JP2018118700A

JP2018118700A - 制動装置

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Publication number: JP2018118700A
Application number: JP2017013282A
Authority: JP
Inventors: 磯野　宏; Hiroshi Isono; 宏磯野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2037-01-27
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Abstract

【課題】信頼性を向上させ、故障時でも、容易に、ブレーキ性能やブレーキ操作のフィーリングを維持して退避走行が可能な制動装置を提供する。
【解決手段】駆動トルクを出力して駆動軸に伝達するモータ駆動装置と共に車両に搭載され、ブレーキペダルの踏み込み操作におけるストロークおよび踏力に基づいて前記車両の制動力を制御する制動装置において、前記ストロークおよび前記踏力を検出するセンサ１１，２１、前記制動力を発生するための摩擦力を前記駆動軸に付与するブレーキ機構１２，２２、前記ストロークおよび前記踏力に基づいて前記ブレーキ機構を制御するコントローラ１３，２３、および、ブレーキ機構およびコントローラに電力を供給する電源１４，２４を有するブレーキシステム１０，２０を二系統独立に設け、二つのコントローラ１３，２３を互いに補完して機能するよう相互に通信可能に接続する。
【選択図】図１

Description

この発明は、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作に基づいて車両の制動力を制御する制動装置に関し、特に、駆動力源としてトルクを出力する駆動用モータを備えたモータ駆動装置と共に車両に搭載される電動の制動装置に関するものである。

車両に搭載される制動装置の一例が、特許文献１および特許文献２に記載されている。特許文献１に記載された制動装置は、油圧発生装置の発生油圧によって作動する油圧ブレーキと、電気モータの駆動トルクによって作動する電動ブレーキとを備えている。この特許文献１に記載された制動装置では、電動ブレーキの電気系統が故障した場合は、油圧ブレーキによってブレーキ性能が維持される。また、油圧ブレーキの油圧センサや油圧系統が故障した場合には、電動ブレーキによってブレーキ性能が維持される。

特許文献２に記載された制動装置は、電気モータによって作動するメインの電動ブレーキ（メインブレーキ）と、ソレノイドによって作動するサブの電動ブレーキ（サブブレーキ）とを備えている。メインブレーキおよびサブブレーキは、共に、同一のホイールディスクを制動する。サブブレーキは、メインブレーキから離隔した位置に設置されている。メインブレーキは、ブレーキペダルの操作状態に基づいてコントローラによって制御され、ホイールディスクを制動する。サブブレーキは、メインブレーキの故障が検知された場合に、メインブレーキと同一のコントローラから出力される制御信号によって作動し、ホイールディスクを制動する。

なお、特許文献３には、対向ピストン型のディスクブレーキ装置が記載されている。この特許文献３に記載された制動装置は、サービスブレーキを構成しているキャリパに、パーキングブレーキが一体的に設けられている。キャリパは、車輪と共に回転するブレーキロータを跨ぐ状態で、懸架装装置に固定されている。サービスブレーキは、油圧によって作動してブレーキロータを制動する。パーキングブレーキは、電気モータによって作動してブレーキロータを制動する。

また、モータを駆動力源とする車両に搭載されるモータ駆動装置の一例が、特許文献４および特許文献５に記載されている。特許文献４に記載されたモータ駆動装置は、いわゆるトルクベクタリングが可能なモータ駆動装置である。この特許文献４に記載されたモータ駆動装置は、駆動用モータの出力トルクを左右の駆動輪に分配して伝達する差動機構と、差動機構から左右の駆動輪へ伝達するトルクの分配率を制御する差動用モータとを備えている。差動機構は、二つのシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている。それら二つの遊星歯車機構における各サンギヤが、結合軸によって連結されている。両端に各サンギヤが取り付けられた結合軸の中央部には、駆動用モータから入力ギヤを介してトルクが入力される中間ギヤが取り付けられている（例えば、特許文献１の図１）。あるいは、結合軸を回転軸（ロータ）とする駆動用モータが設置されている（例えば、特許文献１の図７）。各リングギヤは、互いに反対方向へ回転するように、２個の軸部材で構成された反転機構を介して連結されている。また、一方のリングギヤには、差動用モータが連結されている。そして、各キャリアに、それぞれ、駆動軸を介して左右の駆動輪が連結されている。

特許文献５に記載されたモータ駆動装置は、二つの駆動用モータ（第１モータ、第２モータ）、および、各駆動用モータの回転軸を選択的に連結するクラッチ機構を備えている。第１モータは、第１回転軸を有している。その第１回転軸の一端（第１出力端）に、左側の駆動輪が取り付けられている。第２モータは、第２回転軸を有している。その第２回転軸の一端（第１出力端）に、右側の駆動輪が取り付けられている。第１モータおよび第２モータは、第１出力端および第２出力端がそれぞれ車幅方向の左右両側を向くように配置されている。すなわち、第１回転軸の他端と第２回転軸の他端とが対向するように配置されている。それら第１回転軸の他端と第２回転軸の他端との間に、クラッチ機構が取り付けられている。

なお、特許文献６には、電磁ブレーキ付きモータが記載されている。この特許文献６に記載された電磁ブレーキ付きモータは、モータの回転軸の一端に電磁ブレーキのブレーキロータが固定されている。電磁ブレーキは、電磁石に通電してアーマチュアを吸引することにより、ブレーキロータとブレーキステータとを摩擦係合させる。すなわち、モータの回転軸を制動する。

特開２００４−３５１９６５号公報特開２０１０−１３７８４８号公報特開２０１５−１９４１６５号公報国際公開第２０１５／００８６６１号特開２０１６−５９２６９号公報特開２００８−２３６９９６号公報

上記の特許文献１に記載された制動装置は、油圧ブレーキと電動ブレーキとを備えている。また、特許文献２に記載された制動装置は、メインの電動ブレーキとサブの電動ブレーキとを備えている。したがって、特許文献１および特許文献２に記載された制動装置によれば、いずれも、主系統のブレーキと冗長系のブレーキとの二系統のブレーキを構成することができる。そのため、主系統のブレーキに故障が生じた場合であっても、冗長系のブレーキを用いて車両の制動力を制御することができ、車両を退避走行させることができる。それにより、制動装置の信頼性を向上させることができる。

また、上記の特許文献４に記載されたトルクベクタリングが可能なモータ駆動装置や、特許文献５に記載された二つのモータによる左右独立駆動が可能なモータ駆動装置を車両に搭載することにより、走行性能が良好な車両を構成することができる。例えば、車両の走行状態に応じて左右の駆動輪に発生させる駆動力の比率を制御することができ、それにより、車両の旋回性や回頭性あるいは走行安定性を向上させることができる。さらに、例えば特許文献６に記載されているような電磁ブレーキ付きモータでモータ駆動装置の駆動用モータを構成することにより、あるいは、モータ駆動装置に電磁ブレーキを内蔵させることにより、従来の制動装置で一般的に使用されているような油圧システムや、ブレーキキャリパのような強度部材を省くことができる。その結果、制動装置の簡素化や小型・軽量化を図ることができる。また、従来は車輪に装着されていた制動装置がいわゆるインボードブレーキとして車体に設置されることにより、車両のばね下荷重を軽減することができる。

一方で、上記のようなモータ駆動装置と共に車両に搭載される制動装置を対象にした信頼性向上のための冗長設計に関しては、従来、詳細に検討されたものがない。車両の制動装置は、いわゆる重要保安部品であり、通常時に使用される主制動装置に加え、二次制動装置および駐車制動装置を設けることが要件として保安基準で定められている。二次制動装置には、主制動装置が故障したときに、主制動装置の操作装置（運転者が直接操作する装置）を用いて車両を適当な距離で停止させる機能を備えることが要求されている。したがって、車両は、主制動装置が故障した場合であっても、二次制動装置を作動させ、適当な場所に停止するまで退避走行することが可能なように設計される。それら主制動装置と二次制動装置との制動装置本体（ブレーキ）には、通常は、例えば特許文献１や特許文献２に記載された制動装置のように、それぞれ、構造や動作原理が異なる独立したブレーキが用いられる。そのため、主制動装置が故障した場合は、二次制動装置を作動させることによって上述したような退避走行が可能である。しかしながら、特許文献１に記載された制動装置では、油圧ブレーキと電動ブレーキとが用いられているため、特に油圧ブレーキが故障した場合は、ブレーキの効き具合やブレーキ操作のフィーリングが大きく変化してしまう可能性がある。その結果、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。また、特許文献２に記載された制動装置では、メインブレーキとサブブレーキとが共に一つのコントローラによって制御されるため、コントローラに故障が生じた場合は、制動装置を制御できなくなってしまうおそれがある。

このように、上記のような制動装置を対象にした冗長設計を行うにあたって、適切にかつ容易に、ブレーキ性能やブレーキ操作のフィーリングを維持して安定した退避走行を可能にするためには、未だ改良の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、モータ駆動装置と共に車両に搭載される電動の制動装置を対象にして、制動装置の信頼性を向上させるとともに、制動装置の一部が故障した場合であっても、容易に、ブレーキ性能やブレーキ操作のフィーリングを維持して安定した退避走行を行うことが可能な電動の制動装置を提供することを目的とするものである。なお、この発明における電動の制動装置は、電気エネルギを利用して作動する制動装置であり、例えば、電磁石が発生する磁気吸引力によって作動する電磁ブレーキや、電気モータが出力するトルクによって作動する電動ブレーキが含まれる。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両の駆動力を発生するための駆動トルクを出力する駆動用モータおよび前記駆動トルクを駆動軸に伝達する動力伝達機構を備えたモータ駆動装置と共に前記車両に搭載され、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作におけるストロークおよび踏力に基づいて前記車両の制動力を制御する制動装置において、前記ストロークおよび前記踏力を検出する第１センサ、電気エネルギを利用して作動し、前記制動力を発生するための摩擦力を前記駆動軸に付与する第１ブレーキ機構、前記第１センサで検出した前記ストロークおよび前記踏力に基づいて前記第１ブレーキ機構を制御する第１コントローラ、ならびに、前記第１ブレーキ機構および前記第１コントローラに電力を供給する第１電源を有する第１ブレーキシステムと、前記ストロークおよび前記踏力を検出する第２センサ、電気エネルギを利用して作動し、前記摩擦力を前記駆動軸に付与する第２ブレーキ機構、前記第２センサで検出した前記ストロークおよび前記踏力に基づいて前記第２ブレーキ機構を制御する第２コントローラ、ならびに、前記第２ブレーキ機構および前記第２コントローラに電力を供給する第２電源を有する第２ブレーキシステムとを備え、前記第１コントローラは、他のコントローラに対して信号の授受が可能な第１通信部を有し、前記第２コントローラは、他のコントローラに対して信号の授受が可能な第２通信部を有し、前記第１通信部と前記第２通信部とが相互に通信可能に接続されており、前記第１コントローラおよび前記第２コントローラは、それぞれ、互いに補完するように機能して前記制動力を制御することを特徴とするものである。

また、この発明における前記第１ブレーキ機構は、通電することにより電磁石が発生する磁気吸引力を利用して作動する電磁ブレーキによって構成され、前記第２ブレーキ機構は、通電することにより制動用モータが出力するトルクを利用して作動する電動ブレーキによって構成されていることを特徴としている。

また、この発明における前記第２ブレーキ機構は、回転運動を直線運動に変換して前記駆動軸を制動するための推力を発生するとともに、前記推力を発生して前記駆動軸を制動した状態を保持することが可能な推力発生機構を有し、前記制動用モータが出力するトルクで前記推力発生機構を駆動して前記推力を発生させることにより前記摩擦力を前記駆動軸に付与するように構成され、前記第２ブレーキシステムは、前輪および後輪の少なくともいずれか一方の前記駆動軸を制動して回転を止めた制動状態で前記通電を停止した場合に、前記制動状態を維持するパーキングブレーキとして機能することを特徴としている。

また、この発明における前記第１ブレーキ機構および第２ブレーキ機構は、それぞれ、前輪および後輪の少なくともいずれか一方の前記駆動軸を制動するとともに、インボードブレーキとして前記車両の車体に設置されていることを特徴としている。

また、この発明は、前記ストロークに応じて前記踏力に対抗する反力を発生する反力付与機構と、前記ブレーキペダルと前記反力付与機構との間で力を伝達する伝動部材とを備え、前記ブレーキペダルは、前記ブレーキペダルを回転可能に前記車両の車体に支持する支点部と、前記ブレーキペダルと前記伝動部材とを連結して前記踏力を前記伝動部材へ伝達する出力部とを有し、前記反力付与機構は、前記踏力によって圧縮されて弾性変形する弾性部材と、前記伝動部材と前記弾性部材とを連結して前記踏力を前記弾性部材へ伝達する入力部と、前記弾性部材が圧縮される際の反力を受ける固定部とを有し、前記第１センサは、前記支点部に設けられ、前記ストロークを検出する第１ストロークセンサと、前記出力部に設けられ、前記踏力を検出する第１踏力センサとを備え、前記第２センサは、前記入力部に設けられ、前記ストロークを検出する第２ストロークセンサと、前記固定部に設けられ、前記踏力を検出する第２踏力センサとを備え、前記第１ブレーキシステムは、前記第１ストロークセンサで検出した前記ストロークおよび前記第１踏力センサで検出した前記踏力に基づいて前記制動力を制御し、前記第２ブレーキシステムは、前記第２ストロークセンサで検出した前記ストロークおよび前記第２踏力センサで検出した前記踏力に基づいて前記制動力を制御することを特徴としている。

そして、この発明は、前記第１ブレーキシステムに故障が生じた場合に、前記第２ブレーキシステムで前記制動力を制御する、または、前記第２ブレーキシステムで前記第１ブレーキシステムの故障部位を補完して前記制動力を制御することを特徴としている。

この発明の制動装置では、第１ブレーキシステムと第２ブレーキシステムとが、それぞれ独立して設けられる。また、第１ブレーキシステムの第１コントローラと第２ブレーキシステムの第２コントローラとが、互いに補完して機能することが可能なように接続される。そのため、この発明の制動装置によれば、例えば、第１ブレーキシステムに故障が生じた場合に、第２ブレーキシステムによって車両の制動力を制御することができる。例えば、第１ブレーキシステムを主制動装置とすれば、第２ブレーキシステムを二次制動装置または冗長系の制動装置とすることができる。すなわち、独立した二系統のブレーキシステムを構成することができる。したがって、制動装置の信頼性を向上させることができる。

また、第１ブレーキシステムの第１ブレーキ機構および第２ブレーキシステムの第２ブレーキ機構は、いずれも、電気エネルギ利用して作動する電動装置によって構成される。例えば、第１ブレーキ機構が電磁ブレーキによって構成され、第２ブレーキ機構が電動ブレーキによって構成される。そのため、ブレーキペダルのストロークおよび踏力に応じて発生させる制動力を、油圧装置を用いることなく、電気的かつ機械的に制御することができる。したがって、油圧装置を介して制動力を制御する場合と比較して、応答性よく、また、精緻に、車両の制動力を制御することができる。そのため、例えば、第１ブレーキシステムが故障したことによって第２ブレーキシステムでバックアップする場合であっても、容易に、ブレーキ性能やブレーキ操作のフィーリングを維持することができ、その結果、安定した退避走行を行うことができる。

また、この発明の制動装置によれば、電動ブレーキによって構成される第２ブレーキシステムを、パーキングブレーキとして機能させることができる。そのため、第１ブレーキシステムおよび第２ブレーキシステムにより、主制動装置、二次制動装置、および、駐車制動装置を構成することができる。したがって、車両の保安基準の要件を満たすことができる。

また、この発明の制動装置によれば、前輪側の制動装置および後輪側の制動装置の少なくともいずれか一方がインボードブレーキとして車体に設置される。そのため、車輪に制動装置が装着された従来の車両と比較して、車両のばね下荷重を軽減することができる。

また、この発明の制動装置では、第１センサが、第１ストロークセンサおよび第１踏力センサによって構成され、第２センサが、第２ストロークセンサおよび第２踏力センサによって構成される。それら第１ストロークセンサ、第１踏力センサ、第２ストロークセンサ、および、第２踏力センサは、ブレーキペダルおよび反力付与機構の異なる位置で、かつ、動作が異なる部位に設置される。そのため、この発明の制動装置によれば、いずれもストロークセンサおよび踏力センサを備え、独立した二系統のブレーキセンサを構成することができる。したがって、制動装置におけるセンサの信頼性を向上させることができる。また、いずれかのセンサが故障した場合であっても、正常な他のセンサによって適切にバックアップすることができる。そのため、ブレーキ操作のフィーリングを維持して安定した退避走行を行うことができる。

そして、この発明の制動装置によれば、第１ブレーキシステムが故障した場合は、第２ブレーキシステムによって第１ブレーキシステムの全体または一部をバックアップして、車両の制動力を制御することができる。そのため、制動装置の信頼性、ひいては、この制動装置を搭載する車両の信頼性を向上させることができる。さらに、この発明の制動装置を、自動運転が可能な自動運転車両に搭載することにより、例えば自動運転中に故障が生じた場合に、運転者が違和感を覚えることなく、また、操作の遅れを伴うことなく、自動運転から手動運転に適切に切り替えることができる。そのため、自動運転車両の信頼性および安全性を向上させることができる。

この発明の制動装置および制御装置と共に車両に搭載されるモータ駆動装置の構成および制御系統の一例を説明するための図である。図１に示す制動装置および制御装置と共に車両に搭載されるモータ駆動装置の構成を説明するための断面図である。この発明の制動装置におけるペダル機構（ブレーキペダル、反力付与機構、伝動機構等）の構成を説明するための図である。この発明の制動装置における第１コントローラ（1st-ECU）および第２コントローラ（2nd-ECU）の構成を説明するためのブロック図である。この発明の制動装置と共に車両に搭載されるモータ駆動装置の構成の他の例を説明するための断面図である。この発明の制動装置および制御装置と共に車両に搭載されるモータ駆動装置の構成および制御系統の他の例を説明するための図である。この発明の制動装置および制御装置と共に車両に搭載されるモータ駆動装置の構成および制御系統の他の例を説明するための図である。

この発明を適用した制動装置の概要を図１に示してある。この発明の実施形態における制動装置１は、モータ駆動装置２と共に車両に搭載される。そして、制動装置１は、運転者による制動操作（具体的には、後述するブレーキペダル３１の踏み込み操作におけるストロークおよび踏力）に基づいて、車両の制動力を制御する。

制動装置１は、第１ブレーキシステム１０、および、第２ブレーキシステム２０、ならびに、ペダル機構３０を備えている。第１ブレーキシステム１０は、第１センサ１１、第１ブレーキ機構１２、第１コントローラ１３、および、第１電源１４を有している。第２ブレーキシステム２０は、第２センサ２１、第２ブレーキ機構２２、第２コントローラ２３、および、第２電源２４を有している。ペダル機構３０は、代表的に、ブレーキペダル３１、ストロークシミュレータ３２、および、オペレーションロッド３３を有している。

モータ駆動装置２は、駆動用モータ４０、および、動力伝達機構５０を備えている。駆動用モータ４０は、車両の駆動力源として駆動トルクを出力する。動力伝達機構５０は、駆動用モータ４０が出力した駆動トルクを駆動軸３に伝達する。駆動軸３に駆動トルクが伝達されることにより、駆動軸３に連結された駆動輪（図示せず）で車両の駆動力を発生する。

図１に示す例では、制動装置１の第１ブレーキ機構１２および第２ブレーキ機構２２は、それぞれ、モータ駆動装置２に内蔵されている。そして、モータ駆動装置２と共に車両に搭載される。また、図１に示す例では、制動装置１およびモータ駆動装置２は、いずれも、車両の前輪側（Fr）と後輪側（Rr）との両方に設けられる。したがって、前輪側の制動装置１は、左右の前輪がそれぞれ連結される駆動軸３ａおよび駆動軸３ｂを制動する。また、前輪側のモータ駆動装置２は、駆動軸３ａおよび駆動軸３ｂを駆動する。一方、後輪側の制動装置１は、左右の後輪がそれぞれ連結される駆動軸３ｃおよび駆動軸３ｄを制動する。また、後輪側のモータ駆動装置２は、駆動軸３ｃおよび駆動軸３ｄを駆動する。なお、この発明の実施形態における制動装置１は、車両の前輪側または後輪側のいずれか一方に設けられた構成であってもよい。

図２に、制動装置１およびモータ駆動装置２の具体的な構成を示してある。上述したように、モータ駆動装置２は、駆動用モータ４０および動力伝達機構５０を備え、また、制動装置１の第１ブレーキ機構１２および第２ブレーキ機構２２を内蔵している。駆動用モータ４０は、動力伝達機構５０にトルクの伝達が可能なように組み付けられている。駆動用モータ４０は、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。

図２に示す例では、モータ駆動装置２における動力伝達機構５０は、車両の差動装置を構成している。動力伝達機構５０は、第１遊星歯車機構５１および第２遊星歯車機構５２の構造が同じ一対の遊星歯車機構、第１遊星歯車機構５１と第２遊星歯車機構５２とを連結する結合軸５３、駆動用モータ４０と結合軸５３との間でトルクを伝達する歯車対５４、ならびに、第１遊星歯車機構５１と第２遊星歯車機構５２との間でトルクを反転させて伝達する反転機構５５から構成されている。第１遊星歯車機構５１および第２遊星歯車機構５２は、それぞれ、サンギヤ、リングギヤ、および、キャリアの、３つの回転要素を有している。図２に示す例では、第１遊星歯車機構５１および第２遊星歯車機構５２には、いずれも、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。

第１遊星歯車機構５１のサンギヤには、歯車対５４および結合軸５３を介して、駆動用モータ４０の出力トルクが入力される。第１遊星歯車機構５１のリングギヤは、反転機構５５によって第２遊星歯車機構５２のリングギヤと連結されている。第１遊星歯車機構５１のキャリアには、駆動軸３ａ（または３ｃ）が一体回転するように連結されている。第１遊星歯車機構５１のリングギヤの外周部には、後述する反転機構５５の第１ピニオン５５ａと噛み合う外歯歯車が形成されている。

第２遊星歯車機構５２のサンギヤには、上記の第１遊星歯車機構５１のサンギヤと共に、歯車対５４および結合軸５３を介して、駆動用モータ４０の出力トルクが入力される。第２遊星歯車機構５２のリングギヤは、反転機構５５によって第１遊星歯車機構５１のリングギヤと連結されている。第２遊星歯車機構５２のキャリアには、駆動軸３ｂ（または３ｄ）が一体回転するように連結されている。第２遊星歯車機構５２のリングギヤの外周部には、後述する反転機構５５の第２ピニオン５５ｂと噛み合う外歯歯車が形成されている。

結合軸５３は、駆動用モータ４０の出力軸４１と平行に配置され、第１遊星歯車機構５１のサンギヤと、第２遊星歯車機構５２のサンギヤとを連結している。結合軸５３の中央部分には、後述する歯車対５４のドリブンギヤ５４ｂが取り付けられている。

歯車対５４は、駆動用モータ４０の出力軸４１と第１遊星歯車機構５１および第２遊星歯車機構５２との間で動力伝達経路を形成している。歯車対５４は、互いに噛み合うドライブギヤ５４ａおよびドリブンギヤ５４ｂから構成されている。ドライブギヤ５４ａは、出力軸４１と一体回転する入力軸４２に、入力軸４２と一体回転するように固定されている。ドリブンギヤ５４ｂは、結合軸５３の中央部分に、結合軸５３と一体回転するように固定されている。したがって、駆動用モータ４０の出力トルクは、ドライブギヤ５４ａおよびドリブンギヤ５４ｂを介して、結合軸５３へ伝達される。

反転機構５５は、第１遊星歯車機構５１のリングギヤと第２遊星歯車機構５２のリングギヤとの間で、いずれか一方のリングギヤのトルクを反転させて他方のリングギヤへ伝達するように構成されている。図２に示す例では、反転機構５５は、第１ピニオン５５ａおよび第２ピニオン５５ｂから構成されている。第１ピニオン５５ａは、出力軸４１および結合軸５３と平行に配置され、動力伝達機構５０のケース５６に回転自在に支持されている。第１ピニオン５５ａは、第２ピニオン５５ｂと噛み合わされるとともに、第１遊星歯車機構５１のリングギヤの外周部に形成された外歯歯車とも噛み合わされている。同様に、第２ピニオン５５ｂは、第１ピニオン５５ａと噛み合わされるとともに、第２遊星歯車機構５２のリングギヤの外周部に形成された外歯歯車とも噛み合わされている。

第１ブレーキ機構１２は、電磁石に通電することにより作動して所定の回転部材を制動する励磁作動式の電磁ブレーキによって構成されている。図２に示す例では、第１ブレーキ機構１２は、固定磁極として機能するブレーキロータ１５、および、可動磁極として機能するブレーキステータ１６から構成される制動用ソレノイド１７を備えている。ブレーキロータ１５は、入力軸４２の先端に、駆動用モータ４０の出力軸４１および入力軸４２と一体回転するように固定されている。ブレーキステータ１６は、出力軸４１の軸線方向への移動が可能であり、かつ、出力軸４１の回転方向へは回転が不可能なように、ケース５６に組み込まれている。そして、制動用ソレノイド１７は、通電されることにより磁気吸引力を発生するコイル１８を有している。したがって、第１ブレーキ機構１２は、制動用ソレノイド１７に通電することにより、コイル１８で発生する磁気吸引力によってブレーキロータ１５とブレーキステータ１６とを摩擦係合させるように作動し、制動トルクを発生する。すなわち、第１ブレーキ機構１２は、電気エネルギを利用して作動し、車両の制動力を発生するための摩擦力を、出力軸４１および入力軸４２を介して駆動軸３に付与する。

第２ブレーキ機構２２は、電気モータに通電することにより作動して所定の回転部材を制動する電動ブレーキによって構成されている。また、第１ブレーキ機構１２に対する通電が無くなった場合であっても、ブレーキロータ１５とブレーキステータ１６とを摩擦係合させて出力軸４１を制動した状態を維持することが可能なように構成されている。すなわち、第２ブレーキ機構２２は、車両の停止状態を維持するパーキングブレーキとしての機能を有している。図２に示す例では、第２ブレーキ機構２２は、送りねじ機構２５、および、送りねじ機構２５を作動させる制動用モータ２６を備えている。送りねじ機構２５は、制動用モータ２６が出力するトルクによる回転運動を直線運動に変換し、ブレーキステータ１６を出力軸４１の軸線方向でブレーキロータ１５側へ押圧する作動装置である。第２ブレーキ機構２２は、制動用モータ２６によって送りねじ機構２５に所定の回転方向（正転方向とする）のトルクを付与することにより、ブレーキロータ１５とブレーキステータ１６とを摩擦係合させて出力軸４１を制動する。すなわち、第２ブレーキ機構２２は、電気エネルギを利用して作動し、車両の制動力を発生するための摩擦力を、出力軸４１および入力軸４２を介して駆動軸３に付与する。なお、制動用モータ２６によって送りねじ機構２５に逆転方向のトルクを付与することにより、この第２ブレーキ機構２２による出力軸４１の制動を解除することができる。

また、第２ブレーキ機構２２における送りねじ機構２５は、直線運動を回転運動に変換する場合の送りねじの逆効率が、回転運動を直線運動に変換する場合の送りねじの正効率よりも低く設定されている。したがって、送りねじ機構２５でブレーキステータ１６をブレーキロータ１５側へ押圧し、出力軸４１を制動した状態を維持することができる。そのため、制動用モータ２６によって送りねじ機構２５を作動させ、出力軸４１を制動した状態で、前述の第１ブレーキ機構１２および制動用モータ２６に対する通電が止められた場合であっても、第２ブレーキ機構２２による出力軸４１の制動状態を維持することができる。したがって、この第２ブレーキ機構２２における送りねじ機構２５は、回転運動を直線運動に変換して駆動軸３を制動するための推力を発生するとともに、推力を発生して駆動軸３を制動した状態を保持することが可能な推力発生機構である。

さらに、第１ブレーキ機構１２に代えて第２ブレーキ機構２２を制御することにより、第１ブレーキ機構１２と同様に制動トルクを制御することができる。すなわち、第２ブレーキ機構２２を第１ブレーキ機構１２のバックアップとして機能させることができる。

上記のように第１ブレーキ機構１２および第２ブレーキ機構２２を組み込んだモータ駆動装置２が車両に搭載される。すなわち、モータ駆動装置２、ならびに、制動装置１の第１ブレーキ機構１２および第２ブレーキ機構２２が車両に搭載される。したがって、第１ブレーキ機構１２および第２ブレーキ機構２２は、いわゆるインボードブレーキとして車体に設置される。そのため、車輪に制動装置を装着する従来の車両と比較して、車両のばね下荷重を軽減することができ、車両の走行性能や乗り心地を向上することができる。

図３に、ペダル機構３０の具体的な構成を示してある。ペダル機構３０は、制動装置１の操作装置であり、上述したように、ブレーキペダル３１、ストロークシミュレータ３２、および、オペレーションロッド３３から構成されている。ペダル機構３０は、運転者がブレーキペダル３１を踏み込む際に、運転者に適切なブレーキ操作のフィーリングを与えるため、踏み込み操作の際の踏力に対抗する反力を発生する。

ブレーキペダル３１は、レバー３１ａおよび踏面３１ｂから形成されている。レバー３１ａは、一方の端部（上端部）を中心にして回転するように吊り下げた状態で、車体３４に支持されている。踏面３１ｂは、運転者による踏み込み操作の際に踏力を受ける部分であり、レバー３１ａの他方の端部（下端部）形成されている。

また、ブレーキペダル３１は、支点部３５、および、出力部３６を有している。支点部３５は、ブレーキペダル３１を回転可能に車体３４に支持する部位であり、レバー３１ａの上端部に形成されている。図３に示す例では、支点部３５は、レバー３１ａに形成された穴３５ａ、および、穴３５ａに挿入されるとともに車体３４に固定され、レバー３１ａを車体３４に支持するピン３５ｂから構成されている。穴３５ａおよびピン３５ｂは、互いに相対回転が可能なように形成されている。

出力部３６は、ブレーキペダル３１とオペレーションロッド３３とを連結し、ブレーキペダル３１が踏み込み操作される際の踏力をオペレーションロッド３３へ伝達する部位であり、図３に示す例では、レバー３１ａの中間部分に形成されている。また、出力部３６は、レバー３１ａに固定されるピン３６ｂ、および、オペレーションロッド３３の一方の端部に形成され、ピン３６ｂを挿入してレバー３１ａとオペレーションロッド３３とを連結する穴３６ａから構成されている。ピン３６ｂおよび穴３６ａは、互いに相対回転が可能なように形成されている。

この図３に示す例では、ブレーキペダル３１が踏み込み操作される際のストロークに応じて、その踏み込み操作の際の踏力に対抗する反力を発生する反力付与機構として、ストロークシミュレータ３２が設けられている。ストロークシミュレータ３２は、ケース３２ａ、弾性部材３２ｂ、および、付加反力発生部３２ｃから構成されている。ケース３２ａは、内部にシリンダが形成された円筒状の部材であり、シリンダの中空部分に、弾性部材３２ｂ、付加反力発生部３２ｃ、および、後述する入力部３７などを収容する。弾性部材３２ｂは、ブレーキペダル３１が踏み込み操作される際の踏力によって圧縮されて弾性変形する部材である。弾性部材３２ｂは、圧縮されることによって上記のような反力を発生するとともに、その反力によってブレーキペダル３１を所定の原点位置に復帰させる。弾性部材３２ｂは、例えば、圧縮コイルばねによって形成される。付加反力発生部３２ｃは、弾性部材３２ｂによる反力に加えて、上記のような踏力に対抗する力（付加反力）を発生する。付加反力発生部３２ｃは、例えば、電気的に制御されて付加反力を発生する機構を有し、電磁気力や摩擦力などを付加反力としてブレーキペダル３１に付与するように構成されている。

また、ストロークシミュレータ３２は、入力部３７と、固定部３８とを有している。入力部３７は、オペレーションロッド３３と弾性部材３２ｂとを連結し、ブレーキペダル３１が踏み込み操作される際の踏力を弾性部材３２ｂへ伝達する部位である。入力部３７は、ケース３２ａに形成されたシリンダの内周部分に収容されるピストン状の部材によって形成されている。入力部３７は、例えば、入力部３７とオペレーションロッド３３とのそれぞれに形成された穴３７ａ、および、それら両方の穴に挿入されるピン３７ｂにより、オペレーションロッド３３に連結されている。入力部３７は、オペレーションロッド３３からの踏力を受けて弾性部材３２ｂを圧縮するように、弾性部材３２ｂの軸線方向（図３の左右方向）に直線運動する。したがって、入力部３７は、ケース３２ａに対して弾性部材３２ｂの軸線方向に相対移動が可能なように、ケース３２ａの内部に保持されている。

固定部３８は、弾性部材３２ｂが圧縮される際の反力を受ける部位であり、例えば、ケース３２ａの底面部分に形成されている。固定部３８は、弾性部材３２ｂの一方の端部と接触して反力を受ける載荷面３８ａを有している。ストロークシミュレータ３２は、この固定部３８で車体３４に固定されている。

オペレーションロッド３３は、ブレーキペダル３１とストロークシミュレータ３２との間で力を伝達する伝動部材である。上記のように、オペレーションロッド３３は、両端がそれぞれレバー３１ａおよび入力部３７に連結されている。したがって、オペレーションロッド３３は、ブレーキペダル３１からストロークシミュレータ３２に向けて踏力を伝達するとともに、その踏力に対抗してストロークシミュレータ３２が発生する反力をブレーキペダル３１へ向けて伝達する。

図３に示すように、第１ブレーキシステム１０における第１センサ１１は、主に通常時に機能するメインの第１ストロークセンサ（S1）１１ａおよび第１踏力センサ（F1）１１ｂを備えている。また、第２ブレーキシステム２０における第２センサ２１は、主に異常時に機能する冗長系の第２ストロークセンサ（S2）２１ａおよび第２踏力センサ（F2）２１ｂを備えている。

第１ストロークセンサ１１ａは、ブレーキペダル３１の支点部３５に設けられている。第１ストロークセンサ１１ａは、穴３５ａとピン３５ｂとが相対回転する際の回転角度を、ブレーキペダル３１のストローク（操作量）として検出する。第１ストロークセンサ１１ａは、例えば、可変抵抗器を用いたポテンショメータや、ロータリー・エンコーダなどによって構成される。

第１踏力センサ１１ｂは、ブレーキペダル３１の出力部３６に設けられている。第１踏力センサ１１ｂは、出力部３６の穴３６ａとピン３６ｂとの間に作用する荷重もしくは発生する応力を、ブレーキペダル３１の踏力として検出するように構成されている。第１踏力センサ１１ｂは、例えば、歪みゲージや、感圧ダイオードなどによって構成される。

第２ストロークセンサ２１ａは、ストロークシミュレータ３２の入力部３７に設けられている。第２ストロークセンサ２１ａは、入力部３７がケース３２ａに対して相対移動する際の変位を、ブレーキペダル３１のストローク（操作量）として検出する。第２ストロークセンサ２１ａは、例えば、可変抵抗器を用いたポテンショメータや、リニア・エンコーダなどによって構成される。

第２踏力センサ２１ｂは、ストロークシミュレータ３２の固定部３８に設けられている。第２踏力センサ２１ｂは、固定部３８の載荷面３８ａと弾性部材３２ｂとの間に作用する荷重もしくは発生する応力を、ブレーキペダル３１の踏力として検出する。第２踏力センサ２１ｂは、例えば、歪みゲージあるいは歪みゲージを用いたロードセルや、感圧ダイオードなどによって構成される。

上記のように、この発明の実施形態における制動装置１では、ブレーキペダル３１が踏み込まれる際のストロークおよび踏力を検出するセンサが、第１ストロークセンサ１１ａ、第１踏力センサ１１ｂ、第２ストロークセンサ２１ａ、および、第２踏力センサ２１ｂの四つの異なるセンサによって構成される。第１ストロークセンサ１１ａ、第１踏力センサ１１ｂ、第２ストロークセンサ２１ａ、および、第２踏力センサ２１ｂは、それぞれ、ブレーキペダル３１およびストロークシミュレータ３２の異なる位置で、かつ、動作や変化が異なる部位に設置されている。したがって、例えば、第１ストロークセンサ１１ａおよび第１踏力センサ１１ｂをメインのセンサとすれば、第２ストロークセンサ２１ａおよび第２踏力センサ２１ｂによって冗長系のセンサを構成することができる。すなわち、二系統のセンサを構成することができる。そのため、制動装置１の信頼性を向上させることができる。また、いずれかのセンサが故障した場合であっても、正常な他のセンサによって適切にバックアップすることができ、ブレーキ操作のフィーリングを維持することができる。

図４のブロック図に示すように、制動装置１は、主に通常時に稼動するメインの第１コントローラ（1st-ECU）１３、および、主に異常時およびパーキングブレーキの作動時に稼動する冗長系の第２コントローラ（2nd-ECU）２３を備えている。第１コントローラ１３、および、第２コントローラ２３は、いずれも、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。

第１コントローラ１３には、第１ストロークセンサ１１ａおよび第１踏力センサ１１ｂが接続されている。第１コントローラ１３には、第１ストロークセンサ１１ａで検出したブレーキペダル３１のストロークに関連するデータ、および、第１踏力センサ１１ｂで検出したブレーキペダル３１の踏力に関連するデータがそれぞれ入力される。

第２コントローラ２３には、第２ストロークセンサ２１ａおよび第２踏力センサ２１ｂが接続されている。第２コントローラ２３には、第２ストロークセンサ２１ａで検出したブレーキペダル３１のストロークに関連するデータ、および、第２踏力センサ２１ｂで検出したブレーキペダル３１の踏力に関連するデータがそれぞれ入力される。なお、第２コントローラ２３には、パーキングブレーキスイッチ（EPB-SW）２７のＯＮ−ＯＦＦ信号が入力される。パーキングブレーキスイッチ２７は、制動装置１の第２ブレーキ機構２２をパーキングブレーキとして作動させる際にＯＮにされる。また、第２コントローラ２３には、第２ブレーキ機構２２における送りねじ機構２５が発生する軸力を検出する軸力センサ２８が接続されている。そして、第２コントローラ２３には、軸力センサ２８で検出した送りねじ機構２５の軸力に関連するデータが入力される。

第１コントローラ１３は、入力された各種データ、ならびに、予め記憶させられているデータおよび計算式やマップ等を使用して演算を行う。それとともに、その演算結果を制御指令信号として第１ブレーキ機構１２に出力し、第１ブレーキ機構１２を制御する。具体的には、第１ブレーキ機構１２における制動用ソレノイド１７の動作を制御する。なお、第１コントローラ１３は、モータ駆動装置２における駆動用モータ４０の動作を制御する。また、後述するトルクベクタリングが可能なモータ駆動装置４における差動用モータ６１の動作を制御することもできる。また、図４では示していないが、後述するモータ駆動装置４における差動制限機構６６の動作を制御することもできる。

第２コントローラ２３は、入力された各種データ、ならびに、予め記憶させられているデータおよび計算式やマップ等を使用して演算を行う。それとともに、その演算結果を制御指令信号として第２ブレーキ機構２２に出力し、第２ブレーキ機構２２を制御する。具体的には、第２ブレーキ機構２２における制動用モータ２６の動作を制御する。また、第２コントローラ２３は、パーキングブレーキスイッチ２７から入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて、第２ブレーキ機構２２を制御する。

第１コントローラ１３には、第１電源（1st-PWR）１４が接続されている。第１電源１４は、主に、第１コントローラ１３および第１ブレーキ機構１２に電力を供給する。また、第２コントローラ２３には、第２電源（2nd-PWR）２４が接続されている。第２電源２４は、主に、第２コントローラ２３および第２ブレーキ機構２２に電力を供給する。

そして、第１コントローラ１３と第２コントローラ２３とは、相互に通信が可能なように接続されている。すなわち、第１コントローラ１３および第２コントローラ２３は、互いに補完して機能するよう相互に接続されている。

具体的には、第１コントローラ１３は、他のコントローラに対して情報信号や制御信号などの信号の授受が可能な第１通信部１３ａを有している。また、第２コントローラ２３は、他のコントローラに対して情報信号や制御信号などの信号の授受が可能な第２通信部２３ａを有している。それら第１通信部１３ａと第２通信部２３ａとが、相互に通信可能なように電気的に接続されている。したがって、第１コントローラ１３および第２コントローラ２３は、それぞれ、互いに補完するように機能し、第１ブレーキ機構１２および第２ブレーキ機構２２の少なくともいずれかの動作を制御することが可能である。すなわち、第１コントローラ１３および第２コントローラ２３は、それぞれ、互いに補完するように機能して車両の制動力を制御することが可能である。

例えば、第２コントローラ２３が故障した場合は、第１コントローラ１３によって第２ブレーキ機構２２の動作を制御することが可能である。あるいは、第１コントローラ１３が故障した場合には、第２コントローラ２３を第１コントローラ１３のバックアップとして機能させ、第２コントローラ２３によって第１ブレーキ機構１２の動作を制御することが可能である。また、例えば、第１ブレーキシステム１０のいずれかの部位が故障した場合は、その故障部位に相当する第２ブレーキシステム２０の部位を機能させて、第１ブレーキシステム１０を機能させることができる。すなわち、第１コントローラ１３および第２コントローラ２３は、第１ブレーキシステム１０に故障が生じた場合に、第２ブレーキシステム２０で車両の制動力を制御することが可能である。また、第１ブレーキシステム１０の一部に故障が生じた場合に、第２ブレーキシステム２０で第１ブレーキシステム１０の故障部位を補完して車両の制動力を制御することが可能である。

図５，図６，図７に、この発明の実施形態における制動装置と共に車両に搭載されるモータ駆動装置の他の例を示してある。図５に示すモータ駆動装置４は、駆動用モータ４０、および、動力伝達機構６０を備えている。動力伝達機構６０は、車両の差動装置を構成するとともに、トルクベクタリングが可能なように構成されている。そのために、動力伝達機構６０は、前述の動力伝達機構５０の構成に加えて、差動用モータ６１を備えている。なお、図５において、前述の図２に示す制動装置１およびモータ駆動装置２と構成や機能が同じ部材については、図２と同じ参照符号を付けてある。

差動用モータ６１は、第１遊星歯車機構５１および第２遊星歯車機構５２から構成される差動機構のいずれかの回転要素に、差動制御用のトルク（差動トルク）を付与するための電気モータである。差動用モータ６１は、差動トルクを出力して差動機構に付与することにより、駆動用モータ４０から左右の駆動軸３ａ（または３ｃ），３ｂ（または３ｄ）へ伝達するトルクの配分比を制御する。図５に示す例では、差動用モータ６１の回転軸６２と一体の出力軸６３の先端に取り付けられたピニオン６４が、カウンタギヤ６５を介して、第１遊星歯車機構５１のリングギヤの外周部に形成された外歯歯車に噛み合っている。したがって、差動用モータ６１から第１遊星歯車機構５１のリングギヤに差動トルクを入力することにより、駆動用モータ４０から一方の駆動軸３ａ（または３ｃ）に伝達されるトルクの配分比が増大し、他方の駆動軸３ｂ（または３ｄ）に伝達されるトルクの配分比が、一方の駆動軸３ａ（または３ｃ）で増大する分だけ減少する。

また、この図５に示すモータ駆動装置４は、差動制限機構６６を備えている。差動制限機構６６は、第１遊星歯車機構５１および第２遊星歯車機構５２から構成される差動機構のいずれかの回転要素に摩擦制動力を作用させてその回転要素に差動制限トルクを付与することにより、左右の駆動軸３ａ（または３ｃ），３ｂ（または３ｄ）の間の差動回転を制限する機構である。図５に示す例では、差動制限機構６６は、通電が無い状態ではばねの弾性力を利用して制動トルクを発生し、通電されることにより作動して制動トルクを減少させる無励磁作動式の電磁クラッチによって構成されている。

図６に示すモータ駆動装置５は、二つの駆動用モータ７１，７２、および、二つの動力伝達機構７３，７４を備えている。二つの駆動用モータ７１，７２は、モータ駆動装置５の本体を挟んだ左右両側に対向して配置されている。左側の駆動用モータ７１が出力した駆動トルクが、動力伝達機構７３を介して駆動軸３ａに伝達され、右側の駆動用モータ７２が出力した駆動トルクが、動力伝達機構７４を介して駆動軸３ｂに伝達される。動力伝達機構７３，７４は、それぞれ、駆動用モータ７１，７２の出力トルクを増幅して駆動軸３ａ，３ｂに伝達する減速機構を構成している。

左右の駆動用モータ７１，７２の回転軸に、それぞれ、第１ブレーキ機構１２の電磁ブレーキが設けられている。また、左右の駆動用モータ７１，７２の回転軸をそれぞれ制動する第２ブレーキ機構２２が設けられている。すなわち、この図６に示すモータ駆動装置５では、第１ブレーキ機構１２および第２ブレーキ機構２２が、それぞれ二つずつ設けられている。また、第２ブレーキ機構２２に対応して、軸力センサ２８も二つ設置されている。

図７に示すモータ駆動装置６は、二つの駆動用モータ８１，８２、二つの動力伝達機構８３，８４、および、クラッチ機構８５を備えている。二つの駆動用モータ８１，８２は、モータ駆動装置６の本体を挟んだ左右両側に対向して配置されている。左側の駆動用モータ８１が出力した駆動トルクが、動力伝達機構８３を介して駆動軸３ａに伝達され、右側の駆動用モータ８２が出力した駆動トルクが、動力伝達機構８４を介して駆動軸３ｂに伝達される。動力伝達機構８３，８４は、それぞれ、駆動用モータ８１，８２の出力トルクを増幅して駆動軸３ａ，３ｂに伝達する減速機構を構成している。

クラッチ機構８５は、左右の駆動用モータ８１，８２の間に配置され、駆動用モータ８１の回転軸と駆動用モータ８２の回転軸とを選択的に連結する。この図７に示す例では、クラッチ機構８５は、通電が無い状態で開放し、通電されることにより係合して駆動用モータ８１の回転軸と駆動用モータ８２の回転軸と連結する無励磁作動式の電磁クラッチによって構成されている。したがって、クラッチ機構８５は、左右の駆動軸３ａ（または３ｃ），３ｂ（または３ｄ）の間の差動回転を制限する差動制限機構として機能する。

左右の駆動用モータ８１，８２の回転軸に、それぞれ、第１ブレーキ機構１２の電磁ブレーキが設けられている。また、この図７に示すモータ駆動装置６では、上記のように差動制限機構として機能するクラッチ機構８５を備えていることにより、第２ブレーキ機構２２は、左右の駆動用モータ８１，８２のいずれか一方の回転軸を制動するように設けられている。図７に示す例では、右側の駆動用モータ８２に、第２ブレーキ機構２２が設けられている。また、第２ブレーキ機構２２に対応して、軸力センサ２８が設置されている。

なお、本願出願人は、特願２０１６−０９１６８３号、および、特願２０１６−０９１６８４号において、二つの駆動用モータと、それら二つの駆動用モータの出力トルクを左右の駆動軸にそれぞれ伝達する二つの動力伝達機構とを備えた「駆動装置」を提案している。したがって、上記の図６、図７に示したモータ駆動装置５およびモータ駆動装置６の構成に関しては、特願２０１６−０９１６８３号、および、特願２０１６−０９１６８４号の明細書に詳しいので、ここではより詳細な説明を省略する。

１…制動装置、２，４，５，６…モータ駆動装置、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…駆動軸、１０…第１ブレーキシステム、１１…第１センサ、１１ａ…第１ストロークセンサ（S1）、１１ｂ…第１踏力センサ（F1）、１２…第１ブレーキ機構、１３…第１コントローラ（1st-ECU）、１３ａ…第１通信部、１４…第１電源（1st-PWR）、１５…ブレーキロータ、１６…ブレーキステータ、１７…制動用ソレノイド、１８…コイル、２０…第２ブレーキシステム、２１…第２センサ、２１ａ…第２ストロークセンサ（S2）、２１ｂ…第２踏力センサ（F2）、２２…第２ブレーキ機構、２３…第２コントローラ（2nd-ECU）、２３ａ…第２通信部、２４…第２電源（2nd-PWR）、２５…送りねじ機構（推力発生機構）、２６…制動用モータ、２７…パーキングブレーキスイッチ（EPB-SW）、３０…ペダル機構、３１…ブレーキペダル、３２…ストロークシミュレータ（反力付与機構）、３２ｂ…弾性部材、３３…オペレーションロッド（伝動部材）、３４…車体、３５…支点部、３６…出力部、３７…入力部、３８…固定部、４０，７１，７２，８１，８２…駆動用モータ、５０，６０，７３，７４，８３，８４…動力伝達機構。

Claims

車両の駆動力を発生するための駆動トルクを出力する駆動用モータおよび前記駆動トルクを駆動軸に伝達する動力伝達機構を備えたモータ駆動装置と共に前記車両に搭載され、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作におけるストロークおよび踏力に基づいて前記車両の制動力を制御する制動装置において、
前記ストロークおよび前記踏力を検出する第１センサ、電気エネルギを利用して作動し、前記制動力を発生するための摩擦力を前記駆動軸に付与する第１ブレーキ機構、前記第１センサで検出した前記ストロークおよび前記踏力に基づいて前記第１ブレーキ機構を制御する第１コントローラ、ならびに、前記第１ブレーキ機構および前記第１コントローラに電力を供給する第１電源を有する第１ブレーキシステムと、
前記ストロークおよび前記踏力を検出する第２センサ、電気エネルギを利用して作動し、前記摩擦力を前記駆動軸に付与する第２ブレーキ機構、前記第２センサで検出した前記ストロークおよび前記踏力に基づいて前記第２ブレーキ機構を制御する第２コントローラ、ならびに、前記第２ブレーキ機構および前記第２コントローラに電力を供給する第２電源を有する第２ブレーキシステムとを備え、
前記第１コントローラは、他のコントローラに対して信号の授受が可能な第１通信部を有し、
前記第２コントローラは、他のコントローラに対して信号の授受が可能な第２通信部を有し、
前記第１通信部と前記第２通信部とが相互に通信可能に接続されており、
前記第１コントローラおよび前記第２コントローラは、それぞれ、互いに補完するように機能して前記制動力を制御する
ことを特徴とする制動装置。
請求項１に記載の制動装置において、
前記第１ブレーキ機構は、通電することにより電磁石が発生する磁気吸引力を利用して作動する電磁ブレーキによって構成され、
前記第２ブレーキ機構は、通電することにより制動用モータが出力するトルクを利用して作動する電動ブレーキによって構成されている
ことを特徴とする制動装置。
請求項２に記載の制動装置において、
前記第２ブレーキ機構は、回転運動を直線運動に変換して前記駆動軸を制動するための推力を発生するとともに、前記推力を発生して前記駆動軸を制動した状態を保持することが可能な推力発生機構を有し、前記制動用モータが出力するトルクで前記推力発生機構を駆動して前記推力を発生させることにより前記摩擦力を前記駆動軸に付与するように構成され、
前記第２ブレーキシステムは、前輪および後輪の少なくともいずれか一方の前記駆動軸を制動して回転を止めた制動状態で前記通電を停止した場合に、前記制動状態を維持するパーキングブレーキとして機能する
ことを特徴とする制動装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の制動装置において、
前記第１ブレーキ機構および前記第２ブレーキ機構は、それぞれ、前輪および後輪の少なくともいずれか一方の前記駆動軸を制動するとともに、インボードブレーキとして前記車両の車体に設置されている
ことを特徴とする制動装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の制動装置において、
前記ストロークに応じて前記踏力に対抗する反力を発生する反力付与機構と、前記ブレーキペダルと前記反力付与機構との間で力を伝達する伝動部材とを備え、
前記ブレーキペダルは、前記ブレーキペダルを回転可能に前記車両の車体に支持する支点部と、前記ブレーキペダルと前記伝動部材とを連結して前記踏力を前記伝動部材へ伝達する出力部とを有し、
前記反力付与機構は、前記踏力によって圧縮されて弾性変形する弾性部材と、前記伝動部材と前記弾性部材とを連結して前記踏力を前記弾性部材へ伝達する入力部と、前記弾性部材が圧縮される際の反力を受ける固定部とを有し、
前記第１センサは、前記支点部に設けられ、前記ストロークを検出する第１ストロークセンサと、前記出力部に設けられ、前記踏力を検出する第１踏力センサとを備え、
前記第２センサは、前記入力部に設けられ、前記ストロークを検出する第２ストロークセンサと、前記固定部に設けられ、前記踏力を検出する第２踏力センサとを備え、
前記第１ブレーキシステムは、前記第１ストロークセンサで検出した前記ストロークおよび前記第１踏力センサで検出した前記踏力に基づいて前記制動力を制御し、
前記第２ブレーキシステムは、前記第２ストロークセンサで検出した前記ストロークおよび前記第２踏力センサで検出した前記踏力に基づいて前記制動力を制御する
ことを特徴とする制動装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の制動装置において、
前記第１ブレーキシステムに故障が生じた場合に、前記第２ブレーキシステムで前記制動力を制御する、または、前記第２ブレーキシステムで前記第１ブレーキシステムの故障部位を補完して前記制動力を制御する
ことを特徴とする制動装置。