JP2016120899A - 車両用制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた制動モータの遅角制御を適切に行う。【解決手段】車両用制動装置は、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と、ブラシレスモータである制動モータ７２のロータに係る回転角及び回転速度を含むロータ回転情報を取得するロータ回転情報取得部１１２と、ロータに係る回転角を、目標制動液圧を実現するように制動モータ７２の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、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転速度が第２回転速度閾値を超えた際に、回転磁界を発生させるための電圧位相をロータが有する永久磁石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、目標となる制動液圧に係る変動の大きさや急峻さ、制動液圧発生用の電動機の回転速度を含む、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行う点で改善の余地があった。

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、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことが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、運転者の制動操作に基づく目標となる制動液圧（以下、“目標制動液圧”という。）に係る変動の大きさや急峻さ、制動液圧発生用の電動機の回転速度を含む制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の態様にふさわしい電動機の駆動制御態様とはいかなるものかについて調査・研究を行った。その調査・研究を通して、目標制動液圧と、制動液圧発生用の電動機に係る回転速度とを入力パラメータとして用い、この入力パラメータに応じて電動機の駆動制御を行えば、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を行うことができることを見出した。
また、電流位相を用いた電動機の進角制御を行う前提で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を行うためには、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を高めることが重要であることがわかった。例えばレゾルバは、電動機の巻線に流れる電流の位相を高い精度をもって検出することができる。
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、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を行うべく、さらなる研究を重ねた。その結果、電流位相を用いた電動機の進角制御に代えて、電流位相と相関関係のある電圧位相を用いて電動機の進角制御を行えば、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができることを見出した。
特に、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放されると、制動液圧系内に蓄積された（揺り戻し）反力エネルギーが一気に解放される。こうしたケースでは、制動液圧の減圧側方向に前記の揺り戻し反力エネルギーが、電動機に連結された動力伝達機構（例えば、図１に示すボールねじ構造体８０参照）に対して加えられる。このような揺り戻し反力エネルギーに対抗して目標制動液圧を実現するには、定格出力及び定格トルクに余裕のある（体格の大きい）電動機を用いる必要がある。しかし、電動機は、限りある車両スペースに搭載されるものであって、余裕のある仕様設計を行うことは困難な場合がある。
そこで、本発明者らは、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放された場合であっても、その際に生じる揺り戻し反力エネルギーに対抗して目標制動液圧を実現可能とする電動機の駆動制御態様について、さらなる研究を重ねた。その結果、目標制動液圧の実現が困難になるのは、特に、前記の揺り戻し反力エネルギーが生じたケースであることを突き止めた。そして、かかる揺り戻し反力に対抗する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及び回転速度を含むロータ回転情報を取得するロータ回転情報取得部と、前記制動操作に基づく目標制動液圧に係る目標制動液圧情報を取得する目標制動液圧情報取得部と、前記目標制動液圧を実現するように前記電動機の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、前記目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、前記ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、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、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、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、この遅角制御によって逆起電力を発生させることでロータ回転速度の増大を抑制することができる。
その結果、（１）に係る発明によれば、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放された場合であっても、その際に生じる揺り戻し反力に対抗する力を創り出すことができるため、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。

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、前記車両は、当該車両の挙動を安定化させる動作を行う車両挙動安定化装置を備え、前記制御部は、前記車両挙動安定化装置による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、前記遅角制御を行うことを特徴とする。

車両挙動安定化装置による制動液圧の減圧制御が介入すると、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放される傾向がある。このため、強い揺り戻し反力エネルギーを生じる頻度が多くなりがちである。
そこで、（２）に係る発明では、車両挙動安定化装置による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、制御部は、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、車両挙動安定化装置による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、制御部は、遅角制御を行うことで、車両挙動安定化装置による制動液圧に係る減圧制御の介入に由来する強い揺り戻し反力エネルギーに対抗する力を創り出すことができるため、（１）に係る発明と同様に、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。

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、前記制御部は、前記目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、前記ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、当該減圧の幅が大きいほど前記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大きくすることを特徴とする。

（３）に係る発明によれば、制御部は、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、当該減圧の幅が大きいほど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大きくするため、（１）又は（２）に係る発明に比べて、強い揺り戻し反力エネルギーに対抗可能な強い力（逆起電力）を創り出すことができる。その結果、（１）又は（２）に係る発明と同様に、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。

本発明によれば、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。

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。 モータ回転速度が三通りに変化した際の、比較例に係る目標制動液圧に対応する進角量の関係、及び、モータ回転速度が二通りに変化した際の、実施例に係る目標制動液圧に対応する遅角量の関係を、対比して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制動液圧（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、一対の制動液圧センサ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、制動液圧に変換する。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が発生する制動液圧を用いてディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄを作動させる。

一対の制動液圧センサＰｍ，Ｐｐは、マスタシリンダ３４で発生した制動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で生じた制動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、図１に示すように、制動モータ７２と、第１スレーブピストン８８ａ及び第２スレーブピストン８８ｂが収容されるシリンダ構造体７６と、などを備えて構成されている。制動モータ７２と、第１スレーブピストン８８ａ及び第２スレーブピストン８８ｂとの間には、制動モータ７２の回転駆動力を第１スレーブピストン８８ａ及び第２スレーブピストン８８ｂに伝達するための駆動力伝達部７３が介在するように設けられている。モータシリンダ装置１６は、制動モータ７２の回転駆動力によって、制動液圧（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、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。

駆動力伝達部７３は、図１に示すように、制動モータ７２の回転駆動力を伝達する減速機構７８、及び、制動モータ７２の回転駆動力をボールねじ軸部８０ａの軸方向に沿った直線方向駆動力に変換するボールねじ構造体８０を含む動力伝達機構７４を有している。
例えば、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放されると、制動液圧系内に蓄積された揺り戻し反力エネルギーが一気に解放される。こうしたケースでは、制動液圧の減圧側方向に前記の揺り戻し反力エネルギーが、第１スレーブピストン８８ａ及び第２スレーブピストン８８ｂを介して、ボールねじ構造体８０に加えられる。すると、ボールねじ構造体８０は、図１の矢印で示す減圧側の方向に押し付けられて、シリンダ構造体７６の内壁部７６ａに突き当てられる。前記のような揺り戻し反力エネルギーを緩衝するために、後記する制動制御装置１０１は、回転磁界を発生させるための電圧位相を、制動モータ７２のロータ７２Ｂが有する永久磁石７２Ｂ１の位相に対して遅らせる遅角制御を行うように動作する。これについて、詳しくは後記する。

ＶＳＡ装置１８は、モータシリンダ装置１６で発生した制動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で発生した制動液圧を検出する制動液圧センサ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。ＶＳＡ装置１８は、本発明の“車両挙動安定化装置”に相当する。
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が発生する制動液圧（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で発生する制動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、ＶＳＡ装置１８、車速センサ（不図示）、モータ電流センサ（不図示）、制動液圧センサ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。ロータ回転信号は、本発明の“ロータ回転情報”に相当する。

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。

車速センサは、車両の速度（車速）を検出する機能を有する。車速センサで検出された車速信号は、制動制御装置１０１のモータ回転速度演算部１１２へと送られる。

モータ電流センサは、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のモータ回転速度演算部１１２へと送られる。

制動液圧センサ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。制動液圧センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈでそれぞれ検出された制動液圧に係る信号は、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、時々刻々と変動する制動状態を考慮して設定された電圧位相に係る進角量に基づいて、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、モータ回転速度演算部１１２、目標デューティ演算部１１３、進角量設定部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及び進角量設定部１１５にそれぞれ送られる。目標制動液圧演算部１１１は、本発明の“目標制動液圧情報取得部”に相当する。

モータ回転速度演算部１１２は、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、モータ回転速度を演算する機能を有する。モータ回転速度演算部１１２の演算結果（モータ回転速度）は、進角量設定部１１５に送られる。また、モータ回転速度演算部１１２は、ロータ回転信号に基づく演算により求めたモータ回転速度Ｎｍが、予め定められる第１回転速度閾値Ｎｍｔｈ１を超えるか否かを判定する機能を有する。第１回転速度閾値Ｎｍｔｈ１としては、運転者がブレーキペダル１２をゆっくりと踏み戻すケースに適合する適宜の値（例えば、−２０００ｒｐｍなど）を設定すればよい。
また、モータ回転速度演算部１１２は、ロータ回転信号に基づく演算により求めたモータ回転速度Ｎｍが、予め定められる第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えるか否かを判定する機能を有する。第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２としては、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放されたとみなせるケースに適合する適宜の値（例えば、−７５００ｒｐｍなど）を設定すればよい。モータ回転速度演算部１１２は、本発明の“ロータ回転情報取得部”に相当する。

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。

進角量設定部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、モータ回転速度演算部１１２での演算によるモータ回転速度、及び、制動状態の変動に応じた電圧位相に係る進角量を設定するための進角量マップ１１６に基づいて、ステータ７２Ａに回転磁界を発生させるための電圧位相を、ロータ７２Ｂが有する永久磁石７２Ｂ１の位相に対して進ませる電圧位相に係る進角量を設定する機能を有する。進角量設定部１１５による設定内容（進角量）は、ＶｄＶｑ変換部１１７に送られる。進角量マップ１１６について、詳しくは後記する。なお、電圧位相に係る進角量とは、電圧位相に係る進角量及び遅角量の両者を含む概念である。

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、進角量設定部１１５により設定された通電位相の進角量に基づいて、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は、制動動作が生じたか否かを判定する。なお、ここでいう制動動作とは、運転者による制動操作、及び、ＶＳＡ装置１８による減圧制御に基づく制動動作の両者を含む概念である。

ステップＳ１１の判定の結果、制動動作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、制動動作が生じるまで、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、制動動作が生じた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は、制動動作が減圧要求（運転者がブレーキペダル１２を踏み戻した）か否かを判定する。ステップＳ１２の判定の結果、制動動作が減圧要求ではない（つまり、制動動作が昇圧要求である）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、処理の流れを処理の流れをステップＳ１５へとジャンプさせる。一方、ステップＳ１２の判定の結果、制動動作が減圧要求であ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、処理の流れを次のステップＳ１３へと進ませる。

ステップＳ１３において、制動制御装置１０１のモータ回転速度演算部１１２は、ロータ回転信号に基づく演算により求めたモータ回転速度Ｎｍが、第１回転速度閾値Ｎｍｔｈ１を超えるか否かを判定する。ステップＳ１３の判定の結果、モータ回転速度Ｎｍが第１回転速度閾値Ｎｍｔｈ１を超えない旨の判定が下された場合（ステップＳ１３のＮｏ）、制動制御装置１０１は、処理の流れをステップＳ１６へとジャンプさせる。一方、ステップＳ１３の判定の結果、モータ回転速度Ｎｍが第１回転速度閾値Ｎｍｔｈ１を超える旨の判定が下された場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、制動制御装置１０１は、処理の流れを次のステップＳ１４へと進ませる。

ステップＳ１４において、制動制御装置１０１のモータ回転速度演算部１１２は、ロータ回転信号に基づく演算により求めたモータ回転速度Ｎｍが、第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えるか否かを判定する。ステップＳ１４の判定の結果、モータ回転速度Ｎｍが第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えない旨の判定が下された場合（ステップＳ１４のＮｏ）、制動制御装置１０１は、処理の流れをステップＳ１７へとジャンプさせる。一方、ステップＳ１４の判定の結果、モータ回転速度Ｎｍが第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超える旨の判定が下された場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、制動制御装置１０１は、処理の流れをステップＳ１８へとジャンプさせる。

ステップＳ１５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、昇圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る進角量を用いて、モータドライバ１１０に通電制御を行わせる。

ステップＳ１６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てモータドライバ１１０に通電制御を行わせるとは、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Ｓ１７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、通常減圧用に設定された電圧位相に係る進角量を用いて、モータドライバ１１０に通電制御を行わせる。通常減圧用に設定された電圧位相に係る進角量について、詳しくは後記する。

ステップＳ１８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、減圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る遅角量を用いて、モータドライバ１１０に通電制御を行わせる。減圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る遅角量について、詳しくは後記する。

〔進角量マップ１１６について〕
次に、制動状態の変動に応じた電圧位相に係る進角量（遅角量を含む）を設定する際に参照される進角量マップ１１６について、図４を参照して説明する。

図４は、モータ回転速度が三通りに変化した際の、比較例１〜３に係る目標制動液圧に対応する進角量の関係、及び、モータ回転速度が二通りに変化した際の、実施例１〜２に係る目標制動液圧に対応する遅角量の関係を、対比して概念的に表す説明図である。

図４に示す比較例１は、モータ回転速度Ｎｍが２５００ｒｐｍ（昇圧側）と中速である際の、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量の関係を示す。比較例１では、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量（ゼロより大きい）は、基本的に、目標制動液圧が大きいほど進角量が大きくなる右肩あがりの線形な特性を呈している。

図４に示す比較例２は、モータ回転速度Ｎｍが５０００ｒｐｍ（昇圧側）と高速である際の、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量の関係を示す。比較例２では、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量（ゼロより大きい）は、比較例１と同様に、基本的に、目標制動液圧が大きいほど進角量が大きくなる右肩あがりの線形な特性を呈している。
ただし、比較例２に係る特性線図は、比較例１に係る特性線図と比べて、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量が大きくなる特性を呈している。

要するに、比較例１及び比較例２では、進角量マップ１１６は、目標制動液圧の昇圧幅が大きいほど進角量が大きくなる特性を有することを表現している。なお、目標制動液圧が大であれば目標制動液圧の昇圧幅は大となる。また、モータ回転速度Ｎｍが高速であれば目標制動液圧の昇圧幅は大となる。比較例１及び比較例２に係る進角量は、ステップ１５の“昇圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る進角量”に相当する。

図４に示す比較例３は、モータ回転速度Ｎｍが−２５００ｒｐｍ（減圧側）と中速である際の、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量の関係を示す。比較例３では、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量は、０より大きい固定値となる特性を呈している。比較例３に係る進角量は、ステップＳ１７の“通常減圧用に設定された電圧位相に係る進角量”に相当する。
ただし、比較例３に係る特性線図は、比較例１及び比較例２に係る特性線図と比べて、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量が小さくなる特性を呈している。

ちなみに、モータ回転速度Ｎｍが−２０００ｒｐｍ（減圧側）〜２０００ｒｐｍ（昇圧側）となる低速領域では、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量は、ゼロに設定される。一般に、モータ回転速度Ｎｍが前記のように低速となる領域が、一般道路の走行において常用されている。このように常用される低速領域では、低騒音性の要請が大きい。そこで、かかる低速領域では、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量はゼロに設定されている。

図４に示す実施例１は、モータ回転速度Ｎｍが−７５００ｒｐｍ（減圧側）と高速である際の、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る遅角量の関係を示す。実施例１では、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る遅角量は、進み角の量を正とした場合、負の固定値となる特性を呈している。

図４に示す実施例２は、モータ回転速度Ｎｍが−１００００ｒｐｍ（減圧側）とさらに高速である際の、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る遅角量の関係を示す。実施例２では、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る遅角量は、進み角の量を正とした場合、実施例１と同様に、負の固定値となる特性を呈している。
ただし、実施例２に係る特性線図は、実施例１に係る特性線図と比べて、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る遅角量が大きくなる特性を呈している。

要するに、実施例１及び実施例２では、進角量マップ１１６は、目標制動液圧の減圧幅が大きいほど遅角量が大きくなる特性を有することを表現している。実施例１及び実施例２に係る遅角量は、ステップＳ１５の“減圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る遅角量”に相当する。

〔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のロータ７２Ｂに係る回転角及び回転速度を含むロータ回転情報を取得するモータ回転速度演算部（ロータ回転情報取得部）１１２と、制動操作に基づく目標制動液圧に係る目標制動液圧情報を取得する目標制動液圧演算部（目標制動液圧情報取得部）１１１と、目標制動液圧を実現するように制動モータ７２の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、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転情報に基づくロータ回転速度Ｎｍが予め定められる回転速度閾値（第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２）を超えた際に、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制御（強め界磁制御）を行う。なお、ロータ回転速度Ｎｍは、モータ回転速度と同義である。

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、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転情報に基づくロータ回転速度Ｎｍが第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えた際に、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制御（強め界磁制御）を行うため、この遅角制御（強め界磁制御）によって逆起電力を大きく発生させることでロータ回転速度の増大を抑制することができる。
その結果、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、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放された場合であっても、その際に生じる揺り戻し反力に対抗する力を創り出すことができるため、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。
さらに、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、前記の揺り戻し反力エネルギーによってボールねじ構造体８０がシリンダ構造体７６の内壁部７６ａに突き当てられる力を和らげる効果を期待することができる。

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、車両は、当該車両の挙動を安定化させる動作を行うＶＳＡ装置（車両挙動安定化装置）１８を備え、制動制御装置１０１は、ＶＳＡ装置１８による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、遅角制御を行う構成を採用してもよい。
ＶＳＡ装置１８による装置による制動液圧の減圧制御が介入すると、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放される傾向がある。このため、強い揺り戻し反力エネルギーを生じる頻度が多くなりがちである。
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、ＶＳＡ装置１８による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、制動制御装置１０１は、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、ＶＳＡ装置１８による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、制動制御装置１０１は、遅角制御を行うことで、ＶＳＡ装置１８による制動液圧に係る減圧制御の介入に由来する強い揺り戻し反力エネルギーに対抗する力（逆起電力）を創り出すことができるため、第２の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明と同様に、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。

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、制動制御装置１０１は、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転情報に基づくロータ回転速度Ｎｍが第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えた際に、当該減圧の幅が大きいほど電圧位相（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大きくす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、制動制御装置１０１は、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転情報に基づくロータ回転速度Ｎｍが第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えた際に、当該減圧の幅が大きいほど電圧位相をロータ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大きくするため、第１又は第２の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明に比べて、強い揺り戻し反力エネルギーに対抗可能な強い力（逆起電力）を創り出すことができる。その結果、第１又は第２の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明と同様に、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。

〔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。

また、本発明の実施形態中、制動動作が減圧要求であり（ステップＳ１２のＹｅｓ）、かつ、ロータ回転速度Ｎｍが第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えた際に（ステップＳ１４のＹｅｓ参照）、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、減圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る遅角量を用いて、モータドライバ１１０に通電制御を行わせる（ステップＳ１８）例をあげて説明した。さらに、第２の観点に基づく車両用制動装置１０に係る発明では、ＶＳＡ装置１８による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、制動制御装置１０１は、遅角制御を行う構成を採用してもよい旨に言及した。
ただし、本発明は、ＶＳＡ装置１８による制動液圧の減圧制御が介入した場合のほか、運転者による制動操作が減圧要求であり、かつ、ロータ回転速度Ｎｍが第２回転速度閾値Ｎｍｔｈ２を超えた際であっても、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、減圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る遅角量を用いて、モータドライバ１１０に通電制御を行わせる構成をも、技術的範囲の射程に捉えている。

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）
１８ ＶＳＡ装置（車両挙動安定化装置）
７２ 制動モータ（電動機）
１０１ 制動制御装置（制御部）
１１１ 目標制動液圧演算部（目標制動液圧情報取得部）
１１２ モータ回転速度演算部（ロータ回転情報取得部）

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及び回転速度を含むロータ回転情報を取得するロータ回転情報取得部と、
   前記制動操作に基づく目標制動液圧に係る目標制動液圧情報を取得する目標制動液圧情報取得部と、
   前記目標制動液圧を実現するように前記電動機の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、前記目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、前記ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、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、
   前記車両は、当該車両の挙動を安定化させる動作を行う車両挙動安定化装置を備え、
   前記制御部は、前記車両挙動安定化装置による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、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、
   前記制御部は、前記目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、前記ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、当該減圧の幅が大きいほど前記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大きくする
   ことを特徴とする車両用制動装置。

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