JP2015160591A - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源系統の冗長化を図りながら、装置の小型化を図ることができる電動ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】 この電動ブレーキ装置は、電動モータ２と、ブレーキ部材と、電動モータ２の回転運動を前記ブレーキ部材の動作に変換する直動機構４と、電動モータ２を制御する制御装置９とを備える。電動モータ２を駆動可能な蓄電容量を持つ専用のバックアップ電源装置３２と、車両の走行時の運動エネルギーの一部を電気エネルギーに変換してバックアップ電源装置３２に充電する発電装置３３とを設ける。制御装置９は、電動モータ２に常時に電力を供給している主電源装置３１の電力が定められた基準に達しないとき、バックアップ電源装置３２により電動モータ２を駆動する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、電動ブレーキ装置に関し、電源系統の冗長化を図り、装置の小型化を図る技術に関する。

従来、電動ブレーキ装置として、以下のものが提案されている。
１．ブレーキペダルを踏み込むことで、モータの回転運動を直動機構を介して直線運動に変換して、ブレーキパッドをブレーキディスクに押圧接触させて制動力を負荷する（特許文献１）。
２．遊星ローラねじ機構を使用した電動式直動アクチュエータが提案されている（特許文献２）。

特開平６−３２７１９０号公報 特開２００６−１９４３５６号公報

前記１，２の技術では、電動ブレーキ装置を搭載する車両のバネ上とバネ下とを電力供給用のハーネスによって電気接続する必要がある。この場合、前記ハーネスの耐久性（屈曲・振動等）が課題となる。

電動ブレーキ装置のみで制動力を発生する車両の場合、仮に、電力供給装置に異常が発生した場合においても、一定距離以上の距離（例えば、最寄りの車両修理工場等までの距離）を走行可能とするために、電動ブレーキ装置のブレーキ機能の少なくとも一部を維持する必要性が考えられる。そのため、主に電力供給装置に異常が発生した際の冗長系の構成が課題となる。例えば、電力供給装置を多重化する、電動ブレーキ装置に電源を２つ備える、機械式ブレーキ装置を別途搭載する、等の必要が生じ、いずれにしても製造コストの増加やスペースの増加となる可能性がある。

この発明の目的は、電源系統の冗長化を図りながら、装置の小型化を図ることができる電動ブレーキ装置を提供することである。

この発明の電動ブレーキ装置は、電動モータ２と、車両の車輪４５にブレーキ力を与えるブレーキ部材７と、前記電動モータ２の回転運動を前記ブレーキ部材７の動作に変換する伝達機構４と、前記電動モータ２を制御する制御装置９とを備えた電動ブレーキ装置において、
前記電動モータ２を駆動可能な蓄電容量を持つ専用のバックアップ電源装置３２と、
前記車両の走行時の運動エネルギーの一部を電気エネルギーに変換して前記バックアップ電源装置３２に充電する発電装置３３とを設け、
前記制御装置９は、前記電動モータ２に常時に電力を供給している主電源装置３１の電力が定められた基準に達しないとき、前記バックアップ電源装置３２により前記電動モータ２を駆動することを特徴とする。
前記「定められた基準」とは、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。
前記「主電源装置」は、例えば、車両において、低電圧で駆動されるパワーウインドウ、エアコン等の補機を駆動する補機用バッテリを用いても良いし、補機用バッテリとは別の電動ブレーキ装置専用のバッテリを適用しても良い。

この構成によると、常時において、車両の運転者がブレーキ操作手段３９を操作すると、制御装置９は、主電源装置３１により電動モータ２を駆動させる。この電動モータ２の回転運動は、伝達機構４によりブレーキ部材７の動作に変換される。これによりブレーキ部材７が車両の車輪４５に摩擦抵抗を与えることで車両に制動力が与えられる。また車両の走行時に、発電装置３３は、車両の走行時の運動エネルギーの一部を電気エネルギーに変換してバックアップ電源装置３２に充電する。

制御装置９は、例えば、主電源装置３１に異常が発生すること等に起因して、主電源装置３１の電力が定められた基準に達しないとき、充電されたバックアップ電源装置３２により電動モータ２を駆動する。このように主電源装置等に異常が発生した場合においても、専用のバックアップ電源装置３２を用いて電動モータ２を駆動させることができる。これにより、一定距離以上の走行距離、例えば、最寄りの車両修理工場等までの距離を走行可能とする。

車両駆動用モータを駆動する電力としては、例えば、数ｋＷ〜数十ｋＷの電力が必要であるが、電動ブレーキ装置の電動モータ２を駆動する電力は、例えば、数Ｗと車両駆動用モータの駆動電力に比べて格段に小さい。そうすると、走行中の車両を少なくとも一度停止させ得る電力を基準として、バックアップ電源装置３２の蓄電容量を小さくできることで、バックアップ電源装置３２の定格出力を小さくすることができるため、バックアップ電源装置３２は、小型のものですむ。このため、電源系統の冗長化を図りながら、電動ブレーキ装置全体の省スペース化を図ることができる。また電動ブレーキ装置の電源系統の冗長化によりブレーキ機能を維持しているため、機械式ブレーキを別途搭載するよりも、構造を簡単化し製造コストを低減することができる。なお発電装置３３による発電はエネルギー損失となるが、車両を少なくとも一度停止させ得る電力が前述のように数Ｗ程度であるため、発電装置３３によるエネルギー損失は、車両の燃費に影響を及ぼさない。

前記制御装置９は、
前記主電源装置３１が正常な状態であるときの給電能力に対し、現在の給電能力が不足しているか否かを前記定められた基準によって判断する電源診断機能部４１ａと、
この電源診断機能部４１ａにより給電能力が不足していると判断したとき、前記バックアップ電源装置３２により前記不足している電力を補い、この電動ブレーキ装置の電力として使用する電力補助機能部４１ｂとを有するものとしても良い。

この場合、制御装置９の電源診断機能部４１ａは、主電源装置３１の電力を検出し、この検出された電力Ｐｍが例えば閾値Ｐ以上か否かを判断する。前記閾値Ｐは、主電源装置３１から電動ブレーキ装置への供給電力が正常と判定される電力であり、例えば、実験やシミュレーション等の結果より定められる。電力補助機能部４１ｂは、電力Ｐｍが例えば閾値Ｐ以上であると判断されると、この電動ブレーキ装置に主電源装置３１から電力を供給する。電力Ｐｍが例えば閾値Ｐ未満であると判断されると、電力補助機能部４１ｂは、不足している電力をバックアップ電源装置３２により補い、この電動ブレーキ装置の電力として使用する。

前記制御装置９は、
前記バックアップ電源装置３２の電力の充電状態が閾値以上か否かを判定する判定手段３７ａと、
この判定手段３７ａにより前記充電状態が閾値未満と判定されたとき、前記発電装置３３から前記バックアップ電源装置３２への充電を継続し、前記充電状態が閾値以上と判定されたとき、前記発電装置３３から前記バックアップ電源装置３２への充電を停止する切換手段３７ｂとを有するものとしても良い。この場合、判定手段３７ａは、バックアップ電源装置３２の電力の充電状態を例えば常時にまたは定期的に判定し、前記充電状態が閾値以上と判定されたとき、切換手段３７ｂによりバックアップ電源装置３２への充電を停止することで、無駄なエネルギー損失を防ぐことができる。またバックアップ電源装置３２が過充電となることを防止することもできる。

前記発電装置３３は、前記車両の走行時に相対移動する固定部および可動部のいずれか一方に設けられる電機子と、他方に設けられ前記電機子に電磁誘導効果を発生させる界磁とを有し、前記可動部の相対移動による電磁誘導効果によって前記電機子に発生する電力を前記電動ブレーキ装置の電力として使用するものとしても良い。
前記電機子は、例えば、電機子巻線と電機子鉄心とを有する。
前記界磁は、界磁束を発生する部分であり、例えば、永久磁石や継鉄・磁極および界磁巻線等から構成される。

前記界磁が、前記車両における車輪４５および車軸４４と同期して回転する回転部に設けられ、前記電機子が前記回転部の外周部に設けられるものとしても良い。この場合、車両走行時に、車軸４４の回転に伴って界磁を、他の駆動源を用いることなく効率良く回転させてバックアップ電源装置３２への充電を行うことができる。

前記発電装置３３Ａは、前記界磁が前記車両の走行時の空気抵抗によって回転する風力発電装置であっても良い。
前記発電装置３３Ｂは、前記固定部に対して前記可動部が、前記車両の走行時に発生する振動によって相対移動する振動発電装置であっても良い。

この発明の電動ブレーキ装置は、電動モータと、車両の車輪にブレーキ力を与えるブレーキ部材と、前記電動モータの回転運動を前記ブレーキ部材の動作に変換する伝達機構と、前記電動モータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、前記電動モータを駆動可能な蓄電容量を持つ専用のバックアップ電源装置と、前記車両の走行時の運動エネルギーの一部を電気エネルギーに変換して前記バックアップ電源装置に充電する発電装置とを設け、前記制御装置は、この電動モータに常時に電力を供給している主電源装置の電力が定められた基準に達しないとき、前記バックアップ電源装置により前記電動モータを駆動する。このため、電源系統の冗長化を図りながら、装置の小型化を図ることができる。

この発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置の断面図である。 同電動ブレーキ装置の減速機構の拡大断面図である。 同電動ブレーキ装置および電源系統の概略構成を示すブロック図である。 同電動ブレーキ装置の制御動作を段階的に示すフローチャートである。 同電動ブレーキ装置の発電装置の例を概略示す図である。 この発明の他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の発電装置の例を概略示す図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る電動ブレーキ装置の発電装置の例を概略示す図である。

この発明の第１の実施形態に係る電動ブレーキ装置を図１ないし図５と共に説明する。
図１に示すように、この電動ブレーキ装置は、ハウジング１と、電動モータ２と、この電動モータ２の回転を減速する減速機構３と、伝達機構である直動機構４と、ロック機構５と、ブレーキロータ６と、ブレーキ部材であるブレーキパッド７と、制御装置９と、主電源装置３１（図３）と、バックアップ電源装置３２（図３）と、発電装置３３（図３）とを有する。

ハウジング１の開口端に、径方向外方に延びるベースプレート８が設けられ、このベースプレート８に電動モータ２が支持されている。ハウジング１内には、電動モータ２の出力によりブレーキロータ６、この例ではディスクロータに対して制動力を負荷する直動機構４が組み込まれている。ハウジング１の開口端およびベースプレート８の外側面は、カバー１０によって覆われている。

直動機構４について説明する。
直動機構４は、減速機構３で出力される回転運動を直線運動に変換して、ブレーキロータ６に対してブレーキパッド７を当接離隔させる機構である。この直動機構４は、スライド部材１１と、軸受部材１２と、環状のスラスト板１３と、スラスト軸受１４と、転がり軸受１５，１５と、回転軸１６と、キャリア１７と、すべり軸受１８，１９とを有する。ハウジング１の内周面に、円筒状のスライド部材１１が、回り止めされ且つ軸方向に移動自在に支持されている。スライド部材１１の内周面には、径方向内方に所定距離突出し螺旋状に形成された螺旋突起１１ａが設けられている。この螺旋突起１１ａに、後述する複数の遊星ローラ２０が噛合している。

ハウジング１内におけるスライド部材１１の軸方向一端側に、軸受部材１２が設けられている。この軸受部材１２は、径方向外方に延びるフランジ部と、ボス部とを有する。ボス部内に転がり軸受１５，１５が嵌合され、これら各軸受１５，１５の内輪内径面に回転軸１６が嵌合されている。よって回転軸１６は、軸受部材１２に軸受１５，１５を介して回転自在に支持される。

スライド部材１１の内周には、前記回転軸１６を中心に回転可能なキャリア１７が設けられている。キャリア１７は、軸方向に互いに対向して配置されるディスク１７ａ，１７ｂを有する。軸受部材１２に近いディスク１７ｂをインナ側ディスク１７ｂといい、ディスク１７ａをアウタ側ディスク１７ａという場合がある。一方のディスク１７ａのうち、他方のディスク１７ｂに臨む側面には、この側面における外周縁部から軸方向に突出する間隔調整部材１７ｃが設けられる。この間隔調整部材１７ｃは、複数の遊星ローラ２０の間隔を調整するため、円周方向に等間隔を空けて複数配設されている。これら間隔調整部材１７ｃにより、両ディスク１７ａ，１７ｂが一体に設けられる。

インナ側ディスク１７ｂは、回転軸１６との間に嵌合されたすべり軸受１８により、回転自在に、且つ、軸方向に移動自在に支持されている。アウタ側ディスク１７ａには、中心部に軸挿入孔が形成され、この軸挿入孔にすべり軸受１９が嵌合されている。アウタ側ディスク１７ａは、すべり軸受１９により回転軸１６に回転自在に支持される。回転軸１６の端部には、スラスト荷重を受けるワッシャが嵌合され、このワッシャの抜け止め用の止め輪が設けられる。

キャリア１７には、複数のローラ軸２１が周方向に間隔を空けて設けられている。各ローラ軸２１の両端部が、ディスク１７ａ，１７ｂにわたって支持されている。すなわちディスク１７ａ，１７ｂには、それぞれ長孔から成る軸挿入孔が複数形成され、各軸挿入孔に各ローラ軸２１の両端部が挿入されてこれらローラ軸２１が径方向に移動自在に支持される。複数のローラ軸２１には、これらローラ軸２１を径方向内方に付勢する弾性リング２２が掛け渡されている。

各ローラ軸２１に、遊星ローラ２０が回転自在に支持され、各遊星ローラ２０は、回転軸１６の外周面と、スライド部材１１の内周面との間に介在される。複数のローラ軸２１に渡って掛け渡された弾性リング２２の付勢力により、各遊星ローラ２０が回転軸１６の外周面に押し付けられる。回転軸１６が回転することで、この回転軸１６の外周面に接触する各遊星ローラ２０が接触摩擦により回転する。遊星ローラ２０の外周面には、前記スライド部材１１の螺旋突起１１ａに噛合する螺旋溝が形成されている。
キャリア１７のインナ側ディスク１７ｂと、遊星ローラ２０の軸方向一端部との間には、ワッシャおよびスラスト軸受（いずれも図示せず）が介在されている。ハウジング１内において、インナ側ディスク１７ｂと軸受部材１２との間には、環状のスラスト板１３およびスラスト軸受１４が設けられている。

減速機構３について説明する。
図２に示すように、減速機構３は、電動モータ２の回転を、回転軸１６に固定された出力ギヤ２３に減速して伝える機構であり、複数のギヤ列を含む。この例では、減速機構３は、電動モータ２のロータ軸２ａに取付けられた入力ギヤ２４の回転を、ギヤ列２５，２６，２７により順次減速して、回転軸１６の端部に固定された出力ギヤ２３に伝達可能としている。

ロック機構５について説明する。
ロック機構５は、直動機構４の制動力弛み動作を阻止するロック状態と許容するアンロック状態とにわたって切換え可能に構成されている。前記減速機構３に、ロック機構５が設けられている。ロック機構５は、ケーシング（図示せず）と、ロックピン２９と、このロックピン２９をアンロック状態に付勢する付勢手段（図示せず）と、ロックピン２９を切換え駆動するアクチュエータであるリニアソレノイド３０とを有する。前記前記ケーシングは、ベースプレート８に支持され、このベースプレート８には、ロックピン２９の進退を許すピン孔が形成されている。

リニアソレノイド３０によりロックピン２９を進出させて、ギヤ列２６における出力側の中間ギヤ２８に形成された係止孔（図示せず）に係合し、中間ギヤ２８の回転を禁止することで、ロック状態にする。リニアソレノイド３０をオフにすると、前記付勢手段による付勢力により、ロックピン２９を前記ケーシング内に退入させて前記係止孔から離脱させ、中間ギヤ２８の回転を許すことで、ロック機構５をアンロック状態にする。

図３は、この電動ブレーキ装置および電源系統の概略構成を示すブロック図である。この電動ブレーキ装置の制御装置９は、所定のブレーキ力が発揮されるよう、少なくとも１つ以上の電動アクチュエータ３４を制御するブレーキ力制御器３５と、モータ駆動用のモータドライバ３６と、電源系統を監視および電力管理する電源制御器３７とを有する。前記電動アクチュエータ３４は、電動モータ２と直動機構４とを含む。ブレーキ力制御器３５および電源制御器３７は、例えば、マイクロコンピュータや集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit)を用いても良く、これら機能を一つのハードウェアに統合しても良い。モータドライバ３６は、電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor：略称ＦＥＴ）を用いたハーフブリッジを用いても良い。

この電動ブレーキ装置を搭載する車両には、車両全般を制御する電気制御ユニットであるＥＣＵ３８が設けられている。ＥＣＵ３８は、例えば、ブレーキ操作手段３９の操作量に応じて変化するセンサ３９ａの出力に応じて、ブレーキ力の指令値を生成する。ブレーキ力制御器３５は、前記ＥＣＵ３８から与えられるブレーキ力指令値に従い、電流指令に変換してモータドライバ３６に電流指令を与える。

ブレーキ力制御器３５は、電動モータ２に流すモータ電流を電流検出手段４０から得て、電流フィードバック制御を行う。また、ブレーキ力制御器３５へのフィードバック信号として、例えば、モータ角センサ信号、直動機構４の軸荷重センサ信号、等を用いても良い。なお、ブレーキ力制御器３５は、電動モータ２に関する各検出値や制御値等の各情報を前記ＥＣＵ３８に出力する機能を有する。

電源制御器３７は、主電源診断部４１と、バックアップ電源診断部４２とを有する。
主電源診断部４１は、後述の主電源装置３１が正常な状態であるときの給電能力に対し、現在の給電能力を判断する電源診断機能部４１ａと、この電源診断機能部４１ａにより給電能力の少なくとも一部が不足していると判断したとき、バックアップ電源装置３２により前記不足している電力を補い、この電動ブレーキ装置の電力として使用する電力補助機能部４１ｂとを有する。

主電源装置３１は、この電動ブレーキ装置に常時に電力を供給している装置であり、例えば、この電動ブレーキ装置を搭載する車両の補機を駆動する補機用バッテリを用いることができる。前記補機とは、例えば、低電圧（例えば１２Ｖ）で駆動されるパワーウインドウ、エアコン、ライト、ワイパー、エアバック等である。
バックアップ電源装置３２は、電動モータ２を駆動可能な蓄電容量を持つ専用の装置であり、例えば、走行中の車両を少なくとも一度停止させ得る小型のバッテリやキャパシタを用いることができる。

ここで図４（ａ）は、主電源装置３１とバックアップ電源装置３２の切換え運用の手法を示すフローチャートである。以下、図３も適宜参照しつつ説明する。例えば、車両の電源投入後、本処理を開始し、電源診断機能部４１ａは、例えば、直列抵抗値、電流積算値、電圧値等を用いて、現在の主電源装置３１の電力Ｐｍを検出する（ステップａ１）。次に、電源診断機能部４１ａは、例えば、制御装置９に設けられる記憶手段４３から閾値Ｐを取得する（ステップａ２）。閾値Ｐは、主電源装置３１から電動ブレーキ装置への供給電力が正常と判定される電力であり、例えば、実験やシミュレーション等の結果より定められる。閾値Ｐは、前記記憶手段４３に書換え可能に記憶される。

次に、電源診断機能部４１ａは、検出された電力Ｐｍが閾値Ｐ以上か否かを判断する（ステップａ３）。電力Ｐｍが閾値Ｐ以上であると判断されると（ステップａ３：ｙｅｓ）、電力補助機能部４１ｂは、バックアップ電源装置３２との電気的な接続を切断し（ステップａ４）、電源制御器３７と主電源装置３１とを電気的に接続して（ステップａ５）、この電動ブレーキ装置に主電源装置３１から電力を供給する。その後本処理を終了する。

電源診断機能部４１ａで電力Ｐｍが閾値Ｐ未満であると判断されると（ステップａ３：ｎｏ）、電力補助機能部４１ｂは、主電源装置３１との電気的な接続を切断し（ステップａ６）、電源制御器３７とバックアップ電源装置３２とを電気的に接続する（ステップａ７）。これにより、電力補助機能部４１ｂは、不足している電力をバックアップ電源装置３２により補い、この電動ブレーキ装置の電力として使用する。その後本処理を終了する。

図３に示すように、バックアップ電源診断部４２は、バックアップ電源装置３２の電力の充電状態が閾値以上か否かを判定する判定手段４２ａと、この判定手段４２ａにより前記充電状態が閾値未満と判定されたとき、後述の発電装置３３からバックアップ電源装置３２への充電を停止する切換手段４２ｂとを有する。

ここで図４（ｂ）は、発電装置３３によりバックアップ電源装置３２に電力を充電する動作を示すフローチャートである。図３も参照しつつ説明する。例えば、車両の電源投入後、本処理を開始し、例えば、バックアップ電源装置３２がバッテリからなる場合、判定手段４２ａは、直列抵抗値、電流積算値、電圧値等を用いて、現在のバックアップ電源装置３２の電力Ｐｂを検出する（ステップｂ１）。または、バックアップ電源装置３２がキャパシタからなる場合、判定手段４２ａは、電圧値を用いて、現在のバックアップ電源装置３２の電力Ｐｂを検出する（ステップｂ１）。

次に、判定手段４２ａは、例えば、記憶手段４３から閾値Ｐ´を取得する（ステップｂ２）。閾値Ｐ´は、バックアップ電源装置３２が満充電状態であると判断する電力であり、例えば、実験やシミュレーション等の結果より定められる。この閾値Ｐ´は、前記記憶手段４３に書換え可能に記憶される。次に、判定手段４２ａは、検出された電力Ｐｂが閾値Ｐ´以上か否かを判定する（ステップｂ３）。電力Ｐｂが閾値Ｐ´未満と判定されると（ステップｂ３：ｎｏ）、切換手段４２ｂは、電源制御器３７と発電装置３３とを電気的に接続して（ステップｂ４）、発電装置３３からバックアップ電源装置３２への充電を継続する。

判定手段４２ａで電力Ｐｂが閾値Ｐ´以上と判定されたとき（ステップｂ３：ｙｅｓ）、切換手段４２ｂは、発電装置３３との電気的な接続を切断し（ステップｂ５）、その後本処理を終了する。この場合、判定手段４２ａは、バックアップ電源装置３２の電力の充電状態を例えば常時にまたは定期的に判定し、前記充電状態が閾値Ｐ´以上と判定されたとき、切換手段４２ｂによりバックアップ電源装置３２への充電を停止することで、バックアップ電源装置３２が過充電となることを防止することができる。

図５は、この電動ブレーキ装置の発電装置３３の例を概略示す図である。この発電装置３３は、可動部である車軸４４の回転から発電する例を示す。発電装置３３は、車両の走行時の運動エネルギーの一部を電気エネルギーに変換してバックアップ電源装置に充電する。この発電装置３３は、例えば、車軸４４の軸方向端部に設けられるロータ３３ａと、車両のナックル等の固定部に設置されるステータ３３ｂと、図示外の整流装置とを有する。

ロータ３３ａは界磁４９を有し、この界磁４９は、例えば、永久磁石や継鉄・磁極および界磁巻線等から構成される。ステータ３３ｂは電機子５０を有し、この電機子５０は、例えば、電機子巻線と電機子鉄心とを有する。発電装置３３は、主に、前記界磁４９と電機子５０とで構成される電動機により電力を発生させる。この発電装置３３は、車軸４４およびロータ３３ａが車両の走行時に車輪４５と同期して回転し、電機子５０の電磁誘導効果によって電力を発生させる。前記整流子は、電機子５０の巻線に生じる交流を直流にする。前記整流子で整流された直流電流がバックアップ電源装置３２（図３）に流れ、このバックアップ電源装置３２に充電される。この充電された電力を電動ブレーキ装置の電力として使用する。なおこの例では、同期電動機を用いて発電させているが、誘導型の発電装置を適用することも可能である。

以上説明した電動ブレーキ装置によると、常時において、車両の運転者がブレーキ操作手段３９を操作すると、制御装置９は、主電源装置３１により電動モータ２を駆動させる。この電動モータ２の回転運動は、減速機構３を介して直動機構４によりブレーキパッド７の動作に変換される。これによりブレーキパッド７が車輪４５に摩擦抵抗を与えることで車両に制動力が与えられる。また車両の走行時に、発電装置３３は、車両の走行時の運動エネルギーの一部を電気エネルギーに変換してバックアップ電源装置３２に充電する。

制御装置９は、例えば、主電源装置３１に異常が発生すること等に起因して、主電源装置３１の電力が閾値Ｐ以上に達しないとき、充電されたバックアップ電源装置３２により電動モータ２を駆動する。このように主電源装置等に異常が発生した場合においても、専用のバックアップ電源装置３２を用いて電動モータ２を駆動させることができる。これにより、一定距離以上の走行距離、例えば、最寄りの車両修理工場等までの距離を走行可能とする。

車両駆動用モータを駆動する電力としては、例えば、数ｋＷ〜数十ｋＷの電力が必要であるが、電動ブレーキ装置の電動モータ２を駆動する電力は、例えば、数Ｗと車両駆動用モータの駆動電力に比べて格段に小さい。そうすると、走行中の車両を少なくとも一度停止させ得る電力を基準として、バックアップ電源装置３２の蓄電容量を小さくできることで、バックアップ電源装置３２の定格出力を小さくすることができるため、バックアップ電源装置３２の小型のものですむ。このため、電源系統の冗長化を図りながら、電動ブレーキ装置全体の省スペース化を図ることができる。また電動ブレーキ装置の電源系統の冗長化によりブレーキ機能を維持しているため、機械式ブレーキを別途搭載するよりも、構造を簡単化し製造コストを低減することができる。なお発電装置３３による発電はエネルギー損失となるが、車両を少なくとも一度停止させ得る電力が前述のように数Ｗ程度であるため、発電装置３３によるエネルギー損失は、車両の燃費に影響を及ぼさない。

電動ブレーキ装置に電力を供給するバックアップ電源装置３２に加え、電動ブレーキ装置に必要な電力の一部を車両の運動エネルギーから補うシステムとすれば、電動ブレーキ装置への電力の供給用のハーネスを細くできる。このため、ハーネスの耐久性を向上できるうえコスト削減を図ることが可能となる。また、主電源装置３１に異常が発生した際の冗長機構になる。

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図６に示すように、発電装置３３Ａは、前記界磁機構が車両の走行時の空気抵抗によって回転する風力発電装置であっても良い。この発電装置３３Ａは、界磁４９を含むロータ３３Ａａが、車両進行方向に平行な軸心回りに回転可能に構成される。このロータ３３Ａａの軸方向一端部に小型風車４６が付設され、車両の走行時の空気抵抗によって、小型風車４６と共にロータ３３Ａａが一体に回転する。このロータ３３Ａａの外周に電機子５０を円周配置したステータ３３Ａｂが配置される。この発電装置３３Ａは、走行時の空気抵抗によりロータ３３Ａａが回転し、電機子５０の電磁誘導効果によって発生する電力を、前記整流子により整流しバックアップ電源装置３２に蓄電して電動ブレーキ装置の電力として使用する。

図７に示すように、車両の制振装置４７に発電装置３３Ｂを設けても良い。この発電装置は、例えば、車体とアームとの間に介在され、固定部である車体４８に設けられ車体４８の上下方向に配置される筒状部材３３Ｂａと、この筒状部材３３Ｂａ内に沿って移動自在に設けられる可動部材３３Ｂｂとを有する。例えば、筒状部材３３Ｂａの内周面に、電機子５０が設けられ、可動部材３３Ｂｂは、前記電機子５０に電磁誘電効果を発生させる界磁４９を含む。

この発電装置３３Ｂは、車両の走行時に発生する振動によって、筒状部材３３Ｂａに対して可動部材３３Ｂｂが相対移動する振動発電装置であり、前記相対移動により発生する電力を電動ブレーキ装置の電力として使用する。なお発電装置３３Ｂは、リニアモータを用いて可動部材３３Ｂｂを移動させても良く、直進運動を回転運動に変換する直動機構（ボールねじ機構等）とモータを用いても良い。

発電装置は、各車輪にそれぞれ設けられる電動ブレーキ装置に対して、１つずつ設けても良く、複数の電動ブレーキ装置に電力を供給するように設けても良い。
電動ブレーキ装置の制御装置９は、例えば、ブレーキキャリパ上に設けても良く、その他、車体側等ブレーキキャリパと別の位置に設けても良い。また、１つの電動アクチュエータに１つの制御装置９を備える構成としても良く、複数の電動アクチュエータを同時に制御する制御装置９を設けても良い。

主電源装置３１は、補機用バッテリとは別の電動ブレーキ装置専用のバッテリを適用しても良い。

図４（ａ）では、主電源装置とバックアップ電源装置を完全に切り換える例を示しているが、それぞれの電源の開度を調整可能な電源制御回路を設け、これら主電源装置，バックアップ電源装置の運用比率を調整する構成としても良い。

２…電動モータ
４…直動機構（伝達機構）
７…ブレーキパッド
９…制御装置
３１…主電源装置
３２…バックアップ電源装置
３３…発電装置
３７ａ…判定手段
３７ｂ…切換手段
４１ａ…電源診断機能部
４１ｂ…電力補助機能部
４９…界磁
５０…電機子

Claims (7)

1. 電動モータと、車両の車輪にブレーキ力を与えるブレーキ部材と、前記電動モータの回転運動を前記ブレーキ部材の動作に変換する伝達機構と、前記電動モータを制御する制御装置とを備えた電動ブレーキ装置において、
   前記電動モータを駆動可能な蓄電容量を持つ専用のバックアップ電源装置と、
   前記車両の走行時の運動エネルギーの一部を電気エネルギーに変換して前記バックアップ電源装置に充電する発電装置とを設け、
   前記制御装置は、前記電動モータに常時に電力を供給している主電源装置の電力が定められた基準に達しないとき、前記バックアップ電源装置により前記電動モータを駆動することを特徴とする電動ブレーキ装置。
2. 請求項１記載の電動ブレーキ装置において、
   前記制御装置は、
   前記主電源装置が正常な状態であるときの給電能力に対し、現在の給電能力が不足しているか否かを前記定められた基準によって判断する電源診断機能部と、
   この電源診断機能部により給電能力が不足していると判断したとき、前記バックアップ電源装置により前記不足している電力を補い、この電動ブレーキ装置の電力として使用する電力補助機能部と、
   を有する電動ブレーキ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動ブレーキ装置において、
   前記制御装置は、
   前記バックアップ電源装置の電力の充電状態が閾値以上か否かを判定する判定手段と、
   この判定手段により前記充電状態が閾値未満と判定されたとき、前記発電装置から前記バックアップ電源装置への充電を継続し、前記充電状態が閾値以上と判定されたとき、前記発電装置から前記バックアップ電源装置への充電を停止する切換手段と、
   を有する電動ブレーキ装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動ブレーキ装置において、前記発電装置は、前記車両の走行時に相対移動する固定部および可動部のいずれか一方に設けられる電機子と、他方に設けられ前記電機子に電磁誘導効果を発生させる界磁とを有し、前記可動部の相対移動による電磁誘導効果によって前記電機子に発生する電力を前記電動ブレーキ装置の電力として使用する電動ブレーキ装置。
5. 請求項４記載の電動ブレーキ装置において、前記界磁が、前記車両における車輪および車軸と同期して回転する回転部に設けられ、前記電機子が前記回転部の外周部に設けられる電動ブレーキ装置。
6. 請求項４記載の電動ブレーキ装置において、前記発電装置は、前記界磁が前記車両の走行時の空気抵抗によって回転する風力発電装置である電動ブレーキ装置。
7. 請求項４記載の電動ブレーキ装置において、前記発電装置は、前記固定部に対して前記可動部が、前記車両の走行時に発生する振動によって相対移動する振動発電装置である電動ブレーキ装置。

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