JP2016120899A - 車両用制動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、電流位相を用いた電動機の進角制御を行う前提で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を行うためには、制動液圧発生用の電動機が有するロータの回転位置を取得するための回転位置センサに係る分解能を高めることが重要であることがわかった。例えばレゾルバは、電動機の巻線に流れる電流の位相を高い精度をもって検出することができる。
そこで、本発明者らは、例えば、レゾルバと比べてロータ回転位置に係る分解能は劣るがコスト削減効果では優位なホール素子を回転位置センサとして用いた場合であっても、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を行うべく、さらなる研究を重ねた。その結果、電流位相を用いた電動機の進角制御に代えて、電流位相と相関関係のある電圧位相を用いて電動機の進角制御を行えば、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができることを見出した。
特に、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放されると、制動液圧系内に蓄積された(揺り戻し)反力エネルギーが一気に解放される。こうしたケースでは、制動液圧の減圧側方向に前記の揺り戻し反力エネルギーが、電動機に連結された動力伝達機構(例えば、図1に示すボールねじ構造体80参照)に対して加えられる。このような揺り戻し反力エネルギーに対抗して目標制動液圧を実現するには、定格出力及び定格トルクに余裕のある(体格の大きい)電動機を用いる必要がある。しかし、電動機は、限りある車両スペースに搭載されるものであって、余裕のある仕様設計を行うことは困難な場合がある。
そこで、本発明者らは、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放された場合であっても、その際に生じる揺り戻し反力エネルギーに対抗して目標制動液圧を実現可能とする電動機の駆動制御態様について、さらなる研究を重ねた。その結果、目標制動液圧の実現が困難になるのは、特に、前記の揺り戻し反力エネルギーが生じたケースであることを突き止めた。そして、かかる揺り戻し反力に対抗するための要件を整理することによって、遂に本発明を完成させた。
その結果、(1)に係る発明によれば、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放された場合であっても、その際に生じる揺り戻し反力に対抗する力を創り出すことができるため、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。
そこで、(2)に係る発明では、車両挙動安定化装置による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、制御部は、遅角制御を行う構成を採用することとした。
本発明の実施形態に係る車両用制動装置10は、油圧系統を媒介して制動力を発生させる既存のブレーキシステムに加えて、電気系統を媒介して制動力を発生させる、バイ・ワイヤ(By Wire)式のブレーキシステムを備えている。
例えば、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放されると、制動液圧系内に蓄積された揺り戻し反力エネルギーが一気に解放される。こうしたケースでは、制動液圧の減圧側方向に前記の揺り戻し反力エネルギーが、第1スレーブピストン88a及び第2スレーブピストン88bを介して、ボールねじ構造体80に加えられる。すると、ボールねじ構造体80は、図1の矢印で示す減圧側の方向に押し付けられて、シリンダ構造体76の内壁部76aに突き当てられる。前記のような揺り戻し反力エネルギーを緩衝するために、後記する制動制御装置101は、回転磁界を発生させるための電圧位相を、制動モータ72のロータ72Bが有する永久磁石72B1の位相に対して遅らせる遅角制御を行うように動作する。これについて、詳しくは後記する。
なお、VSA装置18としては、ALB機能のみを有する構成を採用してもよい。VSA装置18は、本発明の“車両挙動安定化装置”に相当する。
図1におけるその他の要素については、本発明とは直接的な関係がないので、その説明を省略する。
〔車両用制動装置10の基本動作〕
ここで、車両用制動装置10の基本動作について説明する。
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動装置10が有する制動制御装置101の周辺構成について、図2A及び図2Bを参照して説明する。図2Aは、車両用制動装置10が発揮する制動力を制御するための制動制御装置周辺のブロック構成図である。図2Bは、モータドライバ110の内部構成を表す説明図である。
これにより、制動モータ72のステータ72Aが有する3相(u相、v相、w相)の電気巻線72A1には、スイッチング制御信号に従ったモータ電流が順次流れる。その結果、制動モータ72は、スイッチング制御信号に従うトルクをもって駆動される。
これにより、制動制御装置101は、ブレーキペダルストローク量に係る信号に基づいて、運転者の要求に応じた目標制動液圧を演算し、この演算による目標制動液圧及びロータ回転信号に基づいて、目標制動液圧を実現するための目標デューティを演算し、この演算による目標デューティ、及び、時々刻々と変動する制動状態を考慮して設定された電圧位相に係る進角量に基づいて、モータドライバ110に供給するためのスイッチング制御信号を生成するように動作する。
また、モータ回転速度演算部112は、ロータ回転信号に基づく演算により求めたモータ回転速度Nmが、予め定められる第2回転速度閾値Nmth2を超えるか否かを判定する機能を有する。第2回転速度閾値Nmth2としては、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放されたとみなせるケースに適合する適宜の値(例えば、−7500rpmなど)を設定すればよい。モータ回転速度演算部112は、本発明の“ロータ回転情報取得部”に相当する。
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動装置10の概略動作について、図3を参照して説明する。図3は、車両用制動装置10の動作説明に供するフローチャート図である。
次に、制動状態の変動に応じた電圧位相に係る進角量(遅角量を含む)を設定する際に参照される進角量マップ116について、図4を参照して説明する。
ただし、比較例2に係る特性線図は、比較例1に係る特性線図と比べて、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量が大きくなる特性を呈している。
ただし、比較例3に係る特性線図は、比較例1及び比較例2に係る特性線図と比べて、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る進角量が小さくなる特性を呈している。
ただし、実施例2に係る特性線図は、実施例1に係る特性線図と比べて、目標制動液圧に対応する電圧位相に係る遅角量が大きくなる特性を呈している。
次に、本発明の実施形態に係る車両用制動装置10の作用効果について説明する。
制動モータ72は、電気巻線72A1に回転磁界を発生させるステータ72Aの内方に、永久磁石72B1を有するロータ72Bを回転自在に設けたブラシレスモータであり、制動制御装置101は、目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、ロータ回転情報に基づくロータ回転速度Nmが予め定められる回転速度閾値(第2回転速度閾値Nmth2)を超えた際に、回転磁界を発生させるための電圧位相(通電角の位相)をロータ72Bが有する永久磁石72B1の位相に対して遅らせる遅角制御(強め界磁制御)を行う。なお、ロータ回転速度Nmは、モータ回転速度と同義である。
その結果、第1の観点に基づく車両用制動装置10に係る発明によれば、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放された場合であっても、その際に生じる揺り戻し反力に対抗する力を創り出すことができるため、制動状態が時々刻々と変動する中で、制動状態の変動に応じた電動機の駆動制御を適切に行うことができる。
さらに、第1の観点に基づく車両用制動装置10に係る発明によれば、前記の揺り戻し反力エネルギーによってボールねじ構造体80がシリンダ構造体76の内壁部76aに突き当てられる力を和らげる効果を期待することができる。
VSA装置18による装置による制動液圧の減圧制御が介入すると、強い制動動作が生じた後に、その制動動作が解放される傾向がある。このため、強い揺り戻し反力エネルギーを生じる頻度が多くなりがちである。
そこで、第2の観点に基づく車両用制動装置10に係る発明では、VSA装置18による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、制動制御装置101は、遅角制御を行う構成を採用することとした。
以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
ただし、本発明は、VSA装置18による制動液圧の減圧制御が介入した場合のほか、運転者による制動操作が減圧要求であり、かつ、ロータ回転速度Nmが第2回転速度閾値Nmth2を超えた際であっても、制動制御装置101は、ステータ72Aに回転磁界を発生させるための通電角の位相として、減圧幅に応じた大きさの電圧位相に係る遅角量を用いて、モータドライバ110に通電制御を行わせる構成をも、技術的範囲の射程に捉えている。
16 モータシリンダ装置(制動液圧発生部)
18 VSA装置(車両挙動安定化装置)
72 制動モータ(電動機)
101 制動制御装置(制御部)
111 目標制動液圧演算部(目標制動液圧情報取得部)
112 モータ回転速度演算部(ロータ回転情報取得部)
Claims (3)
- 車両の制動操作に応じて駆動される電動機を有し、該電動機の駆動によって制動液圧を発生させる制動液圧発生部と、
前記電動機が有するロータに係る回転角及び回転速度を含むロータ回転情報を取得するロータ回転情報取得部と、
前記制動操作に基づく目標制動液圧に係る目標制動液圧情報を取得する目標制動液圧情報取得部と、
前記目標制動液圧を実現するように前記電動機の駆動制御を行う制御部と、を備え、
前記電動機は、電気巻線に回転磁界を発生させるステータの内方に、磁石を有する前記ロータを回転自在に設けたブラシレスモータであり、
前記制御部は、前記目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、前記ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、前記回転磁界を発生させるための通電角の位相を前記磁石の位相に対して遅らせる遅角制御を行う
ことを特徴とする車両用制動装置。 - 請求項1に記載の車両用制動装置であって、
前記車両は、当該車両の挙動を安定化させる動作を行う車両挙動安定化装置を備え、
前記制御部は、前記車両挙動安定化装置による制動液圧の減圧制御が介入した場合に、前記遅角制御を行う
ことを特徴とする車両用制動装置。 - 請求項1又は2に記載の車両用制動装置であって、
前記制御部は、前記目標制動液圧を減圧させる要求が生じた場合であって、前記ロータ回転情報に基づくロータ回転速度が予め定められる回転速度閾値を超えた際に、当該減圧の幅が大きいほど前記通電角の位相を前記磁石の位相に対して遅らせる遅角の量を大きくする
ことを特徴とする車両用制動装置。
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