WO2018135614A1 - 車両の制動制御装置 - Google Patents

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WO2018135614A1
WO2018135614A1 PCT/JP2018/001552 JP2018001552W WO2018135614A1 WO 2018135614 A1 WO2018135614 A1 WO 2018135614A1 JP 2018001552 W JP2018001552 W JP 2018001552W WO 2018135614 A1 WO2018135614 A1 WO 2018135614A1
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マーシャル ブル
駿 塚本
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株式会社アドヴィックス
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    • B60T2270/60Regenerative braking
    • B60T2270/604Merging friction therewith; Adjusting their repartition

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle braking control device.
  • Patent Document 1 discloses that “a brake operation member (10); a first piston-cylinder unit (12), which is operated by a brake operation member (10) operated at least by a specified minimum operation amount.
  • the first piston (14) of the cylinder unit (12) is displaceable, whereby the first operating pressure of the piston-cylinder unit (12) can be increased, and the brake operating member (10) is disposed.
  • a brake system for a vehicle comprising: a wheel brake cylinder; and a first brake booster (24), wherein the second piston-cylinder unit (26) is provided by the first brake booster (24).
  • the second piston (28) of the unit (26) is displaceable, whereby the first brake booster (24) is moved so that the second internal pressure in the second piston-cylinder unit (26) can be increased.
  • Second piston-cylinder unit (26) with hydraulic connection of two wheel brake cylinders It comprises "that have been described.
  • Patent Document 1 describes a braking control device composed of two piston-cylinder units that are driven by two electric motors in order to perform braking in cooperation with a regenerative brake. Since this apparatus is provided with two piston-cylinder units, it is difficult to reduce the size of the entire apparatus. Therefore, a brake control device that can be reduced in size and can further ensure fail-safety is desired.
  • An object of the present invention is to provide a braking control device that can be controlled in cooperation with a regenerative brake and that can be miniaturized and can further ensure fail-safe when the device malfunctions.
  • the vehicle braking control apparatus pumps braking fluid from the master cylinder (MC) to the wheel cylinder (WC) in response to an operation of the braking operation member (BP) of the vehicle, and the vehicle wheel (WH). ) Generates braking torque.
  • the vehicle braking control device is movable in parallel with an input rod (RDI) connected to the braking operation member (BP) and a central axis (Jin) of the input rod (RDI), and the master cylinder (MC ) Of the output rod (RDO) that presses the piston (PNA) in the inside), the first electric motor (MTF) that generates the assisting force (Fjs) for the input rod (RDI), and the output rod (RDO)
  • a second electric motor (MTS) for adjusting the displacement (Sro) “a first transmission mechanism (PNF & Gfa) for transmitting the output of the first electric motor (MTF) to the input rod (RDI), the second electric motor A second transmission mechanism (PNS & Gsa, PNO & Gsb) that transmits the output of (MTS) to the output rod (RDO), and the output of the input rod (RDI)
  • a differential mechanism (DFR) that is configured by a third transmission mechanism (PNO & Gfb) that transmit
  • the first electric motor (MTF) and the second electric motor (MTS) are controlled so that the operating force (Fbp) acting on the input rod (RDI) and the displacement (Sro) are independent.
  • a controller (ECU) for controlling.
  • the movement in the backward direction (Hrs) corresponding to the decrease in the hydraulic pressure (Pma, Pmb) in the master cylinder (MC) is within a predetermined displacement (hrg). Configured to be restricted within.
  • the vehicle braking control apparatus is movable in parallel with an input rod (RDI) connected to the braking operation member (BP) and a central axis (Jin) of the input rod (RDI), An output rod (RDO) that presses the piston (PNA) in the master cylinder (MC), a first electric motor (MTF) that generates an assisting force (Fjs) for the input rod (RDI), and the output rod (RDO) ), The second electric motor (MTS) for adjusting the displacement (Sro), the first pinion gear (PNF) connected to the first electric motor (MTF), and the second electric motor (MTS).
  • the second pinion gear (PNS), the first input rack gear portion (Gfa) meshing with the first pinion gear (PNF), and the first input rack gear portion (Gfa) are different.
  • a first rack (RKF) having a first output rack gear portion (Gfb), a second input rack gear portion (Gsa) meshing with the second pinion gear (PNS), and the second input rack gear portion (Gsa) Is a second rack (RKS) having a different second output rack gear portion (Gsb), is rotatably supported by the output rod (RDO), the first output rack gear portion (Gfb), and the second output rack gear.
  • An operation force (acting on the input rod (RDI) by controlling the output pinion gear (PNO) meshing with the portion (Gsb), the first electric motor (MTF), and the second electric motor (MTS). Fbp) and a controller (ECU) that independently controls the displacement (Sro).
  • the movement in the reverse direction (Hrs) corresponding to the decrease in the hydraulic pressure (Pma, Pmb) in the master cylinder (MC) is limited within the range of the predetermined displacement (hrg). Configured to be.
  • a second vehicle braking control device pumps braking fluid from a master cylinder (MC) to a wheel cylinder (WC) in response to an operation of a braking operation member (BP) of the vehicle, Braking torque is generated on the wheels (WH).
  • MC master cylinder
  • WC wheel cylinder
  • BP braking operation member
  • the vehicle braking control device is movable in parallel with an input rod (RDI) connected to the braking operation member (BP) and a central axis (Jin) of the input rod (RDI), and the master cylinder (MC ) Of the output rod (RDO) that presses the piston (PNA) in the inside), the first electric motor (MTF) that generates the assisting force (Fjs) for the input rod (RDI), and the output rod (RDO)
  • a second electric motor (MTS) for adjusting the displacement (Sro) “a first transmission mechanism (PNF & Gfa) for transmitting the output of the first electric motor (MTF) to the input rod (RDI), the second electric motor A second transmission mechanism (PNS & Gsa, PNO & Gsb) that transmits the output of (MTS) to the output rod (RDO), and the output of the input rod (RDI)
  • a differential mechanism (DFR) that is configured by a third transmission mechanism (PNO & Gfb) that transmit
  • the first electric motor (MTF) and the second electric motor (MTS) are controlled so that the operating force (Fbp) acting on the input rod (RDI) and the displacement (Sro) are independent.
  • the controller (ECU) and the second electric motor (MTS) are not energized, the hydraulic pressure (Pma,) in the master cylinder (MC) of the second transmission mechanism (PNS & Gsa, PNO & Gsb) And a lock mechanism (LOK, SLK) that restrains the movement in the backward direction (Hrs) corresponding to the decrease in Pmb).
  • 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a vehicle braking control apparatus according to the present invention. It is a control flow figure for explaining the drive processing of electric motors MTF and MTS. It is the schematic for demonstrating 1st Embodiment of the differential mechanism DFR of the brake actuator BAC. It is a characteristic view for demonstrating the relationship between the displacement Sri of the input rod RDI, and the braking hydraulic pressure Pwa. It is the schematic for demonstrating 2nd Embodiment of the differential mechanism DFR. It is the schematic for demonstrating 3rd Embodiment of the differential mechanism DFR. It is the schematic for demonstrating 4th Embodiment of the differential mechanism DFR. It is the schematic for demonstrating the 1st rack RKF of the differential mechanism DFR.
  • each wheel cylinder are expressed as a right front wheel wheel cylinder WCfr, a left front wheel wheel cylinder WCfl, a right rear wheel wheel cylinder WCrr, and a left rear wheel wheel cylinder WCrl.
  • the “forward direction” corresponds to the direction in which the hydraulic pressure Pwa of the wheel cylinder WC increases and the braking torque of the wheel WH increases.
  • the “reverse direction” corresponds to a direction in which the hydraulic pressure Pwa of the wheel cylinder WC decreases and the braking torque of the wheel WH decreases.
  • the “forward rotation direction” corresponds to the direction in which the hydraulic pressure Pwa of the wheel cylinder WC increases and the braking torque of the wheel WH increases.
  • the “reverse direction” corresponds to a direction in which the hydraulic pressure Pwa of the wheel cylinder WC decreases and the braking torque of the wheel WH decreases. Therefore, in a state where each component is assembled, the “forward direction” corresponds to the “forward rotation direction”, and the “reverse direction” corresponds to the “reverse direction”.
  • a vehicle including an embodiment of a braking control device according to the present invention will be described with reference to the overall configuration diagram of FIG.
  • the vehicle includes an electric drive device EDS, a braking operation member BP, an operation amount sensor BPA, a braking actuator (simply referred to as “actuator”) BAC, an electronic control unit (also referred to as “controller”) ECU, a tandem master cylinder (simply, MC (also referred to as “master cylinder”), and fluid passages (braking piping) HKA and HKB (also simply referred to as “HK”) are provided.
  • Each wheel WHfr, WHfl, WHrr, WHrl (simply referred to as “WH”) of the vehicle has a brake caliper CPfr, CPfl, CPrr, CPrl (simply referred to as “caliper”, also referred to as “CP”), Wheel cylinders WCfr, WCfl, WCrr, WCrl (also simply referred to as “WC”) and rotating members KTfr, KTfl, KTrr, KTrl (also simply referred to as “KT”) are provided.
  • the master cylinder MC, the fluid passage HK (generic name for HKA and HKB), and the wheel cylinder WC are in a liquid-tight state.
  • the vehicle is equipped with an electric drive device EDS. That is, the vehicle is an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the electric drive device EDS includes a drive electric motor MTD and a drive electronic control unit ECD.
  • a driving electric motor MTD is provided on the front wheels WHfr, WHfl of the vehicle via a drive shaft DS.
  • the vehicle is a so-called front wheel drive.
  • an electric motor for driving (also simply referred to as “driving motor”) MTD functions as an electric motor and generates driving force in the front wheels WHfr and WHfl.
  • driving motor also simply referred to as “driving motor”
  • the drive motor MTD functions as a generator and generates regenerative braking force on the front wheels WHfr and WHfl.
  • the kinetic energy of the vehicle is converted into electric power by the generator MTD and stored in the on-board secondary battery BAT.
  • the drive motor MTD functions not only as a so-called driving force generator, but also as a regenerative braking device.
  • the driving electric motor MTD is controlled by the driving electronic control unit ECD.
  • the drive electronic control unit ECD adjusts the output torque of the drive motor MTD according to the operation amount of an acceleration operation member (for example, an accelerator pedal) (not shown). Further, at the time of braking, the regenerative braking force Rga is controlled by the drive electronic control unit ECD based on the operation amount Bpa of the braking operation member BP via the drive motor MTD which is also a generator.
  • the electronic control unit ECD the state of charge of the storage battery BAT is monitored, and based on this, the maximum regenerative braking force Rgm that can be generated is calculated.
  • the maximum regenerative braking force Rgm is transmitted from the electronic control unit ECD to the electronic control unit ECU via the communication bus CMB.
  • the braking electronic control unit ECU determines a friction braking force, a regenerative braking force, and respective target values.
  • the target value Rgt of the regenerative braking force is transmitted from the braking electronic control unit ECU to the driving electronic control unit ECD via the communication bus CMB, and the electronic control unit ECD uses the actual value Rga based on the target value Rgt. Is controlled.
  • the electric drive device EDS has been described above.
  • Brake operation member (for example, brake pedal) BP is a member that the driver operates to decelerate the vehicle.
  • the braking operation member BP is fixed to the vehicle body BD in a state where it can rotate.
  • An operation displacement sensor SBP is provided at a fixed portion between the braking operation member BP and the vehicle body BD.
  • the operation displacement Sbp is detected by the operation displacement sensor SBP.
  • a rotating member for example, a brake disc
  • the caliper CP is arranged so as to sandwich the rotating member KT (KTfr, KTfl, KTrr, KTrl).
  • the caliper CP (that is, CPfr, CPfl, CPrr, CPrl) is provided with a wheel cylinder WC (that is, each wheel cylinder WCfr, WCfl, WCrr, WCrl).
  • the friction member for example, a brake pad
  • the rotating member KT and the wheel WH are fixed so as to rotate integrally, a braking torque (resulting braking force) is generated on the wheel WH by the frictional force generated at this time.
  • the operation amount sensor BPA is provided on the braking operation member BP.
  • the operation amount sensor BPA acquires (detects) an operation amount (braking operation amount) Bpa of the braking operation member BP by the driver.
  • operation amount sensor BPA among “operation displacement sensor SBP for detecting operation displacement Sbp of braking operation member BP” and “operation force sensor FBP for detecting operation force Fbp of braking operation member BP” At least one of the above is adopted.
  • the operation amount sensor BPA is a general term for the operation displacement sensor SBP and the operation force sensor FBP. Accordingly, the brake operation amount Bpa is determined based on at least one of the operation displacement Sbp of the brake operation member BP and the operation force Fbp of the brake operation member BP.
  • the braking operation amount Bpa is input to an electronic control unit (controller) ECU.
  • the brake actuator BAC independently establishes the relationship between the operation force Fbp acting on the brake operation member BP (ie, the force acting on the input rod RDI) and the piston displacement of the master cylinder MC (ie, the displacement Sro of the output rod RDO). Control.
  • the actuator BAC includes a housing HSG, a first electric motor MTF, a second electric motor MTS, an input rod RDI, an output rod RDO, and a differential mechanism DFR.
  • the housing HSG is a box-shaped member having a space inside, and is also referred to as a “case (container)”. Inside the housing HSG, members constituting the actuator BAC such as a differential mechanism DFR are accommodated.
  • the housing HSG is fixed to the vehicle body BD of the vehicle by mounting bolts BLT and nuts NUT. Then, the master cylinder MC is fixed to the housing HSG on the side opposite to the fixing portion for the vehicle body BD.
  • the first electric motor MTF and the second electric motor MTS are fixed inside the housing HSG.
  • the first electric motor MTF and the second electric motor MTS are separate electric motors. Therefore, two electric motors MTF and MTS are built in the housing HSG.
  • the output of the first electric motor MTF (first rotation shaft Shf) and the output of the second electric motor MTS (second rotation shaft Shs) are input to the differential mechanism DFR.
  • the input rod RDI is mechanically connected to the braking operation member BP via the connection rod RDC.
  • the connecting rod RDC is mechanically connected to the braking operation member BP, and the connecting rod RDC and the input rod RDI are mechanically connected.
  • the braking operation member BP (brake pedal) rotates about the attachment portion with respect to the vehicle body BD, but this rotational motion is absorbed by the connecting rod RDC and converted into a linear motion (forward or backward) of the input rod RDI. Is done.
  • An operating force sensor FBP is provided at a mounting portion (connecting portion) between the connecting rod RDC and the braking operation member BP.
  • the operating force Fbp is detected by the operating force sensor FBP.
  • the input rod RDI is assembled to the housing HSG so as to be linearly movable in the direction of the central axis Jin.
  • the central axis Jin is also referred to as “input axis”.
  • the input rod RDI is input to the differential mechanism DFR at a portion opposite to the mounting portion between the input rod RDI and the brake operation member BP.
  • the output rod RDO is assembled to the housing HSG so as to be linearly movable in the direction of the central axis Jot.
  • the output rod RDO is an output member of the actuator BAC, and presses the piston PNA in the master cylinder MC at its end.
  • the input and output rods RDI and RDO are two different rod members and are assembled to the housing HSG in a state where they can move relative to each other.
  • the central axis Jin of the input rod RDI and the central axis Jot of the output rod RDO are parallel and separated by a distance greater than “0 (zero)”. That is, the axis Jin and the axis Jot are different axes and are not coaxial.
  • the output rod RDO, the cylindrical inner wall of the master cylinder MC, the first piston PNA, and the second piston PNB are arranged coaxially. Therefore, the central axis of these members is the axis Jot.
  • the central axis line “Jot” is also referred to as “output axis line”.
  • the output of the first electric motor MTF and the output of the second electric motor MTS are individually controlled by the differential mechanism DFR.
  • the force acting on the input rod RDI that is, the operating force of the braking operation member BP
  • the displacement of the output rod RDO that is, the displacement of the piston PNA
  • the outputs of the first and second electric motors MTF and MTS are the rotation direction (normal rotation or reverse rotation) of each electric motor and the magnitude of torque. That's it.
  • the differential mechanism DFR is built in the housing HSG.
  • the differential mechanism DFR allows relative movement between the input rod RDI and the output rod RDO (ie, the relative movement is adjustable).
  • the outputs of the first and second electric motors MTF and MTS are input to the differential mechanism DFR.
  • a force an assisting force Fjs described later
  • the differential mechanism DFR is a power transmission mechanism having two inputs (three inputs if the input rod RDI and the first electric motor MTF are separate inputs) and one output. Details of the differential mechanism DFR will be described later. *
  • the electronic control unit (controller) ECU controls the first and second electric motors MTF, MTS based on the operation amount Bpa (generic name for the operation displacement Sbp and the like).
  • the microprocessor MPR of the controller ECU is programmed with a control algorithm for controlling two electric motors MT (a general term for the first and second electric motors MTF and MTS). A signal for control is calculated.
  • a first drive circuit DRF that drives the first electric motor MTF and a second drive circuit DRS that drives the second electric motor MTS are provided.
  • the first and second drive circuits DRF and DRS (collectively referred to as “DR”) are electric circuits configured by a plurality of switching elements, and are controlled by the microprocessor MPR.
  • the controller ECU independently controls the relationship between the force Fbp acting on the input rod RDI and the displacement Sro of the output rod RDO (resulting in piston displacement in the master cylinder) by controlling the electric motor MT. That is, the relationship between the operation characteristics of the braking operation member BP (the relationship between the operation displacement Sbp and the operation force Fbp) and the friction braking force can be arbitrarily set. For example, the controller ECU increases the displacement Sbp (that is, the operation amount) of the input rod RDI when the drive motor MTD generates the regenerative braking force Rga (that is, when the drive motor MTD functions as a generator).
  • the output of the first electric motor MTF and the output of the second electric motor MTS are maintained so that the displacement Sro of the output rod RDO is maintained at zero. Control the output.
  • This control is referred to as “regenerative cooperative control”.
  • regenerative cooperative control By the regenerative cooperative control, sufficient electric power regenerated by the drive motor MTD can be secured, and the operation characteristics of the brake operation member BP can be optimized.
  • the actuator BAC has been described above.
  • the master cylinder MC is mechanically connected to the output rod RDO.
  • Two first and second fluid paths (braking pipes) HKA and HKB (also simply referred to as “HK”) are fluidly connected to the master cylinder MC.
  • the brake operation member BP When the brake operation member BP is operated, the brake fluid (brake fluid) is discharged (pumped) from the master cylinder MC to the fluid passage HK, and the brake fluid in the four wheel cylinders WC is pressurized.
  • the components from the master cylinder MC to the wheel cylinder WC are fully filled with braking fluid and are in a liquid-tight state.
  • first and second hydraulic chambers Kma and Kmb are formed by the inner wall and the two pistons PNA and PNB.
  • the master cylinder MC is a so-called tandem master cylinder.
  • the first hydraulic chamber Kma of the master cylinder MC is fluidly connected to the wheel cylinders WCfr and WCrl through the first fluid path HKA.
  • the second hydraulic chamber Kmb of the master cylinder MC is fluidly connected to the wheel cylinders WCfl and WCrr through the second fluid passage HKB.
  • the configuration related to the first hydraulic chamber Kma and the configuration related to the second hydraulic chamber Kmb are basically the same.
  • the first and second pistons PNA and PNB are pressed against the output rod RDO by two elastic members (for example, compression springs) PSA and PSB.
  • the second piston spring PSB is compressed and provided between the bottom of the inner cylinder of the master cylinder MC and the second piston PNB, and the first piston spring is provided between the second piston PNB and the first piston PNA.
  • PSA is compressed and provided. Therefore, the output rod RDO and the first piston PNA are separable. However, since it is pressed against the output rod RDO by the first and second piston springs PSA and PSB, they are moved together during braking.
  • the input rod RDI is moved in the forward direction Hff.
  • the output rod RDO is moved in the forward direction Hfp as the input rod RDI moves forward, and the first and second pistons PNA and PNB are pressed by the output rod RDO.
  • the first and second pistons PNA and PNB are moved in the forward direction Hfp, first, the fluid path to the reservoir RSV is blocked by the first and second pistons PNA and PNB. Further, when the first and second pistons PNA and PNB are advanced, the volumes of the first and second hydraulic pressure chambers Kma and Kmb are reduced, and the hydraulic pressure Pwa in the four wheel cylinders WC is increased.
  • the input rod RDI is moved in the backward direction Hrf.
  • the output rod RDO is moved in the backward direction Hrp as the input rod RDI is retracted, and the first and second pistons PNA and PNB are the first and second piston springs PSA, Pushed in the backward direction Hrp by PSB. Accordingly, the first and second pistons PNA and PNB are retracted, and the volumes of the first and second hydraulic pressure chambers Kma and Kmb are increased. As a result, the brake fluid returns to the master cylinder MC, and the hydraulic pressure Pwa in the four wheel cylinders WC is reduced.
  • the “forward direction Hff (left direction in the figure)” is a direction in which the wheel cylinder hydraulic pressure Pwa (that is, the braking torque of the wheel WH) increases.
  • the forward direction Hff is also a direction in which the operation amount Bpa of the braking operation member BP increases.
  • the “reverse direction Hrf (right direction in the figure)” of the input rod RDI is a direction in which the wheel cylinder hydraulic pressure Pwa (that is, the braking torque of the wheel WH) decreases.
  • the reverse direction Hrf is also a direction in which the operation amount Bpa of the braking operation member BP decreases.
  • the “advance direction Hfp (left direction in the figure)” is the first and second hydraulic chambers Kma and Kmb. In this direction, the brake fluid is pumped from the master cylinder MC. Therefore, the movement of the first and second pistons PNA and PNB in the forward direction Hfp is a direction in which the wheel cylinder hydraulic pressure Pwa (that is, the braking torque of the wheel WH) increases.
  • the “retracting direction Hrp (rightward in the figure)” of the output rod RDO and the first and second pistons PNA and PNB is a direction in which the volumes of the first and second hydraulic chambers Kma and Kmb increase.
  • the brake fluid is absorbed by the master cylinder MC.
  • the movement of the first and second pistons PNA and PNB in the reverse direction Hrp is a direction in which the wheel cylinder hydraulic pressure Pwa (that is, the braking torque of the wheel WH) decreases.
  • First and second hydraulic pressure sensors PMA and PMB are provided so as to detect the hydraulic pressures Pma and Pmb of the first and second hydraulic pressure chambers Kma and Kmb (resulting hydraulic pressure Pwa in the wheel cylinder WC).
  • the first and second hydraulic pressures Pma and Pmb are input to the electronic control unit ECU.
  • step S110 the braking operation amount Bpa and the regenerative braking force (actual value) Rga are read.
  • step S120 based on the braking operation amount Bpa, it is determined whether or not the operation amount Bpa is increasing. When the operation amount Bpa is increasing and step S120 is affirmed (in the case of “YES”), the process proceeds to step S130. On the other hand, if step S120 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S140.
  • step S130 based on the regenerative braking force Rga, it is determined whether or not regenerative braking is being performed. If regenerative braking is being performed with the regenerative braking force Rga being generated and step S130 is affirmed (in the case of “YES”), the process proceeds to step S170. On the other hand, when step S130 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S160.
  • step S140 based on the braking operation amount Bpa, it is determined whether or not the operation amount Bpa is constant.
  • step S140 if the operation amount Bpa is decreasing and step S140 is negative (“NO”), the process proceeds to step S150.
  • step S150 based on the regenerative braking force Rga, it is determined whether or not regenerative braking is being performed. If the regenerative braking force Rga is being generated and step S150 is affirmed (“YES”), the process proceeds to step S190. On the other hand, when step S150 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S200.
  • step S160 When the manipulated variable Bpa is increased and the regenerative braking force Rga is not generated, in step S160, the first electric motor MTF and the second electric motor MTS are both driven in the normal rotation directions Rff and Rfs. The Accordingly, the output rod RDO (resulting piston PNA) is moved in the forward direction Hfp by the first electric motor MTF and the second electric motor MTS, and as a result, a friction braking force is generated.
  • step S170 When the operation amount Bpa is increased and the regenerative braking force Rga is generated, in step S170, the first electric motor MTF is driven in the forward rotation direction Rff, and the second electric motor MTS is driven in the reverse rotation direction Rrs.
  • the output rod RDO (result, the first and second pistons PNA and PNB) , Slightly moved in the forward direction Hfp, or maintained in a movement stopped state (holding state).
  • the friction braking force by the friction member MSB is slightly generated or not generated.
  • step S180 When the brake operation member BP is held and the operation amount Bpa is kept constant, the first electric motor MTF and the second electric motor MTS are both stopped in step S180. Accordingly, the output rod RDO (resulting pistons PNA and PNB) is not moved.
  • step S190 the first electric motor MTF is driven in the reverse rotation direction Rrf, and the rotation of the second electric motor MTS is stopped.
  • step S200 When the operation amount Bpa is decreased and no regenerative braking force is generated, in step S200, the first electric motor MTF is driven in the reverse rotation direction Rrf. At this time, the second electric motor MTS is driven in the forward rotation direction Rfs by the amount driven in the reverse rotation direction Rrs in step S170, and then driven in the reverse rotation direction Rrs.
  • the assisting part Pjs of the first rack RKF receives a force in the forward direction Hff.
  • the assisting portion Pjs of the first rack RKF receives a force in the reverse direction Hrf.
  • the second rack RKS receives a force in the forward direction Hfs.
  • the second rack RKS receives a force in the backward movement direction Hrs.
  • step S170 and step S200 corresponds to the above-described regenerative cooperative control.
  • regenerative cooperative control the output of the first electric motor MTF and the second electric motor MTS is adjusted so that the input rod RDI and the output rod RDO depend on each other in the “relationship between force and displacement”. Without being controlled independently.
  • the characteristic (operation characteristic) of the operation force Fbp with respect to the operation displacement Sbp is always maintained at an appropriate characteristic. For this reason, even when the three states of “only the regenerative braking force is generated”, “the regenerative braking force and the frictional braking force are generated in cooperation” and “only the frictional braking force is generated” are transitioned. In each state transition, the operation characteristics are not changed suddenly, and smooth operation characteristics can be ensured.
  • the drive motor (generator) MTD when the drive motor (generator) MTD generates the regenerative braking force Rga (Rga> 0), “the displacement of the input rod RDI (that is, the operation displacement Sbp of the brake operation member BP increases).
  • the state in which the force acting on the input rod RDI that is, the operating force Fbp of the braking operation member BP is increased
  • the state that the displacement Sro of the output rod RDO that is, the displacement of the piston PNA
  • the coordination between the regenerative braking force and the friction braking force (the braking force of the entire vehicle Contribution) can be adjusted as appropriate.
  • the regenerative braking force is used effectively, the kinetic energy at the time of vehicle deceleration can be efficiently recovered. That is, the electric power that can be regenerated is maximized, and the characteristic (operation characteristic) of the operation force Fbp with respect to the operation displacement Sbp can be suitably maintained.
  • the actual value Rga of the regenerative braking force is adopted.
  • the target value Rgt of the regenerative braking force calculated in the driving controller ECD can be adopted.
  • the regenerative cooperative control is executed according to the braking operation amount Bpa based on the presence or absence of the regenerative braking force.
  • ⁇ Differential mechanism DFR> The configuration and operation of the first embodiment of the differential mechanism DFR provided in the actuator BAC will be described in detail with reference to the schematic diagram of FIG. Since the differential mechanism DFR is employed for the brake actuator BAC, the force and the displacement are separated by the first and second electric motors MTF and MTS and are independently controlled independently. For this reason, the brake control device capable of regenerative cooperative control can be configured with one master cylinder MC without adopting two master cylinders as in Patent Document 1.
  • the differential mechanism DFR is formed by a rack and pinion mechanism (a conversion mechanism between rotational motion and linear motion).
  • a “circular gear called a pinion gear” and a “rack in which teeth (rack gear) are provided on a flat rod so as to mesh with the pinion gear” are combined.
  • the differential mechanism DFR includes “first and second pinion gears PNF and PNS”, “first and second racks RKF and RKS”, “input and output rods RDI and RDO”, and an output pinion gear PNO.
  • first and second pinion gears PNF and PNS”, “first and second racks RKF and RKS”, and output pinion gear PNO are output (power) of “first and second electric motors MTF and MTS”. ).
  • the differential mechanism DFR is composed of three transmission mechanisms.
  • the output of the first electric motor MTF is transmitted to the input rod RDI by the “first transmission mechanism”.
  • the combination (rack and pinion mechanism) of the first pinion gear PNF and the first input rack gear portion Gfa of the first rack RKF which will be described below, corresponds to the first transmission mechanism.
  • the output of the second electric motor MTS is transmitted to the output rod RDO by the “second transmission mechanism”.
  • the combination of the second pinion gear PNS and the second input rack gear part Gsa of the second rack RKS and the combination of the output pinion PNO and the second output rack gear part Gsb of the second rack RKS correspond to the second transmission mechanism.
  • the output of the input rod RDI is transmitted to the output rod RDO by the “third transmission mechanism”.
  • the combination of the output pinion gear PNO and the first output rack gear portion Gfb of the second rack RKF corresponds to the third transmission mechanism.
  • the relative movement between the input rod RDI and the output rod RDO is adjusted by the differential mechanism DFR.
  • the first and second electric motors MTF and MTS are fixed inside the housing HSG by the fixing member KTE.
  • a first pinion gear PNF is fixed to the output shaft portion Shf of the first electric motor MTF.
  • the second pinion gear PNS is fixed to the output shaft portion Shs of the second electric motor MTS.
  • a reduction gear may be provided in at least one of the intervals.
  • the connecting rod RDC is rotatably connected to the braking operation member BP by a clevis (U-shaped link).
  • the opposite side of the clevis portion is processed into a spherical shape and mechanically connected to the input rod RDI. That is, the input rod RDI and the braking operation member BP are mechanically connected via the connection rod RDC.
  • the braking operation member BP rotates at the attachment portion of the vehicle body BD, the rotation motion of the braking operation member BP is effectively converted into the linear motion of the input rod RDI by the connecting rod RDC.
  • the front end portion of the input rod RDI (the side opposite to the end portion connected to the braking operation member BP) is fixed to the first rack RKF.
  • the first rack RKF can move smoothly along the input axis Jin (the center axis of the input rod RDI) with respect to the housing HSG.
  • the first rack RKF is composed of two members, an input part Pin and an assisting part Pjs. This configuration is referred to as a “split configuration”.
  • the input portion Pin and the assisting portion Pjs are formed so as to be capable of mutual displacement along the input axis Jin.
  • An input rod RDI is fixed to the input portion Pin, and a first output rack gear Gfb is formed.
  • the first output rack gear Gfb is engaged with the output pinion gear PNO.
  • a first input rack gear Gfa is formed in the assisting portion Pjs, and the first input rack gear Gfa is engaged with the first pinion gear PNF. Accordingly, the rotational power of the first electric motor MTF is input to the assisting portion Pjs via the first pinion gear PNF.
  • the first output rack gear Gfb is located on the back side of the first input rack gear Gfa (opposite side across the input axis Jin).
  • the input rod RDI is fixed to the first rack RKF (in particular, the input part Pin). Accordingly, the output of the first electric motor MTF is converted from rotational motion to translational motion (movement in the parallel direction) via the power transmission mechanism (first pinion gear PNF, first rack RKF) and transmitted to the input rod RDI. Is done.
  • a step perpendicular to the input axis Jin is provided, and a pressure receiving surface Min facing the backward direction Hrf is formed.
  • the assisting portion Pjs is provided with a step perpendicular to the input axis Jin, and an assisting surface Mjs facing the forward direction Hff is formed.
  • the force Fjs of the advancing direction Hff is provided by the surface contact of the assistance surface Mjs and the pressure receiving surface Min.
  • the force Fjs acting on the input portion Pin from the assisting portion Pjs is referred to as “assistance force”.
  • the power transmission (that is, power transmission) between the input part Pin and the assisting part Pjs has directionality.
  • the assisting part Pjs transmits power to the input part Pin in the forward direction Hff, but does not transmit power to the backward direction Hrf.
  • the input part Pin transmits power to the assisting part Pjs in the backward direction Hrf but does not transmit power in the forward direction Hff.
  • the force is transmitted in the direction in which the assisting portion Pjs approaches the input portion Pin, but the force is not transmitted in the direction in which the assisting portion Pjs moves away from the input portion Pin.
  • the assisting force Fjs generated by the first electric motor MTF is transmitted in the forward direction Hff due to the configuration of the input part Pin and the assisting part Pjs, but the backward direction Hrf (forward) (The direction opposite to the direction Hff) is not transmitted.
  • the housing HSG is provided with a first stopper STF so as to prevent the first rack RKF from moving in the backward direction Hrf.
  • the assisting portion Pjs of the first rack RKF is pressed in the backward direction Hrf by the first rack elastic body SPF (for example, a compression spring).
  • the first rack elastic body SPF for example, a compression spring.
  • the first rack elastic body SPF is provided between the housing HSG and the assisting portion second end face Mjp of the assisting portion Pjs, and the first electric motor MTF is not energized, the assisting portion first of the assisting portion Pjs.
  • the end face Mje is pressed against the first stopper STF provided in the housing HSG.
  • the input portion Pin of the first rack RKF is pressed in the backward direction Hrf by the return elastic body SPI (for example, a compression spring).
  • a return elastic body SPI is provided between the housing HSG and the input portion second end face Mip of the input portion Pin.
  • “normal case” means “when the first electric motor MTF operates properly and its power can be generated”, and “the operation of the braking operation member BP is not sudden, and the first electric motor This is a case where the response of the MTF can sufficiently follow the operation ".
  • two rack gears Gsa and Gsb are formed in the second rack RKS.
  • the output pinion gear PNO is meshed with the first output rack gear Gfb of the first rack RKF and also meshed with the second output rack gear Gsb of the second rack RKS.
  • a second input rack gear Gsa is formed on the back side of the second output rack gear Gsb, separately from the second output rack gear Gsb.
  • the second input rack gear Gsa is engaged with the second pinion gear PNS. Accordingly, the output of the second electric motor MTS is converted from rotational motion to translational motion and transmitted to the output rod RDO via the power transmission mechanism (second pinion gear PNS, second rack RKS, output pinion gear PNO).
  • the housing HSG is provided with a second stopper STS so as to prevent the movement of the second rack RKS in the forward direction Hfs.
  • the second rack RKS is pressed in the forward direction Hfs by a second rack elastic body SPS (for example, a compression spring).
  • a second rack elastic body SPS is provided between the housing HSG and the first end face Msp of the second rack RKS.
  • this position is the initial position of the second rack RKS corresponding to the state where the braking operation member BP is not operated. Further, when the second electric motor MTS is not energized, the second rack RKS is moved in the forward direction Hfs by the second rack elastic body SPS, and the second end face Mse is pressed against the second stopper STS.
  • a regenerative stopper STR is provided in the housing HSG on the opposite side of the second stopper STS with respect to the second rack RKS so as to prevent the second rack RKS from moving in the backward direction Hrs.
  • the movement of the second rack RKS is limited to a predetermined displacement hrg by the second stopper STS and the regenerative stopper STR.
  • the range in which the second rack RKS can move is from its initial position (contact position with the second stopper STS corresponding to non-braking) to the predetermined displacement hrg.
  • the movement of the second rack RKS in the reverse direction Hrs corresponds to the regenerative cooperative control so as not to generate the friction braking force.
  • the vehicle deceleration that can be generated in the regenerative braking device EDS is determined based on the capacity of the generator MTD, the energization amount of the controller ECD, and the like. Even when the controller ECU or the second electric motor MTS has malfunctioned due to the displacement limit hrg, the friction braking force can be reliably generated with the operation of the braking operation member BP.
  • the output pinion gear PNO is fixed to the output rod RDO so as to be rotatable by the rotary shaft SFO.
  • the output rod RDO can move smoothly along the output axis Jot (center axis of the output rod RDO) with respect to the housing HSG.
  • the central axis Jin and the central axis Jot are separate axes that are parallel to each other, and are referred to as “different axis configurations”.
  • the first and second racks RKF, RKS and the output rod RDO can be smoothly moved along the center axis Jin (center axis Jot) with respect to the housing HSG. That is, in the differential mechanism DFR, the first and second racks RKF, RKS, and the output rod RDO can each move in parallel and linearly (in other words, relative movement can be prevented). Permissible).
  • the movement in the “reverse direction Hrf, Hrs, Hrp”, which is the direction opposite to the forward direction Hff, Hfs, Hfp, corresponds to a decrease in the hydraulic pressure Pwa of the wheel cylinder WC.
  • the rectilinear motion in the reverse direction corresponds to the rotational motion in the “reverse rotation directions Rrf, Rrs” of the first and second electric motors MTF, MTS.
  • the first electric motor MTF When the braking operation amount Bpa is increased and the input rod RDI is moved in the forward direction Hff (corresponding to the increase in the operation amount Bpa), the first electric motor MTF is driven in the forward rotation direction Rff. Thereby, the rotational power of the first electric motor MTF is transmitted to the assisting part Pjs of the first rack RKF via the first pinion gear PNF. Since the power from the assisting part Pjs to the input part Pin is transmitted in the forward direction Hff, the assisting part Pjs presses the input part Pin in the forward direction Hff.
  • the assisting force Fjs is generated when the output of the first electric motor MTF is transmitted to the input rod RDI by the transmission mechanism (first pinion gear PNF, first rack RKF).
  • the assisting force Fjs helps the driver to operate the braking operation member BP, and the operation force Fbp of the braking operation member BP is reduced. That is, the boost function can be achieved by the first electric motor MTF, the first pinion gear PNF, and the first rack RKF.
  • the movement of the input rod RDI in the forward direction Hff is transmitted to the output rod RDO via the input portion Pin of the first rack RKF and the output pinion gear PNO.
  • the output rod RDO also tends to move in the forward direction Hfp.
  • the movement of the output rod RDO depends on the movement (displacement) of the second rack RKS driven by the second electric motor MTS.
  • the driving electric motor (generator) MTD When the driving electric motor (generator) MTD generates the regenerative braking force Rga and the regenerative braking force Rga is sufficient for deceleration of the vehicle, it is not necessary to generate the friction braking force. Therefore, even if the input rod RDI is moved in the forward direction Hff by the braking operation member BP, the output rod RDO is not moved forward Hfp, and the generation of the brake fluid pressure is prevented. Specifically, the second electric motor MTS is driven in the reverse rotation direction Rrs, and the second rack RKS is moved in the reverse movement direction Hrs. As a result, power transmission from the first rack RKF is canceled out, so that the occurrence of displacement of the output rod RDO is avoided, and sufficient energy regeneration can be performed by the drive motor (generator) MTD.
  • a friction braking force (that is, an increase in the braking fluid pressure Pwa) is required.
  • the second electric motor MTS is stopped or driven in the forward direction Rfs, and the second rack RKS is stopped or moved in the forward direction Hfs.
  • the output rod RDO is moved in the forward direction Hfp, and the regenerative braking force and the friction braking force can be controlled in cooperation.
  • the second electric motor MTS is driven in the forward rotation direction Rfs, the output rod RDO is moved in the forward movement direction Hfp, and the friction braking force increases according to the braking operation amount Bpa. Is done.
  • the first electric motor MTF When the first electric motor MTF or the first drive circuit DRF is malfunctioning, the first electric motor MTF is not energized. Specifically, in the controller ECU, signals from each sensor (for example, the rotation angle of the first electric motor MTF and the current value of the first drive circuit DRF) are taken into consideration, and the first electric motor MTF and the first At least one malfunctioning state of the drive circuit DRF is determined. When the malfunction state is not determined (that is, when the first electric motor MTF and the first drive circuit DRF are in proper operation), the first electric motor MTF is energized, but when the malfunction condition is determined. The power supply to the first electric motor MTF is stopped. Therefore, in the malfunctioning state, the first electric motor MTF does not generate rotational power and does not generate the assisting force Fjs.
  • the first electric motor MTF When the first rack RKF has an integral structure, the first electric motor MTF is rotated by the movement of the first rack RKF as the input rod RDI moves. For this reason, the operating force Fbp of the braking operation member BP increases by the amount by which the first electric motor MTF is rotated. That is, the first electric motor MTF serves as a resistance for the braking operation.
  • the first rack RKF is divided into “two members Pin, Pjs, and the power transmission between the input portion Pin and the assisting portion Pjs is advanced from the assisting portion Pjs to the input portion Pin. A division configuration is adopted that is achieved only in the direction Hff and in the backward direction Hrf from the input part Pin to the assisting part Pjs.
  • the above-described divided configuration of the first rack RKF is effective even when the braking operation member BP is suddenly operated.
  • the output response of the first electric motor MTF is limited.
  • the response of the first electric motor MTF may not be in time, and the first electric motor MTF may become a resistance in the braking operation.
  • the first electric motor MTF is designed so as to cope with the situation, the first electric motor MTF is very large.
  • the first rack RKF has a divided configuration, even when the braking operation member BP is operated at a very high speed, the first electric motor MTF does not become a resistance, and suitable braking is performed. Operating characteristics can be ensured.
  • the first electric motor MTF is driven in the reverse direction Rrf. Further, the assisting portion Pjs is pressed in the backward direction Hrf by the first rack elastic body SPF, and the input portion Pin is pressed in the backward direction Hrf by the return elastic body SPI. If a malfunction occurs in the second electric motor MTS or the like while the braking operation member BP is being returned, the input portion Pin and the assisting portion Pjs are moved backward by the return elastic body SPI and the first rack elastic body SPF. It is moved in the direction Hrf.
  • the first rack RKF is in a state where both the “input portion Pin is in contact with the first stopper STF and the input portion Pin is in contact with the assisting portion Pjs” and the non-braking position (both “initial position”). Until it says).
  • the second electric motor MTS when at least one of the second electric motor MTS and the second drive circuit DRS is out of order, the second electric motor MTS is not energized.
  • the signals of each sensor for example, the rotation angle of the second electric motor MTS and the current value of the second drive circuit DRS
  • the second electric motor MTS and the second At least one malfunctioning state of the drive circuit DRS is determined.
  • the malfunction state is not determined (that is, when the second electric motor MTS and the second drive circuit DRS are in proper operation)
  • the second electric motor MTS is energized, but when the malfunction condition is determined. The power supply to the second electric motor MTS is stopped.
  • the second electric motor MTS is freely rotated and is not locked, so that the locked state of the second rack RKS cannot be maintained.
  • the moving amount of the output rod RDO may be reduced from a desired amount, and the increase of the hydraulic pressures Pma and Pmb of the master cylinder MC may be prevented.
  • the distance that the second rack RKS can move is within the range of the predetermined displacement hrg by the second stopper STS and the regeneration stopper STR (that is, the regeneration from the contact position with the second stopper STS).
  • the second rack RKS is in contact with the second stopper STS even when the second electric motor MTS is not energized (the initial position of the second rack RKS). ) Is maintained, the load at the time of mounting the second rack elastic body SPS can be set larger than the predetermined load fsx.
  • the predetermined load fsx is set based on the spring constant and the mounting height.
  • the second rack RKS is prevented from moving by applying an elastic force (load at the time of mounting) of the second rack elastic body SPS to the second rack RKS so as to counteract this force, and the second rack RKS is blocked by the second stopper. The state in contact with the STS is maintained.
  • the second rack RKS when the input rod RDI is moved in the forward direction Hff, the second rack RKS receives a force in the backward direction Hrs by the output pinion gear PNO.
  • the force in the forward direction Hfs by the second rack elastic body SPS is larger than the force in the reverse direction Hrs received from the output pinion gear PNO, the second rack RKS remains in contact with the second stopper STS.
  • the output rod RDO is moved in the forward direction Hfp, and the hydraulic pressures Pma and Pmb of the master cylinder MC are increased.
  • the output rod RDO receives a force in the reverse direction Hrp from the piston PNA, and the force in the reverse direction Hrs of the second rack RKS increases.
  • the operation amount Bpa reaches the predetermined amount bpx
  • the force in the reverse direction Hrs received from the output pinion gear PNO becomes larger than the force in the forward direction Hfs by the second rack elastic body SPS, and the second rack RKS is moved in the reverse direction. Moved to Hrs.
  • the predetermined amount bpx is set as a value corresponding to the deceleration (about 0.3 G) of the vehicle generated during general braking.
  • the contact state between the second rack RKS and the second stopper STS is maintained until the vehicle deceleration reaches a set value (for example, 0.3 G).
  • the two racks RKS and the second stopper STS are separated. Since the predetermined amount bpx is set as a value that does not easily occur in a general braking operation, the operation characteristics when the second electric motor MTS is malfunctioning can be ensured satisfactorily.
  • ⁇ Reciprocal relationship between input rod displacement Sri and braking fluid pressure Pwa> The relationship between the displacement Sri of the input rod RDI and the brake hydraulic pressure (hydraulic pressure of the wheel cylinder WC) Pwa will be described with reference to the characteristic diagram of FIG.
  • the brake fluid pressure Pwa is equal to the fluid pressures Pma and Pmb of the master cylinder MC detected by the first and second fluid pressure sensors PMA and PMB.
  • the input rod displacement Sri is a value corresponding to the operation displacement Sbp of the braking operation member BP. Therefore, the characteristic diagram represents the relationship of the brake fluid pressure Pwa to the operation amount Bpa of the brake operation member BP.
  • Characteristic CHa is the relationship of the brake fluid pressure Pwa to the input rod displacement Sri when the second rack RKS is always in contact with the second stopper STS. Due to the rigidity (spring constant) of the friction member MSB, caliper CP, etc., the braking fluid pressure Pwa is increased with the characteristic of “convex downward” with respect to the increase in the input rod displacement Sri.
  • the output rod displacement Sro and the brake fluid pressure Pwa have a one-to-one correspondence.
  • Characteristic CHb is the relationship between the input rod displacement Sri and the brake fluid pressure Pwa when the second rack elastic body SPS is not employed.
  • the input rod displacement Sri is increased from “0”
  • no elastic force is generated by the second rack elastic body SPS
  • the second rack RKS can freely move in the reverse direction Hrs. Is not increased and remains “0”.
  • the brake fluid pressure Pwa is increased from “0”.
  • the displacement srg of the input rod RDI is a value corresponding to the predetermined displacement hrg of the second rack RKS.
  • the specifications (module, number of teeth, etc.) of the first output rack gear Gfb and the output pinion gear PNO and the specifications of the second output rack gear Gsb and the output pinion gear PNO are known. For this reason, the displacement Sri of the input rod RDI and the displacement Sro of the output rod RDO correspond to each other.
  • the braking fluid pressure Pwa increases with the input rod displacement Sri in the characteristic CHb. Is increased by the characteristic of “convex downward”.
  • the shape of the characteristic CHb is due to the rigidity of the friction member MSB, caliper CP, etc., and the characteristic CHa translated by the displacement srg along the input rod displacement Sri corresponds to the characteristic CHb.
  • the relationship between the displacement Sri of the input rod RDI and the brake fluid pressure Pwa can be controlled in a region sandwiched between the characteristic CHa and the characteristic CHb.
  • the regenerative cooperative control can be adjusted so that the brake fluid pressure Pwa does not increase even if the input rod displacement Sri increases.
  • the second electric motor MTS when the power supply is malfunctioning, the second electric motor MTS is not energized and the rotational force of the second electric motor MTS is not generated.
  • the second rack elastic body SPS that applies a force in the forward direction Hfs to the second rack RKS so that the second rack RKS is not freely moved in the backward direction Hrs (for example, compression) Spring). Due to the second rack elastic body SPS, even in the case of a power failure or the like, the braking hydraulic pressure Pwa is generated according to the increase in the displacement Sri of the input rod RDI, and the deceleration of the vehicle can be ensured.
  • the movement of the second rack RKS is limited by the second stopper STS and the regenerative stopper STR. For this reason, even if the second electric motor MTS is not energized, the mutual relationship between the input rod displacement Sri and the brake fluid pressure Pwa is determined within a region sandwiched between the characteristics CHa and the characteristics CHb.
  • the second rack RKS is pressed in the forward direction Hfs by the second rack elastic body SPS. Therefore, the braking is not performed until the input rod displacement Sri is from “0” to the value ssp.
  • the hydraulic pressure Pwa is increased from “0” toward the value psp along the characteristic CHa.
  • the second rack RKS When the brake hydraulic pressure Pwa reaches the value psp, the second rack RKS is moved in the backward direction Hrs because the elastic force (load at the time of attachment) by the second rack elastic body SPS and the force received from the piston PNA are balanced.
  • the value ssp is referred to as “characteristic maintaining displacement”
  • the value psp is referred to as “characteristic maintaining hydraulic pressure”.
  • the brake fluid pressure Pwa increases from the value psq (> psp) along the characteristic CHb. Therefore, when the second electric motor MTS is not energized, the braking hydraulic pressure Pwa with respect to the input rod displacement Sri (that is, the braking operation amount Bpa) changes with the characteristic CHsp.
  • the brake fluid pressure Pwa value (characteristic maintenance fluid pressure) psp at which the second rack RKS starts to move can be set to be larger than a value corresponding to general braking (normal braking) that is not emergency braking. That is, the characteristic maintaining hydraulic pressure psp is set to exceed the value of the braking hydraulic pressure Pwa used during normal braking.
  • the characteristic maintenance fluid pressure psp is set as a value corresponding to about 0.3 G, which is a vehicle deceleration generated during general braking. In this case, the contact state between the second rack RKS and the second stopper STS is maintained by the elastic force of the second rack elastic body SPS until the deceleration of the vehicle becomes greater than 0.3G.
  • the characteristic maintaining hydraulic pressure psp is determined by the characteristic of the second rack elastic body SPS (that is, the load at the time of setting set based on the spring constant and the mounting height).
  • the characteristic maintaining displacement ssp and the characteristic maintaining hydraulic pressure psp are values corresponding to the predetermined amount bpx.
  • the characteristic maintenance hydraulic pressure psp is set to a value that cannot be reached by general braking (normal braking) (that is, an operation amount bpx that does not occur during normal braking). For this reason, at the time of power failure or the like, discontinuity of the brake hydraulic pressure Pwa hardly occurs with respect to the increase of the input rod displacement Sri (that is, the brake operation amount Bpa). As a result, discomfort to the driver can be reduced in the operation characteristics of the braking operation member BP.
  • the braking actuator BAC has the same effects as described above (a balance between the performance of the control device and fail-safe, and securing of a suitable braking operation characteristic when the power supply fails).
  • the disk-type braking device is exemplified as a device that applies a braking torque to the rotating member KT (that is, the wheel WH).
  • a drum type braking device drum brake
  • a brake drum is employed instead of the caliper CP.
  • the friction member is a brake shoe
  • the rotating member KT is a brake drum.
  • a diagonal type (also referred to as “X type”) is exemplified as the two systems of hydraulic circuits (configuration of braking piping).
  • a front-rear type also referred to as “H type” configuration may be employed.
  • the first fluid path HKA is fluidly connected to the front wheel cylinders WCfr, WCfl
  • the second fluid path HKB is fluidly connected to the rear wheel cylinders WCrr, WCrl.
  • the generator MTD In the first embodiment described above, an example in which an electric motor for driving is employed as the generator MTD has been described. However, as the generator MTD, one that does not function for driving and has only a power generation function may be employed. Even in this case, the generator MTD is mechanically connected to the wheel WH, and at the time of vehicle deceleration, the kinetic energy of the vehicle is regenerated as electric power. At this time, a regenerative braking force is applied to the wheel WH.
  • the three stoppers STF, STS, and STR are exemplified as being fixed to the housing HSG.
  • the stoppers STF, STS, STR may be any ones that can restrain the displacement of the first and second racks RKF, RKS. Therefore, at least one of the stoppers STF, STS, and STR can be fixed to other components instead of the housing HSG. Even in this case, the movement can be prevented by the stopper so that the racks RKF and RKS are not displaced.
  • the first pinion gear PNF is fixed to the output shaft Shf of the first electric motor MTF
  • the second pinion gear PNS is fixed to the rotation shaft Shs of the second electric motor MTS. It was. At least one of the first pinion gear PNF and the second pinion gear PNS can be mechanically connected to the rotation shafts (output shafts) Shf and Shs of the electric motors MTF and MTS via a reduction gear. Even in this case, the first pinion gear PNF is mechanically connected to the rotation shaft Shf of the first electric motor MTF, and the second pinion gear PNS is mechanically connected to the rotation shaft Shs of the second electric motor MTS.
  • the displacement of the second rack RKS is limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • the movement of the constituent members of the second transmission mechanism in the backward direction Hrs can be limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • Power is transmitted from the second electric motor MTS to the output rod RDO in the order of “PNS ⁇ Gsa ⁇ Gsb ⁇ PNO” by the second transmission mechanism.
  • the rotational displacement in the reverse direction Hrs (that is, the reverse direction Rrs) is limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • the differential mechanism DFR is formed by a rack and pinion mechanism (a conversion mechanism between rotational motion and linear motion).
  • a “circular gear called a pinion gear” and a “rack in which teeth (rack gear) are provided on a flat rod so as to mesh with the pinion gear” are combined.
  • the differential mechanism DFR includes “first and second pinion gears PNF and PNS”, “first and second racks RKF and RKS”, “input and output rods RDI and RDO”, and an output pinion gear PNO.
  • first and second pinion gears PNF and PNS”, “first and second racks RKF and RKS”, and output pinion gear PNO are output (power) of “first and second electric motors MTF and MTS”. ).
  • the differential mechanism DFR is composed of three transmission mechanisms.
  • the output of the first electric motor MTF is transmitted to the input rod RDI by the “first transmission mechanism”.
  • the combination (rack and pinion mechanism) of the first pinion gear PNF and the first input rack gear portion Gfa of the first rack RKF which will be described below, corresponds to the first transmission mechanism.
  • the output of the second electric motor MTS is transmitted to the output rod RDO by the “second transmission mechanism”.
  • the combination of the second pinion gear PNS and the second input rack gear part Gsa of the second rack RKS and the combination of the output pinion PNO and the second output rack gear part Gsb of the second rack RKS correspond to the second transmission mechanism.
  • the output of the input rod RDI is transmitted to the output rod RDO by the “third transmission mechanism”.
  • the combination of the output pinion gear PNO and the first output rack gear portion Gfb of the second rack RKF corresponds to the third transmission mechanism.
  • the relative movement between the input rod RDI and the output rod RDO is adjusted by the differential mechanism DFR.
  • the first and second electric motors MTF and MTS are fixed inside the housing HSG by the fixing member KTE.
  • a first pinion gear PNF is fixed to the output shaft portion Shf of the first electric motor MTF.
  • the second pinion gear PNS is fixed to the output shaft portion Shs of the second electric motor MTS.
  • a reduction gear may be provided in at least one of the intervals.
  • the connecting rod RDC is rotatably connected to the braking operation member BP by a clevis (U-shaped link).
  • the opposite side of the clevis portion is processed into a spherical shape and mechanically connected to the input rod RDI. That is, the input rod RDI and the braking operation member BP are mechanically connected via the connection rod RDC.
  • the braking operation member BP rotates at the attachment portion of the vehicle body BD, the rotation motion of the braking operation member BP is effectively converted into the linear motion of the input rod RDI by the connecting rod RDC.
  • the front end portion of the input rod RDI (the side opposite to the end portion connected to the braking operation member BP) is fixed to the first rack RKF.
  • the first rack RKF can move smoothly along the input axis Jin (the center axis of the input rod RDI) with respect to the housing HSG.
  • the first rack RKF is composed of two members, an input part Pin and an assisting part Pjs. This configuration is referred to as a “split configuration”.
  • the input portion Pin and the assisting portion Pjs are formed so as to be capable of mutual displacement along the input axis Jin.
  • An input rod RDI is fixed to the input portion Pin, and a first output rack gear Gfb is formed.
  • the first output rack gear Gfb is engaged with the output pinion gear PNO.
  • a first input rack gear Gfa is formed in the assisting portion Pjs, and the first input rack gear Gfa is engaged with the first pinion gear PNF. Accordingly, the rotational power of the first electric motor MTF is input to the assisting portion Pjs via the first pinion gear PNF.
  • the first output rack gear Gfb is located on the back side of the first input rack gear Gfa (opposite side across the input axis Jin).
  • the input rod RDI is fixed to the first rack RKF (in particular, the input part Pin). Accordingly, the output of the first electric motor MTF is converted from rotational motion to translational motion (movement in the parallel direction) via the power transmission mechanism (first pinion gear PNF, first rack RKF) and transmitted to the input rod RDI. Is done.
  • a step perpendicular to the input axis Jin is provided, and a pressure receiving surface Min facing the backward direction Hrf is formed.
  • the assisting portion Pjs is provided with a step perpendicular to the input axis Jin, and an assisting surface Mjs facing the forward direction Hff is formed.
  • the force Fjs of the advancing direction Hff is provided by the surface contact of the assistance surface Mjs and the pressure receiving surface Min.
  • the force Fjs acting on the input portion Pin from the assisting portion Pjs is referred to as “assistance force”.
  • the power transmission (that is, power transmission) between the input part Pin and the assisting part Pjs has directionality.
  • the assisting part Pjs transmits power to the input part Pin in the forward direction Hff, but does not transmit power to the backward direction Hrf.
  • the input part Pin transmits power to the assisting part Pjs in the backward direction Hrf but does not transmit power in the forward direction Hff.
  • the force is transmitted in the direction in which the assisting portion Pjs approaches the input portion Pin, but the force is not transmitted in the direction in which the assisting portion Pjs moves away from the input portion Pin.
  • the assisting force Fjs generated by the first electric motor MTF is transmitted in the forward direction Hff due to the configuration of the input part Pin and the assisting part Pjs, but the backward direction Hrf (forward) (The direction opposite to the direction Hff) is not transmitted.
  • the housing HSG is provided with a first stopper STF so as to prevent the first rack RKF from moving in the backward direction Hrf.
  • the assisting portion Pjs of the first rack RKF is pressed in the backward direction Hrf by the first rack elastic body SPF (for example, a compression spring).
  • the first rack elastic body SPF for example, a compression spring.
  • the first rack elastic body SPF is provided between the housing HSG and the assisting portion second end face Mjp of the assisting portion Pjs, and the first electric motor MTF is not energized, the assisting portion first of the assisting portion Pjs.
  • the end face Mje is pressed against the first stopper STF provided in the housing HSG.
  • the input portion Pin of the first rack RKF is pressed in the backward direction Hrf by the return elastic body SPI (for example, a compression spring).
  • a return elastic body SPI is provided between the housing HSG and the input portion second end face Mip of the input portion Pin.
  • “normal case” means “when the first electric motor MTF operates properly and its power can be generated”, and “the operation of the braking operation member BP is not sudden, and the first electric motor This is a case where the response of the MTF can sufficiently follow the operation ".
  • two rack gears Gsa and Gsb are formed in the second rack RKS.
  • the output pinion gear PNO is meshed with the first output rack gear Gfb of the first rack RKF and also meshed with the second output rack gear Gsb of the second rack RKS.
  • a second input rack gear Gsa is formed on the back side of the second output rack gear Gsb, separately from the second output rack gear Gsb.
  • the second input rack gear Gsa is engaged with the second pinion gear PNS. Accordingly, the output of the second electric motor MTS is converted from rotational motion to translational motion and transmitted to the output rod RDO via the power transmission mechanism (second pinion gear PNS, second rack RKS, output pinion gear PNO).
  • the second rack RKS is provided with an occlusion portion Pkg (a part of the second rack RKS).
  • a movement lock mechanism LOK (corresponding to a “lock mechanism”) that restricts the movement of the second rack RKS is configured by the engagement of the occlusal part Pkg and the claw part Tsu.
  • the movement lock mechanism LOK is configured by an occlusion portion Pkg of the second rack RKS and a solenoid SOL. Specifically, a plurality of locking grooves are formed in the occlusal portion Pkg so that the tip of the claw portion Tsu can enter.
  • a groove having a rectangular cross section having a surface perpendicular to the output axis Jot may be employed as the lock groove.
  • the claw Tsu of the solenoid SOL is separated from the occlusion Pkg by the attractive force generated when the solenoid SOL is excited.
  • the pawl portion Tsu is not locked in the locking groove of the occlusal portion Pkg, and the second rack RKS is capable of translational movement (referred to as “released state”).
  • the solenoid SOL when the solenoid SOL is not excited, the pawl portion Tsu is pushed toward the occlusal portion Pkg by the elastic body Slk (for example, a compression spring) of the solenoid SOL.
  • the movement of the second rack RKS is restrained (referred to as “locked state”) by the pawl portion Tsu fitting into the lock groove.
  • locked state the movement of the second rack RKS is restrained
  • the tip of the pawl portion Tsu has a rectangular cross section so as to match the lock groove of the occlusal portion Pkg.
  • the movement lock mechanism LOK is driven by the controller ECU.
  • the movement lock mechanism LOK “a locked state in which the movement of the second rack RKS is restrained” and “a released state in which the movement of the second rack RKS is allowed” are appropriately switched. Specifically, when the controller ECU energizes the second electric motor MTS, the movement lock mechanism LOK is released. On the other hand, when the controller ECU does not energize the second electric motor MTS (including a case where it cannot be energized due to power failure), the movement lock mechanism LOK is locked.
  • the lock state of the movement lock mechanism LOK is achieved when the solenoid SOL is not energized so that it can cope with the case where the power source that is the drive source of the actuator BAC is malfunctioning.
  • the housing HSG is provided with a second stopper STS so as to prevent the movement of the second rack RKS in the forward direction Hfs.
  • the second rack RKS is pressed in the forward direction Hfs by a second rack elastic body SPS (for example, a compression spring).
  • a second rack elastic body SPS is provided between the housing HSG and the first end face Msp of the second rack RKS.
  • this position is the initial position of the second rack RKS corresponding to the state where the braking operation member BP is not operated.
  • the second rack RKS is moved in the forward direction Hfs by the second rack elastic body SPS, and the second end face Mse is moved to the second stopper STS. Pressed.
  • a regenerative stopper STR is provided in the housing HSG on the opposite side of the second stopper STS with respect to the second rack RKS so as to prevent the second rack RKS from moving in the backward direction Hrs.
  • the movement of the second rack RKS is limited to a predetermined displacement hrg by the second stopper STS and the regenerative stopper STR.
  • the range in which the second rack RKS can move is from its initial position (contact position with the second stopper STS corresponding to non-braking) to the predetermined displacement hrg.
  • the movement of the second rack RKS in the reverse direction Hrs corresponds to the regenerative cooperative control so as not to generate the friction braking force.
  • the vehicle deceleration that can be generated in the regenerative braking device EDS is determined based on the capacity of the generator MTD, the energization amount of the controller ECD, and the like. Even when the controller ECU or the second electric motor MTS has malfunctioned due to the displacement limit hrg, the friction braking force can be reliably generated with the operation of the braking operation member BP.
  • the output pinion gear PNO is fixed to the output rod RDO so as to be rotatable by the rotary shaft SFO.
  • the output rod RDO can move smoothly along the output axis Jot (center axis of the output rod RDO) with respect to the housing HSG.
  • the central axis Jin and the central axis Jot are separate axes that are parallel to each other, and are referred to as “different axis configurations”.
  • the first and second racks RKF, RKS and the output rod RDO can be smoothly moved along the center axis Jin (center axis Jot) with respect to the housing HSG. That is, in the differential mechanism DFR, the first and second racks RKF, RKS, and the output rod RDO can each move in parallel and linearly (in other words, relative movement can be prevented). Permissible).
  • the movement in the “reverse direction Hrf, Hrs, Hrp”, which is the direction opposite to the forward direction Hff, Hfs, Hfp, corresponds to a decrease in the hydraulic pressure Pwa of the wheel cylinder WC.
  • the rectilinear motion in the reverse direction corresponds to the rotational motion in the “reverse rotation directions Rrf, Rrs” of the first and second electric motors MTF, MTS.
  • the first electric motor MTF When the first electric motor MTF or the first drive circuit DRF is malfunctioning, the first electric motor MTF is not energized. Specifically, in the controller ECU, signals from each sensor (for example, the rotation angle of the first electric motor MTF and the current value of the first drive circuit DRF) are taken into consideration, and the first electric motor MTF and the first At least one malfunctioning state of the drive circuit DRF is determined. When the malfunction state is not determined (that is, when the first electric motor MTF and the first drive circuit DRF are in proper operation), the first electric motor MTF is energized, but when the malfunction condition is determined. The power supply to the first electric motor MTF is stopped. Therefore, in the malfunctioning state, the first electric motor MTF does not generate rotational power and does not generate the assisting force Fjs.
  • the input unit Pin is moved with respect to the assisting unit Pjs by the RKF division configuration. Does not exert power. For this reason, the assisting part Pjs is not moved, and only the input part Pin is moved in the forward direction Hff. In this case, since the assisting portion Pjs is pressed by the first rack elastic body SPF, the assisting portion Pjs remains in a position where it comes into contact with the first stopper STF.
  • the first electric motor MTF When the first rack RKF has an integral structure, the first electric motor MTF is rotated by the movement of the first rack RKF as the input rod RDI moves. Accordingly, the operation force Fbp of the braking operation member BP increases by the amount that the first electric motor MTF is rotated. That is, the first electric motor MTF serves as a resistance for the braking operation.
  • the first rack RKF is divided into “two members Pin, Pjs, and the power transmission between the input portion Pin and the assisting portion Pjs is advanced from the assisting portion Pjs to the input portion Pin. A division configuration is adopted that is achieved only in the direction Hff and in the backward direction Hrf from the input part Pin to the assisting part Pjs.
  • the second electric motor MTS When at least one of the second electric motor MTS and the second drive circuit DRS is in a malfunctioning state, the second electric motor MTS is not energized, as in the case of the first electric motor MTF and the like.
  • the signals of each sensor for example, the rotation angle of the second electric motor MTS and the current value of the second drive circuit DRS
  • the second electric motor MTS and the second At least one malfunctioning state of the drive circuit DRS is determined.
  • the malfunction state that is, when the second electric motor MTS and the second drive circuit DRS are in proper operation
  • the second electric motor MTS is energized, but when the malfunction condition is determined. The power supply to the second electric motor MTS is stopped.
  • the second electric motor MTS In the malfunction state of the second electric motor MTS or the like, the second electric motor MTS is freely rotated and is not locked. For this reason, the locked state of the second rack RKS is not maintained, and the second rack RKS can be moved in the backward direction Hrs. As a result, the amount of movement of the output rod RDO is reduced from the desired amount, and the increase of the hydraulic pressures Pma and Pmb of the master cylinder MC can be prevented.
  • the distance that the second rack RKS can move is within the range of the predetermined displacement hrg by the second stopper STS and the regeneration stopper STR (that is, the regeneration from the contact position with the second stopper STS).
  • a movement lock mechanism LOK is provided for switching between “a locked state in which the movement of the second rack RKS is restricted” and “a released state in which the movement of the second rack RKS is allowed”.
  • the controller ECU determines that the control device is in the proper state, the movement lock mechanism LOK has achieved the release state.
  • a signal (control flag) FLsl for exciting the solenoid SOL is set to “1”.
  • the controller ECU drives the solenoid SOL and generates a force against the solenoid elastic body Slk.
  • the controller ECU determines that a malfunctioning state (at least one malfunctioning state of the second electric motor MTS and the second drive circuit DRS) in which the operation of the control device is not appropriate, the movement is performed.
  • the lock mechanism LOK is locked and the movement of the second rack RKS is restricted.
  • the drive signal (control flag) FLsl of the solenoid SOL is determined to be “0”. In other words, the control flag FLsl is changed from “1” to “0” at the time when the device malfunction is determined (calculation cycle).
  • the controller ECU stops energization of the solenoid SOL, and the suction force of the solenoid SOL is not generated.
  • the claw portion Tsu is pushed toward the occlusion portion Pkg by the solenoid elastic body Slk built in the solenoid SOL, and the engagement between the claw portion Tsu and the occlusion portion Pkg (particularly, the rectangular lock groove) is achieved.
  • the movement of the second rack RKS is restricted by the movement lock mechanism LOK, and the second rack RKS is not moved in the backward direction Hrs or the forward direction Hfs.
  • the second rack RKS When the input rod RDI is moved in the forward direction Hff, the second rack RKS receives a force in the reverse direction Hrs by the output pinion gear PNO. However, the second rack RKS is not moved in the backward direction Hrs due to the locked state of the movement lock mechanism LOK. As a result, the output rod RDO is moved in the forward direction Hfp, and the hydraulic pressures Pma and Pmb of the master cylinder MC are increased. Since the movement of the second rack RKS in the backward direction Hrs is restrained by the movement lock mechanism LOK when the apparatus malfunctions, including when the power supply fails, the liquid in the master cylinder MC can be efficiently operated by operating the braking operation member BP. Pressures Pma, Pmb can be generated.
  • a third embodiment of the differential mechanism DFR will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
  • a rectangular cross-section groove having a surface perpendicular to the output axis Jot is adopted as the plurality of lock grooves of the occlusal portion Pkg, and the second rack is in the locked state of the movement lock mechanism LOK.
  • the RKS is constrained in the forward direction Hfs and the reverse direction Hrs, and is not moved at all along the output axis Jot.
  • the movement of the second rack RKS is directional in the locked state of the movement lock mechanism LOK (corresponding to the “lock mechanism”).
  • one of the two surfaces not parallel to the output axis Jot is a slope.
  • the first surface of the lock groove is perpendicular to the output axis Jot, is closer to the second stopper STS, and faces the backward direction Hrs. Therefore, the movement of the second rack RKS in the backward direction Hrs is restricted by the first surface of the lock groove.
  • the second surface of the lock groove (the side away from the second stopper STS) faces the first surface of the lock groove.
  • the second surface is not perpendicular to the output axis Jot but has an inclination. That is, the second surface of the lock groove is formed as an inclined surface.
  • the tip of the pawl Tsu is formed in a shape having an inclined surface so as to coincide with the first surface and the second surface of the lock groove.
  • the second rack RKS is pushed in the forward direction Hfs by the second rack elastic body SPS even in a state where the claw portion Tsu is fitted in the lock groove (that is, in the locked state).
  • the claw Tsu slides over the second surface of the lock groove, disengages the lock groove, and fits into the adjacent lock groove.
  • the second rack elastic body SPS has the second end face Mse formed by the second surface of the lock groove and the inclined surface of the claw Tsu corresponding thereto. 2 Moves in the forward direction Hfs until it contacts the stopper STS.
  • the pawl portion Tsu is immediately locked.
  • the groove is bitten.
  • the second rack RKS is pressed by the elastic force of the second rack elastic body SPS and returned to the initial position of the second rack RKS while the movement lock mechanism LOK is engaged.
  • a fourth embodiment of the differential mechanism DFR will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
  • the movement of the second rack RKS in the backward direction Hrs is restrained by the movement lock mechanism LOK driven by the solenoid SOL.
  • a self-locking mechanism SLK (lock mechanism") having a direction of power transmission is used. Equivalent) is adopted.
  • a male screw Onj is formed on the output shaft Shs of the second electric motor MTS.
  • a female thread Mnj is formed in the second rack RKS so as to be screwed with the male thread Onj.
  • a self-locking mechanism SLK (specifically, a trapezoidal screw mechanism) is configured by the male screw Onj and the female screw Mnj.
  • the self-locking mechanism SLK has a self-locking function and can transmit power from the second electric motor MTS to the second rack RKS, but cannot transmit power from the second rack RKS to the second electric motor MTS. That is, in the self-locking mechanism SLK, the positive efficiency when converting from rotation to a straight line is greater than “0”. However, the reverse efficiency when converting from a straight line to a rotation is “0”.
  • the self-locking mechanism of the self-locking mechanism SLK is mechanically set according to the specifications of the trapezoidal screw (lead, contact angle, friction coefficient, etc.).
  • the second electric motor MTS When the second electric motor MTS is not energized, such as when the power fails, the movement of the second rack RKS is restricted by the self-locking mechanism SLK. That is, the second rack RKS is not moved in either the forward direction Hfs or the reverse direction Hrs. Therefore, when the second electric motor MTS is not energized, if the input rod RDI is moved in the forward direction Hff, the output rod RDO is moved in the forward direction Hfp, and the hydraulic pressures Pma and Pmb of the master cylinder MC are increased.
  • the self-locking mechanism SLK By the self-locking mechanism SLK, the operation of the braking operation member BP can be efficiently converted into the hydraulic pressures Pma and Pmb of the master cylinder MC when the device malfunctions including the time of power failure.
  • the second electric motor MTS is not rotated by the movement of the second rack RKS, and therefore the second rack elastic body SPS (the elastic member for returning the initial position) is omitted.
  • a worm gear mechanism can be adopted as the self-locking mechanism SLK.
  • the worm gear mechanism includes a worm (screw gear) and a worm wheel (helical gear).
  • the output shaft Shs of the second electric motor MTS is connected to the worm, and the second rack RKS is connected to the worm wheel.
  • the self-locking function of the worm gear mechanism (power transmission from the worm wheel side to the worm side is impossible) is set by reducing the advance angle of the worm groove.
  • a rotation / linear motion conversion mechanism for example, a screw mechanism that converts the rotational motion of the worm wheel into the linear motion of the second rack RKS is provided.
  • the braking actuator BAC has the same effects as described above (a balance between the performance of the control device and fail-safe, and securing of a suitable braking operation characteristic when the power supply fails).
  • the disk-type braking device is exemplified as a device that applies braking torque to the rotating member KT (that is, the wheel WH).
  • a drum type braking device drum brake
  • a brake drum is employed instead of the caliper CP.
  • the friction member is a brake shoe
  • the rotating member KT is a brake drum.
  • the diagonal type (also referred to as “X type”) is exemplified as the two systems of hydraulic circuits (configuration of the brake piping).
  • a front-rear type also referred to as “H type” configuration may be employed.
  • the first fluid path HKA is fluidly connected to the front wheel cylinders WCfr, WCfl
  • the second fluid path HKB is fluidly connected to the rear wheel cylinders WCrr, WCrl.
  • the generator MTD examples in which an electric motor for driving is adopted as the generator MTD have been described.
  • the generator MTD one that does not function for driving and has only a power generation function may be employed. Even in this case, the generator MTD is mechanically connected to the wheel WH, and at the time of vehicle deceleration, the kinetic energy of the vehicle is regenerated as electric power. At this time, a regenerative braking force is applied to the wheel WH.
  • the three stoppers STF, STS, and STR are exemplified as being fixed to the housing HSG.
  • the stoppers STF, STS, STR may be any ones that can restrain the displacement of the first and second racks RKF, RKS. Therefore, at least one of the stoppers STF, STS, and STR can be fixed to other components instead of the housing HSG. Even in this case, the movement can be prevented by the stopper so that the racks RKF and RKS are not displaced.
  • the first pinion gear PNF is fixed to the output shaft Shf of the first electric motor MTF, and the second pinion gear PNS is fixed to the rotation shaft Shs of the second electric motor MTS. It was. At least one of the first pinion gear PNF and the second pinion gear PNS can be mechanically connected to the rotation shafts (output shafts) Shf and Shs of the electric motors MTF and MTS via a reduction gear. Even in this case, the first pinion gear PNF is mechanically connected to the rotation shaft Shf of the first electric motor MTF, and the second pinion gear PNS is mechanically connected to the rotation shaft Shs of the second electric motor MTS.
  • the displacement of the second rack RKS is limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • the movement of the constituent members of the second transmission mechanism in the backward direction Hrs can be limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • Power is transmitted from the second electric motor MTS to the output rod RDO in the order of “PNS ⁇ Gsa ⁇ Gsb ⁇ PNO” by the second transmission mechanism.
  • the rotational displacement in the reverse direction Hrs (that is, the reverse direction Rrs) is limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • the first rack RKF of the differential mechanism DFR will be described with reference to FIG.
  • the first rack RKF is composed of two members Pin and Pjs. This configuration is referred to as a “split configuration”.
  • FIG. 8A shows a case where the first electric motor MTF operates properly and the input part Pin and the assisting part Pjs are moved together.
  • FIG. 8B shows a case where the operation of the first electric motor MTF is inappropriate and only the input part Pin is moved.
  • the input part Pin has two surfaces Mia and Mib parallel to the input axis Jin (center line of the input rod RDI).
  • the distance between the input portion front half surface Mia and the input axis Jin is shorter than the distance between the input portion rear half surface Mib and the input axis Jin. That is, the input portion front half surface Mia is closer to the input axis Jin than the input portion rear half surface Mib, and there is a step at the boundary between the input portion front half surface Mia and the input portion rear half surface Mib to form the pressure receiving surface Min.
  • the pressure receiving surface Min faces the backward direction Hrf.
  • the input rod RDI is fixed to one end (input unit first end surface) Mie of the end surface (surface orthogonal to the input axis Jin) of the input unit Pin.
  • a return elastic body SPI is provided on the other end face (input section second end face) Mip opposite to the input section first end face Mie, and is pressed by the return elastic body SPI.
  • the assisting part Pjs has two surfaces Mja and Mjb parallel to the input axis Jin.
  • the distance between the front half surface Mja of the assisting portion and the input axis Jin is shorter than the distance between the rear half surface Mjb of the assisting portion and the input axis Jin. That is, the assisting portion front half surface Mja is closer to the input axis Jin than the assisting portion latter half surface Mjb, and there is a step at the boundary between the assisting portion first half surface Mja and the assisting portion latter half surface Mjb, and the assisting surface Mjs is formed.
  • the assisting surface Mjs faces the forward direction Hff.
  • the assisting surface Mjs of the assisting portion Pjs contacts the pressure receiving surface Min of the input portion Pin on the surface.
  • the pressure receiving surface Min and the assisting surface Mjs are orthogonal to the input axis Jin.
  • One of the end surfaces of the assisting portion Pjs (surface orthogonal to the input axis Jin) (the assisting portion first end surface) Mje can contact the first stopper STF.
  • a first rack elastic body SPF is provided on the other end face (assistance portion second end face) Mjp opposite to the assisting portion first end face Mje, and is pressed by the first rack elastic body SPF.
  • the transmission of force between the input portion Pin and the assisting portion Pjs is performed by surface contact between the pressure receiving surface Min and the assisting surface Mjs. Since the pressure receiving surface Min faces the backward direction Hrf and the assisting surface Mjs faces the forward direction Hff, force transmission has directionality. Specifically, the force is transmitted in the direction in which the pressure receiving surface Min and the assisting surface Mjs approach each other, but the force is not transmitted in the direction in which the pressure receiving surface Min and the assisting surface Mjs separate from each other. Accordingly, the assisting portion Pjs transmits power to the input portion Pin in the forward direction Hff, and the input portion Pin transmits power to the assisting portion Pjs in the backward direction Hrf. On the other hand, the assisting part Pjs does not transmit power in the backward direction Hrf to the input part Pin, and the input part Pin does not transmit power in the forward direction Hff to the assisting part Pjs.
  • the operation of the first electric motor MTF is appropriate.
  • the operation of the braking operation member BP that is, the braking operation amount Bpa
  • the input portion Pin is moved in the forward direction Hff by the input rod RDI.
  • the assisting portion Pjs is moved in the forward direction Hff by the first pinion gear PNF by the first electric motor MTF driven based on the operation amount Bpa.
  • the rotational power of the first electric motor MTF is applied from the assisting surface Mjs to the pressure receiving surface Min and acts as the assisting force Fjs.
  • the driver's operating force Fbp is adjusted to be reduced by the assisting force Fjs.
  • the pressure receiving surface Min and the assisting surface Mjs are formed as a plane perpendicular to the input axis Jin
  • the assisting force Fjs is transmitted along the input axis Jin, so that the transmission efficiency is high. .
  • the input rod RDI When the operation of the braking operation member BP is reduced, the input rod RDI is pulled back by the pedal return spring SPB. The input part Pin is moved in the backward direction Hrf by the input rod RDI. Further, the assisting portion Pjs is moved in the backward direction Hrf by the first electric motor MTF while maintaining the assisting force Fjs.
  • the pressure receiving surface Min and the assisting surface Mjs can be brought into contact with each other, and the assisting portion first end surface Mje can be brought into contact with the first stopper STF.
  • the power from the first electric motor MTF to the input rod RDI is transmitted in the forward direction Hff, but the backward direction Hrf (forward direction). It is not transmitted in the opposite direction to Hff.
  • the assisting portion Pjs has an assisting surface Mjs that faces the forward direction Hff
  • the input portion Pin has a pressure receiving surface Min that faces the backward direction Hrf. Therefore, the force from the assisting surface Mjs to the pressure receiving surface Min is applied in the forward direction Hff by surface contact between the assisting surface Mjs and the pressure receiving surface Min.
  • the assisting surface Mjs is separated from the pressure receiving surface Min, the assisting surface Mjs is not applied in the backward direction Hrf. For this reason, the first electric motor MTF is not rotated by the input rod RDI in a malfunctioning state of the first electric motor MTF. For this reason, the driver's operating force Fbp is not consumed for rotating the first electric motor MTF. As a result, it is possible to suppress the operation force Fbp from being unnecessarily increased when the first electric motor MTF or the like is malfunctioning.
  • the divided configuration of the first rack RKF has the same effect even when the braking operation member BP is suddenly operated.
  • the braking operation member BP is operated very quickly, the surface contact between the input portion Pin and the assisting portion Pjs is released. For this reason, even in the case of a very fast braking operation, it is possible to avoid the first electric motor MTF from becoming a resistance and to ensure good operating characteristics.
  • the disk-type braking device is exemplified as a device that applies the braking torque to the rotating member KT (that is, the wheel WH).
  • a drum type braking device drum brake
  • a brake drum is employed instead of the caliper CP.
  • the friction member is a brake shoe
  • the rotating member KT is a brake drum.
  • a diagonal type (also referred to as “X type”) is exemplified as the two systems of hydraulic circuits (configuration of the braking pipe).
  • a front-rear type (also referred to as “H type”) configuration may be employed.
  • the first fluid path HKA is fluidly connected to the front wheel cylinders WCfr, WCfl
  • the second fluid path HKB is fluidly connected to the rear wheel cylinders WCrr, WCrl.
  • the generator MTD an electric motor for driving is adopted as the generator MTD.
  • the generator MTD one that does not function for driving and has only a power generation function may be employed. Even in this case, the generator MTD is mechanically connected to the wheel WH, and at the time of vehicle deceleration, the kinetic energy of the vehicle is regenerated as electric power. At this time, a regenerative braking force is applied to the wheel WH.
  • the three stoppers STF, STS, and STR are illustrated as being fixed to the housing HSG.
  • the stoppers STF, STS, STR may be any ones that can restrain the displacement of the first and second racks RKF, RKS. Therefore, at least one of the stoppers STF, STS, and STR can be fixed to other components instead of the housing HSG. Even in this case, the movement can be prevented by the stopper so that the racks RKF and RKS are not displaced.
  • the first pinion gear PNF is fixed to the output shaft Shf of the first electric motor MTF
  • the second pinion gear PNS is fixed to the rotation shaft Shs of the second electric motor MTS.
  • At least one of the first pinion gear PNF and the second pinion gear PNS can be mechanically connected to the rotation shafts (output shafts) Shf and Shs of the electric motors MTF and MTS via a reduction gear.
  • the first pinion gear PNF is mechanically connected to the rotation shaft Shf of the first electric motor MTF
  • the second pinion gear PNS is mechanically connected to the rotation shaft Shs of the second electric motor MTS.
  • the displacement of the second rack RKS is limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • the movement of the constituent members of the second transmission mechanism in the backward direction Hrs can be limited within the range of the predetermined displacement hrg.
  • Power is transmitted from the second electric motor MTS to the output rod RDO in the order of “PNS ⁇ Gsa ⁇ Gsb ⁇ PNO” by the second transmission mechanism.
  • the rotational displacement in the reverse direction Hrs (that is, the reverse direction Rrs) is limited within the range of the predetermined displacement hrg.

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Abstract

制動制御装置は、マスタシリンダMCからホイールシリンダWCに制動液を圧送することによって、車輪WHに制動力を発生する。制動制御装置には、入力ロッドRDI、出力ロッドRDO、第1、第2電気モータMTF、MTS、及び、差動機構DFRを形成する第1、第2ラックRKF、RKSが備えられる。第1、第2電気モータMTF、MTSの出力が制御されることによって、入力ロッドRDIの操作力Fbpと出力ロッドRDOの変位Sroとが独立して制御される。ここで、第2ラックRKSでは、マスタシリンダ液圧の減少に対応する後退方向Hrsの動きが、2つのストッパSTS、STRによって、所定変位hrgの範囲内に制限されている。

Description

車両の制動制御装置
 本発明は、車両の制動制御装置に関する。
 特許文献1には、「ブレーキ操作部材(10)と;第1ピストン-シリンダユニット(12)であって、少なくとも規定された最小操作量だけ操作されたブレーキ操作部材(10)によって第1ピストン-シリンダユニット(12)の第1ピストン(14)が変位可能であり、これにより、ピストン-シリンダユニット(12)の第1内圧が増大可能となるように、ブレーキ操作部材(10)を配置した第1ピストン-シリンダユニット(12)と;少なくとも1つのホイールブレーキシリンダであって、第1ピストン-シリンダユニット(12)内の増大された第1内圧によって少なくとも1つのホイールブレーキシリンダのブレーキ圧が増大可能となるように第1ピストン-シリンダユニット(12)と液圧接続された少なくとも1つのホイールブレーキシリンダと;第1ブレーキブースタ(24)と;を備える車両のためのブレーキシステムにおいて、第2ピストン-シリンダユニット(26)であって、第1ブレーキブースタ(24)によって第2ピストン-シリンダユニット(26)の第2ピストン(28)が変位可能であり、これにより、第2ピストン-シリンダユニット(26)内の第2内圧が増大可能となるように第1ブレーキブースタ(24)を第2ピストン-シリンダユニット(26)に配置し、第2ピストン-シリンダユニット(26)内の増大された第2内圧によって少なくとも1つのホイールブレーキシリンダのブレーキ圧が増大可能となるように少なくとの1つのホイールブレーキシリンダを液圧接続した第2ピストン-シリンダユニット(26)を備える」ことが記載されている。
 特許文献1には、回生ブレーキと協調して制動を行うために、2つの電気モータによって駆動される、2つのピストン-シリンダユニットにて構成された制動制御装置について記載されている。この装置には、2つのピストン-シリンダユニットが設けられるため、装置全体の小型化が困難である。従って、制動制御装置には、小型化され得て、更にフェールセーフが確保され得るものが望まれている。
特表2013-532604号公報
 本発明の目的は、回生ブレーキと協調して制御可能な制動制御装置において、小型化され得て、更に装置不調時のフェイルセーフが確保され得るものを提供することである。
 本発明に係る車両の制動制御装置は、車両の制動操作部材(BP)の操作に応じて、マスタシリンダ(MC)からホイールシリンダ(WC)に制動液を圧送して、前記車両の車輪(WH)に制動トルクを発生する。車両の制動制御装置は、前記制動操作部材(BP)に接続された入力ロッド(RDI)と、前記入力ロッド(RDI)の中心軸線(Jin)と平行に移動可能であり、前記マスタシリンダ(MC)内のピストン(PNA)を押圧する出力ロッド(RDO)と、前記入力ロッド(RDI)に対して助勢力(Fjs)を発生する第1電気モータ(MTF)と、前記出力ロッド(RDO)の変位(Sro)を調整する第2電気モータ(MTS)と、「前記第1電気モータ(MTF)の出力を前記入力ロッド(RDI)に伝達する第1伝達機構(PNF&Gfa)、前記第2電気モータ(MTS)の出力を前記出力ロッド(RDO)に伝達する第2伝達機構(PNS&Gsa、PNO&Gsb)、及び、前記入力ロッド(RDI)の出力を前記出力ロッド(RDO)に伝達する第3伝達機構(PNO&Gfb)にて構成され、前記入力ロッド(RDI)と前記出力ロッド(RDO)との間の相対的な動きを調整する差動機構(DFR)」と、前記第1電気モータ(MTF)、及び、前記第2電気モータ(MTS)を制御して、前記入力ロッド(RDI)に作用する操作力(Fbp)と前記変位(Sro)とを独立して制御するコントローラ(ECU)と、を備える。そして、前記第2伝達機構(PNS&Gsa、PNO&Gsb)では、前記マスタシリンダ(MC)内の液圧(Pma、Pmb)の減少に対応する後退方向(Hrs)の動きが、所定変位(hrg)の範囲内に制限されるよう構成される。
 本発明に係る車両の制動制御装置は、前記制動操作部材(BP)に接続された入力ロッド(RDI)と、前記入力ロッド(RDI)の中心軸線(Jin)と平行に移動可能であり、前記マスタシリンダ(MC)内のピストン(PNA)を押圧する出力ロッド(RDO)と、前記入力ロッド(RDI)に対する助勢力(Fjs)を発生する第1電気モータ(MTF)と、前記出力ロッド(RDO)の変位(Sro)を調整する第2電気モータ(MTS)と、前記第1電気モータ(MTF)に接続された第1ピニオンギヤ(PNF)と、前記第2電気モータ(MTS)に接続された第2ピニオンギヤ(PNS)と、前記第1ピニオンギヤ(PNF)に咬み合う第1入力ラックギヤ部(Gfa)、及び、該第1入力ラックギヤ部(Gfa)とは異なる第1出力ラックギヤ部(Gfb)を有する第1ラック(RKF)と、前記第2ピニオンギヤ(PNS)に咬み合う第2入力ラックギヤ部(Gsa)、及び、該第2入力ラックギヤ部(Gsa)とは異なる第2出力ラックギヤ部(Gsb)を有する第2ラック(RKS)と、前記出力ロッド(RDO)に回転可能に支持され、前記第1出力ラックギヤ部(Gfb)、及び、前記第2出力ラックギヤ部(Gsb)に咬み合う出力ピニオンギヤ(PNO)と、前記第1電気モータ(MTF)、及び、前記第2電気モータ(MTS)を制御して、前記入力ロッド(RDI)に作用する操作力(Fbp)と前記変位(Sro)とを独立して制御するコントローラ(ECU)と、を備える。そして、前記第2ラック(RKS)では、前記マスタシリンダ(MC)内の液圧(Pma、Pmb)の減少に対応する後退方向(Hrs)の移動が、所定変位(hrg)の範囲内に制限されるよう構成される。
 電源が失陥した場合、運転者が制動操作部材BPを操作して、マスタシリンダMCのピストンPNAを前進(液圧増加に対応する移動方向)させるようとすると、第2電気モータMTSが回転され、ピストンPNAの前進が妨げられることが発生し得る。上記構成によれば、第2伝達機構の後退方向Hrsの動きが、所定変位hrgの範囲内に制限されているため、第2電気モータMTSのフリー回転による影響が最低限に抑えられ得る。
 本発明に係る第2の車両の制動制御装置は、車両の制動操作部材(BP)の操作に応じて、マスタシリンダ(MC)からホイールシリンダ(WC)に制動液を圧送して、前記車両の車輪(WH)に制動トルクを発生する。車両の制動制御装置は、前記制動操作部材(BP)に接続された入力ロッド(RDI)と、前記入力ロッド(RDI)の中心軸線(Jin)と平行に移動可能であり、前記マスタシリンダ(MC)内のピストン(PNA)を押圧する出力ロッド(RDO)と、前記入力ロッド(RDI)に対して助勢力(Fjs)を発生する第1電気モータ(MTF)と、前記出力ロッド(RDO)の変位(Sro)を調整する第2電気モータ(MTS)と、「前記第1電気モータ(MTF)の出力を前記入力ロッド(RDI)に伝達する第1伝達機構(PNF&Gfa)、前記第2電気モータ(MTS)の出力を前記出力ロッド(RDO)に伝達する第2伝達機構(PNS&Gsa、PNO&Gsb)、及び、前記入力ロッド(RDI)の出力を前記出力ロッド(RDO)に伝達する第3伝達機構(PNO&Gfb)にて構成され、前記入力ロッド(RDI)と前記出力ロッド(RDO)との間の相対的な動きを調整する差動機構(DFR)」と、前記第1電気モータ(MTF)、及び、前記第2電気モータ(MTS)を制御して、前記入力ロッド(RDI)に作用する操作力(Fbp)と前記変位(Sro)とを独立して制御するコントローラ(ECU)と、前記第2電気モータ(MTS)に通電が行われない場合に、前記第2伝達機構(PNS&Gsa、PNO&Gsb)の前記マスタシリンダ(MC)内の液圧(Pma、Pmb)の減少に対応する後退方向(Hrs)の動きを拘束するロック機構(LOK、SLK)と、を備える。
本発明に係る車両の制動制御装置の実施形態を示す全体構成図である。 電気モータMTF、MTSの駆動処理を説明するための制御フロー図である。 制動アクチュエータBACの差動機構DFRの第1の実施形態を説明するための概略図である。 入力ロッドRDIの変位Sriと制動液圧Pwaとの関係を説明するための特性図である。 差動機構DFRの第2の実施形態を説明するための概略図である。 差動機構DFRの第3の実施形態を説明するための概略図である。 差動機構DFRの第4の実施形態を説明するための概略図である。 差動機構DFRの第1ラックRKFを説明するための概略図である。
<構成部材等の記号、記号末尾の添字、及び、移動方向>
 本発明に係る車両の制動制御装置の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明において、「ECU」等の如く、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。また、各種記号の末尾に付された添字(「fr」等)は、それが何れの車輪に関するかを示す包括記号である。具体的には、「fr」は右前輪、「fl」は左前輪、「rr」は右後輪、「rl」は左後輪を示す。例えば、各ホイールシリンダにおいて、右前輪ホイールシリンダWCfr、左前輪ホイールシリンダWCfl、右後輪ホイールシリンダWCrr、及び、左後輪ホイールシリンダWCrlと表記される。
 各構成要素の移動方向(特に、直線運動)において、「前進方向」は、ホイールシリンダWCの液圧Pwaが上昇し、車輪WHの制動トルクが増加される方向に相当する。逆に、「後退方向」は、ホイールシリンダWCの液圧Pwaが下降し、車輪WHの制動トルクが減少される方向に対応する。また、回転運動する構成要素においては、「正転方向」が、ホイールシリンダWCの液圧Pwaが上昇し、車輪WHの制動トルクが増加される方向に対応する。一方、「逆転方向」は、ホイールシリンダWCの液圧Pwaが下降し、車輪WHの制動トルクが減少される方向に相当する。従って、各構成要素が組み付けられた状態では、「前進方向」と「正転方向」とが対応し、「後退方向」と「逆転方向」とが対応する。
<本発明に係る制動制御装置の実施形態>
 図1の全体構成図を参照して、本発明に係る制動制御装置の実施形態を備えた車両について説明する。車両には、電気駆動装置EDS、制動操作部材BP、操作量センサBPA、制動アクチュエータ(単に、「アクチュエータ」ともいう)BAC、電子制御ユニット(「コントローラ」ともいう)ECU、タンデムマスタシリンダ(単に、「マスタシリンダ」ともいう)MC、及び、流体路(制動配管)HKA、HKB(単に、「HK」とも表記)が備えられる。
 車両の各々の車輪WHfr、WHfl、WHrr、WHrl(単に、「WH」とも表記)には、ブレーキキャリパCPfr、CPfl、CPrr、CPrl(単に、「キャリパ」とも称呼され、「CP」とも表記)、ホイールシリンダWCfr、WCfl、WCrr、WCrl(単に、「WC」とも表記)、及び、回転部材KTfr、KTfl、KTrr、KTrl(単に、「KT」とも表記)が備えられる。マスタシリンダMC、流体路HK(HKA、HKBの総称)、及び、ホイールシリンダWCは、液密状態にされている。
≪電気駆動装置EDS≫
 車両には電気駆動装置EDSが備えられる。即ち、車両は、電気自動車、又は、ハイブリッド自動車である。電気駆動装置EDSは、駆動用電気モータMTDと駆動用電子制御ユニットECDとで構成される。例えば、車両の前方車輪WHfr、WHflに、駆動用電気モータMTDが、ドライブシャフトDSを介して備えられる。車両は、所謂、前輪駆動である。
 車両が加速される場合には、駆動用の電気モータ(単に、「駆動モータ」ともいう)MTDは、電気モータとして機能し、前輪WHfr、WHflに駆動力を発生させる。一方、車両が減速される場合には、駆動モータMTDは発電機として機能し、前輪WHfr、WHflに回生制動力を発生させる。この際、車両の運動エネルギは、発電機MTDによって電力に変換され、車載された2次電池BATに蓄えられる。駆動モータMTDは、所謂、駆動力発生装置のみならず、回生制動装置としても機能する。
 駆動用電子制御ユニットECDによって、駆動用の電気モータMTDが制御される。駆動用電子制御ユニットECDによって、図示されない加速操作部材(例えば、アクセルペダル)の操作量に応じて、駆動モータMTDの出力トルクが調整される。また、制動時においては、駆動用電子制御ユニットECDによって、制動操作部材BPの操作量Bpaに基づいて、発電機でもある駆動モータMTDを介して、回生制動力Rgaが制御される。電子制御ユニットECDでは、蓄電池BATの充電状態が監視され、これに基づいて、発生可能な最大回生制動力Rgmが演算される。
最大回生制動力Rgmは、通信バスCMBを介して、電子制御ユニットECDから電子制御ユニットECUに送信される。制動用電子制御ユニットECUにて、摩擦制動力、及び、回生制動力、夫々の目標値が決定される。回生制動力の目標値Rgtは、通信バスCMBを介して、制動用電子制御ユニットECUから駆動用電子制御ユニットECDに送信され、電子制御ユニットECDにて、目標値Rgtに基づいて、実際値Rgaが制御される。以上、電気駆動装置EDSについて説明した。
 制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPは、回転運動が可能な状態で、車体BDに固定されている。制動操作部材BPと車体BDとの固定部に、操作変位センサSBPが設けられる。操作変位センサSBPによって、操作変位Sbpが検出される。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WH(即ち、各車輪WHfr、WHfl、WHrr、WHrl)の制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。
 具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTが固定される。回転部材KT(KTfr、KTfl、KTrr、KTrl)を挟み込むようにキャリパCPが配置される。そして、キャリパCP(即ち、CPfr、CPfl、CPrr、CPrl)には、ホイールシリンダWC(即ち、各ホイールシリンダWCfr、WCfl、WCrr、WCrl)が設けられている。ホイールシリンダWC内の制動液の圧力(液圧)が増加されることによって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)が、回転部材KTに押し付けられる。回転部材KTと車輪WHとは、一体となって回転するよう固定されているため、このときに生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(結果、制動力)が発生される。
 操作量センサBPAは、制動操作部材BPに設けられる。操作量センサBPAによって、運転者による制動操作部材BPの操作量(制動操作量)Bpaが取得(検出)される。具体的には、操作量センサBPAとして、「制動操作部材BPの操作変位Sbpを検出する操作変位センサSBP」、及び、「制動操作部材BPの操作力Fbpを検出する操作力センサFBP」のうちの少なくとも1つが採用される。
即ち、操作量センサBPAは、操作変位センサSBP、及び、操作力センサFBPについての総称である。従って、制動操作量Bpaは、制動操作部材BPの操作変位Sbp、及び、制動操作部材BPの操作力Fbpのうちの少なくとも1つに基づいて決定される。制動操作量Bpaは、電子制御ユニット(コントローラ)ECUに入力される。
≪制動アクチュエータBAC≫
 制動アクチュエータBACは、制動操作部材BPに作用する操作力Fbp(即ち、入力ロッドRDIに作用する力)と、マスタシリンダMCのピストン変位(即ち、出力ロッドRDOの変位Sro)との関係を独立に制御する。アクチュエータBACは、ハウジングHSG、第1電気モータMTF、第2電気モータMTS、入力ロッドRDI、出力ロッドRDO、及び、差動機構DFRにて構成される。
 ハウジングHSGは、内部に空間をもつ箱型の部材であり、「ケース(容器)」ともいう。ハウジングHSGの内部には、差動機構DFR等、アクチュエータBACを構成する部材が収められている。ハウジングHSGは、取付ボルトBLT、及び、ナットNUTによって、車両の車体BDに固定される。そして、車体BDに対する固定部とは反対側にて、ハウジングHSGにマスタシリンダMCが固定される。
 ハウジングHSGの内部には、第1電気モータMTF、及び、第2電気モータMTSが固定される。第1電気モータMTFと第2電気モータMTSとは別個の電気モータである。従って、ハウジングHSGには2つの電気モータMTF、MTSが内蔵されている。第1電気モータMTFの出力(第1回転軸Shf)、及び、第2電気モータMTSの出力(第2回転軸Shs)は、差動機構DFRに入力される。
 入力ロッドRDIは、制動操作部材BPに、接続ロッドRDCを介して、機械的に接続される。具体的には、制動操作部材BPには接続ロッドRDCが機械接続され、接続ロッドRDCと入力ロッドRDIとが機械接続される。制動操作部材BP(ブレーキペダル)は、車体BDに対する取付部を中心に回転運動するが、接続ロッドRDCによって、この回転運動が吸収され、入力ロッドRDIの直線運動(前進、又は、後退)に変換される。
 接続ロッドRDCと制動操作部材BPとの取付部(接続部)に操作力センサFBPが設けられる。操作力センサFBPによって、操作力Fbpが検出される。入力ロッドRDIは、ハウジングHSGに対して、その中心軸線Jinの方向に直線的に移動可能な状態で組み付けられている。ここで、中心軸線Jinは、「入力軸線」とも称呼される。入力ロッドRDIと制動操作部材BPとの取付部とは反対側の部位にて、入力ロッドRDIは差動機構DFRに入力される。
 入力ロッドRDIと同様に、出力ロッドRDOは、ハウジングHSGに対して、その中心軸Jotの方向に直線的に移動可能な状態で組み付けられている。出力ロッドRDOは、アクチュエータBACの出力部材であり、その端部にて、マスタシリンダMC内のピストンPNAを押圧する。
 入力、出力ロッドRDI、RDOは、2つの異なるロッド部材であり、相互に移動し得る状態で、ハウジングHSGに組み付けられている。幾何的な関係において、入力ロッドRDIの中心軸線Jinと、出力ロッドRDOの中心軸線Jotとは、平行であって、「0(ゼロ)」より大きい距離をもって離れている。即ち、軸線Jinと軸線Jotとは異なる軸線であり、同軸ではない。また、出力ロッドRDO、マスタシリンダMCの円筒内壁、第1ピストンPNA、及び、第2ピストンPNBは同軸上に配置される。従って、これら部材の中心軸線が軸Jotである。なお、中心軸線Jotは、「出力軸線」とも称呼される。
 差動機構DFRにて、第1電気モータMTFの出力、及び、第2電気モータMTSの出力が、個別に制御される。これにより、入力ロッドRDIに作用する力(即ち、制動操作部材BPの操作力)Fbp、及び、出力ロッドRDOの変位(即ち、ピストンPNAの変位)Sroが、独立して調整される。ここで、第1、第2電気モータMTF、MTS(総称して、「MT」とも表記)の出力とは、夫々の電気モータにおける回転方向(正転、又は、逆転)、及び、トルクの大きさである。
 差動機構DFRが、ハウジングHSGに内蔵される。差動機構DFRによって、入力ロッドRDIと出力ロッドRDOとの間の相対的な移動が許容される(即ち、相対的な動きが調整可能である)。差動機構DFRには、第1、第2電気モータMTF、MTSの出力が入力される。そして、差動機構DFRを介して、第1電気モータMTFによって、入力ロッドRDIに対して力(後述の助勢力Fjs)が加えられる。また、差動機構DFRを介して、第2電気モータMTSによって、出力ロッドRDOの変位Sroが制御(調整)される。従って、差動機構DFRは、2入力(入力ロッドRDIと第1電気モータMTFとを個別の入力とすれば、3入力)、且つ、1出力の動力伝達機構である。差動機構DFRの詳細については、後述する。 
 電子制御ユニット(コントローラ)ECUは、操作量Bpa(操作変位Sbp等の総称)に基づいて、第1、第2電気モータMTF、MTSを制御する。具体的には、コントローラECUのマイクロプロセッサMPRには、2つの電気モータMT(第1、第2電気モータMTF、MTSの総称)を制御するための制御アルゴリズムがプログラムされていて、電気モータMTを制御するための信号が演算される。また、コントローラECU内には、第1電気モータMTFを駆動する第1駆動回路DRF、及び、第2電気モータMTSを駆動する第2駆動回路DRSが設けられる。第1、第2駆動回路DRF、DRS(総称して、「DR」とも表記)は、複数のスイッチング素子で構成された電気回路であり、マイクロプロセッサMPRによって制御される。
 コントローラECUは、電気モータMTを制御することによって、入力ロッドRDIに作用する力Fbpと出力ロッドRDOの変位Sro(結果として、マスタシリンダ内のピストン変位)との関係を独立して制御する。即ち、制動操作部材BPの操作特性(操作変位Sbpと操作力Fbpとの関係)と、摩擦制動力との関係が任意に設定され得る。例えば、コントローラECUは、駆動モータMTDが回生制動力Rgaを発生している場合(即ち、駆動モータMTDが発電機として機能している場合)、入力ロッドRDIの変位Sbpの増加(即ち、操作量Bpaの増加)に伴い入力ロッドRDIに作用する力Fbpを増加するとともに、出力ロッドRDOの変位Sroをゼロの状態に維持するよう、第1電気モータMTFの出力、及び、第2電気モータMTSの出力を制御する。該制御が、「回生協調制御」と称呼される。回生協調制御によって、駆動モータMTDによって回生される電力が十分に確保されるとともに、制動操作部材BPの操作特性が適正化され得る。以上、アクチュエータBACについて説明した。
 マスタシリンダMCは、出力ロッドRDOと機械的に接続されている。マスタシリンダMCには、2つの第1、第2流体路(制動配管)HKA、HKB(単に、「HK」とも表記)が流体的に接続される。制動操作部材BPが操作されると、制動液(ブレーキフルイド)は、マスタシリンダMCから流体路HKに排出(圧送)され、4つのホイールシリンダWC内の制動液が加圧される。なお、マスタシリンダMCからホイールシリンダWCまでの構成部材の内部には、制動液が満充填され、液密状態にされている。
 マスタシリンダMC内では、その内壁、及び、2つのピストンPNA、PNBによって、2つの第1、第2液圧室Kma、Kmbが形成される。マスタシリンダMCは、所謂、タンデム型マスタシリンダである。ダイアゴナル型流体路の構成では、マスタシリンダMCの第1液圧室Kmaは、第1流体路HKAを通して、ホイールシリンダWCfr、WCrlに流体接続される。また、マスタシリンダMCの第2液圧室Kmbは、第2流体路HKBを通して、ホイールシリンダWCfl、WCrrに流体接続される。第1液圧室Kmaに係る構成と、第2液圧室Kmbに係る構成とは、基本的には同一である。
 第1、第2ピストンPNA、PNBは、2つの弾性部材(例えば、圧縮ばね)PSA、PSBによって出力ロッドRDOに押圧されている。具体的には、マスタシリンダMCの内筒底部と第2ピストンPNBとの間に第2ピストンばねPSBが圧縮されて設けられ、第2ピストンPNBと第1ピストンPNAとの間に第1ピストンばねPSAが圧縮されて設けられる。従って、出力ロッドRDOと第1ピストンPNAとは分離可能ではある。しかし、第1、第2ピストンばねPSA、PSBによって、出力ロッドRDOに押し付けられているため、制動時には一体となって移動される。
 制動操作部材BPが操作されると、入力ロッドRDIが、前進方向Hffに移動される。回生協調制御が実行されていない場合、入力ロッドRDIの前進に伴って、出力ロッドRDOが前進方向Hfpに移動され、第1、第2ピストンPNA、PNBが、出力ロッドRDOによって押圧される。第1、第2ピストンPNA、PNBが前進方向Hfpに移動されると、先ず、第1、第2ピストンPNA、PNBによって、リザーバRSVへの流体路が塞がれる。さらに、第1、第2ピストンPNA、PNBが前進されると、第1、第2液圧室Kma、Kmbの体積が減少され、4つのホイールシリンダWC内の液圧Pwaが増加される。
 制動操作部材BPが初期位置(非制動時に対応する位置)に向けて戻されると、入力ロッドRDIが、後退方向Hrfに移動される。回生協調制御が実行されていない場合、入力ロッドRDIの後退に伴って、出力ロッドRDOが後退方向Hrpに移動され、第1、第2ピストンPNA、PNBは、第1、第2ピストンばねPSA、PSBによって後退方向Hrpに押される。従って、第1、第2ピストンPNA、PNBは後退し、第1、第2液圧室Kma、Kmbの体積が増加される。結果、マスタシリンダMCに制動液が戻り、4つのホイールシリンダWC内の液圧Pwaが減少される。
 なお、入力ロッドRDIの入力軸線Jinに沿った動きにおいて、「前進方向Hff(図では左方向)」は、ホイールシリンダ液圧Pwa(即ち、車輪WHの制動トルク)が増加する方向である。また、前進方向Hffは、制動操作部材BPの操作量Bpaが増加する方向でもある。逆に、入力ロッドRDIの「後退方向Hrf(図では右方向)」は、ホイールシリンダ液圧Pwa(即ち、車輪WHの制動トルク)が減少する方向である。また、後退方向Hrfは、制動操作部材BPの操作量Bpaが減少する方向でもある。
 出力ロッドRDO、及び、第1、第2ピストンPNA、PNBの出力軸線Jotに沿った動きにおいて、「前進方向Hfp(図では左方向)」は、第1、第2液圧室Kma、Kmbの体積が減少する方向であり、マスタシリンダMCから制動液が圧送される。従って、第1、第2ピストンPNA、PNBの前進方向Hfpの移動は、ホイールシリンダ液圧Pwa(即ち、車輪WHの制動トルク)が増加する方向である。
逆に、出力ロッドRDO、及び、第1、第2ピストンPNA、PNBの「後退方向Hrp(図では右方向)」は、第1、第2液圧室Kma、Kmbの体積が増加する方向であり、マスタシリンダMCに制動液が吸収される。従って、第1、第2ピストンPNA、PNBの後退方向Hrpの移動は、ホイールシリンダ液圧Pwa(即ち、車輪WHの制動トルク)が減少する方向である。
 第1、第2液圧室Kma、Kmbの液圧Pma、Pmb(結果、ホイールシリンダWC内の液圧Pwa)を検出するよう、第1、第2液圧センサPMA、PMBが設けられる。第1、第2液圧Pma、Pmbは、電子制御ユニットECUに入力される。
<電気モータMTF、MTSの駆動処理>
 図2の制御フロー図を参照して、第1、第2電気モータMTF、MTSの駆動処理例について説明する。アクチュエータBACでは、差動機構DFRに入力される2つの電気モータMTF、MTSの出力が調整されることによって、入力ロッドRDIに作用する力Fbp(即ち、制動操作部材BPの操作力Fbp)と出力ロッドRDOの変位Sro(即ち、制動操作部材BPの操作変位Sbp)とが独立して制御される。
 先ず、ステップS110にて、制動操作量Bpa、及び、回生制動力(実際値)Rgaが読み込まれる。ステップS120にて、制動操作量Bpaに基づいて、「操作量Bpaが増加しているか、否か」が判定される。操作量Bpaが増加中であり、ステップS120が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS130に進む。一方、ステップS120が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS140に進む。
 ステップS130にて、回生制動力Rgaに基づいて、「回生制動中であるか、否か」が判定される。回生制動力Rgaが発生されている回生制動中であって、ステップS130が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS170に進む。一方、ステップS130が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS160に進む。
 ステップS140にて、制動操作量Bpaに基づいて、「操作量Bpaが一定か、否か」が判定される。制動操作部材BPが保持され、ステップS140が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS180に進む。一方、操作量Bpaが減少中であり、ステップS140が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS150に進む。
 ステップS150にて、回生制動力Rgaに基づいて、「回生制動中であるか、否か」が判定される。回生制動力Rgaの発生中であって、ステップS150が肯定される場合(「YES」の場合)には、ステップS190に進む。一方、ステップS150が否定される場合(「NO」の場合)には、ステップS200に進む。
 操作量Bpaが増加され、且つ、回生制動力Rgaが発生されない場合には、ステップS160にて、第1電気モータMTF、及び、第2電気モータMTSは、ともに正転方向Rff、Rfsに駆動される。従って、第1電気モータMTF、及び、第2電気モータMTSによって、出力ロッドRDO(結果、ピストンPNA)は前進方向Hfpに移動され、結果、摩擦制動力が発生される。
 操作量Bpaが増加され、回生制動力Rgaが発生される場合には、ステップS170にて、第1電気モータMTFは正転方向Rffに駆動され、第2電気モータMTSは逆転方向Rrsに駆動される。従って、第1電気モータMTFの動きが、第2電気モータMTSによって、抑制(一部、又は、全部が相殺)されるため、出力ロッドRDO(結果、第1、第2ピストンPNA、PNB)は、僅かに前進方向Hfpに移動される、又は、移動停止状態(保持状態)に維持される。結果、摩擦部材MSBによる摩擦制動力は、僅かに発生されるか、又は、発生されない。
 制動操作部材BPが保持されて、操作量Bpaが一定に維持される場合には、ステップS180にて、第1電気モータMTF、及び、第2電気モータMTSは、共に停止状態にされる。従って、出力ロッドRDO(結果、ピストンPNA、PNB)は移動されない。操作量Bpaは減少されるが、未だ回生制動力が発生されている場合には、ステップS190にて、第1電気モータMTFは逆転方向Rrfに駆動され、第2電気モータMTSの回転は停止される。
操作量Bpaが減少され、回生制動力が発生されない場合には、ステップS200にて、第1電気モータMTFは逆転方向Rrfに駆動される。このとき、第2電気モータMTSは、ステップS170にて逆転方向Rrsに駆動された分だけ、正転方向Rfsに駆動され、その後、逆転方向Rrsに駆動される。
 なお、第1電気モータMTFが正転方向Rffに駆動される場合、第1ラックRKFの助勢部Pjsは、前進方向Hffの力を受ける。逆に、第1電気モータMTFが逆転方向Rrfに駆動される場合、第1ラックRKFの助勢部Pjsは、後退方向Hrfの力を受ける。また、第2電気モータMTSが正転方向Rfsに駆動される場合、第2ラックRKSは、前進方向Hfsの力を受ける。逆に、第2電気モータMTSが逆転方向Rrsに駆動される場合、第2ラックRKSは、後退方向Hrsの力を受ける。
 ステップS170、及び、ステップS200の処理が、上記の回生協調制御に相当する。回生協調制御では、第1電気モータMTF、及び、第2電気モータMTSの出力が調整されることによって、入力ロッドRDIと出力ロッドRDOとが、「力と変位との関係」において、相互に依存することなく、独立して制御される。
結果、制動操作部材BPにおいて、操作変位Sbpに対する操作力Fbpの特性(操作特性)が、常に適切な特性に維持される。このため、「回生制動力のみが発生」、「回生制動力と摩擦制動力とが協調されて発生」、及び、「摩擦制動力のみが発生」の3つの状態が遷移した場合であっても、夫々の状態遷移において操作特性は急変されることなく、滑らかな操作特性が確保され得る。
 例えば、駆動モータ(発電機)MTDが回生制動力Rgaを発生している場合(Rga>0)に、「入力ロッドRDIの変位(即ち、制動操作部材BPの操作変位Sbp)が増加するのに対して、入力ロッドRDIに作用する力(即ち、制動操作部材BPの操作力Fbp)が増加される状態」、且つ、「出力ロッドRDOの変位Sro(即ち、ピストンPNAの変位)がゼロの状態(即ち、摩擦制動力が発生しない状態)」が達成され得る。
このため、制動操作部材BPの操作特性(操作変位Sbpに対する操作力Fbpの関係)が適切に維持された状態で、回生制動力と摩擦制動力との協調(車両全体での制動力において夫々の寄与度)が適宜調整され得る。結果、回生制動力が効果的に使用されるため、車両減速時の運動エネルギが、効率良く、回収され得る。即ち、回生可能な電力が最大化されるとともに、操作変位Sbpに対する操作力Fbpの特性(操作特性)が好適に維持され得る。
 上述した第1、第2電気モータMTF、MTSの駆動処理例では、回生制動力の実際値Rgaが採用された。これに代えて、駆動用のコントローラECD内で演算される回生制動力の目標値Rgtが採用され得る。いずれの場合であっても、回生協調制御は、回生制動力の有無に基づいて、制動操作量Bpaに応じて実行される。
<差動機構DFR>
 図3の概要図を参照して、アクチュエータBACに設けられた差動機構DFRの第1の実施形態の構成、及び、作動について詳述する。制動アクチュエータBACに差動機構DFRが採用されるため、第1、第2電気モータMTF、MTSによって、力と変位とが分離されて、別個に独立制御される。このため、回生協調制御が可能な制動制御装置が、特許文献1のように2つのマスタシリンダが採用されることなく、1つのマスタシリンダMCにて構成され得る。
≪差動機構DFRの構成≫
 先ず、差動機構DFRの構成について説明する。差動機構DFRは、ラック・アンド・ピニオン機構(回転運動と直線運動との変換機構)によって形成される。ラック・アンド・ピニオン機構では、「ピニオンギヤと称呼される円形歯車」と、「平板状のロッドにピニオンギヤに咬み合うように歯(ラックギヤ)が設けられたラック」とが組み合わされる。差動機構DFRは、「第1、第2ピニオンギヤPNF、PNS」、「第1、第2ラックRKF、RKS」、「入力、出力ロッドRDI、RDO」、及び、出力ピニオンギヤPNOを含んで構成される。ここで、「第1、第2ピニオンギヤPNF、PNS」、「第1、第2ラックRKF、RKS」、及び、出力ピニオンギヤPNOが、「第1、第2電気モータMTF、MTS」の出力(動力)を伝える「伝達機構」に相当する。
 差動機構DFRは、3つの伝達機構で構成される。「第1伝達機構」によって、第1電気モータMTFの出力が入力ロッドRDIに伝達される。具体的には、以下で説明する、第1ピニオンギヤPNF、及び、第1ラックRKFの第1入力ラックギヤ部Gfaの組み合わせ(ラック・アンド・ピニオン機構)が、第1伝達機構に相当する。「第2伝達機構」によって、第2電気モータMTSの出力が、出力ロッドRDOに伝達される。第2ピニオンギヤPNSと第2ラックRKSの第2入力ラックギヤ部Gsaとの組み合わせ、及び、出力ピニオンPNOと第2ラックRKSの第2出力ラックギヤ部Gsbとの組み合わせが、第2伝達機構に相当する。「第3伝達機構」によって、入力ロッドRDIの出力が、出力ロッドRDOに伝達される。出力ピニオンギヤPNOと第2ラックRKFの第1出力ラックギヤ部Gfbとの組み合わせが、第3伝達機構に相当する。差動機構DFRによって、入力ロッドRDIと出力ロッドRDOとの間の相対的な動きが調整される。
 ハウジングHSGの内部に、固定部材KTEによって、第1、第2電気モータMTF、MTSが固定される。第1電気モータMTFの出力シャフト部Shfには、第1ピニオンギヤPNFが固定される。同様に、第2電気モータMTSの出力シャフト部Shsには、第2ピニオンギヤPNSが固定される。なお、第1電気モータMTFの回転軸(第1回転軸)Shfと第1ピニオンギヤPNFとの間、及び、第2電気モータMTSの回転軸(第2回転軸)Shsと第2ピニオンギヤPNSとの間のうちの少なくとも1つにおいて、減速機が設けられ得る。
 制動操作部材BPには、クレビス(U字リンク)によって、接続ロッドRDCが回転可能に接続される。接続ロッドRDCにおいて、クレビス部の反対側は、球状に加工され、入力ロッドRDIに機械接続される。即ち、入力ロッドRDIと制動操作部材BPとは、接続ロッドRDCを介して、機械的に接続される。制動操作部材BPは、車体BDの取付部にて回転運動するが、接続ロッドRDCによって、制動操作部材BPの回転運動が、入力ロッドRDIの直線運動に効果的に変換される。入力ロッドRDIの先端部(制動操作部材BPに接続される端部とは反対側)は、第1ラックRKFに固定される。
 第1ラックRKFは、ハウジングHSGに対して、入力軸線Jin(入力ロッドRDIの中心軸線)に沿って滑らかに移動可能である。第1ラックRKFは、入力部Pinと助勢部Pjsとの、2つの部材で構成される。該構成が、「分割構成」と称呼される。入力部Pinと助勢部Pjsとは、入力軸線Jinに沿って、相互変位が可能なように形成される。入力部Pinには、入力ロッドRDIが固定されるとともに、第1出力ラックギヤGfbが形成され、この第1出力ラックギヤGfbは、出力ピニオンギヤPNOと咬み合わされる。助勢部Pjsには、第1出力ラックギヤGfbとは別に、第1入力ラックギヤGfaが形成され、この第1入力ラックギヤGfaは、第1ピニオンギヤPNFと咬み合わされる。従って、第1ピニオンギヤPNFを介して、助勢部Pjsには、第1電気モータMTFの回転動力が入力される。なお、第1ラックRKFにおいて、第1出力ラックギヤGfbは、第1入力ラックギヤGfaの裏側(入力軸線Jinを挟んで反対側)に位置する。
 入力ロッドRDIは、第1ラックRKF(特に、入力部Pin)に固定される。従って、第1電気モータMTFの出力は、動力伝達機構(第1ピニオンギヤPNF、第1ラックRKF)を介して、回転運動から並進運動(平行方向への移動)に変換され、入力ロッドRDIに伝達される。
 入力部Pinには、入力軸線Jinに垂直な段差が設けられ、後退方向Hrfに向いた受圧面Minが形成される。同様に、助勢部Pjsには、入力軸線Jinに垂直な段差が設けられ、前進方向Hffに向いた助勢面Mjsが形成される。そして、助勢面Mjsと受圧面Minとの面接触によって、前進方向Hffの力Fjsが付与される。ここで、助勢部Pjsから入力部Pinに対して作用する力Fjsが、「助勢力」と称呼される。
 入力部Pinと助勢部Pjsとの間の動力伝達(即ち、力の伝達)は方向性を有する。助勢部Pjsは入力部Pinに対して、前進方向Hffには動力伝達するが、後退方向Hrfへは動力伝達しない。一方、入力部Pinは助勢部Pjsに対して、後退方向Hrfへは動力伝達するが、前進方向Hffへは動力伝達しない。換言すれば、助勢部Pjsが入力部Pinに近づく方向には力は伝達されるが、助勢部Pjsが入力部Pinから離れる方向には力は伝達されない。従って、第1ラックRKFでは、入力部Pin、及び、助勢部Pjsの構成によって、第1電気モータMTFによって発生される助勢力Fjsは、前進方向Hffには伝達されるが、後退方向Hrf(前進方向Hffとは反対方向)には伝達されない。
 ハウジングHSGには、第1ラックRKFの後退方向Hrfの移動を阻止するよう、第1ストッパSTFが設けられる。第1ラックRKFの助勢部Pjsは、第1ラック弾性体SPF(例えば、圧縮ばね)によって、後退方向Hrfに押圧される。ハウジングHSGと、助勢部Pjsの助勢部第2端面Mjpとの間に第1ラック弾性体SPFが設けられ、第1電気モータMTFが通電されていない場合には、助勢部Pjsの助勢部第1端面Mjeが、ハウジングHSGに設けられた第1ストッパSTFに押し付けられる。第1ラック弾性体SPFによって、制動操作部材BPが操作されていない場合(即ち、「Bpa=0」の場合)には、助勢部第1端面Mjeが第1ストッパSTFに当接している。
 同様に、第1ラックRKFの入力部Pinは、戻し弾性体SPI(例えば、圧縮ばね)によって、後退方向Hrfに押圧される。ハウジングHSGと、入力部Pinの入力部第2端面Mipとの間に戻し弾性体SPIが設けられ、通常の場合には、入力部Pinと助勢部Pjsとが、一体となって移動される。ここで、「通常の場合」とは、「第1電気モータMTFが適正に作動し、その動力が発生され得る場合」、且つ、「制動操作部材BPの操作が急ではなく、第1電気モータMTFの応答が十分に操作に追従し得る場合」である。
 第1ラックRKFと同様に、第2ラックRKSには、2つのラックギヤGsa、Gsbが形成される。出力ピニオンギヤPNOは、第1ラックRKFの第1出力ラックギヤGfbと咬み合わされるともに、第2ラックRKSの第2出力ラックギヤGsbとも咬み合わされる。また、第2ラックRKSにおいて、第2出力ラックギヤGsbの裏側には、第2出力ラックギヤGsbとは別に、第2入力ラックギヤGsaが形成される。そして、第2入力ラックギヤGsaは、第2ピニオンギヤPNSと咬み合わされる。従って、第2電気モータMTSの出力は、動力伝達機構(第2ピニオンギヤPNS、第2ラックRKS、出力ピニオンギヤPNO)を介して、回転運動から並進運動に変換され、出力ロッドRDOに伝達される。
 ハウジングHSGには、第2ラックRKSの前進方向Hfsの移動を阻止するよう、第2ストッパSTSが設けられる。第2ラックRKSは、第2ラック弾性体SPS(例えば、圧縮ばね)によって、前進方向Hfsに押圧される。ハウジングHSGと、第2ラックRKSの第1端面Mspとの間には、第2ラック弾性体SPSが設けられる。制動操作部材BPが操作されていない場合(即ち、「Bpa=0」の場合)には、第2ラック弾性体SPSによって、第2ラックRKSの第2端面Mseが、ハウジングHSGに設けられた第2ストッパSTSに押し付けられ、当接している。従って、この位置が、制動操作部材BPが操作されてない状態に対応した第2ラックRKSの初期位置である。また、第2電気モータMTSが通電されない場合、第2ラック弾性体SPSによって、第2ラックRKSは前進方向Hfsに移動され、第2端面Mseが、第2ストッパSTSに押し付けられる。
 第2ラックRKSに対して、第2ストッパSTSの反対側のハウジングHSGには、第2ラックRKSの後退方向Hrsの移動を阻止するよう、回生ストッパSTRが設けられる。第2ストッパSTS、及び、回生ストッパSTRによって、第2ラックRKSの移動が、所定変位hrgに制限される。即ち、第2ラックRKSが移動し得る範囲は、その初期位置(非制動時に対応した、第2ストッパSTSとの当接位置)から所定変位hrgまでである。第2ラックRKSの後退方向Hrsの移動は、摩擦制動力を発生させないよう、回生協調制御に対応するものである。例えば、電気駆動装置EDS(即ち、回生制動装置)によって発生可能な車両減速度(例えば、0.2~0.3G)に対応する値として、予め設定され得る。ここで、回生制動装置EDSにおける発生可能な車両減速度は、発電機MTDの容量、コントローラECDの通電量等に基づいて定まる。変位制限hrgによって、コントローラECU、又は、第2電気モータMTSに不調があった場合でも、制動操作部材BPの操作に伴って、確実に摩擦制動力が発生され得る。
 出力ピニオンギヤPNOは、出力ロッドRDOに、回転シャフトSFOによって回転可能な状態で固定される。出力ロッドRDOは、ハウジングHSGに対して、出力軸線Jot(出力ロッドRDOの中心軸線)に沿って滑らかに移動可能である。中心軸線Jinと中心軸線Jotとは平行な別軸であり、「別軸構成」と称呼される。第1、第2ラックRKF、RKS、及び、出力ロッドRDOは、ハウジングHSGに対して、中心軸線Jin(中心軸線Jot)に沿って滑らかに移動され得る。即ち、差動機構DFRにおいて、第1、第2ラックRKF、RKS、及び、出力ロッドRDOは、夫々が平行、且つ、直線的に相対運動することができる(換言すれば、相対的な移動が許容される)。
 マスタシリンダMCとして、タンデム型マスタシリンダが採用される場合、2つの液圧室Kma、Kmbが直列配置される。このため、マスタシリンダMCの中心軸方向Jotの寸法が長くなる。しかし、別軸構成の差動機構DFRが採用されるため、軸方向の寸法が短縮され、構造が簡略化される。結果、装置全体の小型化が達成され得る。以上、差動機構DFRの構成について説明した。
≪差動機構DFRの作動≫
 次に、差動機構DFRの作動について説明する。上述したように、差動機構DFRを構成する各要素(第1ラックRKF等)の動きにおいて、「前進方向Hff、Hfs、Hfp」の移動は、ホイールシリンダWCの液圧Pwaの増加に相当する。前進方向の直線運動は、第1、第2電気モータMTF、MTSの「正転方向Rff、Rfs」の回転運動に対応する。また、前進方向Hff、Hfs、Hfpとは逆の方向である、「後退方向Hrf、Hrs、Hrp」の移動は、ホイールシリンダWCの液圧Pwaの減少に相当する。そして、後退方向の直線運動は、第1、第2電気モータMTF、MTSの「逆転方向Rrf、Rrs」の回転運動に対応する。
 制動操作量Bpaが増加され、入力ロッドRDIが前進方向Hff(操作量Bpaの増加に対応)に移動されると、第1電気モータMTFは正転方向Rffに駆動される。これにより、第1電気モータMTFの回転動力は、第1ピニオンギヤPNFを介して第1ラックRKFの助勢部Pjsに伝達される。助勢部Pjsから入力部Pinへの動力は、前進方向Hffには伝達されるため、助勢部Pjsは、入力部Pinを前進方向Hffに押圧する。
 助勢力Fjsは、第1電気モータMTFの出力が、伝達機構(第1ピニオンギヤPNF、第1ラックRKF)によって入力ロッドRDIに伝達されることで発生される。この助勢力Fjsによって、運転者による制動操作部材BPの操作が補助され、制動操作部材BPの操作力Fbpが軽減される。即ち、第1電気モータMTF、第1ピニオンギヤPNF、及び、第1ラックRKFによって、倍力機能が達成され得る。
 入力ロッドRDIの前進方向Hffへの移動は、第1ラックRKFの入力部Pin、及び、出力ピニオンギヤPNOを介して出力ロッドRDOに伝達される。これにより、出力ロッドRDOも前進方向Hfpに移動されようとする。しかしながら、出力ロッドRDOの移動は、第2電気モータMTSによって駆動される第2ラックRKSの動き(変位)に依存する。
 駆動用の電気モータ(発電機)MTDが回生制動力Rgaを発生し、回生制動力Rgaが車両の減速において十分に足りている場合、摩擦制動力を発生させる必要はない。従って、制動操作部材BPによって入力ロッドRDIが前進方向Hffに移動されても、出力ロッドRDOは前進移動Hfpされず、制動液圧の発生が妨げられる。具体的には、第2電気モータMTSが、逆転方向Rrsに駆動され、第2ラックRKSは後退方向Hrsに移動される。これによって、第1ラックRKFからの動力伝達が相殺されるため、出力ロッドRDOの変位の発生が回避され、駆動モータ(発電機)MTDにより十分なエネルギ回生が行われ得る。
 車輪WHの回転速度が低下し、回生制動力が車両の要求減速に対して不足する場合、摩擦制動力(即ち、制動液圧Pwaの上昇)が必要となってくる。この場合、第2電気モータMTSが、停止、又は、正転方向Rfsに駆動されて、第2ラックRKSが停止、又は、前進方向Hfsに移動される。これによって、出力ロッドRDOは前進方向Hfpに移動され、回生制動力と摩擦制動力とが協調して制御され得る。さらに、回生制動力が発生されなくなる場合、第2電気モータMTSが、正転方向Rfsに駆動されて、出力ロッドRDOが前進方向Hfpに移動され、制動操作量Bpaに応じて摩擦制動力が増加される。
 第1電気モータMTF、又は、第1駆動回路DRFが不調である場合には、第1電気モータMTFには通電されない。具体的には、コントローラECUにて、各センサの信号(例えば、第1電気モータMTFの回転角、第1駆動回路DRFの電流値)が参酌されて、第1電気モータMTF、及び、第1駆動回路DRFのうちの少なくとも1つの不調状態が判定される。不調状態が判定されない場合(即ち、第1電気モータMTF、第1駆動回路DRFが適正作動の場合)には、第1電気モータMTFへの通電が行われるが、不調状態が判定される場合には、第1電気モータMTFへの通電が停止される。従って、不調状態では、第1電気モータMTFによって、回転動力が発生されず、助勢力Fjsが生じない。
 上記の不調状態において、制動操作部材BPが操作され、入力ロッドRDIが前進方向Hffに移動される場合には、上記分割構成によって、入力部Pinが助勢部Pjsに対して力を及ぼさないため、助勢部Pjsは移動されず、入力部Pinのみが前進方向Hffに移動される。この場合、助勢部Pjsは、第1ラック弾性体SPFにて押圧されているため、第1ストッパSTFと当接する位置に留まる。
 第1ラックRKFが一体構造である場合には、入力ロッドRDIの移動に伴って、第1電気モータMTFが、第1ラックRKFの移動によって回転される。このため、制動操作部材BPの操作力Fbpが、第1電気モータMTFを回転させる分だけ増大する。即ち、第1電気モータMTFが、制動操作の抵抗となる。この課題を解消するため、第1ラックRKFには、「2つの部材Pin、Pjsに分割され、入力部Pinと助勢部Pjsとの間の動力伝達が、助勢部Pjsから入力部Pinへの前進方向Hff、及び、入力部Pinから助勢部Pjsへの後退方向Hrfに限って達成される」分割構成が採用される。換言すれば、分割構成では、動力伝達は、助勢部Pjsから入力部Pinへの後退方向Hrf、及び、入力部Pinから助勢部Pjsへの前進方向Hffには行われない。結果、第1電気モータMTF等の不調時に、操作力Fbpが不必要に増大されることが抑制され得る。
 上述した、第1ラックRKFの分割構成は、制動操作部材BPが急操作された場合にも効果を奏する。第1電気モータMTFの出力応答には限りがある。制動操作部材BPが極めて速く操作された場合、第1電気モータMTFの応答が間に合わず、制動操作において、第1電気モータMTFが抵抗となる場合が生じ得る。該状況にまで対応できるよう、第1電気モータMTFが設計されると、第1電気モータMTFは非常に大型化される。しかし、第1ラックRKFに分割構成が採用されるため、制動操作部材BPが、非常に速い速度で操作された場合であっても、第1電気モータMTFが抵抗とはならず、好適な制動操作特性が確保され得る。
 制動操作部材BPが戻され、入力ロッドRDIが後退方向Hrf(操作量Bpaの減少に対応)に移動されると、第1電気モータMTFは逆転方向Rrfに駆動される。また、助勢部Pjsは、第1ラック弾性体SPFによって、後退方向Hrfに押圧されるとともに、入力部Pinは、戻し弾性体SPIによって、後退方向Hrfに押圧される。制動操作部材BPが戻されている途中で、第2電気モータMTS等に不調が発生した場合には、入力部Pin、助勢部Pjsが、戻し弾性体SPI、第1ラック弾性体SPFによって、後退方向Hrfに移動される。不調状態においても、第1ラックRKFは、「入力部Pinが第1ストッパSTFと接触し、且つ、入力部Pinと助勢部Pjsとが当接する」、非制動時の位置(「初期位置」ともいう)まで、確実に戻される。
 第2ラックRKSの動きがロックされている場合、第1ラックRKFの入力部Pinが、前進方向Hffに移動されると、出力ピニオンギヤPNOを介して、出力ロッドRDOが出力軸線Jotに沿って、前進方向Hfpに移動される。これによって、マスタシリンダMCに液圧Pma、Pmbが発生される。入力部Pinが前進方向Hffに移動されている状態で、第2電気モータMTSが逆転方向Rrsに駆動され、第2ラックRKSが後退方向Hrsに移動されると、第1出力ラックギヤ部Gfbによる出力ピニオンギヤPNOの回転が、第2出力ラックギヤ部Gsbの移動によって吸収されるため、出力ロッドRDOの前進方向Hfpの移動量が、第2ラックRKSのロック時の移動量よりも、減少される。例えば、入力部Pin(即ち、第1出力ラックギヤ部Gfb)の前進方向Hffの移動速度と、第2ラックRKS(即ち、第2出力ラックギヤ部Gsb)の後退方向Hrsの移動速度とが同じ場合には、出力ピニオンギヤPNOの空回り状態(入力ロッドRDIが移動されても、出力ロッドRDOは移動されない状態)が生じ、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbは発生されない。このように、第1ラックRKF(特に、入力部Pin)と第2ラックRKSとの間の相対的な動き(変位)によって、回生協調制御(回生制動力と摩擦制動力とが協調される制御)が達成され得る。
 第1電気モータMTFと同様に、第2電気モータMTS、及び、第2駆動回路DRSのうちの少なくとも1つが不調状態の場合には、第2電気モータMTSには通電されない。具体的には、コントローラECUにて、各センサの信号(例えば、第2電気モータMTSの回転角、第2駆動回路DRSの電流値)が参酌されて、第2電気モータMTS、及び、第2駆動回路DRSのうちの少なくとも1つの不調状態が判定される。不調状態が判定されない場合(即ち、第2電気モータMTS、第2駆動回路DRSが適正作動の場合)には、第2電気モータMTSへの通電が行われるが、不調状態が判定される場合には、第2電気モータMTSへの通電が停止される。従って、不調状態において、第2電気モータMTSは、自由に回転され、ロックされないため、第2ラックRKSのロック状態が維持され得ない。このため、出力ロッドRDOの移動量が、所望される量よりも減少され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbの上昇が妨げられることが生じ得る。
 この課題を解消するため、第2ラックRKSの移動し得る距離が、第2ストッパSTS、及び、回生ストッパSTRによって、所定変位hrgの範囲内(即ち、第2ストッパSTSとの当接位置から回生ストッパSTRとの当接位置までの範囲)に制限される。この場合、入力ロッドRDIが前進方向Hffに移動されると、出力ピニオンギヤPNOによって、第2ラックRKSは、後退方向Hrsに移動される。第2ラックRKSが、回生ストッパSTRに当接した後は、第2ラックRKSは、その動きが制限され、それ以上は移動されない。結果、第2ラックRKSがロックされ、出力ロッドRDOは前進方向Hfpに移動され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが増加される。
 また、制動操作量Bpaが、所定量bpx以下では、第2電気モータMTSに通電が行われなくても、第2ラックRKSが第2ストッパSTSに当接した状態(第2ラックRKSの初期位置)が維持されるよう、第2ラック弾性体SPSの取付時の荷重が、所定荷重fsxよりも大きく設定され得る。ここで、所定荷重fsxは、ばね定数、及び、取付高さに基づいて設定される。入力ロッドRDIが、前進方向Hffに移動される場合、出力ピニオンギヤPNOを介して、第2ラックRKSを後退方向Hrsに移動させようとする力が作用する。この力に対抗するよう、第2ラック弾性体SPSの弾性力(取付時荷重)が第2ラックRKSに加えられることによって、第2ラックRKSの移動が阻止され、第2ラックRKSが第2ストッパSTSに当接した状態が維持される。
 上記の構成では、入力ロッドRDIが、前進方向Hffに移動されると、出力ピニオンギヤPNOによって、第2ラックRKSは、後退方向Hrsの力を受ける。しかし、第2ラック弾性体SPSによる前進方向Hfsの力が、出力ピニオンギヤPNOから受ける後退方向Hrsの力よりも大きいため、第2ラックRKSは、第2ストッパSTSに接触したままである。結果、出力ロッドRDOは、前進方向Hfpに移動され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが増加する。マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが、徐々に増加すると、出力ロッドRDOは、ピストンPNAから、後退方向Hrpの力を受け、第2ラックRKSの後退方向Hrsの力が増加する。操作量Bpaが所定量bpxに到達した時点で、出力ピニオンギヤPNOから受ける後退方向Hrsの力が、第2ラック弾性体SPSによる前進方向Hfsの力よりも大きくなり、第2ラックRKSが、後退方向Hrsに移動される。第2ラックRKSが、回生ストッパSTRに当接するまでの距離hrgに亘っては、出力ロッドRDOの位置は一定であるため、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbは維持される。そして、第2ラックRKSが回生ストッパSTRに突き当たった後は、第2ラックRKSのロック状態が、再度、達成されるため、出力ロッドRDOが前進方向Hfpに変位され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが増加される。
 例えば、所定量bpxは、一般的な制動時に発生される車両の減速度(0.3G程度)に対応する値として設定される。この場合、車両減速度が設定値(例えば、0.3G)に達するまでは、第2ラックRKSと第2ストッパSTSとの接触状態が維持され、減速度が設定値を超えると、初めて、第2ラックRKSと第2ストッパSTSとが離れる。所定量bpxが、一般的な制動操作では発生し難い値として設定されるため、第2電気モータMTSの不調時の操作特性が良好に確保され得る。
<入力ロッド変位Sriと制動液圧Pwaとの相互関係>
 図4の特性図を参照して、入力ロッドRDIの変位Sriと制動液圧(ホイールシリンダWCの液圧)Pwaとの関係を説明する。ここで、制動液圧Pwaは、第1、第2液圧センサPMA、PMBによって検出される、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbと等しい。また、入力ロッド変位Sriは、制動操作部材BPの操作変位Sbpに相当する値である。従って、該特性図は、制動操作部材BPの操作量Bpaに対する制動液圧Pwaの関係を表す。
 特性CHaは、第2ラックRKSが第2ストッパSTSに、常に当接した状態にされた場合における、入力ロッド変位Sriに対する制動液圧Pwaの関係である。摩擦部材MSB、キャリパCP等の剛性(ばね定数)のため、特性CHaでは、入力ロッド変位Sriの増加に対して、「下に凸」の特性にて、制動液圧Pwaが増加される。なお、出力ロッド変位Sroと、制動液圧Pwaとは、一対一に対応している。
 特性CHbは、第2ラック弾性体SPSが採用されない場合における、入力ロッド変位Sriと制動液圧Pwaとの関係である。入力ロッド変位Sriが「0」から増加されるが、第2ラック弾性体SPSによる弾性力が発生されず、第2ラックRKSが、後退方向Hrsに自由に移動可能であるため、制動液圧Pwaは、増加されず、「0」のままである。ここで、「Sri=0」は、「Bpa=0」に対応し、第2ラックRKSが第2ストッパSTSに当接している状態である。
 第2ラックRKSが、後退方向Hrsに、所定変位hrgだけ移動され、回生ストッパSTRに当接すると、制動液圧Pwaが「0」から増加される。ここで、入力ロッドRDIの変位srgは、第2ラックRKSの所定変位hrgに対応する値である。第1出力ラックギヤGfbと出力ピニオンギヤPNOの諸元(モジュール、歯数等)、及び、第2出力ラックギヤGsbと出力ピニオンギヤPNOの諸元は、既知である。このため、入力ロッドRDIの変位Sriと、出力ロッドRDOの変位Sroとは、相互に対応している。
 第2ラックRKSが、回生ストッパSTRに突き当ると、第2ラックRKSが第2ラック弾性体SPSに拘束された場合と同様に、特性CHbでは、入力ロッド変位Sriの増加に従い、制動液圧Pwaは、「下に凸」の特性にて増加される。特性CHbの形状は、摩擦部材MSB、キャリパCP等の剛性によるものであり、特性CHaが入力ロッド変位Sriに沿って変位srgだけ平行移動されたものが、特性CHbに相当する。
 第2電気モータMTSが制御されることによって、入力ロッドRDIの変位Sriと制動液圧Pwaとの関係は、特性CHaと特性CHbとで挟まれた領域で制御可能である。例えば、発電機MTDによって回生制動力が発生されている場合には、回生協調制御によって、入力ロッド変位Sriが増加しても、制動液圧Pwaが増加しないように調整され得る。
 例えば、電源が不調になった場合、第2電気モータMTSには通電が行われず、第2電気モータMTSの回転力が発生されない。この場合であっても、第2ラックRKSが、自由には後退方向Hrsに移動されないよう、第2ラックRKSに対して、前進方向Hfsの力を付与する第2ラック弾性体SPS(例えば、圧縮ばね)が設けられる。第2ラック弾性体SPSによって、電源失陥等の場合においても、入力ロッドRDIの変位Sriの増加に応じて、制動液圧Pwaが発生され、車両の減速が確保され得る。
 上述したように、第2ラックRKSの移動は、第2ストッパSTS、及び、回生ストッパSTRによって制限される。このため、第2電気モータMTSが非通電であっても、入力ロッド変位Sriと制動液圧Pwaとの相互関係は、特性CHaと特性CHbとによって挟まれた領域内にて定まる。第2電気モータMTSに通電が行われない場合に、第2ラック弾性体SPSによって第2ラックRKSが前進方向Hfsに押圧されるため、入力ロッド変位Sriが「0」から値sspまでは、制動液圧Pwaは、特性CHaに沿って、「0」から値pspに向けて増加される。制動液圧Pwaが値pspに達すると、第2ラック弾性体SPSによる弾性力(取付時荷重)とピストンPNAから受ける力とが釣り合うため、第2ラックRKSは、後退方向Hrsに移動される。ここで、値sspが、「特性維持変位」と称呼され、値pspが、「特性維持液圧」と称呼される。制動液圧Pwaが、特性維持液圧psp以上となると、制動液圧Pwaの増加勾配は、特性CHaに対して減少される。そして、入力ロッド変位Sriが値ssq(>ssp)に達すると、第2ラックRKSは、回生ストッパSTRに突き当たる。このため、入力ロッド変位Sriの増加に対して、制動液圧Pwaは、値psq(>psp)から、特性CHbに沿って増加される。従って、第2電気モータMTSに通電が行われない場合には、入力ロッド変位Sri(即ち、制動操作量Bpa)に対する制動液圧Pwaは、特性CHspにて変化する。
 第2ラックRKSが移動され始める制動液圧Pwaの値(特性維持液圧)pspが、緊急制動ではない一般的な制動(通常制動)に対応する値よりも大きく設定され得る。即ち、特性維持液圧pspが、通常制動時に利用される制動液圧Pwaの値を超えて設定されている。例えば、特性維持液圧pspは、一般的な制動時に発生される車両減速度である、0.3G程度に対応した値として設定される。この場合、記車両の減速度が0.3Gよりも大きくなるまで、第2ラック弾性体SPSの弾性力によって、第2ラックRKSと第2ストッパSTSとの接触状態が維持される。
 特性維持液圧pspは、第2ラック弾性体SPSの特性(即ち、ばね定数、及び、取付高さに基づいて設定される取付時荷重)によって決定される。なお、特性維持変位ssp、及び、特性維持液圧pspは、上記の所定量bpxに対応した値である。
 第2ラック弾性体SPSの特性によって、特性維持液圧pspが、一般的な制動(通常制動)では到達しない値(即ち、通常制動時には生じない操作量bpx)に設定される。このため、電源失陥時等において、入力ロッド変位Sri(即ち、制動操作量Bpa)の増加に対する制動液圧Pwaの不連続が発生し難い。結果、制動操作部材BPの操作特性において、運転者への違和が低減され得る。
<他の実施形態>
 以下、他の実施形態(変形例)について説明する。これらにおいても、制動アクチュエータBACは、上記同様の効果(制御装置の性能とフェイルセーフとの両立、電源失陥時等における好適な制動操作特性の確保)を奏する。
 上記の第1の実施形態では、回転部材KT(即ち、車輪WH)に制動トルクを付与する装置として、ディスク型制動装置が例示された。これに代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパCPに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材はブレーキシューであり、回転部材KTはブレーキドラムである。
 また、上記の第1の実施形態では、2系統の液圧回路(制動配管の構成)として、ダイアゴナル型(「X型」ともいう)が例示された。これに代えて、前後型(「H型」ともいう)の構成が採用され得る。この場合、第1流体路HKAが前輪ホイールシリンダWCfr、WCflに流体接続され、第2流体路HKBが後輪ホイールシリンダWCrr、WCrlに流体接続される。
 上記の第1の実施形態では、発電機MTDとして、駆動用の電気モータが採用される例について説明した。しかし、発電機MTDとして、駆動用としては機能せず、発電機能のみを有するものが採用され得る。この場合でも、発電機MTDは、車輪WHに機械接続され、車両減速時には、車両の運動エネルギが電力として回生される。このとき、車輪WHには、回生制動力が付与される。
 上記の第1の実施形態では、3つのストッパSTF、STS、STRは、ハウジングHSGに固定されるよう例示された。しかし、ストッパSTF、STS、STRは、第1、第2ラックRKF、RKSの変位が拘束できるものであればよい。従って、ストッパSTF、STS、STRのうちの少なくとも1つは、ハウジングHSGではなく、他の構成部材に固定され得る。この場合であっても、ストッパによって、ラックRKF、RKSが変位しないよう、その動きが阻止され得る。
 図3を参照して説明した第1の実施形態では、第1電気モータMTFの出力軸Shfに第1ピニオンギヤPNFが固定され、第2電気モータMTSの回転軸Shsに第2ピニオンギヤPNSが固定されていた。第1ピニオンギヤPNF、及び、第2ピニオンギヤPNSのうちの少なくとも1つは、減速機を介して、各電気モータMTF、MTSの回転軸(出力軸)Shf、Shsに、機械的に接続され得る。この場合でも、第1ピニオンギヤPNFは第1電気モータMTFの回転軸Shfに機械的に接続され、第2ピニオンギヤPNSは第2電気モータMTSの回転軸Shsに機械的に接続される。
 上記の第1の実施形態では、所定変位hrgの範囲内として、第2ラックRKSの変位が制限された。これに代えて、第2伝達機構の構成部材の後退方向Hrsの動きが、所定変位hrgの範囲内に制限され得る。第2伝達機構によって、第2電気モータMTSから、「PNS→Gsa→Gsb→PNO」の順で動力が、出力ロッドRDOに伝達される。例えば、第2ピニオンギヤPNSにおいて、後退方向Hrs(即ち、逆転方向Rrs)の回転変位が、所定変位hrgの範囲内に制限される。
<差動機構DFRの第2の実施形態>
 図5の概要図を参照して、アクチュエータBACに設けられた差動機構DFRの第2の実施形態の構成、及び、作動について詳述する。制動アクチュエータBACに差動機構DFRが採用されるため、第1、第2電気モータMTF、MTSによって、力と変位とが分離されて、別個に独立制御される。このため、回生協調制御が可能な制動制御装置が、特許文献1のように2つのマスタシリンダが採用されることなく、1つのマスタシリンダMCにて構成され得る。
≪差動機構DFRの構成≫
 先ず、差動機構DFRの構成について説明する。差動機構DFRは、ラック・アンド・ピニオン機構(回転運動と直線運動との変換機構)によって形成される。ラック・アンド・ピニオン機構では、「ピニオンギヤと称呼される円形歯車」と、「平板状のロッドにピニオンギヤに咬み合うように歯(ラックギヤ)が設けられたラック」とが組み合わされる。差動機構DFRは、「第1、第2ピニオンギヤPNF、PNS」、「第1、第2ラックRKF、RKS」、「入力、出力ロッドRDI、RDO」、及び、出力ピニオンギヤPNOを含んで構成される。ここで、「第1、第2ピニオンギヤPNF、PNS」、「第1、第2ラックRKF、RKS」、及び、出力ピニオンギヤPNOが、「第1、第2電気モータMTF、MTS」の出力(動力)を伝える「伝達機構」に相当する。
 差動機構DFRは、3つの伝達機構で構成される。「第1伝達機構」によって、第1電気モータMTFの出力が入力ロッドRDIに伝達される。具体的には、以下で説明する、第1ピニオンギヤPNF、及び、第1ラックRKFの第1入力ラックギヤ部Gfaの組み合わせ(ラック・アンド・ピニオン機構)が、第1伝達機構に相当する。「第2伝達機構」によって、第2電気モータMTSの出力が、出力ロッドRDOに伝達される。第2ピニオンギヤPNSと第2ラックRKSの第2入力ラックギヤ部Gsaとの組み合わせ、及び、出力ピニオンPNOと第2ラックRKSの第2出力ラックギヤ部Gsbとの組み合わせが、第2伝達機構に相当する。「第3伝達機構」によって、入力ロッドRDIの出力が、出力ロッドRDOに伝達される。出力ピニオンギヤPNOと第2ラックRKFの第1出力ラックギヤ部Gfbとの組み合わせが、第3伝達機構に相当する。差動機構DFRによって、入力ロッドRDIと出力ロッドRDOとの間の相対的な動きが調整される。
 ハウジングHSGの内部に、固定部材KTEによって、第1、第2電気モータMTF、MTSが固定される。第1電気モータMTFの出力シャフト部Shfには、第1ピニオンギヤPNFが固定される。同様に、第2電気モータMTSの出力シャフト部Shsには、第2ピニオンギヤPNSが固定される。なお、第1電気モータMTFの回転軸(第1回転軸)Shfと第1ピニオンギヤPNFとの間、及び、第2電気モータMTSの回転軸(第2回転軸)Shsと第2ピニオンギヤPNSとの間のうちの少なくとも1つにおいて、減速機が設けられ得る。
 制動操作部材BPには、クレビス(U字リンク)によって、接続ロッドRDCが回転可能に接続される。接続ロッドRDCにおいて、クレビス部の反対側は、球状に加工され、入力ロッドRDIに機械接続される。即ち、入力ロッドRDIと制動操作部材BPとは、接続ロッドRDCを介して、機械的に接続される。制動操作部材BPは、車体BDの取付部にて回転運動するが、接続ロッドRDCによって、制動操作部材BPの回転運動が、入力ロッドRDIの直線運動に効果的に変換される。入力ロッドRDIの先端部(制動操作部材BPに接続される端部とは反対側)は、第1ラックRKFに固定される。
 第1ラックRKFは、ハウジングHSGに対して、入力軸線Jin(入力ロッドRDIの中心軸線)に沿って滑らかに移動可能である。第1ラックRKFは、入力部Pinと助勢部Pjsとの、2つの部材で構成される。該構成が、「分割構成」と称呼される。入力部Pinと助勢部Pjsとは、入力軸線Jinに沿って、相互変位が可能なように形成される。入力部Pinには、入力ロッドRDIが固定されるとともに、第1出力ラックギヤGfbが形成され、この第1出力ラックギヤGfbは、出力ピニオンギヤPNOと咬み合わされる。助勢部Pjsには、第1出力ラックギヤGfbとは別に、第1入力ラックギヤGfaが形成され、この第1入力ラックギヤGfaは、第1ピニオンギヤPNFと咬み合わされる。従って、第1ピニオンギヤPNFを介して、助勢部Pjsには、第1電気モータMTFの回転動力が入力される。なお、第1ラックRKFにおいて、第1出力ラックギヤGfbは、第1入力ラックギヤGfaの裏側(入力軸線Jinを挟んで反対側)に位置する。
 入力ロッドRDIは、第1ラックRKF(特に、入力部Pin)に固定される。従って、第1電気モータMTFの出力は、動力伝達機構(第1ピニオンギヤPNF、第1ラックRKF)を介して、回転運動から並進運動(平行方向への移動)に変換され、入力ロッドRDIに伝達される。
 入力部Pinには、入力軸線Jinに垂直な段差が設けられ、後退方向Hrfに向いた受圧面Minが形成される。同様に、助勢部Pjsには、入力軸線Jinに垂直な段差が設けられ、前進方向Hffに向いた助勢面Mjsが形成される。そして、助勢面Mjsと受圧面Minとの面接触によって、前進方向Hffの力Fjsが付与される。ここで、助勢部Pjsから入力部Pinに対して作用する力Fjsが、「助勢力」と称呼される。
 入力部Pinと助勢部Pjsとの間の動力伝達(即ち、力の伝達)は方向性を有する。助勢部Pjsは入力部Pinに対して、前進方向Hffには動力伝達するが、後退方向Hrfへは動力伝達しない。一方、入力部Pinは助勢部Pjsに対して、後退方向Hrfへは動力伝達するが、前進方向Hffへは動力伝達しない。換言すれば、助勢部Pjsが入力部Pinに近づく方向には力は伝達されるが、助勢部Pjsが入力部Pinから離れる方向には力は伝達されない。従って、第1ラックRKFでは、入力部Pin、及び、助勢部Pjsの構成によって、第1電気モータMTFによって発生される助勢力Fjsは、前進方向Hffには伝達されるが、後退方向Hrf(前進方向Hffとは反対方向)には伝達されない。
 ハウジングHSGには、第1ラックRKFの後退方向Hrfの移動を阻止するよう、第1ストッパSTFが設けられる。第1ラックRKFの助勢部Pjsは、第1ラック弾性体SPF(例えば、圧縮ばね)によって、後退方向Hrfに押圧される。ハウジングHSGと、助勢部Pjsの助勢部第2端面Mjpとの間に第1ラック弾性体SPFが設けられ、第1電気モータMTFが通電されていない場合には、助勢部Pjsの助勢部第1端面Mjeが、ハウジングHSGに設けられた第1ストッパSTFに押し付けられる。第1ラック弾性体SPFによって、制動操作部材BPが操作されていない場合(即ち、「Bpa=0」の場合)には、助勢部第1端面Mjeが第1ストッパSTFに当接している。
 同様に、第1ラックRKFの入力部Pinは、戻し弾性体SPI(例えば、圧縮ばね)によって、後退方向Hrfに押圧される。ハウジングHSGと、入力部Pinの入力部第2端面Mipとの間に戻し弾性体SPIが設けられ、通常の場合には、入力部Pinと助勢部Pjsとが、一体となって移動される。ここで、「通常の場合」とは、「第1電気モータMTFが適正に作動し、その動力が発生され得る場合」、且つ、「制動操作部材BPの操作が急ではなく、第1電気モータMTFの応答が十分に操作に追従し得る場合」である。
 第1ラックRKFと同様に、第2ラックRKSには、2つのラックギヤGsa、Gsbが形成される。出力ピニオンギヤPNOは、第1ラックRKFの第1出力ラックギヤGfbと咬み合わされるともに、第2ラックRKSの第2出力ラックギヤGsbとも咬み合わされる。また、第2ラックRKSにおいて、第2出力ラックギヤGsbの裏側には、第2出力ラックギヤGsbとは別に、第2入力ラックギヤGsaが形成される。そして、第2入力ラックギヤGsaは、第2ピニオンギヤPNSと咬み合わされる。従って、第2電気モータMTSの出力は、動力伝達機構(第2ピニオンギヤPNS、第2ラックRKS、出力ピニオンギヤPNO)を介して、回転運動から並進運動に変換され、出力ロッドRDOに伝達される。
 第2ラックRKSには、Gsa、Gsbの他に、咬合部Pkg(第2ラックRKSの一部分)が設けられる。咬合部Pkgとつめ部Tsuとが咬み合うことによって、第2ラックRKSの移動を制限する移動ロック機構LOK(「ロック機構」に相当)が構成される。移動ロック機構LOKは、第2ラックRKSの咬合部Pkg、及び、ソレノイドSOLにて構成される。具体的には、咬合部Pkgには、つめ部Tsuの先端が入り込めるよう、複数のロック溝が形成されている。例えば、ロック溝として、出力軸線Jot(入力軸線Jin)に垂直な面を有する矩形断面の溝が採用され得る。ソレノイドSOLが励磁される場合に発生される吸引力によって、ソレノイドSOLのつめ部Tsuは、つめ部Tsuと咬合部Pkgとは離れている。この場合、つめ部Tsuが咬合部Pkgのロック溝に嵌っていない非ロック状態であり、第2ラックRKSは、並進運動が可能である(「解除状態」という)。一方、ソレノイドSOLが励磁されない場合には、ソレノイドSOLの弾性体Slk(例えば、圧縮ばね)によって、つめ部Tsuは、咬合部Pkgに向けて押される。そして、そして、つめ部Tsuが、ロック溝に嵌ることによって、第2ラックRKSの動きが拘束される(「ロック状態」という)。第2ラックRKSのロック状態では、第2ラックRKSの並進運動が拘束され、後退方向Hrsの移動が阻止される。なお、つめ部Tsuの先端は、咬合部Pkgのロック溝と合致するよう、断面矩形形状である。
 移動ロック機構LOKは、コントローラECUによって駆動される。移動ロック機構LOKによって、「第2ラックRKSの動きが拘束されるロック状態」と、「第2ラックRKSの動きが許容される解除状態」とが、適宜、切り替えられる。具体的には、コントローラECUが、第2電気モータMTSへ通電を行う場合には、移動ロック機構LOKは解除状態にされる。一方、コントローラECUが、第2電気モータMTSへ通電を行わない場合(電源失陥によって通電できない場合を含む)には、移動ロック機構LOKはロック状態にされる。アクチュエータBACの駆動源である電源が不調になった場合にも対応できるよう、移動ロック機構LOKのロック状態は、ソレノイドSOLの非通電時に達成される。
 ハウジングHSGには、第2ラックRKSの前進方向Hfsの移動を阻止するよう、第2ストッパSTSが設けられる。第2ラックRKSは、第2ラック弾性体SPS(例えば、圧縮ばね)によって、前進方向Hfsに押圧される。ハウジングHSGと、第2ラックRKSの第1端面Mspとの間には、第2ラック弾性体SPSが設けられる。非ロック状態であって、制動操作部材BPが操作されていない場合(即ち、「Bpa=0」の場合)には、第2ラック弾性体SPSによって、第2ラックRKSの第2端面Mseが、ハウジングHSGに設けられた第2ストッパSTSに押し付けられ、当接している。従って、この位置が、制動操作部材BPが操作されてない状態に対応した第2ラックRKSの初期位置である。また、非ロック状態であって、第2電気モータMTSが通電されない場合、第2ラック弾性体SPSによって、第2ラックRKSは前進方向Hfsに移動され、第2端面Mseが、第2ストッパSTSに押し付けられる。
 第2ラックRKSに対して、第2ストッパSTSの反対側のハウジングHSGには、第2ラックRKSの後退方向Hrsの移動を阻止するよう、回生ストッパSTRが設けられる。第2ストッパSTS、及び、回生ストッパSTRによって、第2ラックRKSの移動が、所定変位hrgに制限される。即ち、第2ラックRKSが移動し得る範囲は、その初期位置(非制動時に対応した、第2ストッパSTSとの当接位置)から所定変位hrgまでである。第2ラックRKSの後退方向Hrsの移動は、摩擦制動力を発生させないよう、回生協調制御に対応するものである。例えば、電気駆動装置EDS(即ち、回生制動装置)によって発生可能な車両減速度(例えば、0.2~0.3G)に対応する値として、予め設定され得る。ここで、回生制動装置EDSにおける発生可能な車両減速度は、発電機MTDの容量、コントローラECDの通電量等に基づいて定まる。変位制限hrgによって、コントローラECU、又は、第2電気モータMTSに不調があった場合でも、制動操作部材BPの操作に伴って、確実に摩擦制動力が発生され得る。
 出力ピニオンギヤPNOは、出力ロッドRDOに、回転シャフトSFOによって回転可能な状態で固定される。出力ロッドRDOは、ハウジングHSGに対して、出力軸線Jot(出力ロッドRDOの中心軸線)に沿って滑らかに移動可能である。中心軸線Jinと中心軸線Jotとは平行な別軸であり、「別軸構成」と称呼される。第1、第2ラックRKF、RKS、及び、出力ロッドRDOは、ハウジングHSGに対して、中心軸線Jin(中心軸線Jot)に沿って滑らかに移動され得る。即ち、差動機構DFRにおいて、第1、第2ラックRKF、RKS、及び、出力ロッドRDOは、夫々が平行、且つ、直線的に相対運動することができる(換言すれば、相対的な移動が許容される)。
 マスタシリンダMCとして、タンデム型マスタシリンダが採用される場合、2つの液圧室Kma、Kmbが直列配置される。このため、マスタシリンダMCの中心軸方向Jotの寸法が長くなる。しかし、別軸構成の差動機構DFRが採用されるため、軸方向の寸法が短縮され、構造が簡略化される。結果、装置全体の小型化が達成され得る。以上、差動機構DFRの構成について説明した。
≪差動機構DFRの作動≫
 次に、制御装置の不調時における差動機構DFRの作動について説明する。上述したように、差動機構DFRを構成する各要素(第1ラックRKF等)の動きにおいて、「前進方向Hff、Hfs、Hfp」の移動は、ホイールシリンダWCの液圧Pwaの増加に相当する。前進方向の直線運動は、第1、第2電気モータMTF、MTSの「正転方向Rff、Rfs」の回転運動に対応する。また、前進方向Hff、Hfs、Hfpとは逆の方向である、「後退方向Hrf、Hrs、Hrp」の移動は、ホイールシリンダWCの液圧Pwaの減少に相当する。そして、後退方向の直線運動は、第1、第2電気モータMTF、MTSの「逆転方向Rrf、Rrs」の回転運動に対応する。
 第1電気モータMTF、又は、第1駆動回路DRFが不調である場合には、第1電気モータMTFには通電されない。具体的には、コントローラECUにて、各センサの信号(例えば、第1電気モータMTFの回転角、第1駆動回路DRFの電流値)が参酌されて、第1電気モータMTF、及び、第1駆動回路DRFのうちの少なくとも1つの不調状態が判定される。不調状態が判定されない場合(即ち、第1電気モータMTF、第1駆動回路DRFが適正作動の場合)には、第1電気モータMTFへの通電が行われるが、不調状態が判定される場合には、第1電気モータMTFへの通電が停止される。従って、不調状態では、第1電気モータMTFによって、回転動力が発生されず、助勢力Fjsが生じない。
 第1電気モータMTF等の不調状態において、制動操作部材BPが操作され、入力ロッドRDIが前進方向Hffに移動される場合には、RKFの分割構成によって、入力部Pinが助勢部Pjsに対して力を及ぼさない。このため、助勢部Pjsは移動されず、入力部Pinのみが前進方向Hffに移動される。この場合、助勢部Pjsは、第1ラック弾性体SPFにて押圧されているため、第1ストッパSTFと当接する位置に留まる。
 第1ラックRKFが一体構造である場合には、入力ロッドRDIの移動に伴って、第1電気モータMTFが、第1ラックRKFの移動によって回転される。従って、制動操作部材BPの操作力Fbpが、第1電気モータMTFを回転させる分だけ増大する。即ち、第1電気モータMTFが、制動操作の抵抗となる。この課題を解消するため、第1ラックRKFには、「2つの部材Pin、Pjsに分割され、入力部Pinと助勢部Pjsとの間の動力伝達が、助勢部Pjsから入力部Pinへの前進方向Hff、及び、入力部Pinから助勢部Pjsへの後退方向Hrfに限って達成される」分割構成が採用される。換言すれば、分割構成では、動力伝達は、助勢部Pjsから入力部Pinへの後退方向Hrf、及び、入力部Pinから助勢部Pjsへの前進方向Hffには行われない。結果、第1電気モータMTF等の不調時に、操作力Fbpが不必要に増大されることが抑制され得る。
 第2電気モータMTS、及び、第2駆動回路DRSのうちの少なくとも1つが不調状態の場合には、第1電気モータMTF等の場合と同様に、第2電気モータMTSには通電されない。具体的には、コントローラECUにて、各センサの信号(例えば、第2電気モータMTSの回転角、第2駆動回路DRSの電流値)が参酌されて、第2電気モータMTS、及び、第2駆動回路DRSのうちの少なくとも1つの不調状態が判定される。不調状態が判定されない場合(即ち、第2電気モータMTS、第2駆動回路DRSが適正作動の場合)には、第2電気モータMTSへの通電が行われるが、不調状態が判定される場合には、第2電気モータMTSへの通電が停止される。
 第2電気モータMTS等の不調状態において、第2電気モータMTSは、自由に回転され、ロックされない。このため、第2ラックRKSのロック状態が維持されず、後退方向Hrsに移動され得る。結果、出力ロッドRDOの移動量が、所望される量よりも減少され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbの上昇が妨げられ得る。
 この課題を解消するため、第2ラックRKSの移動し得る距離が、第2ストッパSTS、及び、回生ストッパSTRによって、所定変位hrgの範囲内(即ち、第2ストッパSTSとの当接位置から回生ストッパSTRとの当接位置までの範囲)に制限される。この場合、入力ロッドRDIが前進方向Hffに移動されると、出力ピニオンギヤPNOによって、第2ラックRKSは、後退方向Hrsに移動される。第2ラックRKSが、回生ストッパSTRに当接した後は、第2ラックRKSは、その動きが制限され、それ以上は移動されない。結果、第2ラックRKSがロックされ、出力ロッドRDOは前進方向Hfpに移動され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが増加される。
 加えて、「第2ラックRKSの動きが拘束されるロック状態」と、「第2ラックRKSの動きが許容される解除状態」とを切り替える、移動ロック機構LOKが設けられる。コントローラECUによって、制御装置の適正状態が判定されている場合には、移動ロック機構LOKでは解除状態が達成されている。具体的には、コントローラECUでは、ソレノイドSOLを励磁する信号(制御フラグ)FLslが、「1」に設定される。この適正状態を表す、「FLsl=1」に基づいて、コントローラECUによって、ソレノイドSOLが駆動され、ソレノイド弾性体Slkに対抗する力が発生される。結果、つめ部Tsuと咬合部Pkgと(特に、ロック溝部)の咬み合いが解除され、第2ラックRKSの変位が、第2電気モータMTSによって制御可能にされる。
 一方、コントローラECUにて、制御装置の作動が適正ではない、不調状態(第2電気モータMTS、及び、第2駆動回路DRSのうちの少なくとも1つの不調状態)が判定される場合には、移動ロック機構LOKはロック状態にされ、第2ラックRKSの動きが拘束される。具体的には、コントローラECUでは、ソレノイドSOLの駆動信号(制御フラグ)FLslが、「0」に決定される。即ち、装置不調が判定された時点(演算周期)にて、制御フラグFLslが、「1」から「0」に変更される。この不調状態を表示する、「FLsl=0」に基づいて、コントローラECUは、ソレノイドSOLへの通電を停止し、ソレノイドSOLの吸引力は発生されなくなる。結果、ソレノイドSOLに内蔵されたソレノイド弾性体Slkによって、つめ部Tsuが咬合部Pkgに向けて押され、つめ部Tsuと咬合部Pkg(特に、矩形ロック溝)との咬み合いが達成される。移動ロック機構LOKによって、第2ラックRKSの動きは拘束され、第2ラックRKSは、後退方向Hrsにも、前進方向Hfsにも移動されない。
 入力ロッドRDIが、前進方向Hffに移動されると、出力ピニオンギヤPNOによって、第2ラックRKSは、後退方向Hrsの力を受ける。しかし、移動ロック機構LOKのロック状態によって、第2ラックRKSは、後退方向Hrsに移動されない。結果、出力ロッドRDOは、前進方向Hfpに移動され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが増加する。電源失陥時を含む装置不調時において、移動ロック機構LOKによって、第2ラックRKSの後退方向Hrsの動きが拘束されるため、制動操作部材BPの操作によって、効率的に、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが発生され得る。
<差動機構DFRの第3の実施形態>
 図6の概略図を参照して、差動機構DFRの第3の実施形態について説明する。差動機構DFRの第2の実施形態では、咬合部Pkgの複数のロック溝として、出力軸線Jotに垂直な面を有する矩形断面溝が採用され、移動ロック機構LOKのロック状態において、第2ラックRKSは、前進方向Hfs、及び、後退方向Hrsに拘束され、出力軸線Jotに沿っては全く移動されない。これに代えて、差動機構DFRの第3の実施形態では、移動ロック機構LOK(「ロック機構」に相当)のロック状態において、第2ラックRKSの動きは方向性を有する。以下、第2の実施形態との相違点について説明する。
 咬合部Pkgのロック溝において、出力軸線Jotに平行ではない2つの面のうちの1つが斜面とされる。具体的には、溝形状において、ロック溝の第1面は、出力軸線Jotに対して垂直であり、第2ストッパSTSに近い側にあり、後退方向Hrsを向いている。従って、ロック溝の第1面によって、第2ラックRKSの後退方向Hrsの動きが拘束される。ロック溝の第2面(第2ストッパSTSから離れた側)は、ロック溝の第1面と対面する。この第2面は、出力軸線Jotに対して垂直ではなく、傾斜を有する。即ち、ロック溝の第2面が、斜面として形成されている。第2の実施形態と同様に、つめ部Tsuの先端部は、ロック溝の第1面、第2面と合致するよう、斜面を有する形状として形成されている。
 つめ部Tsuがロック溝に嵌った状態(即ち、ロック状態)においても、第2ラックRKSは、第2ラック弾性体SPSによって、前進方向Hfsに押されている。第2ラックRKSが前進方向Hfsに押されることで、つめ部Tsuが、ロック溝の第2面を摺動して乗り越え、ロック溝を外れ、隣のロック溝に嵌る。この動作が繰り返されることによって、電源失陥時においても、ロック溝の第2面、及び、これに対応するつめ部Tsuの斜面によって、第2ラック弾性体SPSは、第2端面Mseが、第2ストッパSTSに当接するまで、前進方向Hfsに移動される。例えば、第2ストッパSTSと第2ラックRKSの第2端面Mseとが離れている状態にて電源失陥が生じたときに(不調状態が判定された時点で)、直ちに、つめ部Tsuとロック溝とは咬み合わされる。そして、移動ロック機構LOKの咬み合い状態で、第2ラックRKSは、第2ラック弾性体SPSの弾性力によって押圧され、第2ラックRKSの初期位置にまで戻される。ここで、初期位置は、装置適正時において、非制動操作(即ち、「Bpa=0」)に対応した位置であり、第2ラックRKS(特に、第2端面Mse)が第2ストッパSTSに接触する位置である。移動ロック機構LOKが、方向性を有するため、第2ラックRKSの後退方向Hrsの移動が、確実に制限されるとともに、第2ラックRKSが初期位置にまで復帰され得る。
<差動機構DFRの第4の実施形態>
 図7の概略図を参照して、差動機構DFRの第4の実施形態について説明する。第2、第3の実施形態では、ソレノイドSOLによって駆動される移動ロック機構LOKによって、第2ラックRKSの後退方向Hrsの移動が拘束された。第4の実施形態では、移動ロック機構LOKに代えて、第2電気モータMTSと第2ラックRKSと間の動力伝達機構として、動力伝達の方向性を有する自己ロック機構SLK(「ロック機構」に相当)が採用される。以下、第2、第3実施形態との相違点について説明する。
 第2電気モータMTSの出力軸Shsには、おねじOnjが形成される。このおねじOnjと螺合されるように、第2ラックRKSには、めねじMnjが形成される。おねじOnj、及び、めねじMnjによって、自己ロック機構SLK(具体的には、台形ねじ機構)が構成される。自己ロック機構SLKは、自己ロック機能を有し、第2電気モータMTSから第2ラックRKSには動力伝達可能であるが、第2ラックRKSから第2電気モータMTSには動力伝達できない。即ち、自己ロック機構SLKでは、回転から直線に変換する場合の正効率は、「0」より大きい。しかし、直線から回転に変換する場合の逆効率は、「0」である。なお、自己ロック機構SLKの自己ロック機構は、台形ねじの諸元(リード、接触角、摩擦係数等)によって、機械的に設定される。
 電源失陥時等、第2電気モータMTSに通電が行われない場合には、自己ロック機構SLKによって、第2ラックRKSの動きは拘束される。即ち、第2ラックRKSは、前進方向Hfsにも、後退方向Hrsにも移動されない。従って、第2電気モータMTSの非通電時には、入力ロッドRDIが、前進方向Hffに移動されると、出力ロッドRDOは、前進方向Hfpに移動され、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbが増加される。自己ロック機構SLKによって、電源失陥時を含む装置不調時において、制動操作部材BPの操作が、効率的に、マスタシリンダMCの液圧Pma、Pmbに変換され得る。なお、自己ロック機構SLKが採用される場合には、第2ラックRKSの移動によって、第2電気モータMTSは回転されないため、第2ラック弾性体SPS(初期位置復帰用の弾性体)は省略される。
 自己ロック機構SLKとして、ウォームギヤ機構が採用され得る。ウォームギヤ機構は、ウォーム(ねじ歯車)、及び、ウォームホイール(はす歯歯車)にて構成される。ウォームに第2電気モータMTSの出力軸Shsが接続され、ウォームホイールに第2ラックRKSが接続される。ウォームギヤ機構の自己ロック機能(ウォームホイール側からウォーム側への動力伝達が不可)は、ウォーム溝の進み角が小さくされることによって設定される。なお、ウォームギヤ機構が採用される場合には、ウォームホイールの回転運動を、第2ラックRKSの直線運動に変換する回転・直動変換機構(例えば、ねじ機構)が設けられる。
<他の実施形態>
 以下、他の実施形態(変形例)について説明する。これらにおいても、制動アクチュエータBACは、上記同様の効果(制御装置の性能とフェイルセーフとの両立、電源失陥時等における好適な制動操作特性の確保)を奏する。
 上記の第2~第4の実施形態では、回転部材KT(即ち、車輪WH)に制動トルクを付与する装置として、ディスク型制動装置が例示された。これに代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパCPに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材はブレーキシューであり、回転部材KTはブレーキドラムである。
 また、上記の第2~第4の実施形態では、2系統の液圧回路(制動配管の構成)として、ダイアゴナル型(「X型」ともいう)が例示された。これに代えて、前後型(「H型」ともいう)の構成が採用され得る。この場合、第1流体路HKAが前輪ホイールシリンダWCfr、WCflに流体接続され、第2流体路HKBが後輪ホイールシリンダWCrr、WCrlに流体接続される。
 上記の第2~第4の実施形態では、発電機MTDとして、駆動用の電気モータが採用される例について説明した。しかし、発電機MTDとして、駆動用としては機能せず、発電機能のみを有するものが採用され得る。この場合でも、発電機MTDは、車輪WHに機械接続され、車両減速時には、車両の運動エネルギが電力として回生される。このとき、車輪WHには、回生制動力が付与される。
 上記の第2~第4の実施形態では、3つのストッパSTF、STS、STRは、ハウジングHSGに固定されるよう例示された。しかし、ストッパSTF、STS、STRは、第1、第2ラックRKF、RKSの変位が拘束できるものであればよい。従って、ストッパSTF、STS、STRのうちの少なくとも1つは、ハウジングHSGではなく、他の構成部材に固定され得る。この場合であっても、ストッパによって、ラックRKF、RKSが変位しないよう、その動きが阻止され得る。
 図5を参照して説明した第2の実施形態では、第1電気モータMTFの出力軸Shfに第1ピニオンギヤPNFが固定され、第2電気モータMTSの回転軸Shsに第2ピニオンギヤPNSが固定されていた。第1ピニオンギヤPNF、及び、第2ピニオンギヤPNSのうちの少なくとも1つは、減速機を介して、各電気モータMTF、MTSの回転軸(出力軸)Shf、Shsに、機械的に接続され得る。この場合でも、第1ピニオンギヤPNFは第1電気モータMTFの回転軸Shfに機械的に接続され、第2ピニオンギヤPNSは第2電気モータMTSの回転軸Shsに機械的に接続される。
 上記の第2~第4の実施形態では、所定変位hrgの範囲内として、第2ラックRKSの変位が制限された。これに代えて、第2伝達機構の構成部材の後退方向Hrsの動きが、所定変位hrgの範囲内に制限され得る。第2伝達機構によって、第2電気モータMTSから、「PNS→Gsa→Gsb→PNO」の順で動力が、出力ロッドRDOに伝達される。例えば、第2ピニオンギヤPNSにおいて、後退方向Hrs(即ち、逆転方向Rrs)の回転変位が、所定変位hrgの範囲内に制限される。
<第1ラックRKF>
 図8を参照して、差動機構DFRの第1ラックRKFについて説明する。第1ラックRKFには、2つの部材Pin、Pjsで構成される。該構成は、「分割構成」と称呼される。図8(a)には、第1電気モータMTFが適正に作動し、入力部Pin、及び、助勢部Pjsが、一体となって移動される場合が示される。図8(b)には、第1電気モータMTFの作動が不適であり、入力部Pinのみが、移動される場合が示される。
 入力部Pinは、入力軸線Jin(入力ロッドRDIの中心線)に平行な、2つの面Mia、Mibを有する。入力部前半面Miaと入力軸線Jinとの距離は、入力部後半面Mibと入力軸線Jinとの距離よりも短い。即ち、入力部前半面Miaは、入力部後半面Mibよりも、入力軸線Jinに近く、入力部前半面Miaと入力部後半面Mibとの境界で段差があり、受圧面Minが形成される。受圧面Minは、後退方向Hrfを向いている。入力部Pinの端面(入力軸線Jinに直交する面)の一方(入力部第1端面)Mieには、入力ロッドRDIが固定される。入力部第1端面Mieとは反対側の他方端面(入力部第2端面)Mipには、戻し弾性体SPIが設けられ、戻し弾性体SPIによって押圧されている。
 入力部Pinと同様に、助勢部Pjsは、入力軸線Jinに平行な、2つの面Mja、Mjbを有する。助勢部前半面Mjaと入力軸線Jinとの距離は、助勢部後半面Mjbと入力軸線Jinとの距離よりも短い。即ち、助勢部前半面Mjaは、助勢部後半面Mjbよりも、入力軸線Jinに近く、助勢部前半面Mjaと助勢部後半面Mjbとの境界で段差があり、助勢面Mjsが形成される。助勢面Mjsは、前進方向Hffを向いている。助勢部Pjsの助勢面Mjsは、入力部Pinの受圧面Minと、面にて接触する。例えば、受圧面Min、助勢面Mjsは、入力軸線Jinに直交する。助勢部Pjsの端面(入力軸線Jinに直交する面)の一方(助勢部第1端面)Mjeは、第1ストッパSTFに接触し得る。助勢部第1端面Mjeとは反対側の他方端面(助勢部第2端面)Mjpには、第1ラック弾性体SPFが設けられ、第1ラック弾性体SPFによって押圧されている。
 入力部Pinと助勢部Pjsとの間の力の伝達は、受圧面Minと助勢面Mjsとの面接触によって行われる。受圧面Minは、後退方向Hrfを向き、助勢面Mjsは、前進方向Hffを向いているため、力の伝達は方向性を有する。具体的には、受圧面Minと助勢面Mjsとが近づく方向には力は伝達されるが、受圧面Minと助勢面Mjsとが離れる方向には力は伝達されない。従って、助勢部Pjsは入力部Pinに対して、前進方向Hffには動力伝達し、入力部Pinは助勢部Pjsに対して、後退方向Hrfには動力伝達する。一方、助勢部Pjsは入力部Pinに対して、後退方向Hrfへは動力伝達せず、入力部Pinは助勢部Pjsに対して、前進方向Hffには動力伝達しない。
 図8(a)を参照して、第1電気モータMTFの作動が適正である場合について説明する。制動操作部材BPの操作(即ち、制動操作量Bpa)が増加されると、入力部Pinは、入力ロッドRDIによって、前進方向Hffに動かされる。また、操作量Bpaに基づいて駆動される第1電気モータMTFによって、助勢部Pjsは、第1ピニオンギヤPNFによって、前進方向Hffに移動される。この場合、第1電気モータMTFの回転動力は、助勢面Mjsから受圧面Minに対して付与され、助勢力Fjsとして作用する。結果、助勢力Fjsによって、運転者の操作力Fbpが、軽減されるように調整される。なお、受圧面Min、及び、助勢面Mjsは、入力軸線Jinに垂直な平面として形成されている場合には、助勢力Fjsは、入力軸線Jinに沿って伝達されるため、その伝達効率が高い。
 制動操作部材BPの操作が減少されると、入力ロッドRDIは、ペダル戻しばねSPBによって引き戻される。そして、入力部Pinは、入力ロッドRDIによって、後退方向Hrfに移動される。また、助勢部Pjsは、第1電気モータMTFによって、助勢力Fjsを維持したまま、後退方向Hrfに移動される。戻し弾性体SPI、第1ラック弾性体SPFによって、制動操作部材BPの操作が解消された場合(即ち、「Bpa=0」の場合)に、入力部Pin、及び、助勢部Pjsは、確実に初期状態(受圧面Minと助勢面Mjsとが当接し、助勢部第1端面Mjeが第1ストッパSTFに当接した状態)に戻され得る。
 図8(b)を参照して、第1電気モータMTFの作動が不適である場合について説明する。制動操作部材BPの操作が増加されると、入力部Pinは、前進方向Hffに動かされが、第1電気モータMTFは停止されたままであるため、助勢部Pjsは、移動されず、助勢部第1端面Mjeが第1ストッパSTFに当接した状態が維持される。即ち、入力部Pinから助勢部Pjsに向けた、前進方向Hffの動力伝達は行われないため、入力部Pin、及び、助勢部Pjsの面接触が解除される。この場合、助勢力Fjsは作用されないため、入力部Pinの移動は、運転者の操作力Fbpのみによって行われる。しかし、第1電気モータMTFは、入力ロッドRDIによっては回転されないため、操作力Fbpの増大が抑制され得る。制動操作部材BPの操作が減少される場合には、入力部Pinは、入力ロッドRDI、及び、戻し弾性体SPIによって、後退方向Hrfに移動される。
 以上で説明したように、第1ラックRKFに分割構成が採用されているため、第1電気モータMTFから入力ロッドRDIに対する動力は、前進方向Hffには伝達されるが、後退方向Hrf(前進方向Hffとは逆方向)には伝達されない。具体的には、助勢部Pjsは、前進方向Hffを向いた助勢面Mjsを有し、入力部Pinは、後退方向Hrfを向いた受圧面Minを有している。従って、助勢面Mjsから受圧面Minに対する力は、前進方向Hffには、助勢面Mjsと受圧面Minとの面接触によって付与される。しかし、助勢面Mjsと受圧面Minとが離れるため、後退方向Hrfには付与されない。このため、第1電気モータMTF等の不調状態において、入力ロッドRDIによって、第1電気モータMTFは回転されない。このため、運転者の操作力Fbpが、第1電気モータMTFを回転させるために消費されない。結果、第1電気モータMTF等の不調時に、操作力Fbpが不必要に増大されることが抑制され得る。
 加えて、第1ラックRKFの分割構成は、制動操作部材BPが急操作された場合にも、同様の効果を奏する。第1電気モータMTFの出力には限界があるが、制動操作部材BPが極めて速く操作された場合には、入力部Pinと助勢部Pjsとの面接触が解除される。このため、非常に速い制動操作の場合であっても、第1電気モータMTFが抵抗となることが回避され、良好な操作特性が確保され得る。
<他の実施形態>
 以下、他の実施形態(変形例)について説明する。これらにおいても、制動アクチュエータBACは、上記同様の効果(第1電気モータMTF等の不調時、又は、急操作時の操作特性の確保)を奏する。
 上記の実施形態では、回転部材KT(即ち、車輪WH)に制動トルクを付与する装置として、ディスク型制動装置が例示された。これに代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパCPに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材はブレーキシューであり、回転部材KTはブレーキドラムである。
 また、上記の実施形態では、2系統の液圧回路(制動配管の構成)として、ダイアゴナル型(「X型」ともいう)が例示された。これに代えて、前後型(「H型」ともいう)の構成が採用され得る。この場合、第1流体路HKAが前輪ホイールシリンダWCfr、WCflに流体接続され、第2流体路HKBが後輪ホイールシリンダWCrr、WCrlに流体接続される。
 上記の実施形態では、発電機MTDとして、駆動用の電気モータが採用される例について説明した。しかし、発電機MTDとして、駆動用としては機能せず、発電機能のみを有するものが採用され得る。この場合でも、発電機MTDは、車輪WHに機械接続され、車両減速時には、車両の運動エネルギが電力として回生される。このとき、車輪WHには、回生制動力が付与される。
 上記の実施形態では、3つのストッパSTF、STS、STRは、ハウジングHSGに固定されるよう例示された。しかし、ストッパSTF、STS、STRは、第1、第2ラックRKF、RKSの変位が拘束できるものであればよい。従って、ストッパSTF、STS、STRのうちの少なくとも1つは、ハウジングHSGではなく、他の構成部材に固定され得る。この場合であっても、ストッパによって、ラックRKF、RKSが変位しないよう、その動きが阻止され得る。
 図3を参照して説明した実施形態では、第1電気モータMTFの出力軸Shfに第1ピニオンギヤPNFが固定され、第2電気モータMTSの回転軸Shsに第2ピニオンギヤPNSが固定されていた。第1ピニオンギヤPNF、及び、第2ピニオンギヤPNSのうちの少なくとも1つは、減速機を介して、各電気モータMTF、MTSの回転軸(出力軸)Shf、Shsに、機械的に接続され得る。この場合でも、第1ピニオンギヤPNFは第1電気モータMTFの回転軸Shfに機械的に接続され、第2ピニオンギヤPNSは第2電気モータMTSの回転軸Shsに機械的に接続される。
 上記の実施形態では、所定変位hrgの範囲内として、第2ラックRKSの変位が制限された。これに代えて、第2伝達機構の構成部材の後退方向Hrsの動きが、所定変位hrgの範囲内に制限され得る。第2伝達機構によって、第2電気モータMTSから、「PNS→Gsa→Gsb→PNO」の順で動力が、出力ロッドRDOに伝達される。例えば、第2ピニオンギヤPNSにおいて、後退方向Hrs(即ち、逆転方向Rrs)の回転変位が、所定変位hrgの範囲内に制限される。

Claims (9)

  1.  車両の制動操作部材の操作に応じて、マスタシリンダからホイールシリンダに制動液を圧送して、前記車両の車輪に制動トルクを発生する車両の制動制御装置であって、
     前記制動操作部材に接続された入力ロッドと、
     前記入力ロッドの中心軸線と平行に移動可能であり、前記マスタシリンダ内のピストンを押圧する出力ロッドと、
     前記入力ロッドに対して助勢力を発生する第1電気モータと、
     前記出力ロッドの変位を調整する第2電気モータと、
     前記第1電気モータの出力を前記入力ロッドに伝達する第1伝達機構、前記第2電気モータの出力を前記出力ロッドに伝達する第2伝達機構、及び、前記入力ロッドの出力を前記出力ロッドに伝達する第3伝達機構にて構成され、前記入力ロッドと前記出力ロッドとの間の相対的な動きを調整する差動機構と、
     前記第1電気モータ、及び、前記第2電気モータを制御して、前記入力ロッドに作用する操作力と前記変位とを独立して制御するコントローラと、を備え、
     前記第2伝達機構では、前記マスタシリンダ内の液圧の減少に対応する後退方向の動きが、所定変位の範囲内に制限されるよう構成された、車両の制動制御装置。
  2.  車両の制動操作部材の操作に応じて、マスタシリンダからホイールシリンダに制動液を圧送して、前記車両の車輪に制動トルクを発生する車両の制動制御装置であって、
     前記制動操作部材に接続された入力ロッドと、
     前記入力ロッドの中心軸線と平行に移動可能であり、前記マスタシリンダ内のピストンを押圧する出力ロッドと、
     前記入力ロッドに対する助勢力を発生する第1電気モータと、
     前記出力ロッドの変位を調整する第2電気モータと、
     前記第1電気モータに接続された第1ピニオンギヤと、
     前記第2電気モータに接続された第2ピニオンギヤと、
     前記第1ピニオンギヤに咬み合う第1入力ラックギヤ部、及び、該第1入力ラックギヤ部とは異なる第1出力ラックギヤ部を有する第1ラックと、
     前記第2ピニオンギヤに咬み合う第2入力ラックギヤ部、及び、該第2入力ラックギヤ部とは異なる第2出力ラックギヤ部を有する第2ラックと、
     前記出力ロッドに回転可能に支持され、前記第1出力ラックギヤ部、及び、前記第2出力ラックギヤ部に咬み合う出力ピニオンギヤと、
     前記第1電気モータ、及び、前記第2電気モータを制御して、前記入力ロッドに作用する操作力と前記変位とを独立して制御するコントローラと、を備え、
     前記第2ラックでは、前記マスタシリンダ内の液圧の減少に対応する後退方向の移動が、所定変位の範囲内に制限されるよう構成された、車両の制動制御装置。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の車両の制動制御装置において、
     前記所定変位は、
     前記車両の回生制動装置によって発生可能な、前記車両の減速度に相当する値に設定された、車両の制動制御装置。
  4.  請求項2又は請求項3に記載の車両の制動制御装置であって、
     前記第2ラックの前記後退方向とは逆方向の移動を阻止するストッパと、
     前記第2ラックを前記ストッパに押し付ける力を発生する弾性体と、
     を備えた、車両の制動制御装置。
  5.  請求項4に記載の車両の制動制御装置において、
     前記弾性体は、
     前記第2電気モータに通電が行われない場合に、
     前記車両の減速度が0.3Gよりも大きくなるまで、前記第2ラックと前記ストッパとの接触を維持するよう構成された、車両の制動制御装置。
  6.  車両の制動操作部材の操作に応じて、マスタシリンダからホイールシリンダに制動液を圧送して、前記車両の車輪に制動トルクを発生する車両の制動制御装置であって、
     前記制動操作部材に接続された入力ロッドと、
     前記入力ロッドの中心軸線と平行に移動可能であり、前記マスタシリンダ内のピストンを押圧する出力ロッドと、
     前記入力ロッドに対して助勢力を発生する第1電気モータと、
     前記出力ロッドの変位を調整する第2電気モータと、
     前記第1電気モータの出力を前記入力ロッドに伝達する第1伝達機構、前記第2電気モータの出力を前記出力ロッドに伝達する第2伝達機構、及び、前記入力ロッドの出力を前記出力ロッドに伝達する第3伝達機構にて構成され、前記入力ロッドと前記出力ロッドとの間の相対的な動きを調整する差動機構と、
     前記第1電気モータ、及び、前記第2電気モータを制御して、前記入力ロッドに作用する操作力と前記変位とを独立して制御するコントローラと、
     前記第2電気モータに通電が行われない場合に、前記第2伝達機構の前記マスタシリンダ内の液圧の減少に対応する後退方向の動きを拘束するロック機構と、を備えた、車両の制動制御装置。
  7.  請求項6に記載の車両の制動制御装置において、
     前記ロック機構は、前記第2伝達機構の動きを拘束するロック状態と前記第2伝達機構の動きを許容する解除状態とを切り替え、
     前記コントローラは、前記ロック機構を駆動し、前記第2電気モータへ通電を行わない場合には前記ロック状態を達成し、前記第2電気モータへ通電を行う場合には前記解除状態を達成するよう構成された、車両の制動制御装置。
  8.  請求項7に記載の車両の制動制御装置において、
     前記コントローラは、
     前記第2電気モータが不調であるか、否かを判定し、
     前記第2電気モータが不調であることを判定する場合に、前記第2電気モータへ通電を停止し、前記ロック状態を達成するよう構成された、車両の制動制御装置。
  9.  請求項6に記載の車両の制動制御装置において、
     前記ロック機構は、前記第2電気モータから前記出力ロッドには動力を伝達するが、前記出力ロッドから前記第2電気モータには動力を伝達しないよう構成された、車両の制動制御装置。
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