(57)【要約】【課題】よりスイッチング素子を効果的に放熱することができるブレーキ液圧制御用アクチュエータを提供する。【解決手段】ブレーキ液圧制御が実行されるときの制御形態に応じて周波数制御を実行するスイッチング素子８、９を変える。例えば、ＡＢＳ制御やＥＳＣ制御などの緊急回避のための制御のような比較的短時間の制御、つまり所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度が所定頻度より少ない制御形態を第１制御群としている。これに対して、回生ブレーキ制御やＡＣＣのような比較的長時間の制御、つまり所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度が所定頻度より多い制御形態を第２制御群としている。そして、実行される制御が第１制御群に含まれる制御であるか、それとも第２制御群に含まれる制御であるかに応じて、周波数制御を実行するスイッチング素子８、９を変える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ液圧制御を行うための配管が形成され、一面および該一面と反対側となる他面を有すると共に、前記配管内のブレーキ液の吸入吐出を行うポンプ（２ａ）が備えられたブロック（２）と、
前記ブロックの他面側に固定され、電源（１０）からの電力供給に基づいて前記ポンプを駆動するモータ（３）と、
前記モータに対する前記電源からの電流流れの上下流いずれか一方に配置されると共に、前記ブロックを挟んで前記モータと反対側に配置され、前記モータへの電力供給のオンオフ制御を行う第１スイッチング素子（８）と、
前記モータに対する前記電源からの電流流れの上下流いずれか他方に配置されると共に、前記ブロックに対して前記モータと同じ側に配置され、前記モータへの電力供給のオンオフ制御を行う第２スイッチング素子（９）と、
前記ブレーキ液圧制御に含まれる制御が実行される際に前記第１、第２スイッチング素子のオンオフを制御し、前記第１、第２スイッチング素子をオンするときにいずれか一方を周波数制御によって高周波スイッチングすることで前記モータへの電力供給の制御を行い、前記ブレーキ液圧制御に含まれる制御が第１制御群と第２制御群のいずれに含まれるかを判定し、前記第１制御群に含まれるときには前記第２スイッチング素子を高周波制御の制御対象として選択し、前記第２制御群に含まれるときには前記第１スイッチング素子を高周波制御の制御対象として選択する素子駆動手段（４ａ）と、を備えていることを特徴とするブレーキ液圧制御用アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１制御群には、前記ブレーキ液圧制御として所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度が所定頻度よりも少ない制御形態が含まれ、
前記第２制御群には、前記ブレーキ液圧制御として所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度が所定頻度よりも多い制御形態が含まれていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ液圧制御用アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１制御群には、アンチロックブレーキ制御、横滑り防止制御を含む緊急回避のためのブレーキ液圧制御が含まれ、
前記第２制御群には、回生ブレーキ制御、アダプティブクルーズコントロールが含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ液圧制御用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ装置に備えられ、ブレーキ液圧の制御を行うブレーキ液圧制御用アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを用いた装置として電動パワーステアリング制御装置（以下、ＥＰＳ：Electric Power Steeringという）が知られている。ＥＰＳは、電動のモータを用いてステアリングの操作力をアシストするものである。ＥＰＳでは、モータの駆動に用いられるスイッチング素子が高温化することを防止するために、熱容量の大きなモータに近い部位に集約してスイッチング素子を搭載し、スイッチング素子が発した熱をモータで吸収するという放熱構造を採用している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１９２７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＥＰＳにおいては、高周波による周波数制御によってスイッチング素子をオンオフすることでモータを長時間駆動する必要性が少なく、例えばステアリングを据え切り回転させる場合など、比較的短時間しかスイッチング素子を高周波でオンオフさせることがない。このため、上記したように、スイッチング素子をモータに近い部位に配置するだけで放熱効果を得ることができた。
【０００５】
しかしながら、ＥＰＳと同様に、モータが用いられるブレーキ液圧制御用アクチュエータにおいては、比較的長時間スイッチング素子を高周波でオンオフさせることがあり、その場合にはモータも発熱し、スイッチング素子で発した熱を効果的に吸収できなくなる。例えば、ブレーキ液圧制御用アクチュエータでは、アンチロックブレーキ（以下、ＡＢＳ：Antilock Brake Systemという）制御や横滑り防止（以下、ＥＳＣ：Electronic Stability Controlという）制御などの緊急回避のためのブレーキ液圧制御が行われる。このような緊急回避のためのブレーキ制御は、比較的短時間の制御となるため、スイッチング素子を高周波でオンオフさせる時間も短い。これに対して、回生ブレーキ制御やアダプティブクルーズコントロール（以下、ＡＣＣという）などのブレーキ液圧制御においては、制御が比較的長時間になる場合があり、その場合には上記したようにスイッチング素子の放熱が十分でなくなる。
【０００６】
なお、ここでいう制御の時間は、制御に掛けられる時間を意味しているが、実質的には所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度を示している。つまり、所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度が多いほど長時間の制御、そのオンオフ頻度が少ないほど短時間の制御となる。例えば、ＡＢＳ制御やＥＳＣ制御などにおいては、１回の制御に掛けられる時間は短時間であり、その時間内におけるスイッチング素子に加わる電流負荷は高いが、その制御周期よりも長い所定期間（例えば数分〜数十分間）内でのオンオフ頻度は低い。逆に、回生ブレーキ制御やＡＣＣなどにおいては、１回の制御に掛けられる時間は長時間であり、瞬間的なスイッチング素子に加わる電流負荷は低いが、所定期間（例えば数分〜数十分間）内でのオンオフ頻度は高い。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、よりスイッチング素子を効果的に放熱することができるブレーキ液圧制御用アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ブレーキ液圧制御を行うための配管が形成され、一面および該一面と反対側となる他面を有すると共に、配管内のブレーキ液の吸入吐出を行うポンプ（２ａ）が備えられたブロック（２）と、ブロックの他面側に固定され、電源（１０）からの電力供給に基づいてポンプを駆動するモータ（３）と、モータに対する電源からの電流流れの上下流いずれか一方に配置されると共に、ブロックを挟んでモータと反対側に配置され、モータへの電力供給のオンオフ制御を行う第１スイッチング素子（８）と、モータに対する電源からの電流流れの上下流いずれか他方に配置されると共に、ブロックに対してモータと同じ側に配置され、モータへの電力供給のオンオフ制御を行う第２スイッチング素子（９）と、ブレーキ液圧制御に含まれる制御が実行される際に第１、第２スイッチング素子のオンオフを制御し、第１、第２スイッチング素子をオンするときにいずれか一方を周波数制御によって高周波スイッチングすることでモータへの電力供給の制御を行い、ブレーキ液圧制御に含まれる制御が第１制御群と第２制御群のいずれに含まれるかを判定し、第１制御群に含まれるときには第２スイッチング素子を高周波制御の制御対象として選択し、第２制御群に含まれるときには第１スイッチング素子を高周波制御の制御対象として選択する素子駆動手段（４ａ）と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
このように、ブレーキ液圧制御が実行されるときの制御形態に応じて周波数制御を実行するスイッチング素子を変える。すなわち、実行される制御が第１制御群に含まれる場合には、周波数制御の制御対象を第２スイッチング素子とし、実行される制御が第２制御群に含まれる場合には、周波数制御の制御対象を第１スイッチング素子とする。これにより、第１、第２スイッチング素子が発する熱を効率的に放出することが可能となる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるブレーキ液圧制御用アクチュエータ１の全体構成を示した図である。
【図２】図１に示すブレーキ液圧制御用アクチュエータ１のモータ３の駆動回路を示した図である。
【図３】図１に示すブレーキ液圧制御用アクチュエータ１の動作を示したタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるブレーキ液圧制御用アクチュエータ１のモータ３の駆動回路を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態が適用されたブレーキ液圧制御用アクチュエータについて図１および図２を参照して説明する。
【００１４】
図１に示されるように、ブレーキ液圧制御用アクチュエータ１は、ブロック２、モータ３、第１回路基板４、第１ケース５、第２回路基板６および第２ケース７を有した構成とされている。
【００１５】
ブロック２は、アルミニウムなどの金属によって構成された長方体状の部材であり、内部にブレーキ液圧制御を行うための図示しない配管が形成されている。このブロック２の一面側には、図示しない電磁弁が組み付けられており、ブロック２の中央位置にはポンプ２ａが嵌め込まれている。ポンプ２ａは例えばトロコイドポンプなどの回転式ポンプとされ、モータ３の回転に伴って駆動される。
【００１６】
モータ３は、ブロック２のうち電磁弁が組み付けられた一面と反対側の他面に固定されている。本実施形態では、モータ３としてブラシモータを適用した場合を示してある。また、本実施形態では、モータ３は、ブロック２との間に第２回路基板６および第２ケース７を挟むようにしてブロック２に固定されており、第２回路基板６や第２ケース７に形成された開口部を通じて、モータ３の回転軸３ａがポンプ２ａに連結されている。
【００１７】
第１回路基板４は、ブレーキ液圧制御用のマイクロコンピュータ４ａやモータ３のオンオフ駆動用のスイッチング素子８、９のうちの一部として、スイッチング素子８などを含むブレーキ制御用の電気回路が実装された基板である。本実施形態の場合、第１回路基板４は、ブロック２のうちモータ３が固定された面とは反対側の一面、つまり図示しない電磁弁が組み付けられた一面に配置されている。
【００１８】
第１ケース５は、第１回路基板４を収容すると共に、第１回路基板４や図示しない電磁弁を外部から遮断することで防水する役割を果たす。第１ケース５のうちの一端にはコネクタ部５ａが備えられており、このコネクタ部５ａを通じて第１回路基板４に備えられた回路配線などと第１ケース５の外部との電気的接続が行えるようになっている。
【００１９】
第２回路基板６は、モータ３のオンオフ駆動用のスイッチング素子８、９のうちの残部となるスイッチング素子９や回路配線などが実装された基板である。本実施形態の場合、第２回路基板６は、ブロック２のうちモータ３が固定された面と同じ側の一面において、ブロック２とモータ３との間に挟まれるようにして配置されている。上記したように、第２回路基板６の中央部には開口部６ａが形成されており、この開口部６ａにモータ３の回転軸３ａが挿通されている。
【００２０】
なお、本実施形態では、第２回路基板６にはスイッチング素子９しか備えていないが、第１回路基板４に備えてあるブレーキ制御用の電気回路の一部が備えられていても良い。また、図示していないが、第２回路基板６に備えられた回路配線と外部との接続は、ブロック２に貫通孔を設け、その貫通孔を通じて第１ケース５側まで回路配線を引き出すことで行うことが可能である。
【００２１】
第２ケース７は、第２回路基板６を収容するものであり、第２回路基板６を外部から遮断することで防止する役割を果たす。この第２ケース７を介してモータ３がブロック２に固定されている。
【００２２】
そして、図２に示すように、モータ３を挟んで電源１０から供給される電流の流れの上下流それぞれに、スイッチング素子８とスイッチング素子９が配置されることで、モータ３の駆動用の電気回路が構成されている。各スイッチング素子８、９の駆動はマイクロコンピュータ４ａからの制御信号に基づいて行われ、両スイッチング素子８、９が共にオンされると電源１０からモータ３への電力供給が為されて、モータ３が駆動されるようになっている。マイクロコンピュータ４ａでは、ＡＢＳ制御、ＥＳＣ制御、回生ブレーキ制御およびＡＣＣなどの各種ブレーキ液圧制御を実行するための演算が行われており、各種ブレーキ液圧制御が実行開始されたことや、そのブレーキ液圧制御における各種制御量を把握している。
【００２３】
このため、マイクロコンピュータ４ａは、実行されたブレーキ液圧制御からの要求に基づいて、各種制御弁を駆動したり、モータ３を駆動することでポンプ２ａを作動させ、ポンプ２ａによるブレーキ液の吸入・吐出動作を行わせる。
【００２４】
このとき、両スイッチング素子８、９のうちの一方をオンしておいた状態で、他方を周波数制御（デューティ制御やＰＷＭ制御）して高周波スイッチングすることで、モータ３への電力供給を制御し、モータ３の回転数を制御する。これにより、ポンプ２ａによるブレーキ液の吐出量を制御要求値に応じて調整でき、所望の制御を実行することが可能となる。
【００２５】
なお、スイッチング素子８、９を高周波スイッチングする場合、スイッチングサージを吸収するための還流ダイオードがモータ３に対して並列接続されるなど、他の素子も備えられるが、図２中では省略してある。
【００２６】
以上のような構造により、ブレーキ液圧制御用アクチュエータ１が構成されている。このように、本実施形態にかかるブレーキ液圧制御用アクチュエータ１では、モータ３に近い部位となる第２回路基板６に対して一方のスイッチング素子９を配置し、遠い部位となる第１回路基板４に対して他方のスイッチング素子８を配置している。
【００２７】
このような構成において、ブレーキ液圧制御が実行されるときの制御形態に応じて周波数制御を実行するスイッチング素子８、９を変える。例えば、ＡＢＳ制御やＥＳＣ制御などの緊急回避のための制御のような比較的短時間の制御、つまり所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度が所定頻度より少ない制御形態を第１制御群としている。これに対して、回生ブレーキ制御やＡＣＣのような比較的長時間の制御、つまり所定期間中におけるスイッチング素子のオンオフ頻度が所定頻度より多い制御形態を第２制御群としている。そして、実行される制御が第１制御群に含まれる制御であるか、それとも第２制御群に含まれる制御であるかに応じて、周波数制御を実行するスイッチング素子８、９を変える。
【００２８】
具体的には、実行される制御が第１制御群に含まれる場合には、周波数制御の制御対象をスイッチング素子９とし、実行される制御が第２制御群に含まれる場合には、周波数制御の制御対象をスイッチング素子８とする。
【００２９】
第１制御群に含まれる比較的短時間の制御の場合、高周波スイッチングが実行されているスイッチング素子９が制御中に発熱する。しかしながら、比較的短時間の制御においては、モータ３の駆動時間も短く、モータ３が高温になっていない。このため、熱容量の大きなモータ３に近い部位に配置したスイッチング素子９が発熱しても、高温になっていないモータ３によってその熱が吸収される。これにより、スイッチング素子９が高温化することを防止することができる。
【００３０】
一方、第２制御群に含まれる比較的長時間の制御の場合、高周波スイッチングが実行されているスイッチング素子８が制御中に発熱したときに、既にモータ３も長時間駆動されていて高温化している可能性がある。このため、スイッチング素子８に関しては、発した熱をモータ３によって吸収させるのではなく、モータ３から遠い部位に配置することでモータ３の熱の影響が受け難くなるようにする。これにより、スイッチング素子８がモータ３の熱の影響まで受けて高温化することを抑制することができる。
【００３１】
比較的短時間の制御では、対象とする制御の１制御期間よりも長い所定期間中におけるスイッチング素子９のオンオフ頻度は少なくなるものの、その制御中だけで見ればスイッチング素子９の電流負荷が大きくなる。このため、制御中に瞬間的に高負荷が掛かってスイッチング素子９が高温化し易く、モータ３による熱の吸収が効果的となる。
【００３２】
これに対して、比較的長時間の制御では、上記所定期間中におけるスイッチング素子８のオンオフ頻度は大きくなるものの、その制御中だけで見ればスイッチング素子８の電流負荷が小さくなる。このため、比較的長時間の制御においては、制御中に掛かる負荷は比較的短時間の制御よりも小さくなり、スイッチング素子８が高温化し難い。このため、スイッチング素子８をモータ３から遠い部位に配置するだけで、スイッチング素子８の高温化を抑制することが可能となる。
【００３３】
したがって、マイクロコンピュータ４ａにて、実行される制御が第１制御群と第２制御群のいずれに含まれるかを判定し、それに応じてスイッチング素子８、９の中から周波数制御の対象とする方を選択している。これにより、スイッチング素子８、９が発する熱を効率的に放出することが可能となる。
【００３４】
また、スイッチング素子８、９の高温化が防げることから、スイッチング素子８、９として要求される耐熱性を低下させることが可能となる。このため、結果として、スイッチング素子８、９の低コスト化を図ることも可能となる。また、発熱部位をモータ３に近い部位と遠い部位とに分散させることも可能となることから、放熱構造の小型化を図ることが可能となる。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してモータ３をブラシレスモータのような３相モータに変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態では、モータ３として３相モータを用いている。そして、モータ３の駆動用に、上流側のスイッチング素子８として３相分のスイッチング素子８ｕ、８ｖ、８ｗを備えていると共に、下流側のスイッチング素子９として３相分のスイッチング素子９ｕ、９ｖ、９ｗを備え、インバータ回路を構成している。
【００３７】
このように、モータ３の駆動用のスイッチング素子８、９を３相分備えたインバータ回路としている。そして、上流側となるスイッチング素子８ｕ、８ｖ、８ｗの３つを第１回路基板４に配置し、下流側となるスイッチング素子９ｕ、９ｖ、９ｗの３つを第２回路基板６に配置している。
【００３８】
このような構成においても、第１実施形態と同様、ブレーキ液圧制御が実行されるときの制御形態に応じて周波数制御を実行するスイッチング素子８、９を変える。すなわち、実行される制御が第１制御群に含まれる場合には、周波数制御の制御対象をスイッチング素子９ｕ、９ｖ、９ｗとし、実行される制御が第２制御群に含まれる場合には、周波数制御の制御対象をスイッチング素子８ｕ、８ｖ、８ｗとする。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。また、インバータ回路においては、上流側のスイッチング素子８ｕ、８ｖ、８ｗには正極側の配線が共通配線として接続され、下流側のスイッチング素子９ｕ、９ｖ、９ｗには負極側の配線が共通配線として接続される。このため、上流側のスイッチング素子８ｕ、８ｖ、８ｗを第１回路基板４側に集約し、下流側のスイッチング素子９ｕ、９ｖ、９ｗを第２回路基板６側に集約することで、共通配線への接続もし易く、集約化も容易となる。
【００３９】
なお、インバータ回路の場合、モータ３を駆動する際に、上流側のスイッチング素子８ｕ、８ｖ、８ｗと下流側のスイッチング素子９ｕ、９ｖ、９ｗのうちオンさせるものの組み合わせが同じ相に接続されたものと異なったものとなる。例えば、スイッチング素子８ｕとスイッチング素子９ｖをオンさせたのち、所定周期ずらしてスイッチング素子８ｖとスイッチング素子９ｗをオンさせ、さらに所定周期ずらしてスイッチング素子８ｗとスイッチング素子９ｕをオンさせるという動作を行う。このように、同時にオンされるスイッチング素子の組み合わせが同じ相のスイッチング素子とはならない。しかしながら、実行される制御が第１制御群と第２制御群のいずれになるかに応じて、周波数制御の制御対象となるスイッチング素子を選択することで、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４０】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００４１】
例えば、短時間短時間でスイッチング素子を高周波でオンオフさせる第１制御群としてＡＢＳ制御やＥＳＣ制御を例に挙げた。その他の制御、例えば坂路での後退を抑制するために制動力を発生させる坂路保持制御や、制動時により大きな制動力を発生させるブレーキアシスト（ＢＡ）制御等についても、第１制御群に含めることができる。勿論、第２制御群についても同様であり、回生ブレーキやＡＣＣ以外の比較的長時間の制御を第２制御群に含めることもできる。
【００４２】
また、第１制御群に含まれる制御が第２制御群に含まれる制御中に実行されたとき、もしくは、連続して各制御群に含まれる制御が実行されたときには、周波数制御するスイッチング素子８、９を上記各実施形態に示した例から変更しても良い。すなわち、制御が連続的に行われた場合、既にモータ３が発熱により高温化している可能性がある。このため、このような状態において、第１制御群に含まれる制御が実行されたときに、モータ３での熱の吸収を期待してモータ３に近い部位に配置されたスイッチング素子９を周波数制御すると、返ってスイッチング素子９を高温化させる可能性がある。これを考慮して、各制御が連続したときにはモータ３から遠い部位に配置されたスイッチング素子８を周波数制御するようにしても良い。また、既に実行された制御の制御時間もしくはモータ３の駆動時間、周辺温度等からモータ３の温度を推定したり、モータ３の温度を実測し、そのモータ３の温度に基づいてスイッチング素子８、９のいずれを周波数制御するか決定することもできる。すなわち、モータ３の温度が所定温度以下であればスイッチング素子９を周波数制御し、所定温度を超えていればスイッチング素子８を周波数制御するような形態としても良い。
【００４３】
また、モータ３の上流側に配置されたスイッチング素子８をブロック２に対してモータ３と反対側に配置し、下流側に配置されたスイッチング素子９をブロック２に対してモータ３と同じ側に配置した。これに対して、スイッチング素子８をブロック２に対してモータ３と同じ側に配置し、スイッチング素子９をブロック２に対してモータ３と反対側に配置するようにしても良い。
【００４４】
なお、上記各実施形態では、スイッチング素子８、９の駆動を行う素子駆動手段としてマイクロコンピュータ４ａのみを用いて駆動する形態を記載している。しかしながら、他の駆動形態、たとえば、マイクロコンピュータ４ａの制御信号に基づいてゲート駆動回路などを駆動し、ゲート駆動回路からのゲート信号に基づいてスイッチング素子８、９を駆動する形態であっても良い。つまり、スイッチング素子８、９を駆動する素子駆動手段としては、実行される制御を把握し、それに基づいてスイッチング素子８、９の中から周波数制御する方を選択してスイッチング素子８、９の駆動を行えるものであれば、どのような構成であっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１…ブレーキ液圧制御用アクチュエータ、２…ブロック、２ａ…ポンプ、３…モータ、３ａ…回転軸、４、６…第１、第２回路基板、４ａ…マイクロコンピュータ、５、７…第１、第２ケース、５ａ…コネクタ部、８、９…スイッチング素子、１０…電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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