电动制动装置的制作方法

本公开涉及一种电动制动装置，该电动制动装置包括设置到车轮的电动制动器。

背景技术：

在日本专利申请公开no.2003-194119中描述的电动制动装置中，在自从电动制动器被释放以来经过设定时间段之后，并且当电动制动器不在作用状态时，使轴从其最后位置向前移动，并且获取直到内摩擦构件和外摩擦构件与盘式转子形成接触为止的轴的行程，并且将该行程存储为制动开始位置。以这种方式，由于在摩擦构件被冷却的状态下获取制动开始位置，所以能够使制动力产生定时的延迟更小。此外，在获取制动开始位置之后，轴能够向后移动预定量；因此，能够优选抑制制动阻力。

技术实现要素：

本公开提供了抑制将产生的振动的电动制动器。

本公开的第一方面涉及一种电动制动装置。电动制动装置包括：电动制动器，电动制动器被构造成使得通过电动机的驱动而使轴向前移动，并且轴的向前移动使电动制动器进入制动器摩擦构件被推靠到制动器旋转体上的作用状态中以便抑制车轮的旋转；以及电机控制器，电机控制器被构造成控制电动机，其中通过对电动机的旋转速度控制，在轴到达在电动制动器进入作用状态中之前的设定位置之后，电机控制器将轴的前进速度控制成小于在轴到达设定位置之前的所述轴的前进速度。

在上述方面中，可以构造：通过对电动机的上述控制，电机控制器在轴到达设定位置之前将轴的前进速度控制成变成第一速度，并且电机控制器在轴到达设定位置之后将其前进速度控制成变成比第一速度小的第二速度。轴随着电动机的旋转而直线运动，并且电动机的旋转速度和轴的前进速度彼此唯一地对应。在本文描述的电动制动装置中，在轴到达设定位置之前和之后的轴的相应前进速度被设定为恒定的。另一方面，在轴到达设定位置之前和之后的轴的相应前进速度也可以被设定为可变的。

在上述方面中，在轴到达设定位置之前，电机控制器可以将电动机的旋转速度控制成能够由电动机输出的最大旋转速度。

在上述方面中，电机控制器可以控制电动机的旋转速度，使得在轴到达设定位置之后直到电动机进入作用状态中为止，轴的前进速度变成第二速度。第二速度可以设定在能够抑制制动器的初始响应时间并且还抑制当电动制动器进入作用状态时等产生的振动的程度。例如，第二速度可以是第一速度的50％以上、60％以上、70％以上、90％以下、80％以下、70％以下或60％以下的速度。此外，第二速度可以是从输出制动操作指令直到电动制动器进入作用状态为止的时间段变成设定时间段以下的速度，或者上述时间段可以是与在不进行减速的情况下的时间段相比的200％以下、150％以下或者130％以下等。

在上述方面中，电机控制器可以控制电动机，使得当电动制动器进入作用状态中时，使施加到轴的轴向力接近基于由驾驶员操作的制动器操作构件的操作状态确定的目标轴向力。目标轴向力基于由驾驶员操作的制动操作状态来确定，并且也可以是考虑到在进行再生协作控制时的再生制动力而确定的值。在轴向力控制单元中，可以进行反馈控制，使得使轴向力的测量值接近目标轴向力。

在上述方面中，设定位置可以被定义为基于当轴处于最后位置处时所述轴的前端面与制动器摩擦构件之间的间隙的变化值确定的位置。例如，设定位置可以被定义为基于间隙的变化的下限值确定的位置。

在上述方面中，制动器旋转体可以是被一体地且能旋转地固定到车轮的盘式转子，电动制动器可以是盘式制动器，该盘式制动器包括一对制动器摩擦构件，所述一对制动器摩擦构件位于盘式转子的两侧上，并且盘式制动器进入所述一对制动器摩擦构件被推靠到盘式转子上的作用状态中，电机控制器可以存储接触位置，该接触位置是轴经由所述一对制动器摩擦构件中的一个制动器摩擦构件与盘式转子形成接触的位置，并且电机控制器可以将比在电动制动器的先前操作期间存储的接触位置以不小于基于盘式转子的面振的标准值确定的距离更靠后定位的位置定义为设定位置。在盘式制动器中，由于轴的向前移动，轴与所述一对制动器摩擦构件中的一个制动器摩擦构件形成接触，并且制动器摩擦构件与盘式转子之间不存在间隙，使得制动器摩擦构件与盘式转子形成接触。该状态是轴经由制动器摩擦构件与盘式转子形成接触的状态。轴的进一步向前移动使制动钳移动，使得其它制动器摩擦构件被推靠到盘式转子上；因此，一对制动器摩擦构件通过轴和制动钳被推靠到盘式转子上。该状态是电动制动器的作用状态。在本文描述的电动制动装置中，设定位置被定义为在轴经由所述一对制动器摩擦构件中的一个制动器摩擦构件与盘式转子形成接触之前的位置。作为结果，在轴经由制动器摩擦构件中的一个制动器摩擦构件与盘式转子形成接触之前，轴的前进速度减小；因此，当轴经由制动器摩擦构件中的一个制动器摩擦构件与盘式转子形成接触时，也能够抑制当电动制动器进入作用状态时产生的振动。

在上述方面中，电动制动装置可以包括：减速器，减速器使电动机的旋转减速；以及运动转换机构，运动转换机构将减速器的输出轴的旋转转换成直线运动，并将该直线运动输出到轴。

在上述方面中，电动制动装置可以包括：行程传感器，行程传感器检测轴的行程；以及轴向力传感器，轴向力传感器检测被施加到轴的轴向力。

本公开的第二方面涉及一种电动制动装置。电动制动装置包括：电动制动器，电动制动器被构造成通过电动机的驱动来操作，并且通过使用轴将制动器摩擦构件推靠到制动器旋转体上，以便抑制车轮的旋转；以及电机控制器，电机控制器被构造成控制电动机，其中通过对电动机的旋转速度控制，在轴到达在轴经由制动器摩擦构件与制动器旋转体形成接触之前的设定位置之后，电机控制器将轴的前进速度控制成不大于预定义的设定速度。设定速度可以是能抑制振动并减小初始响应时间的程度。设定速度可以不小于第二速度并且小于第一速度。

本公开的第三方面涉及一种电动制动装置。电动制动装置包括：电动制动器，电动制动器被构造成通过电动机的驱动来操作，并且通过使用轴将制动器摩擦构件推靠到制动器旋转体上，以便抑制车轮的旋转；以及电机控制器，电机控制器被构造成控制电动机，其中通过对电动机的旋转速度控制，在轴到达在轴经由制动器摩擦构件与制动器旋转体形成接触之前的设定位置之后，电机控制器将轴的前进速度控制成小于在轴到达设定位置之前的其前进速度。在该电动制动装置中，在轴经由制动器摩擦构件与制动器旋转体形成接触之前，轴的前进速度减小。作为结果，能够抑制当轴经由制动器摩擦构件与制动器旋转体形成接触时等产生的振动。

在上述方面中，电动制动器的轴的前进速度在电动制动器进入作用状态之前减小。作为结果，能够抑制在施加制动时产生的振动。此外，如果轴的前进速度在轴经由制动器摩擦构件与制动器旋转体形成接触之前减小，则还能够抑制当轴经由制动器摩擦构件与制动器旋转体形成接触时产生的振动。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是包括根据本发明的电动制动装置的制动系统的概念视图；

图2a是示出了电动制动装置的电动制动器的操作的视图，以及示出了不在作用状态的电动制动器的视图；

图2b是示出了电动制动装置的操作的视图，以及示出了轴经由摩擦构件与转子接触的状态的视图；

图2c是示出了电动制动装置的电动制动器的操作的视图，以及示出了一对摩擦构件被推靠到转子上的状态的视图；

图3是示出了电动制动器的转子的面振的视图；

图4是表示在包括于制动系统中的制动器ecu的存储器单元上存储的制动器控制程序的流程图；

图5a是表示在电机ecu的存储器单元上存储的电机控制程序的流程图；

图5b是表示在电机ecu的存储器单元上存储的电机控制程序的流程图。

图6是示出了电动制动器的行程和轴向力的变化的视图；并且

图7是示出了本发明未被应用的电动制动装置的电动制动器的行程和轴向力的变化的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述包括根据本发明的一个实施例的电动制动装置的制动系统。

如在图1中所示，该制动系统包括：多个电动制动装置2，所述多个电动制动装置2分别设置到包括于车辆中的多个车轮中的两个或更多个车轮；以及制动器ecu4。每个电动制动装置2均配备有电动机6并且包括：电动制动器8，电动制动器8通过电动机6的驱动来抑制车轮的旋转；以及电机ecu10，电机ecu10控制电动机6。电机ecu10和制动器ecu4经由can(控制器区域网络)12彼此连接，以便彼此可通信。

如在图1中所示，电动制动器8是盘式制动器，并且包括：(1)制动钳22，制动钳22以延伸跨过盘式转子(在下文中，简称为转子)20的姿态布置为可与车轮一体地旋转的制动器旋转体，并且被固定到车辆主体的在与车轮的旋转轴线(在下文中，称为轴向方向)平行的方向上的未示出的非旋转体；(2)一对制动器摩擦构件24in、24out，所述一对制动器摩擦构件24in、24out以能在轴向方向上移动的方式被保持到非旋转体，并且分别位于转子20的内侧和外侧上；(3)电动机6和减速器26，该减速器26使电动机6的旋转减速并且输出该旋转，电动机6和减速器26被保持在制动钳22内侧；(4)轴30，轴30以可旋转地固定到制动钳22且可在轴向方向上移动的方式被保持到制动钳22；以及(5)运动转换机构32，运动转换机构32包括螺旋机构，该螺旋机构将减速器26的输出轴的旋转转换成直线运动，并且将该运动输出到轴30；等。制动器摩擦构件(在下文中，简称为摩擦构件)24in、24out中的每个制动器摩擦构件均包括垫和背板。

电动制动器8包括：旋转速度传感器34，旋转速度传感器34检测电动机6的旋转速度；轴向力传感器36，轴向力传感器36检测轴向力，该轴向力是作用在轴30上的在轴向方向上的力；以及其它。在本实施例中，轴向力传感器36设置到轴30的前端(与摩擦构件24in可接触的部分)，但并不总是必需将轴向力传感器36设置到轴30的前端。基于由旋转速度传感器34检测出的电动机6的旋转速度等获取轴30的移动速度，并且通过对轴30的移动速度积分获得轴30的移动距离。在该实施例中，从轴30的预定义最后位置的移动距离被称为行程。轴30的位置或行程能够以作为轴30的预定义部分的前端面30a为基准而由轴30的前端面30a的行程或位置表示。此外，轴30的位置能够由轴30的前端面30a的行程(即与轴30的前端面30a的最后位置的距离)表示。

电机ecu10包括控制器40，控制器40主要由计算机构成，并且，控制器40包括执行单元40c、存储器单元40m和i/o(输入/输出)单元40i，以及其它。旋转速度传感器34和轴向力传感器36连接到控制器40，并且电动机6也经由驱动电路42连接到控制器40。

制动器ecu4包括控制器50，控制器50主要由计算机构成，并且，控制器50包括执行单元50c、存储器单元50m和i/o(输入/输出)单元50i，以及其它。检测制动器操作构件52(诸如制动器踏板)是否在操作中的制动器开关53、检测制动器操作构件52的操作行程的行程传感器54、检测通过驱动施加于制动器操作构件52的操作力或与该操作力唯一对应的物理量的操作力传感器56等连接到控制器50。

在以上构造的制动系统中，当电动制动器8不在作用状态时，如在图2a中所示，在一对制动器摩擦构件24in、24out与转子20之间通常存在间隙。轴30位于最后位置，并且轴30的前端面30a位于摩擦构件24in的后方且在它们之间具有距离。以这种方式，在电动制动器8中，通过电动机6的操作，轴30的前端面30a能够比摩擦构件24in更向后方移动；因此，当电动制动器8不在作用状态时，能够优选地抑制制动阻力。当输出制动操作指令时，如在图2b中所示，电动机6启动，以便使轴30向前移动。当轴30的行程到达接触行程sa时，轴30则与摩擦构件24in形成接触，并且摩擦构件24in与转子20形成接触。轴30经由摩擦构件24in形成与转子20接触的状态。

此后，如在图2c中所示，轴30的进一步向前移动使制动钳22在轴向方向上移动，并因此通过制动钳22将摩擦构件24out推靠到转子20上。一对制动器摩擦构件24in、24out通过轴30和制动钳22被推靠到转子20上，并因此，电动制动器8进入作用状态。行程l是直到一对制动器摩擦构件24in、24out通过轴30和制动钳22被推靠到转子20上(在下文中，简称为“一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上”)为止的轴30的行程。

然而，在电动机6的启动时，通常，电动机6以更大的旋转速度旋转，以便使轴30以更大的速度向前移动。因此，如在图7中所示，当轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触(在图中简要描述为“与转子接触”)时，施加到轴30的轴向力在一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上(在图中简要描述为“推靠到转子上”)的时刻变得急剧增大，由此引起很大的振动。据此，产生了很大的声音，或者噪声有可能由电机ecu10引起。特别地，当电机ecu10设置在电动机6附近或者一体地设置到电动机6上时，更有可能引起噪声。

为了应对这个问题，在该实施例中，构造成：轴30的前进速度在轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触之前减小。同时，如在图3中所示，如果转子20经历面振，由于该面振，直到轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触为止的轴30的行程变化。转子20的面振在由图3中的虚线和单点划线表示的范围内是可接受的；该转子20的可接受的面振的最大值δ(δ/2+δ/2)是“面振的标准值”，并且这是为每种车型定义的已知值。轴30与该标准值δ对应的量的行程(即直到轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触为止的轴30的行程)可能变化。

从上面，在该实施例中，每当电动制动器8被操作时，获取作为直到轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触为止的轴30的行程的接触行程sa，并且获取通过从接触行程sa减去比面振的标准值δ更大的值(δ+β)获得的值作为减速开始行程sth。β是不小于0的值，并且例如，β可以是不小于0至不大于转子20的面振的标准值δ的值：sth＝sa-(δ+β)。另外，构造成：从轴30的行程到达减速开始行程sth的时刻减小轴30的前进速度。

此外，在本实施例中，当输出制动操作指令时，进行对电动机6的旋转速度控制，即，使电动机6的旋转速度接近目标旋转速度的控制。在电动机6的启动时间，目标旋转速度被设定为与轴30的第一速度对应的第一旋转速度。例如，第一旋转速度可以被设定为能够由电动机6输出的最大旋转速度，或者被设定为取决于由驾驶员操作的制动器操作构件52的操作速度的速度等。当轴30的行程s到达减速开始行程sth时，目标旋转速度被设定为与轴30的第二速度对应的第二旋转速度。第二旋转速度是比第一旋转速度小的值，使得轴30的前进速度减小。当一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上时，从制动器ecu4提供对电动机6的轴向力控制，即，使施加到轴30的轴向力(等于将一对制动器摩擦构件24in、24out推靠到转子20上的推力)接近目标轴向力fdref的控制。

在制动器ecu4中执行图4的流程图中表示的制动器控制程序。在步骤1(在下文中，简称为s1。这与其它步骤中相同)中，基于制动器开关53的接通-断开状态来检测制动器操作构件52是否被操作。如果制动器开关53处于接通状态，在s2和s3中，制动器操作构件52的操作行程sp和操作力fp分别由行程传感器54和操作力传感器56检测到。在s4和s5中，基于操作行程sp和操作力fp中的至少一个获取目标制动力fref，并且基于目标制动力fref确定目标轴向力fdref。在某些情况下，目标轴向力fdref可被设定为与目标驱动力近似相同的值(fdref≈fref)；并且如果进行再生协作控制等，则目标轴向力fdref被设定为与通过从目标制动力减去再生制动力fe所获得的值近似相同的值(fdref≈fref-fe)。在s6中，确定目标轴向力fdref是否大于0；并且如果其大于0，则在s7和s8中分别输出制动操作指令和目标轴向力fdref。相反，如果目标轴向力fdref不大于0，则在s9中输出终止指令。

在电机ecu10中，在每个预定义的设定时间执行图5a和图5b的流程图中表示的电机控制程序。在s21中，确定电动机6是否在操作中；在s22中，确定是否从制动器ecu4提供制动操作指令。当电动机6处于停止状态时并且当未提供制动操作指令时，重复执行s21和s22，并且电动机6维持在停止状态。另一方面，当输出制动操作指令时，s22中的确定为是；并且在s23中，电动机6启动，并且电动机6以第一旋转速度旋转。据此，轴30以第一速度向前移动。在s24中，如稍后将描述的，读入当电动制动器8先前操作时已获取的且被存储在存储器单元40m上的接触行程sa；并且在s25中，以上述方式确定减速开始行程sth。后面将提供关于接触行程sa的存储等的说明。

接下来，当执行该程序时，电动机6在操作中，并因此，s21中的确定为是；并且在s26中，确定是否提供终止指令。如果没有提供终止指令，则在s27和s28中分别获取轴30的行程s和轴向力f；在s29中，确定电动机6是否在轴向力控制之下；并且在s30中，确定电动机6的旋转速度是否为第二旋转速度。如果首先执行s29和s30，则两个确定都为否，并因此在s31中，确定轴30的行程s是否到达减速开始行程sth。如果该确定为否，则重复执行s21和s26至s31。

当轴30的行程s到达减速开始行程sth时，s31中的确定为是；并且在s32中，电动机6的旋转减速到第二旋转速度，使得轴30的前进速度减小到第二速度。此后，在s33中，确定接触标志是否被设定为接通。接触标志是当轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触时被设定为接通的标志。如果确定为否，则在s34中，确定轴30是否经由摩擦构件24in与转子20形成接触。当轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触时，轴向力f变得急剧大。因此，例如，如果满足轴向力f的程度变成设定值以上，并且也当轴向力f的增加梯度为设定梯度以上时，能够确定轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触。在轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触之前，重复执行s21、s26至s30、s33和s34，并且在该时间段期间，轴30以第二速度向前移动。在短时间以后，当轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触时，s34中的确定为是；并且在s35中，获取当前时刻处的行程s，并且将该行程作为接触行程sa(见图2b)存储在存储器单元40m上；并然后在s36中将接触标志设定为接通。当前，在下一次操作电动制动器8时，将使用存储在s35中的接触行程sa。

当下一次执行该程序时，执行s21、s26至s30和s33，并且由于接触标志为接通，所以s33中的确定为是，并且在s37中，确定一对制动器摩擦构件24in、24out是否被推靠到转子20上。当一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上时，施加到轴30的轴向力变得急剧很大。因此，与s34中的执行一样，基于轴向力f的程度、梯度的变化等，确定一对制动器摩擦构件24in、24out是否被推靠到转子20上。同时，当一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上时的轴向力变得通常大于当轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触时的轴向力。因此，可以在使得轴向力f的程度大于当轴30与摩擦构件24in形成接触时的轴向力f的程度的条件下进行上述确定。

在一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上之前，重复执行s21、s26至s30、s33和s37，使得轴30的前进速度维持在第二速度。然后，当一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上时，s37中的确定为是；并且在s38和s39中，读入从制动器ecu4提供的目标轴向力fdref，以便进行轴向力控制。例如，可以进行反馈控制，以便使由轴向力传感器36检测到的轴向力f接近目标轴向力fdref。当轴向力控制开始时，s29中的确定为是，并因此，重复执行s21、s26至s29、s38和s39，以连续进行轴向力控制。然后，当从制动器ecu4提供终止指令时，s26中的确定为是；并且在s40中，进行终止处理，诸如停止电动机6等。

图6中示出了当以上述方式控制电动机6时的轴30的行程s和轴向力f的变化。如图6的实线所表示的，在电动机6的启动时间，轴30以第一速度向前移动，并且当轴30的行程s到达减速开始行程sth时，轴30的速度减小，使得轴30以第二速度向前移动。以这种方式，在轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触之前，轴30的前进速度减小，以便小于第一速度；因此，与前进速度维持在第一速度的情况相比，如由虚线所表示的，当轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触时，能够抑制在一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上的时刻引起的轴向力的振动。因此，能够减小所产生的声音，从而减少施加到电机ecu10的噪声。

此外，减速开始行程sth被设定为通过从接触行程sa减去比标准值δ更大的值(δ+β)所获得的值；因此，即使在由于转子20的面振而接触行程sa变小的情况下，也能够在轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触之前确实地减小轴30的速度，从而抑制振动。同时，减速开始行程sth可以被设定为通过从在电动制动器8的先前操作期间的接触行程sa减去标准值δ所获得的值(sa-δ)，或者可以被设定为通过从在电动制动器8的先前操作期间的接触行程sa减去设定值α(<β)所获得的值(sa-α)。而且在这种情况下，由于能够在一对制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上之前将轴30的前进速度减小到第二速度，所以能够抑制振动在将一对制动器摩擦构件24in、24out推靠到转子20上时产生，从而优选地减少制动器的初始响应时间，并防止产生更大的振动。

在电动制动器8的情况下，当输出制动操作指令时，能够立即启动电动机6，以使轴30向前移动。另一方面，在液压制动系统中，如由图6中的单点划线所表示的，当输出制动操作指令时，启动上游侧上的液压操作装置，以便从上游向设置于车轮上的制动缸供应液压油，从而使制动器活塞向前移动。因此，即使在电动制动器8中减小轴30的前进速度时，与液压制动系统的情况相比，制动器的初始响应时间也变小。此外，如果第一旋转速度被设定为能够由电动机6输出的最大值，则能够进一步减小电动制动器8的初始响应时间。

就前文所提及的，在该实施例中，电机控制器由存储图5a和图5b中的电机ecu10的流程图中所示的电机控制程序的部分、执行该程序的部分以及其它构成。该电机控制器的前进速度控制单元由存储s23、s27、s30至s32的部分、执行这些步骤的部分等构成；轴向力控制单元由存储s39的部分、执行该步骤的部分等构成；并且设定位置确定单元由存储s25的部分、执行该步骤的部分等构成。接触位置是当轴30经由摩擦构件24in与转子20形成接触时的前端面30a的位置，并且在这种情况下，轴30(前端面30a)的行程对应于接触行程sa。设定位置对应于当轴30的行程到达减速开始行程sth时的前端面30a的位置。

电动制动器8的结构不限于特定的一种。不是必要的将设定位置构造成在接触行程sa的标准值δ处的位置或比接触行程sa的标准值δ更靠后的位置，并且其可以是任何位置，只要在制动器摩擦构件24in、24out被推靠到转子20上时该位置比轴30的位置更靠后定位即可。此外，本发明可以应用于鼓式制动器，鼓式制动器包括作为制动器旋转体的鼓。在这种情况下，本发明可以以基于本领域技术人员的知识经受各种改进和修改使得可以基于鼓的固定位置的偏差的标准值来确定设定位置等的方式来实现。