(57)【要約】【課題】ブレーキブースタ・アッセンブリを提供する。【解決手段】アッセンブリは、第一軸に沿って移動可能であり第一軸に沿って延びるラックを有する。ラックからは複数のラック歯が延びる。センサが、ラックと連結され、ラックの力及び軸方向変位を検出し、検出された力と検出された変位とに比例した信号を出力する。遊星ギア・サブアッセンブリは、第一軸と交差する第二軸の周囲に配置され、第二軸回りの遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて第一軸に沿ってラックを移動させるようラックと連結される。一対のモータが、遊星ギア・サブアッセンブリに連結されて、第一軸に沿ってラックを移動させるよう遊星ギア・サブアッセンブリを回転させる。制御器は、センサとモータとに電気的に接続されて、センサからの信号に応じて遊星ギア・サブアッセンブリの回転を制御する。【選択図】図１
2016216037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一軸に沿って移動可能なラックと、
前記ラックと連結され、前記ラックの力及び軸方向変位を検出して検出された力と検出された変位とに比例した信号を出力する少なくとも一つのセンサと、
前記第一軸と交差する第二軸の周囲に配置される遊星ギア・サブアッセンブリであって、前記第二軸回りの前記遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて、前記第一軸に沿って前記ラックを移動させるよう前記ラックと連結される遊星ギア・サブアッセンブリと、
前記遊星ギア・サブアッセンブリに連結されて、前記第一軸に沿って前記ラックを移動させるよう、前記第二軸回りに前記遊星ギア・サブアッセンブリを回転させる第一モータと、
前記遊星ギア・サブアッセンブリに連結されて、前記第一軸に沿って前記ラックを移動させるよう、前記第二軸回りに前記遊星ギア・サブアッセンブリを回転させる第二モータと、
前記少なくとも一つのセンサと、前記第一モータと、前記第二モータとに電気的に接続され、前記少なくとも一つのセンサからの前記信号に応じて前記遊星ギア・サブアッセンブリの回転及び前記ラックの軸方向移動を制御する制御器と、
を備えるブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項２】
前記遊星ギア・サブアッセンブリは、
前記ラックに連結されるとともに前記第二軸回りに回転可能な遊星キャリアと、
前記遊星キャリアに回転可能に連結される複数の遊星ギアと、
前記遊星ギアと係合し、前記第二軸回りに回転する太陽ギアと、
前記遊星ギアの周囲に環状に配置されるとともに、前記遊星ギアと係合し、前記第二軸回りに回転するリングギアと、
前記太陽ギアを回転可能に駆動するよう前記太陽ギアに連結される駆動ギアと、
を有する、
請求項１に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項３】
前記ラックは、該ラックから延びる複数のラック歯を有しており、
前記ブレーキブースタ・アッセンブリは、前記遊星ギア・サブアッセンブリの前記遊星キャリアに連結され、前記ラック歯と噛合して前記遊星キャリアの回転に応じて前記第一軸に沿って前記ラックを移動させる複数のスリーブ歯が外周に形成されているスリーブを更に備える、
請求項２に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項４】
前記第一モータに連結され駆動されるとともに、前記遊星ギア・サブアッセンブリの前記リングギアと係合する第一ピニオンギアと、
前記第二モータに連結され駆動されるとともに、前記遊星ギア・サブアッセンブリの前記駆動ギアと係合して前記太陽ギア及び前記リングギアのそれぞれを前記第二軸回りに回転させる第二ピニオンギアと、
を更に備える、
請求項３に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項５】
前記複数の遊星ギアが一対の遊星ギアであり、
前記ブレーキブースタ・アッセンブリは、前記第二軸に沿って前記遊星ギア・サブアッセンブリを通って延びるメインシャフトを更に備える、
請求項２から４のいずれか１項に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項６】
第一軸に沿って移動可能なラックと、
前記ラックと連結され、前記ラックの力及び軸方向変位を検出して検出された力と検出された変位とに比例した信号を出力する少なくとも一つのセンサと、
前記第一軸と交差する第二軸の周囲に配置される遊星ギア・サブアッセンブリであって、前記第二軸回りの前記遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて、前記第一軸に沿って前記ラックを移動させるよう前記ラックと連結される遊星ギア・サブアッセンブリと、
前記遊星ギア・サブアッセンブリに連結されて、前記第一軸に沿って前記ラックを移動させるよう、前記第二軸回りに前記遊星ギア・サブアッセンブリを回転させる少なくとも一つのモータと、
前記ラックに隣接して配置されるとともに、前記遊星ギア・サブアッセンブリと前記ラックとの間で連結されて、前記ラックを移動させるよう前記遊星ギア・サブアッセンブリから選択的にトルクを伝達するクラッチ・サブアッセンブリと、
前記少なくとも一つのセンサと、前記少なくとも一つのモータと、に電気的に接続されて、前記少なくとも一つのセンサからの前記信号に応じて前記遊星ギア・サブアッセンブリの回転を制御する制御器と、
を備えるブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項７】
前記ラックは、該ラックから延びる複数のラック歯を有しており、
前記ブレーキブースタ・アッセンブリは、前記クラッチ・サブアッセンブリに連結されるスリーブであって、前記ラック歯と噛合して前記遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて前記第一軸に沿って前記ラックを移動させる複数のスリーブ歯が外周に形成されているスリーブを更に備る、
請求項６に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項８】
前記クラッチ・サブアッセンブリは、
前記第二軸の周囲に配置され、前記第二軸に沿って前記第二軸から径方向に延びるとともに、前記遊星ギア・サブアッセンブリに連結されるドラムと、
前記第二軸の周囲に配置され、前記第二軸に沿って前記第二軸から径方向に延びるハブであって、前記ドラムと選択的に係合して前記ドラムから前記ハブにトルクを伝達するよう前記スリーブに連結されるハブと、
を有する、
請求項７に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項９】
前記遊星ギア・サブアッセンブリは、
前記クラッチ・サブアッセンブリの前記ドラムに連結されるとともに、前記第二軸回りに回転可能である遊星キャリアと、
前記遊星キャリアに回転可能に連結される複数の遊星ギアと、
前記遊星ギアと係合し、前記第二軸回りに回転する太陽ギアと、
前記遊星ギアの周囲に環状に配置されるとともに、前記遊星ギアと係合し、前記第二軸回りに回転するリングギアと、
前記太陽ギアを回転可能に駆動するよう前記太陽ギアに連結される駆動ギアと、
を有する、
請求項８に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのモータには、第一モータと第二モータとが含まれ、
前記ブレーキブースタ・アッセンブリは、
前記第一モータに連結され駆動されるとともに、前記遊星ギア・サブアッセンブリの前記リングギアと係合する第一ピニオンギアと、
前記第二モータに連結され駆動されるとともに、前記遊星ギア・サブアッセンブリの前記駆動ギアと係合して前記太陽ギア及び前記リングギアのそれぞれを前記第二軸回りに回転させる第二ピニオンギアと、
を更に備える、
請求項９に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項１１】
前記第一モータは、前記第一ピニオンギアに取り付けられるとともに、前記第二軸と略平行な第三軸回りに回転可能である第一アクスルを有しており、
前記第二モータは、前記第二ピニオンギアに取り付けられるとともに、前記第二軸と略平行な第四軸回りに回転可能である第二アクスルを有しており、
前記リングギアは、該リングギアから径方向内側に延びる複数の内側リング歯と、該リングギアから径方向外側に延びる複数の外側リング歯と、を有しており、
前記太陽ギアは、該太陽ギアから径方向に延びる複数の太陽歯を有しており、
前記複数の遊星ギアは、前記内側リング歯と前記太陽歯とに噛合する遊星歯を有しており、
前記第一ピニオンギアは、前記外側リング歯と噛合する複数の第一ピニオン歯を有しており、
前記第二ピニオンギアは、複数の第二ピニオン歯を有しており、
前記駆動ギアは、前記第二ピニオン歯と噛合する複数の駆動歯を有している、
請求項４又は１０に記載のブレーキブースタ・アッセンブリ。
【請求項１２】
ブレーキブースタ・アッセンブリを動作させる方法であって、
ブレーキペダルを押すステップと、
前記ブレーキペダルの移動に応じてラックを移動させて力を作用させるステップと、
前記ラックの移動に対応する変位及び力をセンサによって検出するステップと、
前記センサで検出された変位及び力に比例する信号を出力するステップと、
前記センサからの信号に応じて第一モータ及び第二モータを選択的に駆動するステップと、
前記ラックに連結される遊星ギア・サブアッセンブリを前記第一モータ及び前記第二モータを用いて回転させるステップと、
前記遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて前記ラックを軸方向に移動させるステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記ラックに連結される前記遊星ギア・サブアッセンブリを前記第一モータ及び前記第二モータを用いて回転させる前記ステップは、
前記遊星ギア・サブアッセンブリのリングギアを回転させるよう、第一ピニオンギアを前記第一モータを用いて回転させるステップと、
前記遊星ギア・サブアッセンブリの駆動ギア及び太陽ギアを回転させるよう第二ピニオンギアを前記第二モータを用いて回転させるステップと、
を含み、
前記方法は、前記遊星ギア・サブアッセンブリの遊星キャリアを回転させるよう、前記リングギアと前記太陽ギアとを用いて複数の遊星ギアを回転させるステップを更に含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて前記ラックを軸方向に移動させる前記ステップは、
クラッチ・サブアッセンブリのドラムから前記クラッチ・サブアッセンブリのハブへとトルクを選択的に伝達するステップと、
前記ハブの回転に応じて前記ラックを軸方向に移動させるステップと、
を含んでいる、
請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ブレーキペダルの移動に応じて前記ラックを移動させて力を作用させる前記ステップは、前記ブレーキペダルの移動に応じてペダル・リンケージを移動させて力を作用させるステップを含んでおり、
前記ラックの移動に対応する変位及び力を前記センサによって検出する前記ステップは、前記ペダル・リンケージの移動に対応する変位及び力を前記センサによって検出するステップを含む、
請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ブレーキシステムにおいてアシスト力を提供するブレーキブースタ・アッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
概して、本願発明が属するタイプのブレーキブースタ・アッセンブリは、ブレーキペダルを押す際にドライバーが加える力以上に、マスタシリンダへの力の入力を補助（アシスト）する。典型的には、ブレーキブースタ・アッセンブリは、ブレーキペダルとマスタシリンダとに取り付けられる。多くのブレーキブースタ・アッセンブリは、中空ハウジングと、ハウジング内に圧力チャンバを形成するための少なくとも一つの隔壁と、を用いる。圧力チャンバは、制御弁を用いて真空源（例えばエンジン吸気口）に接続される。隔壁は、マスタシリンダにおけるピストンと連結されており、ブレーキペダルが押されるとき、真空圧によりマスタシリンダへの力の入力にアシスト力が提供される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
排気要求基準(Emissions requirements)や、小さなエンジンや、過給(supercharging)により、ブレーキブースタ・アッセンブリに利用可能な真空圧が大幅に低下する場合があり、その場合には、真空ポンプも用いられる。さらに、ハイブリッド自動車や完全な電気自動車は、一定の真空圧を提供できない。また、従来のブースタ・アッセンブリは、その複雑さや大きな部材の使用により、車両の重量を増加させる場合がある。したがって、部品が少なく、そして真空圧をほとんど又は全く利用できない車両で用いることが可能な、ブレーキシステムにおいてアシスト力を提供する解決策に対して大きなニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明が提供するブレーキブースタ・アッセンブリは、ラックと、少なくとも一つのセンサと、遊星ギア・サブアッセンブリと、第一モータと、第二モータと、制御器と、を備える。ラックは、第一軸に沿って移動可能である。少なくとも一つのセンサは、ラックと連結される。少なくとも一つのセンサは、ラックの力及び軸方向変位を検出し、検出された力と検出された変位とに比例した信号を出力する。遊星ギア・サブアッセンブリは、第一軸と交差する第二軸の周囲に配置される。遊星ギア・サブアッセンブリは、第二軸回りの遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて第一軸に沿ってラックを移動させるようラックと連結される。第一モータは、遊星ギア・サブアッセンブリに連結されて、第一軸に沿ってラックを移動させるよう第二軸回りに遊星ギア・サブアッセンブリを回転させる。第二モータもまた、遊星ギア・サブアッセンブリに連結されて、第一軸に沿ってラックを移動させるよう第二軸回りに遊星ギア・サブアッセンブリを回転させる。制御器は、少なくとも一つのセンサと、第一モータと、第二モータと、に電気的に接続されて、少なくとも一つのセンサからの信号に応じて遊星ギア・サブアッセンブリの回転及びラックの軸方向移動を制御する。
【０００５】
また、本発明が提供するブレーキブースタ・アッセンブリは、ラックと、少なくとも一つのセンサと、遊星ギア・サブアッセンブリと、少なくとも一つのモータと、クラッチ・サブアッセンブリと、制御器と、を備える。ラックは、第一軸に沿って移動可能である。少なくとも一つのセンサは、ラックと連結される。少なくとも一つのセンサは、ラックの力及び軸方向変位を検出し、検出された力と検出された変位とに比例した信号を出力する。遊星ギア・サブアッセンブリは、第一軸と交差する第二軸の周囲に配置される。遊星ギア・サブアッセンブリは、第二軸回りの遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じて第一軸に沿ってラックを移動させるようラックと連結される。少なくとも一つのモータは、遊星ギア・サブアッセンブリに連結されて、第一軸に沿ってラックを移動させるよう、第二軸回りに遊星ギア・サブアッセンブリを回転させる。クラッチ・サブアッセンブリは、ラックに隣接して配置される。クラッチ・サブアッセンブリは、遊星ギア・サブアッセンブリとラックとの間で連結されて、ラックを移動させるよう遊星ギア・サブアッセンブリから選択的にトルクを伝達する。制御器は、少なくとも一つのセンサと、少なくとも一つのモータと、に電気的に接続されて、少なくとも一つのセンサからの信号に応じて遊星ギア・サブアッセンブリの回転を制御する。
【０００６】
さらにまた、本発明が提供するブレーキブースタ・アッセンブリを動作させる方法は、ブレーキペダルを押すステップと、ブレーキペダルの移動に応じてラックを移動させて力を作用させるステップと、を含む。本方法は続いて、ラックの移動に対応する変位及び力をセンサによって検出するステップと、センサで検出された変位及び力に比例する信号を出力するステップと、を含む。次に、センサからの信号に応じて第一モータ及び第二モータを選択的に駆動するステップが含まれる。本方法の次のステップは、ラックに連結される遊星ギア・サブアッセンブリを第一モータ及び第二モータを用いて回転させるステップである。本方法は、遊星ギア・サブアッセンブリの回転に応じてラックを軸方向に移動させるステップで終わる。
【０００７】
こうして、ブレーキブースタ・アッセンブリの一以上の態様には、小型エンジンやディーゼルエンジンや過給機付きエンジン(supercharged engines)を備える自動車、これらに加えてハイブリッド自動車や電気自動車にも用いることができる利点がある。また、本ブレーキブースタ・アッセンブリは、かなり大きくかつ複雑な真空圧ベースのブレーキブースタの代わりに用いることができるので、全体車重を低減することができる。「ブレーキ・バイ・ワイヤ(brake-by-wire)」システムとは異なり、電源が失われた場合でも、ブレーキブースタ・アッセンブリに取り付けられたブレーキペダルに作用する力は、マスタシリンダに作用する。また、ブレーキブースタ・アッセンブリを、電力を用いることなく戻るよう駆動する（つまり、後退させる）ことができる。
【０００８】
本発明の他の利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明からより理解され、明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ブレーキブースタ・アッセンブリの斜視図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態において構成された、遊星ギア・サブアッセンブリを示すブレーキブースタ・アッセンブリの上面図である。
【図３】図２のブレーキブースタ・アッセンブリの遊星ギア・サブアッセンブリの側面図である。
【図４】ブレーキブースタ・アッセンブリの実施形態の動作ステップを示すフローチャートである。
【図５】ブレーキブースタ・アッセンブリの実施形態の動作ステップを示すさらなるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ブレーキペダル２４を押圧する際に、ドライバーの力によって作用させられる以上のマスタシリンダ２２への力の入力をアシストするブレーキブースタ・アッセンブリ２０を図面に概略的に示す。図面では、対応する部品には同じ符号を付している。本発明の好ましい実施形態は地上車両に用いられることを意図したものであるが、本開示のブレーキブースタ・アッセンブリ２０を、限定するものではないが、他のブレーキシステム又はシステムへの直線的な力の入力をブースト（増強）するすなわちアシストすることが求められるもの等、他の多くの用途においても用いることができることは理解されよう。
【００１１】
図１からよく分かる通り、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０は、第一軸Ａに沿って移動可能であり、第一軸Ａに沿って延びるラック２６を有する。ラック２６は、第一端部２８と第二端部３０と外面とを有する。ペダル・リンケージ（接続部）３２が、ブレーキペダル２４への接続のためラック２６の第一端部２８に取り付けられるとともに、第一端部２８から軸方向に延びる。少なくとも一つのセンサ３４が、ペダル・リンケージ３２に取り付けられて、ペダル・リンケージ３２の力及び軸方向変位を検出し、検出された力と検出された変位とに比例した信号を出力する。好ましい実施形態のセンサ３４は、変位及び力又は歪みにおける変化を検出するが、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０を、他のセンサ３４を含むもしくは用いるよう、または動作時の他の関連する機械的もしくは電気的特性を検出するよう、構成することができることは理解されよう。プッシュロッド３６が、ラック２６の第二端部３０に取り付けられるとともに第二端部３０から軸方向に延び、マスタシリンダ２２と係合している。リターンスプリング３８が、プッシュロッド３６の周囲に環状に配置されるとともに、マスタシリンダ２２とラック２６の第二端部３０との間で軸方向に延びて、ラック２６にペダル・リンケージ３２に向かって力（つまり、マスタシリンダ２２に向かうラック２６の移動に抗する力）を作用させる。ラック２６は、外面から径方向に延びるとともにラック２６に沿って配置される複数のラック歯４０を有する。好ましい実施形態ではペダル・リンケージ３２、プッシュロッド３６及びリターンスプリング３８を備えているが、他の実施形態ではこれらの要素のすべてを備えていなくともよい。例えば、ラック２６はマスタシリンダ２２と直接係合でき、そしてラック２６をブレーキペダル２４に直接取り付けることができ、これにより、ペダル・リンケージ３２やプッシュロッド３６を不要とすることができる。
【００１２】
図２に示す通り、概括的に表すクラッチ・サブアッセンブリ４２は、ラック２６に隣接して配置され、ドラム４４とハブ４６とを有する。ドラム４４は、第一軸Ａと交差する第二軸Ｂの周囲に配置され、第二軸Ｂに沿ってかつ第二軸Ｂから径方向に延びる。ドラム４４は第二軸Ｂ回りに回転可能である。ハブ４６は、第二軸Ｂの周囲に配置され、第二軸Ｂに沿ってかつ第二軸Ｂから径方向にドラム４４に隣接して延びる。ハブ４６は、第二軸Ｂ回りに回転可能であり、ドラム４４と選択的に係合してドラム４４からハブ４６にトルクを伝達する。好ましい実施形態ではクラッチ・サブアッセンブリ４２を備えているが、クラッチ・サブアッセンブリ４２を用いることなくブレーキブースタ・アッセンブリ２０を動作可能であることは理解されよう。言い換えれば、クラッチ・サブアッセンブリ４２は任意選択的に用いられる。さらに、クラッチ・サブアッセンブリ４２を、限定するものではないが、遠心タイプやマルチプレートタイプや磁気粘性流体タイプ等の任意のタイプのクラッチから選択できることも理解されよう。
【００１３】
スリーブ４８がハブ４６に連結される。スリーブ４８は、略円筒形状であり、外周を有する。また、スリーブ４８には、中心に配置されるとともに第二軸Ｂに沿ってスリーブ４８を貫通して延びる円筒空間部が形成されている。スリーブ４８の外周には、外周から径方向に延設される複数のスリーブ歯５０が形成されている。スリーブ歯５０はラック歯４０と噛合し、第二軸Ｂ回りのハブ４６及びスリーブ４８の回転に応じて第一軸Ａに沿ってラック２６を移動させる。メインシャフト５２は、第二軸Ｂに沿ってクラッチ・サブアッセンブリ４２及びスリーブ４８を貫通するよう延びる。
【００１４】
概括的に表す遊星ギア・サブアッセンブリ５４は、第二軸Ｂの周囲に配置され、クラッチ・サブアッセンブリ４２のドラム４４に連結されて、第二軸Ｂ回りのクラッチ・サブアッセンブリ４２及び遊星ギア・サブアッセンブリ５４の回転に応じて、スリーブ４８を回転させて第一軸Ａに沿ってラック２６を移動させる。遊星ギア・サブアッセンブリ５４は、遊星キャリア５６を有する。遊星キャリア５６は、メインシャフト５２に摺動可能にドラム４４に隣接して配置されるとともに、ドラム４４に取り付けられている。遊星キャリア５６は、第二軸Ｂ回りに回転可能であり、第二軸Ｂに沿ってかつ第二軸Ｂから径方向に延びる。遊星キャリア５６は、第二軸Ｂと平行に延びる一対の遊星シャフト５８を有する。複数の遊星ギア６０（図３）が遊星シャフト５８に取り付けられており、遊星シャフト５８回りに回転する。好ましい実施形態においては、一対の遊星ギア６０が用いられているが、遊星ギア・サブアッセンブリ５４はそれより多い又は少ない数の遊星ギア６０を有することができることは理解されよう。遊星ギア６０はそれぞれ、遊星ギアから径方向に延びる複数の遊星歯６２を有する。また、遊星ギア・サブアッセンブリ５４は、径方向に延びる複数の太陽歯６６を有する太陽ギア６４（図２及び図３）を有する。太陽ギア６４は、メインシャフト５２に摺動可能に配置され、第二軸Ｂ回りに回転可能である。遊星ギア・サブアッセンブリ５４は、遊星ギア６０の周囲に環状に配置されるリングギア６８を更に有する。リングギア６８は、リングギアから径方向内側に延びる複数の内側リング歯７０（図２及び図３）と、リングギアから径方向外側に延びる複数の外側リング歯７２と、を有する。リングギア６８は、第二軸Ｂ回りに回転可能である。リングギア６８の内側リング歯７０は遊星歯６２と噛合して、第二軸Ｂ回りに回転するリングギア６８に応じて遊星ギア６０を移動させる。遊星ギア・サブアッセンブリ５４は、径方向に延びる複数の駆動歯７６を有する駆動ギア７４を更に有する。駆動ギア７４は、太陽ギア６４に連結されるとともに、メインシャフト５２に摺動可能に配置されて、太陽ギア６４を第二軸Ｂ回りに回転可能に駆動する。
【００１５】
第一モータ７８は、リングギア６８に隣接して配置される。第一モータ７８は、第二軸Ｂと略平行な第三軸Ｃ回りに回転可能であり、第三軸Ｃに沿って延びる第一アクスル（axle）８０を有する。好ましい実施形態においては第三軸Ｃが第二軸Ｂと略平行であるが、他の構成の第一モータ７８、ドラム４４、ハブ４６、スリーブ４８及びラック２６を用いることができることは理解されよう。第一ピニオンギア８２が、第一モータ７８の第一アクスル８０に取り付けられる。第一ピニオンギア８２は、複数の第一ピニオン歯８４を有する。複数の第一ピニオン歯８４は、外側リング歯７２と噛合して、第三軸Ｃ回りに回転する第一アクスル８０及び第一ピニオンギア８２に応じてリングギア６８を第二軸Ｂ回りに回転させる。
【００１６】
第二モータ８６は、駆動ギア７４に隣接して配置される。第二モータ８６は、第二軸Ｂと略平行な第四軸Ｄ回りに回転可能であり、第四軸Ｄに沿って延びる第二アクスル（axle）８８を有する。第二ピニオンギア９０は、第二モータ８６の第二アクスル８８に取り付けられる。第二ピニオンギア９０は、複数の第二ピニオン歯９２を有する。複数の第二ピニオン歯９２は、駆動歯７６と噛合して、第四軸Ｄ回りに回転する第二アクスル８８及び第二ピニオンギア９０に応じて駆動ギア７４及び太陽ギア６４を第二軸Ｂ回りに回転させる。好ましい実施形態においては第四軸Ｄが第二軸Ｂと略平行であるが、他の構成の第二モータ８６、ドラム４４、ハブ４６、スリーブ４８及びラック２６を用いることができることは理解されよう。例えば、第二ピニオンギア９０をウォームギアとすることもでき、この場合、第二モータ８６及び第四軸Ｄは第一軸Ａと略平行に配置される。
【００１７】
上述の通り、好ましい実施形態では、太陽ギア６４と連結されて第二モータ８６によって駆動される駆動ギア７４を備えるが、限定するものではないが、遊星キャリア５６を駆動するとともに、太陽ギア６４をドラム４４に連結して、好ましい実施形態の構成によって得られるギア比とは異なるギア比を達成するなどして、他の方式で遊星ギア・サブアッセンブリ５４を構成することもできることは理解されよう。同様に、好ましい実施形態では二つのモータ７８，８６を用いているが、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０を、第一モータ７８のみで、または第二モータ８６のみで、または二つのモータ７８，８６よりも多い数のモータで動作させることができることも理解されよう。また、太陽ギア６４、リングギア６８、遊星ギア６０、駆動ギア７４、ピニオンギア８２，９０を異なるサイズとする、またはギア歯の数を多くもしくは少なく構成して、モータ７８，８６のアクスル８０，８８の運動の結果としてのラック２６の移動量を適切にすることができることも理解されよう。さらに、太陽ギア６４、リングギア６８及び遊星ギア６０のいずれか一つを固定するすなわち静止させるよう構成して、遊星ギア・サブアッセンブリ５４のさらに他のギア比を提供することもできる。
【００１８】
制御器９４は、センサ３４（図１）と、第一モータ７８と、第二モータ８６とに電気的に接続されて、センサ３４からの信号に応じて、第一モータ７８の第一アクスル８０の回転を制御するとともに、第二モータ８６の第二アクスル８８の回転を制御している。また制御器９４を、クラッチ・サブアッセンブリ４２を制御するよう構成することもできる。一態様においては、モータ７８，８６の一方または両方を最適な速度で駆動し、そして、ラック２６の移動が必要とされるときに、制御器９４がクラッチ・サブアッセンブリ４２を制御することもできる。
【００１９】
既存の電気ブースタは、ブースタが変位位置を保持するよう、クラッチを用いることなくギアドライブとともに電気モータを用いることができる。しかしながら、あるギアドライブではその特性のために、この構成では一般に、電力を用いることなく戻るよう駆動する（つまり、後退させる）ことが困難である。ドライバーの足がブレーキペダル２４から離れたときに後退させるために、これらのブースタにはバネ係数が高い圧縮バネ（high-rate compression springs）が追加されることになる。ウォームドライブを反対方向に回転させるためには、プッシュロッド３６の後退が必要とされる毎に、バネによって提供される戻り駆動力に加え、電気モータを逆方向に駆動することが必要となる場合がある。したがって、そのような構成では、電力をブースタに利用できない場合には、ブレーキ動作に支障を来すおそれがある。
【００２０】
ブレーキペダル２４からラック２６を通じてプッシュロッド３６へと直接機械的に連結されているので、ここに記載するブレーキブースタ・アッセンブリ２０の実施形態は電力がなくとも機能を継続できる。モータ７８，８６に電力が供給されない条件で、またはブレーキブースタ・アッセンブリ２０が電源を喪失した場合でも、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０は、「ブーストされていない」人力ブレーキシステム(manual brake system)として動作することができ、ブレーキペダル２４を通じて作用させられた力が、マスタシリンダ２２に作用させられることになる。好ましい実施形態のクラッチ・サブアッセンブリ４２は、ブレーキ解除時または電源オフ動作の際に、ラック２６を遊星ギア・サブアッセンブリ５４から切り離し、プッシュロッド３６を小さい力で後退させることができる。このため、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０は、電力を用いない状態でも、真空圧がない場合の真空圧ベースのブレーキブースタの機能と同様に機能する。したがって、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０は、フェール・セーフ動作が必要とされる既存の車両安全基準要件を満たし、純粋な「ブレーキ・バイ・ワイヤ」システムよりも有利である。
【００２１】
ブレーキブースタ・アッセンブリ２０の制御器９４は常に、センサ３４からの信号（例えば力及び／または変位及び／または歪み）を検出して解釈し、個々の電圧・電流出力をモータ７８，８６のそれぞれに供給し、それにより、遊星ギア・サブアッセンブリ５４の両側を駆動して、適切な量のブーストまたは適切な割合のブーストをマスタシリンダ２２へ、そして車両のブレーキシステムへと提供する。モータ７８，８６のそれぞれを特定の速度すなわち毎分回転数（ＲＰＭ）、及び特定の方向に制御することによって、遊星ギア・サブアッセンブリ５４の出力の速度（つまりＲＰＭ）をゼロに保持することができる。したがって、プッシュロッド３６は、電力によって、特定の一定の変位に保持される。
【００２２】
ドライバーがブレーキペダル２４を部分的に又は完全に解除すると、リターンスプリング３８の力によりプッシュロッド３６が後退できるよう、クラッチ・サブアッセンブリ４２及びモータ７８，８６は制御されてもよい。ただし、マスタシリンダ２２からのプッシュロッド３６の後退を能動的にアシストするよう、クラッチ・サブアッセンブリ４２及びモータ７８，８６は制御されてもよい。言い換えれば、ラック２６がマスタシリンダ２２から離れてペダル・リンケージ３２に向かって能動的に移動するよう、モータ７８，８６の方向を反転させて、ギア６０，６４，６８，７４，８２，９０を通じてトルクを伝達することもできる。
【００２３】
開示のブレーキブースタ・アッセンブリ２０は、一秒より短い時間でブーストすなわちブレーキ・アシストを提供することができる。これにより、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）がそれぞれのホイールにおけるブレーキに圧力パルスを送出するのとまさに同じ方法で、変動圧力パルス(varying pressure pulses)をマスタシリンダ２２に、そしてブレーキシステムの他の部分に作用させるよう、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０を用いることができる。高いレート（例えば約２０ｍｓの周期）でモータ７８，８６への電力をスイッチングするようブレーキブースタ・アッセンブリ２０の制御器９４を用いることにより、またはクラッチ・サブアッセンブリ４２の係合・非係合を急速に行うことにより、これらの圧力パルスを達成することができる。したがって、限定するものではないが、ＡＢＳポンプ等の、ＡＢＳに一般に用いられるブレーキシステム部材に代えて、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０を用いて、ブレーキシステムの重量を低減することができる。
【００２４】
さらに、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０は、ブレーキペダル２４を通じたドライバーの入力なしに、ブレーキを作動させることもできる。例えば、限定するものではないが、対称接近システム（例えばアクティブ・クルーズ・コントロール（定速走行・車間距離制御装置））、盗難検知システム、パーキングブレーキ、または「ヒル・ホールド」機能部等の、車両における既存の他のシステムと、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０とを連係させることもできる。これらのシステムは、一般にドライバーの入力なしにブレーキシステムを作動させる。そのため、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０を、これらのシステムの動作を支援するよう、またはこれらのシステムの部材を置き換えるよう、用いることができる。
【００２５】
さらに、ブレーキブースタ・アッセンブリ２０を動作させる方法を説明する。図４及び図５に示すように、本方法は、ブレーキペダル２４を押す（踏む）ステップ１００と、ブレーキペダル２４の移動に応じてラック２６を移動させて力を作用させるステップ１０２と、を含む。より具体的には、ブレーキペダル２４の移動に応じてペダル・リンケージ３２を移動させて力を作用させるステップ１０４を含む。本方法は、ラック２６の移動による変位及び力をセンサ３４によって検出するステップ１０６を行うことによって進行する。実際にはセンサ３４をペダル・リンケージ３２に取り付けることができるので、このステップを、ペダル・リンケージ３２の移動による変位及び力をセンサ３４によって検出するステップ１０８として定義することもできる。次のステップは、センサ３４で検出された変位及び力に比例する信号を出力するステップ１１０である。次に、センサ３４からの信号に応じて第一モータ７８及び第二モータ８６を選択的に駆動するステップ１１２と、ラック２６に連結されている遊星ギア・サブアッセンブリ５４を第一モータ７８及び第二モータ８６を用いて回転させるステップ１１４と、を含む。特に、ラック２６に連結されている遊星ギア・サブアッセンブリ５４を第一モータ７８及び第二モータ８６を用いて回転させるステップ１１４は、遊星ギア・サブアッセンブリ５４のリングギア６８を回転させるよう、第一ピニオンギア８２を第一モータ７８を用いて回転させるステップ１１６と、遊星ギア・サブアッセンブリ５４の駆動ギア７４と太陽ギア６４とを回転させるよう、第二ピニオンギア９０を第二モータ８６を用いて回転させるステップ１１８と、を含むことができる。また、ラック２６に連結されている遊星ギア・サブアッセンブリ５４を第一モータ７８及び第二モータ８６を用いて回転させるステップ１１４は、遊星ギア・サブアッセンブリ５４の遊星キャリア５６を回転させるよう、リングギア６８と太陽ギア６４とを用いて複数の遊星ギア６０を回転させるステップ１２０を含む。本方法は、遊星ギア・サブアッセンブリ５４の回転に応じてラック２６を軸方向に移動させるステップ１２２へと続く。具体的には、遊星ギア・サブアッセンブリ５４の回転に応じてラック２６を軸方向に移動させるステップ１２２は、クラッチ・サブアッセンブリ４２のドラム４４からクラッチ・サブアッセンブリ４２のハブ４６へとトルクを選択的に伝達するステップ１２４と、ハブ４６の回転に応じてラック２６（及びプッシュロッド３６）を軸方向に移動させるステップ１２６と、を含むことができる。
【００２６】
もちろん、本発明に多くの変形及び変更を上記の教示に基づいて行うことができ、詳細な説明以外にも添付の特許請求の範囲内で実現できる。上記の記載が本発明の新規性が有用となるあらゆる組み合わせにわたることは理解されよう。装置の請求項における語「Said」の使用は、それが前出されていて、その請求項またはその請求項が従属する請求項の範囲に含まれていることを意味する明確な引用である。「Said」を使用していないものでも、その請求項またはその請求項が従属する請求項の範囲に含まれている場合もある。
【符号の説明】
【００２７】
２０  ブレーキブースタ・アッセンブリ
２２  マスタシリンダ
２４  ブレーキペダル
２６  ラック
２８  第一端部
３０  第二端部
３２  ペダル・リンケージ
３４  センサ
３６  プッシュロッド
３８  リターンスプリング
４０  ラック歯
４２  クラッチ・サブアッセンブリ
４４  ドラム
４６  ハブ
４８  スリーブ
５０  スリーブ歯
５２  メインシャフト
５４  遊星ギア・サブアッセンブリ
５６  遊星キャリア
５８  遊星シャフト
６０  遊星ギア
６２  遊星歯
６４  太陽ギア
６６  太陽歯
６８  リングギア
７０  内側リング歯
７２  外側リング歯
７４  駆動ギア
７６  駆動歯
７８  第一モータ
８０  第一アクスル
８２  第一ピニオンギア
８４  第１ピニオン歯
８６  第二モータ
８８  第二アクスル
９０  第二ピニオンギア
９２  第二ピニオン歯
９４  制御器
Ａ  第一軸
Ｂ  第二軸
Ｃ  第三軸
Ｄ  第四軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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