JP2016120897A - 車両用制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が一定の制動操作を行っている際であっても、電動機に係るハンチング現象に由来する雑音の発生を抑えて、車室内雰囲気の快適性を向上する。
【解決手段】車両用制動装置１０は、制動モータ７２を有し、制動モータ７２の駆動によって制動液圧を発生させるモータシリンダ装置１６と、ブラシレスモータである制動モータ７２が有するロータ７２Ｂに係る回転角を取得するホールセンサ群１０３と、ロータ７２Ｂに係る回転角を、制動操作に基づく目標制動液圧を実現する目標回転角に追従させるように制動モータ７２に係る駆動制御を行う制動制御装置１０１と、を備える。制動制御装置１０１は、制動液圧の保持要求が生じた場合に、制動液圧の保持要求が生じていない場合と比べて、回転磁界を発生させるための電圧位相を永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角制御を行う。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、電動機を用いて車両を制動する車両用制動装置に関する。

例えばハイブリッド車両では、油圧系統を媒介して制動力を発生させる既存のブレーキシステムに加えて、電気系統を媒介して制動力を発生させる、バイ・ワイヤ（By Wire）式のブレーキシステムが採用されている。かかるバイ・ワイヤ式のブレーキシステムでは、運転者による制動操作量を電気信号に変換して、マスタシリンダに連通する制動液圧発生部におけるスレーブシリンダのピストンを駆動するための電動機に与える。すると、マスタシリンダとスレーブシリンダ間の制動液の流通を閉鎖弁により遮断した状態で、電動機によるピストンの駆動によって倍力された制動液圧がスレーブシリンダに発生する。こうしてスレーブシリンダに発生した制動液圧が、ホイールシリンダ（ディスクキャリパ）を作動させて制動力を発生させる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２２１９９５号公報

しかしながら、特許文献１に係るバイ・ワイヤ式のブレーキシステムでは、例えば長い下り坂や停車中に、運転者が一定の制動操作を行っているにもかかわらず、制動液圧発生部が有する制動液圧発生用の電動機の出力トルクがふらつく、電動機に係るハンチング現象を生じるおそれがあった。このような電動機に係るハンチング現象が生じると、車室内で不快な雑音が生じて雰囲気の快適性が損なわれるという課題があった。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、運転者が一定の制動操作を行っている際であっても、電動機に係るハンチング現象に由来する雑音の発生を抑えて、車室内雰囲気の快適性を向上可能な車両用制動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明者らは、制動液圧発生用の電動機に係るハンチング現象を生じる要因について、調査・研究を行った。その調査・研究を通して、電動機に係るハンチング現象に由来する雑音の大きさは、制動液圧発生用の電動機が有するロータの回転位置を取得するための回転位置センサに係る分解能に依存する傾向があることがわかった。

そこで、本発明者らは、例えば、レゾルバと比べてロータ回転位置に係る分解能は劣るがコスト削減効果では優位なホール素子を回転位置センサとして用いた場合であっても、電動機に係るハンチング現象に由来する雑音を可及的に抑制すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、電動機の駆動制御を適切に行えば、電動機に係るハンチング現象に由来する雑音を抑制することができることを見出し、そのための要件を整理することによって、遂に本発明を完成させた。

（１）に係る発明は、車両の制動操作に応じて駆動される電動機を有し、該電動機の駆動によって制動液圧を発生させる制動液圧発生部と、前記電動機が有するロータに係る回転角を取得する回転角取得部と、前記回転角取得部により取得される前記ロータに係る回転角を、前記制動操作に基づく目標制動液圧を実現する目標回転角に追従させるように前記電動機に係る駆動制御を行う制御部と、を備え、前記電動機は、電気巻線に回転磁界を発生させるステータの内方に、磁石を有する前記ロータを回転自在に設けたブラシレスモータであり、前記制御部は、前記制動液圧の保持要求が生じた場合に、前記制動液圧の保持要求が生じていない場合と比べて、前記回転磁界を発生させるための通電角の位相を前記磁石の位相に対して遅らせる遅角制御を行うことを最も主要な特徴とする。

（１）に係る発明によれば、制御部は、制動液圧の保持要求が生じた場合に、制動液圧の保持要求が生じていない場合と比べて、電気巻線に回転磁界を発生させるための通電角の位相を磁石の位相に対して遅らせる遅角制御を行うため、ロータの動作が安定な位相領域を拡大すると同時に、ロータの動作が不安定な位相領域を狭めることができる。その結果、電動機に係るハンチング現象を抑制することができるため、運転者が一定の制動操作を行っている際であっても、電動機に係るハンチング現象に由来する雑音の発生を抑えて、車室内雰囲気の快適性を向上することができる。

また、（２）に係る発明は、（１）に係る発明に記載の車両用制動装置であって、前記車両の速度を取得する車速取得部をさらに備え、前記制御部は、前記車速取得部により取得される車速が予め定められる車速閾値未満の場合に、前記遅角制御を行うことを特徴とする。

車両が予め定められる車速閾値（例えば、２０ｋｍ／ｈなど）を超える車速で走行中のケースでは、車両の走行に伴うタイヤノイズなどの騒音によって、車速が車速閾値未満（停車を含む）の場合と比べて電動機に係るハンチング現象に由来する雑音が乗員に伝わりにくいため、遅角制御の要請が低い。また、車両が車速閾値を超える車速で走行中のケースにおいて、遅角制御を禁止すると、制動に係る性能や応答性の低下を抑制することができる。

そこで、（２）に係る発明では、制御部は、車速取得部により取得される車速が予め定められる車速閾値未満の場合に、前記遅角制御を行う構成を採用することとした。

（２）に係る発明によれば、遅角制御を行う場面を、車速が車速閾値未満の場合に限定したため、（１）に係る発明の作用効果に加えて、遅角制御の要請が低い車速が車速閾値を超える車両の走行シーンにおいて、制動に係る性能や応答性の低下を抑制する効果を期待することができる。

また、（３）に係る発明は、（１）又は（２）に係る発明に記載の車両用制動装置であって、前記電動機の温度を取得する温度取得部をさらに備え、前記制御部は、前記温度取得部により取得される前記電動機の温度が予め定められる温度閾値を超えた場合に、前記回転磁界を発生させるための通電角の位相を前記磁石の位相に対して遅らせる遅角の量を低減させることを特徴とする。

一般に、回転磁界を発生させるための通電角の位相を前記磁石の位相に対して遅らせる遅角制御を行うと、遅角制御を行っていない場合と比べて、電動機に係る発熱量が増大する傾向がある。

そこで、（３）に係る発明では、制御部は、温度取得部により取得される電動機の温度が予め定められる温度閾値（例えば、摂氏１００度など）を超えた場合に、回転磁界を発生させるための通電角の位相を磁石の位相に対して遅らせる遅角の量を低減させる構成を採用することとした。

（３）に係る発明によれば、電動機の温度が温度閾値を超えた場合に、遅角の量を低減させるため、（１）又は（２）に係る発明の作用効果に加えて、電動機に係る発熱量の増大を抑制する効果を期待することができる。

本発明によれば、運転者が一定の制動操作を行っている際であっても、電動機に係るハンチング現象に由来する雑音の発生を抑えて、車室内雰囲気の快適性を向上することができる。

本発明の実施形態に係る車両用制動装置の概略構成図である。 車両用制動装置が発揮する制動力を制御するための制動制御装置周辺のブロック構成図である。 モータドライバの内部構成を表す説明図である。 車両用制動装置の動作説明に供するフローチャート図である。 遅角制御を行わない場合の、目標ｑ軸電圧に対する実ｑ軸電圧を対比して表す説明図である。 遅角制御を行わない場合に、電動機に係るハンチング現象が顕在化する作用機序を概念的に表す説明図である。 遅角制御を行った場合の、目標ｑ軸電圧に対する実ｑ軸電圧を対比して表す説明図である。 遅角制御を行った場合に、電動機に係るハンチング現象が抑制される作用機序を概念的に表す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る車両用制動装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

なお、以下に示す図において、共通の機能を有する部材間、又は、相互に対応する機能を有する部材間には、原則として共通の参照符号を付するものとする。また、説明の便宜のため、部材のサイズ及び形状は、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。

〔本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０の概要〕
本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０は、油圧系統を媒介して制動力を発生させる既存のブレーキシステムに加えて、電気系統を媒介して制動力を発生させる、バイ・ワイヤ（By Wire）式のブレーキシステムを備えている。

車両用制動装置１０は、図１に示すように、一次液圧発生装置１４と、モータシリンダ装置１６となどを備えて構成されている。車両には、車両挙動安定化支援装置（ビークル・スタビリティ・アシスト装置；ＶＳＡ装置：ただし、“ＶＳＡ”は登録商標）１８が搭載されている。一次液圧発生装置１４、モータシリンダ装置１６、ＶＳＡ装置１８は、図１に示すように、ブレーキ液を通流させる配管チューブ２２ａ〜２２ｆを介して相互に連通接続されている。

一次液圧発生装置１４は、運転者がブレーキペダル１２を介して入力操作した踏力をブレーキ液圧（一次液圧）に変換する。一次液圧発生装置１４は、図１に示すように、マスタシリンダ３４、第１遮断弁６０ａ及び第２遮断弁６０ｂ、一対のブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐ、並びに、ストロークシミュレータ６４を備えて構成されている。

マスタシリンダ３４は、ブレーキペダル１２を介して入力操作される運転者の踏力を、ブレーキ液圧に変換する。第１遮断弁６０ａ及び第２遮断弁６０ｂは、車両用制動装置１０の正常作動時において、マスタシリンダ３４と、四つの各車輪を制動するためのディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬを含む）との間の連通を遮断することで、モータシリンダ装置１６が発生するブレーキ液圧を用いてディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄを作動させる。

一対のブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐは、マスタシリンダ３４で発生したブレーキ液圧を検出する機能を有する。ストロークシミュレータ６４は、車両用制動装置１０の異常作動時において、第１遮断弁６０ａ及び第２遮断弁６０ｂが遮断される一方、第３遮断弁６２が開弁された状態で、マスタシリンダ３４で生じたブレーキ液圧を吸収する役割を果たす。このとき、マスタシリンダ３４からストロークシミュレータ６４に至るブレーキ液の流れが生じるため、ブレーキペダル１２にストロークが生じるようになる。

モータシリンダ装置１６は、マスタシリンダ３４で発生したブレーキ液圧に応じて、又は、マスタシリンダ３４で発生したブレーキ液圧とは無関係に、ブレーキ液圧（二次液圧）を発生させる機能を有する。モータシリンダ装置１６は、図１に示すように、制動モータ７２や、第１及び第２のスレーブピストン８８ａ，８８ｂなどを備えて構成されている。第１及び第２のスレーブピストン８８ａ，８８ｂは、制動モータ７２の回転駆動力を受けてブレーキ液圧を発生させる役割を果たす。モータシリンダ装置１６は、本発明の“制動液圧発生部”に相当する。

制動モータ７２は、例えば、三相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の電気巻線７２Ａ１に回転磁界を発生させるステータ７２Ａと、このステータ７２Ａの内方に回転自在に設けられ、永久磁石７２Ｂ１を有するロータ７２Ｂと、を備えるＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）型のブラシレスモータである。制動モータ７２は、本発明の“電動機”に相当する。

ＶＳＡ装置１８は、モータシリンダ装置１６で発生したブレーキ液圧に基づいて車両の挙動の安定化を支援する機能を有する。ＶＳＡ装置１８は、マスタシリンダ３４で発生したブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサＰｈや、ブレーキ液を加圧するための加圧ポンプ１３６や、加圧ポンプ１３６を駆動するためのポンプモータＭなどを備えて構成されている。ＶＳＡ装置１８は、制動操作時における車輪のロックを防ぐＡＬＢ（アンチロック・ブレーキ）機能、加速時等における車輪の空転を防ぐＴＣＳ（トラクション・コントロール・システム）機能、及び、旋回時の横すべり等を抑制する機能を有する。
なお、ＶＳＡ装置１８としては、ＡＬＢ機能のみを有する構成を採用してもよい。
図１におけるその他の要素については、本発明とは直接的な関係がないので、その説明を省略する。
〔車両用制動装置１０の基本動作〕
ここで、車両用制動装置１０の基本動作について説明する。

車両用制動装置１０では、モータシリンダ装置１６やバイ・ワイヤの制御を行う後記の制動制御装置１０１（図２Ａ参照）の正常作動時において、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、いわゆるバイ・ワイヤ式のブレーキシステムがアクティブになる。

具体的には、正常作動時の車両用制動装置１０では、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、第１遮断弁６０ａ及び第２遮断弁６０ｂが遮断される一方、第３遮断弁６２が開弁された状態で、モータシリンダ装置１６が発生するブレーキ液圧（二次液圧）を用いてディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄを作動させる。

このとき、ブレーキ液は、マスタシリンダ３４から第３遮断弁６２を介してストロークシミュレータ６４に流れ込む。このため、第１遮断弁６０ａ及び第２遮断弁６０ｂが遮断されていても、マスタシリンダ３４からストロークシミュレータ６４へのブレーキ液の流れが生じるため、ブレーキペダル１２にストロークが生じる。

一方、車両用制動装置１０では、モータシリンダ装置１６や制動制御装置１０１が不作動である異常時において、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、既存の油圧式のブレーキシステムがアクティブになる。具体的には、異常時の車両用制動装置１０では、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、第１遮断弁６０ａ及び第２遮断弁６０ｂをそれぞれ開弁状態とし、かつ、第３遮断弁６２を閉弁状態として、マスタシリンダ３４で発生するブレーキ液圧をディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬ）に伝達して、ディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄを作動させる。

〔本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０が有する制動制御装置１０１の周辺構成〕
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０が有する制動制御装置１０１の周辺構成について、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明する。図２Ａは、車両用制動装置１０が発揮する制動力を制御するための制動制御装置周辺のブロック構成図である。図２Ｂは、モータドライバ１１０の内部構成を表す説明図である。

制動制御装置１０１には、図２Ａに示すように、入力系統として、ホールセンサ群１０３、ブレーキペダルセンサ１０５、車速センサ１０７、モータ電流センサ１０９、ブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈ（図２Ａ中では不図示）などが接続されている。

ホールセンサ群１０３は、図２Ｂに示すように、例えば、３つのホール素子１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃから構成される。これらのホール素子１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、ロータ７２Ｂの回転方向に沿って１２０度の間隔を置いてそれぞれ設けられている。ホールセンサ群１０３は、３つのホール素子１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃによってそれぞれ１２０度の位相差をもつロータ回転信号（回転方向及び回転速度の情報を含む）を検出し、検出したロータ回転信号を出力する機能を有する。ホールセンサ群１０３で検出されたロータ回転信号は、制動制御装置１０１へと送られる。

ブレーキペダルセンサ１０５は、運転者によるブレーキペダル１２の操作量（ストローク量）を検出する機能を有する。ブレーキペダルセンサ１０５で検出されたブレーキペダルストローク量に係る信号は、制動制御装置１０１へと送られる。

車速センサ１０７は、車両の速度（車速）を検出する機能を有する。車速センサ１０７で検出された車速信号は、制動制御装置１０１の判定部１１２へと送られる。

モータ電流センサ１０９は、制動モータ７２に流れる電流の値を検出する機能を有する。モータ電流センサ１０９で検出された制動モータ７２に係る電流検出信号は、制動制御装置１０１の判定部１１２へと送られる。

ブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈは、配管チューブ２２ａ〜２２ｆを含む各部の液圧を検出する機能を有する。ブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈでそれぞれ検出されたブレーキ液圧に係る信号は、制動制御装置１０１へと送られる。

一方、制動制御装置１０１には、図２Ａに示すように、出力系統として、モータドライバ１１０が接続されている。

モータドライバ１１０は、図２Ｂに示すように、三相インバータ回路１１０Ａと、インバータ駆動回路１１０Ｂとにより構成される。

三相インバータ回路１１０Ａは、例えば蓄電池からなる直流電源ＢＴから供給される直流電力を、パルス幅変調波信号（ＰＷＭ信号）に基づいてｕ相・ｖ相・ｗ相の擬似正弦波である三相交流電力に変換し、変換後の擬似正弦波である三相交流電力を制動モータ７２へ供給することで、制動モータ７２の駆動制御を行う機能を有する。

詳しく述べると、三相インバータ回路１１０Ａは、図２Ｂに示すように、第１〜第６のスイッチング素子Ｓup，Ｓun，Ｓvp，Ｓvn，Ｓwp，Ｓwnを有する。第１〜第６のスイッチング素子Ｓup〜Ｓwnスイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated-gate bipolar transistor）、電力用ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、電力用バイポーラトランジスタなどの半導体素子を用いることができる。

第１および第２のスイッチング素子Ｓup，Ｓunは、第１の接続点Ｎｄ１を介して直列接続されている。第１および第２のスイッチング素子Ｓup，Ｓunのそれぞれには、還流ダイオードDupおよび寄生ダイオードDunが逆並列接続されている。第１の接続点Ｎｄ１は、制動モータ７２のｕ相動力線に接続されている。

第３および第４のスイッチング素子Ｓvp，Ｓvnは、第２の接続点Ｎｄ２を介して直列接続されている。第３および第４のスイッチング素子Ｓvp，Ｓvnのそれぞれには、還流ダイオードDvpおよび寄生ダイオードDvnが逆並列接続されている。第２の接続点Ｎｄ２は、制動モータ７２のｖ相動力線に接続されている。

第５および第６のスイッチング素子Ｓwp，Ｓwnは、第３の接続点Ｎｄ３を介して直列接続されている。第５および第６のスイッチング素子Ｓwp，Ｓwnのそれぞれには、還流ダイオードDwpおよび寄生ダイオードDwnが逆並列接続されている。第３の接続点Ｎｄ３は、制動モータ７２のｗ相動力線に接続されている。

第１および第２のスイッチング素子Ｓup，Ｓunの直列接続回路、第３および第４のスイッチング素子Ｓvp，Ｓvnの直列接続回路、および、第５および第６のスイッチング素子Ｓwp，Ｓwnの直列接続回路のそれぞれは、正の直流母線ＰＬおよび負の直流母線ＮＬの間に、相互に並列に接続されている。

インバータ駆動回路１１０Ｂは、制動制御装置１０１において生成されるスイッチング制御信号（電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*；図２Ａ参照）に従って、第１〜第６のスイッチング素子Ｓup〜Ｓwnのスイッチング制御（ＰＷＭ制御）を行うことにより、三相インバータ回路１１０Ａを駆動させる機能を有して構成されている。
これにより、制動モータ７２のステータ７２Ａが有する３相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の電気巻線７２Ａ１には、スイッチング制御信号に従ったモータ電流が順次流れる。その結果、制動モータ７２は、スイッチング制御信号に従うトルクをもって駆動される。

制動制御装置１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えたマイクロコンピュータによって構成される。このマイクロコンピュータは、ＲＯＭに記憶されているプログラムやデータを読み出して実行する。
これにより、制動制御装置１０１は、ブレーキペダルストローク量に係る信号に基づいて、運転者の要求に応じた目標制動液圧を演算し、この演算による目標制動液圧及びロータ回転信号に基づいて、目標制動液圧を実現するための目標デューティを演算し、この演算による目標デューティ、及び制動液圧の保持要求が生じているか否か、などを考慮して設定された遅角量に基づいて、モータドライバ１１０に供給するためのスイッチング制御信号を生成するように動作する。

詳しく述べると、制動制御装置１０１は、目標制動液圧演算部１１１、判定部１１２、目標デューティ演算部１１３、遅角量設定部１１５、ＶｄＶｑ変換部１１７、及び、２軸三相変換部１１９を備えて構成されている。

目標制動液圧演算部１１１は、ブレーキペダルストローク量に係る信号に基づいて、運転者の制動に係る要求に応じた目標制動液圧を演算する機能を有する。目標制動液圧演算部１１１の演算結果（目標制動液圧）は、目標デューティ演算部１１３及び遅角量設定部１１５にそれぞれ送られる。

判定部１１２は、制動液圧が生じているか否かを判定する制動液圧判定機能、制動液圧の保持要求が生じているか否かを判定する制動液圧保持要求判定機能、車速が予め定められる車速閾値（例えば、２０ｋｍ／ｈなど）未満か否かを判定する車速判定機能、制動モータ７２の温度が予め定められる温度閾値（例えば、摂氏１００度など）を超えたか否かを判定する昇温判定機能を有する。判定部１１２の判定結果は、遅角量設定部１１５に送られる。

判定部１１２は、時々刻々と変動するブレーキペダルストローク量に係る時系列信号の推移を監視し、ブレーキペダルストローク量が、原点（制動要求なし）に対して予め定められる所定幅を超えた場合に、制動要求が生じている旨の判定を下すことにより、制動要求判定機能を実現する。

また、判定部１１２は、時々刻々と変動するブレーキペダルストローク量に係る時系列信号の推移を監視し、予め定められる所定時間内におけるブレーキペダルストローク量の変動幅が予め定められる所定範囲に収束している場合に、制動液圧の保持要求が生じている旨の判定を下すことにより、制動液圧保持要求判定機能を実現する。

また、判定部１１２は、時々刻々と変動する車速の推移を監視し、車速が車速閾値未満になったか否かを判定することにより、車速判定機能を実現する。

また、判定部１１２は、時々刻々と変動する制動モータ７２に係るモータ電流の推移を監視し、制動モータ７２に係るモータ電流が予め定められる電流閾値（例えば、実験等により、制動モータ７２の性能に支障を生じはじめる温度を適宜設定する。）を超えた場合に、制動モータ７２の温度が予め定められる温度閾値を超えた旨の判定を下すことにより、昇温判定機能を実現する。ここで、制動モータ７２に係るモータ電流値を二乗した値は、制動モータ７２の温度によく近似することがわかっている。この特性を用いて、制動モータ７２に係るモータ電流の値に基づいて、制動モータ７２の温度を推定することができる。

目標デューティ演算部１１３は、目標制動液圧演算部１１１の演算による目標制動液圧、及び、ホールセンサ群１０３により検出されたロータ回転信号に基づいて、目標デューティを演算する機能を有する。目標デューティ演算部１１３の演算結果（目標デューティ）は、ＶｄＶｑ変換部１１７に送られる。目標デューティは、目標制動液圧を実現するためのベクトル量である。

遅角量設定部１１５は、目標制動液圧演算部１１１での演算による目標制動液圧、判定部１１２による判定結果、及び、制動モータ７２に係るモータ回転速度に基づいて、制動液圧の保持要求が生じているか否かなどを考慮することで、ステータ７２Ａに回転磁界を発生させるための通電角の位相を、ロータ７２Ｂが有する永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角量を設定する機能を有する。遅角量設定部１１５による設定内容（遅角量）は、ＶｄＶｑ変換部１１７に送られる。

詳しく述べると、遅角量設定部１１５は、制動要求が生じており、かつ、制動液圧の保持要求が生じている場合に、ステータ７２Ａに回転磁界を発生させるための通電角の位相を、ロータ７２Ｂが有する永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせるように、電圧位相の遅角量を設定する。ここで、電圧位相の遅角量は、基本的に、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に安定な位相領域を拡大すると同時に、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に不安定な位相領域を狭めることを考慮して設定される。これについて、詳しくは後記する。

ＶｄＶｑ変換部１１７は、目標デューティ演算部１１３の演算により求められたベクトル量である目標デューティ、及び、遅角量設定部１１５により設定された通電角位相の遅角量に基づいて、ｄ軸電圧指令Ｖｄ*及びｑ軸電圧指令Ｖｑ*を生成する機能を有する。ＶｄＶｑ変換部１１７により生成されたｄ軸電圧指令Ｖｄ*及びｑ軸電圧指令Ｖｑ*は、２軸三相変換部１１９に送られる。

２軸三相変換部１１９は、ＶｄＶｑ変換部１１７で生成されたｄ軸電圧指令Ｖｄ*及びｑ軸電圧指令Ｖｑ*を、制動モータ７２のステータ７２Ａが有する三相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の電気巻線７２Ａ１に供給するための電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*に変換する機能を有する。２軸三相変換部１１９により変換された電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*は、モータドライバ１１０に送られる。

〔本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０の概略動作〕
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０の概略動作について、図３を参照して説明する。図３は、車両用制動装置１０の動作説明に供するフローチャート図である。

図３に示すステップＳ１１において、制動制御装置１０１の判定部１１２は、制動要求が生じているか否かを判定する。ステップＳ１１の判定の結果、制動要求が生じていない旨の判定が下された場合（ステップＳ１１のＮｏ）、制動制御装置１０１は、制動要求が生じるまで、ステップＳ１１の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１１の判定の結果、制動要求が生じている旨の判定が下された場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、制動制御装置１０１は、処理の流れを次のステップＳ１２へと進ませる。

ステップＳ１２において、制動制御装置１０１の判定部１１２は、制動液圧の保持要求が生じているか否かを判定する。ステップＳ１２の判定の結果、制動液圧の保持要求が生じていない旨の判定が下された場合（ステップＳ１２のＮｏ）、制動制御装置１０１は、処理の流れを次のステップＳ１３へと進ませる。一方、ステップＳ１２の判定の結果、制動液圧の保持要求が生じている旨の判定が下された場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、制動制御装置１０１は、処理の流れをステップＳ１４へとジャンプさせる。

ステップＳ１３において、制動制御装置１０１は、ステータ７２Ａに回転磁界を発生させるための通電角の位相として、標準の電気角を用いて、モータドライバ１１０に通電制御を行わせる。ここで、標準の電気角を用いるとは、ステータ７２Ａに回転磁界を発生させるための通電角の位相として、ロータ７２Ｂが有する永久磁石７２Ｂ１の位相に対して一致させるか、又は進ませることにより、制動制御装置１０１がモータドライバ１１０に通電制御を行わせることをいう。

ステップＳ１４において、制動制御装置１０１は、ステータ７２Ａに回転磁界を発生させるための通電角の位相として、遅角量設定部１１５で設定された電圧位相の遅角量を用いて、モータドライバ１１０に通電制御（遅角制御）を行わせる。

〔遅角制御の作用効果〕
次に、遅角制御による作用効果について、遅角制御を行わない場合と遅角制御を行った場合とを対比して、図４Ａ，図４Ｂ，図５Ａ，図５Ｂを参照して説明する。

図４Ａは、遅角制御を行わない場合の、目標ｑ軸電圧に対する実ｑ軸電圧を対比して表している。図４Ａの横軸は電気角である。遅角制御を行わない場合では、目標ｑ軸電圧に対する実ｑ軸電圧の特性線図は、図４Ａに示すように、基本的に、正弦波特性を呈している。

図４Ｂは、実ｑ軸電圧の特性線図を、一周期分だけ拡大して示してある。図４Ｂにおいて、紙面の右手方向は制動液圧の減圧方向を、紙面の左手方向は制動液圧の昇圧方向を、それぞれ示す。実ｑ軸電圧の特性線図では、図４Ｂに示すように、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に安定な静的安定領域（図４ＢのＥＡ１−ＥＡ２の領域を参照）と、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に不安定な静的不安定領域（図４ＢのＥＡ１−ＥＡ３の領域を参照）が存在する。

静的安定領域に属する例えば点４Ｘでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが昇圧方向に動くとトルクが減る一方、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが減圧方向に動くとトルクが増える。そのため、静的安定領域に属する点４Ｘでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が安定する。

これに対し、静的不安定領域に属する例えば点４Ｙでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが昇圧方向に動くとトルクが増える一方、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが減圧方向に動くとトルクが減る。そのため、静的不安定領域に属する点４Ｙでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が不安定になる。

遅角制御を行わない場合、図４Ｂに示すように、静的安定領域と、静的不安定領域とは、ほぼ均等の大きさを占めている。その結果、静的不安定領域に属する電気角を用いた通電制御を行う頻度が５０％と比較的高いため、例えば長い下り坂や停車中に、運転者が一定の制動操作を行っているにもかかわらず、制動モータ７２に係るハンチング現象を生じるおそれがあった。

図５Ａは、遅角制御を行った場合の、目標ｑ軸電圧に対する実ｑ軸電圧を対比して表している。図５Ａの横軸は電気角である。遅角制御を行った場合では、目標ｑ軸電圧に対する実ｑ軸電圧の特性線図は、図５Ａに示すように、基本的に、鋸波特性を呈している。

図５Ｂは、実ｑ軸電圧の特性線図を、一周期分だけ拡大して示してある。図５Ｂにおいて、紙面の右手方向は制動液圧の減圧方向を、紙面の左手方向は制動液圧の昇圧方向を、それぞれ示す。実ｑ軸電圧の特性線図では、図５Ｂに示すように、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に安定な静的安定領域（図５ＢのＥＡ１１−ＥＡ１２の領域を参照）と、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に不安定な静的不安定領域（図５ＢのＥＡ１１−ＥＡ１３の領域を参照）が存在する。

静的安定領域に属する例えば点５Ｘでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが昇圧方向に動くとトルクが減る一方、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが減圧方向に動くとトルクが増える。そのため、静的安定領域に属する点５Ｘでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が安定する。

これに対し、静的不安定領域に属する例えば点５Ｙでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが昇圧方向に動くとトルクが増える一方、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂが減圧方向に動くとトルクが減る。そのため、静的不安定領域に属する点５Ｙでは、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が不安定になる。

ここで注目すべきは、遅角制御を行った場合、図５Ｂに示すように、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が安定な静的安定領域が拡大されると共に、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が不安定な静的不安定領域が狭小になっている点である。その結果、静的不安定領域に属する電気角を用いた通電制御を行う頻度がじゅうぶんに低くなって、制動モータ７２に係るハンチング現象を抑制することができるため、運転者が一定の制動操作を行っている際であっても、制動モータ７２に係るハンチング現象に由来する雑音の発生を抑えて、車室内雰囲気の快適性を向上することができる。

〔本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０の作用効果〕
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動装置１０の作用効果について説明する。

第１の観点（請求項１に対応）に基づく車両用制動装置１０に係る発明では、車両の制動操作に応じて駆動される制動モータ（電動機）７２を有し、制動モータ７２の駆動によって制動液圧を発生させるモータシリンダ装置（制動液圧発生部）１６と、制動モータ７２が有するロータ７２Ｂに係る回転角を取得するホールセンサ群（回転角取得部）１０３と、ホールセンサ群１０３により取得されるロータ７２Ｂに係る回転角を、制動操作に基づく目標制動液圧を実現する目標回転角に追従させるように制動モータ７２に係る駆動制御を行う制動制御装置（制御部）１０１と、を備える。
制動モータ７２は、電気巻線７２Ａ１に回転磁界を発生させるステータ７２Ａの内方に、永久磁石７２Ｂ１を有するロータ７２Ｂを回転自在に設けたブラシレスモータであり、制動制御装置１０１は、制動液圧の保持要求が生じた場合に、制動液圧の保持要求が生じていない場合と比べて、回転磁界を発生させるための電圧位相（通電角の位相）を永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角制御を行う。

第１の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明によれば、制動制御装置１０１は、制動液圧の保持要求が生じた場合に、制動液圧の保持要求が生じていない場合と比べて、電気巻線７２Ａ１に回転磁界を発生させるための電圧位相（通電角の位相）を永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角制御を行うため、ロータ７２Ｂの動作が安定な位相領域を拡大すると同時に、ロータ７２Ｂの動作が不安定な位相領域を狭めることができる。その結果、制動モータ７２に係るハンチング現象を抑制することができるため、運転者が一定の制動操作を行っている際であっても、制動モータ７２に係るハンチング現象に由来する雑音の発生を抑えて、車室内雰囲気の快適性を向上することができる。

また、第２の観点（請求項２に対応）に基づく車両用制動装置１０に係る発明では、車両の速度を取得する車速センサ（車速取得部）１０７をさらに備え、制動制御装置１０１は、車速センサ１０７により取得される車速が予め定められる車速閾値未満の場合に、遅角制御を行う構成を採用してもよい。

車両が予め定められる車速閾値（例えば、２０ｋｍ／ｈなど）を超える車速で走行中のケースでは、車両の走行に伴うタイヤノイズなどの騒音によって、車速が車速閾値未満（停車を含む）の場合と比べて制動モータ７２に係るハンチング現象に由来する雑音が乗員に伝わりにくいため、遅角制御の要請が低い。また、車両が車速閾値を超える車速で走行中のケースにおいて、遅角制御を禁止すると、制動に係る性能や応答性の低下を抑制することができる。

そこで、第２の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明では、制動制御装置１０１は、車速センサ１０７により取得される車速が予め定められる車速閾値未満の場合に、遅角制御を行う構成を採用することとした。

第２の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明によれば、遅角制御を行う場面を、車速が車速閾値未満の場合に限定したため、第１の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明の作用効果に加えて、遅角制御の要請が低い車速が車速閾値を超える車両の走行シーンにおいて、制動に係る性能や応答性の低下を抑制する効果を期待することができる。

また、第３の観点（請求項３に対応）に基づく車両用制動装置１０に係る発明では、制動モータ７２の温度を取得するモータ電流センサ（温度取得部）１０９をさらに備え、制動制御装置１０１は、モータ電流センサ１０９により取得される制動モータ７２の温度が予め定められる温度閾値を超えた場合に、回転磁界を発生させるための電圧位相（通電角の位相）を永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角の量を低減させる。

一般に、回転磁界を発生させるための電圧位相を永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角制御を行うと、遅角制御を行っていない場合と比べて、制動モータ７２に係る発熱量が増大する傾向がある。

そこで、第３の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明では、制動制御装置１０１は、モータ電流センサ１０９により取得される制動モータ７２の温度が予め定められる温度閾値（例えば、摂氏１００度など）を超えた場合に、回転磁界を発生させるための電圧位相（通電角の位相）を永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角の量を低減させる構成を採用することとした。

第３の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明によれば、制動モータ７２の温度が温度閾値を超えた場合に、遅角の量を低減させるため、第１又は第２の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明の作用効果に加えて、制動モータ７２に係る発熱量の増大を抑制する効果を期待することができる。
〔その他の実施形態〕

以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本発明の実施形態中、制動モータ７２の温度を取得する温度取得部として、モータ電流センサ１０９を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。制動モータ７２の温度を取得する温度取得部として、モータ電流センサ１０９に代えて、制動モータ７２の温度を検出するサーミスタなどの温度センサを採用してもよい。

また、本発明の実施形態中、制動モータ７２の遅角制御を行うに際し、遅角量設定部１１５により設定された電圧位相の遅角量をＶｄＶｑ変換部１１７に与える例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。遅角量設定部１１５により設定された電圧位相の遅角量を２軸三相変換部１１９に与えることにより、制動モータ７２の遅角制御を行う構成を採用してもよい。

また、本発明の実施形態中、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に安定な位相領域を拡大すると同時に、制動モータ７２に係るロータ７２Ｂの動作が静的に不安定な位相領域を狭めることを考慮して、電圧位相の遅角量を設定する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。さらに、第３の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明のように、制動モータ７２の温度が温度閾値を超えないことを考慮して、電圧位相の遅角量を設定するのが好ましい。
本来、制動モータ７２におけるメカ的な進角量又は遅角量（公差に基づく）を考慮して、各制動モータ７２毎に相応しい電圧位相の遅角量を設定するのが理想的である。しかし、制動モータ７２の量産組み立て工程において、そのような適用を行うことは事実上難しい。
そこで、第３の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明のように、制動モータ７２の温度が温度閾値を超えないことを考慮して、電圧位相の遅角量を可変設定するのが好ましい。
このように構成すれば、制動モータ７２の量産組み立て工程において、メカ的に遅角量が設定（公差に基づく）された制動モータ７２であっても、同制動モータ７２が電圧位相に係る遅角量の過剰設定に基づいて過熱状態に陥る事態を未然に回避することができる。

最後に、本発明の実施形態中、制動モータ７２として、ＩＰＭ型のブラシレスモータを例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。制動モータ７２として、ＩＰＭ型のブラシレスモータに代えて、ＳＰＭ（SurfacePermanent Magnet）型のブラシレスモータを採用してもよい。

１０ 車両用制動装置
１６ モータシリンダ装置（制動液圧発生部）
７２ 制動モータ（電動機）
１０３ ホールセンサ群（回転角取得部）
１０７ 車速センサ（車速取得部）
１０９ モータ電流センサ（温度取得部）
１０１ 制動制御装置（制御部）

Claims (3)

1. 車両の制動操作に応じて駆動される電動機を有し、該電動機の駆動によって制動液圧を発生させる制動液圧発生部と、
   前記電動機が有するロータに係る回転角を取得する回転角取得部と、
   前記回転角取得部により取得される前記ロータに係る回転角を、前記制動操作に基づく目標制動液圧を実現する目標回転角に追従させるように前記電動機に係る駆動制御を行う制御部と、を備え、
   前記電動機は、電気巻線に回転磁界を発生させるステータの内方に、磁石を有する前記ロータを回転自在に設けたブラシレスモータであり、
   前記制御部は、前記制動液圧の保持要求が生じた場合に、前記制動液圧の保持要求が生じていない場合と比べて、前記回転磁界を発生させるための通電角の位相を前記磁石の位相に対して遅らせる遅角制御を行う
   ことを特徴とする車両用制動装置。
2. 請求項１に記載の車両用制動装置であって、
   前記車両の速度を取得する車速取得部をさらに備え、
   前記制御部は、前記車速取得部により取得される車速が予め定められる車速閾値未満の場合に、前記遅角制御を行う
   ことを特徴とする車両用制動装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用制動装置であって、
   前記電動機の温度を取得する温度取得部をさらに備え、
   前記制御部は、前記温度取得部により取得される前記電動機の温度が予め定められる温度閾値を超えた場合に、前記回転磁界を発生させるための通電角の位相を前記磁石の位相に対して遅らせる遅角の量を低減させる
   ことを特徴とする車両用制動装置。

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