负荷控制目标马达角度、以及与上述已确定的推定负荷下的实际的上述推定马达角度的负荷误差，对上述负荷控制目标马达角度和上述推定马达角度中的任一者或两者进行校正，根据上述已校正的结果而对马达角度进行跟踪控制；

在执行上述卡合中间控制功能部24a时向上述马达角度控制部23切换的动作为，停止基于上述负荷误差的马达角度的校正的动作。

上述已确定的推定负荷是通过设计等的方式任意确定的负荷，例如，通过借助试验以及仿真的任意一者或者双者等的方式求出适当的负荷的方式确定。在该场合，将电动式致动器DA的负荷的控制实质上构成为马达角度控制，通过马达角度的校正的开-关来进行控制切换，由此能够进行顺畅的控制切换。

也可这样形成，即，上述控制装置2在以使上述被卡合部Hk与上述卡合部15在一定时间内处于确定的位置关系的方式，通过上述卡合中间控制功能部24a而控制上述推定马达角度时，将“根据即将向上述马达角度控制部23b切换之前的上述推定马达角度”和“已确定的马达角度调整偏压”而求出的马达角度作为目标马达角度，执行上述马达角度控制部23b。象这样而使马达角度控制部23b执行。

还可这样形成，即，上述逆输入保持机构7是上述卡扣机构Ks的上述卡合部15相对于上述被卡合部Hk直线移动的可动部，上述被卡合部Hk形成有孔ha或槽mz，上述孔ha或槽mz具有相对于上述电动马达4的任一旋转方向都与上述卡合部15的直线移动方向平行的接触面。在此场合，通过在被卡合部Hk上形成单纯的孔ha或槽mz，就能够使在被卡合部Hk的周向上相邻的孔间或槽间的间距变细。因此，能够精细地调整逆输入保持负荷，并且能够降低加工成本。

本发明的电动制动装置1涉及下述的电动制动装置，该电动制动装置包括：制动转子8；与该制动转子8抵接而产生制动力的摩擦件9；操作该摩擦件9而与上述制动转子8抵接时产生负荷荷载并控制制动力的本发明的上述任何一项构成的电动式致动器DA；

上述逆输入保持机构7为不根据上述电动马达4的转矩而以规定的负荷荷载而保持上述制动转子8和上述摩擦件9的接触荷载的驻车制动机构。

上述已确定的负荷荷载是通过设计等的方式任意确定的负荷荷载，例如，通过借助试验和模拟的任意一方或双方等求出适当的负荷荷载的方式确定。按照该方案，获得针对本发明的电动式致动器DA而描述述的各项效果。此外，由于能够可靠地使驻车制动机构动作，因此能够可靠地防止车辆在倾斜路等上发生不希望的后退。

在专利请求保护的范围和/或说明书和/或附图中公开的至少两种方案的任何组合都包括在本发明中。特别是，专利请求保护的范围的各项的两个以上的任意组合也包含在本发明中。

附图说明

本发明通过参考附图的以下优选实施方式的说明，能够更清楚地理解。然而，实施方式和附图仅是为了图示和说明，而不是为了限定本发明的范围。在附图中，多个附图中的相同的标号表示相同的部分。

图1为以示意方式表示本发明的第1实施方式的电动制动装置的图；

图2为表示该电动制动装置的逆输入保持机构的结构例子的图；

图3为示意性地表示在该逆输入保持机构中卡合部相对于被卡合部而卡合、脱离的状态的图。

图4为该电动制动装置的电动式致动器的控制系统的方框图；

图5为表示该电动制动装置的驻车制动机构的动作例子的流程图；

图6为表示解除该驻车制动机构的动作例子的流程图；

图7为表示该电动制动装置的控制装置的动作例子的方框图；

图8为表示该电动制动装置的控制装置的动作例子的方框图；

图9为表示该电动制动装置的控制装置的动作例子的方框图；

图10为表示该电动制动装置的控制装置的动作例子的方框图；

图11为表示该电动制动装置的控制装置的动作例子的方框图；

图12为表示该电动制动装置的控制装置的动作例子的方框图；

图13为表示该驻车制动机构的动作例子的图；

图14为表示该驻车制动机构的其它动作例子的图；

图15A为表示本发明的其它实施方式的电动式致动器的逆输入保持机构的结构例子的图；

图15B为表示本发明的其它实施方式的电动式致动器的逆输入保持机构的结构例子的图；

图16A为表示本发明的又一其它实施方式的电动式致动器的逆输入保持机构的结构例子的图；

图16B为表示本发明的还一其它实施方式的电动式致动器的逆输入保持机构的结构例子的图；

图16C为表示本发明的另一其它实施方式的电动式致动器的逆输入保持机构的结构例子的图；

图17为本发明的另一其它实施方式的电动式致动器的控制系统的方框图。

具体实施方式

[第1实施方式]

结合图1至图14而对本发明的实施方式的具有电动式致动器的电动制动装置进行说明。该电动制动装置例如，搭载于车辆上。如图1所示的那样，该电动制动装置1具有电动式致动器DA和摩擦制动器BR。首先，对电动式致动器DA及摩擦制动器BR的结构进行说明。

<电动式致动器DA和摩擦制动器BR的结构>

电动致动器DA包括致动器主体AH、电源装置3和稍后描述的控制装置2。致动器主体AH具有电动马达4、直线移动机构6、减速器5、驻车制动机构7、角度传感器Sa(图4)、荷载传感器Sb(图4)。如图4所示的那样，制动致动器BA由致动器主体AH和摩擦制动器BR构成。

如图1和图4所示的那样，电动马达4具有转子和定子，例如，由永久磁铁式的同步马达构成。作为电动马达4，若应用永久磁铁式的同步电动马达，则能够节省空间、高效率且高转矩，因此优选该方式。摩擦制动器BR分别设置在车辆的各车轮上。摩擦制动器BR具有与车轮连动旋转的制动转子8和与该制动转子8抵接而产生制动力的摩擦件9。该摩擦件9由电动式致动器DA操作。可以使用通过电动致动器DA的致动器主体AH操作摩擦件9而将其按压在制动转子8上，利用摩擦力而产生负荷的机构。作为该例子的摩擦制动器BR，虽然适用了使用作为制动盘的制动转子8和在图中未示出的卡钳的盘式制动装置，但也可以是使用鼓和衬片的鼓式制动装置。

减速器5是对电动马达4的旋转进行减速的机构，分别包括作为传递部的一次齿轮12、中间(二次)齿轮13以及三次齿轮11。在该例子中，减速机5使用了能够利用中间齿轮13而将安装于电动马达4的转子轴4a的一次齿轮12的旋转减速并传递至固定于旋转轴10的端部的三次齿轮11的平行齿轮。

直线移动机构6是通过进给丝杠机构而将由减速器5而输出的旋转运动变换为直线移动部14的直线运动，使摩擦件9相对于制动转子8抵接或分离的机构。使直线移动部14止转，且以在箭头A1(图1)所示的轴方向上自由移动的方式支承。在直线移动部14的外侧端设置摩擦件9。通过将电动马达4的旋转经由减速器5而传递至直线移动机构6，将旋转运动变换为直线运动，其变换为摩擦件9的按压力，由此产生制动力。另外，在将电动制动装置1搭载于车辆上的状态下，将车辆的车宽方向外侧称为外侧，将车辆的车宽方向中央侧称为内侧。

如图4所示的那样，角度传感器Sa检测电动马达4的旋转角度(马达角度)。角度传感器Sa例如，在使用旋转变压器或磁编码器等时，精度高且可靠性高，所以优选该方式，但也可以使用光学式的编码器等的各种传感器。也可以不使用上述角度传感器Sa，而在后述的控制装置2中，使用根据电动马达4的电压与电流的关系等来进行推定马达角度的无角度传感器推定。

荷载传感器Sb检测直线移动机构6的轴向荷载。该荷载传感器Sb例如，若使用检测与直线移动机构6的荷载相对应的应变或变形等的传感器，则廉价且高精度，从而优选该方式。荷载传感器Sb也可以使用压电元件等的压敏介质、检测制动转子8的制动转矩的转矩传感器、或者在车辆用的电动制动装置1的情况下检测车辆的前后减速度的加速度传感器等。或者，在控制装置2中，也可以根据致动器刚性与马达角度的相关性、致动器荷载与马达转矩的相关性等的规定的相关性，不设置荷载传感器而进行无传感器推定。

<逆输入保持机构(驻车制动机构)的结构例子>

如图1及图2所示的那样，驻车制动机构7是与电动马达4的转矩无关地保持电动式致动器DA产生的负荷(制动荷载)的逆输入保持机构。驻车制动机构7具有：被卡合部Hk，其形成有多个孔ha；卡扣机构Ks，其包含螺线管16，该螺线管16是驱动卡合部15相对于该被卡合部Hk的各孔ha而可卡合、脱离的驱动源。

作为被卡合部Hk，在本例子中适用减速器5的中间齿轮13，在该中间齿轮13的旋转轴方向端面，圆周处等间隔地设有多个孔ha。如图2及图3所示的那样，被卡合部Hk相对于电动马达4(图1)的任意旋转方向，都形成了具有与卡合部15的直线移动方向平行的接触面的孔ha。在本构造中，在进行逆输入保持时，卡合部15从保持于壳体等的静止系统上并与其对置的螺线管16突出，通过与任意一个上述孔ha卡合，阻碍电动马达4(图1)的旋转，通过上述接触面的摩擦力保持卡合状态，不受电动马达4(图1)的转矩的影响，对逆输入进行保持。作为各孔ha，在图2中表示在轴向上贯通的贯通孔的例子，但也可以是不贯通而具有规定深度的非贯通孔。另外，孔ha的形状并不仅限于圆孔，也可以是长孔、切孔、多边形孔等的形状。此外，也可以代替孔ha，而是在旋转轴方向端面沿着圆周方向形成有凹凸部的形状。

螺线管16通过螺线管线圈而产生励磁磁场，通过电磁力而驱动作为可动部的卡合部15，通过作为卡扣销的卡合部15与设置在相对的减速器5(图1)上的被卡合部Hk卡合，锁定与电动马达4(图1)联动的作为可动部的中间齿轮13的旋转，从而处于驻车锁止状态(逆输入保持状态)。通过使卡合部15从上述被卡合部Hk脱离，允许中间齿轮13的旋转，处于非锁定状态(逆输入保持解除状态)。

在该方案中，如果在螺线管16上设置将卡合部15保持在离开被卡合部Hk的状态的弹簧等的偏置机构(在图中未示出)，不依赖于极性，通过通电而产生超过上述偏置机构的作用力的电磁力，处于可锁定的状态，则可以廉价地节省电力，是合适的。但是，螺线管16例如，也可以下述的方式构成，该方式为：在作为卡扣销的卡合部15上设置磁铁等的励磁部，根据螺线管线圈的电流的方向，在双方向驱动卡合部15。

作为上述驱动源，也可以通过设置DC马达及螺旋机构来取代螺线管16，从而将被卡合部Hk锁定。此外，被卡合部Hk通过设置于减速器上而节省空间，从而该方式是优选的，但例如，也可以设置于电动马达4(图1)的转子或者直线移动机构6(图1)等的与马达旋转连动地动作的任意的位置。此外，作为在图中未示出的要素，也可以根据必要条件另外设置热敏电阻等的各种传感器类。

<控制装置的结构>

图4为该电动制动装置1的电动式致动器DA的控制系统的方框图。例如，设置有与各车轮相对应的控制装置2以及制动致动器BA。各控制装置2控制对应的电动马达4。在各控制装置2上连接有直流的电源装置3和作为各控制装置2的上位控制机构的上位ECU 17。电源装置3向电动马达4和控制装置2供给电力。电源装置3例如，在汽车用的电动制动装置1中，能够使用低电压(例如12V)蓄电池、或者对高电压蓄电池进行降压的降压转换器等。或者，电源装置3也可以使用高容量的电容器等，或者将它们并联使用而冗余化。

作为上位ECU 17，例如，可应用控制车辆整体的车辆综合控制装置(VehicleControl Unit，VCU)。上位ECU 17具有各控制装置2的综合控制功能。上位ECU 17具有制动指令机构17a和驻车制动指令机构17b。制动指令机构17a例如，在汽车中将根据制动踏板等的制动操作机构的操作量而变化的传感器的输出作为制动指令信号而提供给各控制装置2。

制动指令机构17a例如，可以是制动踏板等的制动操作机构本身，或者例如也可以如自动驾驶车辆那样根据车辆的状态和各种传感器等的信息，不依赖于制动操作机构的操作而自动地求出并输出指令值(制动指令信号)。驻车制动指令机构17b是驻车制动开关等，根据操作者的操作或例如自动驾驶车辆那样的车辆的状态和各种传感器等的信息，将驻车制动用制动指令信号提供给控制装置2。

每个控制装置2包括执行控制计算的各种控制运算器、马达驱动器18、螺线管驱动器19和电流传感器20。上述各种控制运算器具有负荷推定功能部21、运动状态推定器22、致动器控制器23及逆输入保持控制部24。负荷推定功能部21根据负荷传感器Sb的输出，推定电动式致动器DA作用于外部的负荷即制动荷载。另外，负荷推定功能部21如上所述，也可以进行不使用荷载传感器Sb的无传感器推定。

运动状态推定器22根据角度传感器Sa的输出，推定电动马达4的旋转运动状态。该运动状态推定器22具有推定电动马达4的转子的角度(旋转角度)的马达角度推定机构22a、和推定电动马达4的角速度推定部22b。或者，运动状态推定器22例如，也可以设置推定电动马达4的角加速度等的规定的微积分值的功能、以及推定干扰的功能等。

另外，马达角度推定部22a具有在推定电动马达4的旋转角度时，根据例如用于电流控制的电角度相位、或对用于角度控制的角度传感器Sa的重叠及重叠不足进行校正的总旋转角度等的控制结构，适当求出必要的物理量的功能。此外，上述旋转角度和角速度也可以是例如，根据减速比而求出的减速机5的规定部位的角度等、或根据等效导程等而求出的位置和速度，以代替电动马达4的转子。上述物理量的推定例如，可以使用状态推定观测器等的结构，也可以是微分或基于惯性方程式的逆运算等直接的运算。

电流传感器20例如，可以使用由检测分流电阻两端的电压的放大器构成的传感器、或者检测电动马达4的相电流的通电路径周围的磁通等的非接触式传感器等。对于电流传感器20的其它结构，例如，也可以是检测构成马达驱动器18的元件等的端子电压等的结构。另外，电流传感器20可以设置在电动马达相之间，也可以在低侧或高侧设置一个或多个。或者，控制装置2也可以不设置任何电流传感器，而基于电动马达4的电感或电阻值等的马达特性等而进行前馈控制。

致动器控制器23具有求出用于使制动致动器BA理想地跟踪规定的指令输入的操作量，并变换为马达驱动信号的功能。致动器控制器23具有作为荷载(制动荷载)控制功能部的制动荷载控制部23a和马达角度控制部23b，根据条件来切换制动荷载控制部23a和马达角度控制部23b。制动荷载控制部23a是主要用于控制制动荷载(制动力)的控制部。马达角度控制部23b，以跟踪目标马达角度的方式对推定的上述旋转角度即推定马达角度进行控制。另外，作为在图中未示出的功能，优选致动器控制器23设置用于控制马达电流的电流控制器、以及基于马达输出特性而导出用于产生期望的马达转矩的马达电流的功能，这样能够执行高功能的控制。

逆输入保持控制部24具有使作为逆输入保持机构的驻车制动机构7分别处于后述的逆输入保持解除状态、螺线管卡合角度控制状态、逆输入保持状态以及螺线管分离角度控制状态的功能。该逆输入保持控制部24具有控制运算功能，即，在电动式致动器DA发挥荷载的状态下，即发挥规定的制动荷载的状态下，通过上述螺线管16的控制，使卡合部15与被卡合部Hk卡合，用于不驱动电动马达4而保持制动荷载，使电动马达4和螺线管16协同动作。

具体来说，逆输入保持控制部24具有卡合中间控制功能部24a，该卡合中间控制功能部24a以使得在卡合部15与被卡合部Hk卡合时和在卡合部15与被卡合部Hk分离时这两种情况下，在规定时间内，被卡合部Hk和卡合部15处于预定的位置关系的方式，控制推定的马达角度。该卡合中间控制功能部24a具有将逆输入保持机构设为上述的螺线管卡合角度控制状态及螺线管背离角度控制状态的功能。

上述逆输入保持解除状态是使卡合部15相对于被卡合部Hk脱离的状态，是适用通常的辅助制动的状态等。此时，控制切换信号处于执行基于制动荷载控制部23a的制动荷载控制的状态，制动致动器BA进行与制动指令输入(制动指令信号)相对应的动作。

电磁卡合角度控制状态是这样的状态，其中，为了使被卡合部Hk与螺线管16的卡合部15卡合，控制马达角度。此时，控制切换信号处于由马达角度控制部23b实行马达角度控制的状态，例如，在被卡合部Hk的位置和螺线管16的卡合部15的位置保持在能够卡合的位置关系的基础上，通过向螺线管16通电，能够使被卡合部Hk锁定。

逆输入保持状态是通过电磁元件16的卡合部15，使被卡合部Hk被锁定的锁定状态，该锁定状态是通过逆输入作用于被卡合部Hk的相对于卡合部15的接触面而产生的摩擦力，不消耗马达电力而保持。此时，电动马达4可以处于停止通电的失效状态，或者也可以处于以零转矩等省电的方式继续执行控制的状态，或者也可以是它们的组合。从逆输入保持控制部24向致动器控制器23而输出与在逆输入保持中使电动马达4处于何种状态相应的控制切换信号。

螺线管分离角度控制状态是为了使螺线管16的卡合部15从被卡合部Hk脱离，而处于控制马达角度的状态。此时，控制切换信号处于通过马达角度控制部23b来执行马达角度控制的状态，例如，在为具有分离弹簧等的偏置机构的螺线管16的场合，通过以上述摩擦力不作用的程度，将被卡合部Hk向与逆输入相反侧即制动增压侧驱动，从而通过分离弹簧的弹簧力，被卡合部Hk的锁定解除。在使用双向驱动的螺线管或DC马达等来取代具有上述背离弹簧等的螺线管16的场合，在处于上述摩擦力不起作用的状态的基础上，通过将上述螺线管或DC马达向卡合部15的脱离侧驱动，从而被卡合部Hk的锁定解除。

马达驱动器18控制向电动马达4供给的电力。马达驱动器18例如，构成使用了场效应晶体管(Field effect transistor：简称FET)等的开关元件的半桥电路，若以进行根据上述开关元件的ON-OFF占空比来决定马达施加电压的PWM控制的方式构成，则价格便宜且性能高。或者，也可以设置变压电路等，进行PAM控制。

螺线管驱动器19根据从逆输入保持控制部24而提供的螺线管ON/OFF信号，驱动控制螺线管16。例如，螺线管驱动器19优选地由诸如，场效应晶体管或双极晶体管的开关元件构成，因为其成本低。在具有背离弹簧的螺线管16的场合，上述开关元件可以设置一个，作为连接/断开从电源装置3向螺线管16的通电的开关，或者连接/断开从螺线管16向GND的通电的开关，也可以为设置这两者而构成冗长化的结构。在双向驱动的螺线管或DC马达等的场合，最少也可以构成具有4个开关元件的桥式电路。

作为图示之外的要素，最好是直接向马达驱动器18或电磁线圈驱动器19供给来自电源装置3的电力，在上述各种控制运算器等中，在控制装置2内采用小型的降压变换器的结构，也可以是通过升压变换器，而向马达驱动器18和电磁线圈驱动器19的任何一方或双方供给电力的结构。

本图4表示构成具有车辆用的驻车制动机构7的电动制动装置1的例子，但适用车辆也可以是汽车也可以是铁道车辆等。另外，也可以适用于具有逆输入保持机构的其它用途的电动式致动器DA。例如，也能够应用于具有省电下的夹持保持功能的风车或水轮机等的旋转停止用制动器，或者还能够应用于具有压力保持功能的电动压力装置等。作为这些其它的应用例，制动指令机构17a以及驻车制动指令机构17b等的控制装置2的周边结构，可以按照每个应用适当地构成。

<保持逆输入的动作流程例子>

图5为表示图4所示的电动制动装置的驻车制动机构的动作例子的流程图。如图4和图5所示的那样，该动作流程是逆输入保持控制部24和致动器控制器23的内部流程。另外，在后述的电动阀装置(图17)以及其它应用中，基本的动作流程也相同。

驻车制动机构PBK的锁定开始条件例如，可以处于由操作者操作驻车制动开关，驻车制动机构开启的状态。或者，例如，在比较长时间驻车中自动使驻车制动机构动作这样的场合，也可以是其它自动驾驶车辆的驻车时等的不依赖于操作者操作的信号。

在PBK锁定开始后，如果制动荷载控制没有在进行中(步骤S1：为“否”)，则通过上述控制切换信号而切换到制动荷载控制(步骤S2)，并转移到步骤S3。所谓不是上述制动荷载控制的执行中的情况，例如，是指制动解除中，为了在摩擦件9和制动转子8之间设置规定的间隙而进行间隙控制(马达角度控制等)的情况等。如果是制动器荷载控制中(步骤S1：为“是”)，则转移到步骤S3。

在步骤S3中，通过制动荷载控制部23a而执行制动荷载控制，对制动器加压，直至达到规定的荷载即驻车制动荷载。在这里，作为驻车制动器荷载而设定的目标制动荷载(目标荷载)也可以是在规定的驻车制动器荷载中加入了在应用逆输入保持机构时的与被卡合部Hk的周向上相邻的孔ha、ha之间的间距(图3)、减速比、依存于螺纹导程等的单位间距的制动荷载变动量的影响的规定的制动荷载。

在达到规定的驻车制动荷载后，根据上述控制切换信号，从制动荷载控制而切换为基于马达角度控制部23b的马达角度控制(步骤S4)。之后，处于螺线管动作的状态(步骤S5)。上述螺线管动作的状态是指，例如在通过螺线管线圈的吸引力使卡合部15突出，通过弹簧反作用力而使卡合部15背离的螺线管16中，进行对螺线管线圈通电的动作，例如，在通过电流的方向进行双向驱动的螺线管或DC马达等中，进行在卡扣机构突出的方向上进行通电的动作。另外，步骤S4和S5也可以是前后相反，在螺线管为动作后切换为马达角度控制的顺序，也可以同时执行这些动作。

卡合中间控制功能部24a在螺线管16完成突出动作之前，换言之，为了确保螺线管16的突出时间，将马达角度保持规定时间(一定时间)(步骤S6)。上述规定时间例如，可以根据从螺线管突出的行程量、作为可动部的卡合部15的重量、螺线管驱动力等而导出的螺线管突出时间来决定，此外，优选以考虑了滑动阻力、温度变化及个体差引起的驱动力的偏差等的影响的时间的方式设定。注意，例如，可以将该操作实现为使目标角速度为零的角速度控制。

接着，使电动马达4向减压方向旋转规定量(参照图3)，使螺线管的卡合部与被卡合部卡合(步骤S7)。此时，例如，在作为被卡合部Hk适用减速器5的齿轮的场合，由于被卡合部Hk相对于马达角度的相对位置关系不明的情况较多，因此，为了使螺线管16突出而与被卡合部Hk卡合，向上述减压方向的马达角度推移需要足够平缓的推移。

具体而言，首先，当螺线管16以被卡合部Hk与螺线管16的卡合部15不匹配的位置关系(例如，螺线管阀和被卡合部Hk的孔不在大致同一轴上的状态)突出时，卡合部15的前端与被卡合部Hk的轴端面接触，并且在中途行程状态中停止。之后，在电动马达4以及被卡合部Hk向着减压方向旋转的过程中，在被卡合部Hk和螺线管16的卡合部15的相对位置一致的状态下，螺线管16的卡合部15从上述行程中途状态突出到全行程状态。

因此，例如，相对于卡合部15从上述行程中途状态突出到全行程状态的时间，在马达角速度过大的情况下，有可能锁定在中途的螺线管突出状态，或者锁定可能失败。因此，上述马达角速度ωsn在包含角度θlk和时间tsn的关系中，至少需要|ωsn|＜|θlk/tsn|，其中，角度θlk是在螺线管16的卡合部15卡合状态(螺线管16的卡合部15插入齿轮的孔的状态)下，通过被卡合部Hk与卡合部15的空隙等，电动马达4以及被卡合部Hk能够旋转的角度，时间tsn是卡合部15从行程中途突出至全行程的时间。

此外，优选将上述马达角速度ωsn以考虑了滑动阻力、温度变化及个体差引起的驱动力的偏差、基于设计要件的规定的安全率等影响的角速度的条件的方式设定。该操作可以是其中马达角度指令值以恒定斜率改变的角度控制，或者可以通过作为整体马达角速度指令的角速度控制来实现。

另外，在被卡合部Hk设置在马达轴的场合等的被卡合部Hk的位置关系能够预先把握的场合，只要在被卡合部Hk和螺线管16的卡合部15的位置关系能够卡合的位置预先使马达角度停止，使螺线管16的卡合部15突出即可。另外，在卡合时的马达旋转操作中，不考虑如上所述的马达角速度的限制，并且卡合部15仅需要能够可靠地与被卡合部Hk的孔的接触面接触。

接着，确认是否为锁定状态(步骤S8)，如果是锁定状态(步骤S8：为“是”)，则停止电动马达4以及螺线管16的通电(步骤S9)。例如，在即使电动马达4旋转马达角度也保持一定时间的场合，判断为上述锁定状态。如果不是锁定状态(步骤S8：为“否”)，则确认在步骤S7中开始减压后的电动马达4的旋转状态(步骤S10)，在电动马达4的旋转量少的场合(步骤S10：为“否”)，返回步骤S7，进一步使电动马达4向减压方向旋转。在电动马达4的旋转量多的场合(步骤S10：为“是”)，作为锁定动作不良而结束本处理。上述旋转量例如，优选为基于在被卡合部Hk的周方向邻接的孔ha、ha(图3)间的间距量而设定。

另外，关于步骤S9，表示在锁定后停止电动马达4和螺线管16的通电的例子，但本动作可以根据系统设计要件而适当设定。例如，为了缩短控制装置2的启动时间，可以使电动马达4在转矩为零或电流为零等省电驱动的状态下待机，或者也可以同时进行这些处理。

图6表示从图5的驻车制动执行中的逆输入保持状态解除驻车制动机构的例子。该图6的控制主体也是逆输入保持控制部24(图4)和致动器控制器23(图4)。如图4和图6所示的那样，驻车制动机构PBK的解除(释放)开始条件是例如，操作者操作驻车制动开关，驻车制动机构变为关闭的状态。

如图6和图4所示的那样，当满足驻车制动机构PBK的解除开始条件时，通过上述控制切换信号，将控制切换到由马达角度控制部23b进行的马达角度控制(步骤S11)，电动马达4在与由逆输入引起的反作用转矩相反的方向上即在增压方向上旋转(步骤S12)，并且维持电动马达4在增压方向上旋转规定时间(在脱开驱动时间期间)的状态(步骤S13)。切换到上述马达角度控制(步骤S11)之前的状态，可以根据上述逆输入保持状态下的动作或其它设计要件等而任意地确定。

逆输入保持控制部24具有记忆逆输入保持状态下的电动马达4的旋转角度的功能，在解除逆输入保持状态时，从逆输入保持状态下的记忆的旋转角度，使电动马达4向由所述逆输入引起的反力转矩所相反的方向旋转“比基于卡合部15以及被卡合部Hk的形状而设定、在逆输入保持机构卡合的状态下电动马达4能够旋转的被卡合部空隙角度小且不为零的马达角度的量”。另外，逆输入保持控制部24在根据卡合部15脱离时的驱动力以及惯性而设定、从卡扣机构的驱动开始到卡合部15动作结束的脱离时驱动时间内，维持下述状态，该状态为：使电动马达4向与逆输入引起的反作用转矩相反的方向旋转比被卡合部空隙角度小且不为零的马达角度的量。

具体来说，在步骤S12中，电动马达4在增压方向上旋转预定量。作为上述规定量，根据至少大于零、且小于角度(空隙角度)θlk的条件来设定，上述角度θlk是在螺线管16的卡合部15卡合状态下能够通过被卡合部Hk与卡合部15之间的空隙等而旋转的角度，特别优选设定为上述范围中的θlk·(1/4)～θlk·(3/4)程度。

在步骤S13中，在电动马达4旋转了规定量的状态下，为了确保卡合部15脱离的时间，将马达角度保持在大致恒定的角度规定时间。对于上述大致一定的角度，可以认为不影响驻车制动器解除动作的程度的摆动可忽视，是一定的。上述规定时间，例如也可以根据从螺线管分离的行程量、作为可动部的结合部15的质量、螺线管驱动力等而导出的螺线管分离时间来决定，此外，最好是设定为考虑了滑动阻力、温度变化和个体差异引起的驱动力的偏差、规定的安全率等影响的时间。本动作也可以通过将速度零作为马达角速度指令值的角速度控制来安装。

然后，使电动马达4向减压方向旋转规定量(步骤S14)，进行锁定状态的解除的确认(步骤S15)。上述锁定状态的解除例如可以根据电动马达4向比流动开始时锁定的位置更减压的一侧旋转的条件来判断，或者也可以根据电动马达4向减压侧，旋转被卡合部Hk的一间距量以上来判断。

此外，在达到上述条件之前电动马达4的旋转受到阻碍等的确认到电动马达4锁止的场合(步骤S15：为“是”)，判断为驻车制动解除动作不良。若确认锁定状态的解除(步骤S15：为“否”)，则驻车制动机构PBK的解除结束。本动作可以是马达角度指令值向减压方向推移的角度控制，也可以是根据向规定的减压方向的马达角速度指令值的角速度控制。

另外，在图6中，由于假定了通过螺线管线圈的吸引力使卡合部突出，通过弹簧反作用力而使卡合部分离的螺线管，因此在图中没有示出，但例如，在通过电流的方向双向驱动的螺线管或DC马达等中，需要在步骤S12和步骤S13之间或前后设置向使卡定机构分离的方向通电的动作。

发生图5、图6所示的各动作不良时的动作可以根据系统必要条件而适当设定。例如，可以是从规定的流程而重试的方式，或者作为动作不良，也可以是停止驻车制动机构的关联动作的方式，或者也可以是根据重试次数等的条件并用它们的方式。另外，也可以适当设置向车辆的驾驶员及上位ECU等传达动作不良的发生信息的机构等。

此外，图5和图6示出了驻车制动操作的最小操作流程，并且在操作流程中不发生故障的范围内，根据需要进行改变。例如，也可以另外设置在中途中断驻车制动动作时的流程等，或者例如，也可以另外设置在汽车中检测当前位置的倾斜度，根据倾斜角来调整驻车制动器荷载的流程等。另外，对于后述的电动阀装置(图17)或电动压力机装置等的其它的应用，例如，通过将制动荷载控制置换为阀流量控制或压力荷载控制等的依赖于应用的改变，也能够应用与本图5、6同样的流程。

<电动制动装置的动作例子>

图7～图12作为图4的例子表示关于逆输入保持控制部24及致动器控制器23的一部分的结构例子。在图7中，示出了致动器控制器23具有荷载控制器Ca和角度控制器Cb，基于逆输入保持控制部24的切换判断通过开关25而切换上述控制器，从任一方的控制器而导出马达驱动指令(马达驱动信号)的例子。另外，上述马达驱动指令例如，可以是马达转矩、马达电流、马达电压中的任意一个，作为未图示的要素，设有转矩电流变换器、电流控制器等的另外的功能。

荷载控制器Ca具有控制运算功能，该控制运算功能对于基于制动器操作指令和驻车制动器荷载控制指令中的任一个指令的荷载目标值，跟踪控制推定荷载。上述制动操作指令例如，可以是根据制动踏板等的操作量而变化的制动指令信号，也可以是自动驾驶车辆的制动指令那样的来自上位ECU 17(图4)的控制信号，此外，也可以是基于防滑控制、防侧滑控制、紧急自动制动等的控制信号，还可以具有根据这些用途来变更控制增益等的运算参数的功能。

上述驻车制动器荷载控制指令可以设定为用于施加规定的制动荷载的驻车制动动作的制动荷载指令。基于逆输入保持控制部分24的切换判断，通过开关26在驻车制动荷载控制指令和制动操作指令之间进行切换。

角度控制器Cb具有针对驻车制动器角度控制指令，跟踪控制推定马达角度的控制运算功能。此外，角度控制器Cb也可以不仅限于驻车制动器用途。例如，作为图示以外的要素具有制动解除时的间隙控制功能等的场合，也可以具有使推定马达角度跟踪用于上述间隙控制的马达角度指令值而进行控制的功能，还可以具有根据这些用途来变更控制增益等的运算参数的功能。

逆输入保持控制部24具有根据驻车制动指令，至少使用上述负荷控制器Ca和角度控制器Cb，导出在发挥规定的制动荷载的状态下用于由螺线管16(图4)锁止的各控制信号和控制切换信号的功能。

螺线管驱动指令例如，在通过弹簧反作用力背离的螺线管中，也可以是用于进行对向螺线管线圈的通电进行ON-OFF切换的动作的指令信号。作为具体结构的一个例子，可以由微机等的运算元件端口以及开关元件驱动器或开关元件本身构成，其中，微机等的运算元件端口切换TTL等相对于预定阈值的电位为(“1(高)”/“0(低)”)，开关元件驱动器或开关元件本身根据该端口信号的高/低来切换向螺线管线圈的通电开关元件(FET、双极晶体管等)的通电和切断。

或者，例如，在根据电流的流向进行双向驱动的螺线管或DC马达等中，也可以是用于卡扣机构进行突出、背离、停止(不驱动)的流动中的各动作的通电方向以及ON-OFF切换的指令信号。作为具体结构的一个例子，可以由至少由四个通电开关元件构成的电桥电路、用于使该电桥电路的各开关元件成为规定的通电和切断模式的微型计算机等的端口组、或SPI、SENT、PWM等的规定协议通信端口和电桥电路控制用驱动器构成。

图7、图8、图9是相同的功能结构，通过开关25、26的切换而处于相互不同的控制状态。开关25、26分别由逆输入保持控制部24切换。图7示出了通常的制动控制状态的例子，图8示出了驻车制动操作时的制动荷载控制状态的例子，图9示出了驻车制动操作时的马达角度控制状态的例子。

图10表示相对于图7～图9的例子，不设置负荷控制器，而使用制动荷载与马达角度的规定相关性和角度控制器Cb来构成制动荷载控制功能的例子。

如图10所示的那样，角度变换器27具有基于能够导出发挥预定的制动荷载时的马达角度的相关性，将制动荷载变换为马达角度的功能。上述制动荷载与马达角度的相关性例如，可以基于预先测量的使用了电动式致动器的电动制动装置的刚性，也可以基于动作中的制动荷载与马达角度的相关性通过数据拟合或学习等的方式，随时构筑相关性或者也可以并用它们。

马达角度校正量运算器28根据推定荷载对经由角度变换器27而得到的马达角度和由后述的马达角度校正器29校正后的马达角度进行比较，导出用于使它们的误差大致为零的马达角度校正量。

马达角度校正器29基于由马达角度校正量运算器28而计算出的马达角度校正量，将当前的推定马达角度校正为能够使制动荷载偏差大致收敛为零的马达角度。即，对于校正推定马达角度，以纠正上述角度转换器27中的制动荷载与马达角度的相关性和实机的该相关性具有误差的上述误差，并通过角度控制器Cb而对上述校正后的马达角度进行跟踪控制，由此，作为结果，能够实现对制动荷载的跟踪控制。另外，以不使上述马达角度校正量运算器28动作(该图10中所示的马达角度校正量运算器28后级的多路转接器31与“0”连接的状态)的方式构成这一点与执行图7～图9的例子中的马达角度的跟踪控制等效。

图10、图11、图12是相同的功能结构，通过开关30、31的切换而处于相互不同的控制状态。开关30、31分别通过逆输入保持控制部24而切换。图10表示通常的制动荷载控制状态的例子，图11表示驻车制动动作时的制动荷载控制状态的例子，图12表示驻车制动动作时的马达角度控制状态的例子。

图7～图12只是表示功能结构的概念，未图示的要素根据必要条件而适当设置。另外，各功能块是为了方便而设置的，伴随安装上的情况，在使用了硬件或软件的结构中能够适当综合或分割。

在图7～图12的方框图中，仅描述了功能上的信号的流动，并不规定安装时的运算顺序以及定时。只要在功能不失败的范围内，则运算的顺序可以任意设定，此外，导入通过功能高速或低速地运算那样的以多个采样率执行的多速率处理等，定时可以适当设定。本实施方式的例子不是选择其中一个例子，只要在安装上没有产生矛盾，则也可以根据需要采用合并一部分或整体的结构。另外，图7～图12表示关于驻车制动机构的例子，但对于图17所示的电动阀装置或电动压力装置等其它的应用，通过依赖于应用的改变，也能够适用与图7～图12同样的结构。

＜驻车制动机构的动作例子＞

图13、图14分别是表示图1～图12的驻车制动机构的动作例子的图。图13示出了在制动器释放期间，即，在通过马达角度控制执行间隙控制的状态下，开始驻车制动操作的示例子。在时刻t1，若开始驻车制动机构的锁止动作，则执行制动荷载控制，使制动荷载上升到规定的驻车制动荷载。

在时刻t2达到规定的驻车制动荷载后，切换为马达角度控制，进一步增加规定量。该动作是因为，例如，被卡合部的孔的1个间距量(图3)在通过逆输入保持机构进行锁定的过程中制动荷载有可能降低，上述降低的制动荷载重量成为依赖于孔间距即马达角度的大小。此时，例如，在时刻t2维持制动荷载控制的状态下，预先确定因所述孔间距量而能够降低的制动荷载重量，加压至规定的驻车制动荷载加上上述预先确定的制动荷载重量而得到的规定的制动荷载，之后，也可以进行切换为马达角度控制的处理。

在时刻t3结束规定量的加压后，到时刻t4为止，将马达角度维持为大致恒定。此时，同时进行使螺线管的卡合部突出的操作。从时刻t4开始，在使螺线管的卡合部保持突出状态的情况下，使马达向减压方向旋转。当被卡合部与螺线管的卡合部的位置关系到达卡合的规定位置时，被卡合部通过螺线管而锁定，马达旋转停止(时刻t5)，驻车制动机构的锁定动作完成。另外，在本图13中记载了锁定完成后使马达失效(无论马达的转矩如何，卡合部都处于与被卡合部卡合的状态)的处理，但例如，也可以处于转矩为零或电流为零等的规定的低耗电的待机状态。

从时刻t6起，开始驻车制动机构的解除(释放)动作，切换为马达角度控制，使马达向增压侧旋转规定量。另外，在本图13中，假定为卡合部因螺线管线圈的吸引力而突出、且因弹簧反作用力而背离的螺线管，并在图中未示出，但例如，在根据电流的方向进行双向驱动的螺线管或DC马达等中，执行在时刻t6或t7向卡扣机构背离的方向进行通电的动作。

从时刻t7起，在直到螺线管的卡合部可靠地背离为止的时间内，将马达角度大致维持为恒定。然后，从时刻t8开始起，使马达向减压方向旋转，在时刻t9，由于马达向减压方向旋转到至少比处于锁定状态的马达角度更靠减压方向，因此确认锁定解除，驻车制动机构的释放动作结束。另外，时刻t9以后的动作是任意的。

图14表示从制动荷载控制状态开始而执行驻车制动机构的操作的例子。此外，本图13、图14表示在驻车制动机构的锁止动作开始时，基于被卡合部与电磁元件的卡合部的相对位置不明的前提的动作，但在被卡合部设置于马达轴等情况下，能够预先把握被卡合部的位置关系的场合，只要预先使马达的角度停止在被卡合部与电磁元件的卡合部的位置关系能够卡合的位置，使电磁元件的卡合部突出即可。

＜作用效果＞

按照上述说明的电动式致动器DA和电动制动装置1，当卡合部15与和电动马达4的转子同步运动的被卡合部Hk卡合或脱离时，卡合中间控制功能部24a在卡合部15的操作所需的一定时间段内持续维持被卡合部Hk与卡合部15不接触的位置关系。换句话说，与卡合部15的操作相一致地控制电动马达4的旋转角度，以将卡合部15保持在相对于被卡合部Hk的卡合中间状态。由此，通过其后的电动马达4的旋转，能够使卡合部15相对于被卡合部Hk可靠地卡合或脱离，并能够更可靠地向逆输入保持状态或逆输入保持解除状态转变。通过这样的控制，能够使逆输入保持机构可靠地动作，因此与具有复杂的结构等的上述现有技术相比，能够实现成本降低。

<关于其它实施方式>

接着，对其它实施方式等进行说明。在以下的说明中，对与各实施方式中先说明的事项对应的部分标注相同的标号，省略重复的说明。在仅说明结构的一部分的情况下，只要没有特别记载，结构的其它部分与先前说明的方式相同。由相同的结构起到相同的作用效果。不仅是在各实施方式中具体说明的部分的组合，只要对组合没有特别的障碍，也可以将实施方式彼此部分地组合。

<逆输入保持机构的其它结构例子>

图15A表示在旋转轴方向上另外设置与减速器5的中间齿轮13的旋转轴同步旋转的卡合构件32(被卡合部)，并在上述卡合构件32上设置放射状的槽mz的例子。上述槽mz相对于马达的任意旋转方向都具有与卡合部15的直线移动方向平行的接触面。另外设置的卡合部件32例如，可以是通过平面加工或花键加工等的轴嵌合形状而与齿轮同步旋转的部件，也可以是通过焊接或粘接等与齿轮部结合的部件。

本图15A的例子也与图2相同，通过螺线管16的卡合部15与槽mz卡合，将马达的旋转阻碍，通过上述接触面的摩擦力而保持卡合状态，不受马达的转矩的影响，相对于逆输入而保持。图15B表示上述放射状的槽mz直接设置在齿轮13上的例子。在该场合，与图15A的例子相比，能够简化结构，能够实现成本降低。

图16A作为另一例子，表示在作为被卡合部的卡合部件32的外周面的半径方向外侧与其相对地配置有螺线管16的例子。在该场合，螺线管16的卡合部15在与被卡合部的轴向正交的径向上直线运动。图16B示出了这样的例子，其中，相对于图16A的例子，在作为被卡合部的卡合部件32的外周面上，代替槽而在圆周上等间距地设置多个孔ha。图16C表示在电动马达4的转子4b上直接设置有图2那样的孔ha的例子。

此外，也可以在形状不出现问题的范围内适当组合图2、图15A～图16C的结构来应用。例如，对于图16C那样的马达的转子，也能够应用图15A、图15B、图16A、图16B那样的形状。另外，在图2、图15A～图16C中，表示了使用螺线管作为驱动源的例子，但例如，也可以是DC马达和螺钉的直线移动结构等。或者也可以不使被卡合部和螺线管直接相对配置，而另外设置连杆机构等。

图17表示将电动式致动器应用于电动制动装置以外的其它应用的其它例子，即具有将流量控制阀锁定在规定状态的功能的电动阀装置的例子。图17的例子与电动制动装置1(图4)相比，在直线移动机构为阀装置(例如蝶阀等)、与荷载控制相关的功能为与流量控制相关的功能这一点上有所不同。此外，使用流量指令装置17c而代替上述制动指令装置17a(图4)，使用阀锁定指令装置17d而代替上述驻车制动指令装置17b(图4)。

图17的马达角度控制部23b也包含实质上能够成为角度控制功能的结构。例如，也可以是与电动马达4同步旋转的规定的减速器齿轮的角度控制、或者经由螺纹导程等直线移动结构的位置相关的位置控制。或者，也可以根据条件应用角速度控制，例如，保持在规定位置的位置控制可以置换为维持速度为零的角速度控制，在规定的条件下使角度推移时的位置控制可以置换为规定值的角速度控制。或者，只要在没有破绽的范围内，也可以适当并用这些方法。

此外，图4和图17所示的功能块仅是为了便于描述而提供的，并且硬件或软件的配置、分区等不受限制。软件以及硬件的具体结构可以在不影响图4、图17所示的功能的范围内任意地构成，另外，也可以根据需要将本图所示的各模块的功能统一或者分割。或者，在对本图的功能没有障碍的范围内，也可以增加图示以外的要素，例如，也可以根据系统要件适当增加电动制动装置的防滑控制、制动解除时的制动块间隙控制、防侧滑控制等附加控制以及其它安全机构等。

作为电动马达4，例如，也可以应用使用了电刷的DC马达、不使用永久磁铁的磁阻马达、或者感应马达等。减速器5例如，也可以使用行星齿轮、蜗轮、谐波减速器等。直线移动机构6能够使用行星轮螺纹、滚珠丝杠等的各种螺纹机构、滚珠坡道等通过旋转轴周向的倾斜而将旋转运动转换为直线运动的各种机构。

如上所述，参照附图而说明了优选的实施方式，但在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种追加、变更、删除。因此，这样的结构也包含在本发明的范围内。

标号的说明：

标号1表示电动制动装置；

标号2表示控制装置；

标号4表示电动马达；

标号7表示驻车制动机构(逆输入保持机构)；

标号8表示制动转子；

标号9表示摩擦件；

标号15表示卡合部；

标号16表示致动器(驱动源)；

标号21表示负荷推定机构部；

标号22a表示马达角度推定机构；

标号23a表示制动荷载控制部(负荷控制功能部)；

标号表示23b表示马达角度控制部；

标号24表示逆输入保持控制部；

标号24a表示卡合中间控制功能部；

符号Ks表示卡扣机构；

符号DA表示电动式致动器；

符号Hk表示被卡合部。

Claims (7)

1.一种电动式致动器，该电动式致动器包括：电动马达，该电动马达具有定子和转子；控制装置，该控制装置控制该电动马达；

该电动式致动器包括逆输入保持机构，该逆输入保持机构具有被卡合部和卡扣机构，该被卡合部与上述转子同步运动，该卡扣机构具有驱动源，该驱动源以能够相对于该被卡合部而卡合、脱离方式驱动卡合部，该逆输入保持机构通过上述卡合部与上述被卡合部卡合，阻止上述电动马达的旋转的方式，不依赖上述电动马达的转矩，保持上述电动式致动器所产生的负荷，

上述控制装置包括：

马达角度推定机构，该马达角度推定机构推定上述电动马达的旋转角度；

逆输入保持控制部，该逆输入保持控制部在上述电动式致动器发挥负荷的状态，通过上述驱动源的控制，具有将上述卡合部与上述被卡合部卡合且使上述逆输入保持机构处于逆输入保持状态的功能、以及从该逆输入保持状态使上述卡合部与上述被卡合部脱离且使上述逆输入保持机构处于逆输入保持解除状态的功能，

上述逆输入保持控制部具有：

卡合中间控制功能部，该卡合中间控制功能部针对：使上述卡合部与上述被卡合部卡合时、以及使上述卡合部与上述被卡合部的脱离时中的任意一者或两者，以在一定时间内上述被卡合部和上述卡合部处于已确定的位置关系的方式，控制所推定的上述旋转角度，

上述控制装置包括：马达角度控制部，该马达角度控制部以跟踪目标马达角度的方式对作为所推定的上述旋转角度的推定角度进行控制；负荷推定功能部，该负荷推定功能部推定上述电动式致动器作用于外部上的负荷；负荷控制功能部，该负荷控制功能部以跟踪目标负荷的方式对通过上述负荷推定功能部而推定的推定负荷进行控制；

在通过上述逆输入保持控制部而使上述逆输入保持机构处于逆输入保持解除状态时，至少在上述电动式致动器产生已确定的负荷之前执行上述负荷控制功能部，在执行上述卡合中间控制功能部时切换到上述马达角度控制部。

2.根据权利要求1所述的电动式致动器，其中，上述逆输入保持控制部具有下述功能，在使上述卡合部与“从上述逆输入保持解除状态向上述逆输入保持状态转移时的上述被卡合部”卡合的场合，从上述电动式致动器处于根据上述逆输入保持状态下的目标负荷而发挥已确定的负荷的状态时的上述电动马达的旋转角度，使上述电动马达向与逆输入的反作用转矩相同的方向而逐渐旋转，

上述逆输入保持控制部根据卡合时驱动时间与被卡合部空隙角度进行下述操作，

该卡合时驱动时间根据在上述卡合部中卡合时作用的驱动源的驱动力以及上述卡合部的惯性而设定，为从上述卡合部开始与上述被卡合部的卡合动作到动作结束为止的时间；

该被卡合部空隙角度基于上述卡合部与上述被卡合部卡合时的上述被卡合部与上述卡合部之间的空隙而设定，在上述逆输入保持机构卡合的状态下上述电动马达能够旋转；

该操作为，以上述卡合时驱动时间内的上述电动马达的角度推移比上述被卡合部空隙角度小的方式设定的电动马达的角度推移量，使上述电动马达向与逆输入所产生的反作用转矩相同的方向逐渐旋转。

3.根据权利要求1或2所述的电动式致动器，其中，上述逆输入保持控制部具有存储上述逆输入保持状态下的上述电动马达的旋转角度的功能，在解除上述逆输入保持状态时，从上述逆输入保持状态下的上述已存储的旋转角度，以比基于上述卡合部和上述被卡合部的形状而设定的“在上述逆输入保持机构卡合的状态下上述电动马达能够旋转的被卡合部空隙角度”小，并且不为零的马达角度量，使上述电动马达向与逆输入的反作用转矩相反的方向旋转；

在根据上述卡合部脱离时作用的驱动源的驱动力以及上述卡合部的惯性而设定的“上述卡合部开始从被卡合部脱离，到动作结束的脱离时驱动期间中”，维持以比上述被卡合部空隙角度小，并且不为零的马达角度量，使上述电动马达向与逆输入的反作用转矩相反的方向旋转的状态。

4.根据权利要求1或2所述的电动式致动器，其中，

上述控制装置具有下述的功能，即，上述负荷控制功能部根据上述推定负荷与上述所推定的上述旋转角度的关系，由上述目标负荷而导出构成负荷控制目标的马达角度的负荷控制目标马达角度；

在已确定的推定负荷下，根据基于上述关系，从该已确定的推定负荷而导出的负荷控制目标电动马达角度、以及与上述已确定的推定负荷下的实际的上述推定电动马达角度的负荷误差，对上述负荷控制目标马达角度和上述推定马达角度中的任一者或两者进行校正，根据上述已校正的结果而对马达角度进行跟踪控制；

在执行上述卡合中间控制功能部时向上述马达角度控制部切换的动作为，停止基于上述负荷误差的马达角度的校正的动作。

5.根据权利要求4所述的电动式致动器，其中，上述控制装置在以使上述被卡合部与所述卡合部在一定时间内处于确定的位置关系的方式，通过上述卡合中间控制功能部而控制上述推定马达角度时，将“根据即将向上述电动马达角度控制部切换之前的上述推定电动马达角度”和“已确定的电动马达角度调整偏压”而求出的电动马达角度作为目标电动马达角度，执行上述电动马达角度控制部。

6.根据权利要求1或2所述的电动式致动器，其中，上述逆输入保持机构是上述卡扣机构的上述卡合部相对于上述被卡合部直线移动的可动部，上述被卡合部形成有孔或槽，上述孔或槽具有相对于上述电动马达的任一旋转方向都与上述卡合部的直线移动方向平行的接触面。

7.一种电动制动装置，该电动制动装置包括：制动转子；与该制动转子抵接而产生制动力的摩擦件；操作该摩擦件而与上述制动转子抵接时产生负荷荷载并控制制动力的权利要求1或2所述的电动式致动器，

上述逆输入保持机构为，不根据上述电动马达的转矩而以规定的负荷荷载而保持上述制动转子和上述摩擦件的接触荷载的驻车制动机构。

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