CN108372852B - 制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供制动装置，能够使可靠性提高，即使在故障时也能够容易地维持制动性能、制动操作的感觉来进行退避行驶。在与输出驱动转矩并传递到驱动轴的马达驱动装置一起搭载于车辆，并基于制动踏板的踏下操作时的行程以及踏力来控制上述车辆的制动力的制动装置中，分两个系统独立地设置具有检测上述行程以及上述踏力的传感器(11、21)、对上述驱动轴给予用于产生上述制动力的摩擦力的制动机构(12、22)、基于上述行程和上述踏力控制上述制动机构的控制器(13、23)、以及向制动机构和控制器供给电力的电源(14、24)的制动系统(10、20)，以能够相互通信的方式将两个控制器(13、23)连接以使它们相互补充地发挥作用。

Description

制动装置

技术领域

本发明涉及基于驾驶员的制动踏板的踏下操作来控制车辆的制动力的制动装置，特别涉及与具备输出转矩的驱动用马达作为驱动力源的马达驱动装置一起搭载于车辆的电动的制动装置。

背景技术

搭载于车辆的制动装置的一个例子记载于专利文献1以及专利文献2。专利文献1所记载的制动装置具备通过液压产生装置的产生液压进行工作的液压制动器、和通过电动马达的驱动转矩进行工作的电动制动器。在该专利文献1所记载的制动装置中，在电动制动器的电气系统故障的情况下，通过液压制动器维持制动性能。另外，在液压制动器的液压传感器、液压系统故障的情况下，通过电动制动器维持制动性能。

专利文献2所记载的制动装置具备通过电动马达进行工作的主要的电动制动器(主制动器)、和通过螺线管进行工作的子电动制动器(子制动器)。主制动器以及子制动器均对同一轮盘(wheel disc)进行制动。子制动器设置在远离主制动器的位置。由控制器基于制动踏板的操作状态控制主制动器，对轮盘进行制动。在检知到主制动器的故障的情况下，子制动器根据从与主制动器相同的控制器输出的控制信号进行工作，来对轮盘进行制动。

此外，专利文献3中记载了一种对置活塞型的盘式制动器装置。该专利文献3所记载的制动装置在构成行车制动器(Service brake)的制动钳一体地设置驻车制动器。制动钳以跨过与车轮一起旋转的制动转子的状态被固定于悬架装置。行车制动器通过液压进行工作来对制动转子进行制动。驻车制动器通过电动马达进行工作来对制动转子进行制动。

另外，搭载于将马达作为驱动力源的车辆的马达驱动装置的一个例子记载于专利文献4以及专利文献5。专利文献4所记载的马达驱动装置是能够进行所谓的转矩矢量分配的马达驱动装置。该专利文献4所记载的马达驱动装置具备将驱动用马达的输出转矩分配并传递到左右的驱动轮的差动机构、和控制从差动机构向左右的驱动轮传递的转矩的分配率的差动用马达。差动机构由两个单小齿轮型的行星齿轮机构构成。这两个行星齿轮机构中的各太阳轮通过结合轴连结。在两端安装了各太阳轮的结合轴的中央部安装有经由输入齿轮从驱动用马达输入转矩的中间齿轮(例如，专利文献1的图1)。或者，设置有将结合轴作为旋转轴(转子)的驱动用马达(例如，专利文献1的图7)。各齿圈以相互向相反方向旋转的方式，经由由两个轴部件构成的反转机构连结。另外，在一个齿圈连结有差动用马达。而且，在各行星架分别经由驱动轴连结左右的驱动轮。

专利文献5所记载的马达驱动装置具备两个驱动用马达(第一马达、第二马达)、以及选择性地连结各驱动用马达的旋转轴的离合器机构。第一马达具有第一旋转轴。在该第一旋转轴的一端(第一输出端)安装有左侧的驱动轮。第二马达具有第二旋转轴。在该第二旋转轴的一端(第一输出端)安装有右侧的驱动轮。第一马达以及第二马达以第一输出端以及第二输出端分别朝向车宽方向的左右两侧的方式配置。即，以第一旋转轴的另一端与第二旋转轴的另一端对置的方式配置。在这些第一旋转轴的另一端与第二旋转轴的另一端之间安装有离合器机构。

此外，专利文献6中记载了带电磁制动器的马达。该专利文献6所记载的带电磁制动器的马达在马达的旋转轴的一端固定有电磁制动器的制动转子。电磁制动器通过对电磁铁进行通电而吸引电枢，来使制动转子与制动定子摩擦接合。即，对马达的旋转轴进行制动。

专利文献1：日本特开2004－351965号公报

专利文献2：日本特开2010－137848号公报

专利文献3：日本特开2015－194165号公报

专利文献4：国际公开第2015/008661号

专利文献5：日本特开2016－59269号公报

专利文献6：日本特开2008－236996号公报

上述的专利文献1所记载的制动装置具备液压制动器和电动制动器。另外，专利文献2所记载的制动装置具备主电动制动器和子电动制动器。因此，根据专利文献1以及专利文献2所记载的制动装置，均能够构成主系统的制动器和冗余制动器这两个系统的制动器。因此，即使在主系统的制动器产生故障的情况下，也能够使用冗余制动器控制车辆的制动力，能够使车辆退避行驶。由此，能够使制动装置的可靠性提高。

另外，通过在车辆搭载上述的专利文献4所记载的能够进行转矩矢量分配的马达驱动装置、专利文献5所记载的基于两个马达的能够左右独立驱动的马达驱动装置，能够构成行驶性能良好的车辆。例如，能够根据车辆的行驶状态控制使左右的驱动轮产生的驱动力的比率，由此，能够使车辆的旋转性、掉头性或者行驶稳定性提高。并且，例如通过利用专利文献6所记载那样的带电磁制动器的马达来构成马达驱动装置的驱动用马达，或者通过使电磁制动器内置于马达驱动装置，能够省去以往的制动装置中一般使用那样的液压系统、制动器制动钳那样的强度部件。结果，能够实现制动装置的简单化、小型轻型化。另外，通过以往安装于车轮的制动装置作为所谓的车内制动器设置于车身，能够减轻车辆的非悬挂重量。

另一方面，关于以上述那样的与马达驱动装置一起搭载于车辆的制动装置为对象的用于提高可靠性的冗余设计，以往并未详细地研究。车辆的制动装置是所谓的重要安保部件，除了通常时使用的主制动装置之外还设置二次制动装置以及驻车制动装置由安保基准规定为必要条件。要求二次制动装置具备在主制动装置故障时，使用主制动装置的操作装置(驾驶员直接操作的装置)使车辆在适当的距离停止的功能。因此，车辆被设计为即使在主制动装置故障的情况下，也能够使二次制动装置工作，进行退避行驶直至停止到适当的位置。通常例如像专利文献1、专利文献2所记载的制动装置那样，这些主制动装置和二次制动装置的制动装置主体(制动器)分别使用结构、动作原理不同的独立的制动器。因此，在主制动装置故障的情况下，能够通过使二次制动装置工作来进行上述那样的退避行驶。然而，在专利文献1所记载的制动装置中，由于使用液压制动器和电动制动器，所以特别在液压制动器故障的情况下，存在制动器的有效情况、制动操作的感觉大幅变化的可能性。结果，有给予驾驶员不协调感的担心。另外，在专利文献2所记载的制动装置中，由于主制动器和子制动器都通过一个控制器控制，所以在控制器产生故障的情况下，有不能够控制制动装置的担心。

这样，在进行以上述那样的制动装置为对象的冗余设计时，为了能够适当并且容易地维持制动性能、制动操作的感觉并进行稳定的退避行驶，尚且存在改进的余地。

发明内容

本发明是着眼于上述的技术课题而提出的，其目的在于，提供以与马达驱动装置一起搭载于车辆的电动的制动装置为对象，使制动装置的可靠性提高，并且即使在制动装置的一部分故障的情况下，也能够容易地维持制动性能、制动操作的感觉来进行稳定的退避行驶的电动的制动装置。其中，本发明中的电动的制动装置是利用电能进行工作的制动装置，例如包含通过电磁铁产生的磁吸引力进行工作的电磁制动器、通过电动马达输出的转矩进行工作的电动制动器。

为了实现上述目的，本发明涉及的制动装置与具备输出用于产生车辆的驱动力的驱动转矩的驱动用马达以及将上述驱动转矩传递到驱动轴的动力传递机构的马达驱动装置一起搭载于上述车辆，并基于由驾驶员进行的制动踏板的踏下操作时的行程以及踏力来控制上述车辆的制动力，其特征在于，具备：第一制动系统，具有检测上述行程以及上述踏力的第一传感器、利用电能进行工作，对上述驱动轴给予用于产生上述制动力的摩擦力的第一制动机构、基于由上述第一传感器检测出的上述行程以及上述踏力控制上述第一制动机构的第一控制器、以及向上述第一制动机构以及上述第一控制器供给电力的第一电源；以及第二制动系统，具有检测上述行程以及上述踏力的第二传感器、利用电能进行工作，对上述驱动轴给予上述摩擦力的第二制动机构、基于由上述第二传感器检测出的上述行程以及上述踏力控制上述第二制动机构的第二控制器、以及向上述第二制动机构以及上述第二控制器供给电力的第二电源，上述第一控制器具有能够与其它控制器收授信号的第一通信部，上述第二控制器具有能够与其它控制器收授信号的第二通信部，上述第一通信部与上述第二通信部以能够相互通信的方式连接，上述第一控制器以及上述第二控制器分别以相互补充的方式发挥作用来控制上述制动力。

另外，本发明中的上述第一制动机构由利用电磁铁通过通电而产生的磁吸引力进行工作的电磁制动器构成，上述第二制动机构由利用制动用马达通过通电而输出的转矩进行工作的电动制动器构成。

另外，本发明中的上述第二制动机构构成为：具有能够将旋转运动转换为直线运动来产生用于对上述驱动轴进行制动的推力，并且保持产生上述推力来对上述驱动轴进行制动的状态的推力产生机构，通过利用上述制动用马达输出的转矩驱动上述推力产生机构而产生上述推力从而对上述驱动轴给予上述摩擦力，上述第二制动系统在对前轮以及后轮的至少任意一方的上述驱动轴进行制动而停止旋转的制动状态下停止了上述通电的情况下，作为维持上述制动状态的驻车制动器发挥作用。

另外，本发明中的上述第一制动机构以及第二制动机构分别对前轮以及后轮的至少任意一方的上述驱动轴进行制动，并且作为车内制动器设置在上述车辆的车身。

另外，本发明的特征在于，具备：根据上述行程产生对抗上述踏力的反作用力的反作用力给予机构、和在上述制动踏板与上述反作用力给予机构之间传递力的传动部件，上述制动踏板具有以能够旋转的方式将上述制动踏板支承于上述车辆的车身的支点部、和将上述制动踏板与上述传动部件连结来将上述踏力传递到上述传动部件的输出部，上述反作用力给予机构具有通过上述踏力被压缩而弹性变形的弹性部件、将上述传动部件与上述弹性部件连结来将上述踏力传递到上述弹性部件的输入部、以及接受上述弹性部件被压缩时的反作用力的固定部，上述第一传感器具备设于上述支点部并检测上述行程的第一行程传感器、和设在上述输出部并检测上述踏力的第一踏力传感器，上述第二传感器具备设在上述输入部并检测上述行程的第二行程传感器、和设在上述固定部并检测上述踏力的第二踏力传感器，上述第一制动系统基于由上述第一行程传感器检测出的上述行程以及由上述第一踏力传感器检测出的上述踏力来控制上述制动力，上述第二制动系统基于由上述第二行程传感器检测出的上述行程以及由上述第二踏力传感器检测出的上述踏力来控制上述制动力。

而且，本发明的特征在于，在上述第一制动系统产生故障的情况下，利用上述第二制动系统控制上述制动力，或者利用上述第二制动系统对上述第一制动系统的故障部位进行补充来控制上述制动力。

在本发明的制动装置中，第一制动系统和第二制动系统分别独立地设置。另外，第一制动系统的第一控制器与第二制动系统的第二控制器以能够相互补充地发挥作用的方式连接。因此，根据本发明的制动装置，例如在第一制动系统产生故障的情况下，能够通过第二制动系统控制车辆的制动力。例如，若将第一制动系统作为主制动装置，则能够使第二制动系统作为二次制动装置或者冗余的制动装置。即，能够构成独立的两个系统的制动系统。因此，能够使制动装置的可靠性提高。

另外，第一制动系统的第一制动机构以及第二制动系统的第二制动机构均由利用电能进行工作的电动装置构成。例如，第一制动机构由电磁制动器构成，第二制动机构由电动制动器构成。因此，能够不使用液压装置而以电气方式并且以机械方式控制根据制动踏板的行程以及踏力产生的制动力。因此，与经由液压装置控制制动力的情况相比较，能够响应性良好并且精致地控制车辆的制动力。因此，即使在例如由于第一制动系统故障而利用第二制动系统进行后援(backup)的情况下，也能够容易地维持制动性能、制动操作的感觉，结果，能够进行稳定的退避行驶。

另外，根据本发明的制动装置，能够使由电动制动器构成的第二制动系统作为驻车制动器发挥作用。因此，能够通过第一制动系统以及第二制动系统构成主制动装置、二次制动装置、以及停车制动装置。因此，能够满足车辆的安保基准的必要条件。

另外，根据本发明的制动装置，前轮侧的制动装置以及后轮侧的制动装置的至少任意一方作为车内制动器设置于车身。因此，与在车轮安装制动装置的以往的车辆相比较，能够减轻车辆的非悬挂重量。

另外，在本发明的制动装置中，第一传感器由第一行程传感器以及第一踏力传感器构成，第二传感器由第二行程传感器以及第二踏力传感器构成。这些第一行程传感器、第一踏力传感器、第二行程传感器、以及第二踏力传感器设置在制动踏板以及反作用力给予机构的不同的位置、并且设置在动作不同的部位。因此，根据本发明的制动装置，能够构成均具备行程传感器以及踏力传感器、且独立的两个系统的制动传感器。因此，能够使制动装置中的传感器的可靠性提高。另外，即使在任意一个传感器故障的情况下，也能够通过正常的其它传感器适当地进行后援。因此，能够维持制动操作的感觉而进行稳定的退避行驶。

而且，根据本发明的制动装置，在第一制动系统故障的情况下，能够通过第二制动系统对第一制动系统的整体或者一部分进行后援，来控制车辆的制动力。因此，能够使制动装置的可靠性提高，进而能够使搭载该制动装置的车辆的可靠性提高。并且，通过将本发明的制动装置搭载于能够自动驾驶的自动驾驶车辆，例如在自动驾驶中产生故障的情况下，能够以驾驶员不会感到不协调感，并且不会伴随操作的延迟的方式从自动驾驶适当地切换至手动驾驶。因此，能够使自动驾驶车辆的可靠性以及安全性提高。

附图说明

图1是用于说明与本发明的制动装置以及控制装置一起搭载于车辆的马达驱动装置的构成以及控制系统的一个例子的图。

图2是用于说明图1所示的与制动装置以及控制装置一起搭载于车辆的马达驱动装置的构成的剖视图。

图3是用于说明本发明的制动装置中的踏板机构(制动踏板、反作用力给予机构、传动机构等)的构成的图。

图4是用于说明本发明的制动装置中的第一控制器(1st-ECU)以及第二控制器(2nd-ECU)的构成的框图。

图5是用于说明与本发明的制动装置一起搭载于车辆的马达驱动装置的构成的其它例子的剖视图。

图6是用于说明与本发明的制动装置以及控制装置一起搭载于车辆的马达驱动装置的构成以及控制系统的其它例子的图。

图7是用于说明与本发明的制动装置以及控制装置一起搭载于车辆的马达驱动装置的构成以及控制系统的其它例子的图。

具体实施方式

应用了本发明的制动装置的概要如图1所示。本发明的实施方式中的制动装置1与马达驱动装置2一起搭载于车辆。而且，制动装置1基于驾驶员的制动操作(具体而言，是后述的制动踏板31的踏下操作的行程以及踏力)控制车辆的制动力。

制动装置1具备第一制动系统10、第二制动系统20以及踏板机构30。第一制动系统10具有第一传感器11、第一制动机构12、第一控制器13、以及第一电源14。第二制动系统20具有第二传感器21、第二制动机构22、第二控制器23、以及第二电源24。踏板机构30代表性地具有制动踏板31、行程模拟器32、以及操作杆33。

马达驱动装置2具备驱动用马达40、以及动力传递机构50。驱动用马达40输出驱动转矩作为车辆的驱动力源。动力传递机构50将驱动用马达40输出的驱动转矩传递到驱动轴3。通过将驱动转矩传递到驱动轴3，在与驱动轴3连结的驱动轮(未图示)产生车辆的驱动力。

在图1所示的例子中，制动装置1的第一制动机构12以及第二制动机构22分别内置于马达驱动装置2。而且，与马达驱动装置2一起搭载于车辆。另外，在图1所示的例子中，制动装置1以及马达驱动装置2均设在车辆的前轮侧(Fr)和后轮侧(Rr)双方。因此，前轮侧的制动装置1对分别连结左右前轮的驱动轴3a以及驱动轴3b进行制动。另外，前轮侧的马达驱动装置2对驱动轴3a以及驱动轴3b进行驱动。另一方面，后轮侧的制动装置1对分别连结左右后轮的驱动轴3c以及驱动轴3d进行制动。另外，后轮侧的马达驱动装置2对驱动轴3c以及驱动轴3d进行驱动。此外，本发明的实施方式中的制动装置1也可以构成为设在车辆的前轮侧或者后轮侧的任意一方。

图2示出制动装置1以及马达驱动装置2的具体的构成。如上述那样，马达驱动装置2具备驱动用马达40以及动力传递机构50，另外，内置制动装置1的第一制动机构12以及第二制动机构22。驱动用马达40以能够传递转矩的方式组装于动力传递机构50。驱动用马达40例如由永磁式同步马达、或者感应马达等构成。

在图2所示的例子中，马达驱动装置2中的动力传递机构50构成车辆的差动装置。动力传递机构50由第一行星齿轮机构51以及第二行星齿轮机构52的结构相同的一对行星齿轮机构、连结第一行星齿轮机构51与第二行星齿轮机构52的结合轴53、在驱动用马达40与结合轴53之间传递转矩的齿轮对54、以及在第一行星齿轮机构51与第二行星齿轮机构52之间使转矩反转并传递的反转机构55构成。第一行星齿轮机构51以及第二行星齿轮机构52分别具有太阳轮、齿圈、以及行星架这三个旋转构件。在图2所示的例子中，第一行星齿轮机构51以及第二行星齿轮机构52均使用单小齿轮型的行星齿轮机构。

经由齿轮对54以及结合轴53对第一行星齿轮机构51的太阳轮输入驱动用马达40的输出转矩。第一行星齿轮机构51的齿圈通过反转机构55与第二行星齿轮机构52的齿圈连结。在第一行星齿轮机构51的行星架以一体旋转的方式连结有驱动轴3a(或者3c)。在第一行星齿轮机构51的齿圈的外周部形成有与后述的反转机构55的第一小齿轮55a啮合的外齿齿轮。

与上述的第一行星齿轮机构51的太阳轮一起，经由齿轮对54以及结合轴53对第二行星齿轮机构52的太阳轮输入驱动用马达40的输出转矩。第二行星齿轮机构52的齿圈通过反转机构55与第一行星齿轮机构51的齿圈连结。在第二行星齿轮机构52的行星架以一体旋转的方式连结有驱动轴3b(或者3d)。在第二行星齿轮机构52的齿圈的外周部形成有与后述的反转机构55的第二小齿轮55b啮合的外齿齿轮。

结合轴53与驱动用马达40的输出轴41平行地配置，并连结第一行星齿轮机构51的太阳轮与第二行星齿轮机构52的太阳轮。在结合轴53的中央部分安装有后述的齿轮对54的从动齿轮54b。

齿轮对54在驱动用马达40的输出轴41与第一行星齿轮机构51以及第二行星齿轮机构52之间形成动力传递路径。齿轮对54由相互啮合的驱动齿轮54a以及从动齿轮54b构成。驱动齿轮54a以与输入轴42一体旋转的方式固定于与输出轴41一体旋转的输入轴42。从动齿轮54b以与结合轴53一体旋转的方式固定于结合轴53的中央部分。因此，驱动用马达40的输出转矩经由驱动齿轮54a以及从动齿轮54b传递到结合轴53。

反转机构55构成为在第一行星齿轮机构51的齿圈与第二行星齿轮机构52的齿圈之间，使任意一方的齿圈的转矩反转并传递到另一方的齿圈。在图2所示的例子中，反转机构55由第一小齿轮55a以及第二小齿轮55b构成。第一小齿轮55a与输出轴41以及结合轴53平行地配置，并以旋转自如的方式支承于动力传递机构50的外壳56。第一小齿轮55a与第二小齿轮55b啮合，并且也与形成在第一行星齿轮机构51的齿圈的外周部的外齿齿轮啮合。同样，第二小齿轮55b与第一小齿轮55a啮合，并且也与形成在第二行星齿轮机构52的齿圈的外周部的外齿齿轮啮合。

第一制动机构12由通过对电磁铁通电而进行工作来对规定的旋转部件进行制动的励磁工作式的电磁制动器构成。在图2所示的例子中，第一制动机构12具备由作为固定磁极发挥作用的制动转子15以及作为可动磁极发挥作用的制动定子16构成的制动用螺线管17。制动转子15以与驱动用马达40的输出轴41以及输入轴42一体旋转的方式固定于输入轴42的前端。制动定子16以能够向输出轴41的轴线方向移动，并且不能够向输出轴41的旋转方向旋转的方式组装于外壳56。而且，制动用螺线管17具有通过被通电而产生磁吸引力的线圈18。因此，通过对制动用螺线管17进行通电，第一制动机构12以通过由线圈18产生的磁吸引力使制动转子15与制动定子16摩擦接合的方式工作，产生制动转矩。即，第一制动机构12利用电能进行工作，将用于产生车辆的制动力的摩擦力经由输出轴41以及输入轴42给予驱动轴3。

第二制动机构22由通过对电动马达通电而进行工作来对规定的旋转部件进行制动的电动制动器构成。另外，构成为即使在没有对第一制动机构12的通电的情况下，也能够维持使制动转子15与制动定子16摩擦接合而对输出轴41进行制动的状态。即，第二制动机构22具有作为维持车辆的停止状态的驻车制动器的功能。在图2所示的例子中，第二制动机构22具备进给螺杆机构25、以及使进给螺杆机构25工作的制动用马达26。进给螺杆机构25是将基于制动用马达26输出的转矩的旋转运动转换为直线运动，在输出轴41的轴线方向向制动转子15侧推压制动定子16的工作装置。第二制动机构22通过由制动用马达26给予进给螺杆机构25规定的旋转方向(设为正转方向)的转矩，从而使制动转子15与制动定子16摩擦接合来对输出轴41进行制动。即，第二制动机构22利用电能进行工作，将用于产生车辆的制动力的摩擦力经由输出轴41以及输入轴42给予驱动轴3。此外，能够通过由制动用马达26给予进给螺杆机构25反转方向的转矩，从而解除通过该第二制动机构22进行的输出轴41的制动。

另外，第二制动机构22中的进给螺杆机构25被设定为将直线运动转换为旋转运动的情况下的进给螺杆的逆效率比将旋转运动转换为直线运动的情况下的进给螺杆的正效率低。因此，能够利用进给螺杆机构25向制动转子15侧推压制动定子16，维持对输出轴41进行制动的状态。因此，在通过制动用马达26使进给螺杆机构25工作，对输出轴41进行制动的状态下，即便是停止了对上述的第一制动机构12以及制动用马达26的通电的情况，也能够维持通过第二制动机构22进行的输出轴41的制动状态。因此，该第二制动机构22中的进给螺杆机构25是将旋转运动转换为直线运动而产生用于对驱动轴3进行制动的推力，并且能够保持产生推力对驱动轴3进行制动的状态的推力产生机构。

并且，通过代替第一制动机构12而控制第二制动机构22，能够与第一制动机构12同样地控制制动转矩。即，能够使第二制动机构22作为第一制动机构12的后援发挥作用。

如上述那样设置了第一制动机构12以及第二制动机构22的马达驱动装置2被搭载于车辆。即，马达驱动装置2、以及制动装置1的第一制动机构12和第二制动机构22被搭载于车辆。因此，第一制动机构12以及第二制动机构22作为所谓的车内制动器被设置于车身。因此，与在车轮安装制动装置的以往的车辆相比较，能够减轻车辆的非悬挂重量，能够提高车辆的行驶性能、乘坐舒适性。

图3示出踏板机构30的具体的构成。踏板机构30是制动装置1的操作装置，如上述那样，由制动踏板31、行程模拟器32、以及操作杆33构成。踏板机构30在驾驶员踏下制动踏板31时，为了给予驾驶员适当的制动操作的感觉，而产生对抗踏下操作时的踏力的反作用力。

制动踏板31由杆(lever)31a以及踏面31b形成。杆31a以将一个端部(上端部)作为中心进行旋转的方式悬挂的状态被支承于车身34。踏面31b是在驾驶员的踏下操作时接受踏力的部分，形成在杆31a的另一个端部(下端部)。

另外，制动踏板31具有支点部35以及输出部36。支点部35是以能够旋转的方式将制动踏板31支承于车身34的部位，形成在杆31a的上端部。在图3所示的例子中，支点部35由形成在杆31a的孔35a、以及插入到孔35a并且被固定于车身34而将杆31a支承于车身34的销35b构成。孔35a以及销35b形成为能够相互相对旋转。

输出部36是将制动踏板31与操作杆33连结，将对制动踏板31进行踏下操作时的踏力传递到操作杆33的部位，在图3所示的例子中，形成在杆31a的中间部分。另外，输出部36由固定于杆31a的销36b、以及形成在操作杆33的一个端部并插入销36b而将杆31a与操作杆33连结的孔36a构成。销36b以及孔36a形成为能够相互相对旋转。

在该图3所示的例子中，设置有行程模拟器32，作为根据对制动踏板31进行踏下操作时的行程，产生对抗该踏下操作时的踏力的反作用力的反作用力给予机构。行程模拟器32由外壳32a、弹性部件32b、以及附加反作用力产生部32c构成。外壳32a是在内部形成了缸体(cylinder)的圆筒状的部件，在缸体的中空部分收纳弹性部件32b、附加反作用力产生部32c、以及后述的输入部37等。弹性部件32b是被对制动踏板31进行踏下操作时的踏力压缩而弹性变形的部件。弹性部件32b由于被压缩而产生上述那样的反作用力，并且通过该反作用力使制动踏板31向规定的原点位置复原。弹性部件32b例如由压缩螺旋弹簧形成。附加反作用力产生部32c产生除了弹性部件32b的反作用力以外，还对抗上述那样的踏力的力(附加反作用力)。附加反作用力产生部32c例如构成为具有被进行电控制而产生附加反作用力的机构，将电磁力、摩擦力等作为附加反作用力给予制动踏板31。

另外，行程模拟器32具有输入部37、和固定部38。输入部37是将操作杆33与弹性部件32b连结，并将对制动踏板31进行踏下操作时的踏力传递到弹性部件32b的部位。输入部37由在形成于外壳32a的缸体的内周部分收纳的活塞状的部件形成。输入部37例如通过形成在输入部37和操作杆33各自的孔37a、以及插入到它们双方的孔的销37b与操作杆33连结。输入部37沿弹性部件32b的轴线方向(图3的左右方向)直线运动，以便接受来自操作杆33的踏力来压缩弹性部件32b。因此，输入部37以能够相对于外壳32a向弹性部件32b的轴线方向相对移动的方式被保持在外壳32a的内部。

固定部38是接受弹性部件32b被压缩时的反作用力的部位，例如形成在外壳32a的底面部分。固定部38具有与弹性部件32b的一个端部接触并接受反作用力的承载面38a。行程模拟器32利用该固定部38被固定于车身34。

操作杆33是在制动踏板31与行程模拟器32之间传递力的传动部件。如上述那样，操作杆33的两端分别与杆31a以及输入部37连结。因此，操作杆33从制动踏板31朝向行程模拟器32传递踏力，并且朝向制动踏板31传递行程模拟器32对抗该踏力而产生的反作用力。

如图3所示，第一制动系统10中的第一传感器11具备主要在通常时发挥作用的主要的第一行程传感器(S1)11a以及第一踏力传感器(F1)11b。另外，第二制动系统20中的第二传感器21具备主要在异常时发挥作用的冗余的第二行程传感器(S2)21a以及第二踏力传感器(F2)21b。

第一行程传感器11a设在制动踏板31的支点部35。第一行程传感器11a检测孔35a与销35b相对旋转时的旋转角度作为制动踏板31的行程(操作量)。第一行程传感器11a例如由使用了可变电阻器的电位计、旋转编码器等构成。

第一踏力传感器11b设在制动踏板31的输出部36。第一踏力传感器11b构成为检测作用在输出部36的孔36a与销36b之间的载荷或产生的应力作为制动踏板31的踏力。第一踏力传感器11b例如由应变计、感压二极管等构成。

第二行程传感器21a设在行程模拟器32的输入部37。第二行程传感器21a检测输入部37相对于外壳32a相对移动时的位移作为制动踏板31的行程(操作量)。第二行程传感器21a例如由使用了可变电阻器的电位计、线性编码器等构成。

第二踏力传感器21b设在行程模拟器32的固定部38。第二踏力传感器21b检测作用在固定部38的承载面38a与弹性部件32b之间的载荷或产生的应力作为制动踏板31的踏力。第二踏力传感器21b例如由应变计或者使用了应变计的测压仪、感压二极管等构成。

如上述那样，在本发明的实施方式的制动装置1中，检测踏下制动踏板31时的行程以及踏力的传感器由第一行程传感器11a、第一踏力传感器11b、第二行程传感器21a、以及第二踏力传感器21b这四个不同的传感器构成。第一行程传感器11a、第一踏力传感器11b、第二行程传感器21a、以及第二踏力传感器21b分别设置在制动踏板31以及行程模拟器32的不同的位置，并且设置在动作、变化不同的部位。因此，例如若将第一行程传感器11a以及第一踏力传感器11b作为主要的传感器，则能够通过第二行程传感器21a以及第二踏力传感器21b构成冗余的传感器。即，能够构成两个系统的传感器。因此，能够使制动装置1的可靠性提高。另外，即使在任意一个传感器故障的情况下，也能够通过正常的其它传感器适当地进行后备，能够维持制动操作的感觉。

如图4的框图所示，制动装置1具备主要在通常时运转的主要的第一控制器(1st-ECU)13、以及主要在异常时以及驻车制动器工作时运转的冗余的第二控制器(2nd-ECU)23。第一控制器13以及第二控制器23均是例如以微型计算机为主体而构成的电子控制装置。

在第一控制器13连接有第一行程传感器11a以及第一踏力传感器11b。对第一控制器13分别输入与由第一行程传感器11a检测出的制动踏板31的行程相关的数据、以及与由第一踏力传感器11b检测出的制动踏板31的踏力相关的数据。

在第二控制器23连接有第二行程传感器21a以及第二踏力传感器21b。对第二控制器23分别输入与由第二行程传感器21a检测出的制动踏板31的行程相关的数据、以及与由第二踏力传感器21b检测出的制动踏板31的踏力相关的数据。此外，对第二控制器23输入驻车制动器开关(EPB-SW)27的接通－断开信号。驻车制动器开关27在使制动装置1的第二制动机构22作为驻车制动器工作时被接通。另外，在第二控制器23连接有检测第二制动机构22中的进给螺杆机构25产生的轴力的轴力传感器28。而且，对第二控制器23输入与由轴力传感器28检测出的进给螺杆机构25的轴力相关的数据。

第一控制器13使用被输入的各种数据、以及预先存储的数据和计算式、映射等进行运算。并且，将其运算结果作为控制指令信号输出给第一制动机构12，来控制第一制动机构12。具体而言，控制第一制动机构12中的制动用螺线管17的动作。其中，第一控制器13控制马达驱动装置2中的驱动用马达40的动作。另外，也能够控制能够进行后述的转矩矢量分配的马达驱动装置4中的差动用马达61的动作。另外，虽然在图4中未示出，但也能够控制后述的马达驱动装置4中的差动限制机构66的动作。

第二控制器23使用被输入的各种数据、以及预先存储的数据和计算式、映射等进行运算。并且，将其运算结果作为控制指令信号输出给第二制动机构22，来控制第二制动机构22。具体而言，控制第二制动机构22中的制动用马达26的动作。另外，第二控制器23基于从驻车制动器开关27输入的接通－断开信号，控制第二制动机构22。

在第一控制器13连接有第一电源(1st-PWR)14。第一电源14主要向第一控制器13以及第一制动机构12供给电力。另外，在第二控制器23连接有第二电源(2nd-PWR)24。第二电源24主要向第二控制器23以及第二制动机构22供给电力。

而且，第一控制器13与第二控制器23以能够相互通信的方式连接。即，第一控制器13以及第二控制器23相互连接以便相互补充地发挥作用。

具体而言，第一控制器13具有能够与其它的控制器收授信息信号、控制信号等信号的第一通信部13a。另外，第二控制器23具有能够与其它的控制器收授信息信号、控制信号等信号的第二通信部23a。这些第一通信部13a和第二通信部23a以能够相互通信的方式电连接。因此，第一控制器13以及第二控制器23能够以相互补充的方式发挥作用，控制第一制动机构12以及第二制动机构22的至少任意一个的动作。即，第一控制器13以及第二控制器23能够分别以相互补充的方式发挥作用来控制车辆的制动力。

例如，在第二控制器23故障的情况下，能够通过第一控制器13来控制第二制动机构22的动作。或者，在第一控制器13故障的情况下，能够使第二控制器23作为第一控制器13的后援发挥作用，通过第二控制器23来控制第一制动机构12的动作。另外，例如在第一制动系统10的任意一个部位故障的情况下，能够使与该故障部位相当的第二制动系统20的部位发挥作用，来使第一制动系统10发挥作用。即，第一控制器13以及第二控制器23在第一制动系统10产生故障的情况下，能够利用第二制动系统20控制车辆的制动力。另外，在第一制动系统10的一部分产生故障的情况下，能够利用第二制动系统20补充第一制动系统10的故障部位来控制车辆的制动力。

图5、图6、图7示出与本发明的实施方式中的制动装置一起搭载于车辆的马达驱动装置的其它的例子。图5所示的马达驱动装置4具备驱动用马达40、以及动力传递机构60。动力传递机构60构成车辆的差动装置，并且构成为能够进行转矩矢量分配。为此，动力传递机构60除了上述的动力传递机构50的构成之外，还具备差动用马达61。其中，在图5中，对构成、功能与上述的图2所示的制动装置1以及马达驱动装置2相同的部件附加了与图2相同的参照附图标记。

差动用马达61是用于对由第一行星齿轮机构51以及第二行星齿轮机构52构成的差动机构的任意一个旋转构件给予差动控制用的转矩(差动转矩)的电动马达。差动用马达61通过输出差动转矩并给予差动机构，来控制从驱动用马达40传递到左右的驱动轴3a(或者3c)、3b(或者3d)的转矩的分配比。在图5所示的例子中，安装在与差动用马达61的旋转轴62一体的输出轴63的前端的小齿轮64经由副轴齿轮65与在第一行星齿轮机构51的齿圈的外周部形成的外齿齿轮啮合。因此，通过从差动用马达61向第一行星齿轮机构51的齿圈输入差动转矩，从而从驱动用马达40传递到一方的驱动轴3a(或者3c)的转矩的分配比增大，传递到另一方的驱动轴3b(或者3d)的转矩的分配比减少在一方的驱动轴3a(或者3c)增大的量。

另外，该图5所示的马达驱动装置4具备差动限制机构66。差动限制机构66是通过使摩擦制动力作用于由第一行星齿轮机构51以及第二行星齿轮机构52构成的差动机构的任意一个旋转构件对该旋转构件给予差动限制转矩，来限制左右的驱动轴3a(或者3c)、3b(或者3d)之间的差动旋转的机构。在图5所示的例子中，差动限制机构66由在没有通电的状态下利用弹簧的弹力产生制动转矩，并通过通电进行工作而使制动转矩减少的无励磁工作式的电磁离合器构成。

图6所示的马达驱动装置5具备两个驱动用马达71、72、以及两个动力传递机构73、74。两个驱动用马达71、72对置地配置在隔着马达驱动装置5的主体的左右两侧。左侧的驱动用马达71输出的驱动转矩经由动力传递机构73传递到驱动轴3a，右侧的驱动用马达72输出的驱动转矩经由动力传递机构74传递到驱动轴3b。动力传递机构73、74分别构成放大驱动用马达71、72的输出转矩并传递到驱动轴3a、3b的减速机构。

在左右的驱动用马达71、72的旋转轴分别设有第一制动机构12的电磁制动器。另外，设置有分别对左右的驱动用马达71、72的旋转轴进行制动的第二制动机构22。即，在该图6所示的马达驱动装置5中，第一制动机构12以及第二制动机构22分别各设置两个。另外，与第二制动机构22对应地也设置有两个轴力传感器28。

图7所示的马达驱动装置6具备两个驱动用马达81、82、两个动力传递机构83、84、以及离合器机构85。两个驱动用马达81、82对置地配置在隔着马达驱动装置6的主体的左右两侧。左侧的驱动用马达81输出的驱动转矩经由动力传递机构83传递到驱动轴3a，右侧的驱动用马达82输出的驱动转矩经由动力传递机构84传递到驱动轴3b。动力传递机构83、84分别构成放大驱动用马达81、82的输出转矩并传递到驱动轴3a、3b的减速机构。

离合器机构85配置在左右的驱动用马达81、82之间，选择性地将驱动用马达81的旋转轴与驱动用马达82的旋转轴连结。在该图7所示的例子中，离合器机构85由在没有通电的状态下释放，并通过被通电而接合来将驱动用马达81的旋转轴与驱动用马达82的旋转轴连结的无励磁工作式的电磁离合器构成。因此，离合器机构85作为限制左右的驱动轴3a(或者3c)、3b(或者3d)之间的差动旋转的差动限制机构发挥作用。

在左右的驱动用马达81、82的旋转轴分别设置有第一制动机构12的电磁制动器。另外，在该图7所示的马达驱动装置6中，通过具备如上述那样作为差动限制机构发挥作用的离合器机构85，第二制动机构22被设置为对左右的驱动用马达81、82的任意一方的旋转轴进行制动。在图7所示的例子中，在右侧的驱动用马达82设置有第二制动机构22。另外，与第二制动机构22对应地设置有轴力传感器28。

其中，本申请的申请人在日本专利申请2016－091683号、以及日本专利申请2016－091684号中提出了具备两个驱动用马达、和分别将这两个驱动用马达的输出转矩传递到左右的驱动轴的两个动力传递机构的“驱动装置”。因此，关于上述的图6、图7所示的马达驱动装置5以及马达驱动装置6的构成，由于在日本专利申请2016－091683号、以及日本专利申请2016－091684号的说明书中比较详细，所以这里省略更详细的说明。

附图标记说明

1…制动装置，2、4、5、6…马达驱动装置，3、3a、3b、3c、3d…驱动轴，10…第一制动系统，11…第一传感器，11a…第一行程传感器(S1)，11b…第一踏力传感器(F1)，12…第一制动机构，13…第一控制器(1st-ECU)，13a…第一通信部，14…第一电源(1st-PWR)，15…制动转子，16…制动定子，17…制动用螺线管，18…线圈，20…第二制动系统，21…第二传感器，21a…第二行程传感器(S2)，21b…第二踏力传感器(F2)，22…第二制动机构，23…第二控制器(2nd-ECU)，23a…第二通信部，24…第二电源(2nd-PWR)，25…进给螺杆机构(推力产生机构)，26…制动用马达，27…驻车制动器开关(EPB-SW)，30…踏板机构，31…制动踏板，32…行程模拟器(反作用力给予机构)，32b…弹性部件，33…操作杆(传动部件)，34…车身，35…支点部，36…输出部，37…输入部，38…固定部，40、71、72、81、82…驱动用马达，50、60、73、74、83、84…动力传递机构。

Claims (6)

1.一种制动装置，与具备输出用于产生车辆的驱动力的驱动转矩的驱动用马达以及将上述驱动转矩传递到驱动轴的动力传递机构的马达驱动装置一起搭载于上述车辆，并基于由驾驶员进行的制动踏板的踏下操作时的行程以及踏力来控制上述车辆的制动力，该制动装置的特征在于，具备：

第一制动系统，具有检测上述行程以及上述踏力的第一传感器、利用电能进行工作并对上述驱动轴给予用于产生上述制动力的摩擦力的第一制动机构、基于由上述第一传感器检测出的上述行程以及上述踏力控制上述第一制动机构的第一控制器、以及向上述第一制动机构以及上述第一控制器供给电力的第一电源；以及

第二制动系统，具有检测上述行程以及上述踏力的第二传感器、利用电能进行工作并对上述驱动轴给予上述摩擦力的第二制动机构、基于由上述第二传感器检测出的上述行程以及上述踏力控制上述第二制动机构的第二控制器、以及向上述第二制动机构以及上述第二控制器供给电力的第二电源，

上述第一控制器具有能够与其它控制器收授信号的第一通信部，

上述第二控制器具有能够与其它控制器收授信号的第二通信部，

上述第一通信部与上述第二通信部以能够相互通信的方式连接，

上述第一控制器以及上述第二控制器分别以相互进行补充的方式发挥作用来控制上述制动力，

具备根据上述行程来产生对抗上述踏力的反作用力的反作用力给予机构、和在上述制动踏板与上述反作用力给予机构之间传递力的传动部件，

上述制动踏板具有以能够旋转的方式将上述制动踏板支承于上述车辆的车身的支点部、和将上述制动踏板与上述传动部件连结来将上述踏力传递到上述传动部件的输出部，

上述反作用力给予机构具有通过上述踏力被压缩而弹性变形的弹性部件、将上述传动部件与上述弹性部件连结来将上述踏力传递到上述弹性部件的输入部、以及接受上述弹性部件被压缩时的反作用力的固定部，

上述第一传感器具备设于上述支点部并检测上述行程的第一行程传感器、和设于上述输出部并检测上述踏力的第一踏力传感器，

上述第二传感器具备设于上述输入部并检测上述行程的第二行程传感器、和设于上述固定部并检测上述踏力的第二踏力传感器，

上述第一制动系统基于由上述第一行程传感器检测出的上述行程以及由上述第一踏力传感器检测出的上述踏力来控制上述制动力，

上述第二制动系统基于由上述第二行程传感器检测出的上述行程以及由上述第二踏力传感器检测出的上述踏力来控制上述制动力。

2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，

上述第一制动机构由利用电磁铁通过通电而产生的磁吸引力进行工作的电磁制动器构成，

上述第二制动机构由利用制动用马达通过通电而输出的转矩进行工作的电动制动器构成。

3.根据权利要求2所述的制动装置，其特征在于，

上述第二制动机构构成为：具有能够将旋转运动转换为直线运动来产生用于对上述驱动轴进行制动的推力、并且保持产生上述推力而对上述驱动轴进行制动的状态的推力产生机构，通过利用上述制动用马达输出的转矩驱动上述推力产生机构而产生上述推力从而对上述驱动轴给予上述摩擦力，

上述第二制动系统在对前轮以及后轮的至少任意一方的上述驱动轴进行制动而停止旋转的制动状态下停止了上述通电的情况下，作为维持上述制动状态的驻车制动器发挥作用。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的制动装置，其特征在于，

上述第一制动机构以及上述第二制动机构分别对前轮以及后轮的至少任意一方的上述驱动轴进行制动，并且作为车内制动器设置在上述车辆的车身。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的制动装置，其特征在于，

在上述第一制动系统产生故障的情况下，利用上述第二制动系统控制上述制动力，或者利用上述第二制动系统对上述第一制动系统的故障部位进行补充来控制上述制动力。

6.根据权利要求4所述的制动装置，其特征在于，

在上述第一制动系统产生故障的情况下，利用上述第二制动系统控制上述制动力，或者利用上述第二制动系统对上述第一制动系统的故障部位进行补充来控制上述制动力。

Images