JP6809413B2 - 電子制御ブレーキシステム - Google Patents

Description

この発明は、車両における制動力を電気的に制御できるシステムに関し、特に制御系統の失陥時においても確実に制動力を得られるように冗長的に構成した電子制御ブレーキシステムに関するものである。

冗長的に構成したブレーキ制御装置の一例が特許文献１や特許文献２に記載されている。特許文献１に記載された装置は、完全な冗長系よりも構成を簡素化した装置であって、車輪を右前輪と左後輪とのグループと、左前輪と右後輪とのグループとに区分し、前者のグループをメイン制御部によって制御し、後者のグループをサブ制御部によって制御するように構成されている。そして、メイン制御部には、ブレーキ操作量としてストロークセンサからの信号とホイールシリンダ圧とが入力され、またサブ制御部には、ストロークセンサからの信号が入力されている。

また、特許文献２に記載されたブレーキ装置は、完全な冗長系となるように構成された装置であって、マイクロプロセッサ装置と信号検出部とアクチュエータ操作部とを有する回路を一対、備えている。各回路には、更に、切換器が設けられていて、一方の回路におけるマイクロプロセッサ装置によって他方の回路におけるアクチュエータ操作部を制御できるように構成されている。そして、各信号検出部には、車輪センサデータとブレーキペダル操作データとが入力されている。

特開２００８−２０７６６２号公報 特表２００１−５２２３３１号公報

特許文献１に記載された装置は、第１のグループの車輪における増圧弁と減圧弁とをメイン制御部によって制御し、第２のグループの車輪における増圧弁と減圧弁とをサブ制御部によって制御するように構成されている。そのため、いずれかの制御部による制御系にフェールもしくは失陥が生じた場合には、いずれかのグループの車輪の制動を適正には行い得なくなってしまい、車両の制動性能もしくは制動特性が低下する可能性がある。また、特許文献１に記載された装置では、車輪速センサおよび前後Ｇセンサの信号は、メイン制御部に入力されているだけであるばかりか、サブ制御部にストロークセンサからの信号が入力されているもののシリンダ圧は入力されていないので、メイン制御部側に失陥が生じてサブ制御部によって制御する場合には、制御に使用するデータが半減し、もしくは少なくなるので、制御の信頼性が劣る可能性がある。

また、特許文献２に記載された装置では、二つの回路を有し、それぞれにブレーキペダル操作データが入力されているが、そのブレーキペダル操作データは、単一もしくは同一のセンサから出力されるデータであるから、そのセンサもしくは通信系統に異常が生じた場合にはいずれの回路によっても制動力の制御を適正に行い得なくなる可能性がある。さらに、特許文献２に記載された装置では、アクチュエータ操作部がそれぞれの回路に設けられているが、そのアクチュエータ操作部によって実際に制御されるアクチュエータは各車輪ごとに単一もしくは同一であるから、アクチュエータのフェールあるいは失陥が生じた場合には十分もしくは意図した制動を行えない可能性がある。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、複数設けられている制御系統のいずれかに失陥が生じた場合であっても、確実に、もしくは必要充分に制動制御を行うことのできる冗長的に構成された電子制御ブレーキシステムを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、複数の車輪と、前記車輪ごとに設けられもしくは前記複数の車輪を複数の群に分けるとともにそれらの群ごとに設けられかつブレーキ操作に応じて動作して制動力を発生するブレーキ装置とを有する車両の電子制御ブレーキシステムにおいて、前記ブレーキ装置は、一つの車輪についてそれぞれ摩擦によって前記制動力を発生させる少なくとも二種類のブレーキアクチュエータを含み、前記ブレーキ装置の前記少なくとも二種類のブレーキアクチュエータから選ばれた第１のブレーキアクチュエータをブレーキ操作量に応じた制動力となるように制御する第１制御系統と、前記ブレーキ装置の前記少なくとも二種類のブレーキアクチュエータから選ばれた第２のブレーキアクチュエータを前記車両をパーキング状態に維持する制動力となるように制御する第２制御系統と、前記第１制御系統に対応して設けられ、前記ブレーキ装置の操作に関連する操作関連量を検出して前記第１制御系統に入力する第１操作関連量検出器と、前記第２制御系統に対応して設けられ、前記ブレーキ装置の操作に関連する操作関連量を検出して前記第２制御系統に入力する第２操作関連量検出器と、前記第１制御系統に対応して設けられ、前記第１のブレーキアクチュエータが動作することによる前記車両の減速に関連する減速関連量を検出して前記第１制御系統に入力する第１減速関連量検出器と、前記第２制御系統に対応して設けられ、前記第２のブレーキアクチュエータが動作することによる前記車両の減速に関連する減速関連量を検出して前記第２制御系統に入力する第２減速関連量検出器とを備え、前記第１制御系統は、前記第１操作関連量検出器から入力される操作関連量と前記第１減速関連量検出器から入力される減速関連量とに基づいて前記第１のブレーキアクチュエータを制御し、かつ前記第２制御系統は、前記第２操作関連量検出器から入力される操作関連量と前記第２減速関連量検出器から入力される減速関連量とに基づいて前記第２のブレーキアクチュエータを制御するように構成され、さらに前記第１制御系統と前記第２制御系統とは、前記第１制御系統もしくは前記第２制御系統についての何らかのフェールもしくは失陥を示す信号を授受するように相互に接続されるとともに、前記第１制御系統および前記第２制御系統のいずれか一方の制御系統のフェールもしくは失陥の場合に、前記第１制御系統および前記第２制御系統のいずれか他方の制御系統が前記一方の制御系統をバックアップして制動力を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明による電子制御ブレーキシステムにおいては、各車輪もしくは複数の車輪を含む各群での制動力が、第１制御系統もしくは第２制御系統によって制御される。それらの制御系統は、各車輪ごともしくは群ごとに互いに異なるブレーキアクチュエータを制御するように構成され、また各制御系統ごとに操作関連量検出器および減速関連量検出器が互いに異なっている。すなわち、各制御系統がほぼ完全に独立しているので、いずれかの制御系統に失陥が生じたとしても、他方の制御系統によって制動力を制御でき、しかも制御のためのデータ量やデータの種類ならびに制御対象であるアクチュエータの数などの変更がないので、失陥の生じる前後での制御内容に変化がなく、結局、確実に、また必要充分に制動制御を行うことができる。

なお、この発明では、前記ブレーキアクチュエータは、前記車両の走行中における前記操作関連量に応じて制動力を連続的に変化させる常用のアクチュエータと、前記車両を停止状態に維持する制動力を発生するパーキング用アクチュエータとを含んでいてよい。このような構成であれば、車両に通常設けられているブレーキ装置もしくはアクチュエータを利用して冗長系のブレーキシステムを構成でき、その結果、構成の簡素化や低廉化を図ることができる。

また、この発明における第１の制御系統は、前記常用のアクチュエータを制御するように構成され、かつ第２の制御系統は、前記パーキング用アクチュエータを制御するように構成されていてよい。

あるいはこの発明における第１の制御系統は、所定の車輪もしくは所定の一群の車輪についての常用のアクチュエータおよびパーキング用アクチュエータを制御するように構成され、かつ第２の制御系統は、他の所定の車輪もしくは他の所定の一群の車輪についての常用のアクチュエータおよびパーキング用アクチュエータを制御するように構成されていてよい。

これらいずれの構成であっても、バックアップとして機能する制御系統（もしくは冗長系）によって制動を行う場合、失陥が生じていない場合における制御のためのデータ量やデータの種類ならびに制御対象であるアクチュエータの数などに変更がないので、失陥の生じる前後での制御内容に変化がなく、結局、確実に、また必要充分に制動制御を行うことができる。

この発明の実施形態の基本的な構成を説明するためのブロック図である。 この発明の実施形態のブレーキシステムにおける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２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。 この発明の実施形態のブレーキシステム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。 この発明の実施形態のブレーキシステムにおける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。 この発明の実施形態のブレーキシステムにおける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。 この発明の実施形態における制御のための信号の入出力系統の一例を示すブロック図である。 この発明の実施形態における制御のための信号の入出力系統の他の例を示すブロック図である。

この発明の実施形態の原理的な構成を図１にブロック図で示してある。この発明の実施形態におけるブレーキシステムは車両に搭載されて車輪の制動力を電気的に制御するように構成されたシステムであり、特に制動の確実性を担保するために、主たる制御系に対して独立したいわゆる完全冗長系を備えているシステムである。図１に示す例では、第１電子制御ユニット（第１ＥＣＵ）１００をコントローラとした第１制御系統１０１と、第２電子制御ユニット（第２ＥＣＵ）１０２をコントローラとした第２制御系統１０３とを備えている。これらの各ＥＣＵ１００，１０２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を各車輪の制動力を制御するための指令信号として出力するように構成されている。

図１に示すブレーキ装置は、前後左右の合計四輪の制動力を制御するように構成された例であり、四輪のそれぞれに対応して二種類のブレーキアクチュエータ（以下、単にアクチュエータと記す）１０４−１，１０４−２，１０４−３，１０４−４，１０５−１，１０５−２，１０５−３，１０５−４を備えている。一方の一群のアクチュエータ１０４−１，〜１０４−４の一例は、走行中に減速のために使用されるアクチュエータであり、ブレーキ操作量（例えば図示しないブレーキペダルの踏み込み量もしくは踏力）に応じて制動力を発生させ、かつ連続的に変化させるアクチュエータである。より具体的には、一方の一群のアクチュエータ１０４−１，〜１０４−４は、摩擦力を変化させる電磁アクチュエータや油圧アクチュエータであってよく、あるいはエネルギ回生に伴う制動トルクを変化させるエネルギ回生用アクチュエータであってもよい。これらのアクチュエータ１０４−１，〜１０４−４は第１ＥＣＵ１００によって制御されるように構成されている。

他方の一群のアクチュエータ１０５−１，〜１０５−４の一例は、車両を停車状態に維持する制動力を発生させるパーキングブレーキ用のアクチュエータであり、パーキングブレーキ（図示せず）が操作された場合や停車状態でブレーキペダルが強く踏み込まれた場合などのことによって停車の判断が成立した場合に、車両が移動しない制動力を生じさせるアクチュエータである。第２制御系統１０３は、第１制御系統１０１のバックアップ（冗長系）として機能させることがあるので、他方の一群のアクチュエータ１０５−１，〜１０５−４は、例えば摩擦によって制動トルクを発生させ、かつ連続的に変化させるように構成されていることが好ましい。これらのアクチュエータ１０５−１，〜１０５−４は第２ＥＣＵ１０２によって制御されるように構成されている。

したがって、例えば所定の第１の車輪に、制動力を連続的に変化させるアクチュエータ１０４−１とパーキングブレーキ用のアクチュエータ１０５−１とが設けられており、以下同様に、第２の車輪に、制動力を連続的に変化させるアクチュエータ１０４−２とパーキングブレーキ用のアクチュエータ１０５−２とが設けられ、第３の車輪に、制動力を連続的に変化させるアクチュエータ１０４−３とパーキングブレーキ用のアクチュエータ１０５−３とが設けられ、第４の車輪に、制動力を連続的に変化させるアクチュエータ１０４−４とパーキングブレーキ用のアクチュエータ１０５−４とが設けられている。

第１制御系統１０１における第１ＥＣＵ１００には、第１操作信号１０６と、第２操作信号１０７と、第１減速信号１０８と、第２減速信号１０９とが入力されている。言い換えれば、第１ＥＣＵ１００はこれらの信号の入力部を備えている。また、第２制御系統１０３における第２ＥＣＵ１０２には、第３操作信号１１０と、第４操作信号１１１と、第３減速信号１１２と、第４減速信号１１３とが入力されている。言い換えれば、第２ＥＣＵ１０２はこれらの信号の入力部を備えている。

操作信号は、車両の搭乗者が後述するブレーキペダルを操作した場合の操作量に関連する信号であり、例えば第１操作信号１０６と第３操作信号１１０とはブレーキペダルの踏力に対応した信号であり、これに対して第２操作信号１０７と第４操作信号１１１とはブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキストローク）に対応した信号である。したがって、ブレーキペダルアッセンブリーには、センサの一例として、踏力を検出する二つの踏力センサとブレーキストロークを検出する二つのストロークセンサとが設けられており、各制御系統１０１，１０３は、これらの各センサからそれぞれに対応するＥＣＵ１００，１０２に検出信号を出力するように構成されている。

減速信号は、ブレーキ操作によって生じた減速の程度などの減速関連量を示す信号であり、必要に応じて適宜の信号を減速信号として採用することができる。例えば、車輪の回転数、その変化率、車速、その変化率である前後加速度、エネルギ回生による減速時の回生制御量、前述したアクチュエータ１０４−１，〜１０５−４による推力（軸力）、モータを駆動力源としている場合にはそのモータの制御指令値などを減速の程度（もしくは減速量）を示す減速信号として採用することができる。また、減速信号は、上記の車輪の回転数やその変化率などのように車輪ごとの信号であってもよく、あるいは車速や前後加速度のように車両の全体としての減速の程度を示す信号であってもよい。そして、各減速信号は、同じ種類の信号であってもよく、あるいは異なる種類の信号であってもよいが、それぞれ異なる検出器もしくは検出系統からの信号とされている。例えば第１減速信号１０８と第３減速信号１１２とが共にモータ回転数であっても、それらのモータ回転数は互いに独立して設けられた互いに異なる回転数センサによって検出された信号である。同様に、例えば第２減速信号１０９と第４減速信号１１３とが所定のアクチュエータの軸力であっても、それらの軸力は互いに独立して設けられた互いに異なるストレインゲージなどの軸力センサによって検出された信号である。

各ＥＣＵ１００，１０２は、互いに依存し合わずに動作できるように構成されており、そのために、それぞれのＥＣＵ１００，１０２ごとに電源１１４，１１５が設けられ、電源１１４から第１ＥＣＵ１００に給電し、電源１１５から第２ＥＣＵ１０２に給電するようになっている。さらに、各ＥＣＵ１００，１０２は、有線もしくは無線の通信経路１１６によって、データ通信可能に接続されており、例えばそれぞれのＥＣＵ１００，１０２の何らかの異常もしくは失陥、あるいはそれぞれのＥＣＵ１００，１０２が属している制御系統１０１，１０３の何らかのフェールもしくは失陥が検出された場合に、そのフェールもしくは失陥の信号を相互に授受するように構成されている。そして、各ＥＣＵ１００，１０２は、フェールもしくは失陥した制御系統１０１，１０３の制御をバックアップする機能（プログラム）を備えており、通信経路１１６を介してフェールもしくは失陥の信号を受信した場合にそのバックアップの機能を実行するように構成されている。すなわち、第１ＥＣＵ１００は、車両の走行中におけるブレーキペダルの操作量に応じた制動力を発生させるように一方のアクチュエータ１０４−１，〜１０４−４を制御するだけでなく、第２制御系統１０３の失陥時には、停車状態を維持する要求の成立によって、車両を停車状態に維持できる制動力を生じさせるように一方のアクチュエータ１０４−１，〜１０４−４を制御する。これに対して第２ＥＣＵ１０２は、車両の停車状態を維持するように他方のアクチュエータ１０５−１，〜１０５−４を制御するだけでなく、第１制御系統１０１の失陥時には、車両が走行している状態でブレーキ操作された場合にその操作量に応じて制動力を発生させるように、他方のアクチュエータ１０５−１，〜１０５−４を制御する。

なお、第２制御系統１０３は、車両を停車状態（パーキング状態）に維持する制動力を制御するためのものであるから、その第２ＥＣＵ１０２には、パーキングブレーキスイッチ（ＥＰＢスイッチ）１１７からの信号を入力するように構成することができる。このＥＰＢスイッチ１１７は、図示しないパーキングブレーキレバー（サイドブレーキ）が操作された場合に信号を出力するスイッチ、あるいは図示しないシフト装置によってパーキングポジションが選択された場合に信号を出力するスイッチ、もしくはブレーキペダルが強く踏み込まれかつその踏み込み状態が所定時間継続した場合に信号を出力するスイッチなどであってよい。

この発明の実施形態である図１に示す電子制御ブレーキシステムでは、車両の走行中に減速のためにブレーキ操作されると、その操作量（操作の程度）が上記の第１操作信号１０６や第２操作信号１０７として第１ＥＣＵ１００に入力される。第１ＥＣＵ１００はそれらの操作信号１０６，１０７に基づいて、要求されている制動力を求めるとともに、その制動力を発生させるための各アクチュエータ１０４−１，〜１０４−４についての制御量（電流値や油圧など）を演算し、その演算の結果を制御指令信号として各アクチュエータ１０４−１，〜１０４−４に出力する。各アクチュエータ１０４−１，〜１０４−４が動作することにより制動力が発生し、それに伴う減速の状態は第１減速信号１０８や第２減速信号１０９として第１ＥＣＵ１００に入力される。これらの減速信号１０８，１０９は制動制御におけるフィードバック信号であり、制御指令信号とそのフィードバック信号との偏差によって制御信号（制御量）が補正されて、目標とする制動力が達成される。

一方、車両が停止している状態でＥＰＢスイッチ１１７がオン操作されるなど、車両を停止状態に維持する要求もしくは条件が成立すると、第２ＥＣＵ１０２はアクチュエータ１０５−１，〜１０５−４に制御指令信号を出力し、車両を停止状態に維持する制動力が発生するように各アクチュエータ１０５−１，〜１０５−４を動作させる。

車両が走行している際にブレーキ操作された場合の操作信号は、第３操作信号１１０や第４操作信号１１１として第２ＥＣＵ１０２に入力されている。また、減速させるための上記のアクチュエータ１０４−１，〜１０４−４が動作することによる減速信号は、第３減速信号１１２や第４減速信号１１３として第２ＥＣＵ１０２に入力されている。したがって、例えば第１制御系統１０１における第１ＥＣＵ１００やセンサ類あるいはいずれかのアクチュエータ１０４−１，〜１０４−４にフェールが生じて第１制御系統１０１が失陥すると、その失陥が前述した通信経路１１６を介して第２ＥＣＵ１０２に伝達される。第２ＥＣＵ１０２は前述したように、車両が走行している状態での制動力を制御するプログラムを有しているので、第１制御系統１０１の失陥の信号を受信することにより当該プログラムを起動して、各アクチュエータ１０５−１，〜１０５−４を走行中の減速のためのアクチュエータとして機能させる。具体的には、第３操作信号１１０や第４操作信号１１１、ならびに第３減速信号１１２や第４減速信号１１３に基づいて、ブレーキペダルの操作量に応じた制動力を生じさせるように各アクチュエータ１０５−１，〜１０５−４を制御する。すなわち、第１制御系統１０１の失陥時のバックアップシステム（冗長系）として第２制御系統１０３が機能する。

また、第２制御系統１０３が失陥した場合には第１制御系統１０１がバックアップシステムとして機能する。例えば第２制御系統１０３における第２ＥＣＵ１０２やセンサ類あるいはいずれかのアクチュエータ１０５−１，〜１０５−４にフェールが生じて第２制御系統１０３が失陥すると、その失陥が前述した通信経路１１６を介して第１ＥＣＵ１００に伝達される。第１ＥＣＵ１００は前述したように、車両をパーキング状態に維持するための制動力を制御するプログラムを有しているので、第２制御系統１０３の失陥の信号を受信することにより当該プログラムを起動して、各アクチュエータ１０４−１，〜１０４−４をパーキング状態を維持するためのアクチュエータとして機能させる。例えば、ブレーキペダルが所定時間の間、大きい踏力で踏み込まれ続けるなどのことによる第１操作信号１０６や第２操作信号１０７に基づいて、パーキング状態を維持するための制動力を生じさせるように各アクチュエータ１０４−１，〜１０４−４を制御する。すなわち、第２制御系統１０３の失陥時のバックアップシステムとして第１制御系統１０１が機能する。

上述したように、この発明の実施形態である図１に示すシステムでは、第１制御系統１０１と第２制御系統１０３とは、コントローラやセンサ類などの検出系ならびにアクチュエータなどの動作系が互いに独立しているように構成されているので、いずれか一方の制御系統の失陥時に他方の制御系統がバックアップシステムとして確実に機能することができる。特に、いずれのＥＣＵ１００，１０２も同等の操作信号および減速信号が入力されているので、バックアップシステムとして動作する場合であっても、入力データに不足が生じることがなく、失陥が生じていない場合と同等に制御を行うことができる。また、各アクチュエータを含む動作系が各制御系統１０１，１０３で互いに独立しているから、いずれかの制御系統１０１，１０３におけるいずれかのアクチュエータにフェールもしくは失陥が生じても、失陥が生じていない場合と同等に制御を行うことができる。さらに、車両において減速のためのブレーキ機構とパーキング状態を維持するためのブレーキ機構との両方のブレーキ機構を設けることが従来行われており、この種の車両にこの発明の実施形態のシステムを用いるとすれば、それらの既存の二種類のブレーキ装置を利用して二つの制御系統１０１，１０３を構成することができる。そのため、追加して設ける機器を少なくして、冗長系のあるブレーキシステムを簡素化あるいは低廉化することができる。

なお、この発明の実施形態では、各車輪ごとにブレーキ装置およびブレーキアクチュエータを設けてもよく、あるいは複数の車輪を一群として複数の群に分け、それらの車輪群ごとにブレーキ装置およびブレーキアクチュエータを設けてもよい。

図２にこの発明の実施形態をより具体化して示してある。ここに示す例は、左右の前輪を一方の車輪群、左右の後輪を他方の車輪群として、それぞれの車輪群ごとに制動を行うように構成した例である。図２に示すこの発明の実施形態における電子制御式のブレーキシステムすなわち制動装置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。この発明の実施形態における一方の制御系統に相当する第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。またこの発明の実施形態における他方の制御系統に相当する第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（ブレーキペダルアッセンブリー）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２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２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、上述した車輪群に対応するように、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。

図３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３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３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３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３に示す例では、第１ブレーキ機構１２は、軸線方向には移動しない固定磁極として機能するブレーキロータ１５、および、軸線方向に移動する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。この制動用ソレノイド１７がこの発明の実施形態におけるアクチュエータに相当している。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取り付けられている。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。この制動用モータ２６がこの発明の実施形態におけるアクチュエータに相当している。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４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４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４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４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４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。これらの第１センサ１１と第２センサ２１とのいずれか一方がこの発明の実施形態における第１操作関連量検出器に相当し、他方が第２操作関連量検出器に相当する。

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。

さらに、ブレーキの動作状態すなわち車両の減速状態を検出するためのセンサが設けられている。前輪側および後輪側のそれぞれの第１ブレーキシステム１０には、ブレーキロータ１５の回転数を検出して信号を出力する第１ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒ１，１５_Ｒｒ１と第２ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒ２，１５_Ｒｒ２とが設けられている。それらの回転数センサのうち第１ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒ１，１５_Ｒｒ１は第１コントローラ１３に検出信号を入力し、また第２ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒ２，１５_Ｒｒ２は第２コントローラ２３に検出信号を入力するように構成されている。各コントローラ１３，２３は、それらの入力されたブレーキ回転数あるいはその変化量もしくは変化率に基づいて減速の状態を判定するようになっている。

発電機能のある駆動用モータ４０を駆動力源として備えているので、減速時には駆動用モータ４０を発電機として機能させ、それに伴うトルクを制動力として機能させることができる。このような回生制動時の減速の状態を検出するために、駆動用モータ４０の回転数を利用することが可能である。図２に示す例では、前輪側および後輪側のモータ駆動装置２にモータ回転数センサ４０_Ｆｒ，４０_Ｒｒが設けられており、それらのモータ回転数センサ４０_Ｆｒ，４０_ＲｒはモータコントローラＭＧ−ＥＣＵに接続されている。モータコントローラＭＧ−ＥＣＵは、駆動用モータ４０の駆動および回生を制御するためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置であって、モータ回転数センサ４０_Ｆｒ，４０_Ｒｒから入力された信号に基づいて減速の程度もしくは減速の状態を判定するように構成されている。そして、このモータコントローラＭＧ−ＥＣＵは前述した第１コントローラ１３および第２コントローラ２３に電気的に接続され、相互にデータを授受するように構成されている。なお、モータコントローラＭＧ−ＥＣＵは、駆動用モータ４０によるエネルギ回生を制御するように構成されており、そのエネルギ回生制御のデータを、前述した減速信号として第１コントローラ１３および第２コントローラ２３に伝送するように構成することもできる。なお、これらの回転数センサ１５_Ｆｒ１，１５_Ｒｒ１，１５_Ｆｒ２，１５_Ｒｒ２，４０_Ｆｒ，４０_Ｒｒのいずれかがこの発明の実施形態における第１減速関連量検出器に相当し、他のいずれかが第２減速関連量検出器に相当する。

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３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３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に示す例は、前後左右の四輪ごとにブレーキ装置および駆動モータを設けた例であり、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。

さらに、図６に示す例では、減速の程度もしくは減速の状態を検出するために、各車輪のブレーキ機構１２，２２にブレーキ回転数センサが設けられている。すなわち、左前輪のブレーキ機構１２，２２におけるブレーキロータの回転数を検出する第１ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒｌ１と第２ブレーキ回転数センサ_Ｆｒｌ２とが設けられている。以下同様に、右前輪のブレーキ機構１２，２２におけるブレーキロータの回転数を検出する第１ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒｒ１と第２ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒｒ２とが設けられ、左後輪のブレーキ機構１２，２２におけるブレーキロータの回転数を検出する第１ブレーキ回転数センサ１５_Ｒｒｌ１と第２ブレーキ回転数センサ１５_Ｒｒｌ２とが設けられ、右後輪のブレーキ機構１２，２２におけるブレーキロータの回転数を検出する第１ブレーキ回転数センサ１５_Ｒｒｌ１と第２ブレーキ回転数センサ１５_Ｒｒｒ２とが設けられている。そして、第１ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒｌ１，１５_Ｆｒｒ１，１５_Ｒｒｌ１，１５_Ｒｒｒ１が第１コントローラ１３に電気的に接続され、また第２ブレーキ回転数センサ１５_Ｆｒｌ２，１５_Ｆｒｒ２，１５_Ｒｒｌ２，１５_Ｒｒｒ２が第２コントローラ２３に電気的に接続されている。

なお、図６には特には図示していないが、各駆動用モータ７１，７２ごとに回転数センサを設け、その検出信号をモータコントローラを介して第１コントローラ１３と第２コントローラ２３とに入力するように構成してもよい。

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。

そして、図７に示す例においても、各車輪ごとの第１ブレーキ機構１２に第１および第２のブレーキ回転数センサ１５Ｆ_ｒｌ１，１５Ｆ_ｒｌ２，１５Ｆ_ｒｒ１，１５Ｆ_ｒｒ２，１５Ｒ_ｒｌ１，１５_Ｒｒｌ２，１５Ｒ_ｒｒ１，１５Ｒ_ｒｒ２が設けられ、それらの検出信号が、上記の図６に示す例と同様に、第１コントローラ１３および第２コントローラ２３に入力されている。また、図６に示す例と同様に、各駆動用モータ８１，８２ごとに回転数センサを設け、その検出信号をモータコントローラを介して第１コントローラ１３と第２コントローラ２３とに入力するように構成してもよい。

ここで、この発明の実施形態における制御のための信号の入出力系統を例示すると以下のとおりである。図８にその一例をブロック図で示してあり、ここに示す例は、電磁ブレーキＥＣＵを走行中の制動に使用する常用コントローラとし、パーキングブレーキを制御するＥＰＢ−ＥＣＵを常用コントローラに対するバックアップのためのコントローラとして構成し、さらにこれらのコントローラを統合して制御する統合ＥＣＵを設けた例である。その統合ＥＣＵと電磁ブレーキＥＣＵとは一体的に構成されており、その電磁ブレーキＥＣＵから前輪側のＦｒ電磁ブレーキアクチュエータ（Ｆｒ電磁ブレーキＡｃｔ）と後輪側のＲｒ電磁ブレーキアクチュエータ（Ｒｒ電磁ブレーキＡｃｔ）とに制御指令信号を出力するようになっている。これらの電磁ブレーキＡｃｔは、車輪の制動力を連続的に変化させることのできるアクチュエータである。これらのアクチュエータを制御するためのデータとして第１踏力と第１ストロークとが統合ＥＣＵに入力されている。なお、踏力はブレーキペダルを踏み込んでいる力であり、ストロークはブレーキペダルの踏み込み量である。また、車両の車速や駆動もしくは減速の状態を示す信号が減速信号として統合ＥＣＵに入力されている。その減速信号の例は、前輪の駆動用モータの回転数（Ｆｒモータ回転数）、後輪の駆動用モータの回転数（Ｒｒモータ回転数）、前輪の回転数であるＦｒ車輪速、後輪の回転数であるＲｒ車輪速などである。なお、車輪速は、各車輪ごとの車輪速であってもよい。

さらに、駆動用モータを制御するためのＭＧ−ＥＣＵが設けられており、このＭＧ−ＥＣＵは統合ＥＣＵのデータを授受できるように接続されている。このＭＧ−ＥＣＵは、駆動用モータを駆動力源として機能するように制御するだけでなく、駆動用モータを発電機として機能させていわゆる回生制動を行うように構成されており、そのためにＭＧ−ＥＣＵは前輪用のＦｒ回生ブレーキアクチュエータ（Ｆｒ回生ブレーキＡｃｔ）と後輪用のＲｒ回生ブレーキアクチュエータ（Ｒｒ回生ブレーキＡｃｔ）とに回生制御指令信号を出力するように構成されている。この回生制御指令信号に応じて車両が減速させられるので、その回生制御指令信号は統合ＥＣＵに減速信号として入力されている。なお、前述したＦｒモータ回転数およびＲｒモータ回転数はＭＧ−ＥＣＵにも入力されている。したがって、統合ＥＣＵに対するＦｒモータ回転数およびＲｒモータ回転数の入力は、ＭＧ−ＥＣＵを介して行うように構成してもよい。そして、統合ＥＣＵや電磁ブレーキＥＣＵならびにＭＧ−ＥＣＵに対しては第１補機電源から給電されている。

一方、ＥＰＢ−ＥＣＵから前輪用のパーキングブレーキアクチュエータ（ＦｒＥＰＢ−Ａｃｔ）と後輪用のパーキングブレーキアクチュエータ（ＲｒＥＰＢ−Ａｃｔ）とに制御指令信号を出力するようになっている。これらのアクチュエータは、前輪ならびに後輪の回転を止めて車両を停止状態に維持する制動力を発生するだけでなく、前輪ならびに後輪の制動力を連続的に変化させることのできるアクチュエータである。これらのアクチュエータを制御するためのデータとして第２踏力と第２ストロークとがＭＧ−ＥＣＵに入力されている。また、車両の車速や駆動もしくは減速の状態を示す信号が減速信号として統合ＥＣＵに入力されている。その減速信号の例は、前輪のブレーキ機構の回転数であるＦｒブレーキ回転数、後輪のブレーキ機構の回転数であるＲｒブレーキ回転数、前輪の回転を止めるパーキングブレーキにおける軸力であるＦｒＥＰＢ軸力センサからの信号、後輪の回転を止めるパーキングブレーキにおける軸力であるＲｒＥＰＢ軸力センサからの信号などである。そして、ＥＰＢ−ＥＣＵは上記の電磁ブレーキＥＣＵにデータを授受できるように接続されており、また第２補機電源から給電されている。なお、Ｆｒブレーキ回転数およびＲｒブレーキ回転数は、前述した電磁ブレーキＥＣＵにも入力してもよい。

したがって、図８に示す例では、統合ＥＣＵや電磁ブレーキＥＣＵ、およびこれらに接続されているアクチュエータやセンサ類がこの発明の実施形態における第１制御系統を構成し、またＥＰＢ−ＥＣＵおよびこれに接続されているアクチュエータやセンサ類がこの発明の実施形態における第２制御系統を構成している。そして、第１制御系統が失陥した場合に、第２制御系統がバックアップシステムとして機能し、走行中の制動力が制御される。その第２制御系統におけるアクチュエータや操作信号ならびに減速信号は、第１制御系統におけるアクチュエータや操作信号ならびに減速信号と同等もしくは等価であるから、第１制御系統が失陥した場合の制動制御を、失陥の生じていない正常状態と同様に実行することができる。

図９に示す例は、統合ＥＣＵと一体の第１ブレーキＥＣＵと、これとは別に設けられている第２ブレーキＥＣＵとが共に、常用コントローラとして機能するように構成した例である。その統合ＥＣＵあるいは第１ブレーキＥＣＵから前輪側のＦｒ電磁ブレーキアクチュエータ（Ｆｒ電磁ブレーキＡｃｔ）と後輪側のパーキングブレーキアクチュエータ（ＲｒＥＰＢ−Ａｃｔ）とに制御指令信号を出力するようになっている。これらのアクチュエータを制御するためのデータとして第１踏力と第１ストロークとが統合ＥＣＵに入力されている。また、車両の車速や駆動もしくは減速の状態を示す信号が減速信号として統合ＥＣＵに入力されている。その減速信号の例は、前輪の駆動用モータの回転数（Ｆｒモータ回転数）、後輪の駆動用モータの回転数（Ｒｒモータ回転数）、前輪の回転数であるＦｒ車輪速、後輪の回転数であるＲｒ車輪速、後輪の回転を止めるパーキングブレーキにおける軸力であるＲｒＥＰＢ軸力センサからの信号などである。なお、車輪速は、各車輪ごとの車輪速であってもよい。

さらに、駆動用モータを制御するためのＭＧ−ＥＣＵが設けられており、このＭＧ−ＥＣＵは統合ＥＣＵのデータを授受できるように接続されている。このＭＧ−ＥＣＵは、駆動用モータを駆動力源として機能するように制御するだけでなく、駆動用モータを発電機として機能させていわゆる回生制動を行うように構成されており、そのためにＭＧ−ＥＣＵは前輪用のＦｒ回生ブレーキアクチュエータ（Ｆｒ回生ブレーキＡｃｔ）と後輪用のＲｒ回生ブレーキアクチュエータ（Ｒｒ回生ブレーキＡｃｔ）とに回生制御指令信号を出力するように構成されている。この回生制御指令信号に応じて車両が減速させられるので、その回生制御指令信号は統合ＥＣＵに減速信号として入力されている。なお、前述したＦｒモータ回転数およびＲｒモータ回転数はＭＧ−ＥＣＵにも入力されている。したがって、統合ＥＣＵに対するＦｒモータ回転数およびＲｒモータ回転数の入力は、ＭＧ−ＥＣＵを介して行うように構成してもよい。そして、統合ＥＣＵや電磁ブレーキＥＣＵならびにＭＧ−ＥＣＵに対しては第１補機電源から給電されている。

一方、第２ブレーキＥＣＵから前輪用のパーキングブレーキアクチュエータ（ＦｒＥＰＢ−Ａｃｔ）と後輪側のＲｒ電磁ブレーキアクチュエータ（Ｒｒ電磁ブレーキＡｃｔ）とに制御指令信号を出力するようになっている。これらのアクチュエータを制御するためのデータとして第２踏力と第２ストロークとが第２ブレーキＥＣＵに入力されている。また、車両の車速や駆動もしくは減速の状態を示す信号が減速信号として第２ブレーキＥＣＵに入力されている。その減速信号の例は、後輪のブレーキ機構の回転数であるＲｒブレーキ回転数、前輪の回転を止めるパーキングブレーキにおける軸力であるＦｒＥＰＢ軸力センサからの信号などである。そして、第２ブレーキＥＣＵは上記の第１ブレーキＥＣＵにデータを授受できるように接続されており、また第２補機電源から給電されている。

したがって、図９に示す例では、統合ＥＣＵや第１ブレーキＥＣＵ、およびこれらに接続されているアクチュエータやセンサ類がこの発明の実施形態における第１制御系統を構成し、また第２ブレーキＥＣＵおよびこれに接続されているアクチュエータやセンサ類がこの発明の実施形態における第２制御系統を構成している。これらの各制御系統は、電磁ブレーキとパーキングブレーキとをそれぞれ制御することができるので、いずれか一方の制御系統が常用される。そして、常用の制御系統が失陥した場合に、通常時は休止状態になっていた制御系統がアクティブになり、走行中の制動力および車両を停止状態に維持するための制動力を制御する。各制御系統は上述したように、アクチュエータや操作信号ならびに減速信号が共に同等もしくは等価であるから、一方の制御系統が失陥した場合の制動制御を、失陥の生じていない正常状態と同様に実行することができる。

１…制動装置、 ２，４，５，６…モータ駆動装置、 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）、 １５…ブレーキロータ、 １５_Ｆｒ１，１５_Ｒｒ１…第１ブレーキ回転数センサ、 １５_Ｆｒ２，１５_Ｒｒ２…第２ブレーキ回転数センサ、 １６…ブレーキステータ、 １７…制動用ソレノイド、 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）、 ２６…制動用モータ、 ３１…ブレーキペダル、 ４０，７１，７２，８１，８２…駆動用モータ、 ４０_Ｆｒ，４０_Ｒｒ…モータ回転数センサ、 １００…第１電子制御ユニット（第１ＥＣＵ）、 １０１…第１制御系統、 １０２…第２電子制御ユニット（第２ＥＣＵ）、 １０３…第２制御系統、 １０４−１，１０４−２，１０４−３，１０４−４，１０５−１，１０５−２，１０５−３，１０５−４…ブレーキアクチュエータ、 １０６…第１操作信号、 １０７…第２操作信号、 １０８…第１減速信号、 １０９…第２減速信号、 １１０…第３操作信号、 １１１…第４操作信号、 １１２…第３減速信号、 １１３…第４減速信号。

Claims (1)

1. 複数の車輪と、前記車輪ごとに設けられもしくは前記複数の車輪を複数の群に分けるとともにそれらの群ごとに設けられかつブレーキ操作に応じて動作して制動力を発生するブレーキ装置とを有する車両の電子制御ブレーキシステムにおいて、
   前記ブレーキ装置は、一つの車輪についてそれぞれ摩擦によって前記制動力を発生させる少なくとも二種類のブレーキアクチュエータを含み、
   前記ブレーキ装置の前記少なくとも二種類のブレーキアクチュエータから選ばれた第１のブレーキアクチュエータをブレーキ操作量に応じた制動力となるように制御する第１制御系統と、
   前記ブレーキ装置の前記少なくとも二種類のブレーキアクチュエータから選ばれた第２のブレーキアクチュエータを前記車両をパーキング状態に維持する制動力となるように制御する第２制御系統と、
   前記第１制御系統に対応して設けられ、前記ブレーキ装置の操作に関連する操作関連量を検出して前記第１制御系統に入力する第１操作関連量検出器と、
   前記第２制御系統に対応して設けられ、前記ブレーキ装置の操作に関連する操作関連量を検出して前記第２制御系統に入力する第２操作関連量検出器と、
   前記第１制御系統に対応して設けられ、前記第１のブレーキアクチュエータが動作することによる前記車両の減速に関連する減速関連量を検出して前記第１制御系統に入力する第１減速関連量検出器と、
   前記第２制御系統に対応して設けられ、前記第２のブレーキアクチュエータが動作することによる前記車両の減速に関連する減速関連量を検出して前記第２制御系統に入力する第２減速関連量検出器と
   を備え、
   前記第１制御系統は、前記第１操作関連量検出器から入力される操作関連量と前記第１減速関連量検出器から入力される減速関連量とに基づいて前記第１のブレーキアクチュエータを制御し、かつ前記第２制御系統は、前記第２操作関連量検出器から入力される操作関連量と前記第２減速関連量検出器から入力される減速関連量とに基づいて前記第２のブレーキアクチュエータを制御するように構成され、
   さらに前記第１制御系統と前記第２制御系統とは、前記第１制御系統もしくは前記第２制御系統についての何らかのフェールもしくは失陥を示す信号を授受するように相互に接続されるとともに、
   前記第１制御系統および前記第２制御系統のいずれか一方の制御系統のフェールもしくは失陥の場合に、前記第１制御系統および前記第２制御系統のいずれか他方の制御系統が前記一方の制御系統をバックアップして制動力を制御するように構成されている
   ことを特徴とする電子制御ブレーキシステム。

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