电动式直动致动器以及电动制动装置转让专利

申请号 : CN201480028722.6

文献号 : CN105228873B

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相似专利:

发明人 : 增田唯

申请人 : NTN株式会社

摘要 :

本发明提供一种消耗电力较低的电动式直动致动器。电动式直动致动器具有电动机(10)、将电动机(10)的旋转转矩转换成外圈部件(24)的直进力的运动转换机构(11)、负载传感器(12)以及电机控制装置(51)。电机控制装置(51)如以下那样控制电动机(10)的驱动电流:到由负载传感器(12)检测的按压力的大小比目标值大为止使电动机(10)的旋转转矩增加,之后到由负载传感器(12)检测的按压力的大小达到目标值为止使电动机(10)的旋转转矩减少。

权利要求 :

1.一种电动式直动致动器,其中,具有:

电动机(10),其产生与驱动电流相应的大小的旋转转矩;

运动转换机构(11),其将该电动机(10)的旋转转矩转换成直动部件(24)的直进力,通过该直动部件(24)对对象物(2)加载按压力;

负载传感器(12),其检测对所述对象物(2)加载的按压力的大小;以及

电机控制装置(51),其基于由该负载传感器(12)检测的按压力的大小来控制所述电动机(10)的驱动电流,所述运动转换机构(11)采用示出滞后特性的机构,所述滞后特性为:在所述电动机(10)的旋转转矩增加的过程(L1)和所述电动机(10)的旋转转矩减少的过程(L3)中,即使从所述直动部件(24)对对象物(2)加载的按压力的大小相同,加载该按压力时的电动机(10)的旋转转矩的大小也不同,前者比后者大,所述电机控制装置(51)如以下那样控制所述电动机(10)的驱动电流:在将按压力加载于对象物(2)并保持时,到由所述负载传感器(12)检测的按压力的大小达到比目标值大的规定值为止使电动机(10)的旋转转矩增加,之后到由负载传感器(12)检测的按压力的大小达到目标值为止使电动机(10)的旋转转矩减少。

2.根据权利要求1所述的电动式直动致动器,其中,

所述目标值是从所述电机控制装置的外部(52)向所述电机控制装置(51)输入的负载指令值(F),所述规定值是被设定成比所述负载指令值(F)大规定的偏移值(df)的值。

3.根据权利要求1所述的电动式直动致动器,其中,

所述目标值是被设定成比从所述电机控制装置的外部(52)向所述电机控制装置(51)输入的负载指令值(F)小规定的偏移值(df)的值,所述规定值是所述负载指令值(F)。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电动式直动致动器,其中,

所述电动机(10)具有被支承为能够旋转的转子(13)、和使该转子(13)产生旋转转矩的定子(14),该转子(13)以及定子(14)构成为:在转子(13)相对于定子(14)旋转一周的期间,转子(13)所产生的旋转转矩最大时的旋转相位和转子(13)所产生的旋转转矩最小时的旋转相位交替出现,设置检测所述转子(13)的旋转相位的相位传感器(53),

所述电机控制装置(51)如以下那样控制电动机(10)的驱动电流:在将由所述负载传感器(12)检测的按压力保持在目标值时,转子(13)停止在所述转子(13)所产生的转矩最大时的旋转相位中的、最接近于所述按压力与目标值一致时的相位的旋转相位。

5.根据权利要求4所述的电动式直动致动器,其中,

所述电机控制装置(51)仅在所述按压力的目标值比预先设定的阈值大时,如以下那样控制电动机(10)的驱动电流:在将由所述负载传感器(12)检测的按压力保持在目标值时,转子(13)停止在所述转子(13)所产生的转矩最大时的旋转相位中的、最接近于所述按压力与目标值一致时的相位的旋转相位。

6.根据权利要求1~3、5中任一项所述的电动式直动致动器,其中,

所述运动转换机构(11)是具有以下部件的行星轮机构:旋转轴(20),其被输入所述电动机(10)的旋转转矩;外圈部件(24),其以包围该旋转轴(20)的方式同轴地设置;多个行星轮(25),在与所述旋转轴(20)外接的同时与所述外圈部件(24)内接;行星架(26),其将这些行星轮(25)保持成能够自转且能够公转;螺旋凸条(30),其被设置于所述外圈部件(24)的内周;以及螺旋槽或者圆周槽(31),其以与该螺旋凸条(30)卡合的方式设置于各行星轮(25)的外周。

7.根据权利要求4所述的电动式直动致动器,其中,

所述运动转换机构(11)是具有以下部件的行星轮机构:旋转轴(20),其被输入所述电动机(10)的旋转转矩;外圈部件(24),其以包围该旋转轴(20)的方式同轴地设置;多个行星轮(25),在与所述旋转轴(20)外接的同时与所述外圈部件(24)内接;行星架(26),其将这些行星轮(25)保持成能够自转且能够公转;螺旋凸条(30),其被设置于所述外圈部件(24)的内周;以及螺旋槽或者圆周槽(31),其以与该螺旋凸条(30)卡合的方式设置于各行星轮(25)的外周。

8.一种电动制动装置,其中,

对象物是与车轮一体旋转的制动盘(2),并且使用权利要求1~7中任一项所述的电动式直动致动器作为向该制动盘(2)按压摩擦垫(7)的致动器。

说明书 :

电动式直动致动器以及电动制动装置

技术领域

[0001] 本发明涉及将由电动机产生的旋转转矩通过运动转换机构转换成直进力并通过该直进力对对象物加载按压力的电动式直动致动器、以及使用了该电动式直动致动器的电动制动装置。

背景技术

[0002] 作为车辆用制动装置,采用了通过液压缸将摩擦垫向制动盘按压来产生制动力的液压制动装置,但近年来,随着ABS(防抱死制动系统)等制动控制的导入,不使用液压回路的电动制动装置备受关注。
[0003] 电动制动装置具有将电动机作为驱动源的电动式直动致动器,通过该电动式直动致动器将摩擦垫向制动盘按压来产生制动力。
[0004] 作为这样的电动制动装置,例如,已知有下述专利文献1所记载的装置。在专利文献1中,作为将摩擦垫向制动盘按压的电动式直动致动器,采用具有如下部件的致动器:电动机;运动转换机构,其将由该电动机产生的旋转转矩转换成直动部件的直进力,并通过该直动部件将摩擦垫向制动盘按压;以及负载传感器,其检测被加载于制动盘的按压力的大小。基于由负载传感器检测出的按压力的大小来控制电动机的旋转转矩。
[0005] 专利文献1:日本特开2011-241851号公报
[0006] 在使用专利文献1的电动式直动致动器的情况下,对电动机持续施加固定的电流,从而能够保持从直动部件对制动盘加载的按压力。若能够减少此时的电动机的驱动电流的大小,则能够有效地抑制电动机的消耗电力。

发明内容

[0007] 本发明想要解决的课题是提供消耗电力较低的电动式直动致动器。
[0008] 在将电动机的旋转转矩转换成直动部件的直进力,并通过该直动部件对对象物加载按压力的运动转换机构中,通过从对象物对直动部件作用的反作用力而在运动转换机构的内部产生较大的摩擦力。该摩擦力成为能量损失的原因,一般不优选。
[0009] 本申请的发明者为了减少电动式直动致动器的消耗电力,着眼于能够将一般而言不优选的上述摩擦力利用于按压力的保持的可能性。即,将电动机的旋转转矩转换成直动部件的直进力,并通过该直动部件对对象物加载按压力的运动转换机构在使从直动部件对对象物加载的按压力的大小变化时示出滞后特性的情况较多。滞后特性是在电动机的旋转转矩增加的过程和电动机的旋转转矩减少的过程中,即使从直动部件对对象物加载的按压力的大小相同,加载该按压力时的电动机的旋转转矩的大小也不相同,前者比后者大的特性。该特性主要是由于运动转换机构的内部的摩擦力而产生的。而且,本申请的发明者注意到通过考虑该运动转换机构的滞后特性来控制电动机的驱动电流,而能够减少电动机的消耗电力的可能性。
[0010] 基于该着眼点,本申请的发明者对电动式直动致动器采用以下的结构。
[0011] 具有:电动机,其产生与驱动电流相应的大小的旋转转矩;
[0012] 运动转换机构,其将该电动机的旋转转矩转换成直动部件的直进力,通过该直动部件对对象物加载按压力;
[0013] 负载传感器,其检测对上述对象物加载的按压力的大小;以及
[0014] 电机控制装置,其基于由该负载传感器检测的按压力的大小来控制上述电动机的驱动电流,
[0015] 上述运动转换机构采用示出滞后特性的机构,上述滞后特性为:在上述电动机的旋转转矩增加的过程和上述电动机的旋转转矩减少的过程中,即使从上述直动部件对对象物加载的按压力的大小相同,加载该按压力时的电动机的旋转转矩的大小也不相同,前者比后者大,
[0016] 上述电机控制装置如以下那样控制上述电动机的驱动电流:在将按压力加载于对象物并保持时,到由上述负载传感器检测的按压力的大小达到比目标值大的规定值为止使电动机的旋转转矩增加,之后到由上述负载传感器检测的按压力的大小达到目标值为止使电动机的旋转转矩减少。
[0017] 像这样,根据运动转换机构的滞后特性,在电动机的旋转转矩减少的过程中按压力达到目标值时和在电动机的旋转转矩增加的过程中按压力达到目标值时,即使目标值的大小相同,按压力达到目标值时的电动机的旋转转矩的大小也不相同,前者比后者小。而且,上述电机控制装置进行控制,以使得在将按压力加载至对象物并保持时,在电动机的旋转转矩减少的过程中按压力达到目标值。因此,抑制按压力达到目标值时的电动机的旋转转矩,然后,能够减少为了将按压力保持在目标值所需要的电动机的消耗电力。
[0018] 上述目标值能够作为从外部向上述电机控制装置输入的负载指令值,上述规定值能够作为被设定成比上述负载指令值大规定的偏移值的值。即,上述电机控制装置能够采用如以下那样控制电动机的驱动电流的装置:在从外部输入了负载指令值时,到由上述负载传感器检测的按压力的大小达到被设定成比负载指令值大规定的偏移值的值为止使电动机的旋转转矩增加,之后到由上述负载传感器检测的按压力的大小达到负载指令值为止使电动机的旋转转矩减少,之后,保持电动机的旋转转矩。
[0019] 另外,上述目标值能够作为被设定成比被输入至上述电机控制装置的负载指令值小规定的偏移值的值,上述规定值能够作为上述负载指令值。即,上述电机控制装置能够采用如以下那样控制上述电动机的驱动电流的装置:在从外部输入了负载指令值时,到由上述负载传感器检测的按压力的大小达到负载指令值为止使电动机的旋转转矩增加,之后到由上述负载传感器检测的按压力的大小达到被设定成比负载指令值小规定的偏移值的值为止使电动机的旋转转矩减少,之后,保持按压力。
[0020] 上述电动机能够采用以下结构:具有被支承为能够旋转的转子和使该转子产生转矩的定子,该转子以及定子构成为在转子相对于定子旋转一周的期间,转子所产生的转矩最大时的旋转相位和转子所产生的转矩最小时的旋转相位交替出现。并且,能够设置检测上述转子的旋转相位的相位传感器。此时,上述电机控制装置优选构成为如以下那样控制电动机的驱动电流:在将由上述负载传感器检测的按压力保持在目标值时,转子停止在上述转子所产生的转矩最大时的旋转相位中的、最接近于上述按压力与目标值一致时的相位的旋转相位。像这样,能够在对对象物加载了按压力时,稳定地保持该按压力的大小。
[0021] 能够仅在上述按压力的目标值比预先设定的阈值大时进行使转子停止在转矩最大时的旋转相位的上述控制。由此,在上述按压力的目标值相对较小时,也能够得到稳定的按压力。
[0022] 作为上述运动转换机构能够采用具有以下部件的行星轮机构:旋转轴,其被输入上述电动机的旋转转矩;多个行星轮,其与该旋转轴的外周的圆筒面滚动接触;外圈部件,其以包围上述多个行星轮的方式配置;螺旋凸条,其被设置于该外圈部件的内周;以及螺旋槽或者圆周槽,其以与该螺旋凸条卡合的方式设置于各行星轮的外周。像这样,行星轮机构具有减速机构的功能,所以作为运动转换机构的行星轮机构显著地示出上述滞后特性。因此,通过对使用了行星轮机构的电动式直动致动器应用上述控制,能够有效地减少电动机的消耗电力。
[0023] 另外,在本发明中,作为使用了上述电动式直动致动器的电动制动装置,提供以下的电动制动装置:上述对象物是与车轮一体旋转的制动盘,作为向该制动盘按压摩擦垫的致动器使用了上述电动式直动致动器。
[0024] 本发明的电动式直动致动器以在将按压力加载于对象物并保持时,在电动机的旋转转矩减少的过程中按压力达到目标值的方式控制电动机的驱动电流,所以与在电动机的旋转转矩增加的过程中使按压力达到目标值的通常的控制相比较,按压力达到目标值时的电动机的旋转转矩较小。因此,能够抑制将按压力保持在目标值时的电动机的驱动电流,电动机的消耗电力较低。

附图说明

[0025] 图1是表示组装了本发明的实施方式的电动式直动致动器的电动制动装置的剖视图。
[0026] 图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
[0027] 图3是沿着图2的III-III线的剖视图。
[0028] 图4是图1的电动式直动致动器附近的放大剖视图。
[0029] 图5是沿着图4的V-V线的剖视图。
[0030] 图6是图4的负载传感器附近的放大剖视图。
[0031] 图7是控制图1所示的电动机的驱动电流的电机控制装置的框图。
[0032] 图8是表示图7所示的电机控制装置的控制例的流程图。
[0033] 图9是表示图7所示的电机控制装置的其它控制例的流程图。
[0034] 图10是表示按照图8所示的控制流程控制电动机的驱动电流时的电动机的旋转转矩与针对盘式制动器的按压力的对应关系的图。
[0035] 图11是表示按照图9所示的控制流程控制电动机的驱动电流时的电动机的旋转转矩与针对盘式制动器的按压力的对应关系的图。
[0036] 图12是表示作为运动转换机构采用了滑动螺纹机构的例子的电动式直动致动器的放大剖视图。

具体实施方式

[0037] 图1中示有使用了本发明的实施方式的电动式直动致动器1的车辆用的电动制动装置。
[0038] 电动制动装置具有:卡钳体(Caliper body)6,其为通过桥接件5连结了将与车轮一体旋转的制动盘2夹在中间而对置的对置片3、4的形状;摩擦垫7、8,其为左右一对,分别配置在对置片3、4与制动盘2之间;以及电动式直动致动器1,其被组装于一方的对置片3。
[0039] 卡钳体6由被固定于支承车轮的未图示的转向节的支架9(参照图2)支承为能够沿制动盘2的轴向滑动。另外,摩擦垫7、8也被支承为能够沿制动盘2的轴向移动。
[0040] 如图1所示,电动式直动致动器1具有电动机10、将电动机10的旋转转矩转换成直进力的运动转换机构11、以及检测对制动盘2加载的按压力的大小的负载传感器12。
[0041] 如图3所示,电动机10具有转子13和定子14。转子13由被轴承15支承为能够旋转的电机轴16和固定于电机轴16的转子铁芯17构成。定子14具有以包围转子铁芯17的方式在圆周方向等间隔地配置的多个齿18和卷绕于各齿18的电磁线圈19。定子14通过在对电磁线圈19通电时在齿18与转子铁芯17之间作用的电磁力,使转子13产生旋转转矩。此时转子13所产生的旋转转矩为与流过电磁线圈19的驱动电流相应的大小。即,电磁线圈19的驱动电流与电动机10的旋转转矩具有大致成比例的相关关系,随着对电磁线圈19施加的电流单调增加,转子13所产生的旋转转矩也单调增加。
[0042] 在这里,转子13所产生的旋转转矩的大小在转子13相对于定子14旋转一周的期间并非完全固定,根据转子13的旋转相位稍微增减。即,在转子13相对于定子14旋转一周的期间,转子13所产生的旋转转矩最大时的旋转相位和转子13所产生的旋转转矩最小时的旋转相位根据齿18和转子铁芯17的位置变化而交替出现。
[0043] 如图2所示,运动转换机构11具有与电动机10平行地配置的旋转轴20。在旋转轴20安装有齿轮21。齿轮21经由被支承为能够旋转的中间齿轮22,与安装于电动机10的电机轴16的齿轮23啮合,在电动机10中产生的旋转转矩以齿轮23、中间齿轮22、齿轮21的顺序依次传递并输入至旋转轴20。
[0044] 如图4所示,运动转换机构11具有:旋转轴20,其被输入电动机10的旋转转矩;外圈部件24,其以包围该旋转轴20的方式同轴地设置;多个行星轮25,其在与旋转轴20外接的同时与外圈部件24内接;以及行星架26,其将这些行星轮25保持成能够自转并且能够公转。
[0045] 外圈部件24被收纳在形成于对置片3的收纳孔27内,被支承为在该收纳孔27的内表面能够沿轴向移动。在外圈部件24的轴向前端形成有卡合凸部28。在摩擦垫7的背面形成有与卡合凸部28卡合的卡合凹部29。外圈部件24通过该卡合凸部28与卡合凹部29的卡合而停止转动。
[0046] 如图5所示,在圆周方向隔着一定的间隔配置有多个行星轮25。各行星轮25分别与旋转轴20的外周以及外圈部件24的内周滚动接触。旋转轴20的外周是圆筒面。在旋转轴20旋转时,行星轮25在旋转轴20与外圈部件24之间自转并且公转。即,行星轮25通过从旋转轴20的外周接受的旋转力自转,与此同时,通过在外圈部件24的内周滚动而公转。
[0047] 在外圈部件24的内周设置有螺旋凸条30。螺旋凸条30是相对于圆周方向倾斜地延伸的螺旋状的凸状。在行星轮25的外周设置有与螺旋凸条30卡合的圆周槽31。在行星轮25在外圈部件24的内周滚动时,外圈部件24和行星轮25通过螺旋凸条30和圆周槽31的引导作用而沿轴向相对移动。在该实施方式中,在行星轮25的外周设置有导程角为0度的圆周槽31,但也可以代替圆周槽31,设置具有与螺旋凸条30不同的导程角的螺旋槽。
[0048] 如图4所示,行星架26由分别在轴向贯通多个行星轮25的中心的多个行星架销26A、将该多个行星架销26A的每一个的轴向前端相互连结的环状的行星架板26C、以及将多个行星架销26A的每一个的轴向后端相互连结的环状的行星架主体26B构成。各行星架销
26A经由轴承32将行星轮25支承为能够自转。
[0049] 在各行星架销26A的两端分别安装有缩径环形弹簧33。缩径环形弹簧33以与在圆周方向隔着间隔配置的全部的行星架销26A外接的方式安装。该缩径环形弹簧33向径向内侧对各行星架销26A施力,通过该作用力将行星轮25向旋转轴20的外周按压,防止在旋转轴20与行星轮25之间的滑动。
[0050] 在行星架主体26B的内周安装有滑动轴承34。行星架主体26B经由该滑动轴承34被旋转轴20支承,能够相对于旋转轴20相对旋转。在行星架主体26B与各行星轮25之间组装有将行星轮25支承成能够自转的推力轴承35。行星架板26C和行星架主体26B通过在相邻的行星轮25之间沿轴向延伸的连结棒36连结,通过该连结,行星架板26C和行星架主体26B两者一体旋转。
[0051] 负载传感器12具有与轴向对置的圆环板状的凸缘部件40以及支承部件41、产生磁场的磁靶(Magnetic target)42、以及检测磁场的强度的磁传感器43。磁靶42被固定于凸缘部件40,磁传感器43被固定于支承部件41。在这里,磁靶42和磁传感器43以在向凸缘部件40输入了轴向负载时根据凸缘部件40的弯曲变形而磁传感器43的输出发生变化的方式对置配置。如图6所示,磁靶42是将以与磁靶42和磁传感器43的相对位移方向正交的方向为磁化方向的2个永久磁铁44、44按照一个永久磁铁44的N极与另一个永久磁铁44的S极邻接的方式配置而成的部件。磁传感器43被配置于构成磁靶42的2个永久磁铁44的相邻磁极的边界的附近。
[0052] 在行星架26与凸缘部件40之间组装有与行星架26一体公转的间隔件45以及在间隔件45与凸缘部件40之间传递轴向负载的推力轴承46。在凸缘部件40的内周组装有将旋转轴20支承为能够旋转的滚动轴承47。
[0053] 如图4所示,负载传感器12通过安装于收纳孔27的内周的扣环48、49卡止凸缘部件40以及支承部件41的外周缘,来限制向轴向的前方以及后方的移动。而且,该负载传感器12通过经由间隔件45和推力轴承46在轴向支承行星架主体26B,由此限制行星架26的向轴向后方的移动。另外,行星架26也被安装于旋转轴20的轴向前端的扣环50限制向轴向前方的移动。因此,成为行星架26的轴向前方和轴向后方的移动均被限制,被行星架26保持的行星轮25的轴向移动也被限制的状态。
[0054] 上述运动转换机构11在从电动机10向旋转轴20输入了旋转转矩时,行星轮25以行星架销26A为中心自转并且以旋转轴20为中心公转。此时通过螺旋凸条30与圆周槽31的卡合,外圈部件24和行星轮25沿轴向相对移动,但行星轮25与行星架26一起被限制轴向的移动,所以行星轮25不沿轴向移动,外圈部件24沿轴向移动。像这样,运动转换机构11将电动机10的旋转转矩转换成外圈部件24的轴向的直进力,并通过该外圈部件24将摩擦垫7向制动盘2按压,对制动盘2加载按压力。此时,外圈部件24从制动盘2经由摩擦垫7接受轴向的反作用力,该反作用力经由行星轮25、行星架26、间隔件45、推力轴承46传递至凸缘部件40。然后,通过该反作用力凸缘部件40向轴向后方弯曲,磁靶42与磁传感器43的相对位置发生变化。根据该相对位置的变化磁传感器43的输出信号发生变化,所以基于磁传感器43的输出信号,能够检测对制动盘2加载的按压力的大小。
[0055] 电动机10与图7所示的电机控制装置51连接。电机控制装置51基于由负载传感器12检测的按压力的大小来控制电动机10的驱动电流。向该电机控制装置51,从制动ECU52输入负载指令值F,从负载传感器12输入表示按压力的大小的信号,从相位传感器53输入表示电动机10的转子13的旋转相位的信号。制动ECU52是基于由车辆的驾驶员进行的制动踏板的操作量等来控制各车轮的电动制动装置的电子控制单元。相位传感器53是例如基于对电动机10供给电力的线间电压来推断转子13的旋转相位的电源装置。另外,作为相位传感器
53,也能够采用组装于电动机10的解析器、霍尔元件。
[0056] 另外,该电动制动装置通过对电动机10施加电流,来从外圈部件24对制动盘2加载按压力,之后,继续对电动机10施加固定的电流,从而能够将对制动盘2加载的按压力的大小保持在固定。若能够减少此时的电动机10的驱动电流的大小,则能够有效地抑制电动机10的消耗电力。
[0057] 因此,为了抑制电动机10的消耗电力,在该电动制动装置中,在将按压力加载于制动盘2并保持时,考虑运动转换机构11的滞后特性来控制电动机10的驱动电流,从而能够抑制电动机10的消耗电力。以下具体地说明。
[0058] 运动转换机构11在使从外圈部件24对制动盘2加载的按压力的大小变化时示出滞后特性。滞后特性是在电动机10的旋转转矩增加的过程和电动机10的旋转转矩减少的过程中,即使从外圈部件24对制动盘2加载的按压力的大小相同,加载该按压力时的电动机10的旋转转矩的大小也不相同,前者比后者大的特性。该特性主要由于运动转换机构11的内部的摩擦力而产生。
[0059] 而且,上述电机控制装置51如以下那样控制电动机10的驱动电流:在将按压力加载于制动盘2并保持时,到由负载传感器12检测的按压力的大小达到比目标值大的规定值为止使电动机10的旋转转矩增加,之后到由负载传感器12检测的按压力的大小达到目标值为止使电动机10的旋转转矩减少。
[0060] 例如,如图8所示,电机控制装置51在从制动ECU52向电机控制装置51输入了负载指令值F时(步骤S1),首先,到由负载传感器12检测的按压力的大小达到被设定成比负载指令值F大规定的偏移值df的值(F+df)为止使电动机10的旋转转矩增加(步骤S2、S3),接着,到由负载传感器12检测的按压力的大小达到负载指令值F为止使电动机10的旋转转矩减少(步骤S4、S5),然后,以保持电动机10的旋转转矩的方式控制电动机10的驱动电流(步骤S6)。在这里,偏移值df是被设定成比负载指令值F充分小的微小值。
[0061] 通过该控制,能够减少电动机10的消耗电力。即,如图10所示,若使电动机10的旋转转矩从零开始增加,则按压力沿着表示正效率的直线L1上升。之后,若电动机10的旋转转矩转减少地旋转,则示出沿着直线L2状态推移且在到达直线L3之前按压力的大小几乎不发生变化的非线性的滞后特性。而且,若使电动机10的旋转转矩减少,则按压力沿着表示逆效率的直线L3减少。在这里,在电动机10的旋转转矩减少的过程L3中按压力达到负载指令值F时和在电动机10的旋转转矩增加的过程L1中按压力达到负载指令值F时,即使负载指令值F的大小相同,按压力达到负载指令值F时的电动机10的旋转转矩的大小也不相同,前者比后者小ΔT的量(运动转换机构11的滞后特性)。因此,以在电动机10的旋转转矩减少的过程L3中按压力达到负载指令值F的方式进行控制,由此抑制按压力达到负载指令值F(目标值)时的电动机10的旋转转矩,然后,能够减少为了保持按压力所需要的电动机10的消耗电力。
[0062] 在这里,优选电机控制装置51如以下那样控制电动机10的驱动电流:在将由负载传感器12检测的按压力保持在负载指令值F时,转子13停止在转子13所产生的转矩最大时的旋转相位中的、最接近于按压力与负载指令值F一致时的相位的旋转相位。即,如以下那样控制电动机10的驱动电流:在到由负载传感器12检测的按压力的大小达到负载指令值F为止使电动机10的旋转转矩减少时,不是使转子13停止在由负载传感器12检测的按压力与负载指令值F完全一致时的旋转相位,而是转子13停止在转子13相对于定子14旋转一周的期间内转子13所产生的转矩最大时的旋转相位中的、最接近于按压力与负载指令值F一致时的相位的旋转相位。由此,能够在对制动盘2加载了按压力后,稳定地保持该按压力的大小。
[0063] 能够仅在负载指令值F比预先设定的阈值大时进行使转子13停止在转矩最大时的旋转相位的上述控制。由此,在负载指令值F相对较小时,也能够得到稳定的按压力。
[0064] 另外,例如,如图9所示,也可以电机控制装置51在从制动ECU52向电机控制装置51输入了负载指令值F时(步骤S1),首先,到由负载传感器12检测的按压力的大小达到负载指令值F为止使电动机10的旋转转矩增加(步骤S2、S3),接着,到由负载传感器12检测的按压力的大小达到被设定成比负载指令值F小规定的偏移值df的值(F-df)为止使电动机10的旋转转矩减少(步骤S4、S5),之后,以保持电动机10的旋转转矩的方式控制电动机10的驱动电流(步骤S6)。
[0065] 即使像这样控制电动机10的驱动电流,如图11所示,在电动机10的旋转转矩减少的过程L3中按压力达到目标值(F-df)时和在电动机10的旋转转矩增加的过程L1中按压力达到目标值(F-df)时,即使目标值(F-df)的大小相同,按压力达到目标值(F-df)时的电动机10的旋转转矩的大小也不相同,前者比后者小ΔT的量(运动转换机构11的滞后特性)。因此,如上述那样,以在电动机10的旋转转矩减少的过程L3中按压力达到目标值(F-df)的方式进行控制,由此抑制按压力达到目标值(F-df)时的电动机10的旋转转矩,然后,能够减少为了保持按压力所需要的电动机10的消耗电力。
[0066] 在这里,也优选电机控制装置51如以下那样控制电动机10的驱动电流:在将由负载传感器12检测的按压力保持在被设定成比负载指令值F小规定的偏移值df的目标值时,转子13停止在转子13所产生的转矩最大时的旋转相位中的、最接近于按压力与目标值(F-df)一致时的相位的旋转相位。由此,能够在对制动盘2加载了按压力后,稳定地保持该按压力的大小。
[0067] 另外,能够仅在按压力的目标值(F-df)比预先设定的阈值大时进行使转子13停止在转矩最大时的旋转相位的上述控制。由此,在按压力的目标值相对较小时,也能够得到稳定的按压力。
[0068] 上述电动制动装置在对制动盘2加载按压力并将该按压力保持在目标值时,按照在电动机10的旋转转矩减少的过程L3中按压力达到目标值的方式来控制电动机10的驱动电流,所以与在电动机10的旋转转矩增加的过程L1中使按压力达到目标值的通常的控制相比较,按压力达到目标值时的电动机10的旋转转矩较小。因此,能够抑制将按压力保持在目标值时的电动机10的驱动电流,电动机10的消耗电力较低。
[0069] 另外,在上述实施方式中,作为将电动机10的旋转转矩转换成直动部件的直进力的运动转换机构11,采用具有以下部件的行星轮机构:旋转轴20,其被输入电动机10的旋转转矩;多个行星轮25,其与该旋转轴20的外周的圆筒面滚动接触;外圈部件24,其以包围上述多个行星轮25的方式配置;螺旋凸条30,其被设置于该外圈部件24的内周;以及螺旋槽或者圆周槽31,其以与该螺旋凸条30卡合的方式设置于各行星轮25的外周。像这样,对于行星轮机构而言,使旋转轴20旋转一周时所产生的直动部件(这里是指外圈部件24)的轴向的移动量较小,具有减速机构的功能,所以显著地示出滞后特性。因此,通过对使用了行星轮机构的电动制动装置应用上述控制,能够有效地减少电动机10的消耗电力。
[0070] 上述电机控制装置51能够以按每一规定时间,执行使电动机10所产生的旋转转矩增加之后减少的动作的方式,控制电动机10的驱动电流。而且,能够基于此时由负载传感器12检测的按压力的大小与电动机10的驱动电流的大小的对应关系,来推断电动机10所产生的旋转转矩增加时的电动机10的驱动电流与此时对制动盘2加载的按压力的对应关系(正效率)、和电动机10所产生的旋转转矩减少时的电动机10的驱动电流与此时对制动盘2加载的按压力的对应关系(逆效率),并对其进行存储。而且,能够构成为基于该存储的两个对应关系来控制电动机10的驱动电流。推断正效率和逆效率并进行存储的动作也可以在刚对电机控制装置51接入了电源后进行。
[0071] 在上述实施方式中,以作为将电动机10的旋转转矩转换成直动部件(外圈部件24)的直进力的运动转换机构11而采用了行星轮机构的电动式直动致动器为例进行了说明,但本发明也能够同样地应用于采用了其它结构的运动转换机构11(例如,滑动螺纹机构、滚珠丝杠机构、滚珠滑道机构等)的电动式直动致动器。特别是,若作为运动转换机构11,采用上述的行星轮机构、后述的滑动螺纹机构,则能够有效地减少电动机10的消耗电力。
[0072] 将作为运动转换机构11采用了滑动螺纹机构的电动式直动致动器的例子示于图12。以下,对与上述实施方式对应的部分标注相同的附图标记并省略说明。
[0073] 图12的电动式直动致动器具有被输入电动机10的旋转转矩的旋转轴61、与旋转轴61一体旋转的螺纹轴62、与螺纹轴62螺纹卡合的螺母63、以及配置于螺母63的轴向后方的负载传感器12。螺纹轴62是将外螺纹64形成于外周的轴体,螺母63是将内螺纹65形成于内周的筒体。外螺纹64和内螺纹65相互摩擦接触。外螺纹64以及内螺纹65例如能够采用螺纹牙的剖面形状是梯形的梯形螺纹。
[0074] 螺母63以在相对于卡钳体6停止转动的状态下能够沿轴向滑动的方式收纳于设置于卡钳体6的对置片3的收纳孔27内。在螺纹轴62的轴向后端设置有与螺纹轴62一体旋转的间隔件45,该间隔件45经由推力轴承46被负载传感器12支承。在这里,负载传感器12经由间隔件45、推力轴承46以及螺纹轴62沿轴向支承螺母63,从而限制螺母63的向轴向后方的移动。
[0075] 该电动式直动致动器通过将电动机10的旋转转矩输入至旋转轴61,使螺纹轴62和螺母63相对旋转,使螺母63向轴向前方移动,用该螺母63将摩擦垫7向制动盘2按压,从而产生制动力。此时,作为直动部件的螺母63接受朝向轴向后方的反作用力,该反作用力经由螺纹轴62、间隔件45、推力轴承46传递至负载传感器12。
[0076] 作为运动转换机构11采用了该滑动螺纹机构的电动制动装置,也以在将按压力加载于制动盘2并保持时,到由负载传感器12检测的按压力的大小达到比目标值大的规定值为止使电动机10的旋转转矩增加,之后到由负载传感器12检测的按压力的大小达到目标值为止使电动机10的旋转转矩减少的方式来控制电动机10的驱动电流,从而能够抑制将按压力保持在目标值时的电动机10的驱动电流,能够减少电动机10的消耗电力。
[0077] 附图标记说明:2…制动盘;7…摩擦垫;10…电动机;11…运动转换机构;12…负载传感器;13…转子;14…定子;20…旋转轴;24…外圈部件;25…行星轮;26…行星架;30…螺旋凸条;31…圆周槽;51…电机控制装置;52…制动ECU;53…相位传感器。