JP2015143066A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータおよび制御ユニットから発熱される各熱の熱干渉を減らし放熱性を高めて、当該モータおよび制御ユニットにおいて温度上昇を抑制できるようにする。
【解決手段】ブレーキペダルの操作によってブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダＳと、マスタシリンダＳ内のピストン１２を作動させる回転子２ａと当該回転子２ａの外周側に設けられた固定子２ｂとを有したモータ２と、モータ２を駆動制御する駆動素子が実装された回路基板８を有する制御ユニット３と、をハウジングユニット４に収容する。ハウジングユニット４は、車体パネルに取り付け固定されマスタシリンダＳが貫通する車体側取付部５を有し、モータ２を収容するモータ収容部６と、制御ユニット３を収容する制御ユニット収容部７と、が互いに離間して車体側取付部５から前方向に突出し、空隙部４１が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のブレーキシステムに適用されるアクチュエータを制御するブレーキ制御装置に関する。

車両に搭載されるブレーキシステムに適用されるアクチュエータのブレーキ制御装置としては、例えば特許文献１に例示された構成のように、主に、ブレーキペダルの操作によってブレーキ液圧を発生させるピストンを内包するマスタシリンダと、このピストンを作動させるモータと、モータ発生トルクをピストン推進力に変換するトルク変換機構と、モータを駆動制御する制御ユニットと、を有しハウジングユニット（特許文献１ではハウジング２等を有したハウジングユニット）に収容されたものが知られている。

モータと制御ユニットの両者は、それぞれ動作に応じて発熱し、温度上昇すると所望の機能を発揮できなくなることがあるため、その温度上昇を抑制できるようにブレーキ制御装置を構成することが望ましい。しかしながら、単なるハウジングユニットにモータや制御ユニット等を収容した構成では、モータおよび制御ユニットから発熱された各熱が互いに熱干渉すると放熱性が低下し、温度上昇を抑制できず所望の機能を十分発揮できなくなる虞がある。

特開２０１２−７１７３２号公報

本発明は、上記の事情に鑑み、モータおよび制御ユニットから発熱される各熱の熱干渉を減らし放熱性を高めて、当該モータおよび制御ユニットにおいて温度上昇を抑制できるようにすることを課題とする。

本発明のブレーキ制御装置は、前記の課題を解決できるものであって、その一態様は、ブレーキペダルの操作によってブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダと、マスタシリンダ内のピストンを作動させるモータと、を備え、モータを駆動制御する駆動素子が実装された回路基板を有した制御ユニットが複数の収容部を有したハウジングユニットに収容され、前記ハウジングユニットは、車体に取り付け固定され前記マスタシリンダが貫通する車体側取付部に、前記モータを収容するモータ収容部と、前記制御ユニットを収容する制御ユニット収容部と、が互いに離間して設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、モータおよび制御ユニットから発熱される各熱の熱干渉を減らし放熱性を高めて、当該モータおよび制御ユニットにおいて温度上昇を抑制することが可能となる。

本実施形態のブレーキ制御装置の一例を示す斜視図。 図１のブレーキ制御装置の平面図（天井方向からの平面図）。 図１の制御装置の部分断面図（Ｘ−Ｘ断面図）。 図１のブレーキ制御装置の分解図。 本実施形態のブレーキ制御装置の他例を示す斜視図。 図５のブレーキ制御装置の部分断面図（Ｘ−Ｘ断面図）。 図５のブレーキ制御装置の分解図。 ハウジングユニットの一例を示す分解図。

本発明の実施形態のブレーキ制御装置は、例えば特許文献１のように単なるハウジングユニットにマスタシリンダ，モータ，制御ユニットを収容するのではなく、車体に取り付け固定され前記マスタシリンダが貫通する車体側取付部に、前記モータを収容するモータ収容部と、前記制御ユニットを収容する制御ユニット収容部と、が互いに離間して設けられた構成のハウジングユニットを適用したものである。このようにモータ収容部と制御ユニット収容部とを互いに離間させるために、例えばモータ収容部と制御ユニット収容部との間に空隙部を形成する。

このような構成のブレーキ制御装置によれば、モータの駆動等により発熱された熱（以下、モータ熱）は、モータ収容部の外周側（大気側）に放熱される他に、当該モータ収容部から車体側取付部側（および車体側）への熱伝達経路（以下、モータ熱経路）を介して放熱されることになる。また、制御ユニットの駆動等により発熱された熱（以下、制御ユニット熱）は、制御ユニット収容部の外周側（大気側）に放熱される他に、当該制御ユニット収容部から車体側取付部側（および車体側）への熱伝達経路（以下、制御ユニット熱経路）を介して放熱されることになる。モータ収容部と制御ユニット収容部との間に空隙部を形成した場合、モータ熱経路と制御ユニット熱経路との両者間で起こり得るモータ熱および制御ユニット熱の熱干渉は抑制され、良好な放熱性が得られることになる。

これにより、モータや制御ユニットの温度上昇を抑制することができる。また、前記のように温度上昇を抑制できれば、当該モータや制御ユニットの機能を十分発揮することに貢献できる可能性がある。

本実施形態に係るブレーキ制御装置は、前述のようにモータ収容部と制御ユニット収容部との両者が互いに離間した構成（例えば当該両者間に空隙部が形成された構成）のハウジングユニットを備えたものであれば良く、例えば自動車用ブレーキシステム分野，ハウジング成型分野等の種々の分野で一般的に知られている技術を適用して適宜変更することが可能であり、その一例として以下に示す具体例が挙げられる。なお、各具体例に係る図において矢印で示す「天」，「地」，「前」，「後」の各方向は、ブレーキ制御装置を車両のエンジンルームに搭載した場合の当該ブレーキ制御装置を中心にした方向を示すものであって、それぞれ車両の天井方向，地上方向，前方向，後方向を示すものとする。

［ブレーキ制御装置の一例］
図１〜図４に示したブレーキ制御装置１０Ａは、例えば車両のエンジンルーム内に搭載されるブレーキシステムに適用される一例を示すものであって、主に、図外のブレーキペダルからエンジンルーム側への前方向に延在（例えばブレーキペダルとエンジンルームとの間の図外の車体パネル、および後述の車体側取付部５を貫通して延在）し当該ブレーキペダルの操作によってブレーキ液圧を発生させるピストン１２を内包したマスタシリンダＳと、回転子２ａと当該回転子２ａの外周側に設けられた固定子２ｂとを有したモータ２と、モータ発生トルクをピストン推進力に変換するトルク変換機構Ｈと、モータ２を駆動制御する駆動素子（詳細を後述する）が実装された回路基板８（詳細を後述する）を有する制御ユニット３と、を複数の収容部（図１〜図４では後述の車体側取付部５，モータ収容部６，制御ユニット収容部７）を有したハウジングユニット４に収容して構成されている。

ハウジングユニット４は、図外の車体パネル（例えばブレーキペダルとエンジンルームとの間の車体パネル等）に取り付け固定されトルク変換機構Ｈを内包する車体側取付部５を有し、モータ２を収容するモータ収容部６と、制御ユニット３を収容する制御ユニット収容部７と、が互いに離間して車体側取付部５から前方向に突出するように設けられて一体化した構成となっている。これにより、モータ収容部６と制御ユニット収容部７との間には空隙部４１が形成され、モータ熱経路と制御ユニット熱経路との両者間で起こり得るモータ熱および制御ユニット熱の熱干渉が抑制されることになる。

ハウジングユニット４は、前述のように車体側取付部５，モータ収容部６，制御ユニット収容部７等を備えたものであれば良く、その製造方法については特に限定されるものではない。具体例としては、周知の金属材料や樹脂材料を適宜用いて車体側取付部５，モータ収容部６，制御ユニット収容部７を成型し、それら車体側取付部５や各収容部６および７を組みつけて一体化させる手法が挙げられる。前記の車体側取付部５や各収容部６および７において、樹脂材料を適宜適用した場合には、製造コストの低減や軽量化に貢献することが可能となる。

ハウジングユニット４のうち車体側取付部５は、モータ発生トルクを伝達しピストン１２の推進力に変換するトルク変換機構Ｈを内包する略矩形状の底壁５１と、その底壁５１の四方を囲むように突出（図１〜図４では前方向に突出）した周壁５２と、を有し、周壁５２の突出方向側に開口（例えば車体側取付部５に設けられるモータ収容部６内や制御ユニット収容部７内と連通するように開口）した開口部５２ａが形成され、平面視で略矩形状をなしている。底壁５１の外周側の一部（図１〜図４では地上方向側の一部）には、当該外周側方向（図１〜図４では後方向）に膨出し図外の車体パネルに固定される膨出部５３が形成されている。

このような車体側取付部５においては、膨出部５３側が車体パネルに固定された姿勢で、ピストン１２に連結された入力ロッド１３が膨出部５３を貫通してモータ２の回転子２ａに対する非同軸上の位置で延在するように配置され、前記ブレーキペダルの押圧により作動したモータ２の回転子２ａの回転運動をマスタシリンダＳ内のピストン１２の軸方向の直線運動に変換し、マスタシリンダＳの筒状壁１１内に収納されたピストン１２をその軸方向に直動させることが可能な周知の回転‐直動変換機構（例えばベルト，プーリー，歯車機構等を適宜適用した機構；図示省略）が、組み込まれている。

前記のように膨出部５３を貫通した入力ロッドは、当該膨出部５３の後方向側に導出（すなわち車室内側に導出）されて、前記ブレーキペダルに連結される。また、マスタシリンダＳには、筒状壁１１内に充填させるブレーキ液を貯留する液圧タンク１４に加えて、当該筒状壁１１の圧力を監視するための計装配管部（図示省略）や、当該筒状壁１１内のピストン１２の動作により生じた制動圧（前記ブレーキ液の圧力）を吐出させるための制動配管部（図示省略）等が具備される。

モータ収容部６は、後方向側に開口部６１ａが開口（例えば車体側取付部５内と連通するように開口）した有底筒状の隔壁６１を有し当該隔壁６１内にモータ２を収容可能なものであって、隔壁６１の開口部６１ａ側が車体側取付部５の開口部５２ａ側と対向しモータ２の回転子２ａの出力軸２ｃがマスタシリンダＳに対して非同軸上の位置で延在（図１〜図４ではマスタシリンダＳよりも天井方向側で非同軸上に延在）した姿勢で、車体側取付部５から前方向に突出するように設けられている。回転子２ａの出力軸２ｃは、前記回転‐直動変換機構に連結される。

制御ユニット収容部７は、後述する平板状の回路基板８を収容可能な箱状であって、略矩形状の底壁７１ａおよび当該底壁７１ａの四方を囲むように突出した周壁７１ｂを有し当該周壁７１ｂの突出方向側に収容開口部７１ｄが開口されたケース７１と、ケース７１の開口側に対して取り付けられて当該ケース７１内を封止する平板状のカバー７２と、を備えたものであり、ケース７１の底壁７１ａ側がモータ収容部６から離間（例えばモータ収容部６の隔壁６１から左右輪方向に離間）した位置で対向し、周壁７１ｂの一方側が車体側取付部５の開口部５２ａ側と対向した姿勢で、車体側取付部５から前方向に突出するように設けられて、モータ収容部６と制御ユニット収容部７との間に空隙部４１が形成される。

このような制御ユニット収容部７においては、例えばモータ収容部６から離間した位置の車体側取付部５から突出するように設けて当該車体側取付部５と一体化した構造が挙げられるが、その他にマスタシリンダＳやモータ収容部７等と一体化（例えば、ケース７１の周壁７１ｂの一方側と、マスタシリンダＳやモータ収容部７の車体側取付部５側と、が一体化）した構造であっても、モータ収容部６と制御ユニット収容部７との間に空隙部４１が形成されていれば良い。

ケース７１とカバー７２との取付構造においては、例えば図３に示すように、周壁７１ｂの先端側で当該周壁７１ｂの周方向に連続した嵌合溝７１ｃを形成し、カバー７２における前記嵌合溝７１ｃと対向位置に突起部７２ａを形成し、それら嵌合溝７１ｃと突起部７２ａとの両者間に適宜シール材（図示省略）が介在するように当該両者を嵌合させた構造とすることにより、ケース７１およびカバー７２の取付性，密着性を向上させることが可能となる。シール材は、特に限定されるものではなく、例えば流動性を有するシール材の具体例としては、エポキシ系やシリコーン系、アクリル系等が挙げられ、制御ユニット３の仕様に応じて自由に選択することができる。また、シール材は、嵌合溝７１ｃ一杯に充填されている必要はなく、カバー７２の突起部７２ａが嵌合溝７１ｃ内のシール材に挿入された際に、例えば突起部７２ａと嵌合溝７１ｃとの間のシール性を保持できる程度にシール材が十分充填されていればよい。

制御ユニット収容部７においては、例えば制御ユニット収容部７の車体側取付部５側に当該車体側取付部５と連通する連通口７９が形成され、その連通口７９から車体側取付部５内を介して、制御ユニット収容部７内に収容される回路基板８の通電端子８４とモータ２との両者間に当該両者を電気的接続するケーブル等（図示省略）を配設できるように構成する。

符号７７は、複数個のフィン状部材７７ａを有し制御ユニット収容部７の熱を放出し易くする放熱フィンを示すものであり、図１〜図４ではカバー７２の外周側面から突出するように設けられている。この放熱フィン７７は、制御ユニット収容部７の熱を放熱できる構造であれば特に限定されるものではなく、例えばカバー７２のうち回路基板８の放熱し易い箇所（例えば後述の制御部８２や駆動素子８３等）に近接した位置に形成したり、後述するブレーキ制御装置１０Ｂのようにケース７１に形成することが挙げられる
回路基板８は、特に図３，図４に示すように、平板状の基板（例えば合成樹脂材からなる薄板状の基板）であって、例えば回路基板８の一端面側の部品実装面８０ａまたは／および８０ｂには、主回路８１が構築されている。主回路８１は、少なくとも、モータ２の制御信号を出力する制御部（例えばマイクロコンピュータ）８２や、前記制御信号に基づく駆動信号を通電端子８４に出力する駆動素子８３等を備えることにより、モータ２のインバータ回路として機能する。通電端子８４は、駆動素子８３から受けた駆動信号をモータ２に供給するための端子であって、例えば前述のケーブル等を介しモータ２に対して電気的接続される。また、部品実装面８０ａまたは／および８０ｂには、フィルタ電子回路の構成部品であるリレー回路やＭＯＳＦＥＴ、シャント抵抗、コモンモールドコイル、ノーマルモードコイル、電解コンデンサ等が、主回路８１と導通可能に備えられている。

回路基板８を制御ユニット収容部７内で固定する手法としては、特に限定されるものではないが、例えばカバー７２における回路基板８の周縁部に対向する位置に固定用支柱８５を形成しておき、回路基板８における前記の各固定用支柱８５に対向する位置に固定孔（固定用支柱８５を挿通可能な形状の孔）８６をそれぞれ形成しておくことにより、回路基板８を前記の各固定用支柱８５，各固定用孔８６を介してカバー７２に固定する手法が挙げられる。

また、制御ユニット収容部７のケース７１およびカバー７２と回路基板８との間には、所望のクリアランス（詳細な説明を省略）を設けたり、そのクリアランスに弾性部材等を介在させることにより、制御ユニット収容部７から回路基板８に対して起こり得る振動や衝撃等の抑制を図っても良い。さらに、前記のクリアランスに対して熱伝導性部材を介在、例えばシート状熱伝導性部材や、周知の放熱材料（例えば放熱グリス，放熱性接着剤等）を介在させることにより、回路基板８から制御ユニット収容部７に対する熱伝導性の向上させ、当該制御ユニット収容部７からの放熱性を高めても良い。

コネクタ８７は、例えば図１に示したように、カバー７２を貫通して図外の外部機器と回路基板８の主回路８１とを電気的に接続させる複数個の端子８７ａと、カバー７２の外周側において前記の各端子８７ａを包囲するように突出形成され図外の外部機器コネクタと嵌合可能な嵌合部８７ｂと、を備えている。

［ブレーキ制御装置の他例］
図５〜図７に示したブレーキ制御装置１０Ｂは、車両に搭載されるブレーキシステムに適用される他例を示すものである。なお、前述のブレーキ制御装置１０Ａと同様（または類似）のものには、同一符号を付する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

ブレーキ制御装置１０Ｂは、ブレーキ制御装置１０Ａと同様に、主に、マスタシリンダＳ，モータ２，制御ユニット３と、をハウジングユニット４に収容して構成されたものであり、ハウジングユニット４におけるモータ収容部６と制御ユニット収容部７との間には空隙部４１が形成され、モータ熱経路と制御ユニット熱経路との両者間で起こり得るモータ熱および制御ユニット熱の熱干渉を抑制することが可能な構成となっている。

ブレーキ制御装置１０Ｂの制御ユニット収容部７においては、図５〜図７に示すように、カバー７２に放熱フィン７７を形成する替わりに、ケース７１に放熱フィン７８を形成した構成となっている。この放熱フィン７８は、複数個のフィン状部材７８ａを有し制御ユニット収容部７の熱を放出し易くするものであり、図５〜図７ではモータ収容部６に干渉しない範囲でケース７１の外周側面から突出するように設けられている。この放熱フィン７８は、放熱フィン７７と同様に、制御ユニット収容部７の熱を放熱できる構造であれば特に限定されるものではなく、例えばケース７１のうち回路基板８の放熱し易い箇所（例えば後述の制御部８２や駆動素子８３等）に近接した位置に、形成することが挙げられる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、請求項１または２記載の発明は、モータおよび制御ユニットから発熱される各熱の熱干渉を減らし放熱性を高めて、当該モータおよび制御ユニットにおいて温度上昇を抑制することが可能なものであれば、多彩な変更等が可能である。請求項１または２記載の発明に係る具体例、例えば図１〜図８に示したブレーキ制御装置１０Ａ，１０Ｂの場合、ハウジングユニット４において、特に図４や図７示すように制御ユニット収容部７のケース７１とモータ収容部６とが車体側取付部５側において予め一体化された構成となっているが、これに限定されるものではなく、例えば図８に示すように制御ユニット収容部７のケース７１とモータ収容部６とを所望の成型方法によりそれぞれ形成し、後工程にて組み付ける構成であっても良い。

また、制御ユニット収容部７は、ケース７１を介して車体側取付部５に固定される構造に限定されるものではなく、当該制御ユニット収容部７の種々の箇所を介して車体側取付部５に固定する構造であっても良い。請求項３記載の発明のような構成、例えば制御ユニット収容部７の平面部（例えば底壁７１ａの外周面や周壁７１ｂの外周面）を介して車体側取付部５に固定されたような構造、換言すると制御ユニット収容部７の車体側取付部５側の形状が平面状である場合には、当該固定面において広い面積を確保し易く、放熱性に貢献することが可能となる。

モータ収容部６においても、制御ユニット収容部７と同様に、車体側取付部５に固定される構造は特に限定されるものではない。請求項４記載の発明のような構成、例えばモータ２の回転子２ａの出力軸２ｃがマスタシリンダＳに対して非同軸上の位置で延在した姿勢となるような構成、換言するとモータの回転子２ａがマスタシリンダＳの軸方向に向って配置された構成の場合には、マスタシリンダの長さ方向にモータを収容できることになり、装置の小型化等に貢献することが可能となる。

制御ユニット収容部７に対する回路基板８の収容構造は、当該制御ユニット収容部７内に収容できる構造であれば良く、特に限定されるものではない。請求項５記載の発明のような構成、例えば部品実装面８０ａ（または８０ｂ）がマスタシリンダＳに対向する姿勢で収容されているような場合には、当該部品実装面（例えば部品実装面８０ａまたは８０ｂ）がマスタシリンダの軸方向に沿って延在した構成となるため、ブレーキ制御装置においてマスタシリンダの径方向に対する小型化に貢献することが可能となる。

モータ収容部６，制御ユニット収容部７は、互いに離間して車体側取付部５に設けられた構造であれば特に限定されるものではない。請求項６記載の発明のような構成、例えば、モータ収容部６と制御ユニット収容部７とが車体の左右輪方向に離間した姿勢で設けられているような場合には、天井方向側が開口した空隙部を形成し易くなり、その空隙部からの放熱性が良好なものとなる。また、ブレーキ制御装置における周辺外気の対流、例えばエンジンルーム内の周辺外気を妨げる効果があり、その結果として熱干渉の抑制に貢献することが可能となる。

また、ケース７１およびカバー７２を有した制御ユニット収容部７は、回路基板８を収容可能な構造であれば特に限定されるものではない。請求項７記載の発明のような構成、例えば回路基板８をカバー７２の内側に設けた構成の場合には、回路基板に対してカバーが近接することになるため、そのカバーによる放熱性が高められることになる。一方、請求項８記載の発明のような構成、例えば回路基板８をケース７１の内側に設けた構成の場合には、回路基板に対してケースが近接することになるため、そのケースによる放熱性が高められることになる。

回路基板８（通電端子８４等）とモータ２との両者間の電気的接続構造においては、特に限定されるものではない。請求項９記載の発明のような構成、例えば制御ユニット収容部７の車体側取付部５側に当該車体側取付部５と連通する連通口７９が形成された構成の場合には、当該連通口を介して回路基板とモータ２との両者間を電気的接続することができ、配線作業性に貢献することが可能となる。

Ｓ…マスタシリンダ
Ｈ…トルク変換機構
１０Ａ，１０Ｂ…ブレーキ制御装置
２…モータ
３…制御ユニット
４…ハウジングユニット
４１…空隙部
５…車体側取付部
６…モータ収容部
７…制御ユニット収容部
７９…連通口
８…回路基板

Claims (9)

1. ブレーキペダルの操作によってブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダと、マスタシリンダ内のピストンを作動させるモータと、を備え、モータを駆動制御する駆動素子が実装された回路基板を有した制御ユニットが複数の収容部を有したハウジングユニットに収容され、
   前記ハウジングユニットは、車体に取り付け固定される車体側取付部に、前記モータを収容するモータ収容部と、前記制御ユニットを収容する制御ユニット収容部と、が互いに離間して設けられたことを特徴とするブレーキ制御装置。
2. 前記モータ収容部と制御ユニット収容部との間に空隙部が形成されたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。
3. 前記制御ユニット収容部の車体側取付部側が平面状であることを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。
4. 前記モータは回転子と固定子とを有し、前記回転子がマスタシリンダの軸方向に向って延在したことを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。
5. 前記回路基板は、部品実装面がマスタシリンダの軸方向に沿って延在した姿勢で制御ユニット収容部に収容されていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。
6. モータ収容部と制御ユニット収容部とが、車体の左右輪方向に並列したことを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。
7. 前記制御ユニット収容部は、前記回路基板を収容する収容開口部を有したケースと、そのケースの収容開口部を閉塞するカバーと、を有し、前記カバーの内側に前記回路基板が固定されたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。
8. 前記制御ユニット収容部は、前記回路基板を収容する収容開口部を有したケースと、そのケースの収容開口部を閉塞するカバーと、を有し、前記ケースの内側に前記回路基板が固定されたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。
9. 前記制御ユニット収容部の車体側取付部側に、当該車体側取付部と連通する連通口が形成されたことを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御装置。

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