(57)【要約】  本発明は、ホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータであって、電動モータは、ステータおよびロータを含み、電動モータはさらに、電動モータの１つ以上の部分を冷却する冷却液用の冷却系を有している、電動モータに関する。本発明はさらに、電動モータを有するホイールブレーキアクチュエータおよびホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータの冷却系を制御する方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータ（１）であって、当該電動モータ（１）は、ステータ（３）およびロータ（５）を含み、当該電動モータ（１）はさらに、当該電動モータ（１）の１つ以上の部分を冷却する冷却液用の冷却系（１１）を有している、電動モータ（１）。
【請求項２】
当該電動モータ（１）はさらに、前記冷却系に前記冷却液を供給するように構成されたポンプを有している、請求項１記載の電動モータ（１）。
【請求項３】
前記冷却系（１１）は、冷却層を有しており、該冷却層は、当該電動モータ（１）の１つ以上の部分に配置されており、前記冷却層に供給された前記冷却液の蒸発により当該電動モータ（１）を冷却するようになっている、請求項１または２記載の電動モータ（１）。
【請求項４】
前記冷却系（１１）は、前記冷却液用の冷却ジャケット（２）を有しており、該冷却ジャケット（２）は、当該電動モータ（１）の１つ以上の部分に対向して配置された１つ以上の部分を有しており、前記冷却ジャケット（２）の前記１つ以上の部分と、前記冷却ジャケット（２）の前記１つ以上の部分に対向する当該電動モータ（１）の前記１つ以上の部分との間には、前記冷却液を通すための冷却通路（６）が画定されている、請求項１または２記載の電動モータ（１）。
【請求項５】
前記冷却系（１１）は、前記冷却液用の冷却ジャケット（２）を有しており、該冷却ジャケット（２）は、当該電動モータ（１）の１つ以上の部分に接触して配置されており、前記冷却ジャケット（２）は、前記冷却液を通すための冷却通路（６）を有している、請求項１または２記載の電動モータ（１）。
【請求項６】
前記冷却ジャケット（２）は、当該電動モータ（１）の少なくとも一部を取り囲んでおりかつ前記冷却液を前記冷却通路（６）内へ流入させるための、前記冷却通路（６）の流入ポート（７）および前記冷却液を前記冷却通路（６）から流出させるための、前記冷却通路（６）の流出ポート（８）を有する円筒の形状または円筒の一部を有している、請求項４または５記載の電動モータ（１）。
【請求項７】
前記ステータ（３）は、該ステータ（３）の外面の隣または上に配置された複数の追加的なコンポーネント、特に電子コンポーネントを有しており、前記冷却通路（６）は、少なくともいくつかの前記追加的なコンポーネントおよび前記ステータ（３）の外面の、前記追加的なコンポーネントが配置されていない部分に接触してまたは隣接して延在している、請求項４から６までのいずれか１項記載の電動モータ（１）。
【請求項８】
前記冷却通路（６）を通る前記冷却液の流れ方向は、前記冷却液が前記流入ポート（７）に流入すると、最初に少なくともいくつかの前記追加的なコンポーネントと接触するかまたはそれらの上または隣を流れ、次いで前記流出開口（８）から流出する前に、前記ステータ（３）の、前記追加的なコンポーネントが配置されていない前記外面の１つ以上の部分と接触するかまたはそれらの上または隣を流れるように配置されている、請求項７記載の電動モータ（１）。
【請求項９】
前記冷却系（１１）は、前記冷却通路（６）から隔離された１つ以上の第２の冷却通路を含んでおり、該１つ以上の第２の冷却通路は、１つ以上の部分を冷却するために、当該電動モータ（１）の１つ以上の部分と接触しているかまたはこれらの上または隣に位置している、請求項４から８までのいずれか１項記載の電動モータ（１）。
【請求項１０】
前記冷却系（１１）は、前記追加的なコンポーネント、特に電子コンポーネントを含む当該電動モータ（１）の１つ以上の部分の冷却、加熱、または温度調整をもたらす、請求項４から９までのいずれか１項記載の電動モータ（１）。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の電動モータ（１）を含む、ホイールブレーキアクチュエータ。
【請求項１２】
前記冷却ジャケット（２）は少なくとも部分的に、当該ホイールブレーキアクチュエータのハウジング（９）の一部を形成しており、前記冷却ジャケット（２）の前記流入ポート（７）および前記流出ポート（８）は、当該ホイールブレーキアクチュエータの前記ハウジング（９）に形成されている、請求項１１記載のホイールブレーキアクチュエータ。
【請求項１３】
前記冷却系（１１）は、当該ホイールブレーキアクチュエータの前記ハウジング（９）と、前記電動モータ（１）の前記ステータ（３）の外面との間に配置されている、請求項１１記載のホイールブレーキアクチュエータ。
【請求項１４】
ホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータの冷却系を制御する方法（１００）であって、該方法は、
−前記電動モータに結合された１つ以上の温度センサから一定の時間間隔で制御装置により温度信号を受信するステップ（１０１）、
−前記制御装置において前記温度信号をしきい値と比較するステップ（１０２）、
−前記温度信号が前記しきい値を上回る場合に、冷却液を前記冷却系に供給するための制御信号を前記制御装置により供給するステップ（１０３）
を含む、方法。
【請求項１５】
前記しきい値は、前記電動モータの温度歴に基づき予め確定されるか、または前記電動モータの作動中に動的に確定される、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータおよびこのような電動モータを含むホイールブレーキアクチュエータに関する。さらに本発明は、電動モータの冷却系を制御する方法を提供する。
【０００２】
電気空圧式を含む電気機械的なホイールブレーキアクチュエータは一般に、商用車に用いられる。このようなホイールブレーキアクチュエータは電動モータを含むことにより、作動中、機械的なホイールブレーキアクチュエータに比べて増大した、重大な熱の放散を生ぜしめる。高い温度は、電気機械的なホイールブレーキアクチュエータの電動モータおよびその他のコンポーネントの耐摩耗性を低下させる。よって、電気機械的なホイールブレーキアクチュエータ用の効果的な冷却機構が望まれている。
【０００３】
目下、ホイールブレーキアクチュエータおよび特にこれらのホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータを冷却するためには、空冷システムが用いられている。しかしながら、ホイールブレーキアクチュエータ用の空冷システムの効率は、空気循環ひいては車両の速度に直接に依存する、空気の対流による熱伝達により、制限されている。低速での対流による熱伝達係数は、ホイールブレーキアクチュエータの周りの空気速度が低く、かつバルク空気温度が高いことに基づき小さくなっている。よって、低速での冷却は、対流による熱伝達係数が低いことで熱除去が制限されるため、不十分である。その結果、車両が減速した場合または既に停車した場合にホイールアクチュエータコンポーネントの応力を解放するためには、熱除去の必要性が概して高まっている。
【０００４】
本発明の目的は、従来技術の欠点を克服し、特に具体的には低速作動時にホイールブレーキアクチュエータの電動モータの冷却効率を高めると共に、ホイールブレーキアクチュエータの耐摩耗性を向上させる、代替的な冷却系を提供することにある。
【０００５】
この目的は、独立請求項１、１１および１４の対象により解決される。
【０００６】
本発明では、ホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータは、ステータ、ロータ、および電動モータの１つ以上の部分を冷却する冷却液用の冷却系を有している。冷却液の、空気に比べて高い熱容量に基づき、電動モータの冷却効率が、特に低速作動において改良されている。冷却液は、液体冷却材、気体冷却材、固体冷却材またはこれらの組合せのうちの１つ以上を含んでいてよい。
【０００７】
１つの実施形態では、電動モータはさらに、冷却系に冷却液を供給するように構成された液体ポンプを有している。電動モータは、冷却液を冷却するための冷却装置に接続されていてもよい。冷却装置は、圧縮機に基づく冷凍機または例えばペルチェ素子を有する電気冷却装置を含んでいてよい。
【０００８】
１つの別の実施形態では、冷却系は、冷却層を有しており、冷却層は、電動モータの１つ以上の部分に配置されており、冷却層に供給された冷却液の蒸発により電動モータを冷却する。
【０００９】
１つの択一的な実施形態では、冷却系は、冷却液用の冷却ジャケットを有しており、冷却ジャケットは、電動モータの１つ以上の部分に対向して配置された１つ以上の部分を有しており、冷却ジャケットの１つ以上の部分と、冷却ジャケットの１つ以上の部分に対向する電動モータの１つ以上の部分との間には、冷却液を通すための冷却通路が画定されている。
【００１０】
１つの択一的な実施形態では、冷却系は、冷却液用の冷却ジャケットを有しており、冷却ジャケットは、電動モータの１つ以上の部分に接触して配置されており、冷却ジャケットは、冷却液を通すための冷却通路を有している。冷却通路は、冷却液の流速の改良された制御および冷却液を電動モータの異なる部分に供給するオーダの変更または規定の可能性を提供する。例えば、電動モータに配置された電気コンポーネントが最初に冷却液により冷却され、次に電動モータ部分が冷却されるように、電動モータにおいて冷却通路を画定することが効率的であり得る。よって、電動モータにおける冷却通路の経路は、主に冷却されることを必要とするコンポーネントが、副次的な冷却を必要とする他のコンポーネントの上流側に配置されかつ冷却通路内で下流側に配置されるように配置されている。
【００１１】
１つの別の実施形態では、冷却ジャケットは、電動モータの少なくとも一部を取り囲んでおりかつ冷却液を冷却通路内へ流入させるための、冷却通路の流入ポートおよび冷却液を冷却通路から流出させるための、冷却通路の流出ポートを有する円筒の形状または円筒の一部を有している。冷却ジャケットの円筒形は電動モータの形状に一致しており、ゆえに電動モータおよびその外面との良好な接触および良好な冷却効率をもたらす。
【００１２】
別の実施形態では、ステータは、ステータの外面の隣または上に配置された複数の追加的なコンポーネント、特に電子コンポーネントを有しており、冷却通路は、少なくともいくつかの追加的なコンポーネントおよびステータの外面の、追加的なコンポーネントが配置されていない部分に接触してまたは隣接して延在している。このことは、コンポーネントおよび電動モータ部分の選択的な冷却をもたらすと共に、電動モータを冷却する速度を全体的に高める。電子コンポーネント用に、１つの追加的なハウジングまたは複数の追加的なハウジングが設けられていてもよい。
【００１３】
さらに別の実施形態では、冷却通路を通る冷却液の流れ方向は、冷却液が流入ポートに流入すると、最初に少なくともいくつかの追加的なコンポーネントと接触するかまたはそれらの上または隣を流れ、次いで流出開口から流出する前に、ステータの、追加的なコンポーネントが配置されていない外面の１つ以上の部分と接触するかまたはそれらの上または隣を流れるように配置されている。その結果、熱に対してより敏感な電気コンポーネントが最初に冷却され、電気コンポーネントの破壊からの追加的な保護手段が提供されている。
【００１４】
１つの別の実施形態では、冷却系は、第１の冷却通路から隔離された１つ以上の第２の冷却通路を含んでおり、１つ以上の第２の冷却通路は、１つ以上の部分を冷却するために、電動モータの１つ以上の部分と接触しているかまたはこれらの上または隣に位置している。
【００１５】
１つの別の実施形態では、冷却系は、追加的なコンポーネント、特に電子コンポーネントを含む電動モータの１つ以上の部分の冷却、加熱、または温度調整をもたらす。
【００１６】
本発明の別の態様では、上述した実施形態を含む電動モータを有するホイールブレーキアクチュエータが提供される。
【００１７】
１つの実施形態では、冷却ジャケットは少なくとも部分的に、ホイールブレーキアクチュエータのハウジングの一部を形成しており、冷却ジャケットの流入ポートおよび流出ポートは、ホイールブレーキアクチュエータのハウジングに形成されている。この構成は、構造を簡単にすると共に、アクチュエータの統合性を高める。
【００１８】
別の実施形態では、冷却系は、ホイールブレーキアクチュエータのハウジングと、電動モータのステータの外面との間に配置されている。
【００１９】
本発明の別の態様では、ホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータの冷却系を制御する方法が提供される。
【００２０】
当該方法は、電動モータに結合された１つ以上の温度センサから一定の時間間隔で制御装置により温度信号を受信するステップ、制御装置において温度信号をしきい値と比較するステップ、および温度信号がしきい値を上回る場合に冷却液を冷却系に供給するための制御信号を制御装置により供給するステップを含む。
【００２１】
１つの実施形態では、しきい値は、電動モータの温度歴に基づき予め確定されるか、または電動モータの作動中に動的に確定される。温度歴は、メモリ内のデータベースに記憶させることができる。
【００２２】
好適な実施形態は、各従属請求項に記載されている。
【００２３】
本発明による方法は、説明した本発明の態様に基づく電動モータを実現するものであると見なすことができ、その逆も然りである、ということに留意されたい。
【００２４】
以下、添付の図面を参照して詳細に説明する。異なる図面において同じまたは類似の要素を識別するために同じ参照番号が使用され得る。以下の説明では、限定ではなく説明が目的で、特定の構造、機能等の特定の詳細が、請求する本発明の様々な態様の完全な理解をもたらすために記載されている。
【００２５】
本開示の利益を有する当業者には、請求する本発明の様々な態様がこれらの特定の詳細とは異なる別の例において実施され得るということは明白であろう。場合により、本発明の説明を不必要な詳細で不明確にしないようにするために、周知の装置および方法の説明は省かれる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態のうちの１つによる電動モータを概略的に示す横断面図である。
【図２】図１に示した電動モータの全体図である。
【図３】本発明による方法のフローチャートを示す図である。
【図４】電動モータと冷却系との間の相互作用を概略的に示す配置図である。
【００２７】
図１に示す１つの実施形態において、電動モータ１は、冷却系１１（図１には図示せず）の冷却ジャケット２内に含まれており、冷却ジャケット２は、ホイールブレーキアクチュエータのハウジング９の一部として形成されている。ホイールブレーキアクチュエータの力、特に直線力は、ステータ３およびロータ５を有する電動モータ１により生ぜしめられる。ステータ３には、電動モータ１のコイル４が含まれている。ステータ３は、ホイールブレーキアクチュエータのハウジング９に、特にその、冷却ジャケット２を形成している部分に固定されておりかつ冷却ジャケット２の壁に隣接している。冷却ジャケット２は、電動モータ１の１つ以上の部分と接触して配置されている。冷却ジャケット２は、冷却液を通すための冷却通路６を有している。
【００２８】
図２を参照すると、冷却ジャケット２は、電動モータ１の少なくとも一部を取り囲む円筒形を有している。冷却ジャケット２は、冷却液を冷却通路６内へ流入させるための、冷却通路６の流入ポート７および冷却液を冷却通路６から流出させるための、冷却通路６の流出ポート８を有している。流入ポート７には、冷却液を供給するためのポンプが接続され得る。さらに、流入ポート７および流出ポート８は、閉サイクル冷却を提供するために、冷却装置に接続され得る。
【００２９】
図３に関して、ホイールブレーキアクチュエータを作動させるための電動モータの冷却系を制御する方法１００が示されている。ステップ１０１において冷却系の制御装置が、電動モータに結合された１つ以上の温度センサから温度信号Ｓｔを受信する。温度信号Ｓｔは、一定の時間間隔で周期的に受信される。温度信号Ｓｔを受信した後、ステップ１０２において制御装置は、受信した温度信号Ｓｔをしきい値ＴＨと比較する。しきい値ＴＨは、異なる作動条件での電動モータの温度歴に基づき予め確定され、制御装置に接続されたデータベースに記憶させられてよい。択一的に、しきい値ＴＨは、電動モータの作動中に、一定の時間間隔で受信した温度信号により確定された温度に基づき、動的に確定されてもよい。ステップ１０２において、温度信号Ｓｔがしきい値ＴＨを上回ることを制御装置が確定すると、ステップ１０３において、制御装置は制御信号Ｓｃを冷却装置およびまたは冷却系に冷却液を供給するポンプに供給する。冷却液が冷却系に供給されると、冷却系が電動モータの冷却を開始する。温度信号Ｓｔがしきい値ＴＨを下回るかまたは少なくともしきい値ＴＨと等しくなることを制御装置が確定すると、制御装置は中断信号を供給して、冷却系への冷却液の供給を中断することができる。よって、冷却液を供給するための消費電力が低下させられていると共に、冷却系は、電動モータの作動条件に基づき要求された場合にのみ作動するようになっている。
【００３０】
図４を参照すると、制御装置１２は、電動モータ１および冷却系１１に接続されて示されている。電動モータ１に結合された１つ以上の温度センサ１０からの温度信号Ｓｔが、制御装置１２で受信される。図３に示した比較ステップ１０２を制御装置１２が実行してから、制御装置１２は制御信号Ｓｃを、冷却液を供給するために冷却系１１に送信するか、または冷却液の供給を中断するために冷却系１１に送信する。制御信号Ｓｃは、冷却系１１に冷却液を供給するように構成された液体ポンプに供給されてもよい。次いで冷却系１１が、電動モータ１の冷却を開始または中断する。
【００３１】
前記説明、図面および請求項に開示した特徴は、任意の組合せにおけるのと同様に個別でも、本発明をその異なる各実施形態において実現するために重要であり得る。
【符号の説明】
【００３２】
１  電動モータ
２  冷却ジャケット
３  ステータ
４  ステータのコイル
５  ロータ
６  冷却通路
７  流入ポート
８  流出ポート
９  ホイールブレーキアクチュエータのハウジング
１０  センサ
１１  冷却系
１２  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2022500996.tif 000007
2022500996.tif 000008