特開 2024-65103 電気機械ブレーキ及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024065103

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】電気機械ブレーキ及び車両

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/102 20060101AFI20240507BHJP

【ＦＩ】

H02K7/102

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023185075

(22)【出願日】2023-10-27

(31)【優先権主張番号】202211325946.6

(32)【優先日】2022-10-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】シャオクン ツァン

(72)【発明者】

【氏名】フェイ ユ

【テーマコード（参考）】

5H607

【Ｆターム（参考）】

5H607BB01

5H607CC03

5H607EE07

5H607EE33

5H607EE34

5H607HH03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電子機械ブレーキにおいて、迅速な応答、単純な構造、メンテナンスの容易化を実現する。
【解決手段】第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータと、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータに連結されたトランスミッションデバイスと、トランスミッションデバイスに連結されたブレーキアクチュエータであって、トランスミッションデバイスは、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータのブレーキトルクをブレーキアクチュエータに伝達する、ブレーキアクチュエータと、を含み、トランスミッションデバイスは、差動装置を含み、差動装置は、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータにそれぞれ結合されて、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータの入力トルクを受け取り、統合されたトルクをブレーキアクチュエータに出力する、電気機械ブレーキ。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機械ブレーキであって、
第１のブレーキモータ（１１）及び第２のブレーキモータ（１２）と、
前記第１のブレーキモータ（１１）及び前記第２のブレーキモータ（１２）に連結されたトランスミッションデバイス（２）と、
前記トランスミッションデバイス（２）に連結されたブレーキアクチュエータ（３）であって、前記トランスミッションデバイス（２）は、ブレーキトルクを前記第１のブレーキモータ（１１）及び前記第２のブレーキモータ（１２）から前記ブレーキアクチュエータ（３）に伝達する、ブレーキアクチュエータ（３）と、を備え、
前記トランスミッションデバイス（２）は、差動装置を備え、前記差動装置は、前記第１のブレーキモータ（１１）及び前記第２のブレーキモータ（１２）にそれぞれ結合されて、前記第１のブレーキモータ（１１）及び前記第２のブレーキモータ（１２）から入力トルクを受け取り、統合されたトルクを前記ブレーキアクチュエータ（３）に出力することを特徴とする、電気機械ブレーキ。

【請求項2】

前記差動装置は、遊星差動装置システム（２０４）であることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項3】

前記遊星差動装置システム（２０４）は、
第１のリング歯車（２０４１）と、
第１の太陽歯車（２０４３）と、
前記第１のリング歯車と前記第１の太陽歯車との間の複数の第１の遊星歯車（２０４２）と、
を備え、
前記第１のブレーキモータ（１１）は、前記第１のリング歯車（２０４１）の外歯に結合されており、前記第２のブレーキモータ（１２）は、前記第１の太陽歯車（２０４３）に結合されており、前記複数の第１の遊星歯車（２０４２）は、第１の遊星キャリア（２０４４）に連結されていることを特徴とする、請求項２に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項4】

前記トランスミッションデバイスは、
第１の中間歯車（２０１）と、
第２の中間歯車（２０２）と、
同軸歯車（２０３）と、
を更に備え、
前記第１の中間歯車（２０１）は、前記第１のブレーキモータ（１１）の出力シャフト（１１１）及び前記第１のリング歯車（２０４１）の前記外歯にそれぞれ係合されており、前記第２の中間歯車（２０２）は、前記第２のブレーキモータ（１２）の出力シャフト（１２１）及び前記同軸歯車（２０３）にそれぞれ係合されており、前記同軸歯車（２０３）は、前記第１の太陽歯車（２０４３）に同軸に結合されていることを特徴とする、請求項３に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項5】

前記同軸歯車及び前記第１のリング歯車が各々、第１のベアリング（２０６１）及び第２のベアリング（２０６２）によってそれぞれ支持される軸方向に延在する部分（２０３１、２０４０）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項6】

前記トランスミッションデバイスは、第２の遊星歯車セット（２０５）を更に備え、前記第２の遊星歯車セット（２０５）は、第２の太陽歯車（２０５１）と、第２のリング歯車（２０５３）と、前記第２の太陽歯車と前記第２のリング歯車との間の複数の第２の遊星歯車（２０５２）と、を備え、前記第２の太陽歯車（２０５１）は、前記第１の遊星キャリア（２０４４）に同軸に結合されており、前記第２のリング歯車（２０５３）は、固定されており、第２の遊星キャリア（２０５４）が、複数の第２の遊星歯車（２０５２）に連結されており、前記第２の遊星キャリア（２０５４）は、トルクを前記ブレーキアクチュエータ（３）に出力するためのコア穴（２０５５）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項7】

前記第１のブレーキモータ（１１）及び前記第２のブレーキモータ（１２）が各々、セルフロックデバイスに適合されており、前記セルフロックデバイス及び対応するブレーキモータが、同じ電源（１００）によって給電され、前記セルフロックデバイスは、前記電源が失われたときに、前記対応するブレーキモータの回転を阻止することを特徴とする、請求項１に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項8】

前記セルフロックデバイスは、
対応するモータ出力シャフトに接続された回転ディスク（９４）と、
固定摩擦ディスク（９５）と、
前記回転ディスクを前記摩擦ディスクに押し付けて、前記回転ディスクにブレーキをかけるのに役立つばね（９７）と、
電磁コイル（９８）であって、電力がオンのときに磁界を発生し、前記回転ディスクに磁力を加え、前記回転ディスクが前記ばねのスラストを克服し、前記摩擦ディスクから離れる方向に移動することを可能にする、電磁コイルと、
を備えることを特徴とする、請求項７に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項9】

前記電気機械ブレーキは、
前記第１のブレーキモータ及び前記第２のブレーキモータの回転速度をそれぞれ検出するための第１の回転速度センサ（１１２）及び第２の回転速度センサ（１２２）と、
前記第１のブレーキモータ及び前記第２のブレーキモータの電流をそれぞれ検出するための第１の電流センサ（８２）及び第２の電流センサ（８３）と、
前記第１のブレーキモータ及び前記第２のブレーキモータの前記回転速度及び電流に基づいて、前記第１のブレーキモータ及び前記第２のブレーキモータを制御するコントローラ（８０）と、
を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械ブレーキ。

【請求項10】

車両であって、前記車両は、請求項１～９のいずれか一項に記載の電気機械ブレーキを備えることを特徴とする、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両ブレーキシステムの分野に関し、より具体的には、新規の電気機械ブレーキ及び電気機械ブレーキを用いる車両に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機械ブレーキは、ブレーキングのためにブレーキキャリパを作動させる電気モータを利用するデバイスである。従来の液圧ブレーキシステムと比較して、電気機械ブレーキは、迅速な応答、単純な構造、及びメンテナンスの容易さなどの利点を提供する。車両電動化及び車両インテリジェンスの発展に伴い、電気制御システムとの統合性により電気機械ブレーキは、ブレーキングシステムの開発のトレンドとなってきた。デュアルモータシステムを備えた電気機械ブレーキでは、各モータの動作を制御する方法が課題である。

【0003】

発明の概要
本出願は、先行技術に存在する課題を解決するか、又は少なくとも軽減することを目的としている。

【0004】

電気機械ブレーキであって、
第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータと、
第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータに連結されたトランスミッションデバイスと、
トランスミッションデバイスに連結されたブレーキアクチュエータであって、トランスミッションデバイスが、ブレーキトルクを第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータからブレーキアクチュエータに伝達する、ブレーキアクチュエータと、を含み、
トランスミッションデバイスが、差動装置を含み、差動装置は、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータにそれぞれ結合されて、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータから入力トルクを受け取り、統合されたトルクをブレーキアクチュエータに出力する。

【0005】

様々な実施形態による電気機械ブレーキを含む車両を更に提供する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

図面を参照すると、本出願に開示される内容は、より容易に理解可能になる。当業者であれば、これらの図面は、例示のみを目的としており、本出願の保護範囲を限定することを意図するものではない、ことを容易に理解し得る。更に、図中の類似の数字は、類似の構成要素を表すために使用され、

【図1】一実施形態による電気機械ブレーキの設置図を示す。

【図2】一実施形態による電気機械ブレーキの三次元図を示す。

【図3】一実施形態による電気機械ブレーキの分解図を示す。

【図4】一実施形態による電気機械ブレーキの部分断面図を示す。

【図5】一実施形態による、ブレーキアクチュエータ部分を除く、電気機械ブレーキの分解図を示す。

【図6】一実施形態による、電気機械ブレーキのブレーキモータ及びトランスミッションデバイスの内部構造の三次元図を示す。

【図7】異なる角度からの一実施形態によるトランスミッションデバイスの内部歯車構造を示す。

【図8】異なる角度からの一実施形態によるトランスミッションデバイスの内部歯車構造を示す。

【図9】異なる角度からの一実施形態によるトランスミッションデバイスの内部歯車構造を示す。

【図10】異なる角度からの一実施形態によるトランスミッションデバイスの内部歯車構造を示す。

【図11】異なる角度からの一実施形態によるトランスミッションデバイスの内部歯車構造を示す。

【図12】一実施形態によるブレーキモータの内部構造を示す。

【図13】一実施形態による電気機械ブレーキの部分回路構造を示す。

【図14】一実施形態による電気機械ブレーキのブレーキアクチュエータ部分の分解図を示す。

【図15】一実施形態による電気機械ブレーキのブレーキアクチュエータ部分の断面図を示す。

【図16】一実施形態による電子機械ブレーキのブレーキアクチュエータの特定の構成要素の三次元図を示す。

【図17】一実施形態による電気機械ブレーキのブレーキアクチュエータの摩擦ディスクブラケット及び摩擦ディスクの正面図を示す。

【図18】様々な実施形態による回転位置センサの磁石の図を示す。

【図19】様々な実施形態による回転位置センサの磁石の図を示す。

【図20】様々な実施形態による回転位置センサの磁石の図を示す。

【図21】様々な実施形態による回転位置センサの磁石の図を示す。

【図22】様々な実施形態による回転位置センサの磁石の図を示す。

【図23】様々な実施形態による回転位置センサの磁石の図を示す。

【図24】一実施形態による電気機械ブレーキシステムの制御構造の概略図を示す。

【図25】例示的なモータ特性曲線を示す。

【図26】例示的なモータ断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0007】

図１は、電気機械ブレーキの設置図を示し、設置図は、回転シャフト９１と、ダンパー９２と、ベアリング９４と、ステアリングナックルアーム９３と、ブレーキディスク９５と、ホイール９６と、並びにブレーキディスク９５をブレーキキャリパでクランプすることによって制動力を提供する電気モータによって駆動される、本実施形態例による電気機械ブレーキ１００とを示す。組み立て中、電気機械ブレーキ１００は、ホイール９６のハブ内側のコンパクトなスペースに収容されながら、同時に、ステアリングナックルアーム９３上に取り付けられる。

【0008】

図２は、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２（図５に示すように）と、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２に連結されたトランスミッションデバイス２と、トランスミッションデバイス２に連結されたブレーキアクチュエータ３とを含む、実施形態に従った電気機械ブレーキを示す。トランスミッションデバイス２は、ブレーキアクチュエータ３に結合され、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２のブレーキトルクをブレーキアクチュエータ３に伝達する。図に示すように、電気機械ブレーキは、２つのブレーキモータ１１及び１２を含み、この電気機械ブレーキは、より大きなブレーキトルクを必要とする車両の前輪などの主要ブレーキ車輪のために使用され得る。車両の後輪への電気機械ブレーキのためには、１つのブレーキモータのみが適合されてもよく、その場合、ハウジング及びトランスミッションデバイス２は対応するように変更される。

【0009】

電気機械ブレーキの具体的な実施形態を、図３及び４を参照して更に説明する。図３に示す実施形態では、トランスミッションデバイス２のハウジング及びブレーキアクチュエータ３のハウジングは分離可能である。トランスミッションハウジング及びブレーキアクチュエータ３０は、一対のボルト５を使用して、トランスミッションハウジングとブレーキアクチュエータハウジング３０とを一緒に接続するための対応する対のボルト穴を画定するフランジ２１１、３０１を含む。追加的に、図４に示すように、ボルト５は、トランスミッションハウジング及びブレーキアクチュエータハウジング３０のフランジ２１１、３０１を通過し、一対の軸方向ガイドロッド５１の裏面のボルト穴によって受容され、それゆえ、ブッシング部分41を通して一対の軸方向ガイドロッド５１上のブレーキアクチュエータ３の摩擦ディスクブラケット４の軸方向スライド式取り付けを可能にし、それによって、ブレーキアクチュエータハウジング３０と摩擦ディスクブラケット４との間の相対的軸方向浮動を達成する。最後に、組み立てられた電気機械ブレーキは、摩擦ディスクブラケット４のフランジ４３を使用して図１に示すステアリングナックルアーム９３上に設置され、更に摩擦ディスクブラケット４上の２つの摩擦ディスクは、ブレーキディスク９５の両側に位置決めされる。

【0010】

電気機械ブレーキのトランスミッションデバイス２の特定の構造は、図５～１１を更に参照して本明細書に記載されている。本開示の実施形態では、出力トルクを協働的に提供するためにデュアルモータシステムを使用するスキームが提案され、これは、先行技術のデュアルモータシステムで単一のモータを別のモータのバックアップモータとして使用するスキームとは異なる。したがって、様々な機能を実行するために協働して動作する第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２を制御することが期待される。いくつかの共通のスキームでは、トルクセンサは、個々のブレーキモータの出力トルクを検出するために使用され、それによって、デュアルモータシステム全体を制御する。しかしながら、トルクセンサ自体のサイズが比較的大きいこと、及びトルクセンサ自体が占める空間が比較的大きいため、ホイールハブ内のコンパクトな空間内にトルクセンサを配置することは困難である。本出願は、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２を統合するために、トランスミッションデバイス内に差動装置を設置することを提案し、第１のブレーキモータ１１と第２のブレーキモータ１２とをある程度結合解除し、それぞれの回転速度及び電流を監視することによって、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の別個の制御を可能にし、したがって、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の出力トルクを個別に監視する必要性を排除する。

【0011】

図に示すように、トランスミッションハウジングは、差動歯車、中間歯車などを含む、トランスミッションデバイス２の歯車セットを収容する、ボルトによって接続された第１のハウジング部分２１及び第２のハウジング部分２２から構成され得る。図示した実施形態では、第１のハウジング部分２１及び第２のハウジング部分２２は、大まかにヘリングボーン形状のトランスミッション歯車セットを収容するために、ヘリングボーン形状の空洞を画定するために、大まかにヘリングボーン形状である。第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２は、第１のハウジング部分２１上に取り付けられ、それらの出力シャフトに接続されたピニオン１１１、１２１は、内部空洞の中に延在し、対応する中間歯車２０１、２０２に係合される。したがって、実施形態による、第１のブレーキモータ１１、第２のブレーキモータ１２及びブレーキアクチュエータ３は、トランスミッションデバイス２の同じ側に位置し、結果として、電気機械ブレーキの軸方向の長さが比較的短くなり、これは、ホイールハブの内部側のコンパクトなスペースに配置され得るが、それでも、デュアルブレーキモータシステムの存在で十分なブレーキトルクを提供する。いくつかの実施形態では、回転位置センサの磁石部分１１２及び１２２は、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の出力シャフト上に設置される。更に、ホールセンサ（図１３）などの、回転位置センサの対応する検出器１１２’及び１２２’は、磁石部分１１２及び１２２に対応する位置で回路基板上に設置され、磁石部分１１２及び１２２によって発生する磁界における変化を検出し、それによって第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の位相及び回転速度を検知する。第２のハウジング部分２２は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）などの車両のコントローラに接続するためのインターフェース２２１を更に提供し、それによって、電気機械ブレーキとＥＣＵとの間の通信を達成して、ＥＣＵが第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２を制御し、回転位置センサを通してブレーキモータの状態を捕捉することを可能にする。追加的に、モータ１１及び１２に対応する合計出力トルクセンサ８１（ブレーキアクチュエータ３のねじナットデバイスに配置され得る）及び電流センサ８２及び８３がそれぞれ設置されてもよく、したがって電気機械ブレーキの合計出力トルク及び第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の電流をＥＣＵに伝送する。上述の配置では、回転位置センサは、モータのロータの回転状態に関するフィードバックをＥＣＵに送信し、一方トルクセンサ及び電流センサは、締付トルク及びモータの動作電流に関するフィードバックをＥＣＵに送信する。ＥＣＵは、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータそれぞれの回転速度及び電流に基づいて、第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータを制御する。

【0012】

本開示の実施形態では、トランスミッションデバイス２は、差動装置を含み、差動装置は、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２に結合して、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の入力トルクをそれぞれ受け取り、統合されたトルクをブレーキアクチュエータ３に出力する。いくつかの実施形態では、差動装置は、遊星差動装置システムである。いくつかの実施形態では、遊星差動装置システムは、第１のリング歯車２０４１と、第１の太陽歯車２０４３と、第１のリング歯車２０４１と第１の太陽歯車２０４３との間の複数の第１の遊星歯車２０４２とを含み、第１のブレーキモータ１１は、第１のリング歯車２０４１の外歯に結合され、第２のブレーキモータ１２は、第１の太陽歯車２０４３に結合され、複数の第１の遊星歯車２０４２は、第１の遊星キャリア２０４４に連結される。いくつかの実施形態では、トランスミッションデバイスは、第１の中間歯車２０１と、第２の中間歯車２０２と、同軸歯車２０３とを更に含む。図６に示すように、第１の中間歯車２０１は、第１のブレーキモータ１１の出力シャフト上の歯車１１１と、第１のリング歯車２０４１の外歯に、それぞれ係合する。第２の中間歯車２０２は、第２のブレーキモータの出力シャフト上の歯車１２１と、同軸歯車２０３とに、それぞれ係合する。図１０に示すように、同軸歯車２０３は、第１の太陽歯車２０４３に同軸に結合されており、例えば、図に示すように、２つの歯車は、同軸に一緒に回転するように接続されるか、又は代替的に、２つの歯車を一体化することができる。図１０に示すように、いくつかの実施形態では、同軸歯車２０３は、第１のベアリング２０６１によって回転可能に支持される軸方向延在部分２０３１を含み、第１のリング歯車２０４１は、第２のベアリング支持体２０６２によって回転可能に支持される軸方向延在部分２０４０を含む。第１のベアリング２０６１は、例えば、ハウジング内に取り付けられてもよく、第２のベアリング２０６２は、例えば、ハウジング内に取り付けられてもよく、及び／又は中間ブラケット２０７によって支持されてもよい。

【0013】

いくつかの実施形態では、トランスミッションデバイス２は、中間ブラケット２０７を通して上述の差動装置及び中間歯車から分離される、第２の遊星歯車セット２０５を更に含み、第２の遊星歯車セットは、第２の太陽歯車２０５１と、第２のリング歯車２０５３と、第２の太陽歯車２０５１と第２のリング歯車２０５３との間の複数の第２の遊星歯車２０５２と、を備え、第２の太陽歯車２０５１が、第１の遊星キャリア２０４４に同軸に結合されて、第１の遊星キャリア２０４４の回転トルクを受け、第２のリング歯車２０５３が、固定されてもよく、第２の遊星キャリア２０５４が、複数の第２の遊星歯車２０５２に連結され、第２の遊星キャリアが、正方形の断面又は他の非円形の断面を有し得る、コア穴２０５５を含み、それによって、ブレーキアクチュエータの入力端３１１（図１５）に接続されて、トルクをブレーキアクチュエータ３に出力するように更に構成される。当然のことながら、第２の遊星歯車セット２０５は、主にトルクの増加における役割を果たす。いくつかの実施形態では、第２の遊星歯車セット２０５は省略されてもよく、第１の遊星キャリア２０４４をブレーキアクチュエータ３の入力端３１１に直接接続することを可能にする。

【0014】

図１２は、更なる参照として、実施形態によるブレーキモータの内部構造図を示す。差動装置の使用により、ブレーキトルクが無給電ブレーキモータに伝達されるのを回避し、第１のブレーキモータ１１又は第２のブレーキモータ１２が電力を失うと、それをアイドル状態で回転させ、その結果、ブレーキアクチュエータ３に伝達されるトルクが不十分となるために、本出願の第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２は、各々セルフロックデバイスに適合されている。いくつかの実施形態では、セルフロックデバイス及び対応するブレーキモータは、同じ電源１００によって給電され、セルフロックデバイスは、電力が失われたときに対応するブレーキモータの回転を阻止し、それによって、電力を失ったブレーキモータをロックし、他の機能しているブレーキモータがブレーキトルクをブレーキアクチュエータ３に依然として出力することを可能にする。いくつかの実施形態では、図１２に示すように、ブレーキモータは、ハウジング９と、ハウジング内部のステータ９１と、ステータ９１内部のロータ９２と、ロータ９２に連結されたロータシャフト又は出力シャフト９３とを含む。セルフロックデバイスは、対応するモータ出力シャフト９３に接続された回転ディスク９４であって、出力シャフト９３と一緒に回転し、かつロータシャフト９３に対して軸方向に移動することができ、例えば、ロータシャフト９３が、回転ディスク９４と一緒に回転するための１つ以上の鍵を有する、回転ディスク９４と、例えば、モータハウジング９に固定された固定摩擦ディスク９５と、回転ディスク９４をブレーキディスク９５に向かって押して、回転ディスク９４にブレーキをかけるのに役立つばね９７と、電磁コイル９８であって、電力がオンのときに磁界を発生して、ばね９７のスラストを克服するための磁力を生成し、電源１００によって給電されたときに磁界を発生して、ばね９７のスラストを克服し、回転ディスク９４を摩擦ディスク９５から右へ離れる方向に押し、それによって、出力シャフト９３が自由に回転することを可能にし、故障に起因して電源１００がもはや給電されないときに、回転ディスク９４が摩擦ディスク９５に係合し、モータのロータシャフト９３がアイドリングすることを防止する、電磁コイル９８と、を含む。加えて、電源１００は、電子制御ユニット１０１に更に接続されている。

【0015】

図１３に示すように、電気機械ブレーキは、回路基板８を更に含み、回路基板８は図に視覚的には示されていないが、インターフェース２２１を通して外部デバイスに接続される。回路基板８は、第１のブレーキモータ１１と、第２のブレーキモータ１２と、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の回転位置を検出するためのセンサの検出器１１２′及び１２２′と、第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の電流を検出するための電流センサ８１及び８２と、合計出力トルクセンサ８３とにそれぞれ接続され、それによって、様々なデータ及び制御信号を制御システムと交換する。

【0016】

実施形態によるブレーキアクチュエータは、図１４及び１５を更に参照しながら詳細に説明される。ブレーキアクチュエータは、ねじナット機構３１及びプランジャー３５を収容するブレーキアクチュエータハウジング３０を含む。例示的な実施形態では、ねじナット機構のねじは、トランスミッションデバイスに接続されて使用される、入力端３１１と、ナット３１３と係合するねじ本体３１２とを含む。入力端３１１は、例えば、四角などの断面形状を有し、四角などの断面形状は、トルクを受けるために、第２の遊星キャリアのコア穴２０５５に合致する。追加的に、ブレーキアクチュエータとトランスミッションデバイスとの間の封止を提供するために、封止リング３６が提供される。入力端３１１は、ピン３３を介してその外周上に配置された支持リング３２と係合する。一態様では、支持リング３２は、ねじ本体３１２の背面に対して支持され、更に一態様では、スナップリング３７によって軸方向に制限され、したがって、軸方向に制限されるが、ねじと一緒に回転させることができる。支持リング３２は、ベアリング３４によって支持される。いくつかの実施形態では、ベアリング３４はスラストベアリングである。代替的に、ベアリング３４は、とりわけ、深溝ボールベアリング、角接点ボールベアリング、又は中心ボールベアリングであってもよい。代替的に、ねじはベアリングによって直接支持され得る。

【0017】

いくつかの実施形態では、ねじナット機構のナット３１３は、円周方向のプランジャー３５と結合される。例えば、ナット３１３の外側は、プランジャー３５上の突起又は溝と対応するように係合する突起又は溝を有してもよい。いくつかの実施形態では、プランジャー３５は、円周方向における摩擦ディスク７１と結合される。例えば、プランジャー３５の前面は、摩擦ディスク７１上の突起又は溝と対応して係合する軸方向に沿った溝又は突起を有してもよい。更に、摩擦ディスク７１は、摩擦ディスク７１の円周方向の動きを制限する、摩擦ディスクブラケット４によって支持される。結果として、プランジャー３５及びナット３１３の両方は、円周方向に制限され、軸方向動きのみを可能にし、円周の回転を防止するので、ねじナット機構でのナット３１３の円周方向の制限及び軸方向動きを達成する。したがって、ナットとプランジャーとの間の円周カップリング、プランジャー及び摩擦ディスク、並びに摩擦ディスク７１の摩擦ディスクブラケット４によって提供される円周方向の制限を利用することによって、ナットの円周方向の動きを制限することを目的とするハウジングに特に特徴物を設置する必要はない。

【0018】

１つの実施形態によるナット、プランジャー、摩擦ディスク、及び摩擦ディスクブラケットの具体的な構造が更に図１６及び１７を参照して説明されている。いくつかの実施形態では、ナット３１３の外周は複数の鍵３１４を有し、プランジャー３５は、ナット３１３の外周上に取り付けられたスリーブ部分を有し、スリーブ部分の背面は、複数の鍵３１４と係合する複数のスロット３５１を有し、ナット３１３の複数の鍵３１４とプランジャー３５のスリーブ部分の複数のスロット３５１との嵌合を通して２つの円周の結合を達成する。いくつかの実施形態では、スリーブ部分の前面３５２は、複数の溝３５３を有し、スリーブ部分の前面３５２に面する摩擦ディスク７１の隣接する表面は、対応する複数の突起７１３を有し、ナットの前面３５２上の複数の溝３５３の、摩擦ディスク７１上の複数の突起７１３との嵌合を通して、２つの円周方向の結合を達成する。ナット３１３、プランジャー３５、及び摩擦ディスク７１は、互いに軸方向に結合されていないため、それらは互いに対して軸方向の変位を有することができることが理解されるべきである。しかしながら、複数の鍵３１４と、複数のスロット３５１と、複数の溝３５３と、複数の突起７１３とは、軸方向変位中にナット３１３、プランジャー３５、及び摩擦ディスク７１が互いから外れるのを防止するのに十分な軸長さを有して設置されるべきである。

【0019】

上述のナット３１３と、プランジャー３５と、摩擦ディスク７１とはまた、例えば、ナット３１３と、プランジャー３５と、摩擦ディスク７１とが締まり嵌めを通して軸方向に結合されることによって、互いに軸方向に結合されるように設計されてもよく、ナット３１３と、プランジャー３５と、摩擦ディスク７１とは、同時に軸方向に動くことができることが理解されるべきである。

【0020】

いくつかの実施形態では、摩擦ディスク７１は、両端に耳部７１１を適合し、摩擦ディスク７１は、耳部７１１を摩擦ディスクブラケット４の側面溝４５に挿入することによって円周方向に制限される。いくつかの実施形態では、摩擦ディスク７１の耳部７１１と摩擦ディスクブラケット４の溝４５との間にギャップがあり、ダンピング戻りばねが設置される。この場合、摩擦ディスク７１はまた、耳部の内部側上に肩部７１２を含み、摩擦ディスクブラケット４は、摩擦ディスクの２つの端部で肩部７１２を支持する一対の突起４６を更に含み、それによって摩擦ディスク７１の円周方向制限を達成する一方で、摩擦ディスク７１が摩擦ディスクブラケット４に対して軸方向に動くことを可能にする。当然のことながら、図１５に示すように、対向する摩擦ディスク７２は、摩擦ディスク７１の反対側に配置された摩擦ディスクブラケット４上に更に設置される。対向する摩擦ディスク７２は、摩擦ディスク７１と類似した形状（プランジャーと係合するための特徴なし）を有し、摩擦ディスクブラケット４上で同様の方法で軸方向に移動するように配置され得る。前述のように、ブレーキアクチュエータハウジング３０は、軸方向ガイドロッド５１を介して摩擦ディスクブラケット４上に浮動可能に取り付けられる。組み立てられた電子機械ブレーキは、摩擦ディスクブラケット４上のフランジ４３を介してステアリングナックルアーム９３に固定され、その結果、摩擦ディスク７１及び対向する摩擦ディスク７２は、ブレーキディスク９５の両側に位置する。トルクの確立中、ブレーキモータの回転は、トランスミッションデバイス２を駆動し、ナットのねじの回転、ナットの並進、及びプランジャーの動きを引き起こし、それによって摩擦ディスク７１をブレーキディスク９５に接触させる。追加的に、ブレーキディスク９５及び摩擦ディスクブラケット４は固定されているため、ねじ３１２上の反力は、ナット３１３が並進されたときに電気機械ブレーキのブレーキアクチュエータハウジング３０に伝達され、ブレーキアクチュエータハウジング３０を逆方向に移動させる（図１５に示すように左に向かって）。ブレーキアクチュエータハウジングのフック部分３０１は、対向する摩擦ディスク７２を駆動して、摩擦ディスク７１とともに軸方向に左に移動させ、それによってブレーキディスク９５を締め付ける。ブレーキトルクを解放するときに、ブレーキディスク９５の回転は、摩擦ディスク７１及び対応する摩擦ディスク７２を押し離し、ブレーキディスク９５が次のブレーキングサイクルまで自由に回転するのに十分なクリアランスを提供する。

【0021】

図１８～２１は、更なる参照として、回転位置センサ磁石の構造を示す。この実施形態では、磁石２０７は、ディスク形状の磁石部分２０７１及びシャフト部分２０７２を含む。シャフト部分２０７２は、歯車シャフト又はモータシャフト２０１３のシャフト穴に取り付けられ、ディスク形状の磁石部分２０７１、２０７１’は、１８０度離隔した１つ以上の対の磁極を含む。図２２～２３は、更なる参照として、環状磁石部分２０７１"及び環状磁石部分２０７１"の内部側にあるシャフトワッシャー２０７２"を含む、回転位置センサ磁石２０７"の別の構造を示す。回転位置センサ磁石は、シャフトワッシャー２０７２"を介して歯車シャフト又はモータシャフトの突出端２０１４上に取り付けられる。同様に、環状磁石部分２０７１”は、１８０度離隔した１つ以上の対の磁極を含み得る。上述のように、回転位置センサ磁石は、上述の方法又は他の適切な方法のいずれかを使用して、２つのブレーキモータ、又は中間歯車の出力シャフト上に取り付けられてもよい。

【0022】

実施形態による電気機械ブレーキシステムは、図２４を更に参照しながら本明細書に説明される。制御システムは、例えば、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）である、コントローラ８０を含む。ＥＣＵは、動作状態、すなわち回転位置センサを通して第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の回転速度及び位相を取得する。ＥＣＵは更に、電流センサ８２及び８３を通して、それぞれ第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の動作電流を取得する。追加的に、ＥＣＵはブレーキペダルデバイス８４０におけるペダル変位センサ８４を使用することによって、ブレーキペダル８４１の変位を取得する。ブレーキペダル８４１の変位は、ペダル変位受信機８４’に送信される。加えて、ブレーキペダルデバイス８４０は、ペダル感触シミュレーションデバイス８４２を更に含む。更に、ＥＣＵは、例えば、結合方式で、トランスミッションデバイス２を通してブレーキアクチュエータシステム３に伝送される第１のブレーキモータ１１及び第２のブレーキモータ１２の合計出力トルクである、結合された第１のブレーキモータ及び第２のブレーキモータの合計出力トルクをトルクセンサ８１を通して取得する。例えば、トルクセンサ８１は、トランスミッションデバイス２とブレーキアクチュエータ３（又はブレーキアクチュエータ３に）との間に設置され、ブレーキアクチュエータシステム３の入力端３１１でのトルクを検知し、ブレーキトルク受信機８１’に送信する。代替的な実施形態では、合計ブレーキトルクは、例えば、差動装置システムとブレーキアクチュエータの入力シャフトとの間の任意の適切な位置で測定され得る。

【0023】

図２５は、更なる参照として、例示的なモータ特性曲線を示す。モータ特性曲線は、特定の電流に対応する。様々な電流における各モータの特性曲線は、モータ性能試験を実施することによって、又は計算によって得ることができる。この曲線では、モータ速度が特定の値以下であるときに、モータ出力トルクは実質的に一定であり、モータ速度が特定の値よりも高いときに、モータ速度の増加とともにモータ出力トルクは減少する。

【0024】

図２６は、更なる参照として、例示的なモータの断面図を示す。このタイプのモータについては、モータ出力トルクＴは、例えば、以下の式を使用して計算することができる。

【数1】

式中、Ｔは、モータ出力トルクであり、Ｐは、ロータ極対の数であり、

【数2】

は、主磁束（主磁鎖）であり、Ｌ_ｄは、ｄ軸インダクタンスであり、Ｌ_ｑは、ｑ軸インダクタンスであり、Ｉ_ｄは、主磁束に平行な磁束を発生するステータでの電流であり、Ｉ_ｑは、ステータでの主流束に直交する磁束を生成する電流である。トルクを計算する上の方法は単に例示であり、代替的な実施形態では、各モータの出力トルクを計算するために様々な他の適切な方法を使用できる。

【0025】

本出願において上述した特定の実施形態は、本出願の原理をより明確に記述すること、すなわち、本開示の原理をより理解しやすくするために様々な構成要素を明確に例示又は記述することのみを意図している。本出願の範囲内において、当業者は、本出願に様々な修正又は変更を容易に行うことができる。したがって、これらの修正又は変更は、本出願の特許保護の範囲内に全て含まれることが理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】