机电制动装置及其控制方法与流程

本发明涉及机电制动装置及其控制方法，更具体地涉及能够估计电机特性的机电制动装置以及能够通过估计机电特性控制机电制动装置的方法。

背景技术：

一般来说，用于车辆的制动装置为产生用于使移动的车辆减速或停止或者维持车辆处于停止状态的制动力的装置，并且当车辆减速时，在通过机械摩擦将车辆的动能转换成热能时进行制动，并且摩擦热辐射到大气中。

作为用于车辆的制动装置，存在鼓式液压制动器、盘式液压制动器等，并且盘式液压制动器通过强烈按压摩擦垫按压与车轮一起旋转的盘的两个表面而不是使用鼓来获得制动力。

然而，液压制动器具有复杂的结构，因为它需要连接至在驾驶员座椅前方的制动踏板的机械元件、液压管路、用于控制液压的元件等。

因此，已开发了机电制动器(emb：electromechanicalbrake)并且用于简化制动装置的构成。

已开发机电制动器以用作电子停车制动器(epb：electronicparkingbrake)，但最近，机电制动器的领域已被扩展，使得在现有技术中机电制动器被用作取代液压制动器的主制动器。

不像典型的液压制动器，机电制动器是指通过使用由电动电机(electricmotor)驱动的机械机构通过按压摩擦垫获得制动力的制动装置。

即，机电制动器具有包括电动电机的致动器，该电动电机向前和向后旋转以便进行制动操作和释放制动操作，并且机电制动器操作以使用电机的旋转力按压摩擦垫，使得在进行制动操作时摩擦垫按压盘(引起与盘摩擦)。

与液压制动器相比，机电制动器具有简单的结构以及高的响应速度，并且可更精确地被控制，从而改善制动安全性。

机电制动器是有利的，因为制动力容易控制，并且需要基本上施加以实现线制动(bbw)系统。

同时，机电制动器通过各种传感器和电装置操作而不需要机械地连接至驱动器，并且因此不可避免地需要确保针对装置损坏的安全性。

例如，力传感器可安装在机电制动器中，并且力传感器检测夹紧力，借助夹紧力活塞和卡钳外壳的指部分通过摩擦垫按压盘的两个表面。

配备有力传感器的机电制动器通过使用夹紧力检测值作为反馈信息控制电机的扭矩输出，以便产生期望的夹紧力和制动力。

然而，在力传感器损坏时，不可能检测夹紧力，并且因此，也不可确定使用夹紧力检测值的电机扭矩控制和制动力控制。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此其可包含不是形成本国家本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明提供在力传感器损坏时能够估计电机特性的机电制动装置以及在力传感器损坏时能够通过估计电机特性控制机电制动装置的方法。

本发明还提供在未安装力传感器的状态下能够估计电机特性的机电制动装置，以及能够通过估计电机特性控制机电制动装置的控制机电制动装置的方法，从而省略力传感器。

在一个方面，本发明提供机电制动装置，其包括：活塞，其安装在卡钳外壳中以便可沿轴向方向向前和向后移动，在进行制动操作时活塞沿轴向方向向前移动以便按压摩擦垫用于夹紧盘，并且在释放制动操作时活塞沿轴向方向向后移动；致动器，其包括提供用于使活塞移动的旋转力的电机；动力转换机构，其将从致动器传送的旋转力转换成平移力，并且将平移力传送至活塞以便允许活塞沿轴向方向向前和向后移动；反应力产生机构，其安装在活塞与卡钳外壳的一侧之间，反应力产生机构产生沿释放制动操作的方向被施加而对抗沿轴向方向向后移动的活塞的直线移动力的反应力，并且将反应力施加至活塞；检测电机操作状态的传感器；以及控制器，当电机的操作被控制以便允许活塞沿轴向方向向后移动时，其基于通过传感器检测的电机操作状态信息，估计表示电机电流与电机旋转扭矩之间的相关性的电机扭矩常数。

在另一方面，本发明提供估计机电制动装置的电机扭矩常数的方法，机电制动装置包括：活塞，其在进行制动操作时沿轴向方向向前移动以便按压摩擦垫用于夹紧盘，并且在释放制动操作时沿轴向方向向后移动；以及致动器，其包括提供用于使活塞移动的旋转力的电机；该方法包括：提供反应力产生机构，其当活塞沿轴向方向向后移动时产生被施加而对抗活塞的直线移动力的反应力，并且将反应力施加至活塞，反应力沿释放制动操作的方向施加；通过控制器，使电机沿释放制动操作的反方向旋转，以便允许活塞沿轴向方向向后移动；在电机的操作被控制使得活塞沿轴向方向向后移动时，通过使用传感器检测电机操作状态信息；以及通过控制器，基于检测的电机操作状态信息，估计表示电机电流与电机旋转扭矩之间的相关性的电机扭矩常数。

在另一方面，本发明提供控制机电制动装置的方法，机电制动装置包括：活塞，其在进行制动操作时沿轴向方向向前移动以便按压摩擦垫用于夹紧盘并且在释放制动操作时沿轴向方向向后移动；致动器，其包括提供用于使活塞移动的旋转力的电机；以及反应力产生机构，其当活塞沿轴向方向向后移动时产生被施加而对抗活塞的直线移动力的反应力，并且将反应力施加至活塞，反应力沿释放制动操作的方向施加；该方法包括：通过控制器，使电机沿释放制动操作的反方向旋转，以便允许活塞沿轴向方向向后移动；在电机的操作被控制使得活塞沿轴向方向向后移动时，通过使用传感器检测电机操作状态信息；通过控制器，基于检测的电机操作状态信息，估计表示电机电流与电机旋转扭矩之间的相关性的电机扭矩常数；以及通过使用估计的电机扭矩常数，通过控制器，控制施加至电机的电流以便产生期望的电机旋转扭矩。

根据本发明的机电制动装置及其控制方法，根据预定估计逻辑估计电机扭矩常数，其表示电机电流与旋转扭矩之间的相关性，并且其后，在进行制动操作时通过使用估计的电机扭矩常数控制电机电流，并且因此甚至在力传感器损坏时，能够控制机电制动装置的夹紧力和制动力。

因此，在力传感器损坏时，能够确保制动性能和稳定性并且改善制动安全性。

另外甚至在未安装力传感器的情况下，可根据预定估计逻辑估计电机扭矩常数，然后可通过使用电机扭矩常数控制机电制动装置的夹紧力和制动力，并且因此能够省略力传感器并且因此降低成本。

下文讨论本发明的其它方面和优选实施例。

附图说明

现在将参考在附图中阐明的具体的示例性实施例详细地描述本发明的上述内容和其它特征，其中下文中的附图仅以举例说明的方式给出，且因此不是对本发明的限制，并且其中：

图1为根据本发明的示例性实施例在配备有力传感器的机电制动装置中在力传感器损坏时控制制动力的过程的流程图；

图2为根据本发明的另一示例性实施例在未配备有力传感器的机电制动装置中控制制动力的过程的流程图；

图3a和图3b为示出根据本发明的示例性实施例的机电制动装置的剖视图；

图4为示出根据本发明进行控制过程的机电制动装置的构成的方框图；

图5和图6为示出在本发明中电机旋转角度和电机电流的曲线图；

图7为示出根据本发明的示例性实施例在力传感器损坏时故障保护控制过程的流程图；

图8为示出根据本发明的另一示例性实施例在未安装力传感器的情况下的控制过程的流程图；以及

图9为示出在本发明中设定力传感器的检测值的正常范围的示例的视图。

在图中，贯穿附图的几个图片的附图标记指本发明的相同或等效部件。

具体实施方式

应当理解，如本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它相似的术语通常包括机动车辆在内，如乘用车，包括运动型多用途车(suv)、公共汽车、卡车、各类商用车、包括各种各样船只和轮船的水运工具、飞机等，还包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(如非石油资源衍生的燃料)。如本文提及，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。

本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不是希望限制本发明。如本文使用，除非上下文另外清楚地表明，否则单数形式“一种/个(a/an)”以及“该”也包括复数形式。应当进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包括”限定了所述特征、整数、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如本文使用，术语“和/或”包括了一个或多个关联的列举的术语的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确相反描述，否则单词“包含”及变体如“包含”或“包含的”将理解为意指包括所述要素但不排除任何其它要素。另外，在本说明书中描述的术语“单元”、“-器”、“-物”和“模块”意指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可通过硬件部件或软件部件以及它们的组合实现。

此外，本发明的控制逻辑可实施为在计算机可读介质上的非暂态计算机可读介质，其中计算机可读介质含有由处理器、控制器等执行的可执行的程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可分布于连接网络的计算机系统，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如，通过远程服务器或控制器局域网(can)。

下文，现在将详细地参考本发明的各种实施例，其中的示例在附图说明并在下文描述。尽管将结合示例性实施例描述本发明，但应当理解，本说明书并非希望将本发明限制于那些示例性实施例中。相反地，本发明不仅希望包括示例性实施例，而且还包括各种替代、修改、等效体和其它实施例，其可包括在如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。

下文，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例，使得本发明所属领域的技术人员可容易地实施示例性实施例。然而，本发明不限于下文描述的示例性实施例并且可指定为其它方面。

机电制动装置控制电动电机，电动电机为用于产生制动力的驱动源，并且更详细地，机电制动装置通过控制电动电机的旋转扭矩控制夹紧力和制动力。

电机位置传感器(电机旋转角度传感器)和电流传感器基本用于控制电动电机，并且此外，在控制制动力的过程期间力传感器用于检测由电机产生的夹紧力。

在本发明中，通过电机位置传感器和电流传感器检测的检测值还可用于估计电机特性，即，如下所述的电机扭矩常数。

在控制用于产生制动力的电动电机时，通过在机电制动装置中的力传感器检测的夹紧力可用作反馈信息，但在力传感器损坏时，不可能检测夹紧力，并且因此不可能通过控制电动电机来控制夹紧力和制动力。

因此，在力传感器损坏时，本发明估计表示控制电动电机(控制制动力)所需的电机特性的电机扭矩常数，即，电机电流与电机旋转扭矩之间的相关性，并且使用估计的电机扭矩常数以便控制待施加至电动电机的电流，从而产生期望的电机旋转扭矩。

作为参考，由于制造变化以及当耐久性改变时，电机特性可改变，并且因此当通过使用电机特性控制制动力时，有必要考虑改变的电机特性以便控制制动力。

因此，在力传感器损坏时，本发明通过使用根据单独的估计逻辑由其它传感器检测的电机操作状态信息估计当前电机特性，即电机扭矩常数，并且在进行制动操作时通过使用估计的电机扭矩常数控制电机。

这里，电机操作状态信息可为电机旋转角度和电机电流，它们为传感器检测信息。

在未安装力传感器的情况下，在预定条件下通过执行单独估计逻辑估计当前电机扭矩常数，然后在进行制动操作时通过使用估计的当前电机扭矩常数控制电机。

能够通过估计电机扭矩常数来控制电机而解决力传感器的损坏，并且此外能够省略力传感器。

在下文中，作为本发明的示例性实施例，将描述在配备有力传感器的机电制动装置中在力传感器损坏时估计电机特性然后控制制动力的方法，以及在未安装力传感器(省略力传感器)的机电制动装置中估计电机特性然后控制制动力的方法。

图1为在具有力传感器的机电制动装置中在力传感器损坏时控制制动力的过程的流程图。

如图所示，示出了以下的过程：确定力传感器是否已损坏(s1)，当确定力传感器已损坏时估计电机特性值，即电机扭矩常数(s2)，以及通过使用估计的电机扭矩常数来控制用于产生期望的夹紧力和制动力的电机的操作而控制制动力(s3)。

如上所述，甚至在力传感器损坏时可通过使用估计的电机扭矩常数控制制动力，并且因此，在力传感器损坏时能够确保性能和稳定性，并且改善制动安全性。

图2示出以下的过程：在未配备有力传感器的机电制动装置中当满足预定逻辑进入条件时，根据估计逻辑估计电机特性值，即电机扭矩常数(s1')；以及通过使用估计的电机扭矩常数来控制用于产生期望的夹紧力和制动力的电机的操作而控制制动力(s2')。

图2所示的控制过程可为在未安装力传感器的状态下不使用力传感器的一种无传感器控制，并且在应用这种控制过程的情况下可省略力传感器。

同时，在描述控制过程之前，将描述根据本发明的示例性实施例的机电制动装置，其可检测电机特性的变化并估计电机特性。

图3a和图3b为示出根据本发明的示例性实施例的机电制动装置的剖视图，并且示出反应力产生机构以及机电制动装置的主要构成元件。

图4为示出根据本发明进行控制过程的机电制动装置的构成的方框图。

在示出的机电制动装置中，安装有反应力产生机构，其通过将弹性构件63如弹簧应用到电机70与活塞30之间的力传送结构逐渐增大反应力，并且通过允许电机70反向旋转以释放制动力。

可基于通过传感器检测的电机旋转角度(转子绝对角度位置)和电机电流估计电机扭矩常数。

这里，传感器为检测电机旋转角度的电机位置传感器102以及检测施加至电机70的电流的电流传感器103。

将描述示出的机电制动装置的构成。机电制动装置包括固定地安装到车身上的载置件(未示出)，以及耦接到该载置件以便可向前和向后移动的卡钳外壳20。

载置件和卡钳外壳20被设置成围绕安装在车辆的车轮中的盘1的一侧。

在载置件中，安装一对摩擦垫(制动垫)11和12以可向前和向后移动，该对摩擦垫按压与车辆的车轮一起旋转的盘1的两个表面。

该对摩擦垫11和12被安装成彼此间隔开，并且盘1被设置在摩擦垫11与12之间。

因此，当活塞30如下所述向前操作时，摩擦垫11和12朝向盘1移动，并且引起与盘1摩擦并且同时按压盘1，从而进行制动操作。

卡钳外壳20可滑动地安装在载置件上，并且具有圆筒21，活塞30安装在该圆筒21中。

即，中空圆筒21形成在卡钳外壳20的一侧处，并且活塞30安装在圆筒21中以便可向前和向后移动。

活塞30向前移动以使一对摩擦垫11和12中的一个摩擦垫11向前朝向盘1移动，使得摩擦垫11引起与盘1摩擦。

指部分(fingerportion)22形成在卡钳外壳20的另一侧处，指部分22使另一个摩擦垫12向前朝向盘1移动，使得摩擦垫12引起与盘1摩擦。

因此，活塞30通过传送用于制动操作的力使摩擦垫11和盘1向前移动，然后使一个摩擦垫11贴压在盘1，并且卡钳外壳20通过施加在活塞30与一个摩擦垫11之间的反应力沿与活塞30的移动方向相反的方向移动，使得卡钳外壳20的指部分22将另一个摩擦垫12贴压在盘1。

因此，两个摩擦垫11和12同时贴压在盘1的两个表面。

在这种情况下，通过在两个摩擦垫11和12与盘1之间产生的摩擦力进行制动操作，并且产生制动力以通过摩擦力限制车轮，使得车轮不能旋转。

活塞30和卡钳外壳20的指部分22使摩擦垫11和12贴压在盘1的两个表面的力可称为卡钳外壳20的夹紧力。

同时，机电制动装置包括用于操作活塞30的驱动单元，并且该驱动单元包括：致动器，其产生并传送用于产生制动力的旋转力；以及动力转换机构，其将从致动器传送的旋转力转换成平移力并将平移力传送至安装在卡钳外壳20的圆筒21中的活塞30，以便允许活塞30沿轴向方向向前和向后移动。

这里，动力转换机构可包括：螺母构件40，其耦接到安装在卡钳外壳20的圆筒21中的活塞30并且沿轴向方向向前和向后移动(向前和向后直线移动)以便允许活塞30沿轴向方向向前和向后移动；以及心轴50，其螺纹耦接到螺母构件40并旋转以允许螺母构件40向前和向后移动(向前和向后直线移动)。

致动器包括：电动电机(通过图4中的附图标记70表示)，其产生用于产生制动力的旋转力；以及齿轮组件80，其设置在电动电机70的转轴与动力转换机构之间并将电动电机70的旋转力传送至动力转换机构。

在这种情况下，齿轮组件80被设置在电动电机70的转轴与动力转换机构的心轴(spindle)50之间，并且构成为用于将电动电机70的旋转力传送至心轴50。

在这种构成中，致动器产生用于产生制动力的旋转力并且将旋转力传送至心轴50，从而使心轴50旋转。

驱动单元进一步包括：导向构件60，其固定地安装在卡钳外壳20中以便限制螺母构件40的旋转并引导螺母构件40的向前和向后轴向移动。

首先，卡钳外壳20中的活塞30具有中空部分31，其形成于活塞30中以便沿轴向方向(即纵向方向)伸长，并且螺母构件40安装并耦接在活塞30的中空部分31中。

活塞30和螺母构件40经构成用于整体地沿轴向方向向前和向后移动。

螺母构件40可具有伸长的圆柱形状，导向突起41在螺母构件40的外表面上突出以便沿纵向方向(即轴向方向)伸长，并且螺母构件40的导向突起41耦接到固定地安装在卡钳外壳20的圆筒21的内表面上的导向构件60的引导沟槽61。

导向构件60可具有伸长的圆柱形状，并且具有固定到卡钳外壳20的一侧以及插入到活塞30的中空部分31中的另一侧以便将螺母构件40容纳在其中。

导向构件60的引导沟槽61形成于导向构件60的内表面中以便沿纵向方向(即轴向方向)伸长，并且在导向突起41插入到引导沟槽61中的状态下，引导螺母构件40的向前和向后轴向移动(向前和向后直线移动)。

由于导向构件60完全固定并安装在卡钳外壳20的圆筒21的内表面上，使得导向构件60不可旋转并向前和向后移动，所以具有耦接到导向构件60的引导沟槽61的导向突起41的螺母构件40仅可在导向构件60内沿轴向方向向前和向后移动，但不可旋转，因为螺母构件40在旋转方向上受导向构件60限制。

螺纹被加工并形成于螺母构件40的内圆周表面上，并且可螺纹耦接到螺母构件40的螺纹被加工并形成于心轴50的外圆周表面上，使得当心轴50旋转时，螺母构件40可沿轴向方向向前和向后移动。

心轴50螺纹耦接到螺母构件40的内部，并且因此，心轴50的旋转力可被转换成螺母构件40的向前和向后平移力。

因此，当心轴50旋转时，螺母构件40可通过被导向构件60引导，沿轴向方向向前和向后直线移动。

在这种构成中，活塞30安装在摩擦垫11与螺母构件40之间，并且将螺母构件40的平移力传送至摩擦垫11。

心轴50耦接到齿轮组件80的输出齿轮81的轴82，以便能够传送旋转力，并且具有沿径向方向放大的形状的支撑部分51在心轴50的后端部分处突起。

驱动单元的电动电机70为这样的驱动源，其产生驱动动力即用于进行制动操作(按压摩擦垫)并释放制动操作(降低在摩擦垫上的压力)的旋转力，并且在按压摩擦垫时向前旋转并在降低在摩擦垫上的压力时向后旋转，使得电动电机70产生向前旋转力和向后旋转力并且通过齿轮组件80向心轴50提供向前旋转力和向后旋转力。

电动电机70的操作可受控制器90控制，并且控制器90控制电动电机70的向前和向后操作。

齿轮组件80为降低电机70的旋转速度、放大电机70的旋转力然后将旋转力传送至心轴50的构成元件，并且可被构成为包括多个齿轮的组合的齿轮系。

电动电机70和齿轮组件80可为应用至公知机电制动装置的那些部件，并且在齿轮组件80中，心轴50耦接到最终输出电机70的旋转力的输出齿轮81的轴82。

如上所述，导向构件60被安装成完全固定到卡钳外壳20的圆筒21的内表面，并且可具有伸长的容器形状，例如圆柱形状，使得在螺母构件40插入到导向构件60的状态下螺母构件40可沿轴向方向引导，并且螺母构件40和耦接到螺母构件40的心轴50穿过导向构件60的内部。

具有沿径向方向放大的圆柱形状的放大部分62形成在导向构件60的后端部分处，并且心轴50的支撑部分51被容纳并定位在放大部分62内。

在这种情况下，导向构件60的放大部分62被固定到卡钳外壳20的圆筒21的内表面，并且导向构件60的放大部分62的前部分插入到活塞30的中空部分31中然后耦接到螺母构件40的外表面。

力传感器101安装在卡钳外壳20的圆筒21中的后侧处，力传感器101耦接到心轴50的支撑部分51的后侧并在进行制动操作时检测通过支撑部分51施加的力，即夹紧力。

在进行制动操作时通过电机70的操作产生的夹紧力通过摩擦垫11和12施加至盘1时，被施加而对抗施加至盘1的夹紧力的反应力通过活塞30、螺母构件40和心轴50(支撑部分)被传送并输入至力传感器101，并且传送并输入至力传感器101的反应力具有与夹紧力相同的大小，并且反应力(夹紧力)通过力传感器101检测。

在图3中，附图标记52表示安装在心轴50的支撑部分51与在支撑部分51的后部处的力传感器101之间的轴承52，并且轴承52通过力传感器101中的支撑部分51可旋转地支撑心轴50。

在这种构成中，活塞30和耦接到活塞30的螺母构件40为移动部件，即通过机电制动装置中的电机70的旋转力移动的移动单元，并且卡钳外壳20和固定地安装在卡钳外壳20中的导向构件60为固定部件，即基于电机位置相对固定的固定单元。

同时，反应力产生机构被安装成当电机70沿释放制动操作的方向反向旋转时产生反应力，并且当电机70反向旋转时反应力可称为被施加而对抗沿轴向方向向后移动的活塞30的直线移动力的力。

在本发明中，当活塞沿释放制动操作的方向移动时，即当活塞沿轴向方向向后移动时，反应力产生机构产生反应力并将反应力施加至活塞，并且在示例性实施例中，并且反应力产生机构可通过将弹性构件63安装在移动单元与固定单元之间来构成。

更详细地，可通过将弹性构件63即弹簧安装在作为移动单元的活塞30与作为固定单元的卡钳外壳20的一侧(包括固定到卡钳外壳的部件)之间来构成。

在这种情况下，弹簧63可安装在活塞30与固定地安装在卡钳外壳20中的导向构件60的放大部分62之间。

如上所述，弹性构件63应用到包括电机70和活塞30的力传送结构中，以便当电机70反向旋转时逐渐增大反应力，并且反应力产生机构用于根据电机旋转角度基于电流的变化估计电机扭矩常数。

下文将描述电机扭矩常数的估计。

首先，弹簧(弹性构件)的反应力可为电机扭矩常数和施加至电机的电机电流的函数，并且可通过以下表达式1定义电机旋转角度。

[表达式1]

电机旋转扭矩＝电机扭矩常数×电机电流

电机扭矩与夹紧力之间的关系式可通过以下表达式2定义。

[表达式2]

电机旋转扭矩×减速比×齿轮效率×2π×心轴效率＝夹紧力×心轴导(spindlelead)

夹紧力可通过以下表达式3定义。

[表达式3]

夹紧力＝弹簧常数×心轴移动距离＝弹簧产生×(电机旋转角度×心轴导)/(减速比×2π)

因此，可从表达式2和3获得关于电机扭矩常数的以下表达式4和5。

[表达式4]

电机扭矩＝电机旋转角度×k＝电机扭矩常数×电流

[表达式5]

电机扭矩常数＝(电机旋转角度/电流)×k

这里，弹簧常数为安装在弹性构件即反应力产生机构的活塞30与卡钳外壳20的一侧之间的弹簧63的弹簧常数，并且弹簧常数被输入至控制器90并用于估计电机扭矩常数。

减速比为根据齿轮组件80的齿轮的构成确定的减速比，并且减速比为输出速度(输出齿轮和心轴的旋转速度)与输入速度(电机和输入齿轮的旋转速度)的比率。减速比也被输入至控制器90并用于根据电机扭矩常数。

k为预定的值，即，'k＝弹簧常数×(心轴导/(减速比×2π))²×齿轮效率×心轴效率'。

电机旋转角度为通过电机位置传感器102检测的传感器检测信息，并且电机电流为施加至电机70的电流，即通过电流传感器103检测的传感器检测信息。

因此，控制器90可通过使用如通过表达式2所表示传感器检测信息(即分别通过电机位置传感器102和电流传感器103检测的电机旋转角度和电机电流)、以及作为提前输入、存储并设定的信息的弹簧常数和减速比，来估计电机扭矩常数。

估计逻辑使电机70沿释放制动操作的方向反向旋转以便估计电机扭矩常数，并且当电机70反向旋转时由于心轴50反向旋转，螺母构件40和活塞30整体地向后移动。

在这种情况下，反应力产生机构的弹簧63被活塞30压缩，并且当弹簧63被压缩时，当活塞向后移动时活塞30从弹簧接受弹簧的力，即反应力。

在如上所述弹簧被压缩的过程期间，可通过检测电机旋转角度和电机电流来估计电机特性值，即电机扭矩常数，并且在弹簧被压缩的过程期间，通过被监测的电机旋转角度与电机电流之间的关系确定电机扭矩常数。

图3a为经设定使得反应力产生机构中的状态从弹簧未被活塞30压缩的初始状态改变为无负荷状态的机电制动装置的剖视图，并且图3b为设定为从初始状态到弹簧被压缩的状态的机电制动装置的剖视图。

在图3b所示的机电制动装置中，在预定的轴向纵向截面内，弹簧安装沟槽23形成于卡钳外壳20的圆筒21的后侧处的内表面中，并且环形弹簧座64安装在弹簧安装沟槽23中。

弹簧安装在弹簧座64与导向构件60的放大部分62之间以便构成反应力产生机构，并且在这种情况下，弹簧座64被安装成，在安装在弹簧座64与导向构件60的放大部分62之间的弹簧63被压缩的状态下，被弹簧安装沟槽23的前端捕获(卡止)。

然而，弹簧座64被安装成具有在弹簧安装沟槽23内突出到卡钳外壳20的圆筒21中的结构，并且因此，当电机70反向旋转时向后移动的活塞30可向后推动弹簧座64。

因此，在活塞30向后移动并且推动弹簧座64时，弹簧63额外地被压缩。

同时，图5和图6为示出电机旋转角度和电机电流的曲线图。图5为像图3a所示的机电制动装置，在初始状态被设定为弹簧未被压缩的无负荷状态(弹簧无负荷设定)的情况下的曲线图，并且图6为像图3b所示的机电制动装置，在初始状态被设定为弹簧被压缩的状态(弹簧初始压缩设定)的情况下的曲线图。

在以下描述中，与反应力产生机构接触意指弹簧63开始被压缩，并且具体地，意指弹簧63开始被压缩并且通过反应力产生机构开始产生反应力，并且还意指通过反应力产生机构产生的反应力开始被施加至活塞30。

反应力产生机构的接触时刻意指弹簧63开始被活塞30压缩的点。

参考图5，当在摩擦垫11和12按压盘1以产生制动力的制动状态下，电机70反向旋转并且活塞30向后移动以便释放制动操作时，电机70在某些程度上旋转，然后反应力产生机构的弹簧63开始被压缩。

当如上所述弹簧63开始被压缩时在反应力产生机构的接触之后，待施加至电机70以便按压弹簧的电流增大，并且电机电流开始增大的点变成进行反应力产生机构的接触的时间点(在这种情况下，电机旋转角度为‘x’)。

如图5所示，当弹簧63开始被压缩时，随着电机旋转角度增大以压缩弹簧，电机电流倾向于增大，并且通过当前电机扭矩常数确定曲线图中直线的梯度，该梯度表示电机电流相对于电机旋转角度的变化率(根据电机旋转角度的变化的电机电流的变化)。

随着电机的耐久性改变，电机特性改变，并且随着电机特性改变，直线的梯度改变。

如上所述，直线的梯度为与电机特性相关联的信息，并且因此，可从状态和梯度的变化预测电机特性的变化，并且此外，可校正电机扭矩常数。

图5中的曲线图中的直实线指示参考设定信息(设计值)，其表示当电机的耐久性未改变时电机旋转角度与电机电流之间的关系，并且根据图5所示的设定信息，可设定与用作判据的电机特性相关联的梯度(下文，称为‘参考梯度’)。

因此，在该设定信息被提前输入并存储在控制器90中的状态下，控制器90可通过比较设定参考梯度与直线的梯度(表示为实际传感器检测信息的电机旋转角度与电机电流之间的关系)，校正电机扭矩常数与梯度的变化量一样多。

电机扭矩常数的这种校正可以以下方式进行：在对应于梯度的变化量的校正值在控制器中被预设的状态下，控制器比较作为设定信息的参考梯度与从传感器检测信息获得的梯度，获得对应于梯度的变化量的校正值(获得的梯度与参考梯度之间的差值)，然后校正估计的电机扭矩常数与校正值一样多。

如果电机扭矩常数(其根据电机特性的变化而改变)可如上所述周期性地校正，那么可通过使用在校正电机扭矩常数之后的电机扭矩常数计算正确的夹紧力和正确的制动力，并且因此，能够省略力传感器101或解决力传感器的损坏。

图5中的曲线图中的两条虚线(其具有预定的梯度)表示电机70、控制器90等正常操作的正常范围，并且与电机旋转角度对电流相关联的曲线和数据偏离正常范围的情况意指电机、控制器等未正常操作的损坏状态。

图6示出弹簧被设定成初始被压缩的状态，并且这种状态除了以下不同点外与图5中的状态无差别，该不同点是因为在初始状态下弹簧被压缩，所以在进行反应力产生机构的接触的点处，即在弹簧被初始压缩的状态下在弹簧开始被额外地压缩的点处，瞬时需要大量的电流(电流快速增大的图6的区域)。

允许弹簧克服压缩状态并且开始被额外地压缩所需的的额外量的电流通过在图6中的曲线图中电机电流快速增大的部分表示。

在图6中，电机电流到达峰值的点(在这种情况下，电机旋转角度为‘y’)成为反应力产生机构的接触时刻，即在弹簧被压缩的初始状态下弹簧开始被额外压缩的点。

图6中的曲线图中的两条虚线(其具有预定的梯度)表示电机70、控制器90等正常操作的正常范围，并且与电机旋转角度对电流相关联的曲线和数据偏离正常范围的情况意指电机、控制器等未正常操作的损坏状态。

借助与图5所示的无负荷设定相同的方法，甚至在图6所示的弹簧初始压缩设定的情况下，也可校正电机扭矩常数，并且借助与图5所示相同的方法，控制器90通过比较表示分别通过传感器102和103检测的电机旋转角度与电机电流之间的关系的设定参考梯度与直线的梯度，校正电机扭矩常数。

如上所述可通过在弹簧63从进行反应力产生机构的接触的点被压缩时，监测电机旋转角度和电机电流的变化来估计电机特性的变化，并且可通过使用估计的电机特性的变化校正电机扭矩常数。

如图5和图6所示，反应力产生机构的接触是否进行，即弹簧是否开始被压缩，可基于作为传感器检测信息的电机旋转角度和电机电流来确定。

在下文中，将更具体地描述根据本发明的示例性实施例控制机电制动装置的过程。

图7为更详细示出在力传感器损坏时故障保护控制过程的流程图，并且首先，当制动力估计逻辑开始(s11)时，控制器90确定力传感器101是否已损坏(s12)。

可通过来自力传感器101和电流传感器103的检测信息确定力传感器101是否已损坏，并且控制器90可通过检查力传感器101的检测值是否在对应于电流传感器103的检测值的设定正常范围内来确定力传感器是否已损坏。

在这种情况下，控制器90确定当力传感器101的检测值在正常范围内时力传感器正常，并且确定当力传感器101的检测值偏离正常范围时力传感器已损坏。

图9为示出设定力传感器的检测值的正常范围的示例的视图，并且如图所示，监测通过电流传感器检测的电机电流和通过力传感器检测的夹紧力值(监测电流传感器的检测值对力传感器的检测值)，并且检查通过力传感器检测的夹紧力值是否在对应于在相同点处检测的电机电流的正常范围内。

或者，控制器比较设定正常梯度范围与表示力传感器的检测值的变化相对于电流传感器的检测值的变化的梯度，并且可确定当梯度在正常梯度范围内时力传感器正常，并且可确定当梯度偏离正常梯度范围时力传感器已损坏。

图9中的曲线图中的两条直的虚线限定正常范围的上限值和下限值，并且当从来自电流传感器和力传感器的检测值获得的直线数据位于两条虚线之间时(当检测值的直线的梯度为在两条虚线的梯度之间的值时)，力传感器处于正常状态，两条虚线限定正常范围的上限值和下限值，并且当梯度偏离在两条虚线之间的区域时力传感器处于损坏状态。

当如上所述确定力传感器处于损坏状态时，用于估计电机扭矩常数的估计逻辑开始。首先，确定当前情况是否处于需要制动操作以产生制动力的情况(s13)，并且当当前情况处于可释放制动操作且不必产生制动力的状态时，控制器90使电机70反向旋转以便在已经进行制动操作的状态下(即处于停车制动状态)释放制动操作(s14)。

接下来，在电机70反向旋转时，控制器90监测分别通过传感器102和103检测的电机旋转角度和电机电流，并且确定是否进行反应力产生机构的接触(弹簧是否开始被压缩)(s15)。

可基于作为监测的传感器检测信息的电机旋转角度和电机电流确定是否进行反应力产生机构的接触，如以上参考图5和图6描述，并且可通过检查电机电流的变化相对于电机旋转角度的变化来确定。

当进行反应力产生机构的接触时，即当随着电机反向旋转并且活塞向后移动，反应力产生机构的弹簧63开始被压缩时，随着电机旋转角度增大电机电流倾向于增大，并且在初始弹簧无负荷设定的情况下，当随着电机旋转角度增大电机电流开始增大时，可确定进行反应力产生机构的接触(弹簧开始被压缩)，如图5所示。

在弹簧初始压缩设定的情况下，在随着电机旋转角度增大，弹簧开始被额外压缩的点处，瞬时需要大量的电流(发生峰电流)，如图6所示，并且因此，当电流快速增大时，可确定进行反应力产生机构的接触(弹簧开始被压缩)。

参考图6，发生峰电流的点为进行反应力产生机构的接触的点(弹簧开始被压缩的时间点)。

当如上所述进行反应力产生机构的接触时，控制器90基于传感器检测信息和设定信息估计电机扭矩常数(s16)，并且通过使用分别通过传感器102和103检测的电机旋转角度和电机电流以及作为设定信息的弹簧常数和减速比(或k值)根据表达式2获得电机扭矩常数。

控制器90通过使用通过传感器102和103检测的电机旋转角度和电机电流以及预定的参考梯度，校正如上所获得的初始电机扭矩常数。

因此，校正的电机扭矩常数被确定为最终估计的电机扭矩常数，然后存储在控制器90中，并且其后，在进行制动操作时，控制器90通过使用最终估计和存储的电机扭矩常数(校正的电机扭矩常数)控制机电制动装置的制动力的产生(s17)。

即，当确定用于进行制动操作的制动力时，控制器90确定对应于所需制动力的电机旋转扭矩(＝电机扭矩常数×电机电流)，并且通过使用电机扭矩常数控制用于满足电机旋转扭矩的电机电流。

如上所述，通过电流控制方法控制电机70的操作，并且因此，产生期望的夹紧力和期望的制动力(‘制动力＝夹紧力×摩擦垫与盘之间的摩擦系数’)。

另一方面，图8为示出控制未安装力传感器的机电制动装置的过程的流程图，并且当车辆停放时用于估计电机扭矩常数的估计逻辑开始。

需要暂时地释放对应的机电制动装置的制动操作以便估计电机扭矩常数。并且为了当车辆停放在斜坡上时即使车辆停放，防止车辆在斜坡上被向下推动，对于安装在所有车轮中的机电制动装置相继估计电机扭矩常数。

为此，在顶级控制器(未示出)从车辆的倾斜角传感器(未示出)确认车辆停放在斜坡上时，顶级控制器与安装在每个机电制动装置中的控制器90通信，并且协作地控制控制器90，使得相继估计电机扭矩常数。

在这种情况下，在对安装在一个车轮中的机电制动装置进行估计电机扭矩常数的情况下，安装在其余车轮中的机电制动装置维持进行制动操作，并且在完成对安装在一个车轮中的机电制动装置的电机扭矩常数的估计的情况下，对安装在其余车轮中的机电制动装置进行估计电机扭矩常数。

如上所述，根据预定的顺序，对安装在所有车轮中的机电制动装置相继进行估计电机扭矩常数。

图8示出对一个机电制动装置进行估计电机扭矩常数的过程。在车辆停放的状态下估计逻辑开始，并且可通过检查驾驶员座椅门在被打开之后是否已关闭来确定车辆停放的状态(s10)。

即，当机电制动装置的控制器90从与门相关联的控制器(例如bcm)接收指示驾驶员座椅门在被打开之后已关闭的信号时，可确定驾驶员在打开门并离开车辆之后已关闭门并且在停放车辆之后驾驶员已离开车辆。

如上所述，在车辆停放的状态下估计逻辑开始(s11')，然后控制器90使电机70沿释放制动操作的相反反向旋转(s12')。

接下来，在电机70反向旋转时，控制器90监测分别通过传感器102和103检测的电机旋转角度和电机电流，并且确定是否进行反应力产生机构的接触(弹簧是否开始被压缩)(s13’)。

在这种情况下，当确定进行反应力产生机构的接触时，控制器90基于传感器检测信息和设定信息估计电机扭矩常数(s14')，并且通过使用分别通过传感器102和103检测的电机旋转角度和电机电流以及为设定信息的弹簧常数和减速比(或k值)根据表达式2获得电机扭矩常数。

接下来，确定如上所获得的电机扭矩常数是否不同于先前存储的电机扭矩常数(s15')，并且在如上所获得的电机扭矩常数不同于先前存储的电机扭矩常数的情况下，控制器90通过使用分别通过传感器102和103检测的电机旋转角度和电机电流以及预定的参考梯度校正获得的电机扭矩常数，如上所述(s16')。

因此，校正的电机扭矩常数被确定为最终估计的电机扭矩常数，然后存储在控制器90中，并且其后，当车辆再次行驶然后进行制动操作时，控制器90通过使用存储的电机扭矩常数(校正的电机扭矩常数)控制机电制动装置的制动力的产生。

即，当确定用于进行制动操作的制动力时，控制器90确定对应于所需制动力的电机旋转扭矩(＝电机扭矩常数×电机电流)，并且通过使用电机扭矩常数控制用于满足电机旋转扭矩的电机电流。

如上所述，通过电流控制方法控制电机70的操作，并且因此，产生期望的夹紧力和期望的制动力。

已参考本发明的优选实施例详细描述本发明。然而，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理和精神、在所附权利要求及其等同物中限定的范围的情况下，可对这些实施例做改变。