JP6793205B2 - 車両のためのアクチュエータ装置、ブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両、特に自動車のブレーキシステムのためのアクチュエータ装置であって、回転可能に支承された軸に相対回動不能に配置された回転子を有する、少なくとも１つの電子的に整流された電動機と、回転子の回転位置を検出するための少なくとも１つの回転角度センサとを備えており、前記軸が、電動機によって駆動される少なくとも１つの消費器に接続されている形式のものに関する。

また本発明は、少なくとも１つのホイールブレーキと、このホイールブレーキを操作するための少なくとも１つのアクチュエータ装置とを有する、車両、特に自動車のためのブレーキシステムに関する。

自動車のためのアクチュエータ装置は、特に、制動力が液圧によって調節される、液圧式のブレーキシステムに関連して公知である。このために、このような形式のブレーキシステムは一般的な形式で、アクチュエータ、特に液圧ポンプおよび／または操作可能な弁を有しており、これらの弁によって、所望の液圧およびひいては所望の制動力が調節可能である。しばしば、消費器としての液圧ポンプを駆動するためのアクチュエータとして電動機が使用される。このために、例えば液圧ポンプのポンプインペラが、電動機の回転子も取り付けられている同じ軸上に相対回動不能に配置されている。この場合、今日ではほとんど直流モータだけが使用される。何故ならば、直流モータは好都合であって、２つの電気配線を介して簡単かつ安価な形式で電子制御回路に接続可能だからである。しかしながら、このような形式の直流モータは、電子的に整流された電動機に対して、特に機械的な整流に基づく、並びにその低いダイナミックスに基づく、およびその要求された構造的大きさに基づく欠点を有している。

しかしながら、電気的に整流された電動機を最適に使用できるようにするためには、電動機の回転子の精確な位置を知る必要がある。このために通常は、回転子位置を監視するために、電動機に対応配設された単数または複数の回転角度センサが使用される。このために、しばしば、直接に電動機内に組み込まれているか若しくは電動機に取り付けられていて、電子制御回路と共に完全なモータユニットとして提供される複数の回転角度センサが使用される。しかしながら、いくつかの車両コントロールシステム、例えば特にブレーキシステムにおいて、このような形式の電動機を使用する際に、パワーエレクトロニクスのための少なくとも３つの接続部の他に、回転角度センサのセンサ信号のための接続部および通信部も設けられていなければならず、これは追加的な電力消費をもたらす、という欠点を有している。

これに対して、請求項１の特徴を有する本発明によるアクチュエータ装置は、電子的に整流された電動機を使用しているにも関わらず、電気的な接続コスト若しくは配線コスト並びに取り付け所要スペースはやや縮小されている、という利点を有している。電子制御回路に対する回転角度センサの面倒な接続が省かれたことに基づいて、回転角度センサと電子制御回路との間のセンサ配線若しくは接続部配線の故障率も低下される。さらに、本発明の解決策によって、回転角度センサはアクチュエータ装置の保護された領域内に配置可能であり、この領域内で回転角度センサは外部の影響に対して保護される。これは、本発明によれば、回転角度センサが、消費器に対応配設された、軸の端部に対応配設されていることによって、得られる。回転角度センサが、消費器に対応配設された、軸の端部に対応配設されていることによって、回転角度センサは、電動機に対して間隔を保って、特に電子制御回路のより近くに位置するので、配線コストは低減される。

特に好適には、消費器が電動機と回転角度センサとの間に配置されるようになっている。これによって、回転角度センサは、消費器の、電動機とは反対側に配置される構成が得られる。これによって、特に同様に、消費器の、電動機とは反対側に位置する電子制御回路に、回転角度センサを簡単に結合することも保証されている。

好適には、回転角度センサが、軸の端部において軸の端面側に向き合って配置されているようになっている。これによって、回転角度センサは特に取り付けスペースを節約した形式で軸端部に対応配設されている。これによって、特に軸は短く構成することができる、という利点が得られる。

好適には、軸の端部、特に端面側が、少なくとも１つの回転角度信号発信器を有している。回転角度信号発信器は、例えば永久磁石であってよく、この永久磁石は軸に堅固に結合されていて、それによって軸と一緒に回転する。回転角度センサは、回転角度信号発信器の磁界を検出し、この場合、検出された磁界に依存して、軸の回転角度位置およびひいては回転子の回転角度位置が検出若しくは決定される。選択的に、回転角度信号発信器は、回転角度センサによって光学的に検出される光学的なマーキングであってよい。

本発明の好適な発展形態によれば、アクチュエータ装置が、電子制御回路、特にパワーエレクトロニクスを有しており、このパワーエレクトロニクスは、少なくとも１つのプリント配線板を有していて、このプリント配線板は軸の端部に対応配設されている。これによって、電子制御回路若しくはパワーエレクトロニクスも、消費器の、電動機とは反対側に配置されているので、回転角度センサと電子制御回路との間の好適な短い配線が保証されている。

特に、回転角度センサはプリント配線板上に配置されるようになっている。これによって、追加的な配線も最終的に省かれてよい。このために、特に回転角度センサは、プリント配線板にはんだ付けされていて、それによってプリント配線板と電気的に接続されている。

本発明の好適な発展形態によれば、プリント配線板がハウジング内に配置されていて、このハウジング内に複数の操作可能な弁、特に電磁弁が配置されており、この場合、回転角度センサが前記弁の間に配置されるようになっている。つまり、アクチュエータ装置は、電動機の他にさらに別のアクチュエータ、特に前記弁または電磁弁も有している。これらのアクチュエータは、好適な形式で１つの共通のハウジングに配置されているので、アクチュエータ装置はコンパクトな構造ユニットとして取り扱うことができ、これは組立を容易にする。特にブレーキシステムにおいて、このような形式のユニットは、例えばＡＢＳユニットまたはＥＰＳユニットして公知であり、電動機によって駆動される、圧力発生器としての消費器の他に、圧力発生器によって提供された液圧を必要に応じて様々なホイールブレーキに配分するために、複数の弁も有している。このような配置構成では、既に述べたように、回転角度センサは好適には弁の間に配置されているので、ハウジング内に取り付けスペースを節約した形式で配置可能である。特に、この場合、前記配置構造において、特に軸の端面側に回転角度センサを対応配設することによって、構造長さが変わらないユニット若しくはアクチュエータ装置が得られる。

特に、消費器は液圧ポンプとして構成されている。これによって、消費器は、この場合ホイールブレーキを操作するために必要な液圧を発生させる圧力発生器を成す。液圧ポンプは、例えば歯車ポンプまたはピストンポンプとして構成されている。

請求項９の特徴を有する本発明によるブレーキシステムは、本発明によるアクチュエータ装置を特徴としている。この場合、前記利点が得られる。特に消費器は液圧ポンプとして構成されている。回転角度センサは好適には、消費器に対応配設された、軸の端部の端面に対応配設されている。好適な形式で、アクチュエータ装置はハウジングを有しており、このハウジング内に、消費器並びに別の弁、特に電磁弁が配置されていて保持されており、この場合、回転角度センサが弁の間に取り付けスペースを節約した形式で配置されている。

その他の利点および好適な特徴並びに特徴の組合せは、特に前記説明並びに請求項から得られる。

自動車のためのブレーキシステムのアクチュエータ装置の概略的な断面図である。

本発明を以下に図面を用いて詳しく説明する。

唯一の図面は、自動車の、ここでは詳しく図示していないブレーキシステムのためのアクチュエータ装置１を概略的な断面図で示す。アクチュエータ装置１はハウジング２を有しており、ハウジング２内に消費器としての液圧ポンプ３が配置されている。液圧ポンプ３はポンプインペラ４を有しており、ポンプインペラ４は、ハウジング２内に回転可能に支承された軸５に配置されている。軸５が駆動されると、ポンプインペラ４は液圧媒体をブレーキシステムのホイールブレーキの方向に吐出する。液圧ポンプ３によって発生された液圧をホイールブレーキに適切に配分するために、ハウジング内にさらに複数の制御可能な電磁弁６が配置されており、これらの電磁弁６のうちの、ここでは通電可能なコイルだけが図面に示されている。弁６の操作若しくは制御によって、液圧媒体は個別のホイールブレーキに適切に供給される、つまり圧力が適切に上昇または低下される。

軸５を駆動するために電動機７が設けられており、電動機７は、ハウジング２に配置されていて、ハウジング固定された固定子８、並びに軸５に相対回動不能に結合された回転子９を有している。電動機７は、電気的に整流された電動機７として構成されていて、このために電気配線１０によって電子制御回路１１に接続されている。電子制御回路１１はプリント配線板１２を有しており、このプリント配線板１２は、液圧ポンプ３の、電動機７とは反対側でハウジング２内に配置されている。電気配線１０は、例えばケーブル接続部、打ち抜き格子接続部として、またはハウジング２内にプリントされた接続部として構成されており、これらの接続部は、プリント配線板１２から電動機７の固定子８の巻線に案内されている。電子制御回路１１はパワーエレクトロニクスとして構成されていて、このパワーエレクトロニクスは、プリント配線板１２上に固定子８の巻線の複数の位相を適切に制御するための回路を有している。特に、電動機７は少なくとも３つの位相およびひいては少なくとも３つの電気接続部１０を有している。

操作可能な弁６の間で、ハウジング２にさらに１つの回転角度センサ１３が配置されており、この回転角度センサ１３はプリント配線板１２の固定箇所１４に固定されている。特に、回転角度センサ１３は、固定箇所１４でプリント配線板１２にはんだ付けされているので、固定と同時に、回転角度センサ１３とプリント配線板１２若しくはプリント配線板１２上に形成された電気配線、特に導体路との間の電気接続も形成されている。

回転角度センサ１３は、軸５の、電子制御回路１１に向けられた端部１６の自由な端面１５に対応配設されていて、電動機７から見て、消費器若しくは液圧ポンプ３の向こう側に位置している。軸５は、電動機７に向けられた端部と、相応に消費器若しくは液圧ポンプ３に向けられた端部１６とを有している。この端部１６に、ハウジング２内で電磁弁の間に位置する回転角度センサ１３が、軸５の回転角度位置およびひいては電動機７の回転子９の回転角度位置を検出するために、対応配設されている。このために、好適には、軸５の端面１５に、特に単数または複数の永久磁石の形の回転角度信号発信器１７が配置されており、これらの永久磁石の磁界が回転角度センサ１３によって検出される。プリント配線板１１上の評価回路またはマイクロプロセッサが、回転角度センサ１３によって検出された磁界に依存して電動機７の実際の回転角度位置若しくは回転子角度位置を算出する。この算出された回転角度位置に依存して、電子制御回路１１が電動機７を制御するために電動機７の位相を制御する。

回転角度センサ１３が、軸５の、電動機７とは反対側の端部に対応配設されていることによって、電子制御回路１１と回転角度センサ１３との間の電気接続が特に簡単に、特に前記はんだ結合によって製作可能／製作されている、という利点が得られる。これによって、一方では取り付けスペースに関する利点が得られ、他方では別個のデータ配線若しくは電気配線の故障率が低下される。しかも、回転角度センサ１３は電磁弁若しくは弁６間に配置可能／配置されており、特に回転角度センサ１３が一般的にまたは従来では使用されていなかった領域内にすでに配置されているので、アクチュエータ装置１の取り付けスペース的に最適化された構成が得られる。さらに、回転角度センサ１３はハウジング２内の保護された領域内に位置しているので、回転角度センサ１３は外部の影響から保護されており、これによって高い耐用年数が保証され得る。

図示の実施例で提案された、電磁式に作動する回転角度センサ１３を有する解決策とは別に、回転角度センサ１３を光学式のセンサとして構成することも可能であり、この光学式のセンサは、軸５の回転角度位置を、例えば軸５の端面１５に設けられた相応のマーキングによって光学式に検出若しくは監視する。従来技術により公知である別の形式のセンサを使用してもよい。好適には、アクチュエータ装置１は共通のハウジング２を有するコンパクトな構造ユニットとして製作される。選択的に、電動機７、液圧ポンプ３および電子制御回路１１は、それぞれ固有のハウジング２′，２″若しくは２″′を有しており、これらのハウジング２′，２″，２″′は、アクチュエータ装置１１を形成するために、互いに接合されてよい。この場合、好適にはハウジング２″′はコントロールユニットハウジングとして構成されていて、このコントロールユニットハウジング内に、電動機７を制御するために必要なすべての回路および／または電気／電子構成部品が配置されている。

１ アクチュエータ装置
２，２′，２″，２″′ ハウジング
３ 消費器、液圧ポンプ
４ ポンプインペラ
５ 軸
６ 電磁弁、弁
７ 電動機
８ 固定子
９ 回転子
１０ 電気配線
１１ 電子制御回路
１２ プリント配線板
１３ 回転角度センサ
１４ 固定箇所
１５ 端面
１６ 端部
１７ 回転角度信号発信器

Claims (9)

1. 車両、特に自動車のブレーキシステムのためのアクチュエータ装置（１）であって、回転可能に支承された軸（５）に相対回動不能に配置された回転子（９）を有する、少なくとも１つの電子的に整流された電動機（７）と、前記回転子（９）の回転位置を検出するための少なくとも１つの回転角度センサ（１３）とを備えており、前記軸（５）が、前記電動機（７）によって駆動される少なくとも１つの消費器（３）に接続されている形式のものにおいて、
   前記回転角度センサ（１３）が、前記消費器（３）に対応配設された、前記軸（５）の端部（１６）に対応配設されていて、
   パワーエレクトロニクスである電子制御回路（１１）が設けられており、該パワーエレクトロニクスが少なくとも１つのプリント配線板（１２）を有していて、前記プリント配線板（１２）が、前記軸（５）の前記端部（１６）に向き合って配置されていて、
   前記プリント配線板（１２）がハウジング（２）内に配置されていて、該ハウジング（２）内に複数の操作可能な弁（６）が配置されており、前記端部（１６）に向き合う前記プリント配線板（１２）の面に設けられた固定箇所（１４）に固定された前記回転角度センサ（１３）が前記弁（６）の間に配置されていることを特徴とする、車両のためのアクチュエータ装置。
2. 前記弁（６）が電磁弁であることを特徴とする、請求項１記載のアクチュエータ装置。
3. 前記消費器（３）が前記電動機（７）と前記回転角度センサ（１３）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載のアクチュエータ装置。
4. 前記回転角度センサ（１３）が、前記軸（５）の前記端部（１６）において前記軸（５）の端面（１５）に向き合って配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のアクチュエータ装置。
5. 前記軸（５）の前記端部（１６）に、少なくとも１つの回転角度信号発信器（１７）が配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のアクチュエータ装置。
6. 前記軸（５）の前記端面（１５）に、少なくとも１つの回転角度信号発信器（１７）が配置されていることを特徴とする、請求項４記載のアクチュエータ装置。
7. 前記回転角度センサ（１３）が前記プリント配線板（１２）上に配置され、はんだ付けされていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のアクチュエータ装置。
8. 前記消費器（３）が液圧ポンプ（３）であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のアクチュエータ装置。
9. 車両、特に自動車のためのブレーキシステムであって、少なくとも１つのホイールブレーキと、該ホイールブレーキを操作するための少なくとも１つのアクチュエータ装置（１）とを有している形式のものにおいて、
   前記アクチュエータ装置（１）が、請求項１から８までのいずれか１項に従って構成されていることを特徴とする、車両のためのブレーキシステム。
   

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