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JP5885693B2 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

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JP5885693B2
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Description

本発明は、摩擦制動力と回生制動力とを併用して車両の制動を制御するブレーキ制御装置に関する。
従来、EV(Electric Vehicle)およびHEV(Hybrid Electric Vehicle)では、制動力として回生制動力と摩擦制動力とを併用している。このような車両においては、特に直進中の制動時には、回生制動力を可能な限り用いて車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、効率的にエネルギー回収して燃費の向上を図っている。しかし、車両が旋回すると、操舵輪を含む各車輪のグリップ力は低下する。このため、車両直進時と同じ量だけ操舵輪に回生制動力を発生させていると、操舵輪はスリップしてしまう虞がある。また、このとき、車両に横すべりが発生し、運動制御装置が横すべりの状態に応じて、例えば操舵輪に摩擦制動力差を発生させようとした場合に、操舵輪に大きな回生制動力が発生したままでは、操舵輪に効果的に摩擦制動力差を発生させることが困難となる。そこで、特許文献1に示す従来技術では、車両旋回中等におけるタイヤのグリップ力減少時には、減少したタイヤのグリップ力に応じて回生制動力の比率を減少させる制動装置が記載されている。これにより、タイヤのグリップ力を確保することができるとされている。また、回生制動力の比率を減少させるので、回生制動力を減少させた制動力分の一部を摩擦制動力に置き換えることができ、車両運動制御が実施できる。
特開2001−39281号公報
しかしながら、上述の制動装置では、タイヤのグリップ力に応じて回生制動力の比率を減少させ、グリップ力を確保することは記載されているが、効果的に燃費向上を図るため、回生制動力をどの程度の大きさに制御するかについては何ら記載されていない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、タイヤのグリップ力が減少する車両旋回中等においても、車両に回生制動力を可能な限り発生させ燃費向上を効果的に図ることができるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するためになされた請求項1に係るブレーキ制御装置は、車両(100)の各車輪(Wfl,Wfr,Wrl,Wrr)に設けられ、前記各車輪に摩擦制動力(Fm)を発生させる摩擦ブレーキ装置(B)と、前記車両(100)が有する発電機(Mg)が発生する回生制動力(Fc)を左右前輪(Wfl,Wfr)および左右後輪(Wrl,Wrr)のいずれか一方の回生制動側左右輪にそれぞれ同量発生させる回生ブレーキ装置(A)と、前記車両に要求される減速度に対応する要求制動力(Fd)を演算する要求制動力演算部(27)と、前記要求制動力(Fd)を前記回生制動側左右輪と前記左右前輪(Wfl,Wfr)および前記左右後輪(Wrl,Wrr)のいずれか他方の非回生制動側左右輪とに配分する車両運動制御部(30)と、前記各車輪(Wfl,Wfr,Wrl,Wrr)に発生する横力および路面限界摩擦力に基づき、前記各車輪がロックしない程度に前記各車輪に付与可能な最大の制動力である最大制動力(Fmax)を演算する最大制動力演算部(29)と、前記要求制動力(Fd)および前記非回生制動側左右輪への制動力(Ff)の配分に基づいて、前記回生制動側左右輪に発生させる回生制動力(Fc)を、前記回生制動側左右輪のそれぞれの最大制動力(Fmax)のうちの小さい方の値を超えない範囲で演算する制動力制御部(31,32,33,34)と、を備える。
これにより、回生制動側左右輪がグリップする範囲内で、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、燃費向上を効果的に図ることができる。また、回生制動側左右輪に、制動力制御部によって設定された回生制動力が発生しても、回生制動力が回生制動側左右輪の最大制動力を越えることはないので、回生制動側左右輪のグリップ力は好適に確保される。
請求項2に係る請求項1に記載のブレーキ制御装置において、前記制動力制御部(32)は、前記回生制動側左右輪に発生させる回生制動力(Fc)を、前記要求制動力から前記車両運動制御部によって演算され前記摩擦ブレーキ装置(B)によって前記非回生制動側左右輪に発生させるべき最低限の摩擦制動力(Fmin)を減算した値以下となるように設定する。
これにより、車両は、回生制動側左右輪によって効率的に回生エネルギーを回収しながら、非回生制動側左右輪に確保された最低限の摩擦制動力によって安定した制動状態を維持することができる。
請求項3に係る請求項1に記載のブレーキ制御装置において、前記摩擦ブレーキ装置(B)は、前記各非回生制動側左右輪および前記各回生制動側左右輪にそれぞれ均等な油圧を発生させて当該均等な油圧に応じた摩擦制動力(Fmf,Fmr)を発生させ、前記制動力制御部(34)は、前記回生制動側左右輪に発生させる回生制動力(Fc)が、前記要求制動力(Fd)から前記各摩擦制動力の合計値(Fmf+Fmr)を減算した値以下となるように設定される。
これにより、制動力が必要なときに、全車輪のホイルシリンダに均等な油圧が供給され、均等な油圧に応じた各摩擦制動力が各車輪に発生しても、回生制動側左右輪には、各車輪の最大制動力を越えない範囲で回生制動力および摩擦制動力が発生される。このため回生制動側左右輪は、必要グリップ力を確保しながら回生エネルギーの回収ができる。
請求項4に係る請求項2に記載のブレーキ制御装置において、前記制動力制御部(33)は、前記車両(100)の姿勢を安定させるため前記非回生制動側左右輪への制動力の左右配分比率を設定するとき、当該左右配分比率に基づいた摩擦制動力が発生するよう前記摩擦ブレーキ装置(B)を作動させる。これにより、車両の走行安定を図りながら回生エネルギーの回収を図ることができる。
請求項5に係る請求項4に記載のブレーキ制御装置において、前記制動力制御部(33)は、前記非回生制動側左右輪の一方輪に発生された前記摩擦制動力が当該一方輪の前記最大制動力(Fmax)を越えたときには、越えた摩擦制動力分を前記一方輪から減算するとともに他方輪に加算し、前記他方輪に発生された前記摩擦制動力が当該他方輪に発生させるべき前記最低限の摩擦制動力(Fmin)を下回ったときには、下回った摩擦制動力分を前記他方輪に加算するとともに前記一方輪から減算する。
これにより、非回生制動側左右輪では、いづれの車輪も摩擦制動力が、最大制動力および最低限の摩擦制動力の間の範囲内に設定されるので、車輪のグリップ力が確実に確保されるとともに所望の制動力を得ることができる。また、常に非回生制動側左右輪の摩擦制動力の合計は一定になるので、一定の減速度が得られ、乗員が減速において違和感を覚えることがない。
本発明によるブレーキ制御装置をハイブリッド車両に適用した一実施の形態を示す概要図である。 図1に示すハイブリッド車両用の摩擦ブレーキ装置を示す概要図である。 図1に示す摩擦ブレーキ装置のレギュレータの断面図である。 各車輪に発生する横力、制動力等を説明する摩擦円の図である。 前後輪での制動力の配分関係を説明したグラフである。 ブレーキECUにて実行される制御プログラムの第1の実施形態のフローチャート1である。 フローチャート1の作動において各車輪に発生する制動力の状態を説明する図である。 ブレーキECUにて実行される制御プログラムの第2の実施形態のフローチャート2である。 フローチャート2の作動において各車輪に発生する制動力の状態を説明する図である。 ブレーキECUにて実行される制御プログラムの第3の実施形態のフローチャート3である。 第3の実施形態を説明する各左右後輪の制動力の配分状態を示したグラフである。 ブレーキECUにて実行される制御プログラムの第4の実施形態のフローチャート4である。 フローチャート4の作動において各車輪に発生する制動力の状態を説明する図である。
(ハイブリッド車両の構成の説明)
以下、本発明に係るブレーキ制御装置の第1の実施形態を、ハイブリッド車両に適用し、図面を参照して説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両100(以下、単に車両100と略す)は、ハイブリッドシステムによって、例えば駆動輪である左右前輪Wfl,Wfrを駆動する車両である。車両100は、エンジンENG,モータジェネレータMg(本発明の発電機に相当する),インバータ6,バッテリ7,回生ブレーキ装置A,摩擦ブレーキ装置B,エンジンECU8,ハイブリッドECU9およびブレーキECU10等を備えている。
エンジンENGの駆動力は、動力分割機構3および動力伝達機構4を介して各駆動輪である左右前輪Wfl,Wfrに伝達されるようになっており、モータジェネレータMgの駆動力は、動力伝達機構4を介して左右前輪Wfl,Wfrに伝達されるようになっている。
インバータ6は、モータジェネレータMgと直流電源としてのバッテリ7との間で電圧を変換するものである。エンジンECU8は、ハイブリッドECU9からの指令に基づいてエンジンENGの回転数を調整する。ハイブリッドECU9は、インバータ6を通してモータジェネレータMgを制御する。ハイブリッドECU9は、バッテリ7に接続されており、バッテリ7の充電状態、充電電流などを監視している。
上記において、ブレーキ制御装置は、回生ブレーキ装置A,摩擦ブレーキ装置B,回生ブレーキ装置Aを制御するハイブリッドECU9および摩擦ブレーキ装置Bを制御するブレーキECU10等によって構成されている。回生ブレーキ装置Aは、本発明において回生制動側左右輪に相当する各駆動輪である左右前輪Wfl,Wfrに「回生制動力Fc」を発生させる。摩擦ブレーキ装置Bは、左右前輪Wfl,Wfrおよび本発明において非回生制動側左右輪である左右後輪Wrl,Wrrに「摩擦制動力Fm」を発生させる。
本実施形態では、エンジンECU8,ハイブリッドECU9およびブレーキECU10は、CAN(Controller Area Network)のバスに接続され、相互に通信可能となっている。
また、車両100は、図1に示すように、ステアリング37aおよびステアリングセンサ37bを含んで構成されるステアリング装置37を備えている。ステアリング37aは、操舵輪(左右前輪)に連結されて運転者の操作によりその操舵輪の向きを任意に変えるものである。ステアリングセンサ37bは、ステアリング37aの操作量(回転角度)を検出するものである。ステアリング装置37のステアリングギヤ機構のトータルギヤ比は、予め決められた値に設定されており、ステアリング37aの回転角度(ハンドル角)/操舵輪の操舵角で示される値である。よって、このステアリングセンサ37bは操舵輪の操舵角を検出する舵角センサである。
また、車両100は、車両100の旋回挙動を検出するための、ヨーレートセンサ38、および加速度センサ39を備えている。ヨーレートセンサ38は、車体の重心近傍位置に組み付けられており、車両100に発生している実際のヨーレート(実ヨーレートYa)を検出するものである。加速度センサ39は、車体の重心近傍位置に組み付けられており、車両100に発生している実際の横加速度や前後加速度を検出する。
(回生ブレーキ装置A)
回生ブレーキ装置Aは、上述したモータジェネレータMg,インバータ6およびバッテリ7から構成されている。モータジェネレータMgは、電力が供給されると回転駆動力を発生するモータとして機能し、回転力が付与されると電力を発電する発電機として機能するとともに回生制動力が発生する。
モータジェネレータMgは、例えば、交流同期型のモータであり、両左右前輪Wflr,Wfに回転連結されている。インバータ6は、モータジェネレータMgによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ7に充電し、バッテリ7の直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータMgへ供給する。そして、回生ブレーキ装置Aは、モータジェネレータMgが、発電機として機能するときに、車両100の速度に基づいた回生制動力Fcを、駆動輪である左右前輪Wfl,Wfr(回生制動側左右輪)に発生させる。
(摩擦ブレーキ装置B)
摩擦ブレーキ装置Bは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに摩擦制動力Fmを直接付与して車両100を制動する。摩擦ブレーキ装置Bは、マスタシリンダ1,反力発生装置20,制御弁22および制御弁25を備えている。また、摩擦ブレーキ装置Bは、サーボ圧発生装置40,ブレーキアクチュエータ53,ブレーキアクチュエータ53により生成される液圧によって作動する各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrおよびブレーキECU10と通信可能な各種センサSfr,Sfl,Srr,Srl,72〜75を備えている。各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに設けられた摩擦ブレーキBfl,Bfr,Brl,Brr(図1参照)に備えられている。
(マスタシリンダ1)
図2に示すように、マスタシリンダ1は、ブレーキアクチュエータ53を経由してブレーキ液をホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに供給するものである。マスタシリンダ1は、主に、メインシリンダ11,カバーシリンダ12,入力ピストン13,第1マスタピストン14および第2マスタピストン15を有している。
メインシリンダ11は、一端側が開口され他端側に底面を有する有底略円筒状のシリンダである。以下、マスタシリンダ1については、メインシリンダ11の開口側を後方(矢印A1方向)、メインシリンダ11の底面側を前方(矢印A2方向)として説明する。メインシリンダ11は、内部に、メインシリンダ11の開口側(矢印A1方向側)と底面側(矢印A2方向側)とを分離するための内壁部111を有している。内壁部111中央には、軸方向(前後方向)に貫通する貫通孔111aが形成されている。
また、メインシリンダ11の内部には、内壁部111よりも前方に、内径が小さくなっている小径部位112(後方)、113(前方)が存在する。つまり、小径部位112、113は、メインシリンダ11内周面の一部が縮径して形成されている。メインシリンダ11内部には、第1,第2マスタピストン14,15が軸方向に摺動可能に配置されている。なお、内部と外部とを連通させるポート等については後述する。
カバーシリンダ12は、略円筒状のシリンダ部121と、カップ状の圧縮スプリング122と、を有している。シリンダ部121は、メインシリンダ11の後端側に配置され、メインシリンダ11の開口に、メインシリンダ11と同軸に嵌合されている。シリンダ部121の前方部位121aの内径は、後方部位121bの内径よりも大きくなっている。また、前方部位121aの内径は、内壁部111の貫通孔111aの内径よりも大きくなっている。
圧縮スプリング122は、メインシリンダ11の開口およびシリンダ部121の後端側開口を塞ぐように、メインシリンダ11の後端部およびシリンダ部121の外周面に組み付けられている。圧縮スプリング122の底壁には、操作ロッド5aの鍔部122aが形成されている。圧縮スプリング122は、軸方向に伸縮可能な弾性部材からなり、底壁が後方に付勢されている。
入力ピストン13は、ブレーキペダル5の操作に応じてカバーシリンダ12内を摺動するピストンである。入力ピストン13は、前方に底面を有し後方に開口を有する有底略円筒状のピストンである。入力ピストン13の底面を構成する底壁131は、入力ピストン13の他の部位よりも径が大きくなっている。入力ピストン13は、底壁131がシリンダ部121の前方部位121a後端に位置するように配置されている。入力ピストン13は、シリンダ部121の後方部位121bの内周で軸方向に摺動可能、かつ、液密に配置されている。
入力ピストン13の内部には、ブレーキペダル5の操作ロッド5aおよびピボット5bが設置されている。操作ロッド5aは、入力ピストン13の開口および操作ロッド5aの鍔部122aを通って外部に突出し、ブレーキペダル5に接続されている。操作ロッド5aは、ブレーキペダル5の操作に連動して移動し、ブレーキペダル5の踏み込み時には圧縮スプリング122を軸方向に圧縮しながら前進する。操作ロッド5aの前進に伴って、入力ピストン13も前進する。
第1マスタピストン14は、メインシリンダ11内に軸方向に摺動可能に配置されている。第1マスタピストン14は、第1本体部141と、突出部142と、を有している。第1本体部141は、メインシリンダ11内において、内壁部111の前方側に、メインシリンダ11と同軸に配置されている。第1本体部141は、前方に開口を有し後方に鍔部141aを有する有底略円筒状に形成されている。つまり、第1本体部141は、鍔部141aと、周壁部141bと、を有している。
鍔部141aは、内壁部111の前方でメインシリンダ11に軸方向に摺動可能に、かつ、液密に配置されている。周壁部141bは、鍔部141aよりも小径の円筒状に形成され、鍔部141a前方端面から前方に、メインシリンダ11と同軸に延在している。周壁部141bの前方部位は、小径部位112に軸方向に摺動可能に、かつ、液密に配置されている。周壁部141bの後方部位は、メインシリンダ11の内周面から離間している。
突出部142は、第1本体部141の鍔部141a端面中央から後方に突出した円柱状の部位である。突出部142は、内壁部111の貫通孔111aに、軸方向に摺動可能に、かつ、液密に配置されている。突出部142の後方部位は、貫通孔111aを介してシリンダ部121内部に位置している。突出部142の後方部位は、シリンダ部121内周面と離間している。突出部142の後端面は、入力ピストン13の底壁131と設定された距離だけ離間している。第1マスタピストン14は、バネ等からなる付勢部材143により後方に付勢されている。
第1本体部141の鍔部141a後方端面、内壁部111前方端面、メインシリンダ11内周面および突出部142外周面により「サーボ室1A」が区画される。また、内壁部111後方端面、入力ピストン13の底壁131外表面、シリンダ部121の前方部位121a内周面および突出部142外表面により「液圧室1B」が区画される。また、小径部位112後端面(シール部材91を含む)、第1マスタピストン14の外周面およびメインシリンダ11内周面により「液圧室1C」が区画される。
第2マスタピストン15は、メインシリンダ11内において、第1マスタピストン14の前方側に、メインシリンダ11と同軸に配置されている。第2マスタピストン15は、前方に開口を有し後方に底壁151を有する有底略円筒状に形成されている。つまり、第2マスタピストン15は、底壁151と、底壁151と同径の周壁部152と、を有している。底壁151は、第1マスタピストン14の前方で、小径部位112、113間に配置されている。底壁151を含む第2マスタピストン15の後方部位は、メインシリンダ11の内周面から離間している。円筒状の周壁部152は、底壁151から前方に延在している。周壁部152は、小径部位113に軸方向に摺動可能に、かつ、液密に配置されている。第2マスタピストン15は、バネ等からなる付勢部材153により後方に付勢されている。
メインシリンダ11内の第1マスタピストン14と第2マスタピストン15の間の空間が、「第1マスタ室1D」となっている。また、メインシリンダ11内が第2マスタピストン15によって区画される空間が、「第2マスタ室1E」となっている。
マスタシリンダ1には、内部と外部を連通するポート11a〜11iが形成されている。ポート11aは、メインシリンダ11のうち内壁部111より後方に形成されている。ポート11bは、ポート11aと軸方向において同様の位置に、ポート11aに対向して形成されている。ポート11aとポート11bは、メインシリンダ11内周面とシリンダ部121の外周面との間の空間を介して連通している。ポート11aは配管161に接続されている。ポート11bは、リザーバ171に接続されている。つまり、ポート11aは、リザーバ171と連通している。
また、ポート11bは、シリンダ部121および入力ピストン13に形成された通路18により液圧室1Bに連通している。通路18は、入力ピストン13が前進すると分断される。つまり、入力ピストン13が前進すると、液圧室1Bとリザーバ171とは分断される。
ポート11cは、ポート11aより前方に形成され、液圧室1Bと配管162とを連通させている。ポート11dは、ポート11cより前方に形成され、サーボ室1Aと配管163とを連通させている。ポート11eは、ポート11dより前方に形成され、液圧室1Cと配管164とを連通させている。液圧センサ74は、サーボ室1Aの圧力(サーボ圧)を検出するためのセンサであり、配管163に接続されている。
ポート11fは、小径部位112の両シール部材91,92間に形成され、リザーバ172とメインシリンダ11内部とを連通させている。ポート11fは、第1マスタピストン14に形成された通路144を介して第1マスタ室1Dに連通している。通路144は、第1マスタピストン14が前進すると、ポート11fと第1マスタ室1Dとが分断されるように、シール部材92の若干後方位置に形成されている。
ポート11gは、ポート11fより前方に形成され、第1マスタ室1Dと配管51とを連通させている。ポート11hは、小径部位113の両シール部材93,94間に形成され、リザーバ173とメインシリンダ11内部とを連通させている。ポート11hは、第2マスタピストン15に形成された通路154を介して第2マスタ室1Eに連通している。通路154は、第2マスタピストン15が前進するとポート11hと第2マスタ室1Eが分断されるように、シール部材94の若干後方位置に形成されている。ポート11iは、ポート11hより前方に形成され、第2マスタ室1Eと配管52とを連通させている。
また、マスタシリンダ1内には、適宜、Oリング等のシール部材(図面黒丸部分)が配置されている。シール部材91,92は、小径部位112に配置され、第1マスタピストン14の外周面に液密に当接している。同様に、シール部材93,94は、小径部位113に配置され、第2マスタピストン15の外周面に液密に当接している。なお、入力ピストン13とシリンダ部121との間にもシール部材が配置されている。また、ブレーキペダル5には、ストロークセンサ72が設けられている。ストロークセンサ72は、ブレーキペダル5のストローク量St(運転者による操作量)を検出するセンサであり、検出結果はブレーキECU10に送信される。
(反力発生装置20)
反力発生装置20は、ストロークシミュレータ21を備えている。ストロークシミュレータ21は、ブレーキペダル5のストローク量Stに応じて、液圧室1Bを介して液圧室1Cに反力圧Prを発生させる装置である。一般的に、ストロークシミュレータ21は、シリンダ211にピストン212が摺動可能に嵌合され、圧縮スプリング213によって前方に付勢されたピストン212の前面側にシミュレータ液室214が形成されている。ストロークシミュレータ21は、配管164およびポート11eを介して液圧室1Cに接続され、配管164を介して制御弁22および制御弁25に接続されている。
(制御弁22)
制御弁22は、常閉型の電磁弁であり、ブレーキECU10により開閉が制御される。制御弁22は、配管164と配管162とに接続され、両配管162,164を接続または非接続にする。つまり、制御弁22は、液圧室1Bと液圧室1Cとを接続または非接続にする開閉弁である。
(制御弁25)
制御弁25は、常開型の電磁弁であり、ブレーキECU10により開閉が制御される。制御弁25は、配管164と配管161とに接続され、両配管161,164を接続または非接続にする。制御弁22が開状態の場合、制御弁25は、液圧室1Bおよび液圧室1Cとリザーバ171とを接続または非接続にすることができる。制御弁22が閉状態の場合、制御弁25は、液圧室1Cとリザーバ171とを接続または非接続にすることができる。
(制御弁22および制御弁25の制御)
ここで、ブレーキ操作時において、制御弁25と制御弁22とのブレーキECU10による制御について説明する。ブレーキペダル5が踏まれると、入力ピストン13が前進し、通路18が分断されてリザーバ171と液圧室1Bは遮断される。同時に、ブレーキECU10は、制御弁25を開状態から閉状態とし、制御弁22を閉状態から開状態とする。制御弁25が閉状態になることで、液圧室1Cとリザーバ171とが遮断される。また、制御弁22が開状態となることで、液圧室1Bと液圧室1Cとが連通する。つまり、入力ピストン13が前進し、かつ、制御弁25が閉状態になることで、液圧室1Bおよび液圧室1Cは、リザーバ171から遮断される。そして、ストロークシミュレータ21は、液圧室1Bおよび液圧室1Cに、運転者のペダルストローク量Stに応じた反力圧Prを発生させる。このとき、液圧室1Cには、第1マスタピストン14、第2マスタピストン15の移動に応じて液圧室1Bから流入出される液量と同じ液量のブレーキ液が流入出される。
(サーボ圧発生装置40)
サーボ圧発生装置40は、減圧弁41,増圧弁42,圧力供給部43およびレギュレータ44等を備えている。減圧弁41は、常開型の電磁弁(リニア電磁弁)であり、ブレーキECU10により作動されて流量が制御される。減圧弁41の一方は配管411を介して配管161に接続される。減圧弁41の他方は配管413に接続されている。つまり、減圧弁41の一方は、配管411、161およびポート11a、11bを介してリザーバ171に連通されている。増圧弁42は、常閉型の電磁弁(リニア電磁弁)であり、ブレーキECU10により作動されて流量が制御される。増圧弁42の一方は配管421に接続され、増圧弁42の他方は配管422に接続されている。
圧力供給部43は、ブレーキECU10の指示に基づいて、レギュレータ44に高圧のブレーキ液を供給することができる。圧力供給部43は、主に、アキュムレータ431,ポンプ432,モータ433およびリザーバ434を有している。
アキュムレータ431は、ポンプ432の作動により発生した液圧を蓄圧する。アキュムレータ431は、配管431aにより、レギュレータ44,液圧センサ75およびポンプ432と接続されている。ポンプ432は、モータ433およびリザーバ434と接続されている。ポンプ432は、モータ433が駆動することにより、リザーバ434に貯蔵されるブレーキ液をアキュムレータ431に供給する。液圧センサ75は、アキュムレータ431に蓄圧されるブレーキ液の液圧を検出するセンサである。液圧センサ75によって検出される液圧をアキュムレータ圧Pacという。
アキュムレータ圧Pacが設定された値以下に低下したことが液圧センサ75によって検出されると、ブレーキECU10からの制御信号に基づいてモータ433が駆動され、ポンプ432は、アキュムレータ431にブレーキ液を供給してアキュムレータ431に圧力エネルギーを補給する。
図3は、図2のレギュレータ44の構成の一例を示す部分断面図である。同図に示すように、レギュレータ44は、主に、シリンダ441,ボール弁442,付勢部443,弁座部444および制御ピストン445等を備えている。
シリンダ441は、一方(矢印A3方向)に底面をもつ略有底円筒状のシリンダケース441a、およびシリンダケース441aの開口側(矢印A4方向側)を塞ぐ蓋部材441bを有している。シリンダケース441aには、内部と外部を連通させる複数のポート44a〜44gが形成されている。
ポート44aは、配管431aと接続している。ポート44bは、リリーフバルブ423を介して配管424に通じる配管422に接続している。ポート44cは、配管163と接続している。ポート44dは、配管414を介して配管161に接続している。ポート44eは、配管424と接続している。ポート44fは、配管413に接続している。ポート44gは、配管421に接続している。
ボール弁442は、シール部が球体の弁であり、シリンダ441内部において、シリンダケース441aの底面側(矢印A3方向側。以下、シリンダ底面側という。)に配置されている。付勢部443は、ボール弁442をシリンダケース441aの開口側(矢印A4方向側。以下、シリンダ開口側という)に付勢するバネ部材であって、シリンダケース441aの底面に設置されている。弁座部444は、シリンダケース441aの内周面に設けられた壁部材であり、シリンダ開口側(矢印A4方向側)とシリンダ底面側(矢印A3方向側)を区画している。弁座部444の中央には、区画したシリンダ開口側(矢印A4方向側)とシリンダ底面側(矢印A3方向側)を連通させる貫通路444aが形成されている。弁座部444は、付勢されたボール弁442が貫通路444aを塞ぐ形で、ボール弁442をシリンダ開口側(矢印A4方向側)から保持している。
ボール弁442、付勢部443、弁座部444およびシリンダ底面側(矢印A3方向側)のシリンダケース441aの内周面で「第1室4A」が区画される。第1室4Aは、ブレーキ液で満たされており、ポート44aを介して配管431aに接続され、ポート44bを介して配管422に接続されている。
制御ピストン445は、略円柱状の本体部445aと、本体部445aよりも径が小さい略円柱状の突出部445bと、を有している。本体部445aは、シリンダ441内において、弁座部444のシリンダ開口側(矢印A4方向側)に、シリンダ441と同軸、かつ液密に軸方向に摺動可能に配置されている。本体部445aは、図示しない付勢部材によりシリンダ開口側(矢印A4方向側)に付勢されている。本体部445aのシリンダ軸方向略中央には、両端が本体部445a周面に開口した周方向(矢印A5方向)に延在する通路445cが形成されている。通路445cの開口の配置位置に対応したシリンダ441の一部内周面には、ポート44dが形成されているとともに、凹状に窪み、本体部445aとの間により「第3室4C」が区画される。
突出部445bは、本体部445aのシリンダ底面側(矢印A3方向側)端面の中央からシリンダ底面側(矢印A3方向側)に突出している。突出部445bの径は、弁座部444の貫通路444aよりも小さい。突出部445bは、貫通路444aと同軸上に配置されている。突出部445bの先端は、ボール弁442からシリンダ開口側(矢印A4方向側)に一定間隔、離間している。突出部445bには、突出部445bのシリンダ底面側(矢印A3方向側)端面中央に開口したシリンダ軸方向に延びる通路445dが形成されている。通路445dは、本体部445a内にまで延在し、通路445cに接続されている。
本体部445aのシリンダ底面側(矢印A3方向側)端面、突出部445bの外表面、シリンダ441の内周面、弁座部444およびボール弁442によって「第2室4B」が区画される。第2室4Bは、通路445c、445dおよび第3室4Cを介してポート44d、44eに連通している。
制御ピストン445のシリンダ開口側(矢印A4方向側)の端面およびシリンダ441の内周面で「パイロット室4D」が区画される。「パイロット室4D」は、ポート44fおよび配管413を介して減圧弁41に連通し、ポート44gおよび配管421を介して増圧弁42に連通している。
なお、レギュレータ44内には、適宜、Oリング等のシール部材(図面黒丸部分)が配置されている。特に、制御ピストン445には、シール部材95,96が設けられ、シリンダケース441aの内周面に液密に当接している。
(ブレーキアクチュエータ53およびホイルシリンダWCfr,WCfl,WCrr,WCrl)
図2に示すように、マスタ圧を発生するマスタシリンダ1の第1マスタ室1Dおよび第2マスタ室1Eには、ポート11g,ポート11i,配管51,52およびブレーキアクチュエータ53を介してホイルシリンダWCfr,WCfl,WCrr,WCrlが連通されている。ブレーキアクチュエータ53は、公知のABS(Antilock Brake System)用ブレーキアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ53には、各車輪Wfr,Wfl,Wrr,Wrlを制動するホイルシリンダWCfr,Cfl,WCrr,WCrlがそれぞれ連結されている。
ブレーキアクチュエータ53は、独立して作動する液圧回路である複数の系統から構成されている。具体的には、ブレーキアクチュエータ53は、第1系統53aおよび第2系統53bを有している。第1系統53aは、マスタシリンダ1の第1マスタ室1Dと左前輪Wfl,右前輪WfrのホイルシリンダWCfl,WCfrと、をそれぞれ連通して、左前輪Wfl,右前輪Wfrの制動力制御に係わる系統である。
第2系統53bは、マスタシリンダ1の第2マスタ室1Eと、左右後輪Wrl,WrrのホイルシリンダWCrl,WCrrと、をそれぞれ連通して、左後輪Wrl,右後輪Wrrの制動力制御に係わる系統である。以降、主に、第1系統53aの構成に基づき説明する。第2系統53bについては第1系統53aと同様の構成を有しているので、必要のない限りその説明を省略する。
第1系統53aは、差圧制御弁530、左前輪液圧制御部526、右前輪液圧制御部527および第1減圧部540を含んで構成されている。
差圧制御弁530は、マスタシリンダ1と、左前輪液圧制御部526の上流部および右前輪液圧制御部527の上流部との間に介装されている常開リニア電磁弁(常開リニアソレノイド弁)である。この差圧制御弁530は、ブレーキECU10により連通状態(非差圧状態)と差圧状態を切り替え制御されるものである。差圧制御弁530は、非通電で通常連通状態とされているが、通電して差圧状態(閉じる側)にすることによりホイルシリンダWCfl,WCfr側の液圧をマスタシリンダ1側の液圧よりも制御差圧分だけ高い圧力に保持することができる。この制御差圧はブレーキECU10により制御電流に応じて調圧されるようになっている。これにより、ポンプ534による加圧を前提に制御差圧に相当する制御液圧が形成されるようになっている。
左前輪液圧制御部526は、ホイルシリンダWCflに供給する液圧を制御可能なものであり、2ポート2位置切換型の常開電磁開閉弁である増圧弁531および2ポート2位置切換型の常閉電磁開閉弁である減圧弁532から構成されている。増圧弁531は、差圧制御弁530とホイルシリンダWCflとの間に介装されており、ブレーキECU10の指令に従って差圧制御弁530とホイルシリンダWCflとを連通または遮断する。減圧弁532は、ホイルシリンダWCflと調圧リザーバ533との間に介装されており、ブレーキECU10の指令に従ってホイルシリンダWCflと調圧リザーバ533とを連通または遮断する。これにより、ホイルシリンダWCfl内の液圧が増圧・保持・減圧され得るようになっている。
第1減圧部540は、ポンプ534,ポンプ用モータ535および調圧リザーバ533を含んで構成されている。ポンプ534は、調圧リザーバ533内のブレーキ液を汲み上げて、そのブレーキ液を差圧制御弁530と増圧弁531,537との間に供給するようになっている。このポンプ534は、ブレーキECU10の指令に従って駆動するポンプ用モータ535によって駆動される。
調圧リザーバ533は、ホイルシリンダWCfl,WCfrから減圧弁532,536を介して抜いたブレーキ液を一旦、溜めておく装置である。また、調圧リザーバ533は、マスタシリンダ1と連通している。調圧リザーバ533内のブレーキ液が設定量以下である場合には、マスタシリンダ1からブレーキ液が供給される。一方、調圧リザーバ533内のブレーキ液が設定量より多い場合には、マスタシリンダ1からのブレーキ液の供給が停止されるようになっている。
第2系統53bについても上記と同様の構成であり、同様の制御によってホイルシリンダWCrl,WCrr内の液圧が増圧・保持・減圧され得るようになっている。なお、ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl、WCrr内の各液圧は1つの圧力センサMによって監視されている。圧力センサは、液圧に応じた信号をブレーキECU10に出力している。
図1、図2に示すように車輪速度センサSfr,Sfl,Srr,Srlは、各車輪Wfr,Wfl,Wrr,Wrlの車軸近傍に配設され、ブレーキECU10と通信可能に接続され、各車輪Wfr,Wrl,Wrr,Wflの回転に応じた周波数のパルス信号をブレーキECU10に出力している。
以上の制御を組み合わせることにより、各車輪Wfr,Wfl,Wrr,Wrlにスリップが発生したときに実行されるABS制御や、車両100に横すべりが発生したときの横滑り抑制制御(ESC制御)が実行される。
ここで、摩擦ブレーキ装置Bの作動について、簡単に説明する。ブレーキECU10は、摩擦ブレーキ装置Bによる「摩擦制動力Fmfr,Fmfl,Fmrr,Fmrl」を車輪Wfr,Wfl,Wrr,Wrlに対して発生させるときには、まず増圧弁42および減圧弁41を制御して、サーボ圧Psをサーボ室1Aに発生させる。すると、第1マスタピストン14および第2マスタピストン15が前進して第1マスタ室1Dおよび第2マスタ室1Eが加圧される。第1マスタ室1Dおよび第2マスタ室1Eの液圧(マスタ圧)は、ポート11g、11iから配管51,52およびブレーキアクチュエータ53を経由して、ホイルシリンダWCfr,WCfl,WCrr,WCrlにマスタ圧として供給される。これにより、車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに各摩擦制動力Fmfl,Fmfr,Fmrl,Fmrrが発生される。このとき、各摩擦制動力Fmfl,Fmfr,Fmrl,Fmrrは、均一に付与された液圧に応じた大きさがそれぞれ発生される。このように、摩擦ブレーキ装置Bは、ブレーキペダル5に入力された操作量に関わらず、任意の「摩擦制動力Fmfl,Fmfr,Fmrl,Fmrr」を各車輪に発生させることができる。
具体的に説明すると、ブレーキペダル5が踏まれていない状態では、レギュレータ44では、ボール弁442が弁座部444の貫通路444aを塞いでいる状態となっており、第1室4Aと第2室4Bは隔離されている。また、減圧弁41は開状態、増圧弁42は閉状態となっている。
第2室4Bは、配管163を介してサーボ室1Aに連通し、互いに同圧力に保たれている。第2室4Bは、制御ピストン445の通路445c、445dを介して第3室4Cに連通している。したがって、第2室4Bおよび第3室4Cは、配管414,161を介してリザーバ171に連通している。パイロット室4Dは、一方が増圧弁42で塞がれ、他方が減圧弁41を介してリザーバ171に連通している。パイロット室4Dと第2室4Bとは同圧力に保たれる。
この状態から、運転者によってブレーキペダル5が踏まれると、ブレーキECU10は、ストロークセンサ72からの検出信号に基づき要求制動力演算部27で、「要求制動力Fd」を演算する。また、要求制動力Fdから回生制動力Fc分を減算した摩擦制動力Fm分が演算される。そして、演算された「摩擦制動力Fm」を達成する要求液圧を生成するため、減圧弁41および増圧弁42をフィードバック制御する。すなわち、ブレーキECU10は、減圧弁41を閉じる方向に制御し、増圧弁42を開ける方向に制御する。
増圧弁42を開弁することでアキュムレータ431とパイロット室4Dとが連通する。また、減圧弁41を閉弁することで、パイロット室4Dとリザーバ171とが遮断される。アキュムレータ431から供給される高圧のブレーキ液により、パイロット室4Dの圧力(パイロット圧Pi)を上昇させることができる。パイロット圧Piが上昇することで、制御ピストン445がシリンダ底面側(矢印A3方向側)に摺動する。これにより、制御ピストン445の突出部445b先端がボール弁442に当接し、通路445dがボール弁442により塞がれる。そして、第2室4Bとリザーバ171とは遮断される。
さらに、制御ピストン445がシリンダ底面側(矢印A3方向側)に摺動することで、突出部445bによりボール弁442がシリンダ底面側(矢印A3方向側)に押されて移動し、ボール弁442が弁座部444から離間する。これにより、第1室4Aと第2室4Bは弁座部444の貫通路444aにより連通する。第1室4Aには、アキュムレータ431から高圧のブレーキ液が供給されており、連通により第2室4Bの圧力が上昇する。
第2室4Bの圧力上昇に伴って、それに連通するマスタシリンダ1が有するサーボ室1Aの圧力(サーボ圧Ps)も上昇する。サーボ圧Psの上昇により、第1マスタピストン14が前進し、第1マスタ室1Dの圧力(マスタ圧)が上昇する。そして、第2マスタピストン15も前進し、第2マスタ室1Eの圧力(マスタ圧)が上昇する。第1マスタ室1Dの圧力上昇により、高圧のブレーキ液がブレーキアクチュエータ53に供給される。そして、ブレーキアクチュエータ53を経由してホイルシリンダWCfr,WCfl,WCrr,WCrlに高圧(マスタ圧)のブレーキ液が均等に供給され、車両が制動される。第1マスタピストン14を前進させる力は、サーボ圧Psに対応する力に相当する。
ブレーキ操作を解除する場合、反対に、減圧弁41を開状態とし、増圧弁42を閉状態として、リザーバ171とパイロット室4Dとを連通させる。これにより、制御ピストン445が後退し、運転者がブレーキペダル5を操作する前の状態に戻る。
ブレーキアクチュエータ53は、通常ブレーキの際には、全ての電磁弁が非励磁状態にされて、ブレーキペダル5の操作力に応じたブレーキ液圧、すなわち基礎液圧を各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrにそれぞれ同じ圧力で供給できるようになっている。
ポンプ用モータ535すなわちポンプ534,545を駆動するとともに差圧制御弁530,550を励磁すると、マスタシリンダ1からの基礎液圧に制御液圧を加えたブレーキ液圧を各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrにそれぞれ供給できるようになっている。
また、ブレーキアクチュエータ53は、圧力センサからの信号を確認しながら増圧弁531,537,541,543および減圧弁532,536,542,544を制御することで、各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrの液圧を個別に調整できるようになっている。これらにより、ブレーキECU10からの指示により、例えば、周知の横滑り抑制制御(ESC:具体的には、アンダーステア抑制制御、オーバーステア抑制制御)や、ABS制御を達成できるようになっている。
(ハイブリッドECU9)
ハイブリッドECU9は、CPU、ROM、RAM、I/O等を備えた周知のマイクロコンピュータであり、ROM等に記憶されたプログラムに従って各種演算処理や各種制御等の実行が可能に構成されている。ハイブリッドECU9は、ブレーキECU10と通信可能に接続されている。ハイブリッドECU9は、バッテリ7の充電状態を管理する。
ハイブリッドECU9は、「最大回生制動力Fcmax」を演算し、当該「最大回生制動力Fcmax」を、設定された一定の時間毎にブレーキECU10に出力する。「最大回生制動力Fcmax」とは、回生ブレーキ装置Aが発生させることができるその時々の最大の回生制動力のことである。ハイブリッドECU9は、車速Vに基づいてモータジェネレータMgの回転速度を演算し、当該モータジェネレータMgの回転速度およびバッテリ7の充電量(SOC)を、図略のマッピングデータに参照させることにより、「最大回生制動力Fcmax」を演算する。「最大回生制動力Fcmax」は、モータジェネレータMgの回転速度が小さい程、大きく演算され、SOCが小さい程、大きく演算される。
さらに、ハイブリッドECU9は、ブレーキECU10と協調して回生ブレーキ制御を実行する。具体的には、ハイブリッドECU9は、ブレーキECU10から取得した「要求回生制動力Fcd」に基づいて、左右前輪Wfr、Wflの回転力でモータジェネレータMgを駆動させることにより発電を行い、当該モータジェネレータMgで「要求回生制動力Fcd」を発生させる。つまり、車両の運動エネルギーが、モータジェネレータMgによって電気エネルギーに変換され、インバータ6を介してバッテリ7に充電される。
(ブレーキECU10)
図1に示すように、ブレーキECU10は、ハイブリッドECU9と互いに通信可能に接続されている。ブレーキECU10は、CPU、ROM、RAM、I/O等を備えた周知のマイクロコンピュータであり、ROM等に記憶されたプログラムに従って各種演算処理や各種制御等の実行が可能に構成されている。ブレーキECU10は、各種センサSfr,Sfl,Srr,Srl,72〜75と通信し、各電磁弁22、25、41、42、531、532およびモータ433、535などを制御する。ブレーキECU10は、車輪速度センサSfr,Sfl,Srr,Srlからの検出信号に基づいて、車両の速度である車速Vを演算し、当該車速VをハイブリッドECU9に出力する。
ブレーキECU10は、ブレーキアクチュエータ53に対して、マスタ圧、車輪速度の状態および前後加速度等に基づき、各電磁弁531,532等の開閉を切り換え制御し、モータ535を必要に応じて作動させる。これによって、ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl、WCrrに付与するブレーキ液圧、すなわち車輪Wfl,Wfr,Wrl、Wrrに付与する摩擦制動力Fmfl,Fmfr,Fmrl、Fmrrを個別に調整するABS制御(アンチロックブレーキ制御)を実行する。
また、ブレーキECU10は、ブレーキアクチュエータ53に対して、ステアリング37aの操舵角、実ヨーレートYa、車速V等に基づき、差圧制御弁530、各電磁弁531,532等の制御およびモータ535の作動によってホイルシリンダWCfl,WCfr間またはホイルシリンダWCrl,WCrr間に液圧差を付与する。すなわち車輪Wfl,WfrおよびWrl、Wrr間に摩擦制動力差ΔFmを発生させてESC制御を実行する。
また、ブレーキECU10は、車両100の全制動力が摩擦ブレーキのみにより制動されるタイプの車両と同等となるように、モータジェネレータMgが行なう回生制動力Fcと摩擦制動力Fmとの協調制御(回生協調制御)を行なう。具体的には、ブレーキECU10は、前述の要求回生制動力Fcdと運転者の制動要求とに応じてブレーキ液圧を調圧する。なお、このとき、運転者の制動要求によって車両に付与される全制動力を要求制動力Fdと称す。
「要求制動力Fd」は、ストロークセンサ72で検出されたブレーキペダル5の操作量St(入力ピストン13の移動量)から要求制動力演算部27によって演算される。しかし、この態様に限らず、要求制動力Fdは、ブレーキペダル5の操作量と液圧センサ73(反力圧センサ)で検出されたブレーキペダル5の操作力相当の圧力とから求めても良い。ブレーキECU10は、ハイブリッドECU9から、その時点で発生可能な「最大回生制動力Fcmax」を、設定された一定の時間(例えば数ms)毎に取得する。そして、ブレーキECU10は、「要求制動力Fd」から、要求回生制動力Fcdに基づくとともに「最大回生制動力Fcmax」以下の範囲に設定される「回生制動力Fc」を減算して、「摩擦制動力Fm」を演算する。
ブレーキECU10が有するCPUは、図6,8,10,12に示すフローチャート1〜4に対応した各プログラムを実行し、左右前輪Wfl,Wfrに発生させる回生制動力Fcfl,Fcfrの上限等の演算を行なう。実行されるプログラムとして、ブレーキECU10は、前述した要求制動力演算部27、最大制動力演算部29,車両運動制御部30および制動力制御部31を備えている。(図1参照)。
要求制動力演算部27は、前述したように、運転者が踏みこんだブレーキペダル5のブレーキ踏込み量St(ブレーキ操作量)から、車両100に要求される減速度を実現させる要求制動力Fdを演算する演算部である。ブレーキ踏込み量Stは、ブレーキペダル5の近傍に設けられたストロークセンサ72によって取得される。要求制動力Fdは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに発生させる制動力の合計値である。本実施形態において、要求制動力Fdは、モータジェネレータMgが回生制御を行なうことによって発生させる回生制動力Fcと、摩擦ブレーキ装置Bによって発生させる摩擦制動力Fmとの合計によって達成する。なお、要求制動力Fdは、ブレーキペダル5のブレーキ操作量に対応させて事前に取得したマッピングデータから求めても良いし、演算によって求めてもよい。
最大制動力演算部29は、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrをスリップさせることなく各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに、付与可能な最大の制動力である最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxを演算する。具体的には、車両100に発生する遠心力に応じて各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの回転方向と直角な方向に発生する各横力Fyfl,Fyfr,Fyrl,Fyrrおよび各路面限界摩擦力Smfl,Smfr,Smrl,Smrrに基づいて、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに各車輪の回転方向に発生可能な各最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxを演算する。なお、以降では、代表として主に左前輪Wflの横力Fyfl,路面限界摩擦力Smflおよび最大制動力Fflmaxについて説明する。他の各車輪Wfr,Wrl,Wrrについては、同様であるので説明を省略する。
まず、左前輪Wflの路面限界摩擦力Smflについて説明する。路面限界摩擦力Smflとは、車両100が、例えば直進走行中であって、左前輪Wflに横力が発生しない場合において、路面との間で左前輪Wflにスリップを発生させないために左前輪Wflに許容される最大の制動力であり、一般的に、図4に示す摩擦円として表されるものである。路面限界摩擦力Smflは、左前輪Wflが接する走行路面の路面摩擦係数μおよび左前輪Wflから路面に付与される左前輪分担荷重Pflから演算される。
このとき、路面摩擦係数μの推定手法としては、周知となっている様々な手法を採用することが可能であり、例えば、特開2012−25389号公報に開示されている方法によって求めることができる。当該公報に開示される技術によれば、路面摩擦係数μは、加速度センサから得られるABS制御中における車体減速度Gvを重力加速度gで除することで求められる(μ=Gv/g)。ただし、この方法に限らず、路面摩擦係数μは、どのような方法によって推定してもよい。
次に、左前輪分担荷重Pflの取得手法について説明する。左前輪分担荷重Pflの取得手法としては、周知となっている様々な手法を採用することが可能であり、例えば特開2009−202780号公報に開示されている方法により取得すればよい。当該開示された方法によれば、左前輪Wflに掛かる分担荷重Pflは、次式(数1)のように表すことができる。
(数1)
Pfl=Pfl+ΔWGX/2+ΔWGy
数式1中において、ΔWGXおよびΔWGyは、それぞれ前後方向荷重移動量と左右方向荷重移動量であり、下記の式(数2),(数3)として表される。
(数2)
ΔWGX=Mm×Gx×H/L
(数3)
ΔWGy=(Pf+ΔWGX)×Gy×H/z
ただし、上記各数式中、Mmは車体重量、Hは重心高、Lはホイールベース、zはトレッド幅、Gxは前後加速度、Gyは左右方向(横方向)加速度、Pflは静止時右前輪荷重(初期前輪荷重)、Pfは左右両輪分の静止時前輪荷重である。これら各値のうち、車体重量Mm,重心高H,ホイールベースL,トレッド幅z,静止時前輪荷重Pflおよび左右両輪分の静止時前輪荷重Pfに関しては、車両諸元として予め記憶されている値であり、前後方向加速度Gxおよび左右方向加速度Gyは加速度センサの検出信号に基づいて演算される値である。同様に、他の車輪に掛かる推定荷重についても、上記右前輪に掛かる推定分担荷重Pflのようにして周知の手法により演算することができる。
そして、演算された路面摩擦係数μと左前輪分担荷重Pflとを乗算(μ×Pfl)することによって、例えば左前輪Wflに許容される制動力の大きさを示す摩擦円(図4参照)、即ち、左前輪Wflの路面限界摩擦力Smflを求めることができる。摩擦円は、通常、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrr毎に大きさが異なる。各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrが接する路面との間で各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに発生する制動力が摩擦円内にあるときには、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrにスリップは発生せず車両は安定している。なお、本実施形態では、図4の摩擦円のY軸方向を車輪Wflの進行方向(回転方向)とする。
次に、最大制動力演算部29は、路面限界摩擦力Smflから最大制動力Fflmaxを求めるため、運転者がステアリング37aを回転させたときに左前輪Wflに発生する横力Fyflを演算する。横力Fyの求め方は周知であるので、詳細な説明は省略するが、一例として文献(T.IEE ジャパン,Vol.120−D,ナンバー6,1004の“4輪独立駆動電気自動車における動的な制駆動力配分法”)に示されるようにして求めることができる。即ち、横力Fyは、車輪のスリップ角αに応じて非線形に変化し、スリップ角α,各車輪(例えば左前輪Wfl)が分担する分担荷重Pflおよび路面摩擦係数μから演算される。そして、スリップ角αは、車輪において発生する速度方向と車輪回転面とのなす角度であり、車体すべり角βと車速VおよびヨーレートYaから計算される。
そして、演算された横力Fyflおよび路面限界摩擦力Smfl(摩擦円)に基づいて、左前輪Wflがスリップしない範囲の最大量である最大制動力Fflmaxを求める。つまり、図4に従って説明をすれば、車両旋回時には、左前輪Wflがスリップしないよう左前輪Wflに発生する制動力が最大制動力Fflmaxを越えないように設定する必要がある。他の各車輪Wfr,Wrl,Wrrについても同様にして、各最大制動力Ffrmax,FrlmaxおよびFrrmaxを求める。
車両運動制御部30は、車速V,ステアリング37aの操舵角、ヨーレート等のデータを取得し、演算によって要求制動力Fdを一方の左右輪である左右前輪Wfl,Wfr(回生制動側左右輪)と、他方の左右輪である左右後輪Wrl,Wrr(非回生制動側左右輪)とに配分する処理部である。本実施形態においては、車両運動制御部30は、制動力の前後輪配分比を10:0(図5のa1点参照)から6:4(図5のa2点参照)までの間で設定するものとする。
例えば、車両100が一定の速度以下の車速Vで、直進走行をしているときには、前後輪配分比を10:0に設定してもよい。また、車速Vが一定の速度を超えて上昇してきたときには、減速時に、車両が強いノーズダイブを起こすおそれがあるとして、前後輪配分比を10:0から6:4側に、設定された量だけ制動力をずらして設定してもよい。さらには、車両100が、旋回中で、いづれかの車輪が横すべりを起こすおそれがあることが検出されたときにも、前後輪配分比を10:0から6:4側にずらして設定してもよい。これらの設定については、いずれも任意であり、実験等に基づいて事前に各条件毎に設定しておけばよい。なお、前後輪配分比6:4とは、車両の制動上、理想的な前後輪配分比とされる配分比である。ただし、6:4に限らず、設定する前後輪配分比を10:0と7:3の間としてもよい。
なお、図5は、縦軸を左右後輪Wrl,Wrrの合計制動力Fr、横軸を左右前輪Wfl,Wfrの合計制動力Ffとしたグラフである。グラフ中のL1は、a1点を基準(始点)とした等減速度線を示している。また、L2は、前述したように理想的な前後輪配分比線を示し、具体的には、6:4の前後輪配分比を示した前後輪配分比線である。
また、このとき、左右前輪Wfl,Wfrおよび左右後輪Wrl,Wrrに配分される各制動力の合計値Ff,Frは、常に要求制動力Fdとなるよう制御される。このため、車両走行中に車両運動制御部30が前後輪配分比を変更しても、踏込んだブレーキペダル5の踏込み量に応じた同一の減速度線(図5のL1)上で常に制動力が発生されるので、乗員が違和感を覚える虞れはない。
次に、制動力制御部31について説明する。制動力制御部31は、車両運動制御部30によって左右前輪Wfl,Wfrに配分された制動力Ffに基づき、左右前輪Wfl,Wfrに設定する回生制動力Fcf(Fcfl,Fcfr)を演算する。本実施形態において回生制動力Fcfl,Fcfrは、構造上、左右前輪Wfl,Wfrに同量ずつ発生される(Fcfl=Fcfr)。このような条件下において、制動力制御部31は、左右前輪Wfl,Wfrに発生させる回生制動力Fcfl,Fcfrを、左右前輪Wfl,Wfrのそれぞれの最大制動力Fflmax,Ffrmaxのうちの小さい方の値(以降、min(Fflmax,Ffrmax)と表すことがある)を超えないように設定する。なお、本実施形態においては、各回生制動力Fcfl,Fcfrが、min(Fflmax,Ffrmax)と等しくなるよう設定する。つまり、各回生制動力Fcfl,Fcfrの合計(Fcf)が、min(Fflmax,Ffrmax)×2と等しくなるよう設定する。
このとき、例えば、車両100が直進状態であり、各車輪に横力Fyfl,Fyfrが発生されていない場合には、左右前輪Wfl,Wfrの各最大制動力Fflmax,Ffrmaxは、路面限界摩擦力Smfl、Smfr(摩擦円)と同等の大きさとなる。よって左右前輪Wfl,Wfrの各路面限界摩擦力Smfl、Smfr(摩擦円)のうち小さい方の各路面限界摩擦力min(Smfl、Smfr)に一致するよう回生制動力Fcfl,Fcfrを設定する(Fcfl=Fcfr)。
ステアリング37aが操舵され、左右前輪Wfl,Wfrに横力Fyfl,Fyflがそれぞれ発生されている場合には、回生制動力Fcfl(またはFcfr)は、左右前輪Wfl,Wfrの各最大制動力Fflmax,Ffrmaxのうち小さい方の値(min(Fflmax,Ffrmax))と等しくなるようにする。よって、左右前輪Wfl,Wfrに発生する合計の回生制動力Fcfは、2×min(Fflmax,Ffrmax)となる。
なお、上記において、回生制動力Fcf=2×min(Fflmax,Ffrmax)として設定されたときには、左右前輪Wfl,Wfrに配分された制動力Ffを全量、左右前輪Wfl,Wfrに設定しきれない場合がある。このような場合、可能であれば、あふれた制動力分を、左右前輪Wfl,Wfrまたは左右後輪Wrl,Wrrに摩擦制動力Fmによって発生させてもよい。
(第1の実施形態のブレーキ制御装置の作動について)
次に、上述したブレーキECU10が実行する第1の実施形態のブレーキ制御装置の作動(処理)について、図6に示すフローチャート1および図7を参照して説明する。図7は、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrr毎の最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxと、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに発生させる各制動力Fcf,Fmr等を示した図である。なお、フローチャート1は、摩擦ブレーキ装置Bが、ブレーキアクチュエータ53等の作動により各車輪Wfl,WfrWrl,Wrrの制動を独立に制御する場合の作動を説明するものである。
図6のフローチャート1のステップS10に示すように、車両100が走行を開始すると、ブレーキECU10は、ブレーキペダル5の踏込み量St(ブレーキ操作量)の指標となるストロークセンサ72の出力信号を取得する。
ステップS12(要求制動力演算部27の処理部)では、前述したように、ストロークセンサ72の出力信号から、車両100に要求される減速度に応じた要求制動力Fdを演算する。要求制動力Fdは、事前に取得したマッピングデータから求めても良いし、演算によって求めてもよい。
ステップS14では、各種出力信号を取得する。このとき、出力信号は、ストロークセンサ72,車輪速度センサSfr,Sfl,Srr,Srl,加速度センサ39,ステアリングセンサ37bおよびヨーレートセンサ38の出力信号等である。
ステップS16(最大制動力演算部29の処理部)では、前述した各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrr毎の最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxを各横力Fyfl,Fyfr,Fyrl,Fyrrおよび各路面限界摩擦力Smfl,Smfr,Smrl,Smrrに基づいて演算する。
ステップS18(車両運動制御部30の処理部)では、ステアリングセンサ37bの出力信号から求めた操舵角および車輪速度センサSfr,Sfl,Srr,Srlの出力信号から求めた車速V等に基づき要求制動力Fdを、左右前輪Wfl,Wfrと左右後輪Wrl,Wrrとに、10:0〜6:4の範囲で配分する。なお、このとき、フローチャート1においては、図7に示すように、左右後輪Wrl,Wrrへ配分される摩擦制動力Fmrl、Fmrrは、左右後輪Wrl,Wrrの最大制動力Frlmax,Frrmaxをそれぞれ越えない大きさで配分するものとする。また、このとき、左右前輪Wfl,Wfrに配分された制動力を制動力Ffとし、左右後輪Wrl,Wrrに配分された制動力を制動力Fr(=Fmrl+Fmrr)とする。
次に、ステップS20(制動力制御部31の処理部)では、左右前輪Wfl,Wfrに設定する回生制動力Fcfl,Fcfr(このときFcfl=Fcfrとなる)を演算する。
ステップS20では、図7に示すように、回生制動力Fcfが、左右前輪Wfl,Wfrの各最大制動力のうち小さい方の値min(Fflmax,Ffrmax)を2倍した値となるよう設定する。なお、このとき、図7に示すように、配分された制動力Ffが、min(Fflmax,Ffrmax)を2倍した値より大きかった場合には、制動力Ffのうちの一部は、回生制動力Fcとして設定されずカットしている。この場合、カットした制動力P1,P2分は、右前輪Wfrに発生させることが可能な場合には、右前輪Wfrに摩擦制動力Fmとして発生させる。しかし、右前輪Wfrにて、P1,P2の全てを設定しきれないときには、左右後輪Wrl,Wrrに摩擦制動力Fmとして発生させればよい。ただし、そのとき、各車輪に発生させる各合計制動力は、各車輪の最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxを越えない範囲で設定する必要があるのはいうまでもない。
また、配分された制動力Ffが、2×min(Fflmax,Ffrmax)より小さかった場合には、回生制動力Fcf=2×min(Fflmax,Ffrmax)として設定しても良いし、制動力Ffを、そのまま回生制動力Fcfとして設定してもよい。このとき、回生制動力Fcf=2×min(Fflmax,Ffrmax)とした場合には、制動力Ffを、2×min(Fflmax,Ffrmax)とするために追加した制動力分を、左右後輪Wrl,Wrrに配分された制動力Frから減算し、各車輪の全制動力の合計が要求制動力Fdと等しくなるようにすることが好ましい。
上述の説明から明らかなように、第1の実施形態によれば、左右前輪Wfl,Wfrの各グリップ力が許す範囲内で、車両100の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、燃費向上を効果的に図ることができる。また、左右前輪Wfl,Wfrに、設定された回生制動力Fcfが発生しても、回生制動力Fcfが各最大制動力Ffrmax,Frlmaxを越えることはないので、左右前輪Wfl,Wfr(回生制動側左右輪)のグリップ力は好適に確保される。
(第2の実施形態について)
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、第1の実施形態の制動力制御部31に対して内容が一部異なる制動力制御部32を備えている(図1参照)。制動力制御部32は、制動力制御部31の内容に加え、左右前輪Wfl,Wfrに発生させる回生制動力Fcfを、左右後輪Wrl,Wrrに発生させるべき最低限の摩擦制動力(以後、後輪最小制動力Frminと称す)を減算した値以下となるように設定する。後輪最小制動力Frminは、制動時における車両100の姿勢を安定させるために、車両運動制御部30によって設定されるものである。後輪最小制動力Frminは、要求制動力Fd、操舵角、車速V、前後加速度、横加速度、ヨーレート等に基づき設定される。後輪最小制動力Frminの値の決め方については任意である。上記以外は、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
第2の実施形態の作動について、図8に示すフローチャート2および図9を参照して説明する。図9は、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrr毎の最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxと、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに発生させる各制動力を示した図である。フローチャート2は、フローチャート1に対してステップS19a,19bおよびステップS22の追加のみが異なる。ステップS10〜S18、およびステップS20は、第1の実施形態と同様である。そこで、主に変更部分のみについて説明する。
ステップS18(車両運動制御部30の処理部)で、フローチャート1と同様に前後配分がされたのち、ステップS19a(制動力制御部32の処理部)で、左右後輪Wrl,Wrrへの制動力Frが後輪最小制動力Frminとなるよう設定する。ステップS19aでは、制動力Frが後輪最小制動力Frminよりも大きいときには、後輪最小制動力Frminからはみ出た制動力分をカットする。また、制動力Frが後輪最小制動力Frminよりも小さいときには、後輪最小制動力Frminに対して不足する制動力分を追加して設定する。なお、図9では、制動力Frが後輪最小制動力Frminよりも小さい場合が示してある。また、不足する制動力分を追加して設定する場合、設定された各摩擦制動力Fmrl,Fmrrを、各車輪Wrl,Wrrの最大制動力Frlmax,Frrmaxを越えない範囲内に設定するのはいうまでもない。また、上記に限らず、後輪最小制動力Frminからあふれた制動力Frの部分はカットせず、制動力Frとしてそのまま設定してもよい。
次に、ステップS19bでは、演算式(要求制動力Fd−後輪最小制動力Frmin)によって、左右前輪Wfl,Wfrへの制動力Ffを再演算する。
そして、ステップS20(制動力制御部32の処理部であり、制動力制御部31と同内容)によって、第1の実施形態と同様に、左右前輪Wfl,Wfrに設定する回生制動力Fcf(=Fcfl+Fcfr)が、2×min(Fflmax,Ffrmax)となるよう演算する(図9参照)。なお、回生制動力Fcfは、2×min(Fflmax,Ffrmax)より小さくてもよい。
次に、ステップS22では、演算式(要求制動力Fd−後輪最小制動力Frmin−回生制動力Fcf)によって左右前輪Wfl,Wfrに設定する前輪摩擦制動力Fmfを演算する(図9参照)。なお、このとき、左右前輪Wfl,Wfrでは、回生制動力Fcf+前輪の摩擦制動力Fmfが、各車輪の最大制動力Fflmax,Ffrmaxを越えない範囲で設定されるのはいうまでもない。
第2実施形態によれば、車両100は、左右前輪Wfl,Wfr(回生制動側左右輪)によって効率的に回生エネルギーを回収しながら、左右後輪Wrl,Wrr(非回生制動側左右輪)に確保された最低限の摩擦制動力Fmrminによって安定した制動状態を維持することができる。
(第3の実施形態について)
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、第1,第2の実施形態の制動力制御部31,32に対して内容が一部異なる制動力制御部33を備えている(図1参照)。制動力制御部33は、車両の姿勢を安定させるため左右後輪Wrl,Wrrへの制動力Frの左右配分比率を設定する。そして、制動力制御部33は、当該左右配分比率を設定するとき、当該左右配分比率に基づいた摩擦制動力Fmrl、Fmrrが発生するよう摩擦ブレーキ装置Bを作動させる。
後に詳述するが、このとき、制動力制御部33は、左右後輪Wrl,Wrrの一方輪(例えば右後輪Wrr)に発生された摩擦制動力Fmrrが右後輪Wrrの最大制動力Frrmaxを越えたときには、越えた摩擦制動力分ΔFbを右後輪Wrrから減算するとともに他方輪である、例えば左後輪Wrlに加算する。また、他方輪(例えば左後輪Wrl)に発生された摩擦制動力Fmrlが当該左後輪Wrlに発生させるべき最低限の摩擦制動力(左後輪最小制動力Frlmin)を下回ったときには、下回った摩擦制動力分ΔFaを左後輪Wrl(他方輪)に加算するとともに右後輪Wrr(一方輪)から減算する。なお、上記において一方輪を左後輪Wrlとし、他方輪を右後輪Wrrとしてもよい。
上記以外は、第1、第2の実施形態と同様であるので、説明を省略し、異なる部分についてのみ図10に示すフローチャート3、および図11に基づいて説明する。フローチャート3は、フローチャート1と比較し、ステップS24〜ステップS30が追加となっており、ステップS10〜ステップS20はフローチャート1と同様である。
ステップS24(制動力制御部33の処理部)では、要求制動力FdからステップS20で演算された回生制動力Fcfを減算して後輪摩擦制動力Fmrを演算する。そしてステップS25(制動力制御部33の処理部)で、摩擦制動力Fmrlおよび右後輪Wrrの摩擦制動力Fmrrをそれぞれ設定する。その設定は、車両100の姿勢の安定制御のためのものであり、設定方法は任意である。そして、本実施形態では摩擦制動力FmrlおよびFmrrは、異なる値で設定されるものとする。
次に、ステップS26では、ステップS25で設定された各摩擦制動力Fmrl,Fmrrが、それぞれ、各輪の最大制動力Frlmax,Frrmaxより小さいか否かが判定される。また同時に、各摩擦制動力Fmrl,Fmrrが、各左右後輪最小制動力Frlmin,Frrminより大きいか否かが判定される。このとき、左右後輪最小制動力Frlmin,Frrminは、前述した通り、車両を安定走行させるために必要な制動力である。つまり、最低限必要とされる各後輪最小制動力Frlmin,Frrmin以上、かつ最大制動力Frlmax,Frrmax以下の領域で左右後輪Wrl,Wrrの各摩擦制動力Fmrl,Fmrrの配分を行なうものである。いずれの条件も満足していれば、ステップS28に進む。そして、ステップS25によって設定された通りに後輪摩擦制動力Fmr(Fmrl+Fmrr)を設定する。
しかし、ステップS26で、いずれかの条件を満足していなければ、ステップS30に進む。そして、ステップS25で設定された値を変更する。その変更方法について、図11に基づき説明する。
図11の縦軸は、左後輪Wrlに発生させる摩擦制動力Fmrlである。また、横軸は、右後輪Wrrに発生させる摩擦制動力Fmrrである。そして、縦軸、横軸それぞれに記載されているFrlmax,Frrmaxは、各車輪Wrl,Wrrの各摩擦円から求めた各最大制動力である。各後輪最小制動力Frlmin,Frrminは前述した通りである。そして、図11中の4本の斜めの破線a〜dは、等減速度線を示している。図11内の斜線部は、各最大制動力Frlmax,Frrmaxと各後輪最小制動力Frlmin,Frrminとの間に囲まれた範囲を示している。
基本的には、各摩擦制動力Fmrl、Fmrrの左右配分比は1:1でよい。しかし、本実施形態のように、車両100の姿勢を安定制御させるためにブレーキECU10の指令によって、配分が左右不均等となる場合がある。このような場合に、図11に示すように左右不均等となる点Qが指定されたとする。
このとき、各左右後輪Wrl,Wrrのそれぞれの摩擦制動力Fmrl,Fmrrが各左右後輪Wrl,Wrrに許容される各後輪最小制動力Frlmin,Frrminおよび各最大制動力Fflmax,Ffrmaxの間(破線bと破線cとの間の範囲)にある場合は、ステップS25によって設定された通りの配分比線W上で設定する。そして、以上の状態において、例えば、左右前輪Wfl、Wfrにおける回生制動力Fcfの設定値が増減すると、点Qは設定された通りの左右配分比を守りながら、配分比線W上を移動する。
しかし、例えば回生制動力Fcfが増加し、その分、点Qが減少して破線bと破線aとの間の範囲に移動すると、点Qは斜線部をはみ出し、左後輪Wrlの後輪最小制動力Frlmin以上という条件を満たさなくなる。この場合、点Qが破線b上を下回ったら、下回った摩擦制動力分ΔFaを右後輪Wrr(一方輪)から減算する。また、下回った摩擦制動力分ΔFaを、左後輪Wrl(他方輪)に加算する。これによって点Qは、点Gに移動し、各摩擦制動力Fmrl,Fmrrが、各後輪最小制動力Frlmin,Frrminを下回ることがないので、車両の安定性に対する信頼性が確保される。また、摩擦制動力Fmrl,Fmrrの合計は、常に、破線a〜dと平行な等減速度線上を移動することとなり、減速時において乗員に違和感を覚えさせることがない。
なお、上記において、点Qが 破線b上に到達したときに、配分比線Wの拘束をキャンセルせずに、点Qが配分比線W上にあることを優先させ、点Sまで移動可能としてもよい。そして点Sに到達した後、配分比線Wの拘束をキャンセルし、点Qを点Sから点Rに移動させる。その後、点Qを図略の新たな配分比線上にのせ、最小制動力Fminと最大制動力Fmaxの間の範囲にいれるようにしてもよい。これにより、点Sまでの間においては、初期に設定された左右後輪Wrl、Wrrの配分比が確保されるので、良好に性能が維持される。
次に、点Qが配分比線W上を図11において右方向に移動した場合について説明する。この場合、点Qは、右後輪制動力Frrの最大制動力Frrmax位置まで移動すると、その後は、最大制動力Frrmaxから越えた制動力分ΔFbを、右後輪Wrr(一方輪)から減算する。また、越えた制動力分ΔFbを左後輪Wrl(他方輪)に加算する(図11中、点U参照)。これによって、各摩擦制動力Fmrl,Fmrrが、各最大制動力Frrmax,Frlmaxを越えることはないので、左右後輪Wrl,Wrrはスリップすることなく車両100は安定した走行が得られる。また、各摩擦制動力Fmrl,Fmrrの合計は、常に、破線a〜dと平行な等減速度線上を移動することとなり、減速時において乗員に違和感を覚えさせることがない。このようにして、ステップS30では、ステップS25によって設定された各後輪制動力Fmrl,Fmrrを変更する。そして、プログラムを終了する。
上述の説明から明らかなように、第3の実施形態では、各摩擦制動力Fmrl,Fmrrが、各最大制動力Frrmax,Frlmaxおよび後輪最小制動力Frlmin,Frrmin内の範囲からはみ出た場合には、各摩擦制動力Fmrl,Fmrrを、各最大制動力Frrmax,Frlmaxおよび各後輪最小制動力Frlmin,Frrmin内に入るよう設定し直す。このため、左右後輪Wrl,Wrrの摩擦制動力Fmrl,Fmrrは、常に、各最大制動力Frrmax,Frlmaxと各後輪最小制動力Frlmin,Frrminとの間に設定される。これにより、左右後輪Wrl,Wrrのグリップ力が確実に確保されるとともに所望の制動力Frを得ることができる。また、各摩擦制動力Fmrl,Fmrrを、各最大制動力Frrmax,Frlmaxおよび各後輪最小制動力Frlmin,Frrmin内に設定し直す場合に、常に左右後輪Wrl,Wrrの各摩擦制動力Fmrl,Fmrrの合計は一定になるよう設定されるので、一定の減速度が得られ、乗員が減速において違和感を覚えることがない。
(第4の実施形態について)
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、摩擦ブレーキ装置Bの作動が第1〜第3の実施形態の摩擦ブレーキ装置Bの作動と異なる。具体的には、摩擦ブレーキ装置Bにおいて、ブレーキアクチュエータ53が作動せず、運転者が、ブレーキペダル5を踏込むと、左右前後輪Wfl,Wfr,Wrl,WrrのホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrにそれぞれ均等な油圧を供給する。そして、当該均等な油圧に応じた各摩擦制動力Fmfl,Fmfr,Fmrl,Fmrrを各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに発生させる。このとき、均等な油圧は運転者の踏込み圧力に応じた液圧であり、マスタシリンダ1から各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに供給される。第4の実施形態については、このような場合を想定している。
また、第4の実施形態では、第1の実施形態の制動力制御部31に対して内容が一部異なる制動力制御部34を備えている(図1参照)。制動力制御部34は、左右前輪Wfl,Wfrに発生させる回生制動力Fcfが、要求制動力Fdから各摩擦制動力Fmf、Fmrの合計値を減算した値以下となるように設定される。なお、このとき、要求制動力Fdは、各車輪Wfl,Wfr,Wl,Wrrの各最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxの合計以下であるものとする。
第4の実施形態の作動について、図12のフローチャート4および図13を参照して説明する。図13は、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrr毎の最大制動力Fflmax,Ffrmax,Frlmax,Frrmaxと、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに発生させる各制動力を示した図である。フローチャート4は、フローチャート1に対してステップS10〜ステップS16が同じである。しかし、ステップS18,ステップS20が、ステップS17a、ステップS17bに置き換えられている。そこで、主に、変更部分のみについて説明する。
ステップS17a(車両運動制御部30の処理部)では、左右後輪Wrl,Wrrに、例えば後輪最小制動力Frminを発生させるよう、要求制動力Fdを、左右前輪Wfl,Wfrと左右後輪Wrl,Wrrに配分するものとする。このとき、前述したように、第4の実施形態では、左右後輪Wrl,Wrrに後輪最小制動力Frmin(後輪摩擦制動力Fmr)を発生させることにより、左右前輪Wfl,Wfrにも摩擦制動力Fmfが発生する。つまり、均等な油圧が各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに付与されて前輪摩擦制動力Fmfおよび後輪摩擦制動力Fmr(=Frmin)が発生する。
ステップS17b(制動力制御部34の処理部)では、左右前輪Wfl,Wfrに設定する回生制動力Fcf(=Fcfl+Fcfr)を、2×min(Fflmax,Ffrmax)−摩擦制動力Fmfによって求め設定する(図13参照)。なお、回生制動力Fcfは、2×min(Fflmax,Ffrmax)−摩擦制動力Fmfよりも小さくてもよい。そしてプログラムを終了する。
上記に示す、第4の実施形態によれば、運転者がブレーキペダル5を踏んだときに、各ホイルシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに付与される均等な油圧に応じた各摩擦制動力Fmfl,Fmfr,Fmrl,Fmrrが各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに同時に発生しても、左右前輪Wfl,Wfrには、各車輪Wfl,Wfrの各最大制動力Fflmax,Ffrmaxを越えない範囲で回生制動力Fcfおよび摩擦制動力Fmfが発生される。このため、各車輪Wfl,Wfrは、必要グリップ力を確実に確保しながら回生エネルギーの回収ができる。
なお、上記第1〜第3の実施形態において、ブレーキECU10によって、例えば横すべり抑制制御(ESC制御)が必要と判定されたとき、特に、左右前輪Wfl,Wfrに制動力差ΔFmを発生させる必要が生じたときには、前輪側の最大制動力Ffmaxから、左右前輪Wfl,Wfrに設定された回生制動力Fcfを減算して、余剰制動力を演算する。そして、余剰制動力>制動力差ΔFmであり、かつ余剰制動力を有する車輪が制動力を付加したい車輪と一致すれば、摩擦ブレーキ装置Bによって、そのまま摩擦制動力Fmを該当の車輪に付与し車両の安定制御を実行する。しかし、余剰制動力<制動力差ΔFmである、もしくは余剰制動力が全くない場合には、左右前輪Wfl,Wfrの回生制動力Fcfをそれぞれ制動力差ΔFm分だけ減少させる。そして、摩擦ブレーキ装置Bによって、いずれかの車輪Wfl,Wfrに摩擦制動力Fmを付与して制動力差ΔFmを発生させ、車両の安定制御を実行する。これにより、左右前輪Wfl,Wfrに対しESC制御を実施しても、左右前輪Wfl,Wfrに発生される制動力の合計が各最大制動力Fflmax,Ffrmaxを越えることはない。
なお、ESC制御によって発生される摩擦制動力差ΔFmは、ヨーレートセンサ38によって実測した実ヨーレートYaと目標ヨーレートYto、Ytuとの差であるヨーレート偏差ΔYto(=Yto−Ya)、ΔYtu(=Ytu−Ya)に基づいて算出する。なお、目標ヨーレートYto、Ytuの算出方法については、特開平10−24821号公報や特開2005−35441号公報に記載されているので、ここでは、説明を省略する。また、摩擦制動力差ΔFmの算出方法は、どのようなものでも良いが事前に取得し記憶しているマッピングデータから導出すればよい。
また、上述したESC制御の要否の判定は、具体的には、ヨーレート偏差ΔYto、ΔYtuの絶対値が、それぞれ設定されたESC介入基準値を越えたと判断した場合に、ブレーキECU10が、車両100が過度のオーバーステアまたは過度のアンダーステアであると判断し、ESCの作動が必要であると判断する。なお、ESC介入基準値はどのように設定してもよく、その方法および数値は任意である。
また、上記で説明した、車両100の横すべりを検出してから制御を行なうESC制御についての説明は、ステアリング37aの操舵角と、ブレーキペダル5の操作量と、路面摩擦係数μ等から常にΔt秒後の車両100の状態を予測して制御する予測制御システムに置き換えてもよい。
また、以上説明した実施形態では、モータと発電機が一体となったモータジェネレータMgを適用したが、モータと発電機とが別体のものを適用してもよい。
また、以上説明した実施形態では、摩擦ブレーキ装置Bの倍力装置としてハイドロブースターを用いているが、ハイドロブースターの代わりに倍力装置としてバキュームブースタを用いても差し支えない。
また、以上説明した実施形態では、図2に示すように、ブレーキアクチュエータ53のブレーキ配管は、所謂、前後配管が採用されている。しかし、これに限定されず、ブレーキアクチュエータ53のブレーキ配管は、所謂X配管であっても差し支えない。
さらに、以上説明した実施形態では、車両100が前輪駆動車であり、回生制動側左右輪は左右前輪であるとしたが、これに限らず、車両が後輪駆動車であり、回生制動側左右輪は左右後輪であってもよい。
1…マスタシリンダ、 5…ブレーキペダル、 6…インバータ、 7…バッテリ、 8…エンジンECU、 9…ハイブリッドECU、 10…ブレーキECU、 20…反力発生装置、 27…要求制動力演算部、 29…最大制動力演算部、 30…車両運動制御部、 31,32,33,34…制動力制御部、 37…ステアリング装置、 53…ブレーキアクチュエータ、 100…車両(ハイブリッド車両)、 A…回生ブレーキ装置、 B…摩擦ブレーキ装置、 Bfl,Bfr,Brl,Brr…摩擦ブレーキ、 Fc…回生制動力、 Fd…要求制動力、 Fm…摩擦制動力、 Sfl、Sfr、Srl、Srr…車輪速度センサ、 WCfl,WCfr,WCrl,WCrr…ホイルシリンダ、 Wfl,Wfr,Wrl,Wrr…各車輪。

Claims (5)

  1. 車両(100)の各車輪(Wfl,Wfr,Wrl,Wrr)に設けられ、前記各車輪に摩擦制動力(Fm)を発生させる摩擦ブレーキ装置(B)と、
    前記車両(100)が有する発電機(Mg)が発生する回生制動力(Fc)を左右前輪(Wfl,Wfr)および左右後輪(Wrl,Wrr)のいずれか一方の回生制動側左右輪にそれぞれ同量発生させる回生ブレーキ装置(A)と、
    前記車両に要求される減速度に対応する要求制動力(Fd)を演算する要求制動力演算部(27)と、
    前記要求制動力(Fd)を前記回生制動側左右輪と前記左右前輪(Wfl,Wfr)および前記左右後輪(Wrl,Wrr)のいずれか他方の非回生制動側左右輪とに配分する車両運動制御部(30)と、
    前記各車輪(Wfl,Wfr,Wrl,Wrr)に発生する横力および路面限界摩擦力に基づき、前記各車輪がロックしない程度に前記各車輪に付与可能な最大の制動力である最大制動力(Fmax)を演算する最大制動力演算部(29)と、
    前記要求制動力(Fd)および前記非回生制動側左右輪への制動力(Ff)の配分に基づいて、前記回生制動側左右輪に発生させる回生制動力(Fc)を、前記回生制動側左右輪のそれぞれの最大制動力(Fmax)のうちの小さい方の値を超えない範囲で演算する制動力制御部(31,32,33,34)と、
    を備えるブレーキ制御装置。
  2. 前記制動力制御部(32)は、前記回生制動側左右輪に発生させる回生制動力(Fc)を、前記要求制動力から前記車両運動制御部によって演算され前記摩擦ブレーキ装置(B)によって前記非回生制動側左右輪に発生させるべき最低限の摩擦制動力(Fmin)を減算した値以下となるように設定する、請求項1に記載のブレーキ制御装置。
  3. 前記摩擦ブレーキ装置(B)は、前記各非回生制動側左右輪および前記各回生制動側左右輪にそれぞれ均等な油圧を発生させて当該均等な油圧に応じた摩擦制動力(Fmf,Fmr)を発生させ、
    前記制動力制御部(34)は、前記回生制動側左右輪に発生させる回生制動力(Fc)が、前記要求制動力(Fd)から前記各摩擦制動力の合計値(Fmf+Fmr)を減算した値以下となるように設定される、請求項1に記載のブレーキ制御装置。
  4. 前記制動力制御部(33)は、前記車両(100)の姿勢を安定させるため前記非回生制動側左右輪への制動力の左右配分比率を設定するとき、当該左右配分比率に基づいた摩擦制動力が発生するよう前記摩擦ブレーキ装置(B)を作動させる、請求項2に記載のブレーキ制御装置。
  5. 前記制動力制御部(33)は、前記非回生制動側左右輪の一方輪に発生された前記摩擦制動力が当該一方輪の前記最大制動力(Fmax)を越えたときには、越えた摩擦制動力分を前記一方輪から減算するとともに他方輪に加算し、
    前記他方輪に発生された前記摩擦制動力が当該他方輪に発生させるべき前記最低限の摩擦制動力(Fmin)を下回ったときには、下回った摩擦制動力分を前記他方輪に加算するとともに前記一方輪から減算する、請求項4に記載のブレーキ制御装置。
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