(57)【要約】  本発明は、車両用の電気ブレーキシステム（１）に関する。電気ブレーキシステム（１）は、電気ブレーキデバイス（２）を備える。電気ブレーキデバイス（２）は、冗長キャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）及び冗長制御回路（１６Ａ，１６Ｂ）によって給電及び制御される。キャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）は、車両軸（６１Ａ，６１Ｂ）の近くに位置する車軸モジュール（３９Ａ，３９Ｂ）に統合されることができる。キャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）は、ハブ発生器、再生電源（３２）によって再充電される。【選択図】図３
2020503206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の電気ブレーキシステム（１）であって、
ａ）少なくとも１つの電気ブレーキデバイス（２）であって、ブレーキ力は電気ブレーキアクチュエータ（３）によって発生する、少なくとも１つの電気ブレーキデバイス（２）と、
ｂ）キャパシタベース電源（９）であって、
ｂａ）キャパシタによって形成される、または、キャパシタを備える、
ｂｂ）電力を前記電気ブレーキアクチュエータ（３）に供給する、キャパシタベース電源（９）と、
ｃ）再充電用電源（３２）と、
ｄ）前記再充電用電源（３２）から前記キャパシタベース電源（９）への電気エネルギーの流量を制御するための制御論理を備える、少なくとも１つの制御デバイスと、
ｅ）前記電気ブレーキデバイス（２）が、所望のブレーキ力を発生するように制御され、増加したブレーキ力を発生する、及び／または事前に発生したブレーキ力を維持する、ブレーキ作動モードと、を含み、
ｆ）前記ブレーキ作動モードは、
ｆａ）前記電気ブレーキデバイス（２）の事前に発生したブレーキ力が一定に保たれる、保持サブモードと、
ｆｂ）前記ブレーキ力が実際のブレーキ力要求に基づいて制御される、ブレーキ力制御サブモードと、を含む、電気ブレーキシステム（１）。
【請求項２】
前記制御論理は、
ａ）前記キャパシタベース電源（９）の前記キャパシタの故障と、
ｂ）時間間隔あたりのブレーキ作動の臨界範囲と、
ｃ）前記キャパシタベース電源（９）の低充電レベルと、
ｄ）前記キャパシタベース電源（９）の充電レベルの臨界変化率と、を検出する場合、前記再充電用電源（３２）から前記電気ブレーキデバイス（２）まで電力供給を開始するように提供される、請求項１に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項３】
前記制御論理は、前記キャパシタベース電源（９）の監視された充電レベルに依存する、前記再充電用電源（３２）から前記キャパシタベース電源（９）までの前記エネルギーの流量を制御するように提供される、請求項１または２に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項４】
制御論理は、前記キャパシタベース電源（９）を再充電するために、ブレーキ解除中、前記キャパシタベース電源（９）への、前記電気ブレーキデバイス（２）によって回収される電気エネルギーの戻り流量を制御するように提供される、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項５】
制御論理は、前記電気ブレーキシステム（２）に、
ａ）前記電気ブレーキデバイス（２）は所望のブレーキ力を発生するように制御され、増加したブレーキ力を発生し、及び／または事前に発生したブレーキ力を維持する、前記ブレーキ作動モードと、
ｂ）前記電気ブレーキデバイス（２）の解除中、エネルギーは前記電気ブレーキデバイス（２）によって回収され、前記回収エネルギーは、前記キャパシタベース電源（９）を再充電するために、前記キャパシタベース電源（９）に移送される、回復モードと、を切り替えさせるように提供される、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項６】
前記キャパシタベース電源（９）の前記キャパシタの容量は、前記電気ブレーキデバイス（１）の８回のフルストローク作動後、前記キャパシタの前記充電レベルが、９回目のブレーキ作動における所定の安全ブレーキ性能を得ることが要求される前記充電レベル以上になるようにサイズ決定される、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項７】
前記キャパシタベース電源（９）と前記再充電用電源（３２）との間の前記電気エネルギーの流量を制御するための制御論理は、作動した前記電気ブレーキデバイス（２）によって蓄積された回収可能エネルギーレベルを考慮する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項８】
ａ）前記キャパシタベース電源（９）は、電力を、車両軸（６１）の異なる車両側に位置する２つの電気ブレーキデバイス（２）に供給する、または
ｂ）２つのキャパシタベース電源（９）は、電力を、２軸の４つの電気ブレーキデバイス（２）に供給する、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項９】
ａ）第１及び第２のキャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）が提供され、前記第１及び第２のキャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）のそれぞれは、各々の車両軸（６１Ａ，６１Ｂ）の少なくとも１つの電気ブレーキデバイス（２Ａ，２Ｂ）に関連付けられ、
ｂ）正常動作モードでは、前記２つのキャパシタベース電源（９Ａ；９Ｂ）は、それぞれ、前記各々の車両軸（６１Ａ；６１Ｂ）の少なくとも１つの電気ブレーキデバイス（２Ａ；２Ｂ）と接続されるが、前記他の車両軸（６１Ｂ；６１Ａ）の前記電気ブレーキデバイス（複数可）（２Ｂ；２Ａ）から分離され、
ｃ）故障モードでは、前記２つのキャパシタベース電源の１つ（９Ａ）は、両方の車両  軸（６１Ａ，６１Ｂ）の電気ブレーキデバイス（２Ａ，２Ｂ）に接続される、請求項１から８のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１０】
前記キャパシタベース電源（９）は、電力制御デバイス及び／またはブレーキ制御デバイスを介して、少なくとも１つのブレーキアクチュエータ（３）または電気ブレーキデバイス（２）に接続される、請求項１から９のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１１】
ａ）前記キャパシタベース電源（９）、および、
ｂ）電圧変換デバイス（２５，２６，２７，３５，３６）、電力制御デバイス、システム制御デバイス、及び／または、前記制御デバイスは、
モジュール（３９）と関連付けられる少なくとも１つの電気ブレーキデバイス（２）を制御するために、モジュール（３９）に組み合わせられる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１２】
前記モジュール（３９）は、
ａ）前記関連付けられる電気ブレーキデバイス（２）を備える車輪軸ユニット（５９）に搭載される、
ｂ）前記関連付けられる電気ブレーキデバイス（２）を備える車輪軸ユニット（５９）に統合される、または
ｃ）前記関連付けられる電気ブレーキデバイス（２）を備える前記車輪軸ユニット（５９）の近くの領域内でシャーシに搭載される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１３】
ａ）第１及び第２のキャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）と、
ｂ）第１の制御回路（１６Ａ）及び第２の制御回路（１６Ｂ）と、を備え、
ｃ）前記第１ならびに前記第２のキャパシタベース電源（９Ａ、９Ｂ）及び／または前記第１の制御回路（１６Ａ）ならびに前記第２の制御回路（１６Ｂ）は、それぞれ、冗長電力供給及び／または冗長制御を提供するために、少なくとも１つの電気ブレーキアクチュエータ（３）に接続可能であり、
ｄ）少なくとも１つの電圧変換デバイス（２５；３５，３６）は、
ｄａ）前記キャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）の少なくとも１つを、前記再充電用電源に、及び／または
ｄｂ）前記第１のキャパシタベース電源（９Ａ）及び前記第２のキャパシタベース電源（９Ｂ）に、接続する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１４】
ａ）通常モードで前記第１のキャパシタベース電源（９Ｂ）を使用するとき、前記第１のキャパシタベース電源（９Ｂ）は、前記関連付けられる電気ブレーキアクチュエータ（３）の第１の巻線（５１；５３）に電力を供給し、及び
ｂ）前記第２のキャパシタベース電源（９Ａ）を作動させるとき、
ｂａ）前記第１のキャパシタベース電源（９Ｂ）の前記キャパシタの故障が検出され、
ｂｂ）時間間隔あたりのブレーキ作動の臨界範囲が検出され、及び／または
ｂｃ）前記キャパシタベース電源（９）の低充電レベルが検出される場合、
前記第２のキャパシタベース電力源（９Ａ）は、前記電気ブレーキアクチュエータ（３）の第２の巻線（５２；５４）に電力を供給することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１５】
制御論理は、少なくとも１つの消費機器を非アクティブにするように提供され、前記少なくとも１つの消費機器は、また、少なくとも１つのキャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）によって電力が供給され、ブレーキ機能に影響を与えなく、前記少なくとも１つの消費機器は、
ａ）前記キャパシタベース電源（９Ａ，９Ｂ）の少なくとも１つのエネルギーレベル、
ｂ）前記第１のキャパシタベース電源（９Ｂ）の前記キャパシタの故障の検出、及び／または
ｃ）時間間隔あたりのブレーキ作動の臨界範囲に応じて非アクティブになることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１６】
ａ）前記第１のキャパシタベース電源（９Ｂ）は正常動作状態で使用され、
ｂ）前記第１のキャパシタベース電源（９Ｂ）は、２つの並列の電力供給線（１２Ａ，１２Ｂ）によって、ブレーキアクチュエータ（３ａ，３ｂ；３ｃ，３ｄ）の２つの別個の電気ブレーキアクチュエータまたはグループ（７Ａ，７Ｂ）に接続され、制御ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）及び選択的電圧変換器（２６，２７）は、前記２つの並列の電力供給線（１２Ａ，１２Ｂ）のそれぞれに統合され、
ｃ）前記第２のキャパシタベース電源（９Ａ）は、異常の場合、前記第２のキャパシタベース電源（９Ａ）が前記制御ユニット（１０Ａ，１０Ｂ）及び前記ブレーキアクチュエータ（３ａ，３ｂ；３ｃ，３ｄ）の２つの別個の電気ブレーキアクチュエータまたはグループ（７Ａ，７Ｂ）に接続されるように使用されることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【請求項１７】
モジュール（３９）は、
ａ）キャパシタベース電源（９Ａ）と、
ｂ）制御ユニット（１０Ａ）と、
ｃ）随意に、電圧変換デバイス（３５）と、
ｄ）少なくとも１つの出力ポート（４２，４３，４４，４６，４７）であって、
ｄａ）ブレーキアクチュエータ（３ａ，３ｂ）の第１のブレーキアクチュエータまたは第１のグループ（７Ａ）用の制御信号と、
ｄｂ）ブレーキアクチュエータ（３ａ，３ｂ）の前記第１のブレーキアクチュエータまたは前記第１のグループ（７Ａ）用の電力供給と、
ｄｃ）ブレーキアクチュエータ（３ｃ，３ｄ）の第２のブレーキアクチュエータまたは第２のグループ（７Ｂ）用の制御信号と、及び／または
ｄｄ）ブレーキアクチュエータ（３ｃ，３ｄ）の前記第２のブレーキアクチュエータまたは前記第２のグループ（７Ｂ）用の電力供給と、のための少なくとも１つの出力ポート（４２，４３，４４，４６，４７）と、及び／または
ｅ）少なくとも１つの入力ポート（４０，４１，４５）であって、
ｅａ）常用ブレーキ作動ユニット（２２）及び／またはパーキングブレーキ作動ユニット（２４）からのブレーキ信号と、
ｅｂ）前記車両の電力源（３２）からの電力供給と、
ｅｃ）ブレーキアクチュエータ（３ａ，３ｂ）の第１のブレーキアクチュエータまたは第１のグループ（７Ａ）用の制御信号と、
ｅｄ）ブレーキアクチュエータ（３ａ，３ｂ）の前記第１のブレーキアクチュエータまたは前記第１のグループ（７Ａ）用の電力供給と、
ｅｅ）ブレーキアクチュエータ（３ｃ，３ｄ）の第２のブレーキアクチュエータまたは第２のグループ（７Ｂ）用の制御信号と、及び／または
ｅｆ）ブレーキアクチュエータ（３ｃ，３ｄ）の前記第２のブレーキアクチュエータまたは前記第２のグループ（７Ｂ）用の電力供給と、のための少なくとも１つの入力ポート（４０，４１，４５）と、
を備えるように提供されることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載の電気ブレーキシステム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の電気ブレーキシステムに関し、具体的には、いくつかの例だけを言及するために、商用車、電気エネルギーによって単独に駆動する車両、及び／または電気エネルギーならびに燃焼機関の両方によって駆動するハイブリッド車に関する。当該車両は、バス、商用車、トラクター、トレーン、及び／またはトレーラの場合がある。この種類の車両の電気ブレーキシステムでは、ブレーキ力は、少なくとも１つの電気ブレーキデバイスによって生成される。電気ブレーキデバイスでは、ブレーキ要素（具体的には、ブレーキパッド及びブレーキディスク）の間の接触力は、電気ブレーキアクチュエータによって制御される。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願公開第１３０２３７１号明細書では、独国特許出願公開１９７５５０５０．９号明細書に従った既知の電力供給システムが説明されている。電力供給システム電力は、共通の供給線により、２つの冗長電源によって電動ブレーキデバイスに供給される。冗長電源は、また電源の１つが故障した場合にも、ブレーキデバイスを動作させることが可能であることを保証する。しかしながら、供給線が故障した場合（具体的には、短絡または線の破裂）、ブレーキデバイスを動作させることが可能ではない。欧州特許出願公開第１３０２３７１号明細書は、冗長電源を、冗長供給線を介して、ブレーキデバイスの電気ポートに接続し、それにより、２つの別個の回路がブレーキデバイスに電力を供給するために使用されることを提案している。２つの回路はダイオードによって分離されている。一実施形態に関して、第１の電源は発電器（例えば、４２Ｖの供給電圧を伴う）によって形成される一方、第２の電源は蓄電池（例えば、１４Ｖの低い供給電圧を伴う）である。冗長電力供給に起因して、供給線のワイヤの断面積を２／３または半分に減少させることが可能である。電源の異なる定格供給電圧を使用する場合、また双方向ＤＣ／ＤＣ変圧器であり得るＤＣ／ＤＣ変圧器によって、供給電圧を他の供給電圧に変換することが可能である。双方向ＤＣ／ＤＣ変圧器を使用するとき、供給電力の大きい割合がこの回路によって供給されるように、２つの回路の１つを優先することができる。回路の１つのいずれかの故障は、好適な音響信号手段または光信号手段によって、運転手に注意を与えることができる。また、電動ブレーキデバイスの動作を制御するための冗長制御線を使用することができる。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１６／００７２７２３号明細書は、固定子の周囲に巻かれた巻線を伴う固定子及び回転子を有するモータと、電力をモータに供給するための回路を備える電力変換デバイスとを含む、電気駆動ユニットを開示している。電力変換デバイスは、分離している突起または壁によって分離される２つの電力変換区分を含む。電力変換区分は、電源から入力されたＤＣ電源を、モータの異なる位相を駆動するために使用される３相ＡＣ電力に変換するために使用されるＭＯＳＦＥＴ等の半導体デバイスを含む。
【０００４】
米国特許出願公開第２００４／０２１２２５０号明細書では、また、冗長電気ブレーキシステムでは、主要蓄電池及び補助蓄電池からの電力供給を切り替えるために使用される中継ユニットで異常が生じるときに、問題が発生する場合があるような問題が説明されている。米国特許出願公開第２００４／０２１２２５０号明細書は、複数の電源と、２つの別個のブレーキシステム部の中で複数のブレーキアクチュエータを絶縁及び分離することが可能である電力ブレーカとを伴う電気ブレーキシステムを提案している。したがって、異常が生じたときでさえ、異常が発生しているブレーキシステム部を分離することができ、他のブレーキシステム部は、まだ、関連の電源の使用の下で動作することができる。米国特許出願公開第２００４／０２１２２５０号明細書に提案される一実施形態に関して、ブレーキシステムは、電源線を第１の電源線及び第２の電源線に分けるための遮断スイッチを含む。第１及び第２の電圧検出回路は、関連の電源線内の電圧を検出する。第２の電源線は駆動電力を第１の電圧検出回路に供給し、第１の電源線は駆動電力を第２の電圧検出回路に供給する。異常が電源線で発生したときでさえ、遮断スイッチは電源線を遮断する。次に、駆動電力は、正常側の電源線から、異常側の電源線の電圧を検出する電圧検出回路まで供給される。その結果、電圧検出を継続することができる。異常がなくなるとすぐに、遮断状態を解除することができる。さらに、電力ブレーカは、また、熱エネルギーによってヒューズが飛ぶスイッチを含む可能性がある。予想されるように、遮断スイッチが動作しないときでさえ、熱エネルギーによってヒューズが飛ぶスイッチは、電源線を遮断することが可能であるだろう。米国特許出願公開第２００４／０２１２２５０号明細書は、また、電力遮断条件として異なる電流値を有する異なる電力ブレーカを使用することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３０２３７１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開１９７５５０５０．９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１６／００７２７２３号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０２１２２５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気ブレーキシステムを提供することが本発明の目的であり、制御及び／または電力供給は、具体的には、動作上の安全、電力消費、構造上の要件、及び車両電力システムへの統合に関して改善される。
【０００７】
本発明に従って、本発明の目的は、独立請求項の特徴によって解決される。本発明に従った追加の好ましい実施形態は、従属請求項で見られる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車両用の電気ブレーキシステムを提案している。電気ブレーキシステムは（少なくとも）１つの電気ブレーキデバイスであり、ブレーキ力は一般にいずれかの既知の種類の電気ブレーキアクチュエータによって発生する。電気ブレーキシステムは、（少なくとも）２つの電力源（すなわち、キャパシタベース電源及び再充電用電源）を備える。
【０００９】
キャパシタベース電源は、キャパシタによって形成される、または少なくともキャパシタを備える電源である。キャパシタベース電源は、電力を電気ブレーキアクチュエータに供給する。再充電用電源は、また、キャパシタベース電源またはいずれかの異なる種類の電源であり得る。１つの非限定例だけを言及するために、再充電用電源は、バッテリまたは蓄電池のような化学的電力源の場合がある。キャパシタベース電源及び再充電用電源は、それらの種類、構成、それらの容量、それらの動的挙動において異なる場合がある。好ましくは、キャパシタベース電源は、再充電用電源よりも高速に作動する電源であり、これは、キャパシタベース電源によって、異なる電源を電気ブレーキデバイスのような消費機器に接続するとき、電流が急増している状態で電流が供給される、または、ある量の電気エネルギーを短い時間間隔で供給することができることを意味する。
【００１０】
キャパシタベース電力源の発明に関する使用は、多くの代替または累積に関する利点をもたらすことが示されている。可能性がある利点の一部だけが、以下のように言及される。
−少なくともキャパシタを備える電源に関して、電源は再充電特性が改善された状態（例えば、少なくともヒステリシスが低下した状態）で再充電可能である。
−キャパシタベース電源は、従来の化学的電力源よりも高速な特性（すなわち、高性能）で電気エネルギーを提供することが可能である場合がある。
−キャパシタを備える電源に関して、電源の充電レベルを監視することがとても簡単である場合がある。
−キャパシタベース電源は、コスト及び動作上の安全に関して、化学的電力源にわたって利点をもたらす場合がある。
【００１１】
本発明に関する電気ブレーキシステムは、さらに、少なくとも１つの制御デバイスを備える。制御デバイスは、再充電用電源とキャパシタベース電源との間の電気エネルギーの流量を制御するための制御論理を備える。この目的のために、制御デバイスは、再充電用電源とキャパシタベース電源との間の接続部に直接統合される場合がある、または、これらの電源の間の接続部に配列される別の電気デバイスを制御する場合がある。本発明に従って、（かなり動的及び高速な方式で）電気ブレーキデバイスは、キャパシタベース電源から電気エネルギーが供給され、それにより、上記に言及した電力源のキャパシタの使用の利点を使用できる可能性がある。しかしながら、キャパシタだけに基づいて、所与の安全規制の下で、電気ブレーキシステムを動作させることが可能ではないであろうことが示されている。代わりに、本発明に従って、また、再充電用電源（具体的には、化学的電力源）は、キャパシタベース電源と組み合わせて使用される。キャパシタベース電源を無負荷にするとき（また、短時間の間隔内、または短時間の間隔内の多くの後続のブレーキアクション中）、キャパシタベース電源を再充電用電源から再充電することが可能である。再充電用電源は遅効性の充電挙動をもたらす場合があり、それにより、車両の長期間の動作中に再充電用電源を再充電することが可能である、または、純粋に電動の車両もしくはハイブリッド車の装荷ステーションで再充電用電源を再充電することが可能である。本発明に従って、キャパシタベース電源の一方と、組み合わせた化学的電力源のような再充電用電源の他方の異なる利点を使用することが可能である。
【００１２】
本発明に従って、電気ブレーキシステムはブレーキ作動モードを含み、ブレーキ作動モードでは、電気ブレーキデバイスが所望のブレーキ力を発生するように制御され、増加したブレーキ力を生成し、及び／または事前に発生したブレーキ力を維持する。ブレーキ作動モードは、電気ブレーキデバイスの事前に発生したブレーキ力は一定に保たれる保持サブモードと、ブレーキ力が実際のブレーキ力の要求に基づいて制御されるブレーキ力制御サブモードとを含む。
【００１３】
概して、再充電用電源、キャパシタベース電源、及び電気ブレーキデバイスは、一直線または直列に（前述の順序で）接続されるだけであり、それにより、キャパシタベース電源の介在がなく、再充電用電源と電気ブレーキデバイスとの間に接続がない可能性がある。本発明の別の提案に関して、再充電用電源は、電気ブレーキデバイスに直接接続されることができ、これは、具体的には、常にこのような場合ではないが、ただ、異常な動作状態（例えば、故障モード等）の場合もある。この直接接続に関して、再充電用電源は、キャパシタベース電源を電気ブレーキデバイスに並列接続される場合がある。再充電用電源と電気ブレーキデバイスとの間にこの直接接続をアクティブ及び非アクティブにするために、並列に切り替え構成要素がある場合がある。別の実施形態に関して、再充電用電源を電気ブレーキデバイスに直接接続するために、キャパシタベース電源を選択的にアクティブにし及びバイパスすることができるバイパスラインがある。
【００１４】
本発明の別の実施形態に関して、電気ブレーキシステムは、監視デバイスを備える。監視デバイスは、キャパシタベース電源の充電レベルを監視する。本発明の構成の範囲内で使用される場合があり及び監視デバイスの論理回路に統合される場合がある充電レベルを監視するための多くの異なる方法がある。例えば、監視デバイスは、キャパシタベース電源の電気特性を監視することが可能である。例えば、監視デバイスは、キャパシタベース電源のキャパシタの異なるプレートにおける電圧を監視する。キャパシタの電圧に応じるエネルギー充電レベルに関する所与の特性から（当該特性は、監視デバイス内で蓄積されることができる）、監視デバイスは、監視された電圧から、充電レベルを判定することが可能である。代替または累積の実施形態に関して、キャパシタベース電源から電気ブレーキデバイスまでの電気エネルギーの流量を監視することによって、及び／または再充電用電源からキャパシタベース電源までの電気エネルギーの流量を監視することによって、キャパシタベース電源の充電レベルを監視する。この種類の監視の物理的根拠は、以下の非限定的例に基づいて説明される。
【００１５】
キャパシタベース電源は、キャパシタベース電源の容量値ｃｕｃに等しいエネルギー蓄積能力を有する場合がある。キャパシタベース電源に入る／キャパシタベース電源から出る電流を測定することによって、エネルギーリザーバの状態を容易に監視する。測定する主要項目は、エネルギー入力／出力、蓄積エネルギーレベル、エネルギー蓄積能力である。これは、キャパシタベース電源の電圧Ｖｕｃ、及びキャパシタベース電源に入る電流ならびにキャパシタベース電源から出る電流ｉｕｃを測定することによって容易に監視される。キャパシタベース電源に入る／キャパシタベース電源から出る移送エネルギーは、ｉｕｃ・Ｖｕｃである。キャパシタベース電源の蓄積容量及び容量値は、下式（数１）により求められる。
【００１６】
【数１】
2020503206.tif 000003
【００１７】
エネルギー蓄積レベルは、下式（数２）に等しい。
【００１８】
【数２】
2020503206.tif 000004
【００１９】
監視デバイスによって判定された充電レベルに基づいて、制御論理は、要求された方策をとる場合がある。例えば、低充電レベルを下回るとき、警告を運転手に与える場合がある。さらに、充電レベルに基づいて、再充電用電源とキャパシタベース電源との間で再充電するためのエネルギーの流量は、キャパシタベース電源の充電レベルを増加させるように制御されることができる。また、検出された低充電レベルに関して、安全性及びブレーキに関連しない追加消費機器は制御論理によって非アクティブになる可能性がある。さらに、より小さい充電レベルに関して、電気ブレーキデバイスのブレーキ作動を適合させることが可能である。最悪の場合、閾値を下回っている充電レベルを検出するために、非常ブレーキ作動は、車両を静止させるように停止させるために起動する場合がある。この非常ブレーキ作動は、電気ブレーキデバイスまたは異なるブレーキデバイス（例えば、パーキングブレーキ等）によってもたらされる場合がある。
【００２０】
本発明の別の実施形態（請求項２参照）に関して、制御論理は、再充電用電源から電気ブレーキデバイスまでの電力供給を開始するように提供される。同時に、キャパシタベース電源から電気ブレーキデバイスまでの電力供給を中断するとき、この電力供給が開始する場合がある。再充電用電源は、電力を電気ブレーキデバイスに直接供給する場合がある、または、さらなる電気構成要素（例えば、ブレーキ制御デバイス等）の介在の下、電力を供給する場合がある。再充電用電源から電気ブレーキデバイスまでの電力供給は、以下の（代替または累積の）動作状態で開始する。
−例えば、キャパシタベース電源の高速に減少する充電レベル、キャパシタプレートの間の大電流に基づいて、及び／またはキャパシタベース電源の不適切な再充電挙動に基づいて検出される場合があるキャパシタベース電源のキャパシタの故障を検出するとき、供給は開始する場合がある。
−また、再充電用電源から電気ブレーキデバイスまでの電力供給は、時間間隔毎にブレーキ作動の臨界範囲を検出するときに開始することが可能である。
−また、供給は、キャパシタベース電源の低エネルギーレベルを検出するときに及び／またはキャパシタベース電源のエネルギーレベルの臨界変化率を検出するときに開始することが可能である。
【００２１】
概して、キャパシタベース電源、再充電用電源、及び／または電気ブレーキデバイスは、同じ電圧レベルで作動することが可能である。本発明の一実施形態に関して、電圧変換デバイスは、再充電用電源とキャパシタベース電源との間に、キャパシタベース電源と少なくとも１つの電気ブレーキデバイスとの間に、及び／または再充電用電源及び少なくとも１つの電気ブレーキデバイスの接続部（この接続部は、キャパシタベース電源による供給に対して平行である、またはキャパシタベース電源をバイパスすることが可能である）に介在される。この種類の実施形態に関して、例えば２４Ｖまたは４８Ｖの定格電圧を有するキャパシタベース電源を使用する一方、再充電用電源は３００Ｖを超える定格電圧（具体的には、３８０Ｖまたは５７０Ｖ）を含む可能性がある。ここでは、電圧変換デバイス（既知の種類の任意の電圧変換デバイスである場合がある）は、一方の電源から他方のものに電圧を変換するために使用される。
【００２２】
電力を伝送するための電線路について、任意のライン、ケーブル束、バスシステム等を使用することができる。本発明の一実施形態に関して、再充電用電源とキャパシタベース電源との間の電線路は、キャパシタベース電源と電気ブレーキデバイスとの間の電線路よりも低性能を有する。ここでは、「低性能」は、電線路が、より高い抵抗、導電性材料のより小さい割合の銅等を有する意味を含む。本実施形態は、より高い性能（具体的には、より高い割合の銅）を有する電線路がより高い価格をもたらすという観察に基づいている。本発明は、「遅効性」（すなわち、低電力）の再充電用電源及びキャパシタベース電源へのその接続に関して、低性能を有する電線路を使用することに十分であることの発見に基づいている。代わりに、電流が急変化する高速な方法で電気エネルギーを提供するキャパシタベース電源の必要性は、キャパシタベース電源と電気ブレーキデバイスとの間の接続部のより高い性能（具体的には、導電性材料のより高い割合の銅）を伴う電線路を要求する。
【００２３】
また、本発明は、制御論理が、キャパシタベース電源の監視された充電レベルに依存する、再充電用電源からキャパシタベース電源までのエネルギーの流量を制御するように提供されることを提案している（請求項３参照）。１つの非限定例だけを言及するために、制御論理は、キャパシタベース電源をより速く再充電するために、キャパシタベース電源の低充電レベルを検出するときに、エネルギーの流量を増加させる場合がある。さらに、制御デバイスは、再充電用電源とキャパシタベース電源との間の電流を制限することによって、エネルギーの流量を制御する場合がある。ここでは、電流の閾値に到達するときに、電流を遮断する場合がある。
【００２４】
エネルギーだけがキャパシタベース電源から電気ブレーキデバイスまで一方向に流れることが可能である。本発明の別の実施形態（請求項４参照）に関して、制御論理は、キャパシタベース電源を再充電するために、電気エネルギーをキャパシタベース電源に戻すように提供される。ここでは、戻り電気エネルギーは、ブレーキ解除中、電気ブレーキデバイスによって回収されるエネルギーである。したがって、本実施形態に関して、電気ブレーキシステムは、作動モード及び回復モードで動作することができる電気ブレーキデバイスまたは電気ブレーキアクチュエータを備える。ここでは、電気ブレーキデバイスまたは任意の制御論理は、電気ブレーキデバイスを、作動モードと、回復モードと（その逆も同様）に切り替えることが可能である。
【００２５】
概して、電気ブレーキシステム内では、また、任意の電気ブレーキデバイスが使用される場合があり、この場合、電気ブレーキデバイス、電気ブレーキアクチュエータの動作状態、及び生じたブレーキ作動は、電気ブレーキデバイスまたは電気ブレーキアクチュエータの通電から与えられた特性に比率または依存する。概して、ここでは、より大きいブレーキ作動は、ブレーキアクチュエータのより大きい通電を必要とする。したがって、ここでは、また、一定の（高い）ブレーキ作動は、ブレーキアクチュエータの（一定の大きい）通電を必要とする。本発明の別の実施形態に関して、低エネルギーモードで動作することができる電気ブレーキデバイスを使用することができる。低エネルギーモードでは、ブレーキ作動は一定に保持される。低エネルギーモードは、例えば、電気ブレーキデバイスを、ブレーキ作動を変化させるための通常の通電ベースモードから、ブレーキアクチュエータがブレーキ作動を保持するための特性に比例するまたは一致するように通電されない低エネルギーのブレーキ保持モードに切り替えることによって提供される場合がある。代わりに、ロックデバイス、固定デバイス、または保持デバイスは、低エネルギーレベルの消費を下回って、事前に達成したブレーキ作動を一定レベルに保持するように作動する。ブレーキ作動の変化が要求される場合、低エネルギーモード、及び保持モードまたは固定モードは終了し、制御論理は、電気ブレーキデバイスの通常動作に戻るように切り替え、ブレーキ作動は通電レベルに依存する。
【００２６】
本発明の別の提案（請求項５参照）に従って、制御論理は、電気ブレーキデバイスを、作動モードと回復モードと（その逆も同様）を切り替えるように提供される。ブレーキ作動モードでは、所望のブレーキ力を発生するようにまたは増加したブレーキ力を発生するように、電気ブレーキデバイスを制御する。したがって、ブレーキ作動モードでは、電気ブレーキデバイスは、ブレーキ力を発生または増加させるためのアクチュエータ力を生じさせるための、ある種類の「走行モード」で使用される。代わりに、回復モードでは、電気ブレーキデバイスのブレーキ解除中、エネルギーは、電気ブレーキデバイス（２）によって回収される。次に、回収エネルギーは、キャパシタベース電源を再充電するために、キャパシタベース電源に戻される。ブレーキ作動モードから回復モードに切り替えるために、異なる切り替え方針を使用することができる。
【００２７】
例えば、ブレーキのいずれかの部分的解除に関して（例えば、運転手によるブレーキペダルの変化する作動、または制御ユニットによるブレーキ作動の変化、または、ブレーキ力変調の変化にも起因するもの）、ブレーキ作動が減少する限り、回復モードはアクティブになることが可能である。しかしながら、また、回復モードが、（部分的またフルブレーキ作動から始動する）ときだけアクティブになり、ブレーキ要求は、（例えば、ブレーキペダルを完全に上げることによって、または、ブレーキ制御ユニットからの解除完了信号によって）完全になくなる可能性がある。
【００２８】
本実施形態に続いて、本発明は、また、前述のブレーキ作動モードが、２つの異なるサブモードを含むことを提案している（請求項６参照）。保持サブモードでは、電気ブレーキデバイスの事前に発生したブレーキ力が一定に保たれる。これは、ブレーキアクチュエータの位置をロック、固定、または保持することによって低エネルギーモードで提供され得る。代わりに、ブレーキ力制御サブモードでは、ブレーキ力は、ブレーキ力を増加または減少させるために実際のブレーキ力要求に基づいて制御される。ここでは、実際のブレーキ力要求は、ブレーキ力変調器または自動ブレーキ制御によって、運転手によって与えられる場合がある。
【００２９】
保持サブモードでは、保持デバイスの通電は、好ましくは、保持されたブレーキ作動レベルと無関係であり、ブレーキアクチュエータの位置をロック、固定、または保持するために十分になるように選ばれる。代わりに、ブレーキ力制御サブモードでは、ブレーキ力は、再度実際のブレーキ力要求に依存するブレーキアクチュエータの通電レベルに依存する。
【００３０】
キャパシタベース電源の容量をサイズ決定するための多くのオプションがある。本発明の一実施形態に関して（請求項７参照）、キャパシタベース電源のキャパシタの容量は、（具体的には、再充電用電源からいずれかの仲介の再充電なしで）電気ブレーキデバイスの８回のフルストローク作動後、キャパシタの充電レベルが、９回目のブレーキ作動における所定の安全ブレーキ性能を得るために要求される充電レベル以上になるようにサイズ決定される。本実施形態は、一方では、空気式ブレーキシステムから電気ブレーキシステムに、ＥＣＥＲ１３からの要求を伝える。他方では、本実施形態に従って、最初の８回のフルストローク作動及び９回目の安全ブレーキ作動で要求されるエネルギーは、キャパシタベース電源及び再充電用電源の両方によって提供されないが、キャパシタベース電源だけによって提供される。１つの非限定例だけを言及するために、フルストローク作動は、少なくとも５ｍ／ｓ２での車両の減速をもたらす電気ブレーキデバイスの作動があり得る一方、９回目のブレーキ作動での所定の安全ブレーキ性能に関して、要求される減速は、２．２ｍ／ｓ２または２．５ｍ／ｓ２よりも大きい。ここでは、キャパシタは、十分に負荷がかけられた車両に関する８／９回のブレーキ作動に合わせてサイズ決定され得る。代替または累積の実施形態に関して、キャパシタベースの電源の定格負荷及び／または再充填エネルギーもしくは電力レベルは車両の負荷に依存し、それにより、定格エネルギーまたは電力レベルは、より高い負荷に対してより高くなる可能性がある。
【００３１】
本発明の構成の範囲内で、任意の種類のキャパシタは、キャパシタベース電源（具体的には、いわゆる超キャパシタまたはウルトラキャパシタ）に使用される場合がある。ここでは、キャパシタは、キャパシタプレートの単一結合によって形成される場合がある。しかしながら、本発明の別の実施形態に関して、キャパシタは、複数の単体サブキャパシタのパッケージである。１つの非限定例だけを言及するために、サブキャパシタは、１セルあたり２．７Ｖの電圧、１セルあたり３０９．９６ファラド、１セルあたり１１２９．８０４Ｊのエネルギー、１セルあたり０．３１３８３５Ｗｈのエネルギー、及び１セルあたり６０ｇの重量を有するブランド「Ｍａｘｗｅｌｌ  ＢＣＡＰ  ０３１０」の下、流通している種類のキャパシタである場合がある。ここでは、キャパシタのサブキャパシタとして、前述の種類の少なくとも１８セルを使用されることができる。
【００３２】
さらに、キャパシタベース電源と再充電用電源との間の電気エネルギーの流量を制御するための制御論理は、作動した電気ブレーキデバイスによって蓄積された回収可能エネルギーレベルを考慮することが可能である（請求項８参照）。本実施形態は、回復モードで電気ブレーキデバイスを使用するとき、キャパシタベース電源の充電レベルの検討だけがエラーを含む観察に基づいている。例えば、制御が、キャパシタベースの電源の充電レベルだけを考慮し、キャパシタベース電源の充電レベルが所望の充電レベルを下回る場合、制御により、再充電用電源からキャパシタベース電源までの電気エネルギーの流動を可能にする場合がある。しかしながら、同時に、エネルギーは、電気ブレーキデバイスから回収され、キャパシタベース電源に戻される場合がある。結局、このような両側からのキャパシタベース電源の再充電は、所望または定格のエネルギーレベルよりも高いキャパシタのエネルギーレベルをもたらす場合がある。
【００３３】
一実施形態に関して、キャパシタベース電源の充電レベル及び作動した電気ブレーキデバイス内に蓄積された回収可能エネルギーレベルの合計が、所望の充電レベルまたは定格エネルギーレベル以上である場合、制御論理は再充電用電源からキャパシタベース電源までの電力供給を終了させる。
【００３４】
キャパシタベース電源は、任意の数及び種類の車両軸ユニット及び／または同じもしくは異なる車両軸ユニットの電気ブレーキデバイスを給電するために使用される場合がある。請求項９に従って、本発明はさらに、第１の変形例に関して、キャパシタベース電源は、電力を、同じ車両軸の異なる車両側に位置する２つの電気ブレーキデバイスに供給する電気ブレーキシステムを提案する。別の変形例に関して、２つのキャパシタベース電源は、電力を、２軸または対の軸の４つの電気ブレーキデバイスに供給する。ここでは、異なるキャパシタベース電源は、それぞれ、同じ車両側に、または異なる車両側に位置する２つの電気ブレーキデバイスを給電する場合がある。
【００３５】
本発明の別の実施形態（請求項１０参照）に関して、キャパシタベース電源が提供される。２つのキャパシタベース電源のそれぞれは、各々の車両軸の少なくとも１つの電気ブレーキデバイスに関連付けられる。この種類の電気ブレーキシステムは、次に、異なる２つのモードで動作することができる。
−正常動作モードでは、２つのキャパシタベース電源は、それぞれ、各々の車両軸ユニットの少なくとも１つの電気ブレーキデバイスと接続されるが、同時に、他の車両軸ユニットの電気ブレーキデバイス（複数可）から分離される。
−代わりに、故障モードでは、２つのキャパシタベース電源の少なくとも１つは、両方の車両軸ユニットの電気ブレーキデバイスに接続される。本実施形態に関して、例えば、キャパシタベース電源の一方の短絡に関して、他方のキャパシタベース電源は、故障したキャパシタベース電源によって事前に給電された電気ブレーキデバイスの電力供給を引き受けることが可能である可能性がある。
【００３６】
本発明の別の実施形態に関して、制御論理は、通常モード、動的モード、及び／または剰余モードの動作モードを切り替えるように提供される（本発明は、また、前述のモードのうちの２つのモードだけの切り替えがある実施形態を対象とする）。
−通常モードでは、再充電用電源からキャパシタベース電源を装荷するための正常のブレーキ作動行程及び／または正常の装荷工程がある。キャパシタベース電源のエネルギーレベルが低くなるにつれて、再充電用電源（複数可）からの再装荷電流は増加するだろう。ここでは、再装荷電流は、任意の関数または経験的関数ｆによるｉｃｈａｒｇｅ＝ｆ（Ｅａｃｔｕａｔｏｒ，Ｖｕｃ）に従って、キャパシタベース電源のエネルギーレベル（及びブレーキアクチュエータの回収可能エネルギー）に依存する場合がある。
−動的モードでは、ブレーキシステムは、より高速に作動することが要求され、通常モードよりも多い電力消費をもたらす。制御論理は、具体的には、高速のブレーキ作動を要求する必要な非常ブレーキ作動の可能性を検出する場合、通常モードから動的モードに切り替わる場合がある。さらに、低摩擦の道路、氷、または雪に起因する、制限された利用可能である車輪と道路との間の摩擦力に関する場合にあり得る高頻度のブレーキ力変調が要求される場合に、動的モードはまた要求され得る。
−剰余モードでは、利用可能である再充填エネルギーがない、またはかなり制限されている。残りのいくつかのブレーキ作動に関する要求及び残りのキャパシタベースの電源エネルギーを保存するための要求を保証するために、保持デバイスは、事前に達成したブレーキ力を保持するために作動する。
【００３７】
使用される再充電用電源の種類に関する多くのオプションがある。電気ブレーキシステムの一実施形態に関して、再充電用電源は、バッテリ（トラックまたはバスのバッテリである場合がある）、燃料電池、または路面電車の電力供給線である場合がある外部の主電力供給線である場合がある。また、以下の電源を再装荷するための、電力をキャパシタベース電源及び／または再充電用電源に供給するための異なる多くのオプションがある。
【００３８】
一実施形態に関して、少なくとも１つの発生器（例えば、リターダ、ハブ発電器等で場合がある）によって、電力がキャパシタベース電源及び／または再充電用電源に供給される。
【００３９】
上記に言及したように、キャパシタベース電源は、さらなる電気構成要素及び制御デバイスの介在の下、少なくとも１つのブレーキアクチュエータまたは電気ブレーキデバイスに直接接続または接続される場合がある。請求項１１の実施形態に関して、キャパシタベース電源は、エネルギー制御デバイス及びブレーキ制御デバイスを介して、少なくとも１つのブレーキアクチュエータまたは電気ブレーキデバイスに接続される。ここでは、エネルギー流量を制御するために及びエネルギー流量が車両安全を提供するために十分であることを保証するために、エネルギー制御デバイスを使用する場合がある。代わりに、ブレーキ制御デバイスは、ブレーキ力を定めるために、ブレーキアクチュエータの通電及び／またはブレーキアクチュエータのロックデバイスを制御する。
【００４０】
前述の電気構成要素は、電線路もしくはバスシステムによって相互に接続される単数の構成要素である場合がある、または、１つの単一モジュールもしくはサブモジュール、または相互にフランジ状になっている複数の単一モジュールもしくはサブモジュールに、一緒にグループ化される場合がある。請求項１２の電気ブレーキシステムに関して、キャパシタベース電源、及び電圧変換デバイス、エネルギー制御デバイス、システム制御デバイス、及び／または制御デバイスは、モジュールに組み合わせられる。このモジュールは、それと関連付けられる少なくとも１つの電気ブレーキデバイスを制御するための役割を果たす。
【００４１】
任意の係るモジュールは、車両の任意の位置にある場合がある。請求項１３の実施形態に関して、モジュールは、（少なくとも１つの）関連付けられる電気ブレーキデバイスを備える車輪軸ユニットに搭載される。変形例に関して、モジュールは、車輪軸ユニットに統合される。本実施形態に関して、モジュールは、車軸筐体に搭載される場合がある、または車軸筐体に統合される場合がある。本発明の別の提案に関して、モジュールは、車両シャーシに搭載される。ここでは、モジュールがシャーシに搭載される場所は、関連付けられる（少なくとも１つの）電気ブレーキデバイスを備える車輪軸ユニットの近くである。したがって、電気ブレーキデバイスからのモジュールの距離は、かなり小さい状態に保たれ、それにより、また、電気ブレーキアクチュエータを通電するための電線路は、かなり短い状態に保たれ、ブレーキ作動のための良好な動力及び電線路に関するコストの減少をもたらす。
【００４２】
概して、上記に言及した制御機能のうちの１つのもの、複数のもの、または全てのものに関する単一制御デバイスを使用するのに十分である。しかしながら、また、この目的のために、２つの冗長制御デバイスを使用することが可能である。冗長制御デバイスの１つが故障した場合、他の残りの制御デバイスは、故障した制御デバイスの要求機能を満たすことが可能である。本発明の特定の実施形態に関して、２つの冗長制御デバイスは、モジュールに統合される。
【００４３】
本発明は、また、異なる制御デバイスが、異なるブレーキアクチュエータのブレーキ作動を制御するために並行して使用される実施形態を対象とする。電気ブレーキシステムの一実施形態に関して、車軸の電気ブレーキデバイスは、別の車輪軸ユニットのブレーキアクチュエータのブレーキ作動を制御する制御デバイスとのマスタースレーブ相互作用で協働する制御デバイスによって制御される。
【００４４】
別の発明に関する電気ブレーキシステムに関して、２つのキャパシタベース電源、及び／または第１の制御回路ならびに第２の制御回路がある（請求項１４参照）。キャパシタベース電源及び／または制御回路は、それぞれ、冗長電力供給及び／または冗長制御を提供するために、電気ブレーキアクチュエータ（または、また複数の電気ブレーキアクチュエータ）に接続可能である。電圧変換デバイスは、電気ブレーキシステムにおいて使用される。ここでは、任意の一般的に既知の電圧変換デバイス（具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ）を使用する場合がある。
【００４５】
本発明の構成の範囲内で、電圧変換デバイスは、異なる目的のために使用されることができる。
【００４６】
一実施形態に関して、電圧変換デバイスは、１つのキャパシタベース電源を、主要車両電源（例えば、車両蓄電池及び／または車両発電器）である場合がある再充電用電源に接続されている。ここでは、電圧変換デバイスは、必要性に応じて、キャパシタベース電源に、再充電用電源によって供給される電圧に適合するための役割を果たす。１つの非限定例だけを言及するために、車両電源は、具体的には、電力によって単独で駆動される商用車またはバスに使用されるような３００Ｖを超える電圧を伴う電源である場合がある。この例に関して、車両電源の電圧を、電圧変換デバイスによって、例えば、２４Ｖ及び／または４８Ｖの電圧（この場合、電気ブレーキシステムの少なくとも１つのキャパシタベース電源の定格電圧）に変換することが可能である。
【００４７】
本発明の別の変形例に関して、電圧変換デバイスは、一方のキャパシタベース電源を、別のキャパシタベース電源に接続している。この場合、一方のキャパシタベース電源は、いずれの電圧交換がなくても、車両電源によって直接給電される場合がある。次に、他のキャパシタベース電源（異なる定格電圧を有する）は、電圧変換デバイスを介して、言及した第１のキャパシタベース電源によって給電されることができる。しかしながら、この本発明の変形例に関して、また、車両電源が電圧変換デバイスを介して一方のキャパシタベース電源に接続される一方、また、このキャパシタベース電源が、追加電圧変換デバイスを介して他のキャパシタベース電源に接続される実施形態を対象としている。
【００４８】
電気ブレーキシステムでは、２つのキャパシタベース電源が同じ定格電圧を有することが可能である。しかしながら、本発明の好ましい実施形態に関して、一方のキャパシタベース電源は、他のキャパシタベース電源よりも低い定格電圧を有する。非限定例を言及するために、一方のキャパシタベース電源は２４Ｖまたは４８Ｖの定格電圧を有する場合がある一方、他方のキャパシタベース電源は３００Ｖを超える定格電圧を有する場合がある。異なる定格電圧は、異なる目的に役立つ場合がある。例えば、より高い定格電圧を有するキャパシタベース電源は電気ブレーキシステムの正常動作中に使用される一方、より低い定格電圧を有するキャパシタベース電源が他のキャパシタベース電源の電力故障の場合にだけ使用されることが可能である（または、その逆も同様）。ここでは、次に、より低い定格電圧を有するキャパシタベース電源は、以下のような場合がある機能が低下した状態で使用される可能性がある。
−走行モード中に滑り止め機能を用いる、もしくは用いない車両車輪（複数可）のブロック、または
−駐車状況等での車輪（複数化）のブロック。
【００４９】
電気ブレーキシステムでは、電気ブレーキアクチュエータは、ブレーキ要素（具体的には、ブレーキパッド）に直接または間接的に移送される作動力を発生させ、それにより、ブレーキ要素におけるブレーキ力は、ブレーキアクチュエータの作動力に一致する、もしくは比例する、またはブレーキアクチュエータの作動力のいずれかの依存状態によって変わる可能性がある。ここでは、トランスミッションまたはブレーキレバーは、電気ブレーキアクチュエータと、ブレーキパッドのようなブレーキ要素との間で介在し得る。しかしながら、いくつかの実施形態に関して、電気ブレーキデバイスの機械的自己執行型機構（例えば、先行技術による、ランプを使用する機械的自己執行型機構、またはブレーキデバイスのために使用される他の自己執行型機構を開示している欧州特許第ＥＰ１９７７１３４号明細書、または米国特許出願公開第２０１３／０００８７４９号明細書を参照）を使用することに利点をもたし得ることが見られる。これらの自己執行型機構は、小さな作動力でより大きいブレーキ力を発生させるために、及び／または作動力と、ブレーキ要素によって作られるブレーキ力との間の非線形力移送特性を作るために使用されることができる。
【００５０】
電気ブレーキシステムの実施形態に関して、「従来式」電気ブレーキデバイスを使用することができる。電気ブレーキデバイスは、ブレーキ要素を付勢させるためのブレーキパッドのようなブレーキ要素に機械的に接続されるプランジャを備える。本実施形態に関して、回転ブレーキレバーを備える伝送ユニットは、電気ブレーキアクチュエータとプランジャとの間で介在する。ここでは、作動力を、プランジャを付勢させる力に再指向するために、及び／または力を増加あるいは減少させるために、もしくは、所望されるような電気ブレーキアクチュエータとプランジャとの間の力移送特性を修正するために、回転ブレーキレバーを使用することができる。
【００５１】
概して、本発明の範囲内では、任意の種類のキャパシタベース電源を使用することができる。一実施形態に関して、少なくとも１つのキャパシタベース電源は、市場では「ウルトラキャパシタ」と名付けられた電源である（また、発明の名称「ウルトラキャパシタ」または「ウルトラ−キャパシタ」を含む特許出願及び特許を参照されたい）。キャパシタベース電源のようなウルトラキャパシタの使用は、保守及び／または交換の少ない要求で、減少したコスト及び／または安全性が増加した状態での電力供給をもたらす。本発明はキャパシタベース電源がキャパシタによって単独で形成される実施形態を対象とする一方、また本発明の対象となる異なる実施形態に関して、キャパシタベース電源は、電力を電気ブレーキアクチュエータに提供するための回路に統合されるキャパシタ及び蓄電池の両方を備える。
【００５２】
本発明の構成の範囲内で、また、電気ブレーキアクチュエータが、両方のキャパシタベース電源によって付勢される巻線を備えることが可能である。しかしながら、請求項１５に従って、本発明は、また、第１及び第２の巻線を有する電気ブレーキアクチュエータを使用することを提案している。第１のキャパシタベース電源を使用するとき（具体的には、正常動作状態中）、第１のキャパシタベース電源は、電気ブレーキアクチュエータの第１の巻線に、第１の電気制御回路を介して、電力を供給する。第１のキャパシタベース電源からの第１の巻線の電力供給において異常がある場合、第２のキャパシタベース電源または再充電用電源はアクティブになる。この場合、第２のキャパシタベース電源または再充電用電源は、電気ブレーキアクチュエータの第２の巻線に（第１の電力供給回路または異なる第２の電力供給回路を介して）電力を供給する。ここでは、異なる巻線は、具体的には、異なる動作条件のためにサイズ決定され得る。すなわち、異なる巻線として、正常動作状態のための第１の巻線、及び異常動作状態（例えば、非常ブレーキ作動、車両の駐車等に関する）のための第２の巻線が挙げられる。２つの異なる電力供給回路を介した、前述の異なる動作状態で異なるキャパシタベース電源または再充電用電源への電気ブレーキアクチュエータの接続は、具体的には、異なる定格電圧を有するキャパシタベース電源及び／または再充電用電源と接続して使用される。
【００５３】
本発明は、電気ブレーキアクチュエータの異なる巻線が、異なる巻線が代替と使用されるように、全く同一の動作状態で一緒に使用されない電気ブレーキシステムを対象とする。しかしながら、本発明の一実施形態に従って、電気ブレーキシステムは、少なくとも１つの制御ユニットを備える。少なくとも１つの制御ユニットは、いわゆる「バーストモード」をアクティブにするための少なくとも１つの制御回路を制御するための制御論理を備える。「バーストモード」では、電気ブレーキアクチュエータの異なる巻線は、同時に通電され、それにより、これらの巻線を発生される効果及び力はまとめられる。ここでは、２つの巻線は（１つの単一制御回路、または２つの別個の制御回路及び／または電力供給回路を介して）全く同一のキャパシタベース電源によって給電される、または、巻線は異なるキャパシタベース電源（及び関連の制御回路及び／または電力供給回路）によって給電されることが可能である。
【００５４】
請求項１６に記載の本発明の実施形態に関して、また、ブレーキ機能に影響を与えない消費機器に、電力が電気ブレーキシステムのキャパシタベース電源の１つによって供給される。本発明は、電気ブレーキシステムが、これらの消費機器を非アクティブにするための制御論理を有する制御ユニットを備えることを提案している。ここでは、制御論理が、消費機器がキャパシタベース電源のエネルギー負荷レベルに応じて非アクティブになるように設計される。例えば、キャパシタベース電源のエネルギー負荷レベルが、一時的に、または所与の期間中に、閾値を下回る場合、残りのキャパシタベース電源のエネルギーレベルが、少なくとも、最小数のブレーキ作動に、非常ブレーキ作動に、またはパーキングブレーキ作動に要求されるブレーキ性能を提供するために十分であることを保証するために、消費機器が非アクティブになる。前述を言い換えると、低エネルギーレベルに関する本実施形態に基づいて、ブレーキ機能に関与しない消費機器よりも、ブレーキ機能の準備に関与する構成要素に、より高い優先度を与えることが可能である。
【００５５】
概して、言及した電気ブレーキシステムの電源は、商用車の電源（例えば、車両の電気モータ及び／または車両の発電器を駆動するために使用される車両蓄電池）から独立することが可能である。しかしながら、一実施形態に従って、本発明は、また、再充電用電源が電力を車両の駆動集合体に供給するために使用される車両蓄電池であることを提案している。このように、車両に要求される電源の数を減らすことが可能である。
【００５６】
請求項１７に従って、第１のキャパシタベース電源は、（単独で）正常動作状態で使用される。ここでは、第１のキャパシタベース電源は、２つの別個の電気ブレーキアクチュエータに、２つの並列の電力供給線によって接続される。この場合、選択式電圧変換器及び制御ユニットは、２つの並列の電力供給線のそれぞれに統合される。第２のキャパシタベース電源は、第１の電力供給回路の異常の場合（だけ）使用される。ここでは、第２のキャパシタベース電源は、第１のキャパシタベース電源のための２つの並列の電力供給線に統合される制御ユニットと、２つの別個の電気ブレーキアクチュエータとに接続される。ここでは、第２のキャパシタベース電源と制御ユニットとの間の接続は、直接接続、集積ダイオードとの接続、及び／または任意の電圧変換器を含まない接続である場合がある。本実施形態に関して、正常動作状態の第１のキャパシタベース電源からの及び異常の場合の第２のキャパシタベース電源からの電力供給について、制御ユニットからブレーキアクチュエータまで、同じ電力供給線を使用することが可能である。
【００５７】
モジュールを電気ブレーキシステムで使用することが可能である。ここでは、モジュールは、単一の筐体で、またはいくつかの相互にフランジ状のサブモジュールで形成される場合があり、機械的接続及び／または電気的接続（具体的には、制御信号を移送するための及びエネルギー移送のための接続）は、サブモジュールのフランジによって形成される。電気的接続は、サブモジュールのアセンブリによって自動的に接続されることが可能である。
【００５８】
請求項１８に従って、モジュールは、以下の（累積または代替の）構成要素を含む。
ａ）モジュールは、前述の電気キャパシタベース電源の１つ（または、また２つのキャパシタベース電源）を含有する場合がある。
ｂ）モジュールは、少なくとも１つの制御ユニットを備える場合がある。
ｃ）モジュールは、少なくとも１つの電圧変換デバイスを備える場合がある。
ｄ）モジュールは、少なくとも１つの出口ポートを備える場合がある。
ｅ）さらに、モジュールが、常用ブレーキ作動ユニット（例えば、ブレーキペダル）及び／またはパーキングブレーキ作動ユニット（例えば、ハンドブレーキ作動ユニット）からのブレーキ信号、車両電源（すなわち、車両蓄電池及び／または発電器）からの電力供給、第１のブレーキアクチュエータ及び／または第２のブレーキアクチュエータのための制御信号、及び／または第１のブレーキアクチュエータ及び／または第２のブレーキアクチュエータのための電力供給のための少なくとも１つの入口ポートを備えることが可能である。
【００５９】
この方法で形成されたモジュールは、要求される構成要素を含有し、電気ブレーキシステムのセミパートを形成する。セミパートは、効率的な方法で顧客によって保管されることができ、減少したコストで製造業者によって提供され、組み立ての労力が減らされた状態で組み立てをもたらす。
【００６０】
本発明の利点をもたらす進展は、請求項、本明細書、及び図面からもたらされる。本明細書の始めに言及する特徴の利点及び複数の特徴の組み合わせの利点は、例としての役割だけを果たし、これらの利点を得るために必要な本発明に従った実施形態の必要がなくても、代替的または累積的に使用され得る。添付の請求項によって定義されるような保護範囲を変化することなく、以下は、原出願及び特許の開示に適用され、さらなる特徴は、図面から解釈され得る、具体的には、相互に対して例示された複数の構成要素の設計及び寸法から、同様に、それらの関連の配列及びそれらの動作接続から解釈され得る。本発明の異なる実施形態の特徴の組み合わせ、または請求項の選ばれた参照と無関係の異なる請求項の特徴の組み合わせもまた可能であり、これにより、動機付けられる。これは、また、別個の図面に示される特徴、または、その図面を説明するときに言及される特徴に関する。これらの特徴はまた、異なる請求項の特徴と組み合わせられ得る。さらに、本発明のさらなる実施形態は、請求項に言及される特徴を有しない可能性がある。
【００６１】
請求項及び本明細書に言及される特徴の数は、副詞「少なくとも」を明示的に使用する必要がなくても、この正確な数及び言及される数よりも大きい数を対象とすることを理解されたい。例えば、電気ブレーキデバイス、電気ブレーキアクチュエータ、また制御ユニットを言及する場合、これは、
−正確に１つの電気ブレーキデバイス、電気ブレーキアクチュエータ、もしくは制御ユニットが存在する、または
−２つ以上の電気ブレーキデバイス、電気ブレーキアクチュエータ、もしくは制御ユニットが存在するようなことであると理解されたい。
【００６２】
追加特徴は、これらの特徴に追加され得る、または、これらの特徴は、各々の製品の唯一の特徴であり得る。
【００６３】
請求項に含まれる引用符号は、請求項によって保護される内容の範囲を限定するものではない。その唯一の役割は、請求項をより容易に理解させることである。
【００６４】
以下では、本発明は、さらに、図面に示される好ましい例示的実施形態に関して説明及び表現される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、車両の電気ブレーキシステムの異なる概略図を示す。
【図２】図２は、車両の電気ブレーキシステムの異なる概略図を示す。
【図３】図３は、車両の電気ブレーキシステムの異なる概略図を示す。
【図４】図４は、電気ブレーキアクチュエータの固定子の設計に関して異なる原理を示す概略図である。
【図５】図５は、電気ブレーキアクチュエータの固定子の設計に関して異なる原理を示す概略図である。
【図６】図６は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図７】図７は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図８】図８は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図９】図９は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図１０】図１０は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図１１】図１１は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図１２】図１２は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図１３】図１３は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図１４】図１４は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図１５】図１５は、車両の電気ブレーキシステムのさらなる概略図を示す。
【図１６】図１６は、バッテリまたは蓄電池のようなキャパシタ及び化学的電源の再充電及び無負荷の特性の概略を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図では、同じ参照数字は、同じまたは同等の機能及び／または設計を有する構成要素に使用されている。一実施形態では、同じ構成要素が何回も使用される場合、これらの構成要素は、同じ参照数字及び追加の識別文字ａ、ｂ、ｃ、…、またはＡ、Ｂでラベル付けされる。以下の明細書で識別文字ａ、ｂ、ｃ、…、またはＡ、Ｂがない参照数字の使用は、この参照数字を伴う全ての構成要素、または１つの単一の構成要素だけ、またはこれらの構成要素の任意の数のものを指す場合がある。一実施形態に関して、同じ構成要素または構成要素のグループが何回も使用される場合、いくつかの場合、これらの構成要素の１つだけのもの、または構成要素のグループが説明されるであろう。しかしながら、この場合、対応するものは、他の構成要素または構成要素のグループに適用する。
【００６７】
図１は、電気ブレーキシステム１を示す。電気ブレーキシステム１は、４つのブレーキデバイス２ａ〜２ｄを備える。ブレーキデバイス２ａ〜２ｄは、それぞれ、ブレーキアクチュエータ３ａ〜３ｄを備える。ブレーキアクチュエータ３ａ〜３ｄは、車両車輪と一緒に回転するブレーキディスクのような別のブレーキ要素に向けられる、ブレーキ要素を押すためのブレーキパッド等のブレーキ要素４ａ〜４ｄに、好適なトランスミッション及び／または自己執行型機構によって移送される作動力を発生させる。ブレーキデバイス２ａ〜２ｄは、それぞれ、制御ユニット５ａ〜５ｄと、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄのバイアスを感知するセンサ６ａ〜６ｄとを備える。センサ６は、ブレーキディスクに向かうブレーキパッドの変位、またはブレーキデバイス２ａ〜２ｄもしくはブレーキアクチュエータ３ａ〜３ｄの作動力を感知することが可能である。
【００６８】
ブレーキデバイス２ａ〜２ｄは、異なるグループ７Ａ、７Ｂを形成する。ここでは、グループ７Ａ［または、グループ７Ｂ］の異なるブレーキデバイス２ａ、２ｂ［または、２ｃ、２ｄ］は、例えば、以下のものに関連付けられる場合がある。
−車両の車軸の各側の車輪、
−同じ車両側の車輪、または
−全く同一のブレーキディスクに累積的に作用するブレーキデバイス２ａ、２ｂ［または、２ｃ、２ｄ］を伴う１つの単一ブレーキ。
【００６９】
グループ７Ａ、７Ｂのブレーキデバイス２は、電力供給回路８Ａ、８Ｂによって電力が供給される。図１では、電力供給回路８Ａ、８Ｂの電力供給線は、実線で示される。電力供給回路８Ａ、８Ｂのそれぞれは、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂを備える。
【００７０】
以下では、電力供給回路８Ａの１つだけが説明される一方、電力供給回路８Ａは他の電力供給回路８Ｂに適用される。
【００７１】
電力供給回路８Ａは、キャパシタベース電源９Ａを備える。キャパシタベース電源９Ａは、供給線１１Ａによって制御ユニット１０Ａに接続される。制御ユニット１０Ａは、キャパシタベース電源９Ａから、供給線１１Ａを介して、供給線１２Ａに送達される電力を移送する。分岐点１３Ａにおいて、供給線１２Ａは、２つの供給線分岐１４Ａ、１５Ａに分岐する。供給線分岐１４Ａ、１５Ａは、ブレーキデバイス２ａ、２ｂの電力供給のために、関連のブレーキデバイス２ａ、２ｂの供給ポートに接続される。当業者は、供給線１１、１２及び供給線分岐１４、１５が、必ずしも、１つの単一方向の線を形成しないが、また、閉電気回路を形成するように二方向の線または二重線を形成する場合があることを理解するだろう。電力供給回路８Ａでは、制御ユニット１０Ａは、電力移送等を中断するために、電流及び／または電圧を制御するオプションで、キャパシタベース電源９Ａからの電力伝送を制御するための制御論理を備える。
【００７２】
図１に示される実施形態に関して、２つの電力供給回路８Ａ、８Ｂの制御ユニット１０Ａ、１０Ｂは、ユニットを形成する。ここでは、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂは、好適なインターフェースを介して、動作データならびに感知データ、及びそれらの制御方針を交換することが可能である。
【００７３】
これが図１に示されなくても、オプションとして、（少なくとも、いくつかの動作状態の）制御ユニット１０Ａは、また、電力を他の電力供給回路８Ｂに供給する、及び／または（少なくとも、いくつかの動作状態の）制御ユニット１０Ｂは、また、電力を他の電力供給回路８Ａに供給することが可能である。
【００７４】
さらに、電気ブレーキシステム１は、異なるグループ７Ａ、７Ｂのブレーキデバイス２を制御するための制御回路１６Ａ、１６Ｂを備える。図では、制御回路１６Ａ、１６Ｂの制御線は破線で示される。ここで、制御回路１６は、グループ７Ａのブレーキデバイス２ａ、２ｂに関する制御回路１６Ａについて説明されるであろう。しかしながら、ブレーキデバイス２ａ、２ｂは、他の制御回路１６Ｂに適用される。
【００７５】
制御信号は、制御ユニット１０Ａによって発生される。制御信号は、制御線１７Ａ及び分岐点１８Ａを介して、制御線分岐１９Ａ、２０Ａに伝送される。制御線分岐１９Ａ、２０Ａは、それぞれ、関連のブレーキデバイス２ａ、２ｂの接続ポートに接続される。
【００７６】
これが図１に示されなくても、オプションとして、（少なくとも、いくつかの動作状態の）制御ユニット１０Ａは、また、制御回路１６Ｂを制御する、及び／または（少なくとも、いくつかの動作状態の）制御ユニット１０Ｂは、また、制御回路１６Ａを制御することが可能である。
【００７７】
制御ユニット１０Ａは、さらに、作動線２１Ａによって、常用ブレーキ作動ユニット２２に接続される。さらに、制御ユニット１０Ａは、作動線２３Ａによって、パーキングブレーキ作動ユニット２４に接続される。示される実施形態に関して、常用ブレーキ作動ユニット２２は、フットペダルの作動及び移動を、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂに冗長作動線２１Ａ、２１Ｂによって移送される作動信号に変換する２つのセンサを備えるフットペダルユニットである。パーキングブレーキ作動ユニット２４の作動は、作動線２３Ａ、２３Ｂの冗長作動信号を生じさせる。運転手による常用ブレーキ作動ユニット２２及び／またはパーキングブレーキ作動ユニット２４の作動に応じた制御ユニット１０Ａ、１０Ｂによって受信された作動信号に基づいて、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂは、電力供給回路８Ａ、８Ｂによって伝送された電力を制御し、また、制御回路１６Ａ、１６Ｂ内の制御信号を制御する。制御回路１６Ａ、１６Ｂは、少なくとも部分的に、ＣＡＮまたはＦｌｅｘｒａｙ等の通信ネットワークによって形成されることができる。また、電力供給回路８Ａ、８Ｂが通信ネットワークに統合されることが可能である。
【００７８】
図１に示される実施形態に関して、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂは、同じ定格電圧（具体的には、２４Ｖ）を有する。さらに、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄは、好ましくは、自己執行型機構で形成される。キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂは、外部再充電用電源（ここでは、図示されない）によって再充電され、外部再充電用電源は、回復モード等で使用することができる車両を駆動するために使用される車両蓄電池、発電器、リターダ、ハブ発電器、電気モータである場合がある。
【００７９】
しかしながら、修正された実施形態に関して、また、蓄電池９Ａ、９Ｂは、異なる定格電圧を有することが可能である。ここでは、一実施形態に関して、蓄電池９Ａが２４Ｖの定格電圧を有する一方、蓄電池９Ｂは３８０Ｖまたは５７０Ｖ電圧を有する。さらに、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄは、必ずしも、自己増強型機構を備えていない。代わりに、ブレーキアクチュエータ３は、従来式ブレーキデバイスのブレーキレバーを作動させ得る。また、２つの電力供給回路８Ａ、８Ｂ及び制御回路１６Ａ、１６Ｂを使用することができる。好ましくは、一方の電力供給回路８Ａ及び関連の制御回路１６Ａは正常のブレーキ動作中に使用される一方、他方の電力供給回路８Ｂ及び制御回路１６Ｂは、異常、故障、または緊急の場合だけ使用される。好ましくは、より高い定格電圧を伴うキャパシタベース電源９Ｂを使用する電力供給回路８Ｂ及び制御回路１６Ｂは、正常動作中に使用される。
【００８０】
前述に説明したように、また、電力供給回路８Ａ、８Ｂ及び制御回路１６Ａ、１６Ｂの両方は、それぞれ、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂの１つからブレーキデバイス２ａ〜２ｄまで電力を供給するために及びブレーキデバイス２ａ〜２ｄまでの電力潮流を制御するために、冗長方式で使用されることができる可能性がある。この場合、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ、供給線１１、１２及び供給線分岐１４、１５によって、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄのそれぞれに接続され得る。本実施形態に対応する方法では、制御回路１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ、制御線１７及び制御線分岐１９、２０によって、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄのそれぞれに接続され得る。したがって、本実施形態に関して、制御線及び供給線は、図１に示されるものと異なる。
【００８１】
この種類の実施形態では、キャパシタベース電源９Ａによる電力供給で、または、キャパシタベース電源９Ｂによる電力供給で、ブレーキデバイス２のそれぞれを駆動させることが可能であることが要求される。
【００８２】
ブレーキデバイス２を駆動させるための異なる定格電圧のキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂの取扱いは、異なる方法で提供され得る。
ａ）２つの異なる制御回路をブレーキデバイス２のブレーキアクチュエータ３を駆動するために使用することが可能である。電力供給を一方のキャパシタベース電源９Ａから他方のキャパシタベース電源９Ｂに切り替えるとき、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂは、キャパシタベース電源９Ａによる給電の準備のために使用される一方の制御回路から、キャパシタベース電源９Ｂからの電力供給のために使用される制御回路の使用への切り替えを生じさせる。制御回路は、制御回路１６Ａ、１６Ｂ内の同じ制御信号によって、同じブレーキ力を発生させるような方法で、ブレーキアクチュエータ３の通電を修正することが可能である。しかしながら、また、制御回路１６Ａ、１６Ｂの制御方針は切り替えられる、または、２つの制御回路の切替状態に依存する可能性もある。
ｂ）また、冗長電力供給回路８Ａ、８Ｂ及び制御回路１６Ａ、１６Ｂは、ブレーキアクチュエータ３の異なる巻線５１、５２と協働することが可能である。したがって、第１のキャパシタベース電源９Ａ、第１の電力供給回路８Ａ、及び第１の制御回路１６Ａを使用するとき、ブレーキアクチュエータ３の第１の巻線５１を使用する。電力供給をキャパシタベース電源９Ｂに切り替えるとき、電力供給回路８Ｂ及び第１の制御回路１６Ｂは、ブレーキアクチュエータ３の他の第１の巻線５２と一緒に使用される。ここでは、巻線５１、５２の巻線数及び断面積は、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂの異なる定格供給電圧に適合することができる。
ｃ）また、ＤＣ／ＤＣコンバータのような電圧変換ユニットによって、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ（制御ユニット１０Ａ、１０Ｂの上流または下流にある）の少なくとも１つの電圧を変換するとき、ブレーキアクチュエータ３の同じ巻線は、異なる定格電圧でキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂからの電力供給で使用されることが可能である。
【００８３】
前述の実施形態と異なるように、電源９Ａ、９Ｂの少なくとも１つは、また、車両の既存の蓄電池によって形成される場合がある。具体的には、電源９Ｂは、より高い定格電圧（具体的には、３００Ｖを超える電圧）を有する場合があり、車両の駆動集合体を給電するために使用される蓄電池である場合がある。
【００８４】
図２は、異なる定格電圧を有する２つのキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂを備える実施形態を示す。好ましくは、キャパシタベース電源９Ａは２４Ｖの定格電圧を有する場合がある一方、キャパシタベース電源９Ｂは３００Ｖを超える定格電圧を有する。キャパシタベース電源９Ｂは、主要ブレーキ電力供給を形成する。キャパシタベース電源９Ｂは、好ましくは、車両電力システム（具体的には、再充電用電源を形成する発電器及び／または車両電源（ここでは、図示されない））によって給電される。キャパシタベース電源９Ｂは、電圧変換デバイス２５（具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ）によって、キャパシタベース電源９Ａに接続される。したがって、電源９Ｂによって、電圧変換デバイス２５を介して、電源９Ａを装荷することが可能である（及び／または、その逆も同様である）。正常動作モード中の電気ブレーキシステム１の給電に関して、２つの電圧変換デバイス２６、２７（具体的には、それぞれ、４８Ｖの定格出力電圧を有するＤＣ／ＤＣコンバータ）を介して、電源９Ｂは、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂに電力を供給する。代わりに、異常の場合、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂは、ここでは、ダイオード２８、分岐点２９、及び供給線分岐３０、３１を介して、電源９Ａによって給電される。電源９Ａが電圧変換デバイス２６、２７の出力電圧よりも低い定格電圧を有する場合、電気ブレーキシステム１の異常動作中、機能低下だけをもたらす可能性がある。図２によると、電力供給回路８Ａ、８Ｂはそれぞれ、制御ユニット１０ａ、１０ｂとブレーキデバイス２との間の好適な供給線及びライン分岐によって、ブレーキデバイス２の全てを給電する。また、制御回路１６Ａ、１６Ｂでは、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂは、制御線及び制御線分岐によって、ブレーキデバイス２のそれぞれに接続される。
【００８５】
図３は、電気ブレーキシステム１が、主要車両供給部、車両の発電器、または車両駆動蓄電池である場合がある再充電用電源３２によって給電される実施形態を示す。再充電用電源３２は、２４Ｖの定格電圧または３００Ｖを超える定格電圧を有する場合がある。ダイオード２８、分岐点２９、供給線分岐３３、３４を介して（それらの内側に位置する電圧変換デバイス３５、３６がある）、再充電用電源３２は、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂを給電する。好ましくは、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂは、電圧変換デバイス３５、３６の出力において、４８Ｖの電圧によって給電される。キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂは、ウルトラキャパシタ３７、３８である。キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂは、それぞれ、冗長電力供給のために、制御ユニット１０Ａ、１０Ｂの両方に接続される。制御ユニット１０Ａは、ブレーキデバイス２ａ、２ｂのグループ７Ａを給電するための第１の電力供給回路８Ａを備える。制御ユニット１０Ｂは、グループ７Ｂのブレーキデバイス２ｃ、２ｄを給電するための電力供給回路８Ｂを給電する。制御ユニット１０Ａは、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄの全てを、制御回路１６Ａを介して制御する一方、他の制御ユニット１０Ｂは、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄの全てを、他の制御回路１６Ｂを介して制御する。キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂは、好ましくは、再充電用電源３２からのエネルギーの中間蓄積のために使用される。キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂの中に蓄積されたエネルギー量は、好ましくは、規定の数の車両のフルブレーキアクションに、及び／または、また再充電用電源３２が故障した場合、所与の道路の傾きに関する駐車状況でブレーキを作動するのに十分である。
【００８６】
好ましい実施形態に関して、モジュール３９（破線の概略的囲い）は、電気ブレーキシステム１の構成要素の一部を含有する。モジュール３９は、車軸ユニット、または車軸筐体、または車軸の近くの車両フレームに搭載されることが可能である。図３に示される実施形態に関して、モジュール３９は、制御ユニット１０Ａ、電圧変換デバイス３５、及びキャパシタベース電源９Ａを含む。同一のモジュールは、制御ユニット１０Ｂ、電圧変換デバイス３６、及びキャパシタベース電源９Ｂを含む場合がある。モジュール３９は、常用ブレーキ作動ユニット２２からのブレーキ作動信号のための入力ポート４０と、パーキングブレーキ作動ユニット２４からのブレーキ作動信号のための入力ポート４１と、ブレーキデバイス２ａ〜２ｄのための制御回路１６Ａの制御信号のための出力ポート４２、４３、４４と、供給線分岐３３及びダイオード２８を介する再充電用電源３２への接続のための入力ポート４５と、電力供給回路８Ａの電力供給のための出力ポート４６と、制御ユニット１０Ｂの電力供給のための出力ポート４７とを備える。
【００８７】
図４は、概略的に、固定子４８及び回転子４９を備えるブレーキアクチュエータ３を示す。回転子４９は永久磁石を備える。固定子４８は回転磁場を発生させるための巻線５１、５２を備える。ここでは、図４に示される実施形態に関して、回転子４９は、円周方向に均等に分散するコア５０を備える。コア５０は、電気的に絶縁された巻線５１、５２を備える（図４では、簡略化の目的のために、巻線５１、５２のそれぞれは１つの巻線だけを有する。しかしながら、実際には、巻線５１、５２のそれぞれは複数の巻線を有する）。したがって、巻線５１、５２の代替の通電によって、回転子４９を駆動するための２つのオプションがある。異なる巻線５１、５２は、異なる電力供給回路８Ａ、８Ｂ及び／または制御回路１６Ａ、１６Ｂに関連付けられる。したがって、電力供給回路８Ａ及び制御回路１６Ａを通電するとき、巻線５１によって回転子４９を駆動することができる一方、電力供給回路８Ｂ及び制御回路１６Ｂは通電されない。電力供給回路８Ａ及び制御回路１６Ａから電力供給回路８Ｂ及び制御回路１６Ｂに切り替えるとき、巻線５２によって回転子４９を駆動することができる。したがって、図４に概略的に示される実施形態に関して、作動トルクの準備のためのフル冗長磁力で共有された磁気冗長性があり、冗長モータ巻線５１、５２は、ブレーキアクチュエータ３の同じ磁気回路内で磁力を作る。
【００８８】
代わりに、図５は、半分の冗長磁力を伴う分割された磁気冗長性と、結果として生じるモータトルクとの実施形態を示す。ここでは、冗長巻線５３、５４は、別個の磁気回路で磁力を作る。図５によると、コア５０の異なるセットは、固定子４８の円周方向に均等に分散される。ここでは、コアの一方のセットは巻線５３を備え、コアの他方のセットは巻線５４を備える。
【００８９】
制御回路１６Ａ、１６Ｂ（及び電力供給回路８Ａ、８Ｂ）の制御に依存するような図４及び図５に示される実施形態に関して、通常モード中、ブレーキアクチュエータ３が巻線５１、５２または巻線５３、５４の両方の同時の通電によって駆動されることが可能である。代わりに、制御回路１６Ａ、１６Ｂの一方及び／または電源９Ａ、９Ｂの一方が電源異常の場合、巻線５１、５２または巻線５３、５４の一方で、ブレーキアクチュエータ３を単独で駆動することが可能である。しかしながら、また、ブレーキアクチュエータ３の正常動作中、巻線５１、５２または巻線５３、５４の一方によって駆動され、異常の場合、ブレーキアクチュエータ３は巻線５１、５２または巻線５３、５４の他方のものによって駆動されることが可能である。
【００９０】
ブレーキアクチュエータ３は、また「パンケーキ型回転子」とも名付けられる場合がある回転子の両側に巻線５１、５２を含む軸方向磁気空隙を伴うブラシレス永久磁石モータである場合がある。さらに、半径方向の磁気空隙を伴うブラシレス永久磁石モータ及び集中巻線を使用することができる。また、集中巻線を伴う切替式リラクタンスモータのようなブラシレス非永久磁石モータを使用することが可能である。
【００９１】
図６は、概略的に、別の電気ブレーキシステム１を示す。車両は、車輪軸筐体６０を備える車輪軸ユニット５９を伴う、車軸６１を備える。図面の簡略化のために、ここで、車両のさらなる車輪軸ユニットは図示されず、関連のブレーキデバイス２を伴う車輪軸ユニット５９の車輪端の１つだけが示される。再充電用電源３２は、例えば、トラック用バッテリまたはバス用バッテリ、別の車軸の同様の電源、本システムのいずれかの場所に搭載される発電器、車両を駆動するために使用される及びまたキャパシタベース電源９またはハブ式搭載型発電器を再充電するための回復モードでも使用される電気モータである場合がある。
【００９２】
図６では、車軸モジュール３９は、制御ユニット６２及びキャパシタベース電源９を備える。車軸モジュール３９は、再充電用電源３２に接続される再充電ポートを備える。さらに、車軸モジュール３９は、制御ユニット１０と制御ユニット６２との間で電力を伝送するためのポートと、制御ユニット１０、６２の間の制御信号を交換するための別のポートとを備える。示される実施形態に関して、ブレーキ制御ユニット１０は、ブレーキデバイス２と車軸モジュール３９との間に介在される、それらの間にライン接続を伴う。しかしながら、異なる実施形態に関して、また、ブレーキ制御ユニット１０が車軸ユニット３９に統合される、またはブレーキデバイス２に取り付けられる、もしくはそれに統合されることが可能である。ブレーキ制御ユニット１０は、１つの単一制御ユニット／ＣＰＵ、または少なくとも２つの冗長ブレーキ制御ユニット／ＣＰＵを備える場合がある。ブレーキデバイスまたは車軸ユニット５９は、車輪速度センサ及び／またはパッド装着センサを備える場合がある。これらのセンサの測定信号は、ブレーキ制御ユニット１０に通信及びフィードされる。車軸モジュール３９は、好ましくは、車輪端の近くで、または車軸６１の側方中心で、車輪軸ユニット５９に取り付けられる、またはそれに統合されることができる。ブレーキ制御ユニット１０は、ブレーキデバイス２及びそのブレーキアクチュエータ３の通電を制御するための制御論理を備える。ブレーキ制御ユニット１０は、また、上記に言及したブレーキ作動モードと、保持モードと、解除モードとを切り替えるための制御論理を備える場合があり、この場合、ブレーキ制御ユニットは、また、作動モードにおけるブレーキ作動のための通電、保持モードへの切り替えならびに任意の保持デバイスの通電、及び解除モードでの再充電への切り替えを提供する。
【００９３】
ブレーキ制御ユニット１０は、常用ブレーキ作動ユニット２２（具体的には、フットブレーキペダル）から、及びパーキングブレーキ作動ユニット２４（具体的には、ハンドブレーキレバーまたはスイッチ）から、両方の信号を受信する。さらに、ブレーキ制御ユニット１０は、制御ユニット６２から、制御信号を受信する。
【００９４】
車軸モジュール６２に統合される制御ユニット６２は、ブレーキを制御するための制御ユニット、及び／または再充電用電源３２と、キャパシタベース電源９及び／またはブレーキ制御ユニット１０との間の電気エネルギーの流量を制御するための制御ユニットである場合がある。示される実施形態と異なるように、車軸モジュール３９、ブレーキ制御ユニット１０、キャパシタベース電源９、及び／または再充電用電源３２は、また、決定または電力制御またはブレーキ制御を、具体的には、異なる車輪軸に関連する他の電源、制御ユニット、ブレーキ制御ユニット、及び／またはブレーキデバイス２と、通信及びを共有し得る。
【００９５】
図７は、概して、図６の実施形態に対応する実施形態を示す。しかしながら、ここでは、ブレーキシステム１の構成要素は、２つの車輪軸６１Ａ、６１Ｂに関して示される。車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂは、各々の車輪軸６１Ａ、６１Ｂに関連する。さらに、図６の実施形態と異なるように、図６の制御ユニット１０、６２の機能は、ここでは、ブレーキ制御ユニット１０によって満たされる。２つの車軸６１Ａ、６１Ｂと関連する両方のブレーキサブシステム１Ａ、１Ｂがそれらの間にいずれかの結合がなくても相互に別個に形成される一方、車輪軸モジュール３９Ａ、３９Ｂの両方は、全く同一の再充電用電源３２によって再充電される。
【００９６】
図８の実施形態は、概して、図７の実施形態に対応する。しかしながら、ここでは、ブレーキサブシステム１Ａ、１Ｂは、相互に別個に形成されない。代わりに、ここでは、キャパシタベース電源９Ａは、常に、または故障モードでは、関連のブレーキ制御ユニット１０Ａの電力供給のためにと、またブレーキ制御ユニット１０Ｂの電力供給のためにとの両方で使用される。同じように、具体的には、故障モードでは、または他のキャパシタベース電源９Ａによって供給される電力が十分ではない場合、キャパシタベース電源９Ｂは、ブレーキ制御ユニット１０Ａに電力を供給する。示される実施形態に関して、キャパシタベース電源９Ａは、他のキャパシタベース電源９Ｂをバイパスし、これは、電力をブレーキ制御ユニット１０Ｂ（最後に言及したキャパシタベース電源９Ｂに関連付けられるもの）に供給するときに行われる。
【００９７】
制御ユニット（具体的には、ブレーキ制御ユニット１０）は、また、異なる車軸６１Ａ、６１Ｂに供給される電力の量を定義するためのエネルギー管理を提供することが可能である。ここでは、電力管理は、所与の比率（例えば、前車軸６０％、後車軸４０％）に従って、及び／または車両の荷重配分に依存する比率に従って、電力及びブレーキ力が分散されるような場合がある。
【００９８】
図９は、図７のブレーキサブシステム１Ａと同様のブレーキサブシステム１Ａを示す。しかしながら、ここでは、ハブ発電器６３Ａは、車輪端またはブレーキデバイス２に統合される。ハブ発電器６３Ａは電力を車軸モジュール３９Ａに供給し、電力は、キャパシタベース電源９Ａを再充電するために、キャパシタベース電源９Ａにブレーキ制御ユニット１０Ａによって伝送される。ここでは、ハブ発電器６３Ａは、常にアクティブである、また特定の動作状態（例えば、車両の下りの運転中、ブレーキ作動中等）のときだけアクティブになる場合がある。
【００９９】
図１０に示される実施形態に関して、車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂのぞれぞれは、冗長ブレーキ制御ユニット１０Ａａ、１０Ａｂ（１０Ｂａ，１０Ｂｂ）、またはＣＰＵを備える。ここでは、一方のブレーキ制御ユニット１０Ａｂは、キャパシタベース電源９Ａから（及び、また、再生電源３２から）電力が供給される。他のブレーキ制御ユニット１０Ａａは、（常に、または故障モードでは）代替的または累積的に、ブレーキ制御ユニット１０Ａｂ及び／または他の車軸モジュール３９Ｂのキャパシタベース電源９Ｂから、電力が提供されることができる。電力は、他の車軸モジュール３９Ｂのブレーキ制御ユニット１０Ｂａ、１０Ｂｂに適用される。さらに、図１０に示される実施形態に関して、電力管理ユニット６４Ａ、６４Ｂは、異なる車輪軸６１Ａ、６１Ｂの間の電力配分を制御するために、車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂに統合される。
【０１００】
図１１に示される実施形態は、概して、図１０の実施形態に対応する。ここでは、ブレーキデバイス２は、電気機械ブレーキを備える。ブレーキアクチュエータ３は二重巻線５１〜５４を伴うモータを備え、両方の巻線は、上記に説明したように、代替的または累積的に給電される。ブレーキデバイス２は、また、ここでは、車輪速度センサ及び／またはパッド装着センサを備える場合がある。
【０１０１】
図１２は、電気ブレーキサブシステム１Ａ、１Ｂ、１Ｃが３つの異なる車輪軸６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃと関連する実施形態を示す。ブレーキサブシステム１Ａ、１Ｂ、１Ｃでは、車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ及び含まれるキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ、９Ｃの全ては、再充電用電源３２によって再充電される。常用ブレーキ作動ユニット２２及びパーキングブレーキ作動ユニット２４の制御信号は車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂの一部だけに移送される一方、作動ユニット２２、２４は車軸モジュール３９Ｃに直接に接続されない。本発明の場合、ブレーキ制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、ひいては、車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂは、また、別の車両の制御ユニット６５と通信する。他の車両の制御ユニット６５と、本車両の制御ユニットとの間の通信は、無線通信である。車両間の通信は、そのようにブレーキ作動信号を他の車両から本車両に伝送するための、及び／または２つの車両のブレーキ作動を協調するための、２つの車両間の仮想車軸の準備のために使用されることができる。ブレーキ制御ユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上では、異なるソフトウェアループ６６、６７、６８（全く同一のＣＰＵまたは上で異なるＣＰＵ上で実行する）がインストールされ得、ソフトウェアループ６６、６７、６８は、異なる機能（例えば、異なるモードの切り替え、保持デバイスのアクティブ化または非アクティブ化、ブレーキデバイス２のエネルギーの回復のアクティブ化または復活、ブレーキアクチュエータ３の異なる巻線の切り替え、所望のブレーキ力の制御等）を提供するために連続的に、または並行方式で起動する。ソフトウェアループ６６、６７、６８は、それぞれ、異なる制御目的のために使用され得る。一例に関して、ソフトウェアループ６６は、システム制御の役割を果たす。代わりに、ソフトウェアループ６７は、ブレーキ制御の役割を果たす。最後に、ソフトウェアループ６８は、電力制御の役割を果たす。また、異なるソフトウェアループ６６、６７、６８の代わりに、異なる機能を担う異なるサブＣＰＵがある可能性があることが理解されるであろう。
【０１０２】
車輪軸モジュール３９Ａ、３９Ｂは、マスタースレーブ相互関係において、他の車輪軸ユニット３９Ｃと通信し、それにより、車輪軸６１Ｃにおけるブレーキデバイス２Ｃのブレーキ制御は、車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂの出力及び制御に依存するように、車軸モジュール３９Ｃによって行われる。
【０１０３】
図１３の実施形態は、概して、図１２の実施形態に対応する。しかしながら、ここでは、異なる車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃの間、またはキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ、９Ｃの間に電力線６９、７０がある。電力線６９、７０にわたる及びキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ、９Ｃの間のエネルギー流量は、異なる制御方針で制御されることができる。いくつかの非限定例だけを言及するために、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ、９Ｃは相互に永久的に接続される場合があり、それにより、異なるキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ、９Ｃに蓄積されるエネルギーのレベリングが存在する。また、電力線６９、７０が一方のキャパシタベース電源９のエネルギーレベルがブレーキ作動に十分ではない閾値を下回っていることを検出したときだけ選択的にアクティブになることが可能である。キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ、９Ｃが異なる定格電圧を有する場合、また、電力変換ユニットが電力線６９、７０の少なくとも１つに統合されることが可能である。
【０１０４】
図１４に示される実施形態は、概して、図１３の実施形態に対応する。しかしながら、ここでは、ソフトウェアループ６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ、またはブレーキ制御用の関連制御ユニットは、車軸モジュール３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃに統合されないが、車輪端に位置し、具体的には、ブレーキデバイス２Ａ、２Ｂ、２Ｃに統合される。したがって、ここでは、ブレーキ制御がブレーキデバイス２に統合されるブレーキ制御ユニット１０によって行われるように、制御機能を分割し、エネルギー管理及びシステム制御は車軸モジュール３９に統合される。
【０１０５】
図１５の実施形態は、概して、図１４の実施形態に対応する。しかしながら、ここでは、上記に説明したような方針でエネルギー流量を提供するために、車軸モジュール３９Ａ、３８Ｂ、３９Ｃの間、またはキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂ、９Ｃの間に電力線６９、７０がある。
【０１０６】
以下は、上記に説明した全ての実施形態に適用される場合がある。
【０１０７】
本発明の構成の範囲内で、任意の種類のブレーキデバイスを使用することが可能である一方、作動モード、保持モード、及び解除モードを使用する場合、ブレーキ力を低エネルギーレベルで一定に維持するための保持デバイス、及び／またはブレーキデバイス内に蓄積されたエネルギーの回復を可能にする任意のブレーキデバイスを備える任意の種類のブレーキデバイスを使用することができる。１つの非限定例だけを言及するために、欧州特許出願公開第ＥＰ１６１７０４４７．３号明細書とともに非公開の欧州特許出願に開示されるような、及びブレーキアクチュエータの位置を固定するための保持ユニットを備えるブレーキ力伝送ユニットまたはブレーキアセンブリを使用することができる。さらに、ディスクブレーキアクチュエータを使用することが可能であり、ディスクブレーキアクチュエータは、傾斜伝送部及びスレッド式伝送システムを備え、欧州特許出願公開第ＥＰ１６１７５３２７．２号明細書とともに非公開の欧州特許出願に開示されるような、ディスクブレーキアクチュエータの動作状態を固定するための固定ユニットを含む場合がある。これらの特許出願の開示は、本発明の欧州特許出願に参照によって組み込まれる。
【０１０８】
ブレーキ制御ユニット１０は、好ましくは、電力を電源９、３２の少なくとも１つから受信し、センサ信号及び制御信号を受信する。これらの信号に基づいて、ブレーキ制御ユニット１０は、またブレーキ制御ユニット１０によって判定され得る要求されたブレーキ力を提供するためのブレーキデバイス２を通電するために要求される必要な通電（つまり、電流及び／または電圧）を判定する。次に、ブレーキデバイス２を通電するための制御電流及び／または電圧は、ブレーキ制御ユニットの出力ポートで出力される。
【０１０９】
実施形態の１つに関して説明される特徴（例えば、少なくとも１つの制御ユニット、ライン接続、電気構成要素）及び機能は、これらの特徴または機能が説明されていない他の実施形態に移すことができる。また、修正された実施形態では、説明された特徴及び／または機能が存在しない場合がある可能性がある。これにより、本発明の特許出願を熟読している当業者は、また、一実施形態に関して説明された特徴及び機能を別の実施形態に統合するために要求された適合を行うこと、または、説明された実施形態の特徴または機能を取り消すことが推奨される。
【０１１０】
また、ブレーキデバイス２を使用することが可能であり、追加方策なしで、ブレーキアクチュエータの達成した動作位置は通電がなくても保持される一方、ブレーキアクチュエータの動作位置の変更により、ブレーキアクチュエータの通電が要求される。一例に関して、これは、自動ロック式ブレーキアクチュエータ、またはブレーキデバイス、またはブレーキ伝送によって提供されることができる（例えば、また、前述の非公開特許出願の欧州特許出願公開第１６１７０４４７．３号明細書、欧州特許出願公開第１６１７５３２７．２号明細書で使用される自動ロック式スピンドルドライブ及び／または一方向クラッチを参照されたい）。
【０１１１】
電流制限デバイスは、再充電用電源３２とキャパシタベース電源９との間の電力線内に配列されることが可能である。さらに、本発明に従って、キャパシタのパッケージは、例えば、以下の仕様を用いて、キャパシタベース電源に使用されることが可能である。
【０１１２】
【表１】
2020503206.tif 000005
【０１１３】
さらに、以下のような「Ｍａｘｗｅｌｌ  ＢＣＡＰ０３１０」の種類のキャパシタセルを使用することができる。
【０１１４】
【表２】
2020503206.tif 000006
【０１１５】
これらのセルの１８枚を超えるものは、セルの変動を取扱うために及び１枚のセルの過充電を防ぐために使用されることが可能である。キャパシタベース電源は、５００Ｊ／ブレーキの２２０ｋＮの定格ブレーキ作動力でのフルブレーキ作動を提供することが可能であるようにサイズ決定される場合がある。再充電用電源３２によるキャパシタベース電源９の再充電に関して、充電時間は、１００Ｊのエネルギー／車軸の２４ボルトの電圧において、２５Ａの電流制限を伴う５００Ｗの充電電力で、１．６７秒である場合がある。
【０１１６】
ソフトウェアループ６６内で行われるシステム制御は、他の制御機能を監督し、車軸毎に有効な制御方策を判定し、及び／または単一の車軸に関連付けられる制御ユニットによって検討される異なる制御方策について決定する。
【０１１７】
ソフトウェアループ６７内で行われるブレーキ作動制御は、ブレーキデバイス２の通電を制御するために、従って、ブレーキ力を制御するために使用される。
【０１１８】
ソフトウェアループ６８内で行われるエネルギー制御は、電圧レベルを制御するための、ならびに異なるブレーキ、車軸モジュール３９、及び／または電源９、３２の間に電力を配分させるための役割を果たす。
【０１１９】
ブレーキシステム１の単一ユニット間の配線は、部分的に、または完全に、二重になり、それにより、一方のワイヤの断線を別のワイヤによって対処することができる可能性である。システム制御部は、フットペダルまたはハンドブレーキの作動についての情報を受信する。エネルギー管理モジュールは、電圧を変換するための電子機器、ブレーキデバイスを給電するための電子機器、一方の電源が故障等した場合に電力を再指向及び／または配分するための電子機器を備える場合がある。ブレーキ制御は、ブレーキデバイス２の特殊状況に対処し、電力パルスを制御し、車輪速度、ブレーキ力、パッド摩耗等についての情報を受信する。
【０１２０】
ブレーキ制御ユニット１０がブレーキデバイス２を形成する場合、ブレーキ制御ユニット１０は、エネルギー管理制御ユニットを介して、車軸モジュール３９またはキャパシタベース電源９に接続される一方、ブレーキ制御はブレーキデバイス２自体（ここでは、統合ブレーキ制御ユニット１０）によって行われることが可能である。この場合、ブレーキ要求は、システム制御から送信されるが、特定のブレーキ制御信号が発生され、ブレーキ制御ユニット１０から発送される。
【０１２１】
他の車両の制御ユニット６５は、無線相互作用または有線相互作用（有線相互作用の場合、他の車両は、セミトレーラ用のトラクターであり得る）によって、情報を伝送及び／または受信し得る。さらに、情報が本発明のブレーキシステム１で、車両の制御ユニット、例えば、レーダ、超音波、ビデオ等の内部センサを用いる隣の車両に対する距離センサによって読み出されることが可能である。
【０１２２】
概して、車両は、電力供給装置、エネルギーリザーバ、ウルトラキャパシタ、バッテリ、燃料電池、発電器、車両を駆動させるために及びキャパシタベース電源９、同じ効果をもたらす主線または任意の他の電気回路を再充電するために車両の移動エネルギーからエネルギーを回復するためにの両方で使用される電気モータであり得る任意の電源を備える場合がある（これは、包括的なものではない）。
【０１２３】
キャパシタベース電源９は、ブレーキデバイス２の性能を制限することなく、電力をブレーキデバイス２に提供するのに十分に高速であるはずである。キャパシタベース電源９は、具体的には、再生電源よりも高速に電力を供給する電源である。これは、キャパシタベース電源９が、短期から中期的の長さのバースト中に、及び大きい比率で増加する速度で大電流を供給することが可能であることを意味する。キャパシタベース電源９はキャパシタである、またはキャパシタを備えることが可能である。
【０１２４】
センサは、センサ信号を感知し、センサ信号を制御ユニット（例えば、車輪速度センサ、力センサ、パッド摩耗センサ、温度計等）の１つに伝送する場合がある。本発明は、また、常用ブレーキ信号及びパーキングブレーキ信号が車両制御システム全体によって発生され得る場合、自立駆動車両と組み合わせて使用されることができる。
【０１２５】
本発明及び異なる開示された実施形態は、少なくとも１つのキャパシタベース電源９Ａ、９Ｂを使用することを提案している。図１６は、蓄電池（エネルギーが化学工程に基づいて蓄積される）の再充電特性及び無負荷特性５５と、キャパシタベース電源９の対応する再充電特性及び無負荷特性５６とを示す概略図を示す。これらの特性５５、５６は図１６に示され、電圧５７は、エネルギー蓄積部５８にわたって、蓄電池／キャパシタベース電源によって供給される。
【０１２６】
特性５５、５６では、概略的に、以下の違いが示される。
ａ）キャパシタベース電源９は、少なくとも、電力効率の増加をもたらす蓄電池よりも小さいヒステリシスを有する。
ｂ）キャパシタベース電源の電圧の測定は、特性５６の使用の下で、キャパシタベース電源によって蓄積されたエネルギーの判定を可能にする。したがって、監視デバイスは、キャパシタベース電源の充電レベルを監視することがとても簡単になる。代わりに、蓄電池に関して、供給される電圧の測定に基づいて、単純方式で蓄電池の充電レベルを判定することが可能ではない。
【０１２７】
特性５５、５６は概略的だけのものであり、基本的な違いを示すために選ばれたものである。しかしながら、示される特性５５、５６と異なるように、例えば、本発明によって使用されるキャパシタベース電源９の特性５６が、異なる形式（例えば、カーブ特性）を含む可能性がある。しかしながら、キャパシタベース電源９の特性５６は、電圧に基づいて蓄積されたエネルギーレベルの直接的判定を可能にし得る。
【０１２８】
本発明の構成の範囲内で、キャパシタベース電源９のエネルギーレベルは、制御ユニット（制御ユニット１０である場合がある）及び／または再充電用電源３２から再充電エネルギー流量を制御する制御ユニットによって監視及び／または制御される。
【０１２９】
ブレーキアクション中、以下の３つの異なる段階を区別することができる。
ａ）「ブレーキ作動モード」中、ブレーキ力を増加させる。
ｂ）「保持モード」中、事前に達成したブレーキ力を一定に保持する。
ｃ）「解除モード」中、ブレーキ力を減少させる。
【０１３０】
作動モードでは、ブレーキアクチュエータの通電の増加によりブレーキ力を増加させるように、電気ブレーキデバイスを制御する。保持モード中、ブレーキデバイスの通電を一定に保つことが可能である。
【０１３１】
しかしながら、また、保持モードでは、ブレーキデバイス２が、減少した通電レベルで通電されることが可能である。この場合、ブレーキデバイス２は、減少した電力レベルでブレーキアクチュエータ３の動作位置を固定する保持デバイスを含み得る。保持デバイスは、好ましくは、プッシュロッド、プランジャ等のブレーキアクチュエータ要素の変位を固定する。保持デバイスは、非通電状態でブレーキアクチュエータ用のロック要素を作動させる電磁石を含む場合がある。したがって、通電しなくても、事前に達成したブレーキ力を保持デバイスによって保持するだろう。その代わりに、作動モードでは、及び解除モードでは、ブレーキアクチュエータをロック解除するために、及びブレーキデバイスの通電に依存するブレーキ力を制御するために、電磁石を通電することができる。
【０１３２】
解除モードでは、ブレーキデバイスは、高電力を供給する発電器として作用し、キャパシタベース電源９（複数可）のエネルギーレベルを増加させることが可能である。
【０１３３】
アクチュエータは、作動するとき、力学的エネルギー蓄積部と見なされる。
【０１３４】
ブレーキアクチュエータ内に蓄積された力学的エネルギーは、下式（数３）により求められる。
【０１３５】
【数３】
2020503206.tif 000007
【０１３６】
アクチュエータのエネルギーレベルは監視され、エネルギー制御モジュールで使用される。エネルギーレベルは、いくつかの条件、パッド摩耗、温度等によって変わる弾性特性に強く依存する。
【０１３７】
ブレーキを作動するためのＥｆｆｅｍ（電気機械効率）を伴う電気エネルギーは下式（数４）により求められる。
【０１３８】
【数４】
2020503206.tif 000008
【０１３９】
ウルトラキャパシタモジュールを充電するための各アクチュエータから得られる利用可能エネルギーは下式（数５）により求められる。
【０１４０】
【数５】
2020503206.tif 000009
【０１４１】
アクチュエータのエネルギーレベルは監視され、エネルギー制御モジュールで使用される。エネルギーレベルは、いくつかの条件、パッド摩耗、温度等によって変わる弾性特性に強く依存する。
【０１４２】
最大回収可能エネルギーは下式（数６）により求められる。
【０１４３】
【数６】
2020503206.tif 000010
【０１４４】
キャパシタベース電源のエネルギーレベルは監視され、電力制御方策で使用される。
【０１４５】
最大エネルギーレベルは、作動ブレーキデバイス内に蓄積された電気機械エネルギーを引いたキャパシタベース電源の最大可能エネルギーによって制限されるであろう。
【０１４６】
キャパシタベース電源９に蓄積された最大エネルギーは、キャパシタベース電源９にわたる電圧に対する制限によって制限される。
【０１４７】
【数７】
2020503206.tif 000011
【０１４８】
静電容量は、キャパシタベース電源のエネルギー蓄積能力を定義しており、キャパシタベース電源の電流ならびにキャパシタベース電源によって供給される電圧を測定することによって、及び以下の方程式によってキャパシタベース電源の静電容量を定義することによって、一定に監視される。
【０１４９】
【数８】
2020503206.tif 000012
【０１５０】
作動ブレーキデバイスが力学的エネルギー蓄積部であるとき、キャパシタベース電源は、エネルギーをブレーキアクチュエータから受けることが可能であるだろう。動作ブレーキデバイスの場合、キャパシタベース電源の最大エネルギー／電圧は下式（数９，数１０）のように制限される。
【０１５１】
【数９】
2020503206.tif 000013
【０１５２】
【数１０】
2020503206.tif 000014
【０１５３】
制御ユニットの１つにインストールされるエネルギー制御論理は、キャパシタベース電源に蓄積されたエネルギーレベルと、再充電用電源（複数可）のエネルギー負荷特性とを監視及び制御する。キャパシタベース電源及びブレーキデバイスの両方は、エネルギーリザーバとしての役割を果たす。エネルギーレベル制御は、ブレーキシステムからのエネルギー状況及び電力需要の両方を検討する。エネルギーを保存するために、発生したブレーキ力を一定に維持するための駐車ロック機能または保持デバイスは、車両を停止状態にさせるように、車両速度閾値を下回るように使用されることができる。
【０１５４】
好ましくは、制御方策は、以下の異なるモードを含む。
ａ）正常のブレーキ制御モード、
ｂ）動的ブレーキ制御モード及び
ｃ）剰余ブレーキ制御モード。
【０１５５】
通常のブレーキ制御モード中、エネルギーレベルは、通常のルールに従って制御される。キャパシタベース電源のエネルギーレベルが低くなるにつれて、再充電用電源（複数可）からの再装荷電流は増加し、ブレーキアクチュエータのエネルギーに依存する。
【０１５６】
【数１１】
2020503206.tif 000015
【０１５７】
動的ブレーキ制御モードでは、ブレーキシステムはより高速に作用するように要求され、それにより、動的ブレーキ制御モードでは、通常のブレーキ制御モード中よりも多くエネルギーが消費される。これは、低摩擦の道路に起因する、制限された利用可能なトルクに関する状況であり得る。
【０１５８】
【数１２】
2020503206.tif 000016
【０１５９】
剰余ブレーキ制御モードでは、利用可能であるキャパシタベース電源内に、エネルギー源がない、またはかなり制限されたエネルギー源がある。残りのいくつかのブレーキ作動に関する要求を保証するために、保持デバイス（具体的には、電磁石）は、ブレーキシステムエネルギーを保存するために、所望のブレーキ作動に要求される限り、任意の事前に到達したブレーキ力を保持するために使用される。
【０１６０】
上記に説明したように、図１６に示されるような特性に基づいて、キャパシタベース電源の充電レベルを容易に監視することが可能である。以下では、キャパシタベース電源のエネルギーレベルを監視するための異なる（代替または累積の）実施形態を説明するだろう。
【０１６１】
キャパシタベース電源は、容量値に一致するエネルギー蓄積能力を有する。
【０１６２】
キャパシタベース電源は、キャパシタベース電源の容量値ｃｕｃに一致するエネルギー蓄積能力を有する場合がある。キャパシタベース電源に入る／キャパシタベース電源から出る電流を測定することによって、エネルギーレベルの状態を容易に監視する。好ましくは、エネルギー入力、エネルギー出力、蓄積エネルギーレベル、及びエネルギー蓄積能力を測定及び監視する。これは、キャパシタベース電源の電圧Ｖｕｃと、キャパシタベース電源に入る電流ｉｕｃとを測定することによって容易に提供される。キャパシタベース電源に入る／キャパシタベース電源から出る移送エネルギーは、ｉｕｃ・Ｖｕｃである。キャパシタベース電源の静電容量は下式（数１３）により求められる。
【０１６３】
【数１３】
2020503206.tif 000017
【０１６４】
結果として生じるエネルギー蓄積レベルは、下式（数１４）に等しい。
【０１６５】
【数１４】
2020503206.tif 000018
【０１６６】
キャパシタベース電源の損失は、他の化学的蓄電池または電気化学的蓄電池よりも低い。したがって、キャパシタベース電源の使用は、ブレーキ作動のための高電力を送達するときに放電するのに効率的であり、ブレーキを解除するときにブレーキデバイスから機械「ばね」エネルギーを受けるときに再充電可能である。再充電が行われない空気式ブレーキシステムと比較して、電気機械ブレーキシステムは、電力消費をかなり減少させるであろう。キャパシタベース電源によって提供されたエネルギーリザーバの使用は、ブレーキシステムを、バッテリ、バッテリ／発電器モジュール、もしくは単独の発電器等の異なる種類の低電力再充電用電源、または任意の他の利用可能な電源に接続することを可能にさせる。
【０１６７】
図では、点線はセンサ線を示し、実線は電力線を表し、破線は制御線を表す。
【０１６８】
全ての開示された実施形態及び／または請求項の少なくとも１つによって定義された実施形態に関して、１つの、複数の、または全ての以下の技術的方策は、以下のａ）〜ｐ）に適用する場合がある。
ａ）再充電用電源３２は、いくつかの動作状態では、電気ブレーキデバイス２に直接接続されることができる可能性がある。
ｂ）電気ブレーキシステム１は、キャパシタベース電源９の充電レベルを監視する監視デバイスを備える場合がある。
ｃ）電圧変換デバイス２５、２６、２７、３５、３６は、
−再充電用電源３２とキャパシタベース電源９との間に、
−キャパシタベース電源９と、少なくとも１つの電気ブレーキデバイス２との間に、及び／または
−再充電用電源（９）と、少なくとも１つの電気ブレーキデバイス２との間の接続部の間に、
介在され得る。
ｄ）電気ブレーキシステム１では、再充電用電源３２とキャパシタベース電源９との間の電線路は、キャパシタベース電源９と電気ブレーキデバイス２との間の電線路よりも低性能を有する可能性がある。
ｅ）電気ブレーキシステム１では、電気ブレーキデバイス２は、ブレーキ作動が一定に保持される低電力モードで動作できる可能性がある。
ｆ）電気ブレーキシステム１では、キャパシタは、複数の単体サブキャパシタのパッケージである可能性がある。
ｇ）電気ブレーキシステム１では、通常モード、動的モード、及び／または剰余モードを切り替えるために、制御論理を提供することが可能である。
ｈ）電気ブレーキシステム１では、再充電用電源３２は、バッテリ、燃料電池、または外部の主電力供給線である可能性がある。
ｉ）電気ブレーキシステム１では、電力は、少なくとも１つの発電器によって、キャパシタベース電源９及び／または再充電用電源３２に供給されることが可能である。
ｊ）電気ブレーキシステム１では、モジュール３９は、２つの冗長制御デバイス１０Ａａ、１０Ａｂ、１０Ｂａ、１０Ｂｂを含有することが可能である。
ｋ）電気ブレーキシステム１では、車軸ユニット５９Ａ、５９Ｂの電気ブレーキデバイス２Ａ、２Ｂは、別の車輪軸ユニット５９Ｃのブレーキアクチュエータ２Ｃのブレーキ作動を制御する制御デバイス１０Ｃとマスタースレーブ相互作用で協働する制御デバイス１０Ａ、１０Ｂによって制御されることが可能である。
ｌ）電気ブレーキシステム１では、キャパシタベース電源９Ａ、９Ｂが異なる定格電圧を有することが可能である。
ｍ）電気ブレーキシステム１では、電気ブレーキデバイス２は機械的自己執行型機構を備えることが可能である。
ｎ）電気ブレーキシステム１では、電気ブレーキデバイス２は、ブレーキ要素４を付勢させるために、ブレーキ要素４に機械的に接続されるプランジャを備え、電気ブレーキアクチュエータ３は、回転ブレーキレバーを介してプランジャを付勢する。
ｏ）電気ブレーキシステム１では、または制御デバイス１０Ａ、１０Ｂはバーストモードをアクティブにするための少なくとも１つの制御回路１６Ａ、１６Ｂを制御するための制御論理を備え、バーストモードでは、同時に、
−第１のキャパシタベース電源９Ｂは、電気ブレーキアクチュエータ３の第１の巻線５１；５３に電力を供給し、及び
−第２のキャパシタベース電源９Ａは、電気ブレーキアクチュエータ３の第２の巻線５２；５４に電力を供給することが可能である。
ｐ）電気ブレーキシステム１では、再充電用電源は、電力を、車両を移動させるための駆動集合体に供給するために使用されることもある電源である可能性がある。
【符号の説明】
【０１６９】
１  電気ブレーキシステム
２  ブレーキデバイス
３  ブレーキアクチュエータ
４  ブレーキ要素
５  制御ユニット
６  センサ
７  グループ
８  電力供給回路
９  キャパシタベース電源
１０  制御ユニット
１１  供給線
１２  供給線
１３  分岐点
１４  供給線分岐
１５  供給線分岐
１６  制御回路
１７  制御線
１８  分岐点
１９  制御線分岐
２０  制御線分岐
２１  作動線
２２  常用ブレーキ作動ユニット
２３  作動線
２４  パーキングブレーキ作動ユニット
２５  電圧変換デバイス
２６  電圧変換デバイス
２７  電圧変換デバイス
２８  ダイオード
２９  分岐点
３０  供給線分岐
３１  供給線分岐
３２  再充電用電源
３３  供給線分岐
３４  供給線分岐
３５  電圧変換デバイス
３６  電圧変換デバイス
３７  ウルトラキャパシタ
３８  ウルトラキャパシタ
３９  モジュール
４０  入力ポート
４１  入力ポート
４２  出力ポート
４３  出力ポート
４４  出力ポート
４５  入力ポート
４６  出力ポート
４７  出力ポート
４８  固定子
４９  回転子
５０  コア
５１  巻線
５２  巻線
５３  巻線
５４  巻線
５５  再充電及び無負荷特性
５６  再充電及び無負荷特性
５７  電圧
５８  蓄積エネルギー
５９  車軸ユニット
６０  車軸筐体
６１  車軸
６２  制御ユニット
６３  ハブ発生器
６４  エネルギー管理ユニット
６５  制御ユニット
６６  ソフトウェアループ
６７  ソフトウェアループ
６８  ソフトウェアループ
６９  電力線
７０  電力線
【図１】
2020503206.tif 000019
【図２】
2020503206.tif 000020
【図３】
2020503206.tif 000021
【図４】
2020503206.tif 000022
【図５】
2020503206.tif 000023
【図６】
2020503206.tif 000024
【図７】
2020503206.tif 000025
【図８】
2020503206.tif 000026
【図９】
2020503206.tif 000027
【図１０】
2020503206.tif 000028
【図１１】
2020503206.tif 000029
【図１２】
2020503206.tif 000030
【図１３】
2020503206.tif 000031
【図１４】
2020503206.tif 000032
【図１５】
2020503206.tif 000033
【図１６】
2020503206.tif 000034
【国際調査報告】
2020503206.tif 000035
2020503206.tif 000036
2020503206.tif 000037