CN113015862A - 电动制动器及控制装置 - Google Patents

Abstract

电动制动器具备：制动机构，其向使被按压到盘形转子的制动块移动的活塞传递通过电动马达的驱动而产生的推力；推力传感器，其检测对活塞的推力；后电动制动器用ECU，其基于推力传感器的检测值，根据制动指令来控制电动马达的驱动。后电动制动器用ECU驱动电动马达，将在制动块不与盘形转子接触的范围内使活塞向按压于盘形转子的方向移动时的推力传感器的检测值作为活塞推力的基准点进行学习。

Description

电动制动器及控制装置

技术领域

本发明涉及一种对例如汽车等车辆施加制动力的电动制动器以及用于电动制动器的控制装置。

背景技术

电动制动器具备制动机构和推力传感器，制动机构将通过电动马达的驱动而产生的推力传递至使被按压到制动盘的制动块移动的活塞，推力传感器检测对所述活塞的推力(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-194115号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1记载的电动制动器中，例如在加速器解除时关闭制动盘与制动块之间的间隙，使活塞推力的变化量从零切换为非零的状态的情况下，利用推力传感器检测活塞推力的变化，将其作为推力的零点。

在内置推力传感器并使用其传感器信号来控制推力的电动制动钳中，由于传感器个体差异、经时变化、温度变化等，推力变为零的传感器信号值(零点)发生变化。因此，需要反复学习推力的零点。

另一方面，在推力传感器的零点变动的主要因素中，存在如电动制动钳的内部设备的滑动阻力等那样根据活塞的移动方向而变动的因素。因此，就使活塞向减力方向移动而使推力变为零时的传感器信号值、以及保持推力为零的状态而使活塞向增力方向移动至推力不再为零为止的活塞空转区间中的传感器信号值而言，两者的值是不同的。

对此，在专利文献1所记载的电动制动器中，将使活塞向增力方向移动时的值设为零点。因此，不会受到由活塞的移动方向带来的对传感器信号值的变动的影响。然而，在切换为推力不为零的状态时，有可能产生制动力。其结果是，由于在操作制动踏板前产生制动力，所以车辆的乘员会产生不适感。

用于解决技术问题的手段

本发明的目的在于提供这样一种电动制动器及控制装置：其能够消除活塞的移动方向所引起的推力传感器信号值的变动，并且能够在不产生推力的状态下学习零点。

本发明的一实施方式的电动制动器具备：制动机构，其向使被按压到制动盘的制动块移动的活塞传递通过电动马达的驱动而产生的推力；推力检测部，其检测对所述活塞的推力；控制装置，其基于所述推力检测部的检测值控制所述电动马达的驱动；所述控制装置驱动所述电动马达，将使所述活塞在所述制动块不与所述制动盘接触的范围内向按压所述制动盘的方向移动时的所述推力检测部的检测值设为活塞推力的基准点。

另外，本发明的一实施方式的控制装置基于推力检测部的检测值控制制动机构的电动马达的驱动，所述制动机构向使被按压到制动盘的制动块移动的活塞传递通过所述电动马达的驱动而产生的推力，所述推力检测部检测对所述活塞的推力，并且，所述控制装置驱动所述电动马达，将使所述活塞在所述制动块不与所述制动盘接触的范围内向按压所述制动盘的方向移动时的所述推力检测部的检测值设为活塞推力的基准点。

根据本发明的一实施方式，能够消除活塞的移动方向所引起的推力传感器信号值的变动，并且能够在不产生推力的状态下学习零点。

附图说明

图1是表示应用了本发明的第一实施方式至第三实施方式的电动制动器的车辆的***结构的图。

图2是表示电动制动器的剖视图。

图3是表示载荷与推力传感器信号之间的关系的特性线图。

图4是表示第一实施方式的推力指令、推力、推力传感器信号、电动马达位置的时间变化的一例的特性线图。

图5是表示第一实施方式的推力零点学习处理的流程图。

图6是接着图5的流程图。

图7是表示第二实施方式的推力指令、推力、推力传感器信号、电动马达位置的时间变化的一例的特性线图。

图8是表示在时刻(d)推力传感器信号静定的情况下的推力传感器信号、电动马达位置、推力传感器信号的变化速度的时间变化的一例的特性线图。

图9是表示在时刻(d)推力传感器信号不静定的情况下的推力传感器信号、电动马达位置、推力传感器信号的变化速度的时间变化的一例的特性线图。

图10是表示第二实施方式的推力零点学习处理的流程图。

图11是接着图10的流程图。

图12是表示第三实施方式的推力指令、推力、推力传感器信号、电动马达位置的时间变化的一例的特性线图。

图13是表示第三实施方式的推力零点学习处理的流程图。

具体实施方式

以下，对于实施方式的电动制动器，以将其应用于四轮汽车的情况为例，参照附图对其进行说明。

图1是表示应用了实施方式的电动制动器20的车辆1的***结构的图。搭载于车辆1的制动装置2具备与左侧的前轮3L及右侧的前轮3R对应设置的液压式制动器4(前制动机构)和与左侧的后轮5L及右侧的后轮5R对应设置的电动制动器20(后制动机构)。另外，计测驾驶员对制动踏板6的操作量的液压传感器7及踏板行程传感器8连接有主ECU9。主ECU9接受来自液压传感器7及踏板行程传感器8的信号的输入，通过预先确定的控制程序进行针对各轮(4轮)的目标制动力的运算。主ECU9基于计算出的制动力，经由CAN12(Controllerarea network：控制器局域网络)向前液压装置用ECU10(即ESC支援ECU)发送分别针对两前轮的制动指令。主ECU9基于计算出的制动力，经由CAN12向后电动制动器用ECU11发送分别针对两后轮的制动指令。另外，主ECU9与设置于前轮3L、3R及后轮5L、5R各自的附近的车轮速度传感器13连接，能够检测各轮的车轮速度。后电动制动器用ECU11构成基于制动指令来控制电动马达39的驱动的控制装置。

接着，参照图1以及图2对电动制动器20的具体结构进行说明。

电动制动器20具备制动机构21、推力传感器44、旋转角传感器46和作为控制装置的后电动制动器用ECU11，制动机构21将通过电动马达39的驱动而产生的推力传递至使被按压于盘形转子D(制动盘)的制动块22、23移动的活塞32，推力传感器44检测对活塞32的推力，旋转角传感器46检测电动马达39的旋转位置，作为控制装置的后电动制动器用ECU11基于制动指令来控制电动马达39的驱动。

如图2所示，制动机构21具备一对内制动块22及外制动块23和制动钳24。内制动块22和外制动块23隔着安装于车辆1的旋转部上的盘形转子D而配置于轴向两侧。电动制动器20构成为制动钳浮动型。注意，一对内制动块22及外制动块23和制动钳24支承于托架25，该托架25固定于车辆1的转向节等非旋转部。

托架25具备分别独立地支承内制动块22和外制动块23的内侧支承部26和外侧支承部27。内制动块22沿盘形转子D的轴向移动自如地支承于内侧支承部26的内侧。外制动块23沿盘形转子D的轴向移动自如地支承于外侧支承部27的内侧。

制动钳24具备作为制动钳24的主体的制动钳主体28和以与制动钳主体28并列的方式配置的电动马达39。在制动钳主体28一体地形成有圆筒状的缸部29和爪部30，缸部29配置在与车辆内侧的内制动块22对置的基端部，并与内制动块22对置地开口，爪部30从缸部29跨过盘形转子D向外侧延伸，配置在与车辆外侧的外制动块23对置的前端侧。

在缸部29形成有有底的缸筒31。活塞32按压内制动块22，并且形成为有底的杯状。活塞32以使其底部33与内制动块22对置的方式收纳于缸筒31内。

在制动钳主体28的缸部29的底壁侧配置有齿轮箱34。在齿轮箱34的内部收纳有正齿多级减速机构35、行星齿轮减速机构36以及控制基板38。在控制基板38上设置有例如由微型计算机构成的作为控制装置的后电动制动器用ECU11。

后电动制动器用ECU11基于制动指令来控制电动马达39的驱动。另外，后电动制动器用ECU11执行预先储存于存储器(未图示)的图5及图6所示的推力零点学习处理等程序。

在制动钳主体28设置有：电动马达39；正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36，该正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36为增加来自电动马达39的旋转转矩的传递机构；滚珠丝杠机构41，来自正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36的旋转被传递到滚珠丝杠机构41，该滚珠丝杠机构41对活塞32施加推力；推力传感器44，该推力传感器44检测活塞32对内制动块22及外制动块23的推力(按压力)的反作用力；返回机构45，该返回机构45在滚珠丝杠机构41的推杆42推进活塞32时蓄积相对于推杆42的向后退方向的旋转力；旋转角传感器46，该旋转角传感器46检测电动马达39的旋转轴40的旋转角；推力保持机构47，该推力保持机构47在制动时保持活塞32对内制动块22及外制动块23的推力。推力传感器44构成检测对活塞32的推力的推力检测部。推力传感器44以被构成滚珠丝杠机构41的基座螺母43和缸筒31的底部夹入的方式设置。

正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36以规定的减速比使电动马达39的旋转减速、增强，并将其向行星齿轮减速机构36的行星架37传递。来自行星架37的旋转被传递至滚珠丝杠机构41的推杆42。

滚珠丝杠机构41将来自正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36的旋转运动、即电动马达39的旋转运动转换为直线运动(以下，为了方便而称为“直动”)，并对活塞32施加推力。滚珠丝杠机构41由被传递来自正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36的旋转运动的作为轴部件的推杆42和与推杆42的外周面螺纹卡合的作为螺母部件的基座螺母43构成。基座螺母43以相对于缸筒31不相对旋转的方式通过未图示的嵌合部嵌合。推杆42能够在将基座螺母43按压于推力传感器44的同时，相对于基座螺母43一边相对旋转一边前进。而且，推杆42经由安装于前端的推力轴承与活塞32以能够相对旋转的方式连接。因此，能够使活塞32前进，能够通过活塞32将内制动块22按压于盘形转子D。

返回机构45有时也称为失效开启机构。返回机构45具备复位弹簧48,复位弹簧48由螺旋弹簧构成。复位弹簧48能够相对于推杆42蓄积后退方向的旋转力。返回机构45在制动中，在电动马达39、控制基板38等失效的情况下，释放由活塞32产生的内制动块22及外制动块23对盘形转子D的制动力。

旋转角传感器46检测电动马达39的旋转轴40的旋转角度。旋转角传感器46具备安装于电动马达39的旋转轴40的磁铁部件和磁检测IC芯片(均未图示)。通过利用磁检测IC芯片检测来自旋转的磁铁部件的磁通的变化，能够利用控制基板38运算并检测电动马达39的旋转轴40的旋转角度。旋转角传感器46构成检测电动马达39的旋转位置的旋转位置检测部。

电流传感器49以能够检测向电动马达39供给的马达电流的方式安装在控制基板38上的马达驱动电路内。电流传感器49输出与马达电流对应的信号。

接着，在电动制动器20中，对通常行驶中的制动以及制动解除的作用进行说明。

在通常行驶中的制动时，根据来自后电动制动器用ECU11的指令，电动马达39被驱动，其正向、即制动方向(增力方向)的旋转经由正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36而被以规定的减速比减速、增强，并被传递到行星齿轮减速机构36的行星架37。而且，来自行星架37的旋转被传递至滚珠丝杠机构41的推杆42。

接着，如果推杆42随着行星架37的旋转而开始旋转，则推杆42将基座螺母43按压于推力传感器44，并且相对于基座螺母43一边相对旋转一边前进。如果推杆42相对于基座螺母43一边相对旋转一边前进，则活塞32前进，利用活塞32将内制动块22按压于盘形转子D。并且，通过活塞32对内制动块22的按压力的反作用力，制动钳主体28相对于托架25向图2中的右方移动，将安装于爪部30的外制动块23按压于盘形转子D。其结果是，盘形转子D被内制动块22及外制动块23夹持而产生摩擦力，进而产生车辆1的制动力。

接着，如果盘形转子D被内制动块22及外制动块23夹持而开始产生制动力，则其反作用力从内制动块22侧是经由推杆42及基座螺母43施加于推力传感器44，从外制动块23侧是经由爪部30及缸筒31的底部施加于推力传感器44。并且，通过推力传感器44，检测通过活塞32的前进而产生的内制动块22及外制动块23对盘形转子D的推力。

并且，在此之后在复位弹簧48中蓄积相对于推杆42的向后退方向的旋转力。之后，根据来自旋转角传感器46及推力传感器44等的检测信号来控制电动马达39的驱动，确立制动状态。

另一方面，在制动解除时，根据来自后电动制动器用ECU11的指令，电动马达39的旋转轴40向反向、即制动解除方向(减力方向)旋转，并且其反向的旋转经由正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36向推杆42传递。其结果是，推杆42一边向反向相对旋转一边开始后退，从而对盘形转子D的推力减少，通过被推力压缩的内制动块22及外制动块23的复原力，制动钳主体28相对于托架25向图2中的左方移动，并且活塞32后退。由此，复位弹簧48返回到初始状态，解除内制动块22及外制动块23对盘形转子D的制动力。

活塞32通过制动块的复原力进行后退，直至内制动块22及外制动块23的复原力与存在于各制动块与托架之间的滑动阻力和存在于活塞32与缸筒31之间的滑动阻力之和达到平衡为止。在此之后，为了使活塞32进一步后退，需要向减力方向进一步驱动电动马达39而使推杆42进一步后退，并经由与存在于活塞内壁面的槽嵌合的、用于限制活塞32与推杆42的直动方向的相对位移量的挡圈传递力以使活塞32后退。

在内制动块22及外制动块23由于制动块与托架之间、活塞32与缸筒31之间的滑动阻力而不再后退时产生的内制动块22及外制动块23与盘形转子D之间的剩余推力成为车辆行驶时、即盘形转子D旋转时的阻力转矩(拖曳转矩)，会对车辆的油耗造成影响。因此，在电动制动器20中，在不再有或者没有来自主ECU9的制动指令的情况下，通过将电动马达39向减力方向驱动而在活塞32与内制动块22之间设置间隔(间隙)，能够使残存推力降低，使拖曳转矩降低。虽然未图示，但通过使活塞32与内制动块22嵌合在一起以使它们一体地直动，也能够在盘形转子D与内制动块22之间设置间隙。也可以通过在内制动块22与外制动块23之间设置被向离开盘形转子D的方向施力的弹簧等方法，在盘形转子D与外制动块23之间设置间隙。通过这些方法，能够进一步降低拖曳扭矩。

在制动中，在电动马达39、控制基板38失效的情况下，通过在制动中蓄积于复位弹簧48的作用力，使推杆42一边向相反方向相对旋转一边后退，释放内制动块22及外制动块23对盘形转子D的制动力。

如此，电动制动器20为了实施活塞32的位置控制及推力控制，具备能够检测电动马达39的旋转角的旋转角传感器46、能够检测活塞32的推力的推力传感器44以及检测马达电流的电流传感器49。另外，为了应对推力产生中的故障，具备能够解除推力的返回机构45(失效开启机构)。

接着，使用图3说明施加于对电动制动器20产生的推力进行检测的推力传感器44的载荷与推力传感器44的输出信号(推力传感器信号)之间的关系。如前所述，因推力产生而产生的反作用力为施加于推力传感器44的载荷。推力传感器44将与该载荷对应的值作为检测信号向后电动制动器用ECU11输出。在本发明中，将反作用力转换为信号的方法可以是任意的。例如，也可以将由传感器内部的反作用力引起的变形作为变形的变化、部件间隔的变化而检测出。另外，就反作用力的检测结果的输出形式而言，既可以作为模拟电压进行输出，也可以在传感器内部具有IC，并设为与后电动制动器用ECU11进行数字通信。

在从后电动制动器用ECU11供给推力传感器44输出检测信号所需的电力的情况下，通常在供给电压的范围内以根据输入而单调地增加或减少的方式输出推力传感器44的输出信号(推力传感器信号)。为了区别于因故障等而不输出信号本身、以及输出供给电压本身的情况等，即使传感器输入(如果是推力传感器44，则为载荷)为0，输出信号也不为0，作为偏移了的输出，例如将输出信号的范围的10％左右输出。在最大输出侧，也是将输出信号限制至例如输出信号范围的90％左右。

在这样的情况下，载荷为0时的偏移输出因传感器内部电路常数的个体差异、温度变化、经时变化等而发生变动。因此，在上述非制动时，在内制动块22与活塞32之间确保间隙，将未产生推力的状态下的偏移输出的值作为零推力的值进行学习。并且，将从零推力的值起的变化量识别为产生推力，并控制推力。由此，能够提高推力控制精度。

但是，在解除所产生的推力并使活塞32后退至确保间隙的情况下，在活塞32的借助制动块复原力的后退因滑动阻力而停止后，在推杆42经由前述挡圈使活塞32后退之前，以推杆42与基座螺母43的螺纹卡合面的松动量反转，即传递用于直动的力的接触面反转，向基座螺母43离开推力传感器44的方向施加力。因此，施加于推力传感器44的载荷减少。

在活塞32为了实现来自主ECU9的制动指令而从该状态前进时，在如前所述推杆42将基座螺母43按压于推力传感器44之后，例如在产生由存在于活塞32与缸体31之间的滑动阻力等构成的、使活塞32前进所需的力以上的力之后，活塞32前进。因此，在实际产生推力之前，施加于推力传感器44的载荷增加。因此，如果将确保间隙后的推力传感器44的输出信号作为零推力的值进行学习，则由滚珠丝杠机构41的松动、滑动阻力等引起的施加于推力传感器44的载荷量的差成为所识别的推力的误差，推力控制精度变差。

本发明是鉴于上述问题而做出的，利用图4至图6对本发明的第一实施方式进行说明。

图4是用于说明实施了第一实施方式的情况下的电动制动器20的动作的时间序列波形。图4示出了从主ECU9向后电动制动器用ECU11发送的作为制动力指令的推力指令、通过基于所发送的推力指令进行控制而由电动制动器20实现的推力、由推力传感器44检测到该推力时的传感器信号、以及对由旋转角传感器46检测到的电动马达39的旋转角度进行累计而得的结果即电动马达位置。电动马达位置为，若向正向位移，则推力增大，可根据正齿多级减速机构35及行星齿轮减速机构36的减速比、以及滚珠丝杠机构41的旋转角位移与直动位移的转换系数来推定活塞位置。

优选的是，在推力指令为0的情况下，实施零推力下的推力传感器信号的学习。在图4所示的时刻(a)，在推力指令变为0的情况下，如前所述，为了降低拖曳转矩而向减力方向驱动电动马达39，从推力变为0的位置进一步设置间隙。在此，零推力位置P0为推力变为0的位置，该零推力位置P0是基于减力时或增力时的推力传感器44的推力检测信号、旋转角传感器46的检测信号等，通过已知手段推定或检测出的。另外，应从零推力位置P0确保的间隙量ΔPa既可以根据例如零推力位置P0的推定精度、电动制动器20的机械设计值或特性等指示为一定值，也可以指示为采用了已知手段的基于推力传感器信号的变化等的可变值。

在图4的时刻(a)之后，将电动马达39驱动至这样设定的、从零推力位置P0减去间隙量ΔPa而计算出的间隙确保位置P1。在时刻(b)，电动马达位置到达间隙确保位置P1。如果是现有技术，则在间隙确保位置P1停止，待机至下一次推力指令变为不再为0为止。与此相对，在本实施方式中，从间隙确保位置P1进一步以返回量ΔPb的量向减力方向驱动电动马达39。在时刻(c)，电动马达位置到达从间隙确保位置P1进一步减去返回量ΔPb后的返回位置P2。之后，向增力方向驱动电动马达39，在时刻(d)，再次到达间隙确保位置P1。在该时刻(d)的时间点，将推力传感器信号作为零推力的值进行学习，并将其在下一次推力指令变为不再为0时的推力控制中使用。通过从时刻(a)到时刻(b)为止的间隙确保时的动作，如前所述，对推力传感器44的载荷发生变化。与此相对，通过时刻(b)～(d)的动作，能够使对推力传感器44的载荷变化为活塞32向增力侧动作时的状态。由此，能够高精度地学习零推力下的推力传感器信号。

在此，对时刻(b)～(c)的动作中的从间隙确保位置P1进一步向减力方向动作时的返回量ΔPb的设定进行说明。该返回量ΔPb只要被设为在通过时刻(c)～(d)的动作而从返回位置P2到达间隙确保位置P1之前，使因前述机械部分的松动等而产生的载荷变化完成的值即可。因此，返回量ΔPb既可以被设为根据机械的设计值、公差等预先而计算出的固定值，也可以被设为根据推力传感器信号的变化等而计算出的可变值。

图5及图6示出了为了实现以上动作而应安装于后电动制动器用ECU11的推力零点学习处理程序的流程图。注意，图5及图6所示的程序例如在对点火开关进行了接通操作之后每隔规定的周期就反复执行。另外，图5以及图6所示的流程图的步骤分别使用“S”这样的标记，例如将步骤1表示为“S1”。

首先，在S1中，判定推力指令是否为0。其理由在于，本实施方式的零推力下的推力传感器信号的学习优选在推力指令为0的状态下实施。另外，其他理由在于，本实施方式的动作在推力指令变为不载为0时，应迅速中止，并实现在S15中指示的推力指令。

因此，在推力指令为0以外的情况下，在S1中判定为“否”，执行S14、S15的处理。此时，S14是不依赖于学习动作的完成状态的、用于在推力指令再次变为0时从最初开始实施学习动作的处理。因此，在S14中，将“学习完成判定”复位，并且将“返回完成判定”复位。另外，在S15中，按照推力指令来驱动电动马达39，控制推力。

另一方面，在推力指令为0的情况下，在S1中判定为“是”，并转移至S2。在S2中，判定电动马达位置是否到达了间隙确保位置P1，即判定电动马达位置是否为间隙确保位置P1以下。在电动马达位置与间隙确保位置P1相比更位于增力方向，电动马达位置尚未到达间隙确保位置P1的情况下，在S2中判定为“否”，并转移到S13。在S13中，继续向减力方向驱动电动马达39。在电动马达位置已经变为间隙确保位置P1以下的情况下，在S2中判定为“是”，并转移到S3。在S3中，判定是否学习了推力零点，即判定是否设置了“学习完成判定”。在已经完成推力零点的学习的情况下，在S3中判定为“是”，并转移至S4。在S4中，停止电动马达39的驱动，以保持电动马达位置为间隙确保位置P1以下的位置。

另一方面，在尚未设置(已经重置)“学习完成判定”的情况下，由于推力零点的学习尚未完成，因此在S3中判定为“否”，并转移至S5。在S5中，判定是否设置了“返回完成判定”。在尚未设置(已经重置)“返回完成判定”的情况下，在S5中判定为“否”，并转移至S10。在S10中，判定电动马达位置是否为返回位置P2以下。此时，返回位置P2是从间隙确保位置P1减去返回量ΔPb后的位置，是从间隙确保位置P1以返回量ΔPb向减力方向移动后的位置。

在电动马达位置位于比返回位置P2更靠增力方向的位置的情况下，在S10中判定为“否”，并转移至S13。在S13中，使电动马达39向减力方向驱动。由此，如图4的说明所述，继续减力方向的驱动。该减力方向的驱动持续到电动马达位置变为返回位置P2以下且S10的判定变为“是”为止。

另一方面，在电动马达位置变为返回位置P2以下的情况下，在S10中判定为“是”，并转移至S11。在S11中，设置表示返回动作已经完成的“返回完成判定”。在接下来的S12中，使电动马达39向增力方向驱动。由此，如果电动马达位置到达返回位置P2，则电动马达39从减力方向的驱动切换为增力方向的驱动。

在切换了电动马达39的动作后，在S11中设置“返回完成判定”，因此在S5中判定为“是”，并转移至S6。在S6中，判定电动马达位置是否已经从返回位置P2到达间隙确保位置P1，即判定电动马达位置是否为间隙确保位置P1以上。在电动马达位置位于比间隙确保位置P1更靠减力方向的位置的情况下，在S6中判定为“否”，并转移到S12。在S12中，使电动马达39向增力方向驱动。由此，继续向增力方向驱动，直到电动马达位置变为间隙确保位置P1以上。

另一方面，在电动马达位置为间隙确保位置P1以上的情况下，在S6中判定为“是”，执行S7～S9的处理。在S7中，停止电动马达39的驱动。在S8中，将该时刻的推力传感器信号作为推力零点进行学习。在S9中，设置表示学习已经完成的“学习完成判定”。之后，继续S4的待机，直到推力指令变为不再为0为止。如果S4、S9、S12、S13、S15中的任一处理结束，则返回。

在此，在S2和S6中，实施电动马达位置是否为间隙确保位置P1以上、间隙确保位置P1以下的判定。这不需要判定是否严格一致，优选设定滞后宽度，以使得判定不会因在通过公知技术实现的位置控制中产生的控制偏差、旋转角传感器46的噪声等而波动，并且能够确保所需的间隙。另外，对于S8中的推力零点的学***均化等滤波处理后的值作为学习值。

另外，在本实施方式中，在推力指令变为0，刚刚确保间隙后实施返回动作及学习，但也可以在确保间隙后隔开时间进行学习。因此，返回动作及学习也可以在从松开制动踏板之后实施，或者，在例如踩下加速踏板等那样推力指令下一次变为不再为0之前完成学习动作需要时间，返回动作及学习也可以在预想到能够确保该时间之后实施。

这样，在第一实施方式中，后电动制动器用ECU11(控制装置)驱动电动马达39，将在制动块22、23不与盘形转子D接触的范围内使活塞32向按压盘形转子D的方向移动时的推力传感器44(推力检测部)的检测值作为活塞推力的基准点(零点)进行学习。由此，能够消除活塞32的移动方向所引起的推力传感器信号值的变动。而且，由于在制动块22、23不与盘形转子D接触的范围内学习零点，所以能够在不产生推力的状态下学习零点。

另外，后电动制动器用ECU11在向离开盘形转子D的方向移动后，使活塞32向按压盘形转子D的方向移动。因此，能够在使活塞32向将其按压于盘形转子D的方向移动后学习活塞推力的零点，能够消除活塞32的移动方向所引起的推力传感器信号值的变动。

另外，后电动制动器用ECU11使活塞32向按压于盘形转子D的方向移动，直到推力传感器44的检测值变为大致一定值为止。具体而言，后电动制动器用ECU11通过电动马达位置已经增加了返回量ΔPb这一情况，判定推力传感器44的检测值已经变为大致一定值。因此，能够在推力传感器信号不随时间而变动的静定状态下学习推力的零点。其结果是，在推力传感器信号随时间而变动的非静定状态下不学习推力的零点，能够抑制错误的零点学习。

而且，后电动制动器用ECU11使活塞32向按压于盘形转子D的方向移动至盘形转子D与制动块22、23之间的间隙变为规定量的位置。即，后电动制动器用ECU11使电动马达39向增力方向驱动至电动马达位置变为间隙确保位置P1的位置。由此，能够在盘形转子D与制动块22、23之间确保规定量的间隙，能够在制动块22、23不与盘形转子D接触的范围内学习零点。

接着，图7至图11表示第二实施方式。第二实施方式的特征在于：在学习完成后，在经过了规定时间的情况下，或者尽管保持相同位置但推力传感器的值仍然发生了变动的情况下，再次进行零点的学习。注意，在第二实施方式中，对于与上述第一实施方式相同的构成要素，标注相同的附图标记，并省略其说明。

图7是用于说明实施了第二实施方式的情况下的电动制动器20的动作的时间序列波形。图7示出了从主ECU9向后电动制动器用ECU11发送的作为制动力指令的推力指令、通过基于所发送的推力指令进行控制而由电动制动器20实现的推力、由推力传感器44检测到该推力时的传感器信号、以及对由旋转角传感器46检测到的电动马达39的旋转角度进行累计而得的结果即电动马达位置。

图7的时刻(a)～(d)的动作与图4的时刻(a)～(d)相同。在第二实施方式中，在到达图7的时刻(d)后，进行推力传感器信号是否已经静定的判定(推力传感器信号的静定判定)。推力传感器信号不随时间而变动的状态为静定状态，推力传感器信号随时间而变动的状态为非静定状态。在时刻(d)推力传感器信号尚未静定的情况下，从上次实施时的返回量ΔPb增加到返回量ΔPc。由此，如图7的时刻(c1)～(d1)所示，在使电动马达39向减力方向驱动至基于增加的返回量ΔPc的返回位置P3之后，使电动马达39向增力方向驱动至间隙确保位置P1。在该状态下，再次实施推力传感器信号的静定判定。并且，在推力传感器信号变为静定状态之后，学习推力的零点。

而且，在推力的零点学习完成后，在经过了预先确定的规定时间的情况下(图7的时刻(f))，如图7的时刻(c2)～(d2)所示，使电动马达39向减力方向驱动至基于增加了的返回量ΔPc的返回位置P3，之后使电动马达39向增力方向驱动至间隙确保位置P1。在该状态下，再次实施推力传感器信号的静定判定。并且，在推力传感器信号变为静定状态后，学习推力的零点。

例如利用图8、图9所示的时间序列波形，对推力传感器信号是否已经静定的判定(推力传感器信号的静定判定)进行说明。图8、图9除了图7的时刻(a)～(d)的传感器输出信号和电动马达位置的时间序列波形以外，还示出了相同时刻的传感器输出信号的变化速度。在图8、图9中，该变化速度互相不同。

具体而言，图8表示相对于达到时刻(c)～(d)的电动马达39的增力方向的驱动，施加于推力传感器44的载荷发生变化，推力传感器信号已经静定的情况。与此相对，图9表示推力传感器信号尚未静定的情况。如果比较推力传感器信号的变化速度，则在图8所示的已经静定的情况下，时刻(d)的推力传感器信号的变化速度变小。在图9所示的尚未静定的情况下，时刻(d)的推力传感器信号的变化速度变大。因此，能够通过对推力传感器信号的变化速度设置阈值Vt来实施是否已经静定的判定。该阈值Vt只要根据考虑了推力传感器信号的分辨率、更新周期、噪声水平等的设计值、实验值等来设定即可。注意，以上的静定判定是一个例子，也可以使用输出信号的变化幅度、变化加速度等。另外，静定判定也可以不是推力传感器信号的相对于时间变化的变化，而是推力传感器信号的相对于电动马达39的位置变化的变化，另外，也可以将它们组合来进行判定。

图10及图11示出了为了实现以上的动作而应安装于后电动制动器用ECU11的推力零点学习处理程序的流程图。注意，图10及图11所示的程序例如在对点火开关进行了接通操作之后每隔规定的周期反复执行。另外，图10以及图11所示的流程图的步骤分别使用“S”这样的标记，例如将步骤21表示为“S21”。

首先，在S21中，判定推力指令是否为0。在推力指令为0以外的情况下，在S21中判定为“否”，并执行S40、S41的处理。在S40中，重置“学习完成判定”，并且重置“返回完成判定”。在S41中，按照推力指令驱动电动马达39，控制推力。

另一方面，在推力指令为0的情况下，在S21中判定为“是”，并转移至S22。在S22中，判定电动马达位置是否已经到达间隙确保位置P1，即判定电动马达位置是否已经变为间隙确保位置P1以下。在电动马达位置位于比间隙确保位置P1更靠增力方向的位置，电动马达位置尚未到达间隙确保位置P1的情况下，在S22中判定为“否”，并转移至S39。在S39中，继续向减力方向驱动电动马达39。在电动马达位置已经变为间隙确保位置P1以下的情况下，在S22中判定为“是”，并转移到S23。在S23中，判定是否学习了推力零点，即判定是否设定了“学习完成判定”。在推力零点的学习已经完成的情况下，在S23中判定为“是”，并转移至S24。

在S24中，判定是否在学习完成后经过了预先确定的规定时间。在经过了规定时间的情况下，在S24中判定为“是”，并转移至S27。在S27中，将“学习完成判定”复位，并且将“返回完成判定”复位。在尚未经过规定时间的情况下，在S24中判定为“否”，并转移至S25。

在S25中，判定是否尽管电动马达位置被保持在相同的位置但推力传感器的值仍然发生了变动。在推力传感器信号发生了变动的情况下，在S25中判定为“是”，并转移至S27。在S27中，将“学习完成判定”复位，并且将“返回完成判定”复位。在推力传感器信号未变动的情况下，在S25中判定为“否”，并转移至S26。在S26中，停止电动马达39的驱动，以保持电动马达位置为间隙确保位置P1以下的位置。

另一方面，在尚未设置(已经重置)“学习完成判定”的情况下，推力零点的学习尚未完成，因此在S23中判定为“否”，并转移至S28。在S28中，判定是否设置了“返回完成判定”。在尚未设置(已经重置)“返回完成判定”的情况下，在S28中判定为“否”，并转移至S36。在S36中，判定电动马达位置是否为返回位置P2、P3以下。此时，返回位置P2、P3根据当前的返回量ΔPb、ΔPc来确定。即，在初始状态下，由于是返回量ΔPb，所以将电动马达位置与返回位置P2进行比较。与此相对，在S35中增加到返回量ΔPc以后则是将电动马达位置与返回位置P3进行比较。在电动马达位置位于比返回位置P2、P3更靠增力方向的位置的情况下，在S36中判定为“否”，并转移至S39。在S39中，使电动马达39向减力方向驱动。

在电动马达位置已经变为返回位置P2、P3以下的情况下，在S36中判定为“是”，并转移至S37。在S37中，设置表示返回动作已经完成的“返回完成判定”。在接下来的S38中，使电动马达39向增力方向驱动。由此，如果电动马达位置到达返回位置P2，则电动马达39从减力方向的驱动切换为增力方向的驱动。

在已经设置“返回完成判定”的情况下，在S28中判定为“是”，并转移至S29。在S29中，判定电动马达位置是否已经增加而到达了间隙确保位置P1，即判定电动马达位置是否为间隙确保位置P1以上。在电动马达位置位于比间隙确保位置P1更靠减力方向的位置的情况下，在S29中判定为“否”，并转移至S38。在S38中，使电动马达39向增力方向驱动。由此，继续向增力方向驱动，直到电动马达位置变为间隙确保位置P1以上。

另一方面，在电动马达位置为间隙确保位置P1以上的情况下，在S29中判定为“是”，并转移至S30。在S30中，判定推力传感器信号是否已经静定。在推力传感器信号已经静定的情况下，在S30中判定为“是”，执行S31～S33的处理。在S31中，停止电动马达39的驱动。在S32中，将该时刻的推力传感器信号作为推力零点进行学习。在S33中，设置表示学习已经完成的“学习完成判定”。之后，继续S4的待机，直到推力指令变为不再为0为止。

在推力传感器信号尚未静定的情况下，在S30中判定为“否”，执行S34、S35的处理。在S34中，重置“返回完成判定”。在S35中，变更返回量。即，从初始值的返回量ΔPb变更为比返回量ΔPb大的返回量ΔPc。如果S26、S27、S33、S35、S38、S39、S41中任一处理结束，则返回。

如上所述，判定推力传感器信号的静定，在S30中判定为“是”的情况下，通过执行S31～33的处理，学习推力的零点。与此相对，在S30中判定为“否”的情况下，判断为返回量ΔPb不够，在S34中重置“返回完成判定”，在S35中比上次实施时的返回量ΔPb增加。由此，如图7的时刻(c1)～(d1)所示，实施减力方向的马达驱动至基于增加的返回量ΔPc的返回位置P3，之后向增力方向实施马达驱动至间隙确保位置P1，并再次在S30中实施推力传感器信号的静定判定。对于使该返回量ΔPb增加到返回量ΔPc时的增加量而言，可以预先设定，优选设为与初始的返回量ΔPb相同程度或其以上的值(ΔPc≥ΔPb)。注意，暂时增加的返回量ΔPc例如也可以在通过操作点火开关而重新启动程序时重置为初始的返回量ΔPc。在S27中，也可以将返回量ΔPc重置为初始的返回量ΔPc。也可以在S30中判定静定后经过了一定时间后，将返回量ΔPc重置为初始的返回量ΔPc。

如此，在第二实施方式中，也能够得到与第一实施方式大致相同的作用效果。另外，在第二实施方式中，在完成学习后，在经过了规定的时间的情况下，或者尽管保持相同的位置但推力传感器的值仍然发生了变动的情况下，将“学习完成判定”和“返回完成判定”都重置，能够再次学习零点。由此，即使在长时间不实施学习，推力传感器信号因温度变化等而发生了变动的情况下，也能够高精度地学习推力的零点。

另外，在第二实施方式中，后电动制动器用ECU11使活塞32向按压于盘形转子D的方向移动，直到推力传感器44的检测值变为大致一定值为止。因此，能够在推力传感器信号不随时间而变动的静定状态下学习推力的零点。其结果是，在推力传感器信号随时间而变动的非静定状态下，不学习推力的零点，能够抑制错误的零点学习。

接着，图12及图13表示第三实施方式。第三实施方式的特征在于采用了如下结构：在推力指令不为0，电动马达正在向增力方向驱动的过程中学习零点。注意，在第三实施方式中，对于与上述第一实施方式相同的构成要素，标注相同的附图标记，并省略其说明。

图12是用于说明实施了第三实施方式的情况下的电动制动器20的动作的时间序列波形。图12示出了从主ECU9向后电动制动器用ECU11发送的作为制动力指令的推力指令、通过基于所发送的推力指令进行控制而由电动制动器20实现的推力、由推力传感器44检测到该推力时的传感器信号、以及对由旋转角传感器46检测到的电动马达39的旋转角度进行累计而得的结果即电动马达位置。

如图12所示，在时刻(a)推力指令变为0，在时刻(b)驱动电动马达39至间隙确保位置P1，之后在间隙确保位置P1待机。之后，在时刻(e)推力指令变为不再为0，在电动马达39向增力方向驱动的过程中，判定出在时刻(g)对推力传感器44的载荷发生了变化，将此时的传感器信号作为零点进行学习。

图13示出了为了实现以上的动作而应安装于后电动制动器用ECU11的推力零点学习处理程序的流程图。注意，图13所示的程序例如在对点火开关进行了接通操作之后每隔规定的周期反复执行。另外，图13所示的流程图的步骤分别使用“S”这样的标记，例如将步骤51表示为“S51”。

首先，在S51中，判定推力指令是否为0。在推力指令为0的情况下，在S51中判定为“是”，并转移至S52。在S52中，判定电动马达位置是否已经到达间隙确保位置P1，即判定电动马达位置是否为间隙确保位置P1以下。在电动马达位置位于比间隙确保位置P1更靠增力方向的位置，电动马达位置尚未到达间隙确保位置P1的情况下，在S52中判定为“否”，并转移至S55。在S55中，继续向减力方向驱动电动马达39。在电动马达位置变为间隙确保位置P1以下的情况下，在S52中判定为“是”，并执行S53、54的处理。在S53中，重置“学习完成判定”。在S54中，停止电动马达39的驱动，以保持电动马达位置为间隙确保位置P1以下的位置。

在推力指令为0以外的情况下，在S51中判定为“否”，并转移至S56。在S56中，判定电动马达位置是否为零推力位置P0。在电动马达位置位于比零推力位置P0更靠增力方向的位置的情况下，在S56中判断为“否”，并转移至S61。在S61中，按照推力指令来驱动电动马达39，控制推力。

在电动马达位置为零推力位置P0以下的情况下，在S56中判定为“是”，并转移至S57。在S57中，判定是否学习了推力零点，即判定是否设置了“学习完成判定”。在已经完成推力零点的学习的情况下，在S57中判定为“是”，并转移至S61。在S61中，按照推力指令来驱动电动马达39，控制推力。

另一方面，在尚未设置(已经复位)“学习完成判定”的情况下，推力零点的学习尚未完成，因此在S57中判定为“否”，并转移至S58。在S58中，判定推力传感器信号是否已经静定。在推力传感器信号已经静定的情况下，在S58中判定为“是”，并执行S59、60的处理。在S59中，将该时刻的推力传感器信号作为推力零点进行学习。在S60中，设置表示学习已经完成的“学习完成判定”，并移动至S62，将电动马达39向增力方向驱动。

在推力传感器信号尚未静定的情况下，在S58中判定为“否”，并转移至S62，将电动马达39向增力方向驱动，并返回。如果S54、S55、S61、S62中任一处理结束，则返回。

如上所述，通过S51～S55来实现在推力指令变为0之后确保间隙而待机的动作。如果推力指令不为0，则首先在通过S56判定电动马达39尚未变为零推力位置P0以上，在S57中判定为推力传感器的零点尚未被学习的情况下，实施S58的推力传感器信号的静定判定。推力传感器信号的静定判定例如与第二实施方式相同，根据推力传感器信号的变化速度是否超过阈值Vt来进行判定。不限于此，推力传感器信号的静定判定也可以与第一实施方式相同，根据电动马达位置增加了返回量ΔPb的量这一情况来进行判定。在静定判定成立前，电动马达位置变为零推力位置P0以上的情况下，如在S56中判定那样，优选不实施零点的学习而实施推力控制。

这样，在第三实施方式中，也能够得到与第一实施方式大致相同的作用效果。另外，在第三实施方式中，由于在电动马达向增力方向驱动的过程中学习零点，所以无需使电动马达39向比间隙确保位置P1更靠减力方向的位置驱动，能够迅速地学习推力的零点。

注意，第一至第三实施方式可以分别单独实施，也可以组合实施。对于在各实施方式中学***均处理等来使用。

另外，在第一至第三实施方式中，根据电动马达位置来判定用于确保间隙的电动马达39的减力方向的动作、基于电动马达39的减力方向和增力方向的动作的学习动作的完成。本发明不限于此，例如也可以根据电动马达39的驱动时间等进行判定。在该情况下，不需要旋转角传感器46。

在所述各实施方式中，将电动制动器20应用于后轮5L、5R，但也可以将电动制动器20应用于前轮3L、3R，还可以将电动制动器20应用于全部四个车轮。

作为基于以上说明的实施方式的电动制动器，例如可想到以下所述的方式。

作为第一方式，电动制动器具备：制动机构，其向使被按压到制动盘的制动块移动的活塞传递通过电动马达的驱动而产生的推力；推力检测部，其检测对所述活塞的推力；控制装置，其基于所述推力检测部的检测值控制所述电动马达的驱动；所述控制装置驱动所述电动马达，将使所述活塞在所述制动块不与所述制动盘接触的范围内向按压所述制动盘的方向移动时的所述推力检测部的检测值设为活塞推力的基准点(零点)。

作为第二方式，在第一方式的基础上，所述控制装置使所述活塞在向离开所述制动盘的方向移动后向按压所述制动盘的方向移动。

作为第三方式，在第一或第二方式的基础上，所述控制装置使所述活塞向按压所述制动盘的方向移动，直到所述推力检测部的检测值变为大致一定值为止。

作为第四方式，在第一至第三方式中任一方式的基础上，所述控制装置使所述活塞向按压所述制动盘的方向移动至所述制动盘与所述制动块之间的间隙变为规定量的位置。

另外，作为基于实施方式的控制装置，例如可想到以下所述的方式。

作为第五方式，控制装置基于推力检测部的检测值控制制动机构的电动马达的驱动，所述制动机构向使被按压到制动盘的制动块移动的活塞传递通过所述电动马达的驱动而产生的推力，所述推力检测部检测对所述活塞的推力，并且，所述控制装置驱动所述电动马达，将使所述活塞在所述制动块不与所述制动盘接触的范围内向按压所述制动盘的方向移动时的所述推力检测部的检测值设为活塞推力的基准点(零点)。

注意，本发明并不限于上述实施方式，包含各种变形例。例如，上述实施方式为了容易理解地说明本发明而详细进行了说明，并不限于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，也能够对某实施方式的结构添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。

本申请基于2018年9月26日申请的日本专利申请第2018-180339号主张优先权。2018年9月26日申请的日本专利申请第2018-180339号的包括说明书、权利要求书、说明书附图以及说明书摘要在内的全部公开内容被通过参照的方式作为一个整体整合到本申请中。

附图标记说明

3L、3R 前轮

5L、5R 后轮

11 后电动制动器用ECU(控制装置)

20 电动制动器

21 制动机构

22 内制动块

23 外制动块

24 制动钳

32 活塞

35 正齿多级减速机构

36 行星齿轮减速机构

37 行星架

39 电动马达

40 旋转轴

41 滚珠丝杠机构

44 推力传感器(推力检测部)

45 返回机构(失效开启机构)

46 旋转角传感器

47 推力保持机构

48 复位弹簧

49 电流传感器

Claims (5)

1.一种电动制动器，其中，具备：

制动机构，其向使被按压到制动盘的制动块移动的活塞传递通过电动马达的驱动而产生的推力；

推力检测部，其检测对所述活塞的推力；

控制装置，其基于所述推力检测部的检测值控制所述电动马达的驱动；

所述控制装置驱动所述电动马达，将使所述活塞在所述制动块不与所述制动盘接触的范围内向按压所述制动盘的方向移动时的所述推力检测部的检测值设为活塞推力的基准点。

2.如权利要求1所述的电动制动器，其中，

所述控制装置使所述活塞在向离开所述制动盘的方向移动后向按压所述制动盘的方向移动。

3.如权利要求1或2所述的电动制动器，其中，

所述控制装置使所述活塞向按压所述制动盘的方向移动，直到所述推力检测部的检测值变为大致一定值为止。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电动制动器，其中，

所述控制装置使所述活塞向按压所述制动盘的方向移动至所述制动盘与所述制动块之间的间隙变为规定量的位置。

5.一种控制装置，其中，

所述控制装置基于推力检测部的检测值控制制动机构的电动马达的驱动，所述制动机构向使被按压到制动盘的制动块移动的活塞传递通过所述电动马达的驱动而产生的推力，所述推力检测部检测对所述活塞的推力，

并且，所述控制装置驱动所述电动马达，将使所述活塞在所述制动块不与所述制动盘接触的范围内向按压所述制动盘的方向移动时的所述推力检测部的检测值设为活塞推力的基准点。

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