JP2010132102A

JP2010132102A - ブレーキ用の制御装置

Info

Publication number: JP2010132102A
Application number: JP2008309228A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kikuchi; 謙司菊池; Daisuke Yasukawa; 大輔安川; Hirofumi Watabe; 紘文渡部; Takuya Obata; 卓也小畑; Takayuki Ono; 孝幸大野
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: DE112009003622T5; US20110259005A1; US8959908B2; WO2010064593A1; DE112009003622B4; JP5216558B2

Abstract

【課題】
より小型化が可能なブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】
ブレーキ操作に基づいて移動する入力ピストンと制御ピストンとに基づき動作油の油圧を発生するマスタシリンダと、モータと、前記モータの回転に伴い前記制御ピストンを移動する移動機構とを有する油圧機構と、前記モータの回転を制御するモータ制御ユニットと、を有し、前記モータ制御ユニットは制御回路を内蔵する金属製のケースを有し、前記金属製のケースは前記移動機構のハウジングに固定され、前記ピストン軸方向における前記ケースの一端が前記制御ピストンを移動させるための前記移動機構の外周部に位置し、前記ピストン軸方向における前記ケースの他端が前記マスタシリンダの外周部に位置することを特徴とするブレーキ制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明はブレーキに使用するための制御装置あるいは制御方法に関する。

車などの移動体の走行を制御する装置として、運転者の操作に基づき制動力を発生するブレーキ制御装置がある。ブレーキ制御装置を含め移動体の走行制御装置は、故障が発生すると重大事故に繋がる恐れが高く、高い信頼性が要求される。ブレーキ制御装置では高い信頼性を維持するために油圧により制動力を発生する構造が主に使用されている。運転者のブレーキ操作に基づき油圧を制御し、前記油圧に基づきブレーキ系の例えばホイールシリンダを駆動し、制動力を発生する。

車両を止めるためには大きな制動力が必要で、運転者のブレーキ操作力を基に大きな操作力を発生させて大きな油圧を発生し、大きな制動力を発生する構造がとられている。例えば運転者のブレーキ操作に基づいてモータを制御し、モータの発生トルクにより大きな制動力を発生する構造が考えられている。このような技術は例えば特許文献１に開示されている。

特開２００７−１９１１３３号公報

ブレーキ制御装置は油圧を制御する機構とモータを制御するためのモータ制御ユニットとを有している。このブレーキ制御装置をできるだけ小さい空間に収納できることが望ましい。そのためには、油圧を制御する機構およびモータ制御ユニットを備えるブレーキ制御装置の大型化を抑制できることが望ましい。

本発明の目的は大型化をできるだけ抑制できるブレーキ制御装置を提供することである。

前記課題を解決するためのブレーキ制御装置の一つは次の構成を有する。

ブレーキ制御装置は油圧を制御する機構とモータ制御ユニットとを有し、前記油圧を制御する機構はハウジングを有すると共に、一方側にマスタシリンダを配置し、他方側に移動機構を配置しており、前記モータ制御ユニットは、冷却機能を有するケースを有し、前記ケースに前記モータ制御ユニットの電気部品が収納され、前記ケースは前記油圧を制御する機構のハウジングに固定されることにより、保持される構造を成している。

前記課題を解決するためのブレーキ制御装置の他の一つは次の構成を有する。

ブレーキ制御装置は油圧を制御する機構とモータ制御ユニットとを有し、前記油圧を制御する機構は一方側にマスタシリンダを配置し、他方側に入力ピストンと制御ピストンと前記制御ピストンを移動させるための移動機構を配置し、前記モータ制御ユニットは冷却のための金属ケースを有し、前記金属ケースの一方側の端部が前記マスタシリンダの外周部に位置し、前記金属ケースの他方側の端部が制御ピストンを移動させるための移動機構の外周部に位置する構造を成している。

本発明によれば、ブレーキ制御装置の大型化を抑制することができる。

以下に説明するブレーキ制御装置は、製品として要求される色々なニーズを考慮した改良が為されており、上述の発明が解決しようとする課題の欄に記載した課題は上記ニーズのうちの１つである。以下の実施の形態として記載するブレーキ制御装置が解決する課題の主なものを次に列挙する。

〔大型化の抑制〕
以下の実施の形態では、モータ制御ユニットのケースは、ピストンの移動軸に沿って長い形状を為しており、油圧を制御する機構が必要とする空間に合わせた形状となっている。このためブレーキ制御装置の体積の増大が抑えられる効果がある。

さらにモータを内蔵する移動機構のハウジングにモータ制御ユニットのケースを固定すると共に、前記ハウジングと前記ケースを連通する穴を形成し、前記穴を介して交流電力の供給を行っているので、体積の増大が抑えられる効果がある。

モータ制御ユニットのケースとマスタシリンダの外周との間に空間を形成し、前記空間にリザーバとマスタシリンダとの油路の接続部を形成しており、この構造により、体積の増大が抑えられる効果がある。また必要に応じリザーバの一部を前記空間に配置しており、この構造により、体積の増大が抑えられる効果がある
〔冷却効果の向上〕
ブレーキ制御装置は油圧を制御する機構とモータ制御ユニットとを有し、前記油圧を制御する機構は一方側にマスタシリンダを配置し、他方側に入力ピストンと制御ピストンと前記制御ピストンを移動させるための移動機構を配置し、前記モータ制御ユニットは冷却のための金属ケースを有し、前記金属ケースはその一方側の端部が前記マスタシリンダの外周部に位置し、前記金属ケースの他方側の端部が制御ピストンを移動させるための移動機構の外周部に位置するように、油圧を制御する機構の軸方向に長い形状をしている。さらに前記ケースの外側にフィンを形成している。油圧を制御する機構の軸方向の長さを利用して冷却フィンを形成しているので大きな冷却面積が確保でき、冷却効果が向上する。

モータ制御ユニットのケースとマスタシリンダの外周との間に空間を形成し、前記ケースのマスタシリンダ側に冷却フィンを形成しているので、冷却効果の向上が図れる。

油圧を制御する機構の軸方向において、モータ制御ユニットのマスタシリンダ側にインバータ回路を構成する半導体素子を配置し、モータ制御ユニットの金属ケースとマスタシリンダとの間に空間を形成すると共に冷却フィンを形成しており、この構造により冷却効果の向上を図っている。

〔生産性の向上〕
モータの出力に基づいて制御ピストンを移動する移動体のハウジングを車体に固定する構造とし、前記ハウジングにマスタシリンダやモータ制御ユニットを固定する構造としている。このため、重要部品が組込まれたモータ制御ユニットを前記ハウジングに固定することが可能となり、生産性が向上する。

電子部品の生産ラインなどで予めモータ制御ユニットの主要部品を収納し、その後前記移動体のハウジングにモータ制御ユニットを固定する手順となるので、生産性と信頼性の両方が向上する。

マスタシリンダとリザーバとを一定化し、リザーバが一定化されたマスタシリンダを移動体のハウジングに固定することで油圧を制御する機構が組立てられるので、生産性が向上する。

モータ制御ユニットはピストンの移動軸を横切る方向において、偏って固定されており、一方に空間を形成している。この空間に面してコネクタが設けられており、前記空間を利用してコネクタの接続作業を行うことができる。このため、コネクタの接続作用を行いやすい効果がある。

〔信頼性の向上〕
マスタシリンダとモータ制御ユニットの金属ケースとの間に形成された空間に、リザーバとマスタシリンダと繋ぐ油路が形成されているので、前記油路は機械的な損傷を受けにくくなっている。マスタシリンダとモータ制御ユニットはエンジンルームに置かれる可能性が非常に高い。エンジンの点検や修理において、工具が触れる可能性があるが、マスタシリンダと金属ケースとの間に形成された空間は工具などが触れる可能性が非常に低く、損傷を受ける可能性が極めて低い。

モータ制御ユニットの金属ケースとモータが内蔵される可能性の高い移動機構の金属ハウジングに連通する穴が形成され、この穴を介してレゾルバの信号が移動機構からモータ制御ユニットに送られる。この構造のため、レゾルバの信号はノイズへ影響を受けにくく、高い信頼性が得られる。

以下、本発明に係るブレーキ制御装置の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は上記ブレーキ制御装置１００の上面図、図２は上記ブレーキ制御装置１００の側面図、図３は上記ブレーキ制御装置の油圧制御機構１５０の内部構造を説明するための部分断面図である。なお、図３でモータ制御ユニット３００は実際には、図１に記載の如く外周に放熱のためのフィンが形成されているが、煩雑さを避けるために上記フィンの表示を省略している。

ブレーキ制御装置１００は、ブレーキペダルの操作量に基づいてブレーキ制御を行うための作動油の液圧を発生する油圧制御機構１５０とモータを制御するためのモータ制御ユニット３００と前記作動油を蓄えているリザーバ７００とを備えている。前記油圧制御機構１５０は、図３に示すボルト１５２により、エンジンルームＲ１と車室Ｒ２とを仕切る隔壁Ｗに固定されている。本実施の形態では前記モータは前記油圧制御機構１５０のハウジング１６０の内部に収納している。前記油圧制御機構１５０は軸方向における一方側にマスタシリンダ２５０および前記リザーバ７００を有している。前記リザーバ７００は前記作動油の内部に空気が入るのを避けるため、更にまた既に作動油の内部に入っている空気を抜き易くするために、前記マスタシリンダ２５０の上側に設けられている。上述のようにリザーバ７００をマスタシリンダ２５０に沿って前記マスタシリンダ２５０の外周に配置することで、ブレーキ制御装置１００の全体が占める空間を少なくできる。更に前記油圧制御機構１５０に対し前記リザーバ７００が設けられているのと同じ側、この実施の形態では上側、にモータ制御ユニット３００を配置している。このような配置により、ブレーキ制御装置１００の全体が占める空間を少なくできる。本実施の形態では、前記油圧制御機構１５０のハウジング１６０を前記隔壁Ｗに固定し、このハウジング１６０にリザーバ７００やモータ制御ユニット３００、マスタシリンダ２５０を固定することにより、上記マスタシリンダ２５０およびリザーバ７００，モータ制御ユニット３００は、車体に固定される。このような構造とすることで、車体への取り付けが簡単となる。さらにモータ制御ユニット３００を別工程で製造し、その後モータ制御ユニット３００をハウジング１６０に固定することが可能となり、生産性が向上すると共に信頼性が向上する。

前記油圧制御機構１５０はマスタシリンダ２５０と筒状の形状を成す前記ハウジング１６０を有する移動機構２００とを有しており、前記ハウジング１６０には前記モータや後述のピストンなどを内部に取り付けるために開口が形成され、前記移動機構２００のハウジング１６０には前記開口を塞ぐためのカバー１６２が設けられている。前記ハウジング１６０のマスタシリンダ２５０側には段付きの壁１６４が設けられ、前記ハウジング１６０の壁１６４に前記マスタシリンダ２５０がボルト１６６を用いて固定されている。前記ハウジング１６０の他端側には上述の開口が形成され、前記開口を塞ぐための前記カバー１６２が設けられている。前記カバー１６２は後述するピストン軸の方向に延びるロッドカバー１６８を有しており、前記ロッドカバー１６８が前記隔壁Ｗに形成された開口を通して車室Ｒ２に突出している。この実施の形態では生産性や信頼性の向上のために前記ロッドカバー１６８は筒状形状を成し、ブレーキペダルの操作に基づいて軸方向に移動する入力ロッド１８０が前記ロッドカバー１６８の内部を貫通している。前記ハウジング１６０は、上述のとおり、カバー１６２を図３に示す隔壁Ｗに固定することにより車体に固定される。

上述の如く車体に固定された前記移動機構２００の前記ハウジング１６０にモータ制御ユニット３００やマスタシリンダ２５０を固定することで前記モータ制御ユニット３００やマスタシリンダ２５０を車体に固定する構造を成しているので、マスタシリンダ２５０およびリザーバ７００，モータ制御ユニット３００を、それぞれ個々に生産あるいは組立てし、その後前記油圧制御機構１５０の移動機構２００のハウジング１６０に固定することが可能となり、生産性を向上することができる。特にモータ制御ユニット３００は、電子部品の生産ラインで組立てられその後油圧制御機構に固定することが可能となるので、生産性の向上に加え信頼性が向上する。

更にリザーバ７００とマスタシリンダ２５０を一体に組立ててから、この組立て体を前記油圧制御機構１５０の移動機構２００のハウジング１６０に固定することができるので、リザーバ７００とマスタシリンダ２５０との作動油の通路を繋いだ後、あるいは更に必要に応じ例えば作動油の漏れ等の検査を行いその後、マスタシリンダ２５０を前記移動機構２００のハウジング１６０に固定することができる。このような構造のため、生産性が向上するのに加え信頼性の向上を図ることが可能となる。

前記モータ制御ユニット３００は、詳細を後述するが、金属性のケース３０２を有し、前記移動機構２００の内部に設けられたモータを制御するためのインバータ回路を有する制御回路が前記ケース３０２に収納されている。前記モータ制御ユニット３００は直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力がモータを駆動するために、前記モータ制御ユニット３００から前記油圧制御機構１５０のハウジング１６０の内部に収納されたモータの固定子１７４に供給される。なお前記モータ制御ユニット３００のケース３０２には金属性の蓋３０４が設けられ、ケース３０２の低部および外周には冷却のためのフィン３１２が多数形成されている。前記フィン３１２は図１と図２に記載されているが、煩雑さを避けるために図３ではフィン３１２を省略している。前記モータ制御ユニット３００の側部には電源から直流電力や車両制御装置からの制御指令、センサからの状態信号を受けるためのコネクタ３０６が設けられている。このコネクタ３０６には他の機器と情報の送受を行うための通信線も接続されている。

図２において、前記モータ制御ユニット３００は前記油圧制御機構１５０の中心軸である入力ロッド１８０あるいは後述する制御ピストンの軸に対して、この軸を横切る方向に、図面では手前側に偏って配置させている。すなわち上記軸に対して前記モータ制御ユニット３００は前記軸を横切る方向に変位して配置されている。上述の如く、本実施の形態では後述するマスタシリンダの作動油の吐出口の側、すなわち図２の手前側に偏って配置されており、この変位により前記モータ制御ユニット３００の前記コネクタ３０６の固定側に空間が作られる、配置となっている。この配置のため、前記コネクタ３０６の着脱が容易となる効果が生まれている。また仮に周囲に色々な機器が存在するとしても前記コネクタ３０６を着脱するための作業空間が確保され易く、他の機器の影響が少なくなる効果がある。

前記モータ制御ユニット３００のケース３０２は前記油圧制御機構１５０の中心軸に沿った方向に長い形状をしており、前記軸を横切る方向の長さを短くしたとしても十分な収納容積を確保できる。さらに内部で発生する熱の放熱面積を確保することができる。前記モータ制御ユニット３００の軸方向の長さは、前記油圧制御機構１５０が必要としている空間に沿った方向であり、この軸方向の長さを収納容積の確保や放熱面積の確保に利用する事により、ブレーキ制御装置の全体の体積の増大を抑制でき、他の機器への影響を少なくできる。

前記油圧制御機構１５０のハウジング１６０にはその外周に、本実施の形態ではリザーバ７００側に、保持台１７０を形成し、この保持台１７０に前記モータ制御ユニット３００のケース３０２が固定される。前記保持台１７０と前記ケース３０２との間には熱伝導を良くするためのグリスが塗られている。なお熱伝導に優れる熱伝導シートを設けても良い。

図１で、前記モータ制御ユニット３００は、隔壁Ｗ（図３参照のこと）の側に偏って保持されている。すなわち油圧制御機構１５０の軸において、モータ制御ユニット３００の隔壁Ｗである他方側の辺が前記移動機構２００のハウジング１６０の外周に位置している。図３に示すとおり、本実施の形態では、モータ制御ユニット３００の他方側の端は、ハウジング１６０の開口部の外周側に位置している。油圧制御機構１５０の軸において、前記モータ制御ユニット３００の一方側であるマスタシリンダ２５０側の端は、マスタシリンダ２５０の外周に位置している。本実施の形態ではモータ制御ユニット３００の前記一方側の端は前記マスタシリンダの端部の外周に配置している。このように、モータ制御ユニット３００のケース３０２は、油圧制御機構１５０の軸方向に長い形状を成しており、大きな放熱面積が確保でき、モータ制御ユニット３００は十分に冷却される。図１や図３に示す如く、マスタシリンダ２５０の外周とモータ制御ユニット３００のケース３０２との間に空隙を形成されている。前記モータ制御ユニット３００のケース３０２のマスタシリンダ２５０の側に冷却用のフィンを形成することができ、この空間を流れる風により、前記モータ制御ユニット３００の内部で発熱した熱を冷却することができる。また前記フィンは冷却風の流れをより冷却効果の大きい軸方向に沿った流れとするため、軸方向に並んでフィンが形成されている。

モータ制御ユニット３００の内部には後述する、直流電力を交流電力に変換するスイッチング半導体素子が設けられており、前記電力変換に伴い熱を発生する。発生した熱は前記ケース３０２から保持台１７０を介して移動機構２００のハウジング１６０に伝達され、冷却される。さらにモータ制御ユニット３００のケース３０２には上述のとおり、フィン３１２が形成されており、前記フィン３１２を介して放熱することで冷却される。このような構造により、冷却効率が向上し、十分に冷却できることで信頼性が向上する。またモータ制御ユニット３００のケース３０２とマスタシリンダ２５０の外周との間の空間が形成され、この空間にリザーバ７００が設けられ、さらに前記リザーバ７００からマスタシリンダへの作動油の供給路や供給のための構造が設けられている。このモータ制御ユニット３００のケース３０２とマスタシリンダ２５０の外周との間の空間が前記リザーバ７００から前記マスタシリンダへの作動油の供給路を形成するための空間に利用されているので、空間の利用効率が向上し、ブレーキ制御装置１００の大型化の抑制に繋がる。さらに前記空間を利用してリザーバ７００が保持されるので、この点でもブレーキ制御装置１００の大型化を抑制する効果が有る。

さらにエンジンルームの内部は、修理点検などの色々な作業がなされる可能性があり、そのとき工具や他の機器がぶつかる可能性がある。前記リザーバ７００から前記マスタシリンダへの作動油の供給路あるいはリザーバ７００の固定部の上側にモータ制御ユニット３００の金属性のケース３０２が存在するので、前記供給路あるいはリザーバ７００の固定部を保護することができ、信頼性が向上する。

次にブレーキ制御装置１００の油圧制御機構１５０の構造を、図３を用いて説明する。ブレーキ制御装置１００は倍力装置としての作用を成す。油圧制御機構１５０の軸における他方側は隔壁Ｗの開口から車室内に突出しており、図示していないブレーキペダルに機械的に接続しており、ブレーキペダルの踏込み量である操作量に基づき入力ロッド１８０が他方側から一方側へ、すなわちマスタシリンダ側へ移動する。入力ロッド１８０の移動に基づき入力ピストン１８２が他方側から一方側、すなわちマスタシリンダ側へ移動する。マスタシリンダ２５０はマスタシリンダのハウジング２６０を有し、内部に円筒状の穴が形成され、上記穴には２つの圧力室２６２と２６４が形成されている。上記２つの圧力室２６２と２６４の間にはフリーピストン２６６が設けられ、フリーピストン２６６の他方側には圧力室２６２が形成され、フリーピストン２６６の一方側には圧力室２６４が形成されている。フリーピストン２６６は、基本的には圧力室２６２と圧力室２６４との圧力がほぼ同じ圧力となるように移動する。圧力室２６２の動作油が図１の吐出口２５２から供給され、圧力室２６４の動作油が図１の吐出口２５４から供給されるので、吐出口２５２と吐出口２５４からは略同じ圧力の動作油が供給される。

上記入力ピストン１８２がブレーキペダルの操作に基づき、マスタシリンダ側に移動すると、上記圧力室２６２の圧力が上記入力ピストン１８２の移動に基づき増加する。この圧力増加により前記フリーピストン２６６が圧力室２６４の方に移動し、圧力室２６４の動作油の圧力が同様に増加する。増加した圧力は吐出口２５２と２５４から液圧制御装置に送られ、前記液圧制御装置から車両の各車輪に設けられたブレーキのホイールシリンダＷＣに制動力を発生させるために送られる。上記ブレーキペダルの操作力だけでは十分な動作油の圧力を発生することが困難であり、図３に示す実施の形態では、制御ピストン１９０が設けられ、前記制御ピストン１９０の移動を制御するためにモータおよび直動機構が設けられている。

モータは固定子２９０と回転子２９６とを有しており、上記回転子２９６はカバー１６２に保持された軸受け２９８Ａと移動機構２００のハウジング１６０に保持された軸受け２９８Ｂとによって回動自在に支持されている。前記モータ制御ユニット３００から交流電力が上記固定子２９０に供給されると、供給された交流電力に基づき上記回転子２９６が回転する。前記固定子２９０は固定子鉄心２９２と前記固定子鉄心２９２に巻回された固定子巻線２９４とを有している。前記回転子は前記固定子鉄心２９２に対向して永久磁石を有しており、前記永久磁石は回転子２９６の磁極を形成する。前記回転子２９６の磁極の位置はレゾルバ２８０により検出され前記モータ制御ユニット３００に送られ、前記モータ制御ユニット３００は回転子２９６の磁極位置に基づき交流電流を発生し、前記固定子巻線２９４に電力バスバー１７２を介して供給される。前記レゾルバ２８０は、前記回転子２９６に設けられ前記回転子２９６と共に回転するレゾルバロータ２８４と、前記レゾルバロータ２８４の回転位置を検知するレゾルバステータ２８２とを有していて、前記回転子２９６の磁極の位置を表す信号が前記レゾルバステータ２８２から信号線１７４を介して前記モータ制御ユニット３００に出力される。

前記モータの回転子２９６は中空形状を成し、前記回転子２９６の内側にモータの回転力を軸方向の力に変える移動機構２００が設けられ、モータの発生するトルクに基づいて制御ピストン１９０が軸方向に移動する。移動機構２００は中空の回転子２９６に固定されたナット部材２０２とボール２０４とネジ部材２０６とを有していて、モータの回転子２９６が回転すると前記ナット部材２０２が回転する。前記ナット部材２０２の回転方向に従って前記ボール２０４を介して噛合っている中空のネジ部材２０６が軸方向において一方あるいは他方側に移動する。制御ピストン１９０の制御方法は色々有るが代表的な制御方法を次に記載する。

ブレーキ操作により入力ピストン１８２がマスタシリンダ２５０の方向に移動したとする。入力ピストン１８２の移動により、入力ピストン１８２と制御ピストン１９０との位置関係の差が生じる。この移動差を無くすようにモータを制御すると、モータの回転トルクによりナット部材２０２が回転し、ナット部材２０２と噛合っているネジ部材２０６が軸方向に沿ってマスタシリンダ側に移動する。マスタシリンダの圧力室２６２の油に入力ピストン１８２と制御ピストン１９０の両方の力が加わり、前記圧力室２６２の油の圧力が増加し、フリーピストン２６６の作用により圧力室２６４の油の圧力も同様に増加する。前記圧力室２６２や圧力室２６４の油圧に基づいてブレーキの制動力が発生する。前記圧力室２６２や圧力室２６４には常時後退方向へ付勢する戻しばねがそれぞれ配設されている。ブレーキペダルの操作が終了とブレーキペダルへの押圧が無くなると油圧の力に加え前記戻しばねにより入力ピストン１８２と制御ピストン１９０は元の位置である軸の他方側の方に戻され、作動油の圧力が制動制御の前の状態に戻る。

今入力ピストン１８２と制御ピストン１９０を同じ速度で軸方向に沿ってマスタシリンダ方向に移動したとすると作動油の圧力により働く力は軸に垂直の面積に基づくので、入力ピストン１８２の軸に垂直の面積に対し制御ピストン１９０の軸に垂直の面積を大きくすれば、入力ピストン１８２を押す力に対し何倍もの大きな力で作動油の圧力を高めることができ、大きな制動力を発生することができる。また入力ピストン１８２の移動速度に対し早い速度で制御ピストン１９０をマスタシリンダ方向に移動させると、わずかな操作量に対して大きな制動力を発生することが可能となる。一方入力ピストン１８２の移動速度に対し制御ピストン１９０をゆっくり移動するあるいは逆方向に移動すると、入力ピストン１８２の移動量に対して制動力の発生を低く抑えることが可能となる。例えばブレーキペダルの操作に基づいて、車両の走行を行う車両走行用モータで回生制動を行い車両の運動エネルギーを電力に変換する場合には、上記車両走行用モータにより制動力が発生する。この場合は上記作動油の圧力に基づく制動力が小さくてよい、あるいは不要となるので、制御ピストン１９０を入力ピストン１８２の移動に比べてゆっくり動かすか、あるいは入力ピストン１８２の移動と逆方向に動かすこととなる。

ブレーキペダルが踏まれていない状態、すなわちブレーキの非作動時では入力ピストン１８２は非動作状態の位置に有り、マスタシリンダ２５０の作動油の液圧を制御するための制御ピストン１９０は非動作状態の位置にある。制御ピストン１９０および入力ピストン１８２が非動作状態の位置にあるのでフリーピストン２６６は非動作の位置にある。制御ピストン１９０とフリーピストン２６６は、上述のとおり非動作状態の位置である他方側すなわちブレーキペダル側にあるので、圧力室２６２や圧力室２６４のリリーフポート２５６や２５８は開状態となり、圧力室２６２や圧力室２６４はリリーフポート２５６や２５８を介してリザーバ３と連通した状態にあり、リザーバ３の作動油によって各圧力室５Ａ，５Ｂは満たされている。ブレーキペダルが踏まれ、上述のとおり入力ピストン１８２と制御ピストン１９０とが図３の左側に移動すると圧力室２６２や圧力室２６４と各リリーフポート２５６や２５８とを連通する通路は制御ピストン１９０とフリーピストン２６６とにより遮断され、上述のとおり、入力ピストン１８２と制御ピストン１９０の移動に応じて圧力室２６２の動作油が圧縮されて圧力が上昇し、これに伴いフリーピストン２６６が図３の左側に移動し、圧力室２６４の動作油が圧縮されて圧力上昇する。この圧力に基づき制動力が発生する。入力ピストン１８２と制御ピストン１９０との間には一対の付勢手段であるばねが設けられており、ブレーキの非作動状態で入力ピストン１８２と制御ピストン１９０との相対位置関係が中立位置に保持されるように作用する。

〔モータ制御ユニット３００の組立て〕
図１乃至図３に記載の如くモータ制御ユニット３００は移動機構２００のハウジング１６０に設けられた保持台１７０に固定されている。次に図４乃至図１１を用いてモータ制御ユニット３００の構造および製造方法について説明する。図４で、モータ制御ユニット３００のケース３０２にパワー基板３５２を固定する。ケース３０２は金属製で底を有し、その上側は電気部品の組立てのために開口し、ケース３０２の低部外周にはこのケース３０２を移動機構２００のハウジング１６０に固定するための固定部材３０１Ａ〜３０１Ｄを有している。この実施の形態ではねじで固定しているので、固定部材３０１Ａ〜３０１Ｄはねじ穴を有する足である。

モータ制御ユニット３００のケース３０２の外周面および底面の一部には放熱のためのフィン３１２が形成されている。ケース３０２の底にはモータに交流電力を送り、さらにハウジング１６０内部に取り付けられているレゾルバの出力信号を受けるための穴３１４が形成されている。図４には図示されていないが直流電力や信号を受け渡しするためのコネクタを取り付ける穴がケース３０２の側面に設けられている。

組立工程のはじめに、前記ケース３０２の内側の低部に放熱グリスを挟むようにしてパワー基板３５２が配置され、上記パワー基板３５２が螺子によりケース３０２の底面に固定される。上記パワー基板３５２には直流電力を交流電力に変換するためのインバータ回路を構成する半導体素子３５０Ａと３５０Ｂが実装されている。本実施の形態では半導体素子３５０Ａはインバータ回路のＵ相とＶ相とＷ相の上アームとして動作するパワースイッチング半導体であり、半導体素子３５０Ｂはインバータ回路のＵ相とＶ相とＷ相の下アームとして動作するパワースイッチング半導体である。本実施の形態ではインバータの上下アームを構成する半導体素子は６個であるが、電流が大きい場合には各アームを並列接続したパワースイッチング半導体で構成しても良く、２個の並列接続にした場合には１２個のパワースイッチング半導体でインバータ回路を構成することとなる。パワー基板３５２には直流電力を受けるための直流端子３５８Ａと３５８Ｂが設けられている。また上記直流電力から作られた交流電力を出力するためのＵ相とＶ相とＷ相の交流端子３５６Ｕと３５６Ｖと３５６Ｗとを有している。パワー基板３５２には上記インバータ回路を構成する半導体素子３５０Ａと３５０Ｂに後述する制御基板から駆動信号を供給するためのリードフレーム３２０が設けられている。上記駆動信号を各アームの半導体素子３５０Ａと３５０Ｂに加えることで、各半導体素子はスイッチング動作を為し、直流電力を交流電力に変換する。上記リードフレーム３２０は、上記駆動信号の伝送のみならず各基板相互間の信号線の接続を行う働きをする。

次の工程で、図５に示すように、図４に示すパワー基板３５２を取り付けたモータ制御ユニット３００のケース３０２に、直流および交流電力を授受するためのパワー端子部材３２４を取り付ける。パワー端子部材３２４の構造の詳細は図６に示す。パワー端子部材３２４は後述の平滑コンデンサから直流電力を受けるための直流入力端子３２８Ａと直流入力端子３２８Ｂとを有する。入力された直流入力をパワー基板３５２へ出力するための直流出力端子３３４Ａと直流出力端子３３４Ｂとを有しており、さらにパワー基板３５２で発生した交流電力を受けるための交流入力端子３３４Ｕ〜３３４Ｗを有している。入力された交流電力をモータに供給するための交流出力端子３２６Ｕ〜３２６Ｗを有している。パワー端子部材３２４は固定部３３６を有していてこの固定部３３６によりケース３０２に固定される。パワー端子部材３２４は樹脂に導体を埋め込む構造をなしており、交流入力端子３３４Ｕ〜３３４Ｗを保持するために樹脂製の出力ポート３３２を有しており、直流入力端子３２８を保持するために樹脂製の入力ポート３３３を有している。

上記パワー端子部材３２４がケース３０２の底面に固定され、その後パワー端子部材３２４の直流出力端子３３４Ａと３３４Ｂがそれぞれパワー基板３５２の直流端子３５８Ａと３５８Ｂにワイヤボンディング３３０により接続される。またパワー基板３５２の交流端子３５６Ｕと３５６Ｖと３５６Ｗがパワー端子部材３２４の交流入力端子３３４Ｕ〜３３４Ｗにそれぞれワイヤボンディング３３０により接続される。次に外部と接続し、電力および信号を授受するためのコネクタ３０６をケース３０２の側部開口に固定する。コネクタ３０６は直流電力を受けるための電力端子３０８と信号を授受するための信号端子３０７とを有している。上記信号には制御指令を受けると共に状態情報を送信するためのローカルネットワークの通信信号や、センサからの状態情報を受けるための信号が含まれている。上記構造では、パワー基板３５２とパワー端子部材３２４との電気的な接続をワイヤボンディング３３０により行っているが、バスバーを使用して溶接により接続してもよい。

モータへ交流電力を供給するための交流出力端子３２６Ｕ〜３２６Ｗを車室側に設け、パワー基板３５２の車室側に交流端子３５６Ｕ〜３５６Ｗを配置しているので、ケース３０２内に効率良く電気部品が配置されている。また交流電力の配線が短くなっている。この実施の形態ではパワー端子部材３２４を使用することで配線のための空間が少なくなる効果が有る。モータ制御ユニット３００とモータとの接続を穴３１４を介して行っており、ノイズの影響が少ない。また外部の汚れの影響を受けにくい。例えば道路の凍結防止材の影響を受け難い。さらに交流出力端子３２６Ｕ〜３２６Ｗを車室側に設け、コネクタ３０６を油圧制御機構１５０の軸に沿った方向に位置する側面に取り付けているので、コネクタ３０６の電力端子３０８をパワー基板３５２の電力端子側に位置させることができ、電気的な配線関係が容易と成り、モータ制御ユニット３００の小型化に繋がる。さらにリードフレーム３２０を使用しているので接続が容易となる。

図５の組立工程の後、図７に示す如く、電源基板３６０を取り付ける。電源基板３６０には平滑用のコンデンサ３６２やノイズフィルタコンデンサ３６４を含むノイズ除去のためのノイズフィルタ部品３６６が取り付けられている。さらに直流電力を送電するための直流バスバーが取り付けられており、保護のためのリレー３７０が取り付けられている。電源基板３６０の直流バスバーはコネクタ３０６の電力端子３０８と溶接により接続されており、前記直流バスバーにリレー３７０やコンデンサ３６２が接続されている。また電源基板３６０は開口３６１を有しており、リードフレーム３２０は前記開口３６１を通してその上の制御基板に接続される。

この電源基板３６０では、コンデンサ３６２やリレー３７０が横になって配置され、これらの外周面が電源基板３６０により保持される構造となっている。車両の走行中は常に振動がモータ制御ユニット３００に加わるが、コンデンサ３６２やリレー３７０の外周面を電源基板３６０で保持する構造としているので、振動に伴う応力が端子に集中するのを少なくできる効果が有り、寿命が延び、信頼性が向上する。また背丈も押さえられ、モータ制御ユニット３００の高さ方向の長さが押さえられる。

図８は図７の組立工程の後、制御基板３８０を取り付けた状態を示す。図示していないが、制御基板３８０にはコンピュータを含む制御回路が取り付けられており、インバータを駆動するための制御信号もこの基板で作られる。基板間の配線を簡単にするために、コネクタ３０６の信号端子３０７には縦方向の接続ピンが設けられており、制御基板３８０の接続部３８２でコネクタと半田により接続される。さらにリードフレーム３２０の端子とは信号線接続部３８４で半田により接続される。また交流出力端子３２６Ｕ〜３２６Ｗに対向する位置は切欠きが設けられており、交流出力端子３２６Ｕ〜３２６Ｗをねじ留めできる構造となっている。制御基板３８０と他の基板例えばパワー基板３５２との接続をリードフレーム３２０により行っているので、配線が容易であり、生産性が向上する。さらに配線のトラブルが少なくなり信頼性が向上する。また制御基板３８０とコネクタ３０６とはコネクタに接続される接続ピンと接続部３８２で接続しているので、この点でも生産性が向上する。

図９はモータ制御ユニット３００を裏面から見た図である。金属ケース３０２の裏面３０２Ａにはモータに交流電力を供給するための穴３１４が形成されている。またケース３０２の裏面３０２Ａには冷却のためのフィン３１２Ａやフィン３１２Ｂ，フィン３１２Ｃ，フィン３１２Ｄが形成されている。穴３０１Ａ〜３０１Ｄはモータ制御ユニット３００をハウジング１６０にねじにより固定するための穴である。フィルタ３１０はモータ制御ユニット３００が呼吸する空気のごみをとるフィルタである。フィン３１２Ａおよびフィン３１２Ｂは冷却作用に加え、マスタシリンダ２５０との間の空間に油圧制御機構１５０の軸に沿った方向の空気の流れを作るための作用を有し、フィン３１２の溝の方向が油圧制御機構１５０の軸に沿った方向となっている。

図１０および図１１はモータ制御ユニット３００のケース３０２をハウジング１６０に固定する工程を説明する図である。本来ならハウジング１６０にはピストンや移動機構２００が既に取り付けられており、さらにマスタシリンダ２５０が取り付けられているが、ケース３０２とハウジング１６０との取付構造の理解を助けるために上記ピストンや移動機構２００およびマスタシリンダ２５０は図１０や図１１では特別に取り除いた状態として図示している。ハウジング１６０には、モータ制御ユニット３００のケース３０２を支持するための保持台１７０が設けられている。保持台１７０には開口１７１が形成され、開口１７１の内部には樹脂製の交流端子保持部材１７６が設けられている。交流端子保持部材１７６には３相交流のバスバー１７２が埋め込まれており、上部の面にはバスバー１７２の一方側端子である交流端子１７５Ｕ〜１７５Ｗが配置されている。バスバー１７２の他方側はモータの固定子巻線に接続される。また交流端子保持部材１７６と並べて信号線を支持するための信号線支持部材１７８が設けられている。

ケース３０２の固定部材３０１Ａ〜３０１Ｄを保持台１７０の固定部１７０Ａ〜１７０Ｄにねじで固定する。次に図８に示されている交流出力端子３２６Ｕ〜３２６Ｗを保持台１７０の交流端子１７５Ｕ〜交流端子１７５Ｗにそれぞれ固定する。またレゾルバ信号を受けるための信号線を接続する。その後モータ制御ユニット３００の蓋３０４を取り付けると図１乃至図３に示すようにブレーキ制御装置が完成する。上記構成を有するため、モータ制御ユニット３００の主要部品を電子部品の製造ラインで組立て、組立てられたモータ制御ユニット３００を移動機構２００のハウジング１６０に取り付けることが可能となり、生産性が向上する。また予め主要部品を別の生産ラインで組立てることが可能となることから、信頼性が向上する。

本発明の実施の形態であるブレーキ制御装置の側面図である。本発明の実施の形態であるブレーキ制御装置の上面図である。実施の形態であるブレーキ制御装置の部分断面図である。モータ制御ユニットのパワー基板を取り付けた図である。モータ制御ユニットのパワー基板にパワー端子部材を取り付けた図である。パワー端子部材の外観を示す図である。モータ制御ユニットの電源基板を取り付けた図である。モータ制御ユニットの制御基板を取り付けた図である。モータ制御ユニットの裏面の形状を示す図である。モータ制御ユニットの取り付け状態を示す説明図である。同じく、モータ制御ユニットの取り付け状態を示す説明図である。

符号の説明

１００ブレーキ制御装置
１５０油圧制御機構
１６０ハウジング
１７０保持台
１８２入力ピストン
１９０制御ピストン
２００移動機構
２５０マスタシリンダ
２９０固定子
２９６回転子
３００モータ制御ユニット
３５２パワー基板
３６０電源基板
３８０制御基板
７００リザーバ
Ｒ１エンジンルーム
Ｒ２車室
Ｗ隔壁

Claims

ブレーキ操作に基づいて移動する入力ピストンと制御ピストンとに基づき動作油の油圧を発生するマスタシリンダと、モータと、前記モータの回転に伴い前記制御ピストンを移動する移動機構とを有する油圧機構と、
前記モータの回転を制御するモータ制御ユニットと、を有し、
前記モータ制御ユニットは制御回路を内蔵する金属製のケースを有し、前記金属製のケースは前記移動機構のハウジングに固定され、前記ピストン軸方向における前記ケースの一端が前記制御ピストンを移動させるための前記移動機構の外周部に位置し、前記ピストン軸方向における前記ケースの他端が前記マスタシリンダの外周部に位置することを特徴とするブレーキ制御装置。
圧力室を有するマスタシリンダと、ブレーキ操作に基づいて軸方向に移動することにより前記圧力室の体積を変化させる入力ピストンと、軸方向に移動することにより前記圧力室の体積を変化させる制御ピストンと、前記制御ピストンを移動させるための回転トルクを発生するモータと、前記モータの回転に基づいて前記制御ピストンを軸方向に移動する移動機構と、前記モータの回転トルクを制御するモータ制御ユニットと、前記圧力室に満たされる油を蓄えるリザーバとを有し、
前記モータ制御ユニットは制御回路を内蔵する金属製のケースを有し、前記金属製のケースは前記移動機構の外周に固定され、前記ピストン軸方向における前記ケースの一端が前記制御ピストンを移動させるための前記移動機構の外周部に位置し、前記ピストン軸方向における前記ケースの他端が前記マスタシリンダの外周部に位置し、
前記ケースと前記マスタシリンダの外周との間に空間を形成し、マスタシリンダの前記空間側にリザーバからの油を供給するための油路が設けたことを特徴とするブレーキ制御装置。
第１と第２の圧力室を有し、前記第１と第２の圧力室との間にフリーピストンを有するマスタシリンダと、ブレーキ操作に基づいて軸方向に移動することにより前記第１の圧力室の体積を変化させる入力ピストンと、軸方向に移動することにより前記第１の圧力室の体積を変化させる制御ピストンと、前記制御ピストンを移動させるための回転トルクを発生するモータと、前記モータの回転に基づいて前記制御ピストンを軸方向に移動する移動機構と、前記モータの回転トルクを制御するモータ制御ユニットと、前記圧力室に満たされる油を蓄えるリザーバと、を有し、前記モータ制御ユニットを前記移動機構の外周に固定すると共に前記モータを前記移動機構の内部に配置し、
前記ケースと前記マスタシリンダの外周との間に空間を形成し、前記ケースの前記空間側の面に冷却のためのフィンを形成したことを特徴とするブレーキ制御装置。
請求項２あるいは３に記載のブレーキ制御装置において、前記リザーバの一部を前記ケースと前記マスタシリンダの外周との間に形成された空間に配置したことを特徴とするブレーキ制御装置。
請求項１乃至３に記載のブレーキ制御装置において、
前記モータ制御ユニットは交流電力を出力するための交流出力端子と前記交流電力を発生されるための半導体素子とを有し、前記入力ピストンの移動方向において、前記移動機構の側に前記交流出力端子を配置し、前記マスタシリンダの側に前記半導体素子を配置したことを特徴とするブレーキ制御装置。
請求項１乃至３に記載のブレーキ制御装置において、
前記モータ制御ユニットは前記移動機構側に交流電力を発生させるための半導体素子を有するパワー基板を配置し、次にリレーを有する電源基板を配置し、その外側に制御基板を配置したことを特徴とするブレーキ制御装置。