JP3622395B2

JP3622395B2 - 制動装置

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Publication number: JP3622395B2
Application number: JP00691997A
Authority: JP
Inventors: 昇一宮後
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: JPH10203351A; US6070953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動装置に係り、特に電気自動車の制動力を制御する装置として好適な制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平７−２０５８００号に開示される如く、駆動源としてモータを備える電気自動車に搭載される制動装置が知られている。従来の装置において、駆動源として用いられるモータは、供給される電力に応じた駆動トルクを発生すると共に、駆動輪から入力されるトルクを動力源として電力を発生する機能を備えている。
【０００３】
上記モータの発電能力は、モータ内部に発生する磁場の強さ、および、その磁場を横切ってコイルが通過する速度、すなわち、駆動輪の回転速度に応じた値となる。上記モータは、外部から供給される指令信号に応じて、その内部磁場の強度を変化させることができる。従って、上記モータによれば、外部から供給する指令信号に応じて、その発電能力を変化させることができる。
【０００４】
従来の装置において、運転者によって制動力が要求されると、車輪毎に配設されるホイルシリンダに対して適当なブレーキ油圧が供給されると共に、モータに対して適当な電力の発生を要求する指令信号が発せられる。ホイルシリンダに対してブレーキ油圧が供給されると、各車輪においてそのブレーキ油圧に応じた制動力が発生する。以下、この制動力を油圧制動力と称す。
【０００５】
モータに対して、上記の指令信号が発せられると、以後モータは、駆動輪から入力されるトルクを駆動源として適当な電力を発生する。従来のシステムにおいて、このように発生される電力は、車両に搭載されるバッテリに回生される。以下、この電力を回生電力と称す。また、上記の如くモータが電力を発電している間は、駆動輪にその発電量に応じた制動トルクが伝達される。以下、この制動力を回生制動力と称す。
【０００６】
上述の如く、従来の制動装置によれば、運転者によって制動力が要求された場合に、▲１▼駆動輪および非駆動輪の双方に油圧制動力を発生させ、▲２▼駆動輪に回生制動力を発生させ、かつ、▲３▼制動エネルギの一部を回生電力としてバッテリに回生させることができる。このため、従来の制動装置によれば、高い制動能力と高いエネルギ効率とを得ることができる。
【０００７】
ところで、従来の装置において、高いエネルギ効率を得るためには、運転者によって制動力が要求された際に、可能な限り大きな回生制動力を発生させることが望ましい。電気自動車において発生させ得る回生制動力は、駆動輪の回転速度、および、バッテリの充電状態等により決定される。以下、これらに基づいて決定される最も大きな制動力を最大回生制動力と称す。従来の装置において、運転者によって制動力が要求されると、モータには最大回生制動力の発生を要求する指令信号が供給される。このため、従来の装置によれば、特に優れたエネルギ効率を実現することができる。
【０００８】
回生制動力が発生しない装置においては、運転者の要求する制動力が、駆動輪の油圧制動力と、非駆動輪の油圧制動力とで賄われる。このような装置では、駆動輪および非駆動輪に供給するブレーキ油圧を、共にブレーキ踏力に応じた値に制御することで、良好な制動力特性を実現することができる。以下、かかる状況下で駆動輪、および、非駆動輪に発生する油圧制動力を、通常油圧制動力と称す。
【０００９】
従来の装置において、駆動輪には、油圧制動力と共に最大回生制動力が発生する。従って、駆動輪は非駆動輪に比べてタイヤ前後力が大きく、発生できるタイヤ横力が小さいものとなっている。そこで、従来の装置は、制動力が要求された場合に、非駆動輪の油圧制動力を通常油圧制動力に制御すると共に、駆動輪の油圧制動力を、通常油圧制動力から最大回生制動力を減じた値に制御することとしている。このため、従来の装置によれば、最大回生制動力を発生させながら、駆動輪のタイヤ横力を確保することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最大回生制動力は、車両の運転状態に応じて急激に減少することがある。具体的には、例えば、回生電力がバッテリに回生されている間に、バッテリがフル充電に至った場合は、その後、最大回生制動力が急激に減少される。また、例えば、回生電力がバッテリに回生されている間に駆動輪の回転速度が低下すると、その後、最大回生制動力が小さな値となる。
【００１１】
従来の装置において、最大回生制動力が上記の如く急減すると、その減少分が油圧制動力によって補われるまでの間は、駆動輪の制動力が非駆動輪の制動力に比して大幅に小さな値となる。従って、車両に作用する制動力も、ブレーキ踏力として要求されている制動力に比して小さなものとなる。
【００１２】
このように、上記従来の装置は、前後輪の制動力バランスを適当な値に維持しつつ高いエネルギ効率を得るうえで有効ではあるものの、車両の制動性能を一時的に低下させる可能性を有していた。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、回生制動を利用して高いエネルギ効率を実現すると共に、車両の制動性能を確保することのできる制動装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、運転者によるブレーキ踏力に応じた要求制動力を演算する要求制動力演算手段と、
車両が旋回走行中であることを検出する旋回走行検出手段と、
車両が直進走行中であることが検出されかつ車両に制動力が要求された場合に、バッテリの充電状態及び車速に基づいて演算される発生させ得る最大の回生制動力を発生し、また、車両が旋回走行中であることが検出されかつ車両に制動力が要求された場合に、車両の旋回状態及び車速に基づいて演算される許容できる制動力の総和から前記要求制動力を減じて得られる制動力を回生制動力として発生する回生制動力発生手段と、
前記要求制動力相当の油圧制動力を発生する油圧制動力発生手段と、
を備える制動装置により達成される。
【００１４】
本発明において、運転者によるブレーキ踏力に応じた要求制動力は、油圧制動力で確保されていると共に、車両が直進走行中である場合は、バッテリの充電状態及び車輪速度に基づいて演算される発生させ得る最大の回生制動力が発生する。このように大きな回生制動力が発生されると、制動エネルギが効率良く回生されるため、高いエネルギ効率が実現される。また、車両が旋回走行中である場合は、車両の旋回状態及び車速に基づいて演算される許容できる制動力の総和から上記の要求制動力を減じて得られる制動力が回生制動力として発生する。この場合、駆動輪の制動力を直進走行時に比べて小さくすることができ、発生できるタイヤ横力を確保することができる。
【００１５】
上記の目的は、また、請求項２に記載する如く、上記請求項１記載の制動装置において、
前記旋回走行検出手段が、車両の旋回状態を表す特性値を検出する旋回特性値検出手段を備えると共に、
前記回生制動力発生手段が、車両の旋回状態が急であるほど小さな回生制動力を発生する制動装置によっても達成される。
【００１６】
本発明において、回生制動力は、車両の旋回状態が急であるほど小さな値となる。この場合、タイヤ横力の必要度合いが低い状況下では制動エネルギが高い比率で回生され、タイヤ横力の必要度合いが高い状況下では回生制動力が小さくされて発生できるタイヤ横力が大きくされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である制動装置１０のシステム構成図を示す。制動装置１０は、駆動／回生装置１２を備えている。駆動／回生装置１２には、ドライブシャフト１４，１６が連結されている。ドライブシャフト１４，１６の他端は、それぞれ左右前輪ＦＬ，ＦＲに連結されている。
【００１８】
駆動／回生装置１２は、モータ、または、モータおよびエンジンで構成されている。本実施例のシステムでは、左右前輪ＦＬ，ＦＲが駆動輪、左右後輪ＲＬ，ＲＲが非駆動輪とされている。駆動輪である左右前輪ＦＬ，ＦＲには、ドライブシャフト１４，１６を介して、駆動／回生装置１２が備えるモータまたはエンジンの発する駆動力が伝達される。
【００１９】
駆動／回生装置１２が備えるモータにはバッテリ１８が接続されている。モータは、バッテリ１８から供給される電力に応じた駆動トルクを発生すると共に、左右前輪ＦＬ，ＦＲから入力されるトルクを動力源として回生電力を発生する機能を備えている。モータの内部には、所定強度の磁場を発生させる磁場発生機構、および、その磁場を横切って回転するコイルが内蔵されている。磁場発生機構によって発生される磁場は、外部から供給される指令信号に応じて変化する。また、磁場とコイルとは、駆動輪である左右前輪ＦＬ，ＦＲが回転する際に相対的に回転する。
【００２０】
駆動／回生装置１２が備えるモータの発電能力は、磁場発生機構によって発生される磁場の強さ、および、磁場とコイルとの相対的な回転速度、すなわち、左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲに応じた値となる。従って、その発電能力は、磁場の強度を指定する指令信号の値に応じて変化する。
【００２１】
駆動／回生装置１２が回生電力を発生する場合、左右前輪ＦＬ，ＦＲには、その回転を制動しようとする回生制動力が作用する。回転制動力は、駆動／回生装置１２において発生される回生電力と対応した値となる。従って、その値は、左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲと、モータに供給する指令信号とに応じた値となる。
【００２２】
制動装置１０は、駆動／回生制御用電子制御ユニット２０（以下、駆動／回生制御ＥＣＵ２０と称す）を備えている。駆動／回生制御ＥＣＵ２０は、駆動／回生装置１２に接続されている。駆動／回生制御ＥＣＵ２０は、駆動／回生装置１２のモータに対して、内部磁場の強度を指定する指令信号を供給する。また、駆動／回生制御ＥＣＵ２０は、駆動／回生装置１２からバッテリ１８の充電状態を表す信号の供給を受けている。
【００２３】
駆動／回生制御ＥＣＵ２０には、また、ブレーキ制御用電子制御ユニット２２（以下、ブレーキ制御ＥＣＵ２２と称す）が接続されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、車両の走行状態に基づいて、車両において発生させるべき制動力、すなわち、要求制動力を演算する。本実施例のシステムは、駆動輪であるＦＬ，ＦＲにおいて回生制動力を発生させることができると共に、車輪毎に配設されたホイルシリンダに対してブレーキ油圧を供給することにより、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにおいて油圧制動力を発生させることができる。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、要求制動力とは独立して、車両の走行状態に基づいて回生制動力を演算する。
【００２４】
ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、上記の如く回生制動力を演算すると、その演算値に応じた回生制動要求信号を駆動／回生制御ＥＣＵ２０に供給する。駆動／回生制御ＥＣＵ２０は、回生制動要求信号に基づいて、駆動／回生装置１２のモータに供給する指令信号を生成する。その結果、駆動／回生装置１２から左右前輪前輪に、ブレーキ制御ＥＣＵ２２で演算された回生制動力を実現する制動トルクが伝達され、また、駆動／回生装置１２からバッテリ１８に、その回生制動力に応じた回生電力が回生される。
【００２５】
ブレーキ制御ＥＣＵ２２には、ブレーキアクチュエータ２４が接続されている。ブレーキアクチュエータ２４は、運転者によるブレーキ踏力に応じた信号を発生するセンサ、具体的には、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出するマスタ圧センサを備えている。また、ブレーキアクチュエータ２４は、外部から供給される駆動信号に応じて、適当なブレーキ油圧を発生するブレーキ油圧発生機構を備えている。
【００２６】
ブレーキアクチュエータ２４が備えるマスタ圧センサの出力信号は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２に供給されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、マスタ圧センサの出力信号に基づいて要求制動力を演算する。そして、ブレーキアクチュエータ２４は、その要求制動力に応じた駆動信号をブレーキアクチュエータ２４に供給する。
【００２７】
ブレーキアクチュエータ２４のブレーキ発生機構には、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのホイルシリンダが連通している。従って、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、ブレーキ制御ＥＣＵ２２から発せられる駆動信号に応じたブレーキ油圧、すなわち、要求制動力に相当する油圧制動力を生成するのに必要なブレーキ油圧が供給される。
【００２８】
各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それらの車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲ，Ｖ_ＷＲＬ，Ｖ_ＷＲＲ（以下、これらを総称する場合は、車輪速度Ｖ_Ｗ＊＊と称す）に応じた周期でパルス信号を発生する車輪速センサ２６〜３２が配設されている。車輪速センサ２６〜３２の出力信号はブレーキ制御ＥＣＵ２２に供給されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、車輪速センサ２６〜３２から供給される信号に基づいて、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの車輪速度Ｖ_Ｗ＊＊を検出する。
【００２９】
駆動／回生装置１２で発生される回生制動力は、上記の如く、左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲおよび駆動／回生装置１２のモータに供給される指令信号の値により決定される。この場合、発生し得る回生制動力の最大の値は、車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲに応じた値となる。また、上述の如く、駆動／回生装置１２からバッテリ１８に供給される回生電力は、回生制動力に応じた値となる。従って、回生制動力は、バッテリ１８の蓄電可能容量を超える回生電力を発生させる値とすることはできない。
【００３０】
ブレーキ制御ＥＣＵ２２には、駆動／回生制御ＥＣＵ２０を介して、バッテリ１８の充電状態を表す信号が供給されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、この信号に基づいて検出されるバッテリ１８の充電状態と、車輪速度センサ２６，２８の出力信号に基づいて検出される車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲとに基づいて、本実施例のシステムで実際に発生させ得る回生制動力の最大値、すなわち、最大回生制動力を演算する。
【００３１】
車両において制動エネルギを効率良く電気エネルギとして回生させるためには、制動力が要求された場合に、回生制動力を大きくすることが望ましい。従って、高いエネルギ効率を実現するためには、制動力が要求される際に、最大回生制動力を発生させることが望ましい。
【００３２】
しかしながら、制動力を大きくすることは発生できるタイヤ横力が小さくなることを意味し、車両の旋回安定性を向上させることが難しい。このため、車両が旋回走行中である場合は、回生制動力を最大回生制動力に比して小さい値に制御し、駆動輪の制動力を小さくしておくことが望ましい。
【００３３】
本実施例のシステムにおいて、ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、左右輪の車輪速度差｜Ｖ_ＷＦＬ−Ｖ_ＷＦＲ｜、または、｜Ｖ_ＷＲＬ−Ｖ_ＷＲＲ｜に基づいて車両の旋回状態を検出する。具体的には、その車輪速度差が所定値に比して小さい場合は車両が直進走行中であると判断し、また、その車輪速度差が所定値に比して大きい場合は車両が旋回走行中であると判断する。更に、ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、その車輪速度差が大きいほど、車両の旋回が急であると判断する。
【００３４】
本実施例のシステムは、上記の判別の結果、車両が直進走行中であると判別される場合に回生制動力を最大回生制動力に設定し、また、車両が旋回走行中であると判別される場合に、旋回状態が急であるほど回生制動力を小さな値に設定する点に特徴を有している。以下、図２乃至図４を参照して、上記の特徴的機能を実現すべく、本実施例において実行される具体的な処理内容を説明する。
【００３５】
図２は、ブレーキアクチュエータ２４の構成図を示す。ブレーキアクチュエータ２４は、ポンプ４０を備えている。ポンプ４０は、その動力源としてモータを内蔵している。ポンプ４０の吸入口４２にはリザーバタンク４４が連通している。また、ポンプ４０の吐出口４６には、逆止弁４８を介してアキュムレータ５０が連通している。
【００３６】
アキュムレータ５０には、高圧通路５２が連通している。高圧通路５２には、圧力スイッチ５４および５６が配設されている。圧力スイッチ５４はアキュムレータ５０の内圧、すなわち、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが上限値以上である場合にオン出力を発生する。一方、圧力スイッチ５６は、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが下限値以下である場合にオン出力を発する。アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが下限値以下に低下して圧力スイッチ５６からオン出力が発せられると、ポンプ４０の駆動が開始される。以後、ポンプ４０の駆動は、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣが上限値に達して圧力スイッチ５４からオン出力が発せられるまで継続される。この結果、アキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣは、常に上限値と下限値との間に保持される。
【００３７】
高圧通路５２は、レギュレータ５８に連通している。レギュレータ５８には、リザーバタンク４４および主液圧通路６０が連通している。レギュレータ５８は、高圧通路５２から供給されるアキュムレータ圧Ｐ_ＡＣＣを、所定のレギュレータ圧Ｐ_ＲＥに減圧して主液圧通路６０に出力する。
【００３８】
主液圧通路６０には、レギュレータ圧Ｐ_ＲＥを検出する液圧センサ６２、および、リニア増圧ソレノイド６４（以下、ＳＬＡ６４と称す）が配設されている。液圧センサ６２の出力信号はブレーキ制御ＥＣＵ２２に供給されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、液圧センサ６２の出力信号に基づいてレギュレータ圧Ｐ_ＲＥを検出する。
【００３９】
ＳＬＡ６４は、主液圧通路６０の導通状態を制御するリニア制御弁である。ＳＬＡ６４は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２から供給される駆動信号に応じて有効開口面積を変化させる。主液圧通路６０には、ＳＬＡ６４と並列に、ＳＬＡ６４の下流側からレギュレータ５８側へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁６６が配設されている。
【００４０】
主液圧通路６０の、ＳＬＡ６４の下流側には、減圧通路６８が連通している。減圧通路６８は、リザーバタンク４４が連通している。また、減圧通路６８には、リニア減圧ソレノイド７０（以下、ＳＬＲ７０と称す）が配設されている。ＳＬＲ７０は、減圧通路６８の導通状態を制御するリニア制御弁である。ＳＬＲ７０は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２から供給される駆動信号に応じた有効開口面積を変化させる。
【００４１】
主液圧通路６０は、ＳＬＡ６４の下流側において、後輪側液圧通路７２に連通している。後輪側液圧通路７２には、その内部に導かれるブレーキ油圧、すなわち、後輪側ブレーキ油圧Ｐ_Ｒを検出する液圧センサ７４が配設されている。液圧センサ７４の出力信号はブレーキ制御ＥＣＵ２２に供給されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、液圧センサ７４の出力信号に基づいて後輪側ブレーキ油圧Ｐ_Ｒを検出する。
【００４２】
後輪側液圧通路７２には、左後輪保持ソレノイド７６（以下、ＳＲＬＨ７６と称す）および右後輪保持ソレノイド７８（以下、ＳＲＲＨ７８と称す）が連通している。更に、後輪側液圧通路７２には、ＳＲＬＨ７６の下流側から後輪側液圧通路７２に向かう流体の流れのみを許容する逆止弁８０、および、ＳＲＲＨ７８の下流側から後輪側液圧通路７２に向かう流体の流れのみを許容する逆止弁８２が連通している。ＳＲＬＨ７６およびＳＲＲＨ７８は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２によって駆動される２位置の電磁弁である。ＳＲＬＨ７６およびＳＲＲＨ７８は、常態では開弁状態を維持し、オン信号を受けた場合に閉弁状態となる。
【００４３】
ＳＲＬＨ７６の下流側には、左後輪ＲＬのホイルシリンダ８４および左後輪減圧ソレノイド８６（以下、ＳＲＬＲ８６と称す）が連通している。また、ＳＲＲＨ７８の下流側には、右後輪ＲＲのホイルシリンダ８８および右後輪減圧ソレノイド９０（以下、ＳＲＲＲ９０と称す）が連通している。ＳＲＬＲ８６およびＳＲＲＲ９０は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２によって駆動される２位置の電磁弁である。これらは、共に常態では閉弁状態を維持し、オン信号を受けた場合に開弁状態となる。ＳＲＬＲ８６およびＳＲＲＲ９０は、リザーバタンク４４に通じる低圧通路９２に連通している。
【００４４】
後輪側液圧通路７２には、切り換えソレノイド９４（以下、ＳＳ９４と称す）を介して前輪側液圧通路９６が連通している。ＳＳ９４は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２によって駆動される２位置の電磁弁であり、常態では閉弁状態を維持し、オン信号を受けた場合に開弁状態となる。
【００４５】
前輪側液圧通路９６には、その内部に導かれるブレーキ油圧、すなわち、前輪側ブレーキ油圧Ｐ_Ｆを検出する液圧センサ９８が配設されている。液圧センサ９８の出力信号はブレーキ制御ＥＣＵ２２に供給されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、液圧センサ９８の出力信号に基づいて前輪側ブレーキ油圧Ｐ_Ｆを検出する。
【００４６】
前輪側液圧通路９６には、左前輪保持ソレノイド１００（以下、ＳＦＬＨ１００と称す）および右前輪保持ソレノイド１０２（以下、ＳＦＲＨ１０２と称す）が連通している。更に、前輪側液圧通路９６には、ＳＦＬＨ１００の下流側から前輪側液圧通路９６に向かう流体の流れのみを許容する逆止弁１０４、および、ＳＦＲＨ１０２の下流側から前輪側液圧通路９６に向かう流体の流れのみを許容する逆止弁１０６が連通している。ＳＦＬＨ１００およびＳＦＲＨ１０２は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２によって駆動される２位置の電磁弁である。これらは、常態では開弁状態を維持し、オン信号を受けた場合に閉弁状態となる。
【００４７】
ＳＦＬＨ１００の下流側には、左前輪ＦＬのホイルシリンダ８４および左前輪減圧ソレノイド１１０（以下、ＳＦＬＲ１１０と称す）が連通している。また、ＳＦＲＨ１０２の下流側には、右前輪ＦＲのホイルシリンダ１１２および右前輪減圧ソレノイド１１４（以下、ＳＦＲＲ１１４と称す）が連通している。ＳＦＬＲ１１０およびＳＦＲＲ１１４は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２によって駆動される２位置の電磁弁である。これらは、共に常態では閉弁状態を維持し、オン信号を受けた場合に開弁状態となる。ＳＦＬＲ１１０およびＳＦＲＲ１１４は、リザーバタンク４４に通じる低圧通路９２に連通している。
【００４８】
ブレーキアクチュエータ２４は、マスタシリンダ１１６を備えている。マスタシリンダ１１６には、ブレーキペダル１１８が連結されている。マスタシリンダ１１６は、その内部に液圧室１２０を備えている。マスタシリンダ１１６には、リザーバタンク４４およびマスタ圧通路１２２が連通している。液圧室１２０とリザーバタンク４４とは、ブレーキペダル１１８の踏み込みが解除されている場合にのみ導通状態となる。一方、液圧室１２０とマスタ圧通路１２２とは、ブレーキペダル１１８の踏み込み状態に因らず、常に導通状態に維持される。
【００４９】
マスタ圧通路１２２には、その内部に導かれるブレーキ油圧、すなわち、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出する液圧センサ１２４が配設されている。液圧センサ１２４の出力信号はブレーキ制御ＥＣＵ２２に供給されている。ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、液圧センサ１２４の出力信号に基づいてマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃを検出する。
【００５０】
マスタ圧通路１２２には、第１マスタカットソレノイド１２６（以下、第１ＳＭＳ１２６と称す）および第２マスタカットソレノイド１２８（以下、第２ＳＭＳ１２８と称す）が連通している。第１ＳＭＳ１２６の下流側には、左前輪ＦＬのホイルシリンダ１０８が連通している。また、第２ＳＭＳ１２８の下流側には、右前輪ＦＲのホイルシリンダ１１２が連通している。
【００５１】
第１ＳＭＳ１２６および第２ＳＭＳ１２８は、ブレーキ制御ＥＣＵ２２によって制御される２位置の電磁弁である。これらは、常態では開弁状態を維持し、オン信号が供給された場合にのに閉弁状態となる。本実施例のシステムにおいて、通常時は、ブレーキペダル１１８が踏み込まれると同時に第１ＳＭＳ１２６および第２ＳＭＳ１２８が閉弁状態とされる。このため、通常時は、マスタシリンダ１１６から流出するブレーキフルードが、ホイルシリンダ１０８，１１２に流入することはない。
【００５２】
マスタ圧通路１２２には、ストロークシミュレータ１３０が連通している。ブレーキペダル１１８が踏み込まれることによりマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが上昇すると、マスタシリンダ１１６から流出したブレーキフルードがストロークシミュレータ１３０に流入する。一方、ブレーキペダル１１８の踏み込みが解除され、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが低下すると、ストロークシミュレータ１３０内のブレーキフルードがマスタシリンダ１１６に吸入される。ストロークシミュレータ１３０によれば、第１ＳＭＳ１２６および第２ＳＭＳ１２８が閉弁されている状況下で、ブレーキペダル１１８のストローク幅を適当に確保することができる。
【００５３】
図３は、本実施例のシステムの特徴的動作を実現すべく、ブレーキ制御ＥＣＵ２２において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図３に示すルーチンは、所定時間毎に起動される定時割り込みルーチである。図３に示すルーチンが起動されると、先ずステップ２００の処理が実行される。
【００５４】
ステップ２００では、運転者による制動操作が行われているか否かが判別される。本ステップ２００では、圧力センサ１２４によって所定値を超えるマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃが検出されている場合に制動操作が実行されていると判断される。上記の判別処理の結果、制動操作が実行されていないと判断された場合は、次にステップ２０２の処理が実行される。
【００５５】
ステップ２０２では、制動力制御を終了させるための処理が実行される。具体的には、ブレーキアクチュエータ２４が備える全ての２位置弁をオフ状態（図２に示す状態）、ＳＬＡ６４を全閉状態、ＳＬＲ７０を全開状態とする処理、および、駆動／回生制御ＥＣＵ２０に対する回生制動要求信号の出力を停止する処理が実行される。上記の処理によれば、ホイルシリンダ８４，８８，１０８，１１２内のブレーキフルードがリザーバタンク４４に開放されて油圧制動力が消滅すると共に、駆動／回生装置１２が回生制動力を発生しない状態が形成される。本ステップ２０２の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００５６】
上記ステップ２００において、運転者による制動操作が実行中であると判別された場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。
ステップ２０４では、ＳＳ９４、第１ＳＭＳ１２６、および、第２ＳＭＳ１２８をオン状態とする処理、すなわち、ＳＳ９４を開弁させて前輪側液圧通路９６を後輪側液圧通路７２に導通させると共に、第１ＳＭＳ１２６および第２ＳＭＳ１２８を閉弁させて、ホイルシリンダ１０８，１１２をマスタ圧通路１２２から切り離す処理が実行される。上記の処理が終了すると、次にステップ２０６の処理が実行される。
【００５７】
ステップ２０６では、液圧センサ１２４によって検出されるマスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに基づいて要求制動力が演算される。本実施例においては、マスタシリンダ圧Ｐ_Ｍ／Ｃに対して所定の倍力比を有するブレーキ液圧をホイルシリンダ８４，８８，１０８，１１２に供給した場合に、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲで得られる油圧制動力が要求制動力として演算される。上記の演算が終了すると、次にステップ２０８の処理が実行される。
【００５８】
ステップ２０８では、車両が旋回走行中であるか否かが判別される。本ステップ２０８では、左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速度差｜Ｖ_ＷＦＬ−Ｖ_ＷＦＲ｜、或いは、左右後輪ＲＬ，ＲＲの車輪速度差｜Ｖ_ＷＲＬ−Ｖ_ＷＲＲ｜が所定値を超えている場合に、車両が旋回中であると判断される。上記の処理の結果、車両が旋回中でないと判断された場合は、次にステップ２１０の処理が実行される。
【００５９】
ステップ２１０では、最大回生制動力が演算される。本ステップ２１０では、バッテリ１８の充電状態、および、駆動輪である左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲに基づいて、バッテリ１８を過充電することなく発生し得る最も大きな回生制動力が、最大回生制動力として演算される。本ステップ２１０の処理が実行されると、次にステップ２１８の処理が実行される。
【００６０】
ステップ２１８では、ブレーキアクチュエータ２４を駆動し、かつ、駆動／回生制御ＥＣＵ２０に回生制動要求信号を送信する処理が実行される。具体的には、ブレーキアクチュエータ２４のＳＬＡ６４およびＳＬＲ７０が、上記ステップ２０６で演算された油圧制動力に応じて制御されると共に、駆動／回生制御ＥＣＵ２０に、最大回生制動力を実現するための回生制動要求信号が送信される。本ステップ２１８の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００６１】
上記の処理によれば、前輪のホイルシリンダ１０８，１１２、および、後輪のホイルシリンダ８４，８８に、ほぼ等圧のブレーキ油圧が導かれる。従って、前輪ＦＬ，ＦＲに発生する油圧制動力と、後輪ＲＬ，ＲＲに発生する油圧制動力とは、ほぼ同じ値となる。また、上記の処理によれば、前輪ＦＬ，ＦＲには、油圧制動力に加えて最大回生制動力は発生する。このため、前輪ＦＬ，ＦＲには、後輪ＲＬ，ＲＲに発生する制動力に対して、ほぼ最大回生制動力分だけ大きな制動力が発生する。
【００６２】
本実施例のブレーキアクチュエータ２４によれば、ＳＬＡ６４を全開状態とし、ＳＬＲ７０を全閉状態とし、ＳＦＬＨ１００，ＳＦＲＨ１０２，ＳＦＬＲ１１０およびＳＦＲＲ１１４の２位置弁群と、ＳＲＬＨ７６，ＳＲＲＨ７８，ＳＲＬＲ８６およびＳＲＲＲ９０の２位置弁群とを独立に制御することで、前輪ＦＬ，ＦＲの油圧制動力と、後輪ＲＬ，ＲＲの油圧制動力とを別個の値に制御することができる。従って、前輪ＦＬ，ＦＲに発生する制動力の総和と、後輪ＲＬ，ＲＲに発生する油圧制動力との比を、理想的な配分比とすることも可能である。以下、この制御を理想配分制御と称す。
【００６３】
しかしながら、油圧制動力に常に最大回生制動力を上乗せし、駆動輪の制動力の総和を大きくすることで、タイヤ摩擦力のうちタイヤ前後力を過大に使用することは発生できるタイヤ横力が小さくなることを意味し、車両の旋回安定性を向上させる上で望ましいものではない。
【００６４】
車両が直進走行中である場合は、発生できるタイヤ横力が小さくても、さほど車両挙動にその影響が及ぶことはない。しかし、車両が旋回走行中である場合は、上記の如く発生できるタイヤ横力が小さいと、車両の旋回挙動に変化が現れる。
【００６５】
これに対して、本実施例では、理想配分制御を実行せず、前後輪のホイルシリンダ圧Ｐ_Ｗ／Ｃをほぼ等圧とすることとしている。このため、本実施例の制動装置１０によれば、複雑な制御を必要とすることなく優れた耐久性および静粛性を実現することができ、かつ、回生制動力が急激に減少した場合であっても、要求制動力を確保することができる。
【００６６】
本実施例の制動装置１０を搭載する車両が旋回走行中である場合に、運転者によって制動操作が行われると、上記図３に示すルーチンが起動された後、上記ステップ２０８に次いでステップ２１２の処理が実行される。
ステップ２１２では、車両の旋回状態および車速に基づいて、許容できる制動力の総和が演算される。以下、この総和を許容制動力と称す。図４は、許容配分力差に関する２次元マップを示す。図４に示すマップは、ブレーキ制御ＥＣＵ２２に記憶されている。このマップに示されている許容配分力差は、前輪ＦＬ，ＦＲの制動力がその値となっても、安定した旋回挙動が維持できる値として、実験的に定められた値である。
【００６７】
本ステップ２１２では、車輪速度Ｖ_ＷＦＬ，Ｖ_ＷＦＲ，Ｖ_ＷＲＬ，Ｖ_ＷＲＲから求められる車速ＳＰＤと、車輪速度差｜Ｖ_ＷＦＬ−Ｖ_ＷＦＲ｜、または、｜Ｖ_ＷＲＬ−Ｖ_ＷＲＲ｜から求められる旋回状態とで図４に示すマップを参照することで、許容配分力差が演算される。本ステップ２１２の処理が終了すると、次にステップ２１４の処理が実行される。
【００６８】
ステップ２１４では、車両が旋回中である状況下で発生させることのできる回生制動力が演算される。本ステップ２１４では、上記ステップ２１２で求められた許容制動力から要求制動力を減じた値が回生制動力として演算される。本ステップ２１４の処理が終了すると、以後、上述したステップ２１８の処理が実行された後、今回のルーチンが終了される。
【００６９】
上述の如く、許容配分力差は、前輪ＦＬ，ＦＲの制動力がその値となっても、安定した旋回挙動が損なわれない値である。また、上記の処理によれば、車両の旋回中は、回生制動力が最大回生制動力に比して小さな値に設定される。この場合、バッテリ１８の充電状態の変化等に起因して最大回生制動力が急激に減少しても、発生すべき値として設定されている回生制動力に急激な減少が生ずることはない。更に、上記の処理によれば、車両の旋回状態に応じて、常に車両の状態に対応した許容配分力差が設定される。このため、車両の旋回中に、回生制動力が不必要に小さな値とされることがない。
【００７０】
このため、本実施例の制動装置１０によれば、制動エネルギの一部を有効に回生させることにより高いエネルギ効率を実現し、かつ、最大回生制動力が急減しても要求制動力を確保することができる。
尚、上記の実施例においては、ブレーキ制御ＥＣＵ２２が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより前記請求項１記載の「要求制動力演算手段」が、上記ステップ２０８の処理を実行することにより前記請求項１記載の「旋回走行検出手段」および前記請求項２記載の「旋回特性値検出手段」が、上記ステップ２１０〜２１８の処理を実行することにより前記請求項１および前記請求項２記載の「回生制動力発生手段」、および、前記請求項１記載の「油圧制動力発生手段」が、それぞれ実現されている。
【００７１】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、要求制動力が油圧制動力で確保されていると共に、車両が直進走行中である場合に大きな回生制動力が、また、車両が旋回走行中である場合に小さな回生制動力が発生される。このため、本発明に係る制動装置によれば、高いエネルギ効率を実現しつつ、車両の旋回挙動を安定に維持することができる。
【００７２】
また、請求項２記載の発明によれば、タイヤ横力の必要度合いが高いほど回生制動力が小さくされて発生できるタイヤ横力が大きくされる。このため、本発明に係る制動装置によれば、高いエネルギ効率を実現しつつ、車両の旋回挙動を安定に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である制動装置のシステム構成図である。
【図２】図１に示す制動装置が備えるブレーキアクチュエータの構成図である。
【図３】図１に示すブレーキ制御ＥＣＵにおいて実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図４】図３に示すルーチン中で参照される許容配分力差のマップの一例である。
【符号の説明】
１０制動装置
１２駆動／回生装置
１８バッテリ
２０駆動／回生制御用電子制御ユニット（駆動／回生制御ＥＣＵ）
２２ブレーキ制御用電子制御ユニット（ブレーキ制御ＥＣＵ）
２４ブレーキアクチュエータ

Claims

運転者によるブレーキ踏力に応じた要求制動力を演算する要求制動力演算手段と、
車両が旋回走行中であることを検出する旋回走行検出手段と、
車両が直進走行中であることが検出されかつ車両に制動力が要求された場合に、バッテリの充電状態及び車速に基づいて演算される発生させ得る最大の回生制動力を発生し、また、車両が旋回走行中であることが検出されかつ車両に制動力が要求された場合に、車両の旋回状態及び車速に基づいて演算される許容できる制動力の総和から前記要求制動力を減じて得られる制動力を回生制動力として発生する回生制動力発生手段と、
前記要求制動力相当の油圧制動力を発生する油圧制動力発生手段と、
を備えることを特徴とする制動装置。
請求項１記載の制動装置において、
前記旋回走行検出手段が、車両の旋回状態を表す特性値を検出する旋回特性値検出手段を備えると共に、
前記回生制動力発生手段が、車両の旋回状態が急であるほど小さな回生制動力を発生することを特徴とする制動装置。