JP5857733B2 - 車両の制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制動装置に関し、特に、電動機によって車輪の回転を停止させる車両の制動装置に係る。

車両の制動装置としては、液圧制動を行う液圧ブレーキ装置が一般的であるが、近時の電動自動車あるいは所謂ハイブリッド自動車においては電動機による回生制動が利用されている。例えば、下記の特許文献１には回生側と力行側の双方にモータトルクの余裕代を作り出し、モータトルクの制御幅を拡大する制動力制御装置が開示されている。また、特許文献２には、回生制動と液圧制動の協調制御が行われている。一方、下記の特許文献３には、電動モータの回転を直進運動に変換してピストンを推進し、摩擦パッドをディスクロータに押圧して制動力を発生する電動ブレーキ装置が開示されている。このように、駆動用の電動機を備えた車両における制動装置としては、電動機による回生制動（回生ブレーキ）のほかに、液圧ブレーキ装置あるいは上記の電動ブレーキ装置のように機械式ブレーキ手段による摩擦制動が併用されている。

更に、下記の特許文献４には、モータを逆転させるように励磁することで制動を行うことが提案されているが、これは、永久磁石を用いない誘導電動機において一般的な制動手段であり、鉄道車両で採用されている。即ち、鉄道車両（電気車）においては、誘導電動機のみによって停止可能とするため、回生ブレーキに加え電気ブレーキあるいは停止ブレーキを行うことによって純電気ブレーキあるいは全電気ブレーキを行う電気車の制御装置が提案されており、回生制動に加え逆相駆動による制動が用いられる。例えば、下記の特許文献５には、速度低下とともに前進ブレーキより後進力行に切り替えて制動力を得る逆相電気ブレーキが開示されている。但、実際の鉄道車両においては依然摩擦制動が併用されており、例えば空気ブレーキ装置も装着されている。

前述の電動自動車あるいはハイブリッド自動車に供する制動装置としては、一般的に、永久磁石を有するロータ及びこのロータを回転駆動可能なステータを具備し、車両の各車輪にロータを連結する永久磁石同期電動機と、この永久磁石同期電動機に電力を供給してステータを励磁するバッテリ等の電力蓄積手段を備え、永久磁石同期電動機によって車輪の回転を抑制するように構成されており、特に、永久磁石がロータに埋め込まれた埋込永久磁石界磁式同期電動機（ＩＰＭと呼ばれる）が用いられている。更に、電動機のロータ及びステータを車輪のホイール内に収容したインホイールモータ（ＩＷＭと呼ばれる）も提案されており、例えば下記の特許文献６に開示されているが、これも摩擦制動が併用され、ホイールには電動機に加えて液圧摩擦ブレーキ装置も装着されている。

特開２００７−１０６３８５号公報 特開平１１−４５０４号公報 特開２００３−２８７０６９号公報 特開２００４−１８７４４５号公報 特開平１１−２３４８０４号公報 特開２００７−１９６９０４号公報

上記のように、鉄道車両（電気車）においては誘導電動機のみによって停止可能とする技術が注目されているが、電動自動車あるいはハイブリッド自動車においては、永久磁石同期電動機による回生ブレーキに加え、液圧摩擦ブレーキ装置による摩擦ブレーキが併用されており、インホイールモータにおいても車輪を停止状態とするためには液圧摩擦ブレーキ装置が必須とされている。これは、ばね下荷重の低減に対する阻害要因であり、インホイールモータの実用化の妨げともなっている。また近年、自動車においては、乗車スペースやラゲッジスペース等の広い車室空間が求められている。モータ駆動の電気自動車等においては、将来的にモータの小型高トルク化が進むと車輪の小径化が可能となり、その分車室空間の拡大が可能となる。しかしながら、上述したように、従来のモータ駆動の自動車は車輪内に配置される摩擦ブレーキ装置が必須の構成であるため、車輪の小径化に際して摩擦ブレーキ装置が妨げになるという問題を有している。

そこで、本発明は、電動機によって車輪の回転を抑制する車両の制動装置において、摩擦ブレーキ装置を必要とすることなく、電動機の制御のみによって車輪の回転を抑制し、車輪が停止状態となるまで円滑且つ確実に制動力を付与し得る車両の制動装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、永久磁石を有するロータ及び該ロータを回転駆動可能なステータを具備し、車両の少なくとも一対の車輪における各車輪に当該ロータを連結する永久磁石同期電動機と、該永久磁石同期電動機に供給する電力を蓄積する電力蓄積手段と、該電力蓄積手段の電力を変換して前記ステータを励磁し前記ロータの回転を制御する変換制御手段とを備えた車両の制動装置において、前記変換制御手段の制御に応じた前記ロータの回転方向の前記ステータに対する励磁と同相で、電力を供給することにより前記ステータを励磁して前記車輪に対し励磁ブレーキを付与する同相励磁制御手段と、前記車輪の回転によって前記永久磁石同期電動機に生ずる回生電力を、前記変換制御手段を介して前記電力蓄積手段に蓄積して前記車輪に対し回生ブレーキを付与する回生制御手段と、前記回生電力をモニタする電力監視手段と、該電力監視手段が検出した前記回生電力とブレーキ信号に基づいて演算される必要制動力との差に基づき、前記回生制御手段による前記回生ブレーキから前記同相励磁制御手段による前記励磁ブレーキへの切換タイミングを調整する調整手段と、前記電力蓄積手段の電力を昇圧する昇圧手段とを備え、前記回生ブレーキによって前記車輪の回転を抑制した後に、前記調整手段が調整した前記励磁ブレーキへの切換タイミングで、前記昇圧手段が昇圧した電力を前記変換制御手段に供給し前記ステータを励磁することにより、前記励磁ブレーキによって前記車輪を停止させるように構成したものである。
上記構成において、少なくとも前記永久磁石同期電動機を構成する前記ロータ及び前記ステータを、前記車輪を構成するホイール内に収容し、インホイールモータを構成するとよい。
また、前記車両の全車輪に対し、車輪毎に前記永久磁石同期電動機を装着し、前記同相励磁制御手段によって前記車輪毎に前記励磁ブレーキを付与する構成としてもよい。
本発明は、また、車輪と一体的に回転可能なロータ及び前記ロータを回転駆動可能なステータを具備し、電力供給手段から電力の供給を受ける電動機と、前記電力供給手段から前記電動機に供給される電力を制御して前記電動機の回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電動機の一方向への回転において前記電動機への通電を第１の通電順序パターンとなるように制御し、前記電動機の他方向への回転において前記電動機への通電を第２の通電順序パターンとなるように制御し、前記電力供給手段から前記電動機への電力の供給に際して、前記第１ および前記第２ の通電順序パターンのそれぞれにおいて前記電動機に回転方向に力を与えるようにトルクを発生させる第１の制御および前記電動機に回転方向への力を妨げるようにトルクを発生させる第２の制御が可能であり、前記電力供給手段から前記電動機への電力の供給に際して、前記第１および前記第２の通電順序パターンのそれぞれにおいて前記第２の制御を行うことにより、前記ロータの回転を抑制して前記車輪に励磁ブレーキを付与する励磁手段と、前記車輪の回転によって前記電動機に生ずる回生電力を、前記制御手段を介して前記電力供給手段に蓄積して前記車輪に対し回生ブレーキを付与する回生制御手段とを有し、前記回生電力をモニタする電力監視手段と、該電力監視手段が検出した前記回生電力とブレーキ信号に基づいて演算される必要制動力との差に基づき、前記回生制御手段による前記回生ブレーキから前記励磁手段による前記励磁ブレーキへの切換タイミングを調整する調整手段と、前記電力供給手段の電圧を昇圧する昇圧手段とを備え、前記回生ブレーキによって前記車輪の回転を抑制した後に、前記調整手段が調整した前記励磁ブレーキへの切換タイミングで、前記昇圧手段が昇圧した電圧によって前記ステータを励磁することにより、前記励磁ブレーキによって前記車輪を停止させる構成とするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の装置においては、車両の制動時に同相励磁制御手段によって永久磁石同期電動機を制御し、変換制御手段の制御に応じたロータの回転方向のステータに対する励磁と同相に、ステータを励磁して車輪に対し励磁ブレーキを付与するように構成されているので、永久磁石同期電動機の駆動状態の出力と略同等の大きな制動力を発生させることができる。従って、摩擦ブレーキ装置を必要とすることなく、車輪の低回転領域においても高回転領域と同等の制動力を発生させることができ、円滑且つ確実に車両を停止させることができる。この結果、制動装置全体の小型軽量化が可能となり、燃費も向上する。
また、請求項１のように構成すれば、回生電力を活用し回生ブレーキによって車輪の回転を抑制すると共に、励磁ブレーキによって車輪を確実に停止させることができるので、エネルギーを有効に活用することができる。
更に、回生ブレーキによって車輪の回転を抑制した後に、適切な切換タイミングで、励磁ブレーキによって車輪を停止させることができる。
更にその上、励磁ブレーキによって大きな制動力を確保することができるので、車両の運動制御を容易に行うことができる。
上記構成において、請求項２に記載のようにインホイールモータを構成すれば、制動装置全体の一層の小型軽量化が可能となる。
請求項３に記載のように構成すれば、全車輪に対し、車輪毎に励磁ブレーキを付与することができるので、複雑な制動力制御による車両の運動制御を容易に行うことができる。
また、請求項４に記載の装置においては、車両の制動時に励磁手段によって電動機を制御し、電動機に回転方向への力を妨げるようにトルクを発生させることにより、車輪に対し励磁ブレーキを付与するように構成されているので、電動機の駆動状態と略同等の大きな制動力を発生させることができる。従って、摩擦ブレーキ装置を必要とすることなく、車輪の低回転領域においても高回転領域と同等の制動力を発生させることができ、円滑且つ確実に車両を停止させることができる。この結果、制動装置全体の小型軽量化が可能となり、燃費も向上する。
また、請求項４に記載のように構成すれば、回生電力を活用し回生ブレーキによって車輪の回転を抑制すると共に、励磁ブレーキによって車輪を確実に停止させることができるので、エネルギーを有効に活用することができる。

本発明の一実施形態に係る制動装置の主要構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る制動装置を搭載した車両を示す構成図である。 本発明をインホイールモータに適用した一実施形態におけるホイールの断面図である。 図３中のＡ視のアクチュエータの側面図である。 本発明をインホイールモータに適用した他の実施形態におけるホイールの断面図である。 図５中のＢ視のアクチュエータの側面図である。 本発明の一実施形態における埋込永久磁石界磁式同期電動機のロータとステータとの関係を示す正面図である。 本発明の一実施形態における回転数と制動トルクとの関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態におけるロータの極とステータの極の関係を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態におけるロータの極とステータの極関係を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態における埋込永久磁石界磁式同期電動機のトルク特性と、各制御時のロータ角度と電流の関係を示す波形図である。 本発明の一実施形態における埋込永久磁石界磁式同期電動機のトルク特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態における制動制御の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る制動装置を搭載した車両の別の態様を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る制動装置を搭載した車両の更に別の態様を示す構成図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車両の制動装置の全体構成を示し、埋込永久磁石界磁式同期電動機ＩＰＭ（以下、単に永久磁石同期電動機ＩＰＭという）は、破線で示すように、永久磁石（図示せず）を有するロータ及びこのロータを回転駆動可能なステータを具備して成り、ロータが車輪のホイール（図１にＷで示す）に連結され、一体的に回転するように構成されている。図１では、永久磁石同期電動機ＩＰＭのロータ及びステータがホイールＷ内に収容され、インホイールモータ（ＩＷＭと呼ばれる）が構成されている。

そして、永久磁石同期電動機ＩＰＭに供給する電力を蓄積するバッテリ等の電力蓄積手段ＢＴと、この電力蓄積手段ＢＴの電力を変換してステータを励磁しロータの回転を制御するインバータ等の変換制御手段ＩＶが設けられている。更に、同相励磁制御手段ＰＥＢが設けられており、変換制御手段ＩＶの制御に応じたロータの回転方向のステータに対する励磁と同相に、ステータを励磁してホイールＷに対し励磁ブレーキを付与し、車輪を停止させるように構成されている。

上記に加え、図１に破線で示すように、ホイールＷの回転によって永久磁石同期電動機ＩＰＭに生ずる回生電力を、変換制御手段ＩＶを介して電力蓄積手段ＢＴに蓄積してホイールＷに対し回生ブレーキを付与する回生制御手段ＲＧＢを備えた構成とし、回生ブレーキによってホイールＷ（ひいては車輪）の回転を抑制すると共に、励磁ブレーキによってホイールＷ（ひいては車輪）を停止させるように構成してもよい。

そして、回生電力をモニタする電力監視手段ＳＰと、この電力監視手段ＳＰが検出した回生電力と車輪に対する必要制動力との差に基づき、回生制御手段ＲＧＢによる回生ブレーキから同相励磁制御手段ＰＥＢによる励磁ブレーキへの切換タイミングを調整する調整手段ＡＪを設けることとしてもよい。これによれば、回生ブレーキによって車輪の回転を抑制した後に、調整手段ＡＪが調整した切換タイミングで、励磁ブレーキによって車輪を停止させることができる。更に、電力蓄積手段ＢＴの電力を昇圧する昇圧手段ＲＶを設け、調整手段ＡＪが調整した励磁ブレーキへの切換タイミングで、昇圧手段ＲＶが昇圧した電力を変換制御手段ＩＶに供給しステータを励磁するように構成してもよい。

上記の構成になる制動装置を車両に搭載すると、例えば図２に示すように構成することができる。この実施形態では、全車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ及びＲＲに対し、車輪毎に、駆動及び制動を行う手段として永久磁石同期電動機ＩＰＭを用いたモータジェネレータ（図３にＭＧで示す）を内蔵するインホイールモータＩＷＭが装着されており、後述するように同相励磁制御手段ＰＥＢによって車輪毎に励磁ブレーキを付与することができる。尚、車輪ＦＬは運転席からみて前方左側の車輪を示し、以下車輪ＦＲは前方右側、車輪ＲＬは後方左側、車輪ＲＲは後方右側の車輪を示している。

図２においては、前述の電力蓄積手段ＢＴとしてバッテリＢ１、昇圧手段ＲＶとして昇圧回路Ｃ２、そして変換制御手段ＩＶとしてインバータＣ１が設けられ、これらが電子制御ユニットＥＣＵによって制御され、前述の同相励磁制御手段ＰＥＢ、回生制御手段ＲＧＢ、調整手段ＡＪ及び電力監視手段ＳＰとしての機能が実行される。本実施形態の永久磁石同期電動機ＩＰＭは、Ｕ、Ｖ及びＷの三相コイルを有し、各相コイルへの励磁電流が電子制御ユニットＥＣＵによってＰＷＭ制御等で制御され、駆動時は電動機として機能し、回生ブレーキ時には発電機として機能し、インバータＣ１を介してバッテリＢ１に充電される。バッテリＢ１は二次電池が用いられるが、電力供給手段としては燃料電池でもよく、電力蓄積手段ＢＴとしては大容量キャパシタを用いることとしてもよい。インバータＣ１は、バッテリＢ１の直流電圧を交流電圧に変換し、永久磁石同期電動機ＩＰＭから所望のトルクを出力するように制御すると共に、回生ブレーキ時に永久磁石同期電動機ＩＰＭの発電交流電圧を直流電圧に変換して、バッテリＢ１に充電するように制御するもので、Ｕ、Ｖ及びＷの各相コイル毎に制御される。

尚、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには車輪速度センサ（図示せず）が配設され、これらが電子制御ユニットＥＣＵに接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数の車輪速度信号Ｓｗが電子制御ユニットＥＣＵに入力されるように構成されている。この車輪速度センサに代えてレゾルバ信号を用いてもよい。また、運転者によるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み程度に応じたアクセル信号Ｓａを出力するアクセルセンサ（図示せず）、運転者によるブレーキペダル（図示せず）の踏み込み程度に応じたブレーキ信号Ｓｂを出力するブレーキペダルセンサ（図示せず）、変速装置（図示せず）のシフト位置に応じたシフト信号Ｓｓを出力するシフトポジションセンサ（図示せず）、車両前方の車輪ＦＬ，ＦＲの舵角θを検出する舵角センサ（図示せず）、車両のヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサ（図示せず）等が電子制御ユニットＥＣＵに接続されている。更に、回生電力モニタ用の電力監視手段ＳＰを構成するセンサとして、Ｕ、Ｖ及びＷの各相コイルの回生電流（図２には代表してＩｍで表す）を検出する電流センサ（図示せず）が電子制御ユニットＥＣＵに接続されており、常時回生電力が演算処理される。

本実施形態の電子制御ユニットＥＣＵは一般的な構成であるので、図示は省略するが、バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等から成るマイクロコンピュータを備えており、上記車輪速度信号Ｓｗ、アクセル信号Ｓａ、ブレーキ信号Ｓｂ、シフト信号Ｓｓ、舵角θ、ヨーレイトγ等が夫々入力ポートからＣＰＵに入力されるように構成されている。また、出力ポートからはインバータＣ１等に制御信号が出力されるように構成されている。而して、電子制御ユニットＥＣＵにおいては、駆動時のロータの回転方向のステータに対する励磁と同相に、ステータを励磁して励磁ブレーキを付与する同相励磁制御が行われると共に、永久磁石同期電動機ＩＰＭに生ずる回生電力をバッテリＢ１に蓄積して回生ブレーキを付与する回生制御が行われるように構成されている。この場合において、上記のようにモニタされている回生電力とブレーキ信号Ｓｂ等に基づいて演算される必要制動力との差に基づき、回生ブレーキから励磁ブレーキへの切換タイミングが調整されるように構成されている。更に、励磁ブレーキへの切換タイミングで、昇圧回路Ｃ２を介して昇圧した電力をインバータＣ１に供給しステータを励磁するように構成されている。

次に、永久磁石同期電動機ＩＰＭをホイールＷ内に収容してインホイールモータＩＷＭを構成した実施形態の具体的構造について、図３及び図４を参照して説明する。図４は図３中のＡ視のアクチュエータ２０の側面図である。車輪を構成するホイールＷの内側にハブ２が固定され、このハブ２に出力シャフト３がスプライン結合されている。図３では、駆動及び制動を行う手段としてモータジェネレータＭＧを示しているが、これは図１の永久磁石同期電動機ＩＰＭに対応するものであり、その構成部品たるステータ４にコイル４ｃが巻回され、モータケース１６の内側に固定されている。そして、永久磁石（図４に１０５ｃで示す）が埋め込まれたロータ５がステータ４の内側に配設され、ハブ２の中心軸周りを回転可能に支持されている。

更に、ロータ５の中央にフランジ部５ｆが延出形成されており、これにサンギヤ６が装着されている。一方、モータケース１６の内側にはリングギヤ８が固定されており、このリングギヤ８とサンギヤ６に噛合する遊星ギヤ７にキャリア９が装着されている。そして、キャリア９は出力シャフト３とスプライン結合し、これらが一体となって回転するように構成され、遊星歯車減速機構ＲＭ（以下、単に減速機構ＲＭという）が構成されている。而して、モータジェネレータＭＧによるロータ５の回転は、サンギヤ６、遊星ギヤ７及びリングギヤ８から成る減速機構ＲＭを介して出力シャフト３に伝達され、ホイールＷが減速回転駆動される。これに対し、車両減速時には、上記とは逆に、ホイールＷの回転力がロータ５に伝達される。

モータケース１６にはカバーケース１１及びギヤケース１０を介してオイルポンプカバー１２が固着され、オイルポンプカバー１２にはオイルポンプ１３が内蔵されている。このオイルポンプ１３は上記のキャリア９によって駆動されて潤滑油を汲み上げるように構成されており、汲み上げられた潤滑油は、出力シャフト３の中心部、オイルポンプカバー１２及びモータケース１６に設けられた油路内に供給され、モータジェネレータＭＧ及び減速機構ＲＭが冷却される。尚、モータケース１６はその外周部で、アッパアーム１４及びロアアーム１５に接合され、サスペンション（図示せず）等を介して車体（図示せず）に連結されている。

本実施形態においては、更に、モータケース１６のホイールＷに近接した部分の突起部にアクチュエータ２０が固定されている。このアクチュエータ２０は軸方向可動部材としてのＰシャフト２１を有し、小型モータ２２の出力シャフトの先端に固定されたギヤ２３とＰシャフト２１に設けられたギヤ２１ａによって、軸方向に移動可能に構成されている。これらのギヤ２３とギヤ２１ａによってウオームギヤが構成されており、車両状態の検知信号に応じて電子制御ユニットＥＣＵによって小型モータ２２に電流が供給され、この小型モータ２２の回転に応じてＰシャフト２１が突出し得るように構成されている。一方、前述のハブ２の外周にはＰシャフト２１と係合可能な多数の凹部（又は孔）２４が複数形成されている。小型モータ２２の回転によってＰシャフト２１が図３のハブ側に距離（ｄ）突出し、凹部２４の何れかに係合するとハブ２の回転が阻止される。小型モータ２２に対し逆方向に電流が供給されるとＰシャフト２１が戻され（引っ込む）ので、ハブ２は回転可能な状態となる。上記のように、ギヤ２３とギヤ２１ａによってウオームギヤが構成されているので、小型モータ２２に電流が供給されない限りＰシャフト２１はその位置に保持される。従って、シフトレバー（図示せず）が駐車位置（パーキング位置Ｐ）にシフトされると小型モータ２２が通電されてＰシャフト２１が突出するように設定すれば、ハブ２及びホイールＷの回転を阻止することが可能になる。

次に、永久磁石同期電動機ＩＰＭをホイールＷ内に収容してインホイールモータＩＷＭを構成した他の実施形態の具体的構造について、図５、及び同図中のＢ視のアクチュエータ１２０を示す図６を参照して説明する。尚、図３の実施形態との比較を容易にするために、図５及び図６に示す図３の部品と同一の部品には、図３の符号に１００を加算した符号で示している。

図５に示すように、モータケース１１６の内側にステータ１０４が固定され、その内側にロータ１０５が配設され、このロータ１０５を支持するフランジを有するシャフト部１０３の先端部にサンギヤ１０６がスプライン結合されている。モータケース１１６の固定されたリングギヤ１０８とサンギヤ１０６に噛合する遊星ギヤ１０７は、キャリヤ１０９に支持され、その外側フランジ部はホイールＷに固定されている。ロータ１０５の回転力は減速機構ＲＭによって減速されて、ホイールＷが回転駆動される。モータケース１１６はアッパアーム１１４及びロアアーム１１５を介してサスペンション及び車体（図示せず）に連結されている。

更に、モータケース１１６に固着されたカバー１２５には軸方向アクチュエータ1２０が設けられており、小型モータ１２２の回転に応じてウオームギヤ１２３，１２１ａを介してＰシャフト１２１がロータ１０５の回転軸方向に駆動される。Ｐシャフト１２１の先端はロータ１０５及び側板１０６に設けられた複数の孔１０６ｃと係合可能であり、前述の制御と同様の制御が行われ、ロータ１０５の回転が阻止され、ひいてはホイールＷの回転が阻止される。この孔１０６ｃを円周方向に多数設けることによって、より細かい回転ピッチでホイールＷの回転を阻止することができる。

図７はステータ１０４とロータ１０５との磁極の関係を示すもので、１０５ａはロータ１０５の側板を示し、１０５ｂは積層板を示す。ロータ１０５の回転数が略０になった状態で、ステータ１０４の任意の極（例えば図４の中央のステータ極１０４ｘで、巻回コイルは省略している）を通電によってＳ極を維持すると、ロータ１０５のＮ極が対向した位置で回転が停止し、運転者がブレーキペタル（図示せず）を作用させている間はこの状態（０制御）が維持される。このように励磁ブレーキ制御は、ロータ１０５に埋め込まれた磁極に対し、それが接近するステータ１０４に磁極を反対の極にする（離れようとする磁極が引き合う）電磁力によって行われ、車両停止時には特定の極を対向させることによってロータ１０５の回転停止位置を設定することができる。

上記の回転停止位置の設定は、図３の構成の実施形態においても同様に行われ、ハブ２の停止位置を設定することができる。更に、上記の回転停止位置で、シフトレバー（図示せず）が駐車位置（パーキング位置Ｐ）にシフトされると、小型モータ２２（１２２）に通電され、その回転力によってＰシャフト２１（１２１）が突出し凹部２４又は孔１０６ｃに係合し、ホイールＷ（ひいては車輪）の停止状態が維持される。

上記の永久磁石同期電動機ＩＰＭを構成し回生ブレーキ及び励磁ブレーキを行うモータジェネレータＭＧに関し、図８を参照して制動時のトルク特性を説明する。先ず、車両走行状態から制動要求を受けて回生制御状態となると、そのときの回転数に応じて、図８に実線で示すように制動トルクＴを発生しながら、回転数Ｎが低下する。即ち、図８の右側の定出力領域から定トルク領域に至る。そして、回生制御を継続するとモータジェネレータＭＧ特有の所定回転数（Ｎｃ）を下回り、目標制動力たる目標制動トルク（Ｔｔ）から所定トルク差ΔＴを減じた所定トルク（Ｔｔ−ΔＴ）を下回ったと判定されると、励磁ブレーキ制御領域（Ｂｐｅ）に入ったと判定される。而して、電子制御ユニットＥＣＵによって同相励磁制御が行われ、図８に実線で示すように目標制動トルク（Ｔｔ）が維持される。尚、所定回転数（Ｎｃ）を下回ると、回生制動トルクＴは図８に破線で示すように低下するので、そのときの回生電力に基づき実制動力を推定することができ、この実制動力の検出結果に基づき、励磁ブレーキ制御領域（Ｂｐｅ）への移行を判定することができる。

ここで、永久磁石同時電動機ＩＰＭによる回生ブレーキ時および励磁ブレーキ時の動作原理について図１１を参照して説明する。図１１は、永久磁石同期電動機ＩＰＭのトルク特性と、永久磁石同期電動機ＩＰＭの各電流の位相制御に伴うトルクと回転方向の相関と、駆動時、回生ブレーキ時及び励磁ブレーキ時の電気ロータ角度と電流の関係を示す波形図で、（Ｂ）乃至（Ｄ）におけるＵ、Ｖ、Ｗは三相コイルの各相電流を示す。

図１１の（Ａ）は永久磁石同期電動機ＩＰＭのトルク特性例で、所定の電流を印加したときの通電位相と出力トルクの関係を示し、正トルク範囲と負トルク範囲が存在する。この永久磁石同期電動機ＩＰＭにおいては、通電位相が３０度の場合において正のトルクが最大値をとり、通電位相が１５０度の時に負のトルクが最大値となるように設定されている。

図１２に示すように、ロータ５（或いは永久磁石同期電動機ＩＰＭ）の回転方向が正の場合、すなわち、車輪が前方に回転する場合には、永久磁石同期電動機ＩＰＭにおいて、Ｕ、Ｖ、Ｗの順（第１の通電順序パターン）に電流が通電されることになる。換言すれば、ロータ電気角度においてＵ、Ｖ、Ｗの順に各電流の最大値が現れるように通電される。この通電により、永久磁石同期電動機ＩＰＭに正のトルクが生じる（回転方向、即ち前方に回転する方向に力を与えるようにトルクが発生する）と、永久磁石同期電動機ＩＰＭは車輪を前方に回転駆動する順相駆動（第１の状態）となる。また、永久磁石同期電動機ＩＰＭに負のトルクが生じる（回転方向、即ち前方に回転する方向への力を妨げるようにトルクが発生する）と、永久磁石同期電動機ＩＰＭは前方に回転する車輪を制動する順相制動（第２の状態）となる。

逆に、ロータ５（或いは永久磁石同期電動機ＩＰＭ）の回転方向が負の場合、即ち車輪が後方に回転する場合には、ロータ５の回転方向が正の場合と通電順序が異なり、永久磁石同期電動機ＩＰＭにおいてＵ、Ｗ、Ｖの順（第２の通電順序パターン）に電流が通電されることになる。換言すれば、ロータ電気角度においてＵ、Ｗ、Ｖの順に各電流の最大値が現れるように通電される。この通電により、永久磁石同期電動機ＩＰＭに正のトルクが生じる（回転方向、即ち後方に回転する方向に力を与えるようにトルクが発生する）と、永久磁石同期電動機ＩＰＭは車輪を後方に回転駆動する逆相駆動（第３の状態）となる。また、永久磁石同期電動機ＩＰＭに負のトルクが生じる（回転方向、即ち後方に回転する方向への力を妨げるようにトルクが発生する）と、永久磁石同期電動機ＩＰＭは後方に回転する車輪を制動する逆相制動（第４の状態）となる。

図１１の（Ｂ）は、永久磁石同期電動機ＩＰＭの力行時（駆動時、特に車両の前進駆動時）のロータ電気角度と駆動電流の一般的な関係を示している。図１１の（Ｂ）に示すように、バッテリＢ１からインバータＣ１を介した永久磁石同期電動機ＩＰＭの三相コイルへの通電はＵ、Ｖ、Ｗの順にされている。即ち、ロータ電気角度３０度でＵ相の電流値は最大（点ｂ）となり、ロータ電気角度１５０度でＶ相の電流値は最大（点ｃ）となり、ロータ電気角度２７０度でＷ相の電流値は最大（点ｄ）となるように通電制御されている。

また、この通電制御により永久磁石同期電動機ＩＰＭが発生するトルクは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の内で例えばＵ相の通電を基準として、Ｕ相の電流値が最大となる点ｂを図１１の（Ａ）のトルク特性線図に合わせて適宜設定することにより決定される。すなわち、Ｕ相の電流が最大となる点ｂをロータ電気角度３０度とすると、図１１の（Ａ）のトルク特性線図において位相が３０度の場合、トルクは正の最大値をとる。従って、図１１の（Ｂ）の通電制御によって、永久磁石同期電動機ＩＰＭは正の最大トルクを発生することになる。また、例えば、Ｕ相の電流が最大となる点ｂをロータ電気角度９０度とすると、図１１の（Ａ）のトルク特性線図において位相が９０度の場合、トルクは０を示す。従って、図１１の（Ｂ）の永久磁石同期電動機ＩＰＭが発生するトルクは０となる。即ち、図１１の（Ｂ）に示す通電制御（第１の通電順序パターンおよび第１の制御）によって永久磁石同期電動機ＩＰＭは、図１２に示すように、正の方向（前進方向）への回転で正のトルク（前進方向に車輪を回そうとする力）を生じる第１の状態（順相駆動）をとることになる。

図１１の（Ｃ）は、永久磁石同期電動機ＩＰＭの回生時（特に車両の前進回生時）のロータ電気角度と回生電流（モータが発電機として動作したときにモータから還流する電流）の一般的な関係を示している。図１１の（Ｃ）に示されるように、永久磁石同期電動機ＩＰＭの三相コイルはインバータＣ１によりＵ、Ｖ、Ｗの順に通電制御され、バッテリＢ１へ充電される。すなわち、ロータ電気角度１５０度でＵ相の電流値は最大（点ｂ’）となり、ロータ電気角度２７０度でＶ相の電流値は最大（点ｃ’）となり、ロータ電気角度３９０度（３０度）でＷ相の電流値は最大（点ｄ’）となるように通電制御されている。

この通電制御により永久磁石同期電動機ＩＰＭが発生するトルクは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の内で例えばＵ相の通電を基準として、Ｕ相の電流値が最大となる点ｂを図１１の（Ａ）のトルク特性線図に合わせて適宜設定することにより決定される。即ち、Ｕ相の電流が最大となる点ｂ’をロータ電気角度１５０度とすると、図１１の（Ａ）のトルク特性線図において位相が１５０度の場合、トルクは負の最大値をとる。従って、図１１の（Ｃ）の通電制御によって、永久磁石同期電動機ＩＰＭは負の最大トルクを発生することになる。

また、例えば、Ｕ相の電流が最大となる点ｂ’をロータ電気角度９０度とすると、図１１の（Ａ）のトルク特性線図において位相が９０度の場合、トルクは０を示す。従って、図１１の（Ｂ）の永久磁石同期電動機ＩＰＭが発生するトルクは０となる。即ち、図１１の（Ｃ）に示す通電制御（第１の通電順序パターンおよび第２の制御）によって永久磁石同期電動機ＩＰＭは、図１２に示すように、正の方向（前進方向）への回転で負のトルク（前進方向に回転している車輪を止めようとする力）を生じる第２の状態（順相制動）をとることになる。

図１１の（Ｄ）は、永久磁石同期電動機ＩＰＭの励磁ブレーキ時（特に、車両前進時における励磁ブレーキ時）のロータ電気角度と駆動電流の一般的な関係を示している。図１１の（Ｄ）に示されるように、バッテリＢ１からインバータＣ１を介した永久磁石同期電動機ＩＰＭの三相コイルへの通電はＵ、Ｖ、Ｗの順にされている。即ち、ロータ電気角度１２０度でＵ相の電流値は最大（点ｂ”）となり、ロータ電気角度２４０度でＶ相の電流値は最大（点ｃ”）となり、ロータ電気角度３６０度でＷ相の電流値は最大（点ｄ”）となるように通電制御されている。

この通電制御により永久磁石同期電動機ＩＰＭが発生するトルクは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の内で例えばＵ相の通電を基準として、Ｕ相の電流値が最大となる点ｂ”を図１１の（Ａ）のトルク特性線図に合わせて適宜設定することにより決定される。即ち、Ｕ相の電流が最大となる点ｂ”をロータ電気角度１２０度とすると、図１１の（Ａ）のトルク特性線図において位相が１２０度の場合、トルクは負の値をとる。従って、図１１の（Ｄ）の通電制御によって、永久磁石同期電動機ＩＰＭは負のトルクを発生することになる。

また、例えば、Ｕ相の電流が最大となる点ｂをロータ電気角度９０度とすると、図１１の（Ａ）のトルク特性線図において位相が９０度の場合、トルクは０を示す。従って、図１１の（Ｄ）の永久磁石同期電動機ＩＰＭが発生するトルクは０となる。即ち、図１１の（Ｄ）に示す通電制御（第１の通電順序パターンおよび第２の制御）によって永久磁石同期電動機ＩＰＭは、図１２に示すように、正の方向（前進方向）への回転で負のトルク（前進方向に回転している車輪を止めようとする力）を生じる第２の状態（順相制動）をとることになる。換言すれば、永久磁石同期電動機ＩＰＭは力行（順相駆動）と同相の励磁ブレーキ（順相制動）を行うことになる。

特に、図１１の（Ｄ）に示す励磁ブレーキ時においては、昇圧回路Ｃ２によって昇圧し、通電電流を図１１の（Ｂ）に示す力行時の通電電流よりも増大（ΔＩｄ）させて制動継続電流としている。これにより、永久磁石同期電動機ＩＰＭの力行時における駆動力（正のトルク）よりも大きな制動力（負のトルク）を発生させることができ、回生ブレーキによる制動力が小さくなっても、励磁ブレーキによって必要な制動力が確保される。

尚、車輪の後方回転時における永久同期電動機ＩＰＭの力行時、回生時、励磁ブレーキ時についての詳細な説明は省略するが、図１１から明らかなように、永久磁石同期電動機ＩＰＭへの通電制御を適宜行うことにより、車輪の後方回転時においても永久磁石同期電動機ＩＰＭにより力行、回生、励磁ブレーキを行うことができる。

上記のモータジェネレータＭＧ及び減速機構ＲＭによってホイールＷの回転が抑制され、車両が停止するまで制動制御が行われるが、この制動制御例について、図１３を参照して以下に説明する。尚、モータジェネレータＭＧによる駆動制御についての説明は省略するが、何れの制御も図２の電子制御ユニットＥＣＵによって必要時に所定の時間間隔で繰り返し実行される。図１３において、ブレーキペダルセンサ（図示せず）の検出ブレーキ信号Ｓｂ信号に基づき、ステップＳ１にて運転者の制動要求が判定される。ここで運転者の制動要求有と判定されるとステップＳ２に進み、モータジェネレータＭＧによる回生制御に移行し、回生ブレーキが開始する。

而して、図５の実線に沿って回生ブレーキトルクを発生しながら回転数が低下する。所定の回転数Ｎｃを下回るとモータジェネレータＭＧによる起磁力が低下し、図５中の破線で示すように制動トルクＴは急激に低下して回生ブレーキトルクのみによっては目標制動トルク（Ｔｔ）を充足することができなくなる。これに対し、本実施形態においては、図５のトルク（Ｔｔ−ΔＴ）を下回り、ステップＳ３においてトルク差（ΔＴ）が所定値αを上回ったと判定されると、回生ブレーキのみでは目標制動力を維持することができないので、ステップＳ４に進み、車両前進時には前述の順相励磁制御（車両後退時には逆相励磁制御）が行なわれ、励磁ブレーキが開始する。

ここで、ロータ５の極とステータ４の極の関係を模式的に表すと図９及び図１０に示すようになり、夫々、ロータ５の回転が加速及び抑制される状況が明らかとなる。先ず、図９において、（１）は、ロータ５が回転しており、ステータ４の両極間にロータ５の極が接近する（ロータ５の極がステータ４の極の間で、ロータ５の回転方向後方側の極寄りに位置する）状況、（２）は、（１）の状態でステータ４の前方側の極をＳ、後方側の極をＮに励磁する状況、（３）は、ステータ４の極にロータ５の極が吸引及び反発される状況、（４）は、ロータ５の回転が加速される状況を夫々示している。これに対し、図１０においては、〔１〕は、ロータ５が回転しており、ロータ５の極がステータ４の両極間を通過しようとする（ロータ５の極がステータ４の極の間で、ロータ５の回転方向前方側の極寄りに位置する）状況、〔２〕は、〔１〕の状態で前方側のステータ４の極をＮ、後方側の極をＳに励磁する状況、〔３〕は、ステータ４の極にロータ５の極が反発及び吸引される状況、〔４〕は、ロータ５の回転が抑制される状況を夫々示している。

以上のように、図９の駆動状態ではステータ４に対する励磁がロータ５の回転に先行する形で行われるのに対して、図１０の制動時には、逆にロータ５の回転が先行する形で励磁される上、昇圧回路Ｃ２により駆動状態の出力よりも大きな制動力を発生させることができ、前掲の特許文献４に開示された逆相駆動を永久磁石同期電動機ＩＰＭに適用した場合に比べ、大きな制動力を発生させることができる。また、励磁ブレーキにおいては、ロータ５の回転がステータ４の励磁に対して先行する状態を保つことにより、安定した制動力を得ることができ、逆相駆動のような大きなトルク脈動を回避することができる。

そして、ステップＳ５において回転数Ｎが所定値Ｋｂを下回ったと判定され、車両が停止状態と判定されると、ステップＳ６に進み、ステータの極の変更（励磁制御）が停止され、前述の０制御に移行する。そして、所定の時間経過後、ステップＳ７においてシフト信号Ｓｓに基づきシフトレバー（図示せず）が駐車位置（Ｐ）に変化したことが確認されると、ステップＳ８乃至Ｓ１０に進み、以下のロック作動が行われる。

先ず、ステップＳ８にて、小型モータ（図３及び図４に示すアクチュエータ２０のモータ２２）が通電される。これにより、Ｐシャフト２１が凹部２４に係合され、ステップＳ９においてロック位置となったと判定されると、ステップＳ１０に進み、モータ２２に対する通電が解除され、以後は、Ｐシャフト２１が凹部２４に係合されたロック位置に保持されるので、電力を消費することなく確実にホイールＷ（ひいては車輪）の停止状態が維持される。

図１４は、車両前方又は後方の何れか一方の車輪が原動機（例えば内燃機関）ＥＮＧによって駆動され、他方の車輪にインホイールモータＩＷＭが装着された態様の一例を示すもので、この例は後輪駆動で、前述の励磁制動可能なインホイールモータＩＷＭが前輪に装着されている。尚、図示は省略するが、上記の原動機ＥＮＧ及び図１の電力蓄積手段ＢＴ等によってハイブリッド自動車を構成し、回生ブレーキによって蓄積した電力を車両の駆動に利用することとしてもよい。

図１５は、車両後方の車輪が原動機（例えば内燃機関）ＥＮＧ及び／又は電動機ＭＧによって駆動され、前方の車輪にインホイールモータＩＷＭが装着されている。尚、図示は省略するが、上記の原動機ＥＮＧ及び図１の電力蓄積手段ＢＴ等によってハイブリッド自動車として構成されており、インホイールモータＩＷＭ、原動機ＥＮＧおよび電動機ＭＧにより駆動される。この車両においては、電動機ＭＧとインホイールモータＩＷＭにより上述した励磁制動を行う。また、電動機ＭＧは原動機ＥＮＧを始動させる機能を有する。更に、電動機ＭＧに回生ブレーキ作動を行わせ、この回生ブレーキにより生じた電力をインホイールモータＩＷＭに供給して上述した励磁制動を行うように構成しても良い。

以上のように、本実施形態においては、永久磁石５ｃを有するロータ５及びロータ５を回転駆動可能なステータ４を具備し、車両の少なくとも一対の車輪ＦＲ，ＦＬ（及び／又はＲＲ，ＲＬ）或いは少なくとも左右の車輪ＦＲ，ＦＬ（及び／又はＲＲ，ＲＬ）における各車輪にロータ５を連結する永久磁石同期電動機ＩＰＭに供給する電力を蓄積する電力蓄積手段ＢＴと、電力蓄積手段ＢＴの電力を変換してステータ４を励磁しロータ５の回転を制御する変換制御手段ＩＶとを備えた車両の制動装置において、変換手段ＩＶの制御に応じたロータ５の回転方向（或いは駆動方向）のステータ４に対する励磁と同相で、電力を供給することによりステータ４を励磁して車輪ＦＲ，ＦＬ（及び／又はＲＲ，ＲＬ）に対し励磁ブレーキを付与する同相励磁手段ＰＥＢを備え、摩擦ブレーキ装置を用いることなく励磁ブレーキによって車輪ＦＲ，ＦＬ（及び／又はＲＲ，ＲＬ）を停止させる車両の制動装置が構成されている。

あるいは、車輪（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ及びＲＬの何れか）と一体的に回転可能なロータ５及びロータ５を回転駆動可能なステータ５を具備し、電力供給手段Ｂ１から電力の供給を受ける電動機ＩＰＭと、電力供給手段Ｂ１から電動機ＩＰＭに供給される電力を制御して電動機ＩＰＭの回転を制御する制御手段ＩＶとを備え、制御手段ＩＶは、電動機ＩＰＭの一方向への回転（本実施の形態では前方への回転）において電動機への通電を第１の通電順序パターン（Ｕ，Ｖ，Ｗの順番）となるように制御し、電動機ＩＰＭの他方向への回転（本実施の形態では後方への回転）において電動機ＩＰＭへの通電を第２の通電順序パターン（Ｕ，Ｗ，Ｖの順番）となるように制御し、電力供給手段Ｂ１から電動機ＩＰＭへの電力の供給に際して、第１および第２の通電順序パターンのそれぞれにおいて電動機ＩＰＭに回転方向に力を与えるようにトルクを発生させる第１の制御および電動機ＩＰＭに回転方向への力を妨げるようにトルクを発生させる第２の制御が可能であり、電力供給手段Ｂ１から電動機ＩＰＭへの電力の供給に際して、第１および第２の通電順序パターンのそれぞれにおいて第２の制御をすることにより、ロータ５の回転を抑制して車輪に励磁ブレーキを付与する励磁手段ＰＥＢを備え、摩擦ブレーキ装置を用いることなく励磁ブレーキによって車輪（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ及びＲＬのいずれか）を停止させる車両の制動装置が構成される。

本願の実施形態の制動装置によれば、永久磁石同期電動機ＩＰＭによって励磁制動を行うことにより、摩擦ブレーキ装置を必要とすることなく、永久磁石同期電動機ＩＰＭの制御のみによって車輪の回転を抑制し、車輪が停止状態となるまで円滑且つ確実に制動力を付与することができる。従って、車輪から摩擦ブレーキ装置を排除することができ、制動装置全体の小型軽量化を可能として車輪の小径化が図れ、車室空間の拡大を可能としている。また、燃費も向上することができる。

特に、インホイールモータＩＷＭにおいては、ホイールひいては車輪から摩擦ブレーキ装置を排除することによってばね下荷重を低減することができ、インホイールモータＩＷＭの実用化をより確実なものとすることができる。

また、車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの回転によって永久磁石同期電動機ＩＰＭに生ずる回生電力を、変換制御手段ＩＶを介して電力蓄積手段ＢＴに蓄積して車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに対し回生ブレーキを付与する回生制御手段ＲＧＢを備えたものとし、回生ブレーキによって車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの回転を抑制すると共に、励磁ブレーキによって車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを停止させるように構成される。従って、回生電力を活用し回生ブレーキによって車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの回転を抑制すると共に、励磁ブレーキによって車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを確実に停止させることができるので、エネルギーを有効に活用することができる。

また、図２に示すように、少なくとも永久磁石同期電動機ＩＰＭを構成するロータ５及びステータ４を、車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを構成するホイールＷ内に収容し、インホイールモータＩＷＭとして構成される。これにより、制動装置全体の一層の小型軽量化が可能となる。また、図２に示すように、車両の全車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに対し、車輪毎に永久磁石同期電動機ＩＰＭを装着し、同相励磁制御手段ＰＥＢによって車輪毎に励磁ブレーキを付与する構成とされる。これにより、全車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに対し、車輪毎に励磁ブレーキを付与することができるので、複雑な制動力制御による車両の運動制御を容易に行うことができる。

また、回生電力をモニタする電力監視手段ＳＰと、電力監視手段ＳＰが検出した回生電力と車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに対する必要制動力との差に基づき、回生制御手段ＳＰによる回生ブレーキから同相励磁制御手段ＰＥＢによる励磁ブレーキへの切換タイミングを調整する調整手段ＡＪとを備えたものとし、回生ブレーキによって車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの回転を抑制した後に、調整手段ＡＪが調整した切換タイミングで、励磁ブレーキによって車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを停止させるように構成される。これにより、回生ブレーキによって車輪の回転を抑制した後に、適切な切換タイミングで、励磁ブレーキによって車輪を停止させることができる。

また、電力蓄積手段ＢＴの電力を昇圧する昇圧手段ＲＶを備えたものとし、調整手段ＡＪが調整した励磁ブレーキへの切換タイミングで、昇圧手段ＲＶが昇圧した電力を変換制御手段ＩＶに供給しステータ４を励磁する構成とすれば、励磁ブレーキによって大きな制動力を確保することができるので、車両の運動制御を容易に行うことができる。

更に、電動機ＩＰＭは車輪を駆動する構成とすれば、電動機ＩＰＭによって車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの駆動も制動も可能となり、車両において部品点数の低減および小型化を図ることができる。

本願の実施形態においては、電動機ＩＰＭは車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを駆動及び励磁制動する機能を備える構造として説明したが、車輪を駆動せず、励磁制動のみを行う構成としてもよい。

Ｗ ホイール
ＩＰＭ 永久磁石同期電動機
ＢＴ 電力蓄積手段
ＩＶ 変換制御手段
ＰＥＢ 同相励磁制御手段
ＲＧＢ 回生制御手段
ＳＰ 電力監視手段
ＡＪ 調整手段
ＲＶ 昇圧手段
ＥＣＵ 電子制御ユニット
ＭＧ モータジェネレータ
ＲＭ 遊星歯車減速機構
２ ハブ
３ 出力シャフト
４，１０４ ステータ
５，１０５ ロータ
１３ オイルポンプ

Claims (4)

1. 永久磁石を有するロータ及び該ロータを回転駆動可能なステータを具備し、車両の少なくとも一対の車輪における各車輪に当該ロータを連結する永久磁石同期電動機と、該永久磁石同期電動機に供給する電力を蓄積する電力蓄積手段と、該電力蓄積手段の電力を変換して前記ステータを励磁し前記ロータの回転を制御する変換制御手段とを備えた車両の制動装置において、
   前記変換制御手段の制御に応じた前記ロータの回転方向の前記ステータに対する励磁と同相で、電力を供給することにより前記ステータを励磁して前記車輪に対し励磁ブレーキを付与する同相励磁制御手段と、
   前記車輪の回転によって前記永久磁石同期電動機に生ずる回生電力を、前記変換制御手段を介して前記電力蓄積手段に蓄積して前記車輪に対し回生ブレーキを付与する回生制御手段と、
   前記回生電力をモニタする電力監視手段と、
   該電力監視手段が検出した前記回生電力とブレーキ信号に基づいて演算される必要制動力との差に基づき、前記回生制御手段による前記回生ブレーキから前記同相励磁制御手段による前記励磁ブレーキへの切換タイミングを調整する調整手段と、
   前記電力蓄積手段の電力を昇圧する昇圧手段とを備え、
   前記回生ブレーキによって前記車輪の回転を抑制した後に、前記調整手段が調整した前記励磁ブレーキへの切換タイミングで、前記昇圧手段が昇圧した電力を前記変換制御手段に供給し前記ステータを励磁することにより、前記励磁ブレーキによって前記車輪を停止させることを特徴とする車両の制動装置。
2. 少なくとも前記永久磁石同期電動機を構成する前記ロータ及び前記ステータを、前記車輪を構成するホイール内に収容し、インホイールモータを構成することを特徴とする請求項１記載の車両の制動装置。
3. 前記車両の全車輪に対し、車輪毎に前記永久磁石同期電動機を装着し、前記同相励磁制御手段によって前記車輪毎に前記励磁ブレーキを付与することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の制動装置。
4. 車輪と一体的に回転可能なロータ及び前記ロータを回転駆動可能なステータを具備し、電力供給手段から電力の供給を受ける電動機と、前記電力供給手段から前記電動機に供給される電力を制御して前記電動機の回転を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記電動機の一方向への回転において前記電動機への通電を第１の通電順序パターンとなるように制御し、前記電動機の他方向への回転において前記電動機への通電を第２の通電順序パターンとなるように制御し、前記電力供給手段から前記電動機への電力の供給に際して、前記第１および前記第２の通電順序パターンのそれぞれにおいて前記電動機に回転方向に力を与えるようにトルクを発生させる第１の制御および前記電動機に回転方向への力を妨げるようにトルクを発生させる第２の制御が可能であり、前記電力供給手段から前記電動機への電力の供給に際して、前記第１および前記第２の通電順序パターンのそれぞれにおいて前記第２の制御を行うことにより、前記ロータの回転を抑制して前記車輪に励磁ブレーキを付与する励磁手段と、前記車輪の回転によって前記電動機に生ずる回生電力を、前記制御手段を介して前記電力供給手段に蓄積して前記車輪に対し回生ブレーキを付与する回生制御手段とを有し、
   前記回生電力をモニタする電力監視手段と、
   該電力監視手段が検出した前記回生電力とブレーキ信号に基づいて演算される必要制動力との差に基づき、前記回生制御手段による前記回生ブレーキから前記励磁手段による前記励磁ブレーキへの切換タイミングを調整する調整手段と、
   前記電力供給手段の電圧を昇圧する昇圧手段とを備え、
   前記回生ブレーキによって前記車輪の回転を抑制した後に、前記調整手段が調整した前記励磁ブレーキへの切換タイミングで、前記昇圧手段が昇圧した電圧によって前記ステータを励磁することにより、前記励磁ブレーキによって前記車輪を停止させることを特徴とする車両の制動装置。
   

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