WO2018043536A1 - 車両の制動制御装置 - Google Patents

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current
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electric motor
target
limit circle
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光 河村
駿 塚本
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株式会社アドヴィックス
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    • B60T2201/00Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/03Brake assistants

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle braking control device.
  • Patent Document 1 discloses that “target brake hydraulic pressure calculation means M1 is connected to a slave cylinder for the purpose of improving the response of generation of braking force without increasing the size of the electric motor that drives the electric braking force generation means”.
  • the target brake fluid pressure to be generated is calculated, the differentiation means M2 time-differentiates the target brake fluid pressure to calculate the rate of change of the target brake fluid pressure, and the field current calculation means M3 determines the rate of change of the target brake fluid pressure.
  • the field current command value of the electric motor that drives the slave cylinder is calculated, and the electric motor control means M4 controls the field weakening of the electric motor based on the field current command value. Is an emergency in which the braking force needs to be suddenly raised. At this time, the field current command value is increased to increase the field weakening amount of the electric motor, thereby rotating the electric motor. The increasing is operated quickly a slave cylinder, it is possible to enhance the responsiveness of the braking force generation "that have been described.
  • Patent Document 2 discloses that a motor-driven cylinder 13 that applies brake fluid pressure to a wheel cylinder is braked for the purpose of “further improving the response of a brake force generated by an electric actuator with a simple configuration”.
  • the field-weakening control is performed to control the drive, for example, when the motor angle (rotation amount) is used as the operation amount of the electric actuator.
  • Can be detected with high accuracy using a known simple and inexpensive rotation sensor, etc. and the fluctuation range of the motor angle can be widened to easily increase the braking response, and it is also affected by fluctuations in load rigidity.
  • the transient state immediately after the start of field weakening control there is a deviation in motor angle, and field weakening control can be continued. , Variations in the response characteristic of the motor is reduced, it is described that stable response characteristics can be obtained.
  • the applicant has developed a braking control device for a vehicle that generates braking torque by an electric motor, and suppresses excessive slip of the wheel at the start of execution of slip suppression control on the wheel.
  • wheel slip suppression control is executed in which the electric motor is controlled to reduce the braking torque of the wheel based on the slip state amount of the wheel.
  • “sudden stop control” is performed to suddenly stop the rotational motion of the electric motor.
  • the sudden stop control is started on the condition that the wheel slip suppression control is not executed.
  • control to change the energization amount of the electric motor stepwise to a preset energization limit value corresponding to the deceleration direction of the electric motor may be executed.
  • Patent Documents 1 and 2 describe “weak field control (also referred to as weak magnetic flux control)” by passing a negative current through the d-axis of an electric motor.
  • weak magnetic flux control also referred to as weak magnetic flux control
  • the d-axis current and the q-axis current can be controlled independently. For this reason, when these are controlled appropriately, the thing which can further suppress that the slip of a wheel becomes excessive at the time of the start of execution of suppression control of a wheel slip is anxious.
  • An object of the present invention is applied to a braking control device for a vehicle using a three-phase brushless motor, and an excessive wheel slip can be more effectively suppressed at the start of wheel slip suppression control for suppressing wheel slip. Is to provide.
  • a vehicle braking control device drives an electric motor (MTR) based on a target pressing force (Fpt) corresponding to a required braking force with respect to a vehicle wheel (WH), and is fixed to the wheel (WH).
  • the friction member (MS) is pressed against the rotating member (KT) to generate a braking force on the wheel (WH).
  • a vehicle braking control device includes a wheel speed sensor (VWA) that detects a speed (Vwa) of the wheel (WH), and a rotation angle sensor (MKA) that detects a rotation angle (Mka) of the electric motor (MTR).
  • a drive circuit (DRV) for driving the electric motor (MTR), and a controller (ECU) for controlling the drive circuit (DRV) based on the target pressing force (Fpt).
  • the controller determines a current limiting circle (Cis) in the dq-axis current characteristics of the electric motor (MTR) based on the specifications of the drive circuit (DRV).
  • a voltage limit circle (Cvs) in the dq axis current characteristic is calculated based on the rotation angle (Mka), and the slip degree of the wheel (WH) is calculated based on the speed (Vwa) of the wheel (WH).
  • Slip state amount (Slp) is calculated, and slip suppression control for reducing the slip degree of the wheel (WH) is executed based on the slip state amount (Slp).
  • the controller calculates an intersection (Pxb) between the current limit circle (Cis) and the voltage limit circle (Cvs), and based on the intersection (Pxb), the d-axis target The current (Idt) and the q-axis target current (Iqt) are calculated.
  • the d-axis and q-axis target currents Idt and Iqt are determined based on the intersection Pxb (corresponding to the current in the reverse direction) between the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs.
  • the intersection point Pxb is an operating point at which the output of the electric motor MTR is maximized in the reverse direction of the electric motor MTR. For this reason, the electric motor MTR can be stopped most efficiently and the reverse movement can be started. As a result, the responsiveness of wheel slip suppression control is improved, and excessive wheel slip due to the moment of inertia of the electric motor MTR can be suppressed.
  • the controller is configured such that the current limit circle (Cis) and the voltage limit circle (Cvs) are correlated even when the slip suppression control is not performed.
  • the drive circuit (DRV) is controlled based on the above, and at the start of execution, the current limit circle (Cis) is expanded more than the current limit circle (Cis) at the non-execution time.
  • the current limit circle Cis is expanded to the expansion allowable current value iqn beyond the allowable current value iqm only for a short time. For this reason, the temperature increase of the electric motor MTR and the drive circuit DRV is suppressed, and the electric motor MTR is stopped and reversed more efficiently. As a result, excessive wheel slip can be suppressed.
  • the vehicle braking control apparatus includes a current sensor (IMA) that detects a current value (Ima) flowing through the drive circuit (DRV), and the controller (ECU) includes the current value (Ima), and Based on the rotation angle (Mka), a d-axis actual current (Ida) that is a d-axis component of the current value (Ima) and a q-axis actual current (q-axis component that is a q-axis component of the current value (Ima)).
  • IMA current sensor
  • Ima current value flowing through the drive circuit
  • ECU includes the current value (Ima)
  • Mka rotation angle
  • Iqa is calculated, the back electromotive force ( ⁇ ⁇ ⁇ ) of the electric motor (MTR) is calculated based on the rotation angle (Mka), and the d-axis target current (Idt) and the d-axis actual current (Ida) are calculated. ), The deviation (eIq) between the q-axis target current (Iqt) and the q-axis actual current (Iqa), and the back electromotive force ( ⁇ ⁇ ⁇ ), the target voltage ( Edqs) based on the target voltage (Edqs) There wherein controlling the drive circuit (DRV) with.
  • the electric motor MTR is driven by voltage control based on a deviation eId between the d-axis target current Idt and the d-axis actual current Ida and a deviation eIq between the q-axis target current Iqt and the q-axis actual current Iqa (that is, current feedback control). Voltage control). According to the above configuration, in the voltage control, the influence of the counter electromotive force (back electromotive voltage) generated by the rotation of the electric motor MTR is compensated. For this reason, the rapid deceleration of the electric motor MTR can be achieved more effectively.
  • 1 is an overall configuration diagram of a vehicle equipped with a vehicle braking control device BCS according to the present invention. It is a functional block diagram for demonstrating the process in controller ECU. It is a flowchart for demonstrating the process in the wheel slip suppression control block FSC and the target pressing force calculation block FPT. It is a flowchart for demonstrating the 1st process example (especially the flow of a process in case the wheel slip suppression control is not performed) in the target electric current calculation block IMT. It is a flowchart for demonstrating the 1st process example (especially the flow of a process in case the wheel slip suppression control is performed) in the target electric current calculation block IMT. It is a characteristic view for demonstrating the 1st process example in the target electric current calculation block IMT.
  • a braking control device BCS according to the present invention will be described with reference to the overall configuration diagram of FIG.
  • the component, the arithmetic processing, the signal, the characteristic, and the value to which the same symbol is attached exhibit the same function. Therefore, duplicate description may be omitted.
  • each wheel WH of the vehicle is provided with a brake caliper CP, a wheel cylinder WC, a rotating member KT, and a friction member MS.
  • Brake operation member (for example, brake pedal) BP is a member that the driver operates to decelerate the vehicle.
  • the braking operation member BP By operating the braking operation member BP, the braking torque for the wheel WH is adjusted, and a braking force is generated on the wheel WH.
  • a rotating member for example, a brake disc
  • Brake caliper CP is arranged so as to sandwich rotating member KT.
  • a brake caliper (also simply referred to as a caliper) CP is provided with a wheel cylinder WC.
  • the piston in the wheel cylinder WC of the caliper CP By adjusting (increasing or decreasing) the hydraulic pressure in the wheel cylinder WC of the caliper CP, the piston in the wheel cylinder WC is moved (advanced or retracted) with respect to the rotating member KT.
  • the friction member for example, brake pad
  • the rotating member KT and the wheel WH are fixed so as to rotate together through a fixed shaft DS. For this reason, braking torque (braking force) is generated in the wheel WH by the frictional force generated by the pressing force. Therefore, the braking force required for the wheel WH (required braking force) is achieved according to the target value of the pressing force.
  • a braking operation amount sensor (also simply referred to as an operation amount sensor) BPA is provided on the braking operation member BP.
  • An operation amount Bpa of the braking operation member (brake pedal) BP by the driver is detected by the operation amount sensor BPA.
  • the brake operation amount sensor BPA a hydraulic pressure sensor that detects the pressure of the master cylinder MC, an operation displacement sensor that detects an operation displacement of the brake operation member BP, and an operation force of the brake operation member BP are detected. At least one of the operation force sensors is employed.
  • the operation amount sensor BPA is a general term for the master cylinder hydraulic pressure sensor, the operation displacement sensor, and the operation force sensor.
  • the brake operation amount Bpa is determined based on at least one of the hydraulic pressure of the master cylinder MC, the operation displacement of the brake operation member BP, and the operation force of the brake operation member BP.
  • the operation amount Bpa is input to the controller ECU.
  • the controller (electronic control unit) ECU is composed of an electric circuit board on which a microprocessor and the like are mounted, and a control algorithm programmed in the microprocessor.
  • the controller ECU controls the pressurizing unit KAU (particularly, the electric motor MTR), the cutoff valve VSM, and the switching valve VKR based on the braking operation amount Bpa. Specifically, based on a programmed control algorithm, signals (Sux and the like) for controlling the electric motor MTR, the shutoff valve VSM, and the switching valve VKR are calculated and output from the controller ECU.
  • the controller ECU outputs a drive signal Vsm for opening the shut-off valve VSM when the braking operation amount Bpa is equal to or greater than the predetermined value bp0, and the switching valve VKR includes the pressure cylinder pipe HKC and the wheel cylinder pipe HWC.
  • a drive signal Vkr for making the communication state of is output to the electromagnetic valves VSM and VKR.
  • the master cylinder MC is in communication with the simulator SSM
  • the pressure cylinder KCL is in communication with the wheel cylinder WC.
  • the controller ECU calculates a drive signal (Sux or the like) for driving the electric motor MTR based on the operation amount Bpa, the rotation angle Mka, and the actual pressing force Fpa (for example, the hydraulic pressure of the pressure cylinder KCL). And output to the drive circuit DRV.
  • the braking operation amount Bpa is detected by the braking operation amount sensor BPA
  • the actual rotation angle Mka is detected by the rotation angle sensor MKA
  • the actual pressing force Fpa is detected by the pressing force sensor FPA.
  • the pressure of the brake fluid in the wheel cylinder WC is controlled (maintained, increased, or decreased) by the pressurizing unit KAU driven by the electric motor MTR.
  • the master cylinder MC is mechanically connected to the brake operation member BP via the brake rod BRD.
  • the master cylinder MC converts the operation force (brake pedal depression force) of the brake operation member BP into the pressure of the brake fluid.
  • the brake fluid is discharged (pressure-fed) from the master cylinder MC to the master cylinder pipe HMC.
  • the master cylinder pipe HMC is a fluid path that connects the master cylinder MC and the switching valve VKR.
  • a stroke simulator (simply referred to as a simulator) SSM is provided to generate an operating force on the braking operation member BP.
  • a simulator cutoff valve (also referred to simply as a cutoff valve) VSM is provided between the hydraulic chamber in the master cylinder MC and the simulator SSM.
  • the cutoff valve VSM is a two-position electromagnetic valve having an open position and a closed position. When the shut-off valve VSM is in the open position, the master cylinder MC and the simulator SSM are in communication with each other, and when the shut-off valve VSM is in the closed position, the master cylinder MC and the simulator SSM are in shut-off state (not in communication). )
  • the shutoff valve VSM is controlled by a drive signal Vsm from the controller ECU.
  • a normally closed electromagnetic valve NC valve
  • a piston and an elastic body for example, a compression spring
  • the braking fluid is moved from the master cylinder MC to the simulator SSM, and the piston is pushed by the flowing braking fluid.
  • a force is applied to the piston in a direction that prevents the inflow of the brake fluid by the elastic body.
  • An operating force for example, a brake pedal depression force
  • the pressurizing unit KAU discharges (pressurizes) the brake fluid to the pressurizing cylinder pipe HKC using the electric motor MTR as a power source. And with this pressure, the pressurizing unit KAU presses (presses) the friction member MS against the rotating member KT, and applies braking torque (braking force) to the wheel WH. In other words, the pressurizing unit KAU generates a force (pressing force) for pressing the friction member MS against the rotating member KT by the electric motor MTR.
  • the pressure unit KAU includes an electric motor MTR, a drive circuit DRV, a power transmission mechanism DDK, a pressure shaft KSF, a pressure cylinder KCL, a pressure piston PKC, and a pressure sensor FPA.
  • the electric motor MTR is a power source for the pressure cylinder KCL to adjust the pressure of the brake fluid in the wheel cylinder WC (pressurization, decompression, etc.).
  • a three-phase brushless motor is employed as the electric motor MTR.
  • the electric motor MTR has three coils CLU, CLV, and CLW corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase, respectively, and is driven by the drive circuit DRV.
  • the electric motor MTR is provided with a rotation angle sensor MKA that detects a rotor position (rotation angle) Mka of the electric motor MTR.
  • the rotation angle Mka is input to the controller ECU.
  • the drive circuit DRV is an electric circuit board on which a switching element (power semiconductor device) for driving the electric motor MTR is mounted. Specifically, a three-phase bridge circuit is formed in the drive circuit DRV, and the energization state to the electric motor MTR is controlled based on the drive signal (Sux or the like).
  • the drive circuit DRV is provided with a current sensor (for example, a current sensor) IMA that detects an actual current Ima (generic name of each phase) to the electric motor MTR.
  • the current (detected value) Ima of each phase is input to the controller ECU.
  • the power transmission mechanism DDK decelerates the rotational power of the electric motor MTR, converts it into linear power, and outputs it to the pressure shaft KSF.
  • the power transmission mechanism DDK is provided with a speed reducer (not shown), and the rotational power from the electric motor MTR is decelerated and output to a screw member (not shown). Then, the rotational power is converted into the linear power of the pressure shaft KSF by the screw member. That is, the power transmission mechanism DDK is a rotation / linear motion conversion mechanism.
  • the pressure piston PKC is fixed to the pressure shaft KSF.
  • the pressure piston PKC is inserted into the inner hole of the pressure cylinder KCL to form a combination of the piston and the cylinder.
  • a sealing member (not shown) is provided on the outer periphery of the pressurizing piston PKC, and liquid tightness is ensured between the pressurizing cylinder KCL and the inner hole (inner wall). That is, a pressure chamber Rkc that is partitioned by the pressure cylinder KCL and the pressure piston PKC and filled with the brake fluid is formed.
  • the volume of the pressure chamber Rkc is changed by moving the pressure piston PKC in the center axis direction. Due to this volume change, the brake fluid is moved between the pressure cylinder KCL and the wheel cylinder WC via the brake pipes (fluid paths) HKC and HWC.
  • the hydraulic pressure in the wheel cylinder WC is adjusted by taking in and out the brake fluid from the pressure cylinder KCL, and as a result, the pressing force of the friction member MS against the rotating member KT is adjusted.
  • a hydraulic pressure sensor that detects the hydraulic pressure Fpa of the pressurizing chamber Rkc is built in the pressurizing unit KAU (particularly, the pressurizing cylinder KCL).
  • the hydraulic pressure sensor (that is, the pressing force sensor) FPA is fixed to the pressurizing cylinder KCL and integrally configured as the pressurizing unit KAU.
  • the detection value Fpa of the pressing force (that is, the hydraulic pressure in the pressurizing chamber Rkc) is input to the controller ECU.
  • the pressurizing unit KAU has been described above.
  • the switching valve VKR switches between “a state in which the wheel cylinder WC is connected to the master cylinder MC” and “a state in which the wheel cylinder WC is connected to the pressurizing cylinder KCL”.
  • the switching valve VKR is controlled based on a drive signal Vkr from the controller ECU. Specifically, when the braking operation is not performed (when “Bpa ⁇ bp0”), the wheel cylinder pipe HWC is brought into communication with the master cylinder pipe HMC via the switching valve VKR and pressurized. The cylinder piping HKC is not communicated (blocked).
  • the wheel cylinder pipe HWC is a fluid path connected to the wheel cylinder WC.
  • the electric motor MTR is driven and the electromagnetic valves VSM and VKR are excited based on the operation amount Bpa of the braking operation member BP.
  • the electric motor MTR is driven by the drive circuit DRV.
  • the drive circuit DRV (three-phase bridge circuit) is formed by switching elements SUX, SUZ, SVX, SVZ, SWX, SWZ (also simply referred to as “SUX to SWZ”).
  • the controller ECU calculates drive signals Sux, Suz, Svx, Svz, Swx, Swz (also simply expressed as “Sux to Swz”), and controls the switching elements SUX to SWZ based on the drive signals. Further, the controller ECU determines drive signals Vsm and Vkr, and controls the electromagnetic valves VSM and VKR based on the drive signals.
  • the controller ECU includes a command pressure calculation block FPS, a wheel slip suppression control block FSC, a target pressure calculation block FPT, a command current calculation block IMS, a pressure feedback control block FFB, a target current calculation block IMT, a switching control block SWT,
  • the solenoid valve control block SLC is configured.
  • the command pressing force Fps is calculated based on the braking operation amount Bpa and the calculation characteristic (calculation map) CFps.
  • the instruction pressing force Fps is a target value of the hydraulic pressure (corresponding to pressing force) generated by the pressurizing unit KAU.
  • the command pressing force Fps is “0 (zero)” in a range where the braking operation amount Bpa is “0 (corresponding to the case where the braking operation is not performed)” or more and less than the predetermined value bp0.
  • the instruction pressing force Fps is calculated so as to monotonously increase from “0” as the operation amount Bpa increases.
  • the predetermined value bp0 is a value corresponding to “play” of the braking operation member BP, and is referred to as “play value”.
  • the adjustment pressing force Fsc is calculated based on the wheel speed Vwa of each wheel WH.
  • the adjustment pressing force Fsc is a target value for executing wheel slip suppression control.
  • the “wheel slip suppression control” is to improve the stability of the vehicle by controlling the slip states of the four wheels WH of the vehicle independently and separately.
  • the wheel slip suppression control is at least one of anti-skid control (Antilock Brake Control) and braking force distribution control (Electronic Brake Force Distribution Control).
  • an adjustment pressing force Fsc for executing at least one of anti-skid control and braking force distribution control is calculated.
  • an adjustment pressing force Fsc for anti-skid control is calculated.
  • the adjustment pressing force Fsc for performing anti-skid control is calculated so as to prevent wheel lock based on the acquisition result (wheel speed Vwa) of the wheel speed sensor VWA provided on each wheel WH.
  • a wheel slip state quantity Slp (a control variable representing a state of deceleration slip of the wheel) is calculated.
  • the adjustment pressing force Fsc is determined based on the wheel slip state amount Slp.
  • the wheel slip state quantity Slp is a state quantity (variable) representing the slip degree of the wheel WH.
  • the wheel slip state quantity Slp is calculated based on at least one of the wheel slip speed and the wheel deceleration.
  • the wheel slip speed is calculated based on the difference between the “vehicle speed Vxa calculated based on the wheel speed Vwa of each wheel WH of the vehicle” and the wheel speed Vwa.
  • the wheel deceleration is calculated by differentiating the wheel speed Vwa with respect to time.
  • the predetermined amount slx is a preset threshold (constant) for determining execution of the anti-skid control.
  • the adjustment pressing force Fsc is calculated to execute the braking force distribution control for suppressing the wheel slip of the rear wheel based on the acquisition result (wheel speed Vwa) of the wheel speed sensor VWA. Is done. Specifically, the rear wheel adjustment pressing force Fsc is determined based on the rear wheel slip state amount Slp with respect to the front wheel slip state amount Slp. Specifically, when the difference between the front wheel slip speed and the rear wheel slip speed exceeds a predetermined speed slz, the braking force distribution control is started, and the adjustment pressing force Fsc is set so as to keep the instruction pressing force Fps constant. Calculated.
  • the predetermined speed slz is a preset threshold value (constant) for determining execution of the braking force distribution control.
  • the target pressing force Fpt is calculated based on the instruction pressing force Fps and the adjustment pressing force Fsc.
  • the target pressing force Fpt is a final target value of the pressing force and corresponds to a required braking force for the wheel WH.
  • the command pressing force Fps is determined as the target pressing force Fpt as it is.
  • the instruction pressing force Fps is adjusted by the adjustment pressing force Fsc, and the final target pressing force Fpt is calculated.
  • the instruction pressing force Fps is adjusted to be reduced by the adjusting pressing force Fsc so as to avoid the wheel lock.
  • the instruction pressing force Fps is adjusted to be held by the adjustment pressing force Fsc so as to suppress the increase in the rear wheel slip.
  • the command current Ims of the electric motor MTR is calculated based on the target pressing force Fpt and a preset calculation characteristic (calculation map) CIms.
  • the command current Ims is a target value of a current for controlling the electric motor MTR.
  • the command current Ims is determined so that the command current Ims increases monotonously from “0” as the target pressing force Fpt increases from “0”.
  • the target value (for example, target fluid pressure) Fpt of the pressing force and the actual value (detected value of fluid pressure) Fpa of the pressing force are set as control state variables, and based on these, A compensation current Ifp of the motor MTR is calculated. Since an error occurs in the pressing force only by the control based on the command current Ims, the pressing force feedback control block FFB compensates for this error.
  • the pressing force feedback control block FFB includes a comparison calculation and compensation current calculation block IFP.
  • the target value Fpt of the pressing force (corresponding to the required braking force of the wheel WH) and the actual value Fpa (corresponding to the braking force actually generated) are compared.
  • the actual value Fpa of the pressing force is a detection value detected by a pressing force sensor FPA (for example, a hydraulic pressure sensor that detects the hydraulic pressure of the pressure cylinder KCL).
  • a deviation (pressing force deviation) eFp between the target pressing force (target value) Fpt and the actual pressing force (detected value) Fpa is calculated.
  • the pressing force deviation eFp is input to the compensation current calculation block IFP as a control variable.
  • the compensation current calculation block IFP includes a proportional element block, a differential element block, and an integral element block.
  • the proportional element block the proportional force Kp is multiplied by the pressing force deviation eFp to calculate the proportional element of the pressing force deviation eFp.
  • the differential element block the pressing force deviation eFp is differentiated, and this is multiplied by the differential gain Kd to calculate the differential element of the pressing force deviation eFp.
  • the integral element block the pressing force deviation eFp is integrated, and this is multiplied by an integral gain Ki to calculate an integral element of the pressing force deviation eFp. Then, the compensation current Ifp is calculated by adding the proportional element, the differential element, and the integral element.
  • the actual pressing force (detected value) Fpa is converted to the target pressing force (target value) Fpt based on the comparison result (the pressing force deviation eFp) between the target pressing force Fpt and the actual pressing force Fpa. So that the deviation eFp approaches “0 (zero)”, so-called PID control based on the pressing force is executed.
  • the target current (target current vector) Imt which is the final target value of the current based on the command current Ims, the compensation current (compensation value by the pressing force feedback control) Ifp, and the rotation angle Mka. Is calculated.
  • the target current Imt is a vector on the dq axis, and is formed by a d-axis component (also referred to as “d-axis target current”) Idt and a q-axis component (also referred to as “q-axis target current”) Iqt.
  • the target current Imt is also expressed as a target current vector (Idt, Iqt). Detailed processing in the target current calculation block IMT will be described later.
  • the sign (value positive / negative) of the target current Imt is determined based on the direction in which the electric motor MTR should rotate (that is, the pressing force increasing / decreasing direction). Further, the magnitude of the target current Imt is calculated based on the rotational power to be output from the electric motor MTR (that is, the increase / decrease amount of the pressing force). Specifically, when the pressing force is increased, the sign of the target current Imt is calculated as a positive sign (Imt> 0), and the electric motor MTR is driven in the forward rotation direction. On the other hand, when decreasing the pressing force, the sign of the target current Imt is determined to be a negative sign (Imt ⁇ 0), and the electric motor MTR is driven in the reverse direction. Furthermore, the output torque (rotational power) of the electric motor MTR is controlled to increase as the absolute value of the target current Imt increases, and the output torque is controlled to decrease as the absolute value of the target current Imt decreases.
  • drive signals Sux to Swz for performing pulse width modulation on the switching elements SUX to SWZ are calculated based on the target current Imt (Idt, Iqt).
  • a target value Emt of each voltage of the U phase, V phase, and W phase (a general term for target voltages Eut, Evt, Ewt of each phase) is calculated.
  • the duty ratio Dtt of the pulse width of each phase (generic name of duty ratios Dut, Dvt, Dwt of each phase) is determined.
  • the “duty ratio” is a ratio of the ON time to one cycle, and “100%” corresponds to full energization. Then, based on the duty ratio (target value) Dtt, whether each of the switching elements SUX to SWZ constituting the three-phase bridge circuit is turned on (energized state) or turned off (non-energized state) The drive signals Sux to Swz are calculated. The drive signals Sux to Swz are output to the drive circuit DRV.
  • the energization or non-energization states of the six switching elements SUX to SWZ are individually controlled by the six drive signals Sux to Swz.
  • Dtt generator name of each phase
  • the energization time per unit time is lengthened in each switching element, and a larger current flows through the coils CLU, CLV, and CLW. Therefore, the rotational power of the electric motor MTR is increased.
  • each phase is provided with a current sensor IMA (current sensor IUA, IVA, IWA of each phase), and an actual current Ima (general name of actual currents Iua, Iva, Iwa of each phase) is detected.
  • the detection value Ima (generic name) of each phase is input to the switching control block SWT.
  • so-called current feedback control is executed so that the detection value Ima of each phase matches the target value Imt.
  • the duty ratio Dtt the duty ratios Dut, Dvt, Dwt of each phase
  • the current deviation eIm approaches “0”.
  • drive signals Vsm and Vkr for controlling the solenoid valves VSM and VKR are calculated based on the braking operation amount Bpa.
  • the drive signal Vsm is determined so that the simulator cutoff valve VSM is set to the open position in response to the non-braking operation ( For example, when the shutoff valve VSM is an NC valve, the drive signal Vsm indicates non-excitation).
  • the time after the point when the braking operation amount Bpa is increased and the operation amount Bpa becomes equal to or greater than the play value bp0 corresponds to the braking operation, and at that time (the braking operation start time), the shutoff valve VSM changes from the closed position to the open position.
  • the drive signal Vsm is determined so as to be changed.
  • the shutoff valve VSM is an NC valve
  • an excitation instruction is started as the drive signal Vsm at the start of the braking operation.
  • the drive signal Vkr is set so that “the master cylinder MC and the wheel cylinder WC are disconnected and the pressurizing cylinder KCL and the wheel cylinder WC are in communication (referred to as an excited state)” at the start of the braking operation. It is determined.
  • step S110 the wheel speed Vwa of the four wheels WH of the vehicle is read.
  • the wheel speed Vwa is detected by a wheel speed sensor VWA provided in each wheel WH.
  • step S120 the vehicle body speed Vxa is calculated based on the wheel speed Vwa. For example, the maximum of the four wheel speeds Vwa is adopted as the vehicle body speed Vxa.
  • the wheel slip state quantity Slp of each wheel WH is calculated based on the wheel speed Vwa.
  • the wheel slip state quantity Slp is a state quantity (variable) representing the slip degree of the wheel WH.
  • a slip speed that is a deviation between the vehicle body speed Vxa and the wheel speed Vwa is employed.
  • a wheel deceleration obtained by differentiating the wheel speed Vwa is adopted as the wheel slip state quantity Slp. That is, the wheel slip state quantity Slp is calculated based on at least one of the wheel slip speed and the wheel deceleration.
  • the wheel slip speed is made dimensionless by the vehicle body speed Vxa, the wheel slip ratio is calculated, and the wheel slip ratio can be adopted as one of the wheel slip state quantities Slp.
  • step S140 it is determined whether or not the execution condition of the wheel slip suppression control is satisfied.
  • the wheel slip suppression control is the anti-skid control
  • the predetermined amount slx is a determination threshold value for anti-skid control, and is a predetermined value set in advance.
  • the wheel slip suppression control is the braking force distribution control
  • the predetermined speed slz is a determination threshold value for braking force distribution control, and is a predetermined value set in advance.
  • step S140 If the execution condition of wheel slip suppression control is satisfied and step S140 is affirmed (in the case of “YES”), the process proceeds to step S150. On the other hand, if the execution condition of the wheel slip suppression control is not satisfied and step S140 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S170.
  • step S150 the control flag FLsc is set to “1”.
  • the control flag FLsc is a signal indicating whether the wheel slip suppression control is executed / not executed, and is set to “1” when it is executed and “0” when it is not executed. Therefore, at the start of the wheel slip suppression control, the control flag FLsc is switched from “0” to “1”. At the end of the wheel slip suppression control, the control flag FLsc is switched from “1” to “0”.
  • step S160 the adjustment pressing force Fsc is calculated based on the wheel slip state amount Slp.
  • the adjustment pressing force Fsc is a target value of the pressing force for adjusting the instruction pressing force Fps and calculating the final target pressing force Fpt.
  • the adjustment pressing force Fsc is determined so that the wheel slip does not become excessive.
  • the adjustment pressing force Fsc is determined so that the rear wheel slip is within a predetermined range of the front wheel slip.
  • step S170 the instruction pressing force Fps and the actual pressing force Fpa are read.
  • the command pressing force Fps is calculated based on the braking operation amount Bpa.
  • step S180 based on the target pressing force Fpt in the previous calculation cycle and the adjustment pressing force Fsc in the current calculation cycle, The target pressing force Fpt in the current calculation cycle is calculated. That is, the target pressing force Fpt in the previous calculation cycle is used as a reference, and this is adjusted by the adjustment pressing force Fsc in the current calculation cycle, so that the target pressing force Fpt in the current calculation cycle is determined.
  • step S180 the target pressing force Fpt is determined based on the actual pressing force Fpa and the adjusting pressing force Fsc. Specifically, in the calculation cycle in which the control flag FLsc is switched from “0” to “1”, the actual pressing force Fpa in the current calculation cycle (that is, the control start time) is used as a reference, and this time is calculated. Taking into account the adjustment pressing force Fsc of the cycle, the target pressing force Fpt of the current calculation cycle is calculated. In other words, when the execution of the wheel slip suppression control is started, the command pressing force Fps is corrected so as to rapidly decrease to the actual pressing force Fpa value at the start of the control execution, and the target pressing force Fpt is calculated.
  • step S190 the target pressing force (current value) Fpt in step S180 is stored.
  • the stored target pressing force Fpt is used as a reference for calculating the target pressing force Fpt in the next calculation cycle. That is, after the start time of the wheel slip suppression control, the past (previously calculated) target pressing force Fpt is corrected by the adjustment pressing force Fsc, and a new (current calculation cycle) target pressing force Fpt is determined.
  • FIG. 4 corresponds to a process when the wheel slip suppression control is not executed
  • FIG. 5 corresponds to a process when the wheel slip suppression control is executed.
  • the command current Ims, the compensation current Ifp, the rotation angle Mka, the current limit circle Cis, and the control flag FLsc are read.
  • the current limiting circle Cis is the allowable current (energization) of the switching elements SUX to SWZ (components of the drive circuit DRV) in the current characteristics (dq axis plane) of the q axis current and the d axis current of the electric motor MTR. It is preset based on (maximum current value to be obtained) iqm. That is, the current limit circle Cis is determined from the specifications of the drive circuit DRV (particularly, the current rating value iqm of the switching elements SUX to SWZ).
  • the predetermined value iqm is referred to as “q-axis maximum current value”.
  • step S220 the compensation command current Imr is calculated based on the command current Ims and the compensation current Ifp based on the pressing force feedback control.
  • the compensation command current Imr is a command current compensated based on the pressing force feedback control.
  • step S230 the electric angular velocity ⁇ of the electric motor MTR is calculated based on the detected value (rotation angle) Mka of the rotation angle sensor MKA. Specifically, the rotation angle (mechanical angle) Mka is converted into the electrical angle ⁇ , and the electrical angle ⁇ is time differentiated to determine the electrical angular velocity ⁇ .
  • the “mechanical angle Mka” corresponds to the rotation angle of the output shaft of the electric motor MTR.
  • “Electrical angle ⁇ ” is expressed as an angle with one period of the magnetic field in the electric motor MTR as 2 ⁇ [rad]. The electrical angle ⁇ can be directly detected by the rotation angle sensor MKA.
  • the voltage limit circle Cvs is calculated based on the electric angular velocity ⁇ of the electric motor MTR.
  • the voltage limiting circle Cvs is expressed as “power supply voltage (that is, storage battery BAT, voltage of generator ALT) Eba, phase inductance (that is, coil) in the dq axis current characteristic (Idt-Iqt plane) of the electric motor MTR.
  • CLU, CLV, CLW inductance) L and each predetermined value in the number of flux linkages (that is, magnet strength) ⁇ ”and“ electrical angular velocity ⁇ of electric motor MTR calculated from rotation angle Mka ” Based on the above.
  • the rotation speed dMk of the electric motor MTR is larger, the radius of the voltage limit circle Cvs is smaller.
  • the rotation speed dMk is smaller, the radius of the voltage limit circle Cvs is larger.
  • step S260 based on the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs, two points Pxa (Idx, Iqx) where the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs intersect on the dq axis current plane, Pxb (Idx, ⁇ Iqx) is calculated.
  • the values Idx and Iqx (or -Iqx) are variables representing the coordinates on the dq axis of the intersections Pxa and Pxb.
  • the intersection point Pxa (Idx, Iqx) corresponds to the normal rotation direction of the electric motor MTR and is referred to as a “first intersection point Pxa”.
  • intersection point Pxb (Idx, ⁇ Iqx) corresponds to the reverse direction of the electric motor MTR and is referred to as a “second intersection point Pxb”.
  • the two intersection points Pxa and Pxb are also collectively referred to as “intersection point Px”.
  • the region where the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs overlap is actually the current range that can be achieved by the current feedback control (referred to as “energizable region”). Therefore, even if an instruction outside the energizable region is given, the current instruction cannot be actually achieved in the current feedback control.
  • the rotational speed dMk is low (for example, when the electric motor MTR is stopped), there may be no intersection Px (Pxa, Pxb generic name).
  • step S270 “whether or not the compensation instruction current Imr is“ 0 ”or more” is determined. That is, it is determined whether the compensation instruction current Imr indicates the normal rotation direction or the reverse rotation direction of the electric motor MTR. If “Imr ⁇ 0” and step S270 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S280. On the other hand, if “Imr ⁇ 0” and step S270 is negative (“NO”), the process proceeds to step S310.
  • step S280 “whether or not the current limit circle Cis is included in the voltage limit circle Cvs” or “the first intersection Pxa (Idx, Iqx) exists in the first quadrant on the dq-axis current plane. Or not ”is determined.
  • the “first quadrant” is a region where both the d-axis current and the q-axis current are positive signs. If step S280 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S300. On the other hand, when step S280 is negative (when “NO”), the process proceeds to step S290.
  • step S290 based on the compensation command current Imr and the coordinates (Idx, Iqx) of the first intersection Pxa, “whether the compensation command current Imr is greater than or equal to the q-axis coordinate Iqx (variable) of the first intersection Pxa”. Is determined. If step S290 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S400. On the other hand, when step S290 is negative (when “NO”), the process proceeds to step S410.
  • step S300 based on the compensation command current Imr and the current limit circle Cis, “whether or not the compensation command current Imr is equal to or greater than the q-axis intersection iqm (q-axis maximum current value) of the current limit circle Cis. Is determined. If step S300 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S430. On the other hand, when step S300 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S440.
  • step S310 “whether or not the current limit circle Cis is included in the voltage limit circle Cvs” or “the second intersection Pxb (Idx, ⁇ Iqx) exists in the fourth quadrant on the dq-axis current plane. It is determined whether or not.
  • the “fourth quadrant” is a region where the d-axis current has a positive sign and the q-axis current has a negative sign. If step S310 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S330. On the other hand, when step S310 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S320.
  • step S320 based on the compensation command current Imr and the coordinates (Idx, ⁇ Iqx) of the second intersection Pxb, “the compensation command current Imr is less than or equal to the q-axis coordinate ⁇ Iqx (variable) of the second intersection Pxb”. It is determined whether or not there is. If step S320 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S450. On the other hand, when step S320 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S460.
  • step S330 based on the compensation command current Imr and the current limit circle Cis, “whether or not the compensation command current Imr is less than or equal to the q-axis intersection of the current limit circle Cis ⁇ iqm (q-axis minimum current value)” Is determined. If step S330 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S480. On the other hand, when step S330 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S490.
  • the d-axis target current Idt is an intersection d-axis coordinate Idx (variable, referred to as “first intersection d-axis coordinate”)
  • a voltage limit circle d-axis coordinate Ids (which is a variable and is simply referred to as “limit circle d-axis coordinate”) is calculated.
  • the d-axis target current Idt is determined to match the voltage limit circle d-axis coordinate Ids
  • step S550 to step S630 is the same as the processing from step S250 to S330.
  • the processing from step S700 to step S790 is the same as the processing from step S400 to step S490. Therefore, the process when the wheel slip suppression control described with reference to FIG. 4 is not executed can be read as the process when the wheel slip suppression control described with reference to FIG. 5 is executed. Specifically, in the first half of each step symbol, “S2” is replaced with “S5”, “S3” is replaced with “S6”, and “S4” is replaced with “S7”. This corresponds to the description of the processing at the time of execution of control.
  • Step S400 to S440 and steps S700 to S740 are cases where the electric motor MTR is driven in the forward rotation direction (that is, “Imr ⁇ 0”).
  • Steps S450 to S490 and steps S750 to S790 correspond to the case where the electric motor MTR is driven in the reverse direction (ie, “Imr ⁇ 0”).
  • the current limit circle Cis is determined based on the maximum rated value (rated current iqm) of the switching element that constitutes the drive circuit DRV (particularly, the bridge circuit BRG).
  • the maximum rated value is determined as a maximum allowable value such as a current that can flow through a switching element (power MOS-FET, etc.), an applicable voltage, and a power loss.
  • the radius of the current limiting circle Cis is an allowable current value iqm (predetermined value) of the switching elements SUX to SWZ. That is, the current limit circle Cis intersects with the q axis at points (0, iqm) and (0, ⁇ iqm), and intersects with the d axis at points ( ⁇ iqm, 0) and (iqm, 0).
  • the current limiting circle Cis is determined by Equation (1) in the dq axis current characteristics.
  • the voltage limit circle Cvs is determined by the equation (2) in the dq axis current characteristics of the electric motor MTR.
  • Eba is the power supply voltage (that is, the voltage of the storage battery BAT and the generator ALT)
  • L is the phase inductance
  • is the number of flux linkages (magnet strength).
  • is the electrical angular velocity of the electric motor MTR.
  • the electric angular velocity ⁇ is a time change amount of the electric angle ⁇ of the electric motor MTR (an angle in which one cycle of the magnetic field of the electric motor MTR is expressed as 2 ⁇ [rad]), and is calculated from the rotation angle Mka.
  • the voltage limit circle Cvs is expressed as a circle whose center Pcn (idc, 0) has coordinates ( ⁇ ( ⁇ / L), 0) and a radius “Eba / (L ⁇ ⁇ )”.
  • the power supply voltage Eba is a predetermined value (constant), and the electrical angular velocity ⁇ increases as the rotational speed dMk increases. For this reason, the faster the rotation speed dMk, the smaller the radius of the voltage limit circle Cvs. Conversely, the slower the rotation speed dMk, the larger the radius of the voltage limit circle Cvs.
  • a voltage limit circle Cvs: a The case where the rotational speed dMk (that is, the electrical angular speed ⁇ ) of the electric motor MTR is relatively large is illustrated by a voltage limit circle Cvs: a.
  • the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs: a intersect at two points Pxa: a and Pxb: a.
  • the determination process in steps S280, S310, S580, and S610 is denied.
  • intersection point Pxa first intersection point
  • intersection point Pxb second intersection point
  • steps S320 and S620 are affirmed.
  • the dq axis current that can actually flow in the current feedback control is an area where the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs overlap (shown by shaded areas).
  • an overload current exceeding the rated current
  • Intersection points Pxa: a and Pxb: a on the boundary of the energizable region are points where the output (the work amount per unit time, the work rate) is maximized. Therefore, when the rotational speed dMk is relatively large and the absolute value of the compensation command current Imr is relatively large, the target current Imt is set so that the output (power) of the electric motor MTR is maximized.
  • Vector Imt: 1 vector from the origin O to the first intersection Pxa: a
  • vector Imt: 4 vector from the origin O to the second intersection Pxb: a
  • the first intersection Pxa: a where the q-axis target current Iqt is a positive sign is the maximum output point when the electric motor MTR is driven in the forward rotation direction. For example, when the braking operation member BP is suddenly operated and the electric motor MTR is suddenly accelerated from a stopped state, the first intersection point Pxa: a is determined as the target current vector Imt: 1. By determining the target current vector Imt (Idt, Iqt) at the first intersection Pxa (Idx, Iqx), the actual pressing force Fpa can be increased most efficiently and with high response.
  • the second intersection point Pxb: a where the q-axis target current Iqt is a negative sign is the maximum output point when the electric motor MTR is driven in the reverse rotation direction.
  • the second intersection point Pxb: a becomes the target current vector Imt: 4.
  • the target current vector Imt (Idt, Iqt) at the second intersection Pxb (Idx, ⁇ Iqx) the actual pressing force Fpa can be reduced most efficiently and with high response.
  • steps S290, S320, and S590 are performed. And the determination process of S620 is denied.
  • steps S410, S460, S710, and S760 the voltage limit circle d-axis coordinate Ids is calculated based on the compensation instruction current Imr and the voltage limit circle Cvs.
  • the target current Imt is determined as the vectors Imt: 2 and Imt: 5. Even in this case, since the d-axis target current Idt is sufficiently secured in the energizable region, the response of the electric motor MTR can be improved. In addition, since the d-axis target current Idt is set on the voltage limit circle Cvs, the electric motor MTR can be driven efficiently and heat generation can be reduced.
  • steps S300 and S600 are affirmed.
  • the points (0, iqm) and (0, ⁇ iqm) on the boundary of the energizable region become the maximum output points. Therefore, when the absolute value of the compensation command current Imr exceeds the q-axis maximum current value iqm and is commanded, the absolute value of the compensation command current Imr becomes the q-axis maximum current value (current rated value) iqm. Limited. On the other hand, when the absolute value of the compensation command current Imr is less than the q-axis maximum current value iqm, the compensation command current Imr is not limited, and the compensation command current Imr remains as it is as the q-axis component of the target current vector Imt. It is said.
  • the first and second intersections Pxa and Pxb are calculated in step S560 regardless of the rotation direction of the electric motor MTR.
  • the first intersection Pxa is calculated in step S575.
  • the second intersection point Pxb is calculated in step S576. This is because the current limit circle Cis is expanded in order to stop and reverse the electric motor MTR in the initial stage of the wheel slip suppression control.
  • step S570 the process proceeds to step S576.
  • step S576 the current limit circle Cis is expanded. Specifically, the radius of the current limiting circle Cis is changed to a value iqn larger than the q-axis maximum current value iqm.
  • the q-axis maximum current value iqm is an allowable current value of the switching elements SUX to SWZ. However, the switching elements SUX to SWZ are energized exceeding the allowable current value iqm only for a short time.
  • the value iqn is a predetermined value set in advance, and is referred to as “enlarged allowable current value”.
  • step S577 the second intersection point Pxb (Idx, -Iqx) is calculated based on the expanded current limit circle Cis and voltage limit circle Cvs.
  • step S610 based on the expanded current limit circle Cis and the second intersection Pxb (Idx, ⁇ Iqx), “whether or not the current limit circle Cis is included in the voltage limit circle Cvs”, or “Whether or not the second intersection point Pxb (Idx, ⁇ Iqx) exists in the fourth quadrant (a region where the d-axis current has a positive sign and the q-axis current has a negative sign) in the dq-axis current plane”. Determined. If step S610 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S630. After step S630, the same processing as in the first processing example is executed.
  • step S610 if step S610 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S615.
  • step S615 based on the second intersection Pxb (Idx, -Iqx) or the like, "whether or not the intersection d-axis coordinate Idx is equal to or less than the value idc" or "the voltage limit circle Cvs is the current limit circle It is determined whether or not it is included in Cis.
  • the value idc is the d-axis coordinate of the center of the voltage limit circle Cvs. If step S615 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S620. After step S620, the same processing as in the first processing example is executed.
  • step S615 If step S615 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S616.
  • step S616 based on the compensation command current Imr and the vertex q-axis coordinate Iqp, it is determined whether or not the compensation command current Imr is equal to or less than the vertex q-axis coordinate Iqp.
  • the apex q-axis coordinate Iqp is the q-axis coordinate of the point (vertex Pqp (idc, ⁇ Ipq)) where the absolute value of the q-axis coordinate is maximum in the overlapping portion of the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs. (Variable).
  • step S616 If step S616 is positive (if “YES”), the process proceeds to step S800. On the other hand, when step S616 is negative (in the case of “NO”), the process proceeds to step S810.
  • step S810 a voltage limit circle d-axis coordinate Ids (variable) is calculated based on the compensation instruction current Imr and the voltage limit circle Cvs.
  • the current limit circle Cis: e is determined based on the allowable current value iqm.
  • the current limit circle Cis: f is determined in step S576 based on the enlargement allowable current value iqn (> iqm).
  • the current limit circle Cis: f is determined by replacing the value iqm of the expression (1) with the expansion allowable current value iqn.
  • the enlargement allowable current value iqn is a predetermined value set in advance.
  • step S610 Since the current limit circle Cis is expanded from the current limit circle Cis: e to the current limit circle Cis: f, the two intersection points Px change. Specifically, the first and second intersections Pxa: e and Pxb: e are changed to the first and second intersections Pxa: f and Pxb: f. That is, the first and second intersections Pxa and Pxb are moved away from the q axis. Since the expansion of the current limit circle Cis corresponds to the stop and reverse rotation of the electric motor MTR, the second intersection point Pxb: f is considered in determining the target current vector Imt (Idt, Iqt). If step S610 is negative, the process proceeds to step S615.
  • step S615 By the determination of “whether or not the intersection d-axis coordinate Idx is equal to or less than the value idc” in step S615, the second line is obtained with respect to the “straight line Lcn passing through the center Pcn (idc, 0) and parallel to the q-axis”. It is determined whether the intersection point Pxb is on the side far from the q axis or on the near side. As indicated by the second intersection point Pxb: f, if “Idx ⁇ idc” and the second intersection point Pxb is on the side away from the q axis with respect to the straight line Lcn, the process proceeds to step S616.
  • step S616 it is determined whether or not the compensation instruction current Imr is greater than or equal to the apex q-axis coordinate Iqp.
  • the apex q-axis coordinate Iqp is the q-axis coordinate of the apex Pqp (idc, ⁇ Ipq) at which the absolute value of the q-axis coordinate is maximum in the overlapping portion of the current limiting circle Cis and the voltage limiting circle Cvs.
  • the target current vector Imt: 6 vector from the origin O to the vertex Pqp
  • the vertex Pqp is an operating point at which the electric motor MTR is driven most efficiently. For this reason, the electric motor MTR can be stopped and reversely driven and heat generation can be suppressed more appropriately than the target current vector Imt is determined to be the second intersection point Pxb: f.
  • the limit circle d-axis coordinate Ids is calculated in step S810.
  • the limit circle d-axis coordinate Ids is a value of the d-axis target current Idt when the q-axis target current Iqt is the compensation command current Imr in the voltage limit circle Cvs.
  • the limit circle d-axis coordinate Ids is calculated by substituting the compensation command current Imr into the q-axis target current Iqt of Expression (2).
  • the target current vector Imt: 7 is determined. Since the d-axis target current Idt is sufficiently secured in the energizable region, the responsiveness of stopping and reverse rotation of the electric motor MTR can be improved, and heat generation can be reduced.
  • the current limit circle Cis exceeds the allowable current value iqm and is expanded to the expanded allowable current value iqn, but its duration is limited to a short time (within a predetermined time tkz). That is, after a predetermined time tkz has elapsed since the start of the wheel slip suppression control, the current limit circle Cis calculated using the allowable current value imq is returned (expansion of the current limit circle Cis is stopped). Therefore, the temperature rise of the electric motor MTR and the drive circuit DRV is slight.
  • the expansion of the current limit circle Cis can be terminated (stopped) based on the rotational speed dMk.
  • the expansion of the current limit circle Cis is continued when the rotational speed dMk is still equal to or higher than the predetermined speed dmz (plus sign), and is ended when the rotational speed dMk is lower than the predetermined speed dmz. That is, when the rotational speed dMk of the electric motor MTR transitions from a state where the rotational speed dMk is equal to or higher than the predetermined speed dmz to less than the predetermined speed dmz, the expansion of the current limit circle Cis is completed and returned to the original current limit circle Cis.
  • the expansion of the current limit circle Cis is limited to a shorter time, and the temperature increase of the electric motor MTR and the drive circuit DRV can be suppressed.
  • the improvement of the response of stopping and reverse rotation of the electric motor MTR is particularly required when the rotational speed dMk is very large before the start of the control. Accordingly, when the rotational speed dMk is equal to or higher than the predetermined speed dmx (plus sign) at the start of the wheel slip suppression control, the current limit circle Cis is allowed to expand, and when the rotational speed dMk is less than the predetermined speed dmx. The expansion of the current limit circle Cis may be prohibited. Since the current limit circle Cis is expanded only in the necessary minimum according to the rotational speed dMk of the electric motor MTR, the temperature increase of the electric motor MTR and the drive circuit DRV can be suppressed more reliably. .
  • the three-phase brushless motor MTR has three coils (windings): a U-phase coil CLU, a V-phase coil CLV, and a W-phase coil CLW.
  • the electric motor MTR is provided with a rotation angle sensor MKA that detects a rotation angle (rotor position) Mka of the electric motor MTR.
  • the rotation angle Mka is input to the switching control block SWT of the controller ECU.
  • Processing in switching control block SWT will be described.
  • SVZ, SWX, SWZ ie, SUX to SWZ
  • Sux, Suz, Svx, Svz, Swx, Swz ie, Sux to Swz
  • the duty ratio of the pulse width (ratio of the on time with respect to one cycle) is determined based on the magnitude of the target current Imt and a preset characteristic (calculation map).
  • the rotational direction of the electric motor MTR is determined based on the sign (positive or negative) of the target current Imt.
  • the rotation direction of the electric motor MTR is set such that the forward rotation direction is a positive (plus) value and the reverse rotation direction is a negative (minus) value. Since the final output voltage is determined by the input voltage (voltage of the storage battery BAT) and the duty ratio Dtt, the rotation direction and the output torque of the electric motor MTR are determined. Specifically, the larger the duty ratio Dtt, the longer the energization time per unit time in the switching element, the larger current flows through the electric motor MTR, and the greater the output (rotational power).
  • the switching control block SWT includes a first conversion calculation block IHA, a target voltage calculation block EDQ, a non-interference control block HKC, a modified voltage calculation block EDQS, a second conversion calculation block EMT, a target duty calculation block DTT, and a drive signal calculation block Consists of SDR.
  • the electric motor MTR is driven by so-called vector control.
  • the conversion actual current Iha is calculated based on the actual current Ima and the rotation angle Mka.
  • the converted actual current Iha is obtained by performing a three-phase to two-phase conversion on the actual current Ima and further converting from a fixed coordinate to a rotational coordinate.
  • the converted actual current Iha is a vector in the dq axis (rotor fixed coordinates), and is converted into a d-axis component (also referred to as “d-axis actual current”) Ida and a q-axis component (also referred to as “q-axis actual current”) Iqa. Formed.
  • the actual current Ima is three-phase to two-phase converted.
  • the three-phase actual currents (detected values) Iua, Iva, and Iwa are converted into two-phase actual currents I ⁇ and I ⁇ by Clark conversion. That is, symmetric three-phase alternating current (three-phase alternating current shifted by 120 degrees) real currents Iua, Iva, and Iwa are converted into equivalent two-phase alternating real currents I ⁇ and I ⁇ .
  • the first conversion calculation block IHA coordinate conversion from fixed coordinates (stationary coordinates) to rotation coordinates is performed based on the rotation angle Mka, and the conversion actual current Iha is calculated.
  • the converted actual current Iha is formed by a d-axis component (d-axis actual current) Ida and a q-axis component (q-axis actual current) Iqa. That is, since the Clark-converted current value Ina is a current flowing through the rotor, it is coordinate-converted into rotor fixed coordinates (rotation coordinates, dq-axis coordinates) (so-called park conversion).
  • the actual current Iha Ida, Iqa
  • the target voltage vector Edq is calculated based on the target current vector Imt (Idt, Iqt) and the actual current Iha (Ida, Iqa) after the park conversion.
  • so-called current feedback control is executed so that “d-axis and q-axis components Idt and Iqt of the target current” coincide with “d-axis and q-axis components Ida and Iqa of the actual current”.
  • PI control is performed based on deviations (current deviations) of “d-axis, q-axis target currents Idt, Iqt” and “d-axis, q-axis actual currents Ida, Iqa”. Is called.
  • P control proportional control, which is controlled according to the deviation between the target value and the actual value
  • I control integral control, which is controlled according to the integral value of the deviation
  • the target voltage Edq is reduced so that the current deviation decreases (that is, the deviation approaches “0”). Is determined.
  • the target voltage Edq is a vector on the dq axis, and includes a d-axis component (also referred to as “d-axis target voltage”) Edt and a q-axis component (also referred to as “q-axis target voltage”) Eqt.
  • an interference component for correcting the target voltages Edt and Eqt is calculated. This is because when the d-axis voltage is increased, not only the d-axis current increases but also the q-axis current changes (referred to as “interference component”). This interference component also exists for the q-axis current.
  • the back electromotive force is also considered. When the electric motor MTR is rotating, a back electromotive force that acts to reduce the current is generated.
  • the compensation component of the q-axis current interference is “ ⁇ ⁇ Iqt ⁇ L” based on the electrical angular velocity ⁇ , the q-axis target current Iqt, and the coil / inductance L. Calculated.
  • a compensation component of d-axis current interference is calculated as “ ⁇ ⁇ Idt ⁇ L”.
  • the compensation component of the counter electromotive force is calculated as “ ⁇ ⁇ ⁇ ” based on the electrical angular velocity ⁇ and the magnetic field flux ⁇ of the magnet.
  • Each calculation result is input to the correction voltage calculation block EDQS as the compensation value Hkc.
  • the corrected voltage vector Edqs (Eds, Eqs) is calculated based on the target voltage vector Edq (Edt, Eqt) and the compensation value Hkc.
  • the corrected voltage vector Edqs (Eds, Eqs) is a final voltage target vector, and the target voltage vector Edq is corrected by the compensation value Hkc.
  • the d-axis component Eds and the q-axis component Eqs of the correction voltage Edqs are calculated by the following equations (3) and (4).
  • the final target voltage Emt is calculated based on the corrected voltage vector Edqs and the rotation angle Mka.
  • the target voltage Emt is a general term for each phase of the bridge circuit BRG, and is composed of a U-phase target voltage Eut, a V-phase target voltage Evt, and a W-phase target voltage Ewt.
  • the corrected voltage vector Edqs is inversely converted from the rotation coordinates to the fixed coordinates based on the rotation angle Mka, and the two-phase target voltages E ⁇ and E ⁇ are calculated (so-called Reverse park conversion). Then, the two-phase target voltages E ⁇ and E ⁇ are inversely converted into three-phase target voltages Emt (voltage target values Eut, Evt, Ewt for each phase) by space vector conversion.
  • the duty ratio (target value) Dtt of each phase is calculated based on the target voltage Emt of each phase.
  • the duty ratio Dtt is a generic name for each phase, and is configured by a U-phase duty ratio Dut, a V-phase duty ratio Dvt, and a W-phase duty ratio Dwt.
  • the duty ratio Dtt is calculated so as to monotonically increase from “0” as the voltage target value Emt of each phase increases from “0”.
  • signals Sux to Swz for driving the switching elements SUX to SWZ constituting each phase of the bridge circuit BRG are determined based on the duty ratio Dtt. Based on the drive signals Sux to Swz, the switching elements SUX to SWZ are turned on / off, and the electric motor MTR is driven.
  • the processing in the switching control block SWT has been described above.
  • the drive circuit DRV includes a three-phase bridge circuit BRG and a stabilization circuit LPF.
  • the drive circuit DRV is an electric circuit that drives the electric motor MTR, and is controlled by the switching control block SWT.
  • the bridge circuit BRG (also referred to as an inverter circuit) is formed by six switching elements (power transistors) SUX, SUZ, SVX, SVZ, SWX, SWZ (SUX to SWZ). Based on the drive signals Sux, Suz, Svx, Svz, Swx, and Swz (Sux to Swz) of each phase from the switching control block SWT in the drive circuit DRV, the bridge circuit BRG is driven and the output of the electric motor MTR is adjusted. Is done.
  • the six switching elements SUX to SWZ are elements that can turn on or off a part of the electric circuit.
  • MOS-FETs and IGBTs are employed as the switching elements SUX to SWZ.
  • the switching elements SUX to SWZ constituting the bridge circuit BRG are controlled based on the detected value Mka of the rotation angle (rotor position). Then, the current directions (that is, excitation directions) of the coils CLU, CLV, and CLW of the three phases (U phase, V phase, and W phase) are sequentially switched, and the electric motor MTR is rotationally driven. That is, the rotation direction (forward direction or reverse direction) of the brushless motor MTR is determined by the relationship between the rotor and the excitation position.
  • the forward rotation direction of the electric motor MTR is a rotation direction corresponding to an increase in the pressing force Fpa by the pressurizing unit KAU
  • the reverse rotation direction of the electric motor MTR is a rotation direction corresponding to a decrease in the pressing force Fpa.
  • a current sensor IMA that detects an actual current Ima (generic name of each phase) between the bridge circuit BRG and the electric motor MTR is provided in each of the three phases (U phase, V phase, and W phase).
  • a U-phase current sensor IUA that detects a U-phase actual current Iua
  • a V-phase current sensor IVA that detects a V-phase actual current Iva
  • a W-phase current sensor IWA that detects a W-phase actual current Iwa, Provided for each phase.
  • the detected currents Iua, Iva, Iwa of each phase are input to the switching control block SWT, respectively.
  • the above-described current feedback control is executed in the switching control block SWT.
  • the duty ratio Dtt is corrected (finely adjusted) based on the deviation eIm between the actual current Ima and the target current Imt.
  • control is performed so that the actual value Ima and the target value Imt coincide (that is, the current deviation eIm approaches “0”).
  • highly accurate motor control can be achieved.
  • the drive circuit DRV receives power supply from a power source (storage battery BAT, generator ALT). In order to reduce fluctuations in the supplied power (voltage), the drive circuit DRV is provided with a stabilization circuit LPF.
  • the stabilization circuit LPF is configured by a combination of at least one capacitor (capacitor) and at least one inductor (coil), and is a so-called LC circuit.
  • the drive circuit DRV has been described above.
  • the driver starts sudden operation of the braking operation member BP, and the braking operation amount Bpa starts to increase from “0”.
  • the braking operation amount Bpa is kept constant at the value bp1.
  • the actual pressing force Fpa has a gentler slope than the target pressing force Fpt, “0”. Increase from.
  • the d-axis currents Idt and Ida are “0”, and only the q-axis currents Iqt and Iqa are generated.
  • the rotation speed of the electric motor MTR increases, the d-axis target current Idt is decreased from “0” toward the value ⁇ id2 (the absolute value of the d-axis target current Idt is increased). . Since the d-axis target current Idt and the q-axis target current Iqt are in a trade-off relationship, the q-axis target current Iqt is decreased from the q-axis maximum current value iqm.
  • the target pressing force Fpt is rapidly reduced from the command pressing force Fps to the actual pressing force Fpa value fp2 at the time t2 at the start time t2 of the execution of the anti-skid control.
  • the target pressing force Fpt is calculated by reducing the command pressing force Fps based on the actual pressing force Fpa (value fp2) at the start of execution of the slip suppression control (time t2).
  • the instruction pressing force Fps is corrected so as to rapidly decrease to “actual pressing force Fpa value fp2 at the start of control execution”, and the final target pressing force Fpt is determined. Then, the target pressing force Fpt after the time point t2 is calculated using the target pressing force Fpt at the time point t2 as a reference.
  • the target current is determined based on the mutual relationship between the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs so that the movement of the electric motor MTR in the forward rotation direction is suddenly stopped and the movement in the reverse rotation direction is started.
  • a vector Imt is determined.
  • the target current vector Imt (Idt, Iqt) is determined by being limited by the second intersection d-axis coordinate Idx and the second intersection q-axis coordinate Iqx (step S750 in FIG. 5 and FIG. 6 target current vector Imt: 4).
  • the actual pressing force Fpa slightly overshoots from the value fp2 to the value fp3, but then decreases quickly.
  • the target pressing force Fpt and the actual pressing force Fpa coincide.
  • the target pressing force Fpt is repeatedly increased and decreased so that the wheel slip state amount Slp falls within the appropriate range. That is, general anti-skid control is continued.
  • the final target pressing force Fpt is calculated by correcting the indicated pressing force Fps based on the actual pressing force (detected value) Fpa at the start of execution of the slip suppression control. For this reason, there is no deviation eFp between the target pressing force Fpt and the actual pressing force Fpa at the start of execution of the slip suppression control. As a result, it can be appropriately avoided that the decrease in the actual pressing force Fpa is prevented by the interference between the pressing force feedback control and the wheel slick suppression control. That is, at the start of the execution of the slip suppression control, it is possible to prevent the wheel slip from becoming excessive due to the time delay of the pressing force increase.
  • the target current vector Imt (Idt, Iqt) is determined based on the mutual relationship between the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs. Specifically, the second intersection Pxb (Idx, ⁇ Iqx) between the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs is calculated, and the second intersection Pxb is calculated as the target current vector Imt (Idt, Iqt).
  • the second intersection point Pxb (Idx, -Iqx) is the one in which the q-axis target current Iqt is indicated in the reverse direction (the q-axis target current Iqt is a negative sign) among the two intersection points Pxa, Pxb. .
  • the portion where the current limit circle Cis and the voltage limit circle Cvs overlap is a region where the electric motor MTR can be energized, and the second intersection Pxb (Idx, ⁇ Iqx) is driven most efficiently in the reverse direction. This is the operating point. For this reason, the electric motor MTR moving in the forward direction is immediately stopped and driven in the reverse direction. As a result, excessive wheel slip is suppressed, and the wheel slip suppression control can be executed so that the slip state amount Slp is within an appropriate range.
  • the current limiting circle Cis can be expanded only for a short time. For example, as indicated by a broken line, at the time point t2, the q-axis target current Iqt is decreased from “0” toward the enlarged current allowable value ⁇ iqn ( ⁇ iqm).
  • the electric motor MTR is stopped and driven in the reverse rotation direction with higher response. As a result, the overshoot of the actual pressing force Fpa is suppressed, and the occurrence of excessive wheel slip can be appropriately suppressed.
  • the voltage limit circle Cvs is calculated using the equation (2).
  • a voltage drop caused by a current flowing through the electric motor MTR can be considered.
  • the voltage drop is considered as “(R ⁇ Iqa) / (L ⁇ ⁇ )” in the d-axis current, and is considered as “(R ⁇ Ida) / (L ⁇ ⁇ )” in the q-axis current.
  • the voltage limit circle Cvs is calculated by the equation (5).
  • Eba is the power supply voltage (ie, the voltage of the storage battery BAT and generator ALT)
  • L is the phase inductance
  • is the number of flux linkages (magnet strength)
  • R is the wiring Winding resistance.
  • is the electric angular velocity of the electric motor MTR, and is calculated based on the rotation angle Mka.
  • Ida is a d-axis actual current
  • Iqa is a q-axis actual current, and is calculated based on the detection value Ima of the current sensor IMA (see FIG. 7).
  • the voltage drop is considered based on the d-axis and q-axis actual currents Ida and Iqa.
  • the d-axis and q-axis target currents Idt [n ⁇ 1] and Iqt [n ⁇ 1] of the previous calculation cycle are employed. That is, the voltage drop is considered based on the d-axis and q-axis target currents Idt [n-1] and Iqt [n-1] of the previous calculation cycle, and the d-axis and q-axis target current Idt [ n], Iqt [n] can be computed.
  • the symbol [n] at the end of the symbol represents the current computation cycle
  • the symbol [n ⁇ 1] represents the previous computation cycle.
  • the voltage limit circle Cvs is calculated by the equation (6).
  • the electric motor MTR can be driven with higher accuracy by considering the voltage drop.
  • the electric angle ⁇ is calculated based on the rotation angle Mka (mechanical angle) of the electric motor MTR, the electric angle ⁇ is time-differentiated, and the electric angular velocity ⁇ is calculated.
  • the electrical angular velocity ⁇ is determined in the order of “Mka ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ”.
  • the rotational speed dMk can be calculated based on the rotational angle Mka, and the electrical angular speed ⁇ can be calculated based on the rotational speed dMk. That is, the electrical angular velocity ⁇ can be determined in the order of “Mka ⁇ dMk ⁇ ⁇ ”.
  • the voltage limit circle Cvs in the dq-axis current characteristic is calculated based on the rotation angle Mka detected by the rotation angle sensor MKA.
  • the configuration of the disc type braking device (disc brake) is exemplified.
  • the friction member MS is a brake pad
  • the rotating member KT is a brake disk.
  • a drum type braking device (drum brake) may be employed.
  • a brake drum is employed instead of the caliper CP.
  • the friction member MS is a brake shoe
  • the rotating member KT is a brake drum.
  • a braking force is applied to one wheel WH by the pressurizing unit KAU.
  • the braking force of the plurality of wheels WH can be generated by the pressurizing unit KAU.
  • a plurality of wheel cylinders WC are connected to the fluid path HWC.
  • a pressure cylinder KCL having two hydraulic chambers partitioned by two pressure pistons may be employed. That is, a tandem type configuration is adopted for the pressure cylinder KCL.
  • the two wheel cylinders WC among the four wheels WH are connected to one hydraulic pressure chamber, and the remaining two wheel cylinders WC among the four wheels WH are connected to the other hydraulic pressure chamber.
  • a so-called front-rear type or diagonal type fluid configuration using the pressurizing cylinder KCL as a hydraulic pressure source can be formed.
  • the configuration of the hydraulic brake control device in which the rotational power of the electric motor MTR is converted into the hydraulic pressure of the wheel cylinder WC via the brake fluid and the braking force is generated in the wheel WH is exemplified. It was.
  • an electromechanical braking control device that does not use braking fluid may be employed.
  • the KAU is mounted on the caliper CP.
  • a thrust sensor is employed as the pressing force sensor FPA instead of the hydraulic pressure sensor.
  • the thrust sensor can be provided between the power transmission mechanism DDK and the pressure piston PKC as indicated by “(FPA)” in FIG.
  • a composite type configuration may be formed in which a hydraulic pressurizing unit via a brake fluid is employed for the front wheel and an electromechanical pressurizing unit is employed for the rear wheel.

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Abstract

制動制御装置は、車輪に固定される回転部材に摩擦部材を電気モータによって押圧して制動力を発生する。制動制御装置は、車輪速度を検出する車輪速度センサと、電気モータの回転角を検出する回転角センサと、電気モータを駆動する駆動回路と、駆動回路を制御するコントローラと、を備える。コントローラは、駆動回路の諸元に基づいて電気モータのdq軸電流特性における電流制限円を設定し、回転角に基づいてdq軸電流特性における電圧制限円を演算し、車輪速度に基づいて車輪のスリップ度合を減少するスリップ抑制制御を実行し、スリップ抑制制御の実行開始時に、電流制限円と電圧制限円との交点に基づいてd軸、q軸目標電流を演算し、d軸、q軸目標電流に基づいて駆動回路を制御する。

Description

車両の制動制御装置
 本発明は、車両の制動制御装置に関する。
 特許文献1には、「電動制動力発生手段を駆動する電動モータを大型化することなく、制動力発生の応答性を高める」ことを目的に、「目標ブレーキ液圧算出手段M1はスレーブシリンダに発生させるべき目標ブレーキ液圧を算出し、微分手段M2は目標ブレーキ液圧を時間微分して目標ブレーキ液圧の変化率を算出し、界磁電流算出手段M3は目標ブレーキ液圧の変化率に基づいてスレーブシリンダを駆動する電動モータの界磁電流指令値を算出し、電動モータ制御手段M4は界磁電流指令値に基づいて電動モータを弱め界磁制御する。目標ブレーキ液圧の変化率が大きいときは制動力を急激に立ち上げる必要がある緊急時であり、このときに界磁電流指令値を増加させて電動モータの弱め界磁量を増加させることで、電動モータの回転数を増加させてスレーブシリンダを速やかに作動させ、制動力発生の応答性を高めることができる」ことが記載されている。
 特許文献2には、「電動アクチュエータにより発生させるブレーキ力の応答性を、簡単な構成で、より一層高める」ことを目的に、「ホイールシリンダにブレーキ液圧を与えるモータ駆動シリンダ13を、ブレーキ操作量に応じて求められた目標モータ角θtと実モータ角θmとの偏差Δθが大きい場合に弱め界磁制御を行って駆動制御する。電動アクチュエータの作動量として例えばモータ角(回転量)を用いる場合には公知の簡単かつ安価な回転センサ等で高精度な検出が可能であり、モータ角の変動レンジが広くなり、制動応答性を容易に高めることができる。また、負荷剛性の変動による影響を受けることが無く、弱め界磁制御の開始直後の過渡状態においてモータ角の偏差は生じており、弱め界磁制御を継続して実行することができ、モータの応答特性の変動が低減され、安定した応答特性が得られる」ことが記載されている。
 出願人は、電気モータによって制動トルクを発生する車両の制動制御装置であって、車輪に対するスリップ抑制制御の実行開始時にて、車輪のスリップが過大となることを抑制するものを開発している。具体的には、特許文献3に記載されるように、車輪のスリップ状態量に基づいて、電気モータを制御して車輪の制動トルクを減少する「車輪のスリップ抑制制御」が実行される。また、車輪のスリップ状態量に基づいて、前記電気モータの回転運動を急停止する「急停止制御」が実行される。急停止制御は、車輪のスリップ抑制制御が実行されていないことを条件に開始される。急停止制御として、「電気モータの通電量を、電気モータの減速方向に対応する予め設定された通電限界値にステップ的に変更する制御」が実行され得る。
 特許文献1、2には、電気モータのd軸に負の電流を流すことによる「弱め界磁制御(弱め磁束制御ともいう)」について記載されている。3相ブラシレスモータでは、d軸電流とq軸電流とが独立して制御可能である。このため、これらが適正に制御されることによって、車輪スリップの抑制制御の実行開始時にて、車輪のスリップが過大となることが、更に抑制され得るものが切望されている。
特開2008-184057号公報 特開2012-131293号公報 特開2014-051198号公報
 本発明の目的は、3相ブラシレスモータを用いた車両の制動制御装置に適用され、車輪スリップを抑制する車輪スリップ抑制制御の開始時に、過大な車輪スリップが、より効果的に抑制され得るものを提供することである。
 本発明に係る車両の制動制御装置は、車両の車輪(WH)に対する要求制動力に応じた目標押圧力(Fpt)に基づいて電気モータ(MTR)を駆動し、前記車輪(WH)に固定される回転部材(KT)に摩擦部材(MS)を押圧して前記車輪(WH)に制動力を発生する。車両の制動制御装置は、前記車輪(WH)の速度(Vwa)を検出する車輪速度センサ(VWA)と、前記電気モータ(MTR)の回転角(Mka)を検出する回転角センサ(MKA)と、前記電気モータ(MTR)を駆動する駆動回路(DRV)と、前記目標押圧力(Fpt)に基づいて前記駆動回路(DRV)を制御するコントローラ(ECU)と、を備える。
 本発明に係る車両の制動制御装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記駆動回路(DRV)の諸元に基づいて、前記電気モータ(MTR)のdq軸電流特性における電流制限円(Cis)を設定し、前記回転角(Mka)に基づいて、前記dq軸電流特性における電圧制限円(Cvs)を演算し、前記車輪(WH)の速度(Vwa)に基づいて前記車輪(WH)のスリップ度合を表すスリップ状態量(Slp)を演算し、前記スリップ状態量(Slp)に基づいて、前記車輪(WH)のスリップ度合を減少するスリップ抑制制御を実行し、前記スリップ抑制制御の実行開始時に、前記電流制限円(Cis)と前記電圧制限円(Cvs)との相互関係に基づいて、d軸目標電流(Idt)、及び、q軸目標電流(Iqt)を演算し、前記d軸目標電流(Idt)、及び、前記q軸目標電流(Iqt)に基づいて前記駆動回路(DRV)を制御する。具体的には、前記コントローラ(ECU)は、前記電流制限円(Cis)と前記電圧制限円(Cvs)との交点(Pxb)を演算し、前記交点(Pxb)に基づいて、前記d軸目標電流(Idt)、及び、前記q軸目標電流(Iqt)を演算する。
 電気モータMTRが、正転方向に高速で回転されている状態において、アンチスキッド制御等の車輪スリップ抑制制御が開始される状況では、電気モータMTRのロータの慣性モーメントによって、電気モータMTRは回転を継続しようとする。過度の車輪スリップが抑制されるためには、瞬時に電気モータMTRの回転速度が「0」にされ、さらに、逆転方向に駆動されることが必要となる。
 上記構成によれば、d軸、q軸目標電流Idt、Iqtが、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの交点Pxb(逆転方向の電流に対応)に基づいて決定される。交点Pxbは、電気モータMTRの逆転方向において、電気モータMTRの出力が最大化される作動点である。このため、電気モータMTRが、最も効率良く、停止され、逆転運動が開始され得る。結果、車輪スリップ抑制制御の応答性が向上され、電気モータMTRの慣性モーメントに起因する過度な車輪スリップが抑制され得る。
 本発明に係る車両の制動制御装置では、前記コントローラ(ECU)は、前記スリップ抑制制御が実行されていない非実行時にも前記電流制限円(Cis)と前記電圧制限円(Cvs)との相互関係に基づいて前記駆動回路(DRV)を制御し、前記実行開始時に、前記電流制限円(Cis)を、前記非実行時における前記電流制限円(Cis)よりも拡大する。
 上記構成によれば、短時間に限って、電流制限円Cisは、許容電流値iqmを超えて、拡大許容電流値iqnにまで拡大される。このため、電気モータMTR、及び、駆動回路DRVの温度上昇が抑制された上で、より効率的に、電気モータMTRが停止され、逆転される。結果、過度な車輪スリップが抑制され得る。
 本発明に係る車両の制動制御装置では、前記駆動回路(DRV)に流れる電流値(Ima)を検出する電流センサ(IMA)を備え、前記コントローラ(ECU)は、前記電流値(Ima)、及び、前記回転角(Mka)に基づいて、前記電流値(Ima)のd軸成分であるd軸実電流(Ida)、及び、前記電流値(Ima)のq軸成分であるq軸実電流(Iqa)を演算し、前記回転角(Mka)に基づいて前記電気モータ(MTR)の逆起電力(ω・φ)を演算し、前記d軸目標電流(Idt)と前記d軸実電流(Ida)との偏差(eId)、前記q軸目標電流(Iqt)と前記q軸実電流(Iqa)との偏差(eIq)、及び、前記逆起電力(ω・φ)に基づいて、目標電圧(Edqs)を演算し、前記目標電圧(Edqs)に基づいて前記駆動回路(DRV)を制御する。
 電気モータMTRの駆動は、d軸目標電流Idtとd軸実電流Idaとの偏差eId、及び、q軸目標電流Iqtとq軸実電流Iqaとの偏差eIqに基づく電圧制御(即ち、電流フィードバック制御による電圧制御)によって達成される。上記構成によれば、該電圧制御において、電気モータMTRが回転することによって生じる逆起電力(逆起電圧)の影響が補償される。このため、より効果的に、電気モータMTRの急減速が達成され得る。
本発明に係る車両の制動制御装置BCSを搭載した車両の全体構成図である。 コントローラECUでの処理を説明するための機能ブロック図である。 車輪スリップ抑制制御ブロックFSC、及び、目標押圧力演算ブロックFPTでの処理を説明するためのフロー図である。 目標電流演算ブロックIMTでの第1の処理例(特に、車輪スリップ抑制制御が実行されていない場合の処理の流れ)を説明するためのフロー図である。 目標電流演算ブロックIMTでの第1の処理例(特に、車輪スリップ抑制制御が実行されている場合の処理の流れ)を説明するためのフロー図である。 目標電流演算ブロックIMTでの第1の処理例を説明するための特性図である。 目標電流演算ブロックIMTでの第2の処理例を説明するためのフロー図である。 目標電流演算ブロックIMTでの第2の処理例を説明するための特性図である。 スイッチング制御ブロックSWTでの処理、及び、3相ブラシレスモータの駆動回路DRVを説明するための概略図である。 本発明に係る車両の制動制御装置BCSの作用・効果を説明するための時系列線図である。
<本発明に係る車両の制動制御装置の全体構成>
 図1の全体構成図を参照して、本発明に係る制動制御装置BCSについて説明する。以下の説明において、同一の記号が付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一の機能を発揮するものである。従って、重複説明は、省略されることがある。
 制動制御装置BCSを備える車両には、制動操作部材BP、制動操作量センサBPA、コントローラECU、マスタシリンダMC、ストロークシミュレータSSM、シミュレータ遮断弁VSM、加圧ユニットKAU、切替弁VKR、マスタシリンダ配管HMC、ホイールシリンダ配管HWC、及び、加圧シリンダ配管HKCが備えられる。さらに、車両の各々の車輪WHには、ブレーキキャリパCP、ホイールシリンダWC、回転部材KT、及び、摩擦部材MSが備えられている。
 制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WHに対する制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTが固定される。回転部材KTを挟み込むようにブレーキキャリパCPが配置される。そして、ブレーキキャリパ(単に、キャリパともいう)CPには、ホイールシリンダWCが設けられている。キャリパCPのホイールシリンダWC内の液圧が調整(増加、又は、減少)されることによって、ホイールシリンダWC内のピストンが回転部材KTに対して移動(前進、又は、後退)される。このピストンの移動によって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)MSが、回転部材KTに押し付けられ、押圧力が発生する。回転部材KTと車輪WHとは、固定シャフトDSを介して、一体となって回転するように固定されている。このため、上記押圧力にて生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(制動力)が発生される。従って、車輪WHに要求される制動力(要求制動力)は、上記押圧力の目標値に応じて達成される。
 制動操作量センサ(単に、操作量センサともいう)BPAは、制動操作部材BPに設けられる。操作量センサBPAによって、運転者による制動操作部材(ブレーキペダル)BPの操作量Bpaが検出される。具体的には、制動操作量センサBPAとして、マスタシリンダMCの圧力を検出する液圧センサ、制動操作部材BPの操作変位を検出する操作変位センサ、及び、制動操作部材BPの操作力を検出する操作力センサのうちの少なくとも1つが採用される。換言すれば、操作量センサBPAは、マスタシリンダ液圧センサ、操作変位センサ、及び、操作力センサについての総称である。従って、制動操作量Bpaは、マスタシリンダMCの液圧、制動操作部材BPの操作変位、及び、制動操作部材BPの操作力のうちの少なくとも1つに基づいて決定される。操作量Bpaは、コントローラECUに入力される。
 コントローラ(電子制御ユニット)ECUは、マイクロプロセッサ等が実装された電気回路基板と、マイクロプロセッサにプログラムされた制御アルゴリズムにて構成されている。コントローラECUは、制動操作量Bpaに基づいて、加圧ユニットKAU(特に、電気モータMTR)、遮断弁VSM、及び、切替弁VKRを制御する。具体的には、プログラムされた制御アルゴリズムに基づいて、電気モータMTR、遮断弁VSM、切替弁VKRを制御するための信号(Sux等)が演算され、コントローラECUから出力される。
 コントローラECUは、制動操作量Bpaが所定値bp0以上になった場合に、遮断弁VSMを開位置にする駆動信号Vsmを出力するとともに、切替弁VKRが加圧シリンダ配管HKCとホイールシリンダ配管HWCとを連通状態にする駆動信号Vkrを、各電磁弁VSM、VKRに対して出力する。この場合、マスタシリンダMCはシミュレータSSMに連通状態にされ、加圧シリンダKCLはホイールシリンダWCと連通状態にされる。
 コントローラECUは、操作量Bpa、回転角Mka、及び、実際の押圧力Fpa(例えば、加圧シリンダKCLの液圧)に基づいて、電気モータMTRを駆動するための駆動信号(Sux等)を演算し、駆動回路DRVに対して出力する。ここで、制動操作量Bpaは制動操作量センサBPA、実回転角Mkaは回転角センサMKA、実押圧力Fpaは押圧力センサFPAによって検出される。電気モータMTRで駆動される加圧ユニットKAUによって、ホイールシリンダWC内の制動液の圧力が制御(維持、増加、又は、減少)される。
 マスタシリンダMCは、制動操作部材BPと、ブレーキロッドBRDを介して、機械的に接続されている。マスタシリンダMCによって、制動操作部材BPの操作力(ブレーキペダル踏力)が、制動液の圧力に変換される。マスタシリンダMCには、マスタシリンダ配管HMCが接続され、制動操作部材BPが操作されると、制動液は、マスタシリンダMCからマスタシリンダ配管HMCに排出(圧送)される。マスタシリンダ配管HMCは、マスタシリンダMCと切替弁VKRとを接続する流体路である。
 ストロークシミュレータ(単に、シミュレータともいう)SSMが、制動操作部材BPに操作力を発生させるために設けられる。マスタシリンダMC内の液圧室とシミュレータSSMとの間には、シミュレータ遮断弁(単に、遮断弁ともいう)VSMが設けられる。遮断弁VSMは、開位置と閉位置とを有する2位置の電磁弁である。遮断弁VSMが開位置にある場合には、マスタシリンダMCとシミュレータSSMとは連通状態となり、遮断弁VSMが閉位置にある場合には、マスタシリンダMCとシミュレータSSMとは遮断状態(非連通状態)となる。遮断弁VSMは、コントローラECUからの駆動信号Vsmによって制御される。遮断弁VSMとして、常閉型電磁弁(NC弁)が採用され得る。
 シミュレータSSMの内部には、ピストン、及び、弾性体(例えば、圧縮ばね)が備えられる。マスタシリンダMCから制動液がシミュレータSSMに移動され、流入する制動液によりピストンが押される。ピストンには、弾性体によって制動液の流入を阻止する方向に力が加えられる。弾性体によって、制動操作部材BPが操作される場合の操作力(例えば、ブレーキペダル踏力)が形成される。
≪加圧ユニットKAU≫
 加圧ユニットKAUは、電気モータMTRを動力源として、加圧シリンダ配管HKCに制動液を排出(圧送)する。そして、この圧力によって、加圧ユニットKAUは、摩擦部材MSを回転部材KTに押し付け(押圧)して、車輪WHに制動トルク(制動力)を付与する。換言すれば、加圧ユニットKAUは、回転部材KTに摩擦部材MSを押し付ける力(押圧力)を電気モータMTRによって発生する。加圧ユニットKAUは、電気モータMTR、駆動回路DRV、動力伝達機構DDK、加圧シャフトKSF、加圧シリンダKCL、加圧ピストンPKC、及び、押圧力センサFPAにて構成される。
 電気モータMTRは、加圧シリンダKCLがホイールシリンダWC内の制動液の圧力を調整(加圧、減圧等)するための動力源である。電気モータMTRとして、3相ブラシレスモータが採用される。電気モータMTRは、U相、V相、W相に夫々対応した、3つのコイルCLU、CLV、CLWを有し、駆動回路DRVによって駆動される。電気モータMTRには、電気モータMTRのロータ位置(回転角)Mkaを検出する回転角センサMKAが設けられる。回転角Mkaは、コントローラECUに入力される。
 駆動回路DRVは、電気モータMTRを駆動するためのスイッチング素子(パワー半導体デバイス)等が実装された電気回路基板である。具体的には、駆動回路DRVには3相ブリッジ回路が形成され、駆動信号(Sux等)に基づいて、電気モータMTRへの通電状態が制御される。駆動回路DRVには、電気モータMTRへの実際の電流Ima(各相の総称)を検出する電流センサ(例えば、電流センサ)IMAが設けられる。各相の電流(検出値)Imaは、コントローラECUに入力される。
 動力伝達機構DDKは、電気モータMTRの回転動力を減速し、且つ、直線動力に変換して加圧シャフトKSFに出力する。具体的には、動力伝達機構DDKには、減速機(図示せず)が設けられ、電気モータMTRからの回転動力が減速されてねじ部材(図示せず)に出力される。そして、ねじ部材によって、回転動力が加圧シャフトKSFの直線動力に変換される。即ち、動力伝達機構DDKは、回転・直動変換機構である。
 加圧シャフトKSFには加圧ピストンPKCが固定される。加圧ピストンPKCは、加圧シリンダKCLの内孔に挿入され、ピストンとシリンダとの組み合わせが形成されている。具体的には、加圧ピストンPKCの外周には、シール部材(図示せず)が設けられ、加圧シリンダKCLの内孔(内壁)との間で液密性が確保される。即ち、加圧シリンダKCLと加圧ピストンPKCとによって区画され、制動液が充填された加圧室Rkcが形成される。
 加圧シリンダKCL内にて、加圧ピストンPKCが中心軸方向に移動されることによって、加圧室Rkcの体積が変化される。この体積変化によって、制動液は、制動配管(流体路)HKC、HWCを介して、加圧シリンダKCLとホイールシリンダWCとの間で移動される。加圧シリンダKCLからの制動液の出し入れによって、ホイールシリンダWC内の液圧が調整され、その結果、回転部材KTに対する摩擦部材MSの押圧力が調整される。
 例えば、押圧力センサFPAとして、加圧室Rkcの液圧Fpaを検出する液圧センサが、加圧ユニットKAU(特に、加圧シリンダKCL)に内蔵される。液圧センサ(即ち、押圧力センサ)FPAは、加圧シリンダKCLに固定され、加圧ユニットKAUとして一体となって構成される。押圧力の検出値Fpa(即ち、加圧室Rkcの液圧)は、コントローラECUに入力される。以上、加圧ユニットKAUについて説明した。
 切替弁VKRによって、「ホイールシリンダWCがマスタシリンダMCと接続される状態」と、「ホイールシリンダWCが加圧シリンダKCLと接続される状態」とが、切り替えられる。切替弁VKRは、コントローラECUからの駆動信号Vkrに基づいて制御される。具体的には、制動操作が行われていない場合(「Bpa<bp0」の場合)には、ホイールシリンダ配管HWCは、切替弁VKRを介して、マスタシリンダ配管HMCと連通状態にされ、加圧シリンダ配管HKCとは非連通(遮断)状態にされる。ここで、ホイールシリンダ配管HWCは、ホイールシリンダWCに接続される流体路である。制動操作が行われると(即ち、「Bpa≧bp0」の状態になると)、切替弁VKRが駆動信号Vkrに基づいて励磁され、ホイールシリンダ配管HWCとマスタシリンダ配管HMCとの連通は遮断され、ホイールシリンダ配管HWCと加圧シリンダ配管HKCとが連通状態にされる。
<コントローラECUにおける処理>
 図2の機能ブロック図を参照して、コントローラ(電子制御ユニット)ECUでの処理について説明する。なお、上記の如く、同一記号の構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一の機能を発揮する。
 コントローラECUでは、制動操作部材BPの操作量Bpaに基づいて、電気モータMTRの駆動、及び、電磁弁VSM、VKRの励磁が行われる。電気モータMTRは、駆動回路DRVによって駆動される。駆動回路DRV(3相ブリッジ回路)は、スイッチング素子SUX、SUZ、SVX、SVZ、SWX、SWZ(単に、「SUX~SWZ」とも表記)によって形成される。コントローラECUにて、駆動信号Sux、Suz、Svx、Svz、Swx、Swz(単に、「Sux~Swz」とも表記)が演算され、該駆動信号に基づいて、スイッチング素子SUX~SWZが制御される。また、コントローラECUにて、駆動信号Vsm、Vkrが決定され、該駆動信号に基づいて電磁弁VSM、VKRが制御される。
 コントローラECUは、指示押圧力演算ブロックFPS、車輪スリップ抑制制御ブロックFSC、目標押圧力演算ブロックFPT、指示電流演算ブロックIMS、押圧力フィードバック制御ブロックFFB、目標電流演算ブロックIMT、スイッチング制御ブロックSWT、及び、電磁弁制御ブロックSLCにて構成される。
 指示押圧力演算ブロックFPSでは、制動操作量Bpa、及び、演算特性(演算マップ)CFpsに基づいて、指示押圧力Fpsが演算される。ここで、指示押圧力Fpsは、加圧ユニットKAUによって発生される液圧(押圧力に相当)の目標値である。具体的には、演算特性CFpsにおいて、制動操作量Bpaが「0(制動操作が行われていない場合に対応)」以上から所定値bp0未満の範囲では指示押圧力Fpsが「0(ゼロ)」に演算され、操作量Bpaが所定値bp0以上では指示押圧力Fpsが操作量Bpaの増加に従って、「0」から単調増加するように演算される。ここで、所定値bp0は、制動操作部材BPの「遊び」に相当する値であり、「遊び値」と称呼される。
 車輪スリップ抑制制御ブロックFSCでは、各車輪WHの車輪速度Vwaに基づいて、調整押圧力Fscが演算される。調整押圧力Fscは、車輪スリップ抑制制御を実行するための目標値である。ここで、「車輪スリップ抑制制御」は、車両の4つの車輪WHのスリップ状態を独立、且つ、別個に制御して、車両の安定性を向上するものである。例えば、車輪スリップ抑制制御は、アンチスキッド制御(Antilock Brake Control)、及び、制動力配分制御(Electronic Brake Force Distribution Control)のうちの少なくとも1つである。車輪スリップ抑制制御ブロックFSCでは、アンチスキッド制御、及び、制動力配分制御のうちの少なくとも1つを実行するための調整押圧力Fscが演算される。
 車輪スリップ抑制制御ブロックFSCでは、アンチスキッド制御用の調整押圧力Fscが演算される。具体的には、各車輪WHに設けられる車輪速度センサVWAの取得結果(車輪速度Vwa)に基づいて、車輪ロックを防止するようアンチスキッド制御を実行するための調整押圧力Fscが演算される。例えば、車輪速度Vwaに基づいて、車輪スリップ状態量Slp(車輪の減速スリップの状態を表す制御変数)が演算される。そして、車輪スリップ状態量Slpに基づいて、調整押圧力Fscが決定される。
 ここで、車輪スリップ状態量Slpは、車輪WHのスリップ度合を表す状態量(変数)である。例えば、車輪スリップ状態量Slpは、車輪スリップ速度、及び、車輪減速度のうちの少なくとも1つに基づいて演算される。ここで、車輪スリップ速度は、「車両の各車輪WHの車輪速度Vwaに基づいて演算される車体速度Vxa」と、車輪速度Vwaとの差に基づいて演算される。また、車輪減速度は、車輪速度Vwaが時間微分されて演算される。そして、車輪スリップ状態量Slpが、所定量slxを超過した時点で、アンチスキッド制御が開始され、指示押圧力Fpsを減少するように調整押圧力Fscが演算される。ここで、所定量slxは、アンチスキッド制御の実行を判定するための、予め設定されたしきい値(定数)である。
 同様に、車輪スリップ抑制制御ブロックFSCでは、車輪速度センサVWAの取得結果(車輪速度Vwa)に基づいて、後輪の車輪スリップを抑制する制動力配分制御を実行するために調整押圧力Fscが演算される。具体的には、前輪のスリップ状態量Slpに対する後輪のスリップ状態量Slpに基づいて、後輪の調整押圧力Fscが決定される。具体的には、前輪スリップ速度と後輪スリップ速度との差が所定速度slzを超過した時点で、制動力配分制御が開始され、指示押圧力Fpsを一定に維持するように調整押圧力Fscが演算される。ここで、所定速度slzは、制動力配分制御の実行を判定するための、予め設定されたしきい値(定数)である。
 目標押圧力演算ブロックFPTでは、指示押圧力Fps、及び、調整押圧力Fscに基づいて目標押圧力Fptが演算される。ここで、目標押圧力Fptは、押圧力の最終的な目標値であり、車輪WHに対する要求制動力に対応している。車輪スリップ抑制制御が実行されていない場合には、指示押圧力Fpsが、そのまま、目標押圧力Fptとして決定される。車輪スリップ抑制制御が実行されている場合には、指示押圧力Fpsが、調整押圧力Fscによって調整され、最終的な目標押圧力Fptが演算される。例えば、車輪スリップ抑制制御ブロックFSCにて、アンチスキッド制御が実行される場合には、車輪ロックを回避するよう、調整押圧力Fscによって指示押圧力Fpsが減少して調整される。また、車輪スリップ抑制制御ブロックFSCにて、制動力配分制御が実行される場合には、後輪スリップの増大を抑制するよう、調整押圧力Fscによって指示押圧力Fpsが保持されるように調整される。車輪スリップ抑制制御ブロックFSC、及び、目標押圧力演算ブロックFPTでの詳細な処理については後述する。
 指示電流演算ブロックIMSでは、目標押圧力Fpt、及び、予め設定された演算特性(演算マップ)CImsに基づいて、電気モータMTRの指示電流Imsが演算される。ここで、指示電流Imsは、電気モータMTRを制御するための電流の目標値である。演算特性CImsでは、目標押圧力Fptが「0」から増加するに従って、指示電流Imsが「0」から単調増加するように、指示電流Imsが決定される。
 押圧力フィードバック制御ブロックFFBでは、押圧力の目標値(例えば、目標液圧)Fpt、及び、押圧力の実際値(液圧の検出値)Fpaを制御の状態変数として、これらに基づいて、電気モータMTRの補償電流Ifpが演算される。指示電流Imsに基づく制御だけでは、押圧力に誤差が発生するため、押圧力フィードバック制御ブロックFFBでは、この誤差を補償することが行われる。押圧力フィードバック制御ブロックFFBは、比較演算、及び、補償電流演算ブロックIFPにて構成される。
 比較演算によって、押圧力の目標値Fpt(車輪WHの要求制動力に対応)と、実際値Fpa(実際に発生している制動力に対応)とが比較される。ここで、押圧力の実際値Fpaは、押圧力センサFPA(例えば、加圧シリンダKCLの液圧を検出する液圧センサ)によって検出される検出値である。比較演算では、目標押圧力(目標値)Fptと、実際の押圧力(検出値)Fpaとの偏差(押圧力偏差)eFpが演算される。押圧力偏差eFpは、制御変数として、補償電流演算ブロックIFPに入力される。
 補償電流演算ブロックIFPには、比例要素ブロック、微分要素ブロック、及び、積分要素ブロックが含まれる。比例要素ブロックでは、押圧力偏差eFpに比例ゲインKpが乗算されて、押圧力偏差eFpの比例要素が演算される。微分要素ブロックでは、押圧力偏差eFpが微分されて、これに微分ゲインKdが乗算されて、押圧力偏差eFpの微分要素が演算される。積分要素ブロックでは、押圧力偏差eFpが積分されて、これに積分ゲインKiが乗算されて、押圧力偏差eFpの積分要素が演算される。そして、比例要素、微分要素、及び、積分要素が、加算されることによって、補償電流Ifpが演算される。即ち、補償電流演算ブロックIFPでは、目標押圧力Fptと実際の押圧力Fpaとの比較結果(押圧力偏差eFp)に基づいて、実押圧力(検出値)Fpaが目標押圧力(目標値)Fptに一致するよう(即ち、偏差eFpが「0(ゼロ)」に近づくよう)、所謂、押圧力に基づくPID制御が実行される。
 目標電流演算ブロックIMTでは、指示電流Ims、補償電流(押圧力フィードバック制御による補償値)Ifp、及び、回転角Mkaに基づいて、電流の最終的な目標値である目標電流(目標電流ベクトル)Imtが演算される。目標電流Imtは、dq軸上のベクトルであり、d軸成分(「d軸目標電流」ともいう)Idtと、q軸成分(「q軸目標電流」ともいう)Iqtとで形成される。なお、目標電流Imtは、目標電流ベクトル(Idt、Iqt)とも表記される。目標電流演算ブロックIMTでの詳細な処理については後述する。
 目標電流演算ブロックIMTでは、電気モータMTRの回転すべき方向(即ち、押圧力の増減方向)に基づいて、目標電流Imtの符号(値の正負)が決定される。また、電気モータMTRの出力すべき回転動力(即ち、押圧力の増減量)に基づいて、目標電流Imtの大きさが演算される。具体的には、押圧力を増加する場合には、目標電流Imtの符号が正符号(Imt>0)に演算され、電気モータMTRが正転方向に駆動される。一方、押圧力を減少させる場合には、目標電流Imtの符号が負符号(Imt<0)に決定され、電気モータMTRが逆転方向に駆動される。さらに、目標電流Imtの絶対値が大きいほど電気モータMTRの出力トルク(回転動力)が大きくなるように制御され、目標電流Imtの絶対値が小さいほど出力トルクが小さくなるように制御される。
 スイッチング制御ブロックSWTでは、目標電流Imt(Idt、Iqt)に基づいて、各スイッチング素子SUX~SWZについてパルス幅変調を行うための駆動信号Sux~Swzが演算される。目標電流Imt、及び、回転角Mkaに基づいて、U相、V相、W相の夫々の電圧の目標値Emt(各相の目標電圧Eut、Evt、Ewtの総称)が演算される。各相の目標電圧Emtに基づいて、各相のパルス幅のデューティ比Dtt(各相のデューティ比Dut、Dvt、Dwtの総称)が決定される。ここで、「デューティ比」は、一周期に対するオン時間の割合であり、「100%」がフル通電に相当する。そして、デューティ比(目標値)Dttに基づいて、3相ブリッジ回路を構成する各スイッチング素子SUX~SWZをオン状態(通電状態)にするか、或いは、オフ状態(非通電状態)にするかの駆動信号Sux~Swzが演算される。駆動信号Sux~Swzは、駆動回路DRVに出力される。
 6つの駆動信号Sux~Swzによって、6つのスイッチング素子SUX~SWZの通電、又は、非通電の状態が、個別に制御される。ここで、デューティ比Dtt(各相の総称)が大きいほど、各スイッチング素子において、単位時間当りの通電時間が長くされ、より大きな電流がコイルCLU、CLV、CLWに流される。従って、電気モータMTRの回転動力が大とされる。
 駆動回路DRVでは、各相に電流センサIMA(各相の電流センサIUA、IVA、IWAの総称)が備えられ、実際の電流Ima(各相の実電流Iua、Iva、Iwaの総称)が検出される。各相の検出値Ima(総称)は、スイッチング制御ブロックSWTに入力される。そして、各相の検出値Imaが、目標値Imtと一致するよう、所謂、電流フィードバック制御が実行される。具体的には、各相において、実電流Imaと目標電流Imtとの偏差eImに基づいて、電流偏差eImが「0」に近づくよう、デューティ比Dtt(各相のデューティ比Dut、Dvt、Dwtの総称)が、個別に修正(微調整)される。この電流フィードバック制御によって、高精度なモータ制御が達成され得る。
 電磁弁制御ブロックSLCにて、制動操作量Bpaに基づいて、電磁弁VSM、VKRを制御するための駆動信号Vsm、Vkrが演算される。操作量Bpaが遊び値bp0未満の場合(特に、「Bpa=0」の場合)が、非制動操作時に対応し、シミュレータ遮断弁VSMが開位置にされるよう、駆動信号Vsmが決定される(例えば、遮断弁VSMがNC弁である場合には、駆動信号Vsmは非励磁を指示)。同時に、「Bpa<bp0」の場合には、「マスタシリンダMCとホイールシリンダWCとが連通され、加圧シリンダKCLとホイールシリンダWCとが遮断される状態(非励磁状態という)」になるよう、駆動信号Vkrが演算される。
 制動操作量Bpaが増加され、操作量Bpaが遊び値bp0以上となった時点以降が、制動操作時に対応し、該時点(制動操作開始時点)で、遮断弁VSMが閉位置から開位置へと変更されるよう、駆動信号Vsmが決定される。遮断弁VSMがNC弁である場合には、制動操作開始時点で、駆動信号Vsmとして、励磁指示が開始される。また、制動操作開始時点にて、「マスタシリンダMCとホイールシリンダWCとが遮断され、加圧シリンダKCLとホイールシリンダWCとが連通される状態(励磁状態という)」になるよう、駆動信号Vkrが決定される。
<車輪スリップ抑制制御ブロックFSC、及び、目標押圧力演算ブロックFPTでの処理>
 図3のフロー図を参照して、車輪スリップ抑制制御ブロックFSC、及び、目標押圧力演算ブロックFPTでの処理について説明する。
 ステップS110にて、車両の4つの車輪WHの車輪速度Vwaが読み込まれる。車輪速度Vwaは、各車輪WHに備えられた、車輪速度センサVWAによって検出される。ステップS120にて、車輪速度Vwaに基づいて、車体速度Vxaが演算される。例えば、4つの車輪速度Vwaのうちで、最大のものが、車体速度Vxaとして採用される。
 ステップS130にて、車輪速度Vwaに基づいて、各車輪WHの車輪スリップ状態量Slpが演算される。車輪スリップ状態量Slpは、車輪WHのスリップ度合を表す状態量(変数)である。例えば、車輪スリップ状態量Slpとして、車体速度Vxa、及び、車輪速度Vwaの偏差であるスリップ速度が採用される。また、車輪スリップ状態量Slpとして、車輪速度Vwaを微分演算して得られる車輪減速度が採用される。即ち、車輪スリップ状態量Slpは、車輪スリップ速度、及び、車輪減速度のうちの少なくとも1つに基づいて演算される。ここで、車輪スリップ速度が、車体速度Vxaによって無次元化されて車輪スリップ率が演算され、車輪スリップ率が、車輪スリップ状態量Slpの1つとして採用され得る。
 ステップS140にて、「車輪スリップ抑制制御の実行条件が満足されるか、否か」が判定される。車輪スリップ抑制制御がアンチスキッド制御である場合には、「車輪スリップ状態量Slpが、所定量slxを超過しているか、否か」が判定される。ここで、所定量slxは、アンチスキッド制御用の判定しきい値であり、予め設定された所定値である。また、車輪スリップ抑制制御が制動力配分制御である場合には、「前輪スリップ速度と後輪スリップ速度との差が所定速度slzを超過しているか、否か(又は、前輪スリップ率と後輪スリップ率との差が所定値slzを超過しているか、否か)」が判定される。ここで、所定速度slzは、制動力配分制御用の判定しきい値であり、予め設定された所定値である。
 車輪スリップ抑制制御の実行条件が満足され、ステップS140が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS150に進む。一方、車輪スリップ抑制制御の実行条件が満足されず、ステップS140が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS170に進む。
 ステップS150にて、制御フラグFLscが「1」にされる。制御フラグFLscは、車輪スリップ抑制制御が実行/非実行を表す信号であり、実行されている場合には「1」、実行されていない場合には「0」にされている。従って、車輪スリップ抑制制御の開始時には、制御フラグFLscが、「0」から「1」に切り替えられる。また、車輪スリップ抑制制御の終了時には、制御フラグFLscが、「1」から「0」に切り替えられる。
 ステップS160にて、車輪スリップ状態量Slpに基づいて、調整押圧力Fscが演算される。調整押圧力Fscは、指示押圧力Fpsを調整して、最終的な目標押圧力Fptを演算するための押圧力の目標値である。車輪スリップ抑制制御がアンチスキッド制御である場合には、車輪スリップが過大にならないよう、調整押圧力Fscが決定される。また、車輪スリップ抑制制御が制動力配分制御である場合には、後輪スリップが前輪スリップの所定範囲内に収まるよう、調整押圧力Fscが決定される。
 ステップS170にて、指示押圧力Fps、及び、実押圧力Fpaが読み込まれる。指示押圧力Fpsは、制動操作量Bpaに基づいて演算されている。
 ステップS180にて、指示押圧力Fps、実押圧力Fpa、及び、調整押圧力Fscに基づいて、目標押圧力Fptが演算される。車輪スリップ抑制制御が実行されず、ステップS140が否定される場合には、「FLsc=0」、且つ、「Fsc=0」である。この場合、ステップS180では、指示押圧力Fpsが、そのまま、目標押圧力Fptとして決定される。そして、目標押圧力Fpt(=Fps)と実押圧力Fpaとに基づいて、押圧力フィードバック制御が実行される。
 車輪スリップ抑制制御が実行されている場合(ステップS140が肯定される場合)には、ステップS180では、前回の演算周期における目標押圧力Fptと、今回の演算周期における調整押圧力Fscに基づいて、今回の演算周期における目標押圧力Fptが演算される。即ち、前回演算周期の目標押圧力Fptが基準とされ、これが、今回演算周期の調整押圧力Fscによって調整されて、今回演算周期の目標押圧力Fptが決定される。
 特に、車輪スリップ抑制制御の開始時点(即ち、対応する演算周期)では、ステップS180にて、実押圧力Fpa、及び、調整押圧力Fscに基づいて、目標押圧力Fptが決定される。具体的には、制御フラグFLscが、「0」から「1」に切り替わった演算周期においては、今回演算周期(即ち、制御開始時点)の実押圧力Fpaが基準とされ、これに、今回演算周期の調整押圧力Fscが加味されて、今回演算周期の目標押圧力Fptが演算される。換言すれば、車輪スリップ抑制制御の実行開始時に、指示押圧力Fpsが、制御実行開始時点における実際の押圧力Fpaの値にまで急減するように修正されて、目標押圧力Fptが演算される。
 ステップS190にて、ステップS180における目標押圧力(今回値)Fptが記憶される。記憶された目標押圧力Fptは、次回の演算周期において、目標押圧力Fptを演算するための基準として用いられる。即ち、車輪スリップ抑制制御の開始時点以降は、過去の(前回演算された)目標押圧力Fptが、調整押圧力Fscによって修正されて、新たな(今回演算周期の)目標押圧力Fptが決定される。
 制動操作部材BPが急操作された場合には、指示押圧力Fpsの増加に対して実押圧力Fpaの追従が、時間的に遅れる。しかしながら、車輪スリップ抑制制御の開始が判定された時点(演算周期)において、指示押圧力Fpsが、その時点の実押圧力Fpaの値にまで急減されて、目標押圧力Fptが決定される。このため、押圧力フィードバック制御と車輪スリップ抑制制御との干渉が回避され、高応答で実押圧力Fpaが減少される。結果、上記追従遅れに起因した、過大な車輪スリップの発生が抑制され得る。また、車輪スリップ抑制制御の実行中は、指示押圧力Fpsが大きくても、前回演算された目標押圧力(前回値)Fptが基準とされ、実際の押圧力Fpaが制御される。このため、車輪スリップ抑制制御が適正に継続され得る。
<目標電流演算ブロックIMTでの第1の処理例>
 図4、図5のフロー図、及び、図6の特性図を参照して、目標電流演算ブロックIMTでの第1の処理例について説明する。ここで、図4は、車輪スリップ抑制制御が実行されていない場合の処理に対応し、図5は、車輪スリップ抑制制御が実行されている場合の処理に対応している。
≪車輪スリップ抑制制御の非実行時の処理の流れ≫
 先ず、図4のフロー図を参照して、車輪スリップ抑制制御が実行されていない場合の目標電流演算ブロックIMTでの処理の流れについて説明する。
 ステップS210にて、指示電流Ims、補償電流Ifp、回転角Mka、電流制限円Cis、及び、制御フラグFLscが読み込まれる。ここで、電流制限円Cisは、電気モータMTRのq軸電流とd軸電流との電流特性(dq軸平面)において、スイッチング素子SUX~SWZ(駆動回路DRVの構成要素)の許容電流(通電し得る最大電流値)iqmに基づいて予め設定されている。即ち、電流制限円Cisは、駆動回路DRVの諸元(特に、スイッチング素子SUX~SWZの電流定格値iqm)から定まる。ここで、所定値iqmが、「q軸最大電流値」と称呼される。
 ステップS220にて、指示電流Ims、及び、押圧力フィードバック制御に基づく補償電流Ifpに基づいて、補償指示電流Imrが演算される。ここで、補償指示電流Imrは、押圧力フィードバック制御に基づいて補償された指示電流である。具体的には、指示電流Imsに、補償電流Ifpが加算されて、補償指示電流Imrが決定される(Imr=Ims+Ifp)。
 ステップS230にて、回転角センサMKAの検出値(回転角)Mkaに基づいて、電気モータMTRの電気角速度ωが演算される。具体的には、回転角(機械角)Mkaが、電気角θに変換され、電気角θが、時間微分されて、電気角速度ωが決定される。ここで、「機械角Mka」は、電気モータMTRの出力軸の回転角度に相当する。また、「電気角θ」は、電気モータMTRにおける磁界の一周期分を2π[rad]として、角度表記したものである。なお、回転角センサMKAによって、電気角θが、直接、検出され得る。
 ステップS240にて、「車輪スリップ抑制制御が実行されているか、否か(即ち、制御フラグFLscが「1」であるか、「0」であるか)」が判定される。「FLsc=1」であり、ステップS240が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS550に進む((A)参照)。一方、「FLsc=0」であり、ステップS240が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS250に進む。
 ステップS250にて、電気モータMTRの電気角速度θに基づいて、電圧制限円Cvsが演算される。具体的には、電圧制限円Cvsは、電気モータMTRのdq軸電流特性(Idt-Iqt平面)において、「電源電圧(即ち、蓄電池BAT、発電機ALTの電圧)Eba、相インダクタンス(即ち、コイルCLU、CLV、CLWのインダクタンス)L、及び、鎖交磁束数(即ち、磁石の強さ)φにおける各々の所定値」と、「回転角Mkaから演算される電気モータMTRの電気角速度ω」と、に基づいて演算される。電気モータMTRの回転速度dMkが大きいほど、電圧制限円Cvsの半径は小さくなり、回転速度dMkが小さいほど、電圧制限円Cvsの半径は大きくなる。
 ステップS260にて、電流制限円Cis、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、dq軸電流平面上において、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの交差する2つの点Pxa(Idx、Iqx)、Pxb(Idx、-Iqx)が演算される。ここで、値Idx、Iqx(又は、-Iqx)は、交点Pxa、Pxbのdq軸上の座標を表す、変数である。また、交点Pxa(Idx、Iqx)は、電気モータMTRの正転方向に対応し、「第1交点Pxa」と称呼される。また、交点Pxb(Idx、-Iqx)は、電気モータMTRの逆転方向に対応し、「第2交点Pxb」と称呼される。2つの交点Pxa、Pxbは、総称して、「交点Px」ともいう。
 電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとが重なる領域が、実際に、電流フィードバック制御によって達成可能な電流の範囲(「通電可能領域」という)である。従って、通電可能領域外の指示が行われても、電流フィードバック制御において、この電流指示は、実際には達成され得ない。なお、回転速度dMkが小さい場合(例えば、電気モータMTRが停止している場合)には、交点Px(Pxa、Pxbの総称)が存在しない場合がある。
 ステップS270にて、「補償指示電流Imrが、「0」以上であるか、否か」が判定される。即ち、「補償指示電流Imrが、電気モータMTRの正転方向を指示しているか、逆転方向を指示しているか」が判定される。「Imr≧0」であり、ステップS270が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS280に進む。一方、「Imr<0」であり、ステップS270が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS310に進む。
 ステップS280にて、「電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれるか、否か」、又は、「第1交点Pxa(Idx、Iqx)が、dq軸電流平面において、第1象限に存在するか、否か」が判定される。ここで、「第1象限」は、d軸電流、及び、q軸電流が、共に正符号の領域である。ステップS280が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS300に進む。一方、ステップS280が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS290に進む。
 ステップS290にて、補償指示電流Imr、及び、第1交点Pxaの座標(Idx、Iqx)に基づいて、「補償指示電流Imrが、第1交点Pxaのq軸座標Iqx(変数)以上であるか、否か」が判定される。ステップS290が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS400に進む。一方、ステップS290が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS410に進む。
 ステップS300にて、補償指示電流Imr、及び、電流制限円Cisに基づいて、「補償指示電流Imrが、電流制限円Cisのq軸交点iqm(q軸最大電流値)以上であるか、否か」が判定される。ステップS300が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS430に進む。一方、ステップS300が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS440に進む。
 ステップS310にて、「電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれるか、否か」、又は、「第2交点Pxb(Idx、-Iqx)が、dq軸電流平面において、第4象限に存在するか、否か」が判定される。ここで、「第4象限」は、d軸電流が正符号、且つ、q軸電流が負符号の領域である。ステップS310が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS330に進む。一方、ステップS310が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS320に進む。
 ステップS320にて、補償指示電流Imr、及び、第2交点Pxbの座標(Idx、-Iqx)に基づいて、「補償指示電流Imrが、第2交点Pxbのq軸座標-Iqx(変数)以下であるか、否か」が判定される。ステップS320が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS450に進む。一方、ステップS320が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS460に進む。
 ステップS330にて、補償指示電流Imr、及び、電流制限円Cisに基づいて、「補償指示電流Imrが、電流制限円Cisのq軸交点-iqm(q軸最小電流値)以下であるか、否か」が判定される。ステップS330が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS480に進む。一方、ステップS330が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS490に進む。
 ステップS400では、d軸目標電流Idtが交点d軸座標Idx(変数であり、「第1交点d軸座標」という)に、且つ、q軸目標電流Iqtが交点q軸座標Iqx(変数であり、「第1交点q軸座標」という)に、夫々、決定される(即ち、「Idt=Idx、Iqt=Iqx」)。ステップS410では、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、電圧制限円d軸座標Ids(変数であり、単に、「制限円d軸座標」ともいう)が演算される。具体的には、制限円d軸座標Idsは、電圧制限円Cvsと、「Iqt=Imr」との交わる点のd軸座標である。即ち、電圧制限円Cvs上において、q軸目標電流Iqtに補償指示電流Imrが代入された場合のd軸目標電流Idtの値(座標)である(後述の式(2)参照)。そして、ステップS420では、d軸目標電流Idtが電圧制限円d軸座標Idsに、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように、夫々、決定される(即ち、「Idt=Ids、Iqt=Imr」)。
 ステップS430では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtがq軸最大電流値iqm(所定値)に、夫々、決定される(即ち、「Idt=0、Iqt=iqm」)。ステップS440では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように、夫々、決定される(即ち、Idt=0、Iqt=Imr)。
 ステップS450では、d軸目標電流Idtが交点d軸座標Idx(変数であり、「第2交点d軸座標」という)に、且つ、q軸目標電流Iqtが交点q軸座標Iqx(変数であり、「第2交点q軸座標」という)に、夫々、決定される(即ち、「Idt=Idx、Iqt=-Iqx」)。ステップS460では、ステップS410と同様に、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、制限円d軸座標Ids(電圧制限円Cvs上において、「Iqt=Imr」の場合のd軸目標電流Idtの値)が演算される。そして、ステップS470にて、d軸目標電流Idtが制限円d軸座標Idsに、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように、夫々、決定される(即ち、「Idt=Ids、Iqt=Imr」)。
 ステップS480では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtがq軸最小電流値-iqm(所定値)に、夫々、決定される(即ち、「Idt=0、Iqt=-iqm」)。ステップS490では、d軸目標電流Idtが「0」に、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように、夫々、決定される(即ち、Idt=0、Iqt=Imr)。以上、車輪スリップ抑制制御の非実行時の処理の流れについて説明した。
≪車輪スリップ抑制制御の実行時の処理の流れ≫
 次に、図5のフロー図を参照して、車輪スリップ抑制制御が実行されている場合の目標電流演算ブロックIMTでの処理の流れについて説明する。ステップS210からステップS240までの処理は、共通であるため、説明は省略する。
 ステップS550からステップS630までの処理は、ステップS250からS330までの処理と同様である。また、d軸、q軸目標電流Idt、Iqtの決定において、ステップS700からステップS790までの処理が、ステップS400からステップS490までの処理と同様である。従って、図4を参照して説明した車輪スリップ抑制制御が実行されていない場合の処理が、図5を参照して説明する、車輪スリップ抑制制御が実行されている場合の処理として読み替えられ得る。具体的には、各ステップ記号の前半部において、「S2」が「S5」に、「S3」が「S6」に、「S4」が「S7」に、夫々読み替えられたものが、車輪スリップ抑制制御の実行時における処理の説明に該当する。
≪電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係における目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)≫
 次に、図6の特性図を参照して、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)の決定処理(即ち、ステップS400からステップS490までの処理、及び、ステップS700からステップS790までの処理)について説明する。なお、ステップS400~S440、及び、ステップS700~S740は、電気モータMTRが正転方向に駆動される場合である(即ち、「Imr≧0」)。また、ステップS450~S490、及び、ステップS750~S790は、電気モータMTRが逆転方向に駆動される場合に対応する(即ち、「Imr<0」)。
 電流制限円Cisは、駆動回路DRV(特に、ブリッジ回路BRG)を構成する、スイッチング素子の最大定格値(定格電流iqm)に基づいて決定される。ここで、最大定格値は、スイッチング素子(パワーMOS-FET等)に流し得る電流、印加可能な電圧、電力損失等の最大許容値として定められている。
 具体的には、電流制限円Cisは、dq軸電流特性(Idt-Iqt平面)において、原点O(「Idt=0、Iqt=0」の点)を中心とする円として表現される。さらに、電流制限円Cisの半径は、スイッチング素子SUX~SWZの許容電流値iqm(所定値)である。即ち、電流制限円Cisは、q軸と点(0、iqm)、(0、-iqm)で交わり、d軸と点(-iqm、0)、(iqm、0)で交わる。電流制限円Cisは、dq軸電流特性において、式(1)にて決定される。
 Idt+Iqt=iqm …式(1)
 さらに、電圧制限円Cvsは、電気モータMTRのdq軸電流特性において、式(2)にて決定される。
 {Idt+(φ/L)}+Iqt={Eba/(L・ω)} …式(2)
 ここで、「Eba」は電源電圧(即ち、蓄電池BAT、発電機ALTの電圧)、「L」は相インダクタンス、「φ」は鎖交磁束数(磁石の強さ)である。また、「ω」は、電気モータMTRの電気角速度である。なお、電気角速度ωは、電気モータMTRの電気角θ(電気モータMTRの磁界の一周期分を2π[rad]として表記した角度)の時間変化量であり、回転角Mkaから演算される。
 電圧制限円Cvsは、中心Pcn(idc、0)の座標が(-(φ/L)、0)であり、半径が「Eba/(L・ω)」の円として表現される。電源電圧Ebaは所定値(定数)であり、回転速度dMkが大きいほど、電気角速度ωは大となる。このため、回転速度dMkが速いほど、電圧制限円Cvsの半径は小さくなる。逆に、回転速度dMkが遅いほど、電圧制限円Cvsの半径が大きくなる。
 電気モータMTRの回転速度dMk(即ち、電気角速度ω)が相対的に大きい場合が、電圧制限円Cvs:aにて図示される。この状態では、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:aとの相互関係において、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:aとは、2つの点Pxa:a、Pxb:aにて交差する。この状態では、第1交点Pxa:aは第2象限にあり、第2交点Pxb:aは第3象限にあるため、ステップS280、S310、S580、S610の判定処理は否定される。
 なお、2つの交点Pxa、Pxbのうちで、q軸目標電流Iqtが正符号である交点Pxa(第1交点)は、電気モータMTRの正転方向に対応している。また、2つの交点Pxa、Pxbのうちで、q軸目標電流Iqtが負符号である交点Pxb(第2交点)は、電気モータMTRの逆転方向に対応している。
 この状態で、電気モータMTRが正転駆動されるように、「Imr=iq1(>Iqx)」であれば、ステップS290、S590の判定処理が肯定される。そして、ステップS400、S700にて、「Idt=Idx、Iqt=Iqx」が決定される。即ち、第1交点Pxaの座標(Idx、Iqx)に基づいて、目標電流ベクトルImtが、dq軸の各成分において、第1交点d軸座標Idxと第1交点q軸成分Iqxに制限される。
 また、電気モータMTRが逆転駆動されるように、「Imr=iq4(<-Iqx)」であれば、ステップS320、S620の判定処理が肯定される。そして、ステップS450、S750にて、「Idt=Idx、Iqt=-Iqx」が決定される。即ち、第2交点Pxbの座標(Idx、-Iqx)に基づいて、目標電流ベクトルImtが、dq軸の各成分において、第2交点d軸座標Idxと第2交点q軸成分-Iqxに制限される。
 電気モータMTRへの通電において、電流フィードバック制御において、実際に流し得るdq軸の電流は、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとが重複する領域(網掛けで示す、通電可能領域)である。通電可能領域を外れて制御された場合には、電気モータMTRの駆動において非効率的であり、時には、スイッチング素子に過負荷(定格電流を超えた電流)が掛かる場合が生じ得る。
 通電可能領域の境界上にある、交点Pxa:a、Pxb:aは、出力(単位時間当たりの仕事量であり、仕事率)が最大となる点である。このため、回転速度dMkが相対的に大きく、且つ、補償指示電流Imrの絶対値が相対的に大きい場合には、電気モータMTRの出力(仕事率)が最大化されるよう、目標電流Imtとして、ベクトルImt:1(原点Oから第1交点Pxa:aに向かうベクトル)、ベクトルImt:4(原点Oから第2交点Pxb:aに向かうベクトル)が決定される。
 q軸目標電流Iqtが正符号である第1交点Pxa:aは、電気モータMTRが正転方向に駆動される場合の出力最大点である。例えば、制動操作部材BPが急操作され、電気モータMTRが停止している状態から急加速される場合に、第1交点Pxa:aが、目標電流ベクトルImt:1として決定される。目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)が、第1交点Pxa(Idx、Iqx)に決定されることによって、最も効率的、且つ、高応答で、実際の押圧力Fpaが増加され得る。
 q軸目標電流Iqtが負符号である第2交点Pxb:aは、電気モータMTRが逆転方向に駆動される場合の出力最大点である。例えば、電気モータMTRが正転方向に駆動されている状態で、車輪スリップ抑制制御が開始され、電気モータMTRが急停止される場合に、第2交点Pxb:aが、目標電流ベクトルImt:4として決定される。目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)が、第2交点Pxb(Idx、-Iqx)に決定されることによって、最も効率的、且つ、高応答で、実際の押圧力Fpaが減少され得る。
 一方、補償指示電流Imrの絶対値が相対的に小さい場合(例えば、「Imr=iq2(<Iqx)」、「Imr=iq5(>-Iqx)」の場合)には、ステップS290、S320、S590、及び、S620の判定処理が否定される。そして、ステップS410、S460、S710、及び、S760にて、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、電圧制限円d軸座標Idsが演算される。制限円d軸座標Idsは、電圧制限円Cvsにおいて、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrである場合の、d軸目標電流Idtの値(座標)である。具体的には、式(2)のq軸目標電流Iqtに、補償指示電流Imrが代入されて演算されたd軸目標電流Idtが、制限円d軸座標Idsとして採用される。ステップS420、S470、S720、及び、S770では、「Idt=Ids、Iqt=Imr」が決定される。即ち、制限円d軸座標Idsによってq軸電流が制限されることによって、目標電流Imtが、ベクトルImt:2、Imt:5として決定される。この場合においても、d軸目標電流Idtが、通電可能領域で十分に確保されているため、電気モータMTRの応答性が向上され得る。加えて、d軸目標電流Idtが、電圧制限円Cvs上に設定されため、電気モータMTRが効率的に駆動され、発熱が低減され得る。
 回転速度dMkが相対的に小さい場合が、電圧制限円Cvs:bにて図示される。この状態では、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:bとの相互関係において、電流制限円Cisと電圧制限円Cvs:bとは、点Pxa:b、Pxb:bにて交差する。この状態では、第1交点Pxa:bは第1象限にあり、第2交点Pxb:bは第4象限にあるため、各ステップS280、S310、S580、S610の判定処理は肯定される。
 この状態で、電気モータMTRが正転駆動されるように、「Imr=iq3(>iqm)」であれば、ステップS300、S600の判定処理が肯定される。そして、ステップS430、S730にて、「Idt=0、Iqt=iqm」が決定される。即ち、目標電流ベクトルImtとして、ベクトルImt:3(原点Oから点(0、iqm)に向かうベクトル)が演算される。また、電気モータMTRが逆転駆動されるように、「Imr=iq6(<-iqm)」であれば、ステップS330、S630の判定処理が肯定される。そして、ステップS480、S780にて、「Idt=0、Iqt=-imq」が決定される。
 回転速度dMkが相対的に小さい場合には、弱め磁束制御は不要であり、「Idt=0」とされる。d軸電流とq軸電流とは、トレードオフ関係にある。このため、d軸目標電流Idtが「0」にされることによって、電気モータMTRへの通電において、トルク方向に作用するq軸目標電流Iqtが最大限に利用され得る。
 回転速度dMkがさらに小さく、電気モータMTRが略停止している場合が、電圧制限円Cvs:cにて図示される。この状態では、電流制限円Cisは、電圧制限円Cvs:cに包含され、交点Pxは存在しない。従って、上記同様に、各ステップS280、S310、S580、S610の判定処理は肯定される。さらに、各ステップS300、S330、S600、S630の判定処理が否定される。そして、各ステップS440、S490、S740、S790にて、「Idt=0、Iqt=Imr」が決定される。この場合においても、弱め磁束制御は不要であり、必要とされる補償指示電流Imr(即ち、要求トルク)のみに基づいて、電気モータMTRが駆動される。
 また、回転速度dMkが相対的に小さい場合には、通電可能領域の境界上にある、点(0、iqm)、(0、-iqm)が出力最大の点になる。このため、補償指示電流Imrの絶対値が、q軸最大電流値iqmを超えて、指示される場合には、補償指示電流Imrの絶対値は、q軸最大電流値(電流定格値)iqmに制限される。一方、補償指示電流Imrの絶対値が、q軸最大電流値iqm未満である場合には、補償指示電流Imrの制限は行われず、補償指示電流Imrが、そのまま、目標電流ベクトルImtのq軸成分とされる。
<目標電流演算ブロックIMTでの第2の処理例>
 図7のフロー図、及び、図8の特性図を参照して、目標電流演算ブロックIMTでの第2の処理例について説明する。第2の処理例では、車輪スリップ抑制制御が開始された時点から所定時間tkzに亘って、電流制限円Cisが拡大されて、電気モータMTRの回転停止、及び、逆転駆動の応答性が、更に向上される。
≪処理の流れ≫
 先ず、図7のフロー図を参照して、処理の流れ(特に、車輪スリップ抑制制御が実行されている場合)について説明する。ここで、第1の処理例と同じ記号を付された処理ステップは、第1の処理例について説明したものと同じであるため説明は省略される。第2の処理例では、第1の処理例(図5参照)に対して、破線にて示す処理ブロック(S576等)が、追加、変更されている。
 第1の処理例では、電気モータMTRの回転方向に係らず、ステップS560にて、第1、第2交点Pxa、Pxbが演算された。しかし、第2の処理例では、電気モータMTRが正転方向に回転される場合には、ステップS575にて、第1交点Pxaが演算される。一方、電気モータMTRが逆転方向に回転される場合には、ステップS576にて、第2交点Pxbが演算される。これは、車輪スリップ抑制制御の初期段階で、電気モータMTRを停止させ、逆転させるために、電流制限円Cisが拡大されることに因る。以下、これらの処理について詳述する。
 ステップS570の処理が否定されると、処理は、ステップS576に進む。ステップS576にて、電流制限円Cisが拡大される。具体的には、電流制限円Cisの半径が、q軸最大電流値iqmよりも大きい値iqnに変更される。q軸最大電流値iqmは、スイッチング素子SUX~SWZの許容電流値であるが、短時間に限って、許容電流値iqmを超えて、スイッチング素子SUX~SWZに通電が行われる。ここで、値iqnは、予め設定された所定値であり、「拡大許容電流値」と称呼される。
 ステップS577にて、拡大された電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとに基づいて、第2交点Pxb(Idx、-Iqx)が演算される。ステップS610にて、拡大された電流制限円Cis、及び、第2交点Pxb(Idx、-Iqx)に基づいて、「電流制限円Cisが電圧制限円Cvsに含まれるか、否か」、又は、「第2交点Pxb(Idx、-Iqx)が、dq軸電流平面において、第4象限(d軸電流が正符号、且つ、q軸電流が負符号の領域)に存在するか、否か」が判定される。ステップS610が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS630に進む。ステップS630以降は、第1の処理例と同じ処理が実行される。
 一方、ステップS610が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS615に進む。ステップS615にて、第2交点Pxb(Idx、-Iqx)等に基づいて、「交点d軸座標Idxが、値idc以下であるか、否か」、又は、「電圧制限円Cvsが電流制限円Cisに含まれるか、否か」が判定される。ここで、値idcは、電圧制限円Cvsの中心のd軸座標である。ステップS615が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS620に進む。ステップS620以降は、第1の処理例と同じ処理が実行される。
 ステップS615が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS616に進む。ステップS616では、補償指示電流Imr、及び、頂点q軸座標Iqpに基づいて、「補償指示電流Imrが、頂点q軸座標Iqp以下であるか、否か」が判定される。ここで、頂点q軸座標Iqpは、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの重なり部分において、q軸座標の絶対値が最大となる点(頂点Pqp(idc、-Ipq))のq軸座標(変数)である。ステップS616が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理は、ステップS800に進む。一方、ステップS616が否定される場合(「NO」の場合)には、処理は、ステップS810に進む。
 ステップS800では、d軸目標電流Idtがidcに、且つ、q軸目標電流Iqtが頂点q軸座標-Iqp(変数)に、夫々、決定される(即ち、「Idt=idc、Iqt=-Iqp」)。ステップS810では、補償指示電流Imr、及び、電圧制限円Cvsに基づいて、電圧制限円d軸座標Ids(変数)が演算される。そして、ステップS820では、d軸目標電流Idtが電圧制限円d軸座標Idsに、且つ、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrに一致するように、夫々、決定される(即ち、「Idt=Ids、Iqt=Imr」)。
≪電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係における目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)≫
 次に、図8の特性図を参照して、第2の処理例の特徴について説明する。第2の処理例では、車輪スリップ抑制制御の実行開始直後に、短時間だけ、許容電流値iqmを超えて、電流制限円Cisが拡大される。
 車輪スリップ抑制制御が非実行の場合には、許容電流値iqmに基づいて、電流制限円Cis:eが決定されている。車輪スリップ抑制制御の開始時点から所定時間tkzを経過するまでは、拡大許容電流値iqn(>iqm)に基づいて、ステップS576にて、電流制限円Cis:fが決定される。具体的には、式(1)の値iqmが、拡大許容電流値iqnに置換されて、電流制限円Cis:fが決定される。ここで、拡大許容電流値iqnは、予め設定された所定値である。
 電流制限円Cisが、電流制限円Cis:eから電流制限円Cis:fに拡大されるため、2つの交点Pxが変化する。具体的には、第1、第2交点Pxa:e、Pxb:eが、第1、第2交点Pxa:f、Pxb:fに変更される。即ち、第1、第2交点Pxa、Pxbは、q軸よりも離れた方に移動される。電流制限円Cisの拡大は、電気モータMTRの停止、逆転に対応しているため、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)の決定において、第2交点Pxb:fが参酌される。ステップS610が否定されると、処理は、ステップS615に進む。
 ステップS615の「交点d軸座標Idxが、値idc以下であるか、否か」の判定によって、「中心Pcn(idc、0)を通り、q軸に平行な直線Lcn」に対して、第2交点Pxbが、q軸に遠い側にあるか、近い側にあるか、が判定される。第2交点Pxb:fにて示すように、「Idx<idc」であり、第2交点Pxbが、直線Lcnに対して、q軸から離れた側にある場合には、ステップS616に進む。
 ステップS616では、「補償指示電流Imrが、頂点q軸座標Iqp以上であるか、否か」が判定される。ここで、頂点q軸座標Iqpは、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの重なり部分において、q軸座標の絶対値が最大となる頂点Pqp(idc、-Ipq)のq軸座標である。具体的には、頂点Pqpは、直線Lcn(「Idt=idc」)と、電圧制限円Cvsとの交点である。
 補償指示電流Imr(負符号の値)が、相対的に小さく、「Imr≦Iqp」が満足される場合、ステップS800にて、「Idt=idc、Iqt=-Iqp」が演算される。例えば、「Imr=iq7」である場合に、目標電流ベクトルImt:6(原点Oから頂点Pqpに向かうベクトル)が決定される。頂点Pqpは、電気モータMTRが最も効率的に駆動される作動点である。このため、目標電流ベクトルImtが、第2交点Pxb:fに決定されるよりも好適に、電気モータMTRの停止、逆転駆動が達成されとともに、発熱が抑制され得る。
 補償指示電流Imr(負符号の値)が、相対的に小さく、「Imr≦Iqp」が満足されない場合、ステップS810にて、制限円d軸座標Idsが演算される。第1の処理例と同様に、制限円d軸座標Idsは、電圧制限円Cvsにおいて、q軸目標電流Iqtが補償指示電流Imrである場合の、d軸目標電流Idtの値である。具体的には、制限円d軸座標Idsは、式(2)のq軸目標電流Iqtに、補償指示電流Imrが代入されて演算される。そして、ステップS820にて、「Idt=Ids、Iqt=Imr」が演算される。例えば、「Imr=iq8」である場合に、目標電流ベクトルImt:7が決定される。d軸目標電流Idtが、通電可能領域で十分に確保されているため、電気モータMTRの停止、逆転の応答性が向上され、発熱が低減され得る。
 第2の処理例では、電流制限円Cisは、許容電流値iqmを超えて、拡大許容電流値iqnにまで拡大されるが、その継続時間が短時間(所定時間tkz以内)に限られる。即ち、車輪スリップ抑制制御の開始時点から所定時間tkzを経過した後は、許容電流値imqを用いて演算される電流制限円Cisに戻される(電流制限円Cisの拡大が停止される)。従って、電気モータMTR、及び、駆動回路DRVの温度上昇は僅かである。
 さらに、電流制限円Cisの拡大は、回転速度dMkに基づいて、終了(停止)され得る。例えば、電流制限円Cisの拡大は、回転速度dMkが、未だ、所定速度dmz(正符号)以上の場合には継続され、回転速度dMkが所定速度dmz未満の場合に終了される。即ち、電気モータMTRの回転速度dMkが所定速度dmz以上の状態から、所定速度dmz未満に遷移した時点にて、電流制限円Cisの拡大が終了し、元の電流制限円Cisに戻される。電流制限円Cisの拡大が、より短時間に制限され、電気モータMTR、及び、駆動回路DRVの温度上昇が抑制され得る。
 車輪スリップ抑制制御の開始直後における、電気モータMTRの停止、逆転の応答性向上は、制御開始前に、回転速度dMkが非常に大きい場合に、特に必要とされる。従って、車輪スリップ抑制制御の開始時点において、回転速度dMkが所定速度dmx(正符号)以上の場合には、電流制限円Cisの拡大が許可され、回転速度dMkが所定速度dmx未満である場合には、電流制限円Cisの拡大が禁止され得る。電気モータMTRの回転速度dMkに応じて、必要最低限の場合にのみ、電流制限円Cisの拡大が行われるため、より確実に、電気モータMTR、及び、駆動回路DRVの温度上昇が抑制され得る。
<スイッチング制御ブロックSWTでの処理、及び、3相ブラシレスモータの駆動回路DRV>
 図7の概略図を参照して、スイッチング制御ブロックSWTでの処理、及び、3相ブラシレスモータの駆動回路DRVについて説明する。3相ブラシレスモータMTRは、U相コイルCLU、V相コイルCLV、及び、W相コイルCLWの3つのコイル(巻線)を有する。電気モータMTRには、電気モータMTRの回転角(ロータ位置)Mkaを検出する回転角センサMKAが設けられる。回転角Mkaは、コントローラECUのスイッチング制御ブロックSWTに入力される。
≪スイッチング制御ブロックSWTでの処理≫
 先ず、スイッチング制御ブロックSWTでの処理について説明する。スイッチング制御ブロックSWTでは、目標電流Imt、実際の電流値(検出値)Ima、及び、電気モータMTRの回転角Mka(検出値)に基づいて、3相ブリッジ回路BRGのスイッチング素子SUX、SUZ、SVX、SVZ、SWX、SWZ(即ち、SUX~SWZ)の駆動信号Sux、Suz、Svx、Svz、Swx、Swz(即ち、Sux~Swz)が決定される。
 スイッチング制御ブロックSWTでは、目標電流Imtの大きさ、及び、予め設定される特性(演算マップ)に基づいて、パルス幅のデューティ比(一周期に対するオン時間の割合)が決定される。併せて、目標電流Imtの符号(正、又は、負)に基づいて、電気モータMTRの回転方向が決定される。例えば、電気モータMTRの回転方向は、正転方向が正(プラス)の値、逆転方向が負(マイナス)の値として設定される。入力電圧(蓄電池BATの電圧)、及び、デューティ比Dttによって最終的な出力電圧が決まるため、電気モータMTRの回転方向と出力トルクが決定される。具体的には、デューティ比Dttが大きいほど、スイッチング素子において、単位時間当りの通電時間が長くされ、より大きな電流が電気モータMTRに流され、その出力(回転動力)が大とされる。
 スイッチング制御ブロックSWTは、第1変換演算ブロックIHA、目標電圧演算ブロックEDQ、非干渉制御ブロックHKC、修正電圧演算ブロックEDQS、第2変換演算ブロックEMT、目標デューティ演算ブロックDTT、及び、駆動信号演算ブロックSDRにて構成される。電気モータMTRは、所謂、ベクトル制御で駆動される。
 第1変換演算ブロックIHAにて、実電流Ima、及び、回転角Mkaに基づいて、変換実電流Ihaが演算される。変換実電流Ihaは、実電流Imaが3相-2相変換され、さらに、固定座標から回転座標へ変換されたものである。変換実電流Ihaは、dq軸(ロータ固定座標)におけるベクトルであり、d軸成分(「d軸実電流」ともいう)Ida、及び、q軸成分(「q軸実電流」ともいう)Iqaにて形成される。
 第1変換演算ブロックIHAでは、実電流Imaが、3相-2相変換される。実電流Imaは、ブリッジ回路BRGの各相(U相、V相、W相)の総称であり、具体的には、U相実電流Iua、V相実電流Iva、及び、W相実電流Iwaにて構成される。3つの信号を同時に扱うためには、3次元の空間での計算が必要となる。計算を容易化するため、理想的な3相交流では「Iua+Iva+Iwa=0」が成立することを利用し、3相の実電流Ima(Iua、Iva、Iwa)が、2相の実電流Ina(Iα、Iβ)に変換される(所謂、クラーク変換)。
 3相の実電流(検出値)Iua、Iva、Iwaは、クラーク変換によって、2相の実電流Iα、Iβに変換される。即ち、対称3相交流(120度ずつ位相をずらした3相交流)の実電流Iua、Iva、Iwaが、それと等価な2相交流の実電流Iα、Iβに変換される。
 さらに、第1変換演算ブロックIHAでは、回転角Mkaに基づいて、固定座標(静止座標)から回転座標への座標変換が行われ、変換実電流Ihaが演算される。変換後の実電流Ihaは、d軸成分(d軸実電流)Ida、及び、q軸成分(q軸実電流)Iqaにて形成される。即ち、クラーク変換された電流値Inaはロータを流れる電流であるため、ロータ固定座標(回転座標であり、dq軸座標)に座標変換される(所謂、パーク変換)。回転角センサMKAからのロータ回転角Mkaに基づいて、固定座標から回転座標(dq軸座標)への変換が実行され、座標変換後の実電流Iha(Ida、Iqa)が決定される。
 目標電圧演算ブロックEDQにて、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)、及び、パーク変換後の実電流Iha(Ida、Iqa)に基づいて、目標電圧ベクトルEdqが演算される。ベクトル制御では、「目標電流のd軸、q軸成分Idt、Iqt」が、「実電流のd軸、q軸成分Ida、Iqa」に一致するように、所謂、電流フィードバック制御が実行される。従って、目標電圧演算ブロックEDQでは、「d軸、q軸目標電流Idt、Iqt」、及び、「d軸、q軸実電流Ida、Iqa」の偏差(電流偏差)に基づいて、PI制御が行われる。PI制御では、P制御(比例制御であり、目標値と実施値との偏差に応じて、該偏差に応じて制御)と、I制御(積分制御であり、該偏差の積分値に応じて制御)とが並列に行われる。
 具体的には、目標電圧演算ブロックEDQでは、目標電流Imtと変換実電流Ihaとの偏差に基づいて、該電流偏差が減少するよう(即ち、偏差が「0」に近づくよう)、目標電圧Edqが決定される。目標電圧Edqは、dq軸におけるベクトルであり、d軸成分(「d軸目標電圧」ともいう)Edt、及び、q軸成分(「q軸目標電圧」ともいう)Eqtにて構成されている。
 非干渉制御ブロックHKCでは、目標電圧Edt、Eqtを修正するための干渉成分が演算される。これは、d軸電圧が増加されると、d軸電流だけが増加するのではなく、q軸電流も変化することに因る(「干渉成分」という)。この干渉成分は、q軸電流についても存在する。加えて、非干渉制御ブロックHKCでは、逆起電力についても考慮される。電気モータMTRが回転している場合には、電流を減らすように作用する逆起電力が生じることに因る。
 具体的には、非干渉制御ブロックHKCでは、q軸電流干渉の補償成分が、電気角速度ω、q軸目標電流Iqt、及び、コイル・インダクタンスLに基づいて、「-ω・Iqt・L」として演算される。同様に、d軸電流干渉の補償成分が、「ω・Idt・L」として演算される。また、逆起電力の補償成分は、電気角速度ω、及び、磁石の界磁磁束φに基づいて、「ω・φ」として演算される。そして、各々の演算結果が、補償値Hkcとして、修正電圧演算ブロックEDQSに入力される。
 修正電圧演算ブロックEDQSでは、目標電圧ベクトルEdq(Edt、Eqt)、及び、補償値Hkcに基づいて、修正電圧ベクトルEdqs(Eds、Eqs)が演算される。ここで、修正電圧ベクトルEdqs(Eds、Eqs)は、最終的な電圧の目標ベクトルであり、目標電圧ベクトルEdqが補償値Hkcによって修正されたものである。具体的には、修正電圧Edqsのd軸成分Eds、q軸成分Eqsは、下記の式(3)、(4)にて演算される。
 Eds=Edt-ω・Iqt・L …式(3)
 Eqs=Eqt+ω・Idt・L+ω・φ …式(4)
 なお、式(3)の第2項がq軸電流干渉の補償項である。また、式(4)の第2項がd軸電流干渉の補償項であり、第3項が逆起電力の補償項である。
 第2変換演算ブロックEMTにて、修正電圧ベクトルEdqs、及び、回転角Mkaに基づいて、最終的な目標電圧Emtが演算される。目標電圧Emtは、ブリッジ回路BRGの各相の総称であり、U相目標電圧Eut、V相目標電圧Evt、及び、W相目標電圧Ewtにて構成される。
 先ず、第2変換演算ブロックEMTでは、回転角Mkaに基づいて、修正電圧ベクトルEdqsが、回転座標から固定座標に逆座標変換されて、2相の目標電圧Eα、Eβが演算される(所謂、逆パーク変換)。そして、空間ベクトル変換によって、2相の目標電圧Eα、Eβが、3相の目標電圧Emt(各相の電圧目標値Eut、Evt、Ewt)に逆変換される。
 目標デューティ演算ブロックDTTにて、各相の目標電圧Emtに基づいて、各相のデューティ比(目標値)Dttが演算される。デューティ比Dttは、各相の総称であり、U相デューティ比Dut、V相デューティ比Dvt、及び、W相デューティ比Dwtにて構成される。具体的には、演算特性CDttに従って、各相の電圧目標値Emtが「0」から増加するに伴って、デューティ比Dttが「0」から単調増加するように演算される。
 駆動信号演算ブロックSDRにて、デューティ比Dttに基づいて、ブリッジ回路BRGの各相を構成する、スイッチング素子SUX~SWZを駆動するための信号Sux~Swzが決定される。各駆動信号Sux~Swzに基づいて、各スイッチング素子SUX~SWZのオン/オフが切り替えられ、電気モータMTRが駆動される。以上、スイッチング制御ブロックSWTでの処理について説明した。
≪駆動回路DRV≫
 次に、駆動回路DRVについて説明する。駆動回路DRVは、3相ブリッジ回路BRG、及び、安定化回路LPFにて構成される。駆動回路DRVは、電気モータMTRを駆動する電気回路であり、スイッチング制御ブロックSWTによって制御される。
 ブリッジ回路BRG(インバータ回路ともいう)は、6つのスイッチング素子(パワートランジスタ)SUX、SUZ、SVX、SVZ、SWX、SWZ(SUX~SWZ)にて形成される。駆動回路DRV内のスイッチング制御ブロックSWTからの各相の駆動信号Sux、Suz、Svx、Svz、Swx、Swz(Sux~Swz)に基づいて、ブリッジ回路BRGが駆動され、電気モータMTRの出力が調整される。
 6つのスイッチング素子SUX~SWZは、電気回路の一部をオン又はオフできる素子である。例えば、スイッチング素子SUX~SWZとして、MOS-FET、IGBTが採用される。ブラシレスモータMTRでは、回転角(ロータ位置)の検出値Mkaに基づいて、ブリッジ回路BRGを構成するスイッチング素子SUX~SWZが制御される。そして、3つの各相(U相、V相、W相)のコイルCLU、CLV、CLWの電流の方向(即ち、励磁方向)が、順次切り替えられ、電気モータMTRが回転駆動される。即ち、ブラシレスモータMTRの回転方向(正転方向、或いは、逆転方向)は、ロータと励磁する位置との関係によって決定される。ここで、電気モータMTRの正転方向は、加圧ユニットKAUによる押圧力Fpaの増加に対応する回転方向であり、電気モータMTRの逆転方向は、押圧力Fpaの減少に対応する回転方向である。
 ブリッジ回路BRGと電気モータMTRとの間の実際の電流Ima(各相の総称)を検出する電流センサIMA(総称)が、3つの各相(U相、V相、W相)に設けられる。具体的には、U相実電流Iuaを検出するU相電流センサIUA、V相実電流Ivaを検出するV相電流センサIVA、及び、W相実電流Iwaを検出するW相電流センサIWAが、各相に設けられる。検出された各相の電流Iua、Iva、Iwaは、スイッチング制御ブロックSWTに、夫々、入力される。
 そして、スイッチング制御ブロックSWTにおいて、上述した電流フィードバック制御が実行される。実際の電流Imaと目標電流Imtとの偏差eImに基づいて、デューティ比Dttが修正(微調整)される。この電流フィードバック制御によって、実際値Imaと目標値Imtとが一致するように(即ち、電流偏差eImが「0」に近づくように)制御される。結果、高精度なモータ制御が達成され得る。
 駆動回路DRVは、電力源(蓄電池BAT、発電機ALT)から電力の供給を受ける。供給された電力(電圧)の変動を低減するために、駆動回路DRVには、安定化回路LPFが設けられる。安定化回路LPFは、少なくとも1つのコンデンサ(キャパシタ)、及び、少なくとも1つのインダクタ(コイル)の組み合わせにて構成され、所謂、LC回路である。以上、駆動回路DRVについて説明した。
<作用・効果>
 図10の時系列線図を参照して、本発明に係る車両の制動制御装置BCSの作用・効果について説明する。運転者が、制動操作部材BPを急操作し、実際の押圧力Fpaが増加する途中で、車輪スリップ抑制制御(例えば、アンチスキッド制御)が開始される状況が想定されている。電流フィードバック制御によって高精度に制御されているため、図10において、q軸目標電流Iqtとq軸実電流Iqaとは重なっており、d軸目標電流Idtとd軸実電流Idaとは重なっている。
 時点t0にて、運転者によって、制動操作部材BPの急操作が開始され、制動操作量Bpaが「0」から増加し始める。時点t1以降は、制動操作量Bpaは、値bp1で一定に維持される。制動操作量Bpaの増加に従い、一点鎖線で示すように、指示押圧力Fpsが演算され、指示押圧力Fpsが、そのまま、目標押圧力Fptとして決定される(即ち、「Fpt=Fps」)。即ち、目標押圧力Fptが、「0」から、値bp1に対応する値fp1にまで増加される。しかし、電気モータMTRの起動(正転方向への回転開始)には時間遅れが存在し、実線で示すように、実際の押圧力Fpaは、目標押圧力Fptよりも緩やかな勾配で、「0」から増加する。
 電気モータMTRが停止、又は、低速で回転している場合には、弱め磁束制御は不要である。このため、制動操作開始直後(時点t1の直後)は、d軸電流Idt、Idaは「0」であり、q軸電流Iqt、Iqaのみが発生されている。そして、電気モータMTRの回転速度が増加してくると、d軸目標電流Idtが、値-id2に向けて、「0」から減少される(d軸目標電流Idtの絶対値が増加される)。d軸目標電流Idtとq軸目標電流Iqtとはトレードオフ関係にあるため、q軸目標電流Iqtは、q軸最大電流値iqmから減少される。
 実際の押圧力Fpaの増加に伴い、車輪スリップ状態量Slpが増大する。そして、実際の押圧力Fpaが、値fp2に達した時点t2にて、アンチスキッド制御の開始条件が満足され、アンチスキッド制御が開始される。アンチスキッド制御の実行開始時点t2にて、目標押圧力Fptは、指示押圧力Fpsから該時点t2における実際の押圧力Fpaの値fp2にまで急減される。即ち、目標押圧力Fptは、スリップ抑制制御の実行開始時(時点t2)の実際の押圧力Fpa(値fp2)に基づいて、指示押圧力Fpsが減少されて修正されて演算される。具体的には、指示押圧力Fpsが、「制御実行開始時における実際の押圧力Fpaの値fp2」にまで急減するように修正されて、最終的な目標押圧力Fptが決定される。そして、時点t2における、目標押圧力Fptが基準とされて、時点t2以降の目標押圧力Fptが演算される。
 また、時点t2にて、電気モータMTRの正転方向への運動が急停止され、逆転方向に運動開始されるよう、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係に基づいて、目標電流ベクトルImtが決定される。具体的には、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)が、第2交点d軸座標Idx、及び、第2交点q軸座標Iqxによって制限されて決定される(図5のステップS750、及び、図6の目標電流ベクトルImt:4を参照)。
 時点t2にて、電気モータMTRの急停止が、効率的に指示されるため、実押圧力Fpaは、値fp2から値fp3にまで、僅かにオーバシュートするが、その後、素早く減少される。時点t3にて、目標押圧力Fptと実押圧力Fpaとが一致する。時点t3以降は、車輪スリップ状態量Slpが適正範囲内に収まるように、目標押圧力Fptの増加、減少が繰り返される。即ち、一般的なアンチスキッド制御が継続される。
 スリップ抑制制御の実行開始時の実際の押圧力(検出値)Fpaに基づいて指示押圧力Fpsが修正されることによって、最終的な目標押圧力Fptが演算される。このため、スリップ抑制制御の実行開始時に、目標押圧力Fptと実押圧力Fpaとの偏差eFpが生じない。結果、押圧力フィードバック制御と車輪スリック抑制制御との干渉によって、実押圧力Fpaの減少が妨げられることが、適切に回避され得る。即ち、スリップ抑制制御の実行開始時において、押圧力上昇の時間遅れに起因して、車輪スリップが過大となることが抑制される。
 加えて、スリップ抑制制御の実行開始時に、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの相互関係に基づいて、目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)が決定される。具体的には、電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとの第2交点Pxb(Idx、-Iqx)が演算され、この第2交点Pxbが目標電流ベクトルImt(Idt、Iqt)として演算される。ここで、第2交点Pxb(Idx、-Iqx)は、2つの交点Pxa、Pxbのうちで、q軸目標電流Iqtが逆転方向(q軸目標電流Iqtが負符号)に指示される方である。電流制限円Cisと電圧制限円Cvsとが重なる部分は、電気モータMTRの通電可能領域であり、第2交点Pxb(Idx、-Iqx)は、電気モータMTRが最も効率的に逆転方向に駆動される作動点である。このため、正転方向に運動している、電気モータMTRが、直ちに停止され、逆転方向に駆動される。結果、過大な車輪スリップが抑制され、スリップ状態量Slpが適正範囲内に収まるように、車輪スリップ抑制制御が実行され得る。
 また、車輪スリップ抑制制御の開始直後に、短時間だけ、電流制限円Cisが拡大され得る。例えば、破線で示すように、時点t2にて、q軸目標電流Iqtが、「0」から拡大電流許容値-iqn(<-iqm)に向けて減少される。電流制限円Cisの拡大によって、より高応答で、電気モータMTRが停止され、逆転方向に駆動される。結果、実際の押圧力Fpaのオーバシュートが抑制され、過大な車輪スリップの発生が、適切に抑制され得る。
<他の実施形態>
 以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果(回転中の電気モータMTRの迅速な停止と、これによる過大な車輪スリップの抑制)を奏する。
 上記実施形態では、式(2)を用いて、電圧制限円Cvsが演算されることが例示された。電圧制限円Cvsの演算において、電気モータMTRに電流が流されることに起因する電圧降下が考慮され得る。電圧降下は、d軸電流においては、「(R・Iqa)/(L・ω)」として考慮され、q軸電流においては、「(R・Ida)/(L・ω)」として考慮される。具体的には、式(5)にて、電圧制限円Cvsが演算される。
 {Idt+(φ/L)+(R・Iqa)/(L・ω)}+{(R・Ida)/(L・ω)-Iqt}={Eba/(L・ω)} …式(5)
 ここで、「Eba」は電源電圧(即ち、蓄電池BAT、発電機ALTの電圧)、「L」は相インダクタンス、「φ」は鎖交磁束数(磁石の強さ)、「R」は配線・巻線抵抗である。また、「ω」は、電気モータMTRの電気角速度であり、回転角Mkaに基づいて演算される。さらに、「Ida」はd軸実電流、「Iqa」はq軸実電流であり、電流センサIMAの検出値Imaに基づいて演算される(図7参照)。
 式(3)では、d軸、q軸実電流Ida、Iqaに基づいて、電圧降下が考慮された。d軸、q軸実電流Ida、Iqaに代えて、前回の演算周期のd軸、q軸目標電流Idt[n-1]、Iqt[n-1]が採用される。即ち、前回の演算周期のd軸、q軸目標電流Idt[n-1]、Iqt[n-1]に基づいて電圧降下が考慮され、今回の演算周期のd軸、q軸目標電流Idt[n]、Iqt[n]が演算され得る。ここで、記号末尾の記号[n]は今回演算周期を表し、記号[n-1]は前回演算周期を表す。具体的には、式(6)にて、電圧制限円Cvsが演算される。
 {Idt[n]+(φ/L)+(R・Iqt[n-1])/(L・ω)}+{(R・Idt[n-1])/(L・ω)-Iqt[n]}={Eba/(L・ω)} …式(6)
 式(5)、又は、式(6)に示すように、電圧降下が考慮されることにより、より高精度な電気モータMTRの駆動が達成され得る。
 上記実施形態では、電気モータMTRの電気角速度ωの演算において、電気モータMTRの回転角Mka(機械角)に基づいて電気角θが演算され、電気角θが時間微分されて、電気角速度ωが演算された。即ち、「Mka→θ→ω」の順にて、電気角速度ωが決定された。これに代えて、回転角Mkaに基づいて回転速度dMkが演算され、回転速度dMkに基づいて演算され電気角速度ωが演算され得る。即ち、「Mka→dMk→ω」の順で、電気角速度ωが決定され得る。しかし、何れの場合であっても、dq軸電流特性における電圧制限円Cvsは、回転角センサMKAによって検出される回転角Mkaに基づいて演算される。
 上記実施形態では、ディスク型制動装置(ディスクブレーキ)の構成が例示された。この場合、摩擦部材MSはブレーキパッドであり、回転部材KTはブレーキディスクである。ディスク型制動装置に代えて、ドラム型制動装置(ドラムブレーキ)が採用され得る。ドラムブレーキの場合、キャリパCPに代えて、ブレーキドラムが採用される。また、摩擦部材MSはブレーキシューであり、回転部材KTはブレーキドラムである。
 上記実施形態では、加圧ユニットKAUによって、1つの車輪WHに制動力が付与されるものが例示された。しかし、加圧ユニットKAUによって、複数の車輪WHの制動力が発生され得る。この場合、流体路HWCに、複数のホイールシリンダWCが接続される。
 さらに、加圧シリンダKCLとして、2つの加圧ピストンによって区画された、2つの液圧室を有するものが採用され得る。即ち、加圧シリンダKCLに、タンデム型の構成が採用される。そして、一方の液圧室に、4つの車輪WHのうちの2つのホイールシリンダWCが接続され、他方の液圧室に、4つの車輪WHのうちの残りの2つのホイールシリンダWCが接続される。これにより、加圧シリンダKCLを液圧源とした、所謂、前後型、又は、ダイアゴナル型の流体構成が形成され得る。
 上記実施形態では、電気モータMTRの回転動力が、制動液を介して、ホイールシリンダWCの液圧に変換され、車輪WHに制動力が発生される、液圧式の制動制御装置の構成が例示された。これに代えて、制動液が用いられない、電気機械式の制動制御装置が採用され得る。この場合、KAUは、キャリパCPに搭載される。さらに、押圧力センサFPAとして、液圧センサに代えて、推力センサが採用される。例えば、推力センサは、図1の「(FPA)」にて示すように、動力伝達機構DDKと加圧ピストンPKCとの間に設けられ得る。
 さらに、前輪用として、制動液を介した液圧式の加圧ユニットが採用され、後輪用として、電気機械式の加圧ユニットが採用された、複合型の構成が形成され得る。

Claims (6)

  1.  車両の車輪に対する要求制動力に応じた目標押圧力に基づいて電気モータを駆動し、前記車輪に固定される回転部材に摩擦部材を押圧して前記車輪に制動力を発生する車両の制動制御装置であって、
     前記車輪の速度を検出する車輪速度センサと、
     前記電気モータの回転角を検出する回転角センサと、
     前記電気モータを駆動する駆動回路と、
     前記目標押圧力に基づいて前記駆動回路を制御するコントローラと、を備え、
     前記コントローラは、
     前記駆動回路の諸元に基づいて、前記電気モータのdq軸電流特性における電流制限円を設定し、
     前記回転角に基づいて、前記dq軸電流特性における電圧制限円を演算し、
     前記車輪の速度に基づいて前記車輪のスリップ度合を表すスリップ状態量を演算し、前記スリップ状態量に基づいて、前記車輪のスリップ度合を減少するスリップ抑制制御を実行し、
     前記スリップ抑制制御の実行開始時に、前記電流制限円と前記電圧制限円との相互関係に基づいて、d軸目標電流、及び、q軸目標電流を演算し、
     前記d軸目標電流、及び、前記q軸目標電流に基づいて前記駆動回路を制御する、車両の制動制御装置。
  2.  請求項1に記載の車両の制動制御装置において、
     前記コントローラは、
     前記電流制限円と前記電圧制限円との交点を演算し、
     前記交点に基づいて、前記d軸目標電流、及び、前記q軸目標電流を演算する、車両の制動制御装置。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の車両の制動制御装置において、
     前記コントローラは、
     前記スリップ抑制制御が実行されていない非実行時にも前記電流制限円と前記電圧制限円との相互関係に基づいて前記駆動回路を制御し、
     前記実行開始時に、前記電流制限円を、前記非実行時における前記電流制限円よりも拡大する、車両の制動制御装置。
  4.  請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の車両の制動制御装置であって、
     前記駆動回路に流れる電流値を検出する電流センサを備え、
     前記コントローラは、
     前記電流値、及び、前記回転角に基づいて、前記電流値のd軸成分であるd軸実電流、及び、前記電流値のq軸成分であるq軸実電流を演算し、
     前記回転角に基づいて前記電気モータの逆起電力を演算し、
     前記d軸目標電流と前記d軸実電流との偏差、前記q軸目標電流と前記q軸実電流との偏差、及び、前記逆起電力に基づいて、目標電圧を演算し、
     前記目標電圧に基づいて前記駆動回路を制御する、車両の制動制御装置。
  5.  車両の車輪に対する要求制動力に応じた目標押圧力に基づいて電気モータを駆動し、前記車輪に固定される回転部材に摩擦部材を押圧して前記車輪に制動力を発生する車両の制動制御装置であって、
     前記電気モータを駆動する駆動回路と、
     前記目標押圧力に基づいて駆動回路を制御するコントローラと、
     前記電気モータの回転角を検出する回転角センサと、を備え、
     前記コンローラは、
     前記駆動回路の諸元に基づいて、前記電気モータのd軸電流とq軸電流との電流特性における電流制限円を設定し、
     前記回転角に基づいて、前記電流特性における電圧制限円を演算し、
     前記電流制限円と前記電圧制限円との相互関係に基づいて、d軸目標電流、及び、q軸目標電流を演算し、
     前記d軸目標電流、及び、前記q軸目標電流に基づいて前記駆動回路を制御する、車両の制動制御装置。
  6.  請求項5に記載の車両の制動制御装置において、
     前記コントローラは、
     前記相互関係において、
     前記電圧制限円と前記電流制限円との交点を演算し、
     前記交点に基づいて、前記d軸目標電流を演算する、車両の制動制御装置。
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