CN104812612A - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆控制装置，其确保车辆动作稳定同时提高再生力，实现节能，该车辆控制装置能够计算对前后轮进行平均而得到的滑移率和对前后轮进行平均而得到的制动力，该车辆控制装置包括：在各车轮设置的摩擦制动装置；在后轮设置的作为再生制动机构的电动机；车辆滑移刚度计算部；前后轮制动力比例计算部；车辆滑移刚度修正部；和再生控制运算装置，再生控制运算装置使摩擦制动装置和电动机工作，使得车辆滑移刚度成为车辆滑移刚度阈值。此外，车辆滑移刚度修正部根据前轮制动力和后轮制动力的比例来修正车辆滑移刚度阈值。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及控制汽车的制动驱动力的车辆控制装置。

背景技术

行驶用的动力的全部或一部分使用电能的汽车即EV(电动车)和HEV(混合动力车)中，搭载有行驶用的电池和驱动轮胎的电动机。电动机在对轮胎施加驱动力时将电池的电能转换为动能而消耗电能，而在对轮胎施加制动力时，能够将动能转换为电能而对电池充电，后者的动作称为能量再生(以下称为再生)。相对地，将动能转换为热能的摩擦制动中，不能够对已成为热而向空气中散发了的能量进行再利用，因此EV和HEV中，尽量用再生进行制动有助于节能。

汽车中，轮胎也必须与制动驱动力一同产生用于转弯的横向力，因此进行强力制动的情况下，可能不能够进行稳定地转弯。这样的情况下，在摩擦制动时还是能够以车辆动作的稳定为最优先目的，进行产生目标制动力的控制，但在重视利用再生进行的能量回收时，车辆动作可能变得不稳定。

特别是，由能够再生制动的电动机驱动的车轮仅有2个前轮或2个后轮的驱动系统的结构中，为了保持车辆动作稳定，再生制动的限制变得显著。

作为本技术领域的相关技术，有专利文献1。其中，公开了与车轮的滑移率对应地控制再生制动力的方法。

此外，作为本申请基础的技术，有专利文献2。它不是以再生制动为前提的技术，但是公开了用于有适当余量地保持车辆动作稳定的、利用车轮滑移率对制动力的比的控制方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-304599号公报

专利文献2：日本特许04920054号公报

发明内容

发明要解决的课题

作为汽车中使用的轮胎的特性，能够同时产生的制动驱动力和横向力的平方和是确定的，因此为了增加能量再生量而提高的再生制动力和为了车辆动作稳定而确保的横向力的平衡是必需的。

特别是，仅对2个前轮、或者仅对2个后轮传递电动机的转矩的驱动系统结构的车辆中，再生制动力仅在前后某一方中产生，即使与摩擦制动一起使用，制动力的前后分配有时也会极端地偏向一方，因此产生的横向力的前后平衡必然也会有时较大地偏向一方。即，这对于保持车辆动作稳定是非常不利的条件，因此必须通过制动力的控制进行应对。

上述专利文献1中记载的技术，仅用滑移率作为指标以增减制动力，因此在再生最大化控制的精度上存在改善的余地。

此外，上述专利文献2中记载的技术，是对4轮综合处理制动力的方法，在应用于再生制动时，对于制动力的前后分配有较大变化的情况应对不充分，需要考虑对策。

本发明鉴于这样的情况而提出，其目的在于提供一种确保车辆动作稳定同时提高再生力、实现节能的车辆控制装置。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本申请的发明提供一种车辆控制装置，其包括：设置于车辆的前后轮的摩擦制动机构；设置于上述车辆的前轮或后轮的至少一方的再生制动机构；计算对各车轮的车轮滑移率进行平均而得到的平均车轮滑移率的平均车轮滑移率计算部；计算对各车轮的制动驱动力进行平均而得到的平均制动驱动力的平均制动驱动力计算部；和车辆滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为上述平均制动驱动力、横轴设为上述平均滑移率的二维正交坐标系上，连结由上述平均车轮滑移率和上述平均制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为车辆的滑移刚度；计算前轮制动驱动力和后轮制动驱动力的比例的比例计算部；车辆滑移刚度修正部，其根据前轮制动驱动力和后轮制动驱动力的比例来修正上述车辆滑移刚度的控制阈值；和制动驱动力指令部，其使上述摩擦制动机构和上述再生制动机构动作，使得上述车辆滑移刚度成为上述控制阈值。

发明效果

利用能够使再生控制力增强至能够确保车辆动作稳定的极限的控制方法，能够缓和因驱动系统结构导致的再生力的限制，实现节能。

本发明的其他目的、特征和优点将通过参照附图的以下本发明的实施例的记载而变得明确。

附图说明

图1是表示车辆的漂移(drift-out)动作的图。

图2是表示车辆的自旋(spin)动作的图。

图3是表示本发明的轮胎的制动驱动力与横向力的关系的图。

图4是表示本发明的轮胎特性曲线的图。

图5应用本发明的后轮驱动的EV的结构图。

图6是说明本发明的滑移刚度控制的图。

图7是表示因路面μ导致的轮胎特性曲线的不同的图。

图8A是表示利用制动力指令的滑移刚度的控制方法的图。

图8B是表示利用制动力指令的滑移刚度的控制方法的图。

图9A是表示第一实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图9B是表示第一实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图9C是表示第一实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图10A是表示第一实施例中的其他条件下的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图10B是表示第一实施例中的其他条件下的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图10C是表示第一实施例中的其他条件下的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图11A是表示第一实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法的图。

图11B是表示第一实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法的图。

图12A是表示应用了第一实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法时的前后轮的状态的图。

图12B是表示应用了第一实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法时的前后轮的状态的图。

图12C是表示应用了第一实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法时的前后轮的状态的图。

图13是能够取得后轮滑移刚度时的控制流程图。

图14是能够取得前轮滑移刚度时的控制流程图。

图15是能够取得前后轮的制动力的差时的控制流程图。

图16是应用本发明的第二实施例的EV的结构图。

图17A是表示第二实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图17B是表示第二实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图17C是表示第二实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图18A是表示第二实施例中的其他条件下的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图18B是表示第二实施例中的其他条件下的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图18C是表示第二实施例中的其他条件下的轮胎特性曲线上的前后轮的状态的图。

图19是表示第二实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法的图。

图20A是表示应用了第二实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法时的前后轮的状态的图。

图20B是表示应用了第二实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法时的前后轮的状态的图。

图20C是表示应用了第二实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法时的前后轮的状态的图。

图21是应用本发明的前后轮都用电动机进行驱动和再生制动的第三实施例的EV的结构图。

图22是表示第三实施例中的车辆滑移刚度阈值的修正方法的图。

图23是表示第四实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态和控制方法的图。

具体实施方式

以下用附图说明本发明的车辆控制装置的实施方式，但在具体的实施例之前，先叙述作为前提的与车辆运动相关的现象。

汽车可能因轮胎的特性，而在转弯中产生制动驱动力时表现出不稳定的车辆动作。为了保持车辆稳定，在摩擦制动中，已经一定程度上确立了适合车辆的运动状态的制动方法，但在进行能量再生的EV中，因为加上了再生制动这一要素，所以对于确保车辆稳定而言并不是理想的制动状态。

图1和图2表示了转弯制动中的车辆中可能发生的现象。Yf表示前轮的横向力，Yr表示后轮的横向力，Tf表示前轮的制动力，Tr表示后轮的制动力，If表示从前轮车轴到车体重心的距离，Ir表示从后轮车轴到车体重心的距离。如后所述，Yf、Yr分别存在随着Tf、Tr的增加而减少的倾向。另外，本来Yf、Yr、Tf、Tr在左右轮中不同，但用同一记号表现为将左右平均而得到的量。此外，此处以转弯制动状态为例，但如果使Tf、Tr成为反向则可以表示转弯驱动状态中的同样的现象。

图1是前轮的横向力不足的情况，发生前轮不能抵抗离心力而偏向转弯方向外侧的漂移动作。这是因为Yf·If-Yr·Ir是偏航的力矩，因Tf而使Yf·If<Yr·Ir，所以与转弯方向相反的方向的力矩作用于车体。

图2是后轮的横向力不足的情况，发生后轮不能抵抗离心力而偏向转弯方向外侧的自旋动作。这同样是因为因Tr而使Yf·If>Yr·Ir，转弯方向的力矩作用于车体。

另外，由于制动，负重从后轮向前轮移动，由此也可能发生前轮能够产生的横向力增大的相反现象，本发明中，将制动力在前后极端偏向一方的情况下易于发生的上述情况作为对象。

对于转弯中的动作进行了说明，但即使在直线行驶中，也可能成为能够产生的横向力减少的同样的状态，该情况下易于受到外部干扰的影响。

这些现象是因制动而引起的，这是由于汽车用轮胎的特性所导致的，对这一点进行说明。

图3表示了轮胎的制动驱动力与横向力的关系。内侧的虚线圆表示轮胎的线性区域(后述)，外侧的实线圆表示轮胎的摩擦力极限。作为轮胎的摩擦特性，能够同时产生的制动驱动力和横向力的平方和存在上限，达到上限的状态就是摩擦力达到极限的状态。该上限是对轮胎的垂直负重乘以摩擦系数的结果。根据该关系，例如仅用制动力使用至摩擦力极限时，能够产生的横向力为0，不能保持车辆的稳定性。为了保持车辆的稳定性，制动力需要与摩擦力极限之间留有余量，但只要使制动力维持在线性区域中，就能够确保用于产生横向力的适当的余量。

图4是横轴设为车轮的滑移率、纵轴设为制动力的图，该曲线一般称为轮胎特性曲线。

滑移率如下所述定义。设轮胎的有效半径为R、转速为ω时，车轮速度Vw可以表示为Vw＝Rω。设车体速度为V时，制动时的滑移率Sw是，Sw＝(V-Vw)/V。驱动时的滑移率Sw与制动时定义不同，是Sw＝(Vw-V)/Vw。

轮胎特性曲线从原点起能够分为制动力相对于滑移率的增加大致成比例地增加的线性区域，和制动力的增加相对于滑移率的增加变得迟缓、当超过制动力最大的滑移率时制动力相对于滑移率的增加而减小的非线性区域。即使设纵轴为驱动力，也可以描绘同样的轮胎特性曲线。

粗略而言，能够保持车辆不发生漂移或自旋等的充分的稳定性的范围，是在线性区域中使用轮胎的范围。

ABS(Anti-lock Brake System，防抱死制动系统)工作的情况下，在非线性区域中，将目标滑移率设定在制动力大致最大处附近进行控制。此时的横向力大致成为0，因此不能说是充分保持车辆的稳定性的状态。

在上述内容基础上，对于确保车辆的稳定性同时提高再生力的本发明内容，用实施例在以下进行说明。其中，如图1～图4所述，制动力和驱动力对于车辆的前后方向能够对称地处理。本发明主要着眼于再生制动，因此实施例表示了制动时的情况，但也能够应用为在驱动的同时保持车辆稳定的方法。

(第一实施例)

图5说明了应用本发明的车辆控制装置的后轮驱动的EV的结构。

作为再生制动机构的电动机13搭载在车辆的后方，它的输出从内置有差动齿轮的变速箱16经由左右的传动轴传递至左右后轮3、4。

电池15搭载在车辆的中央附近，对左右后轮3、4施加驱动力时，用在电动机13加载的逆变器14将电池15供给的直流电力转换为三相交流，驱动电动机13。此外，相反地对左右后轮3、4施加再生制动力时，通过逆变器14的再生控制，将电动机13中产生的三相交流转换为直流，在电池15中蓄电。但是，存在因电池15的状态而不能接受电力的情况，因此，由于电池15侧的限制而不一定总是可以进行再生制动。电动机13的制动驱动转矩或者转速由对逆变器14发送的指令信号控制。另外，通过逆变器14能够测量制动驱动时的电流，因此能够取得电动机13产生的制动驱动转矩的信息。

为了制动，在电动机13进行的再生制动以外，还在4轮101(1～4)分别设置有作为摩擦制动机构的摩擦制动装置102(5～8)。摩擦制动装置102被制动ECU17控制，原则上遵从来自上级的控制装置即再生控制运算装置22中具有的制动力指令值设定部18的前轮1、2和后轮3、4的制动力的指令，但能够根据需要使ABS或ESC(ElectronicStability Control)的动作优先而使4轮101的制动独立地动作。

此外，4轮101分别具有车轮速度传感器103(9～12)。再生控制运算装置22所具有的车辆滑移刚度计算部19中，利用该车轮速度传感器103的信息计算车轮的滑移率、滑移刚度和后述的车辆滑移刚度阈值。

具体而言，车辆的滑移率是车轮速度相对于车体速度的偏差的比例，因此在制动时，将转速最高的车轮的车轮速度视为车体速度，将车轮速度与车体速度的差除以该视为车体速度的值作为滑移率。

滑移刚度指的是轮胎特性曲线的原点处的斜率，以下，设本发明中的滑移刚度指的是，连结轮胎特性曲线上成为具有某一滑移率的制动力的点与原点的直线的斜率。

设制动力为Fw、滑移率为Sw时，滑移刚度ks可以表达为ks＝Fw/Sw。

其中，因为滑移率是无量纲的，制动力具有力的量纲，所以滑移刚度具有力的量纲。

滑移刚度和制动力能够对4轮101分别求出。但是，按时间序列取得的滑移率和制动力的值中，叠加有测定噪声，因此与上述专利文献2同样地，对于滑移率和制动力都使用对4轮101进行平均而得的值视为车辆滑移刚度，由此能够提高指标的可靠性。

再生控制运算装置22用其中具有的制动力指令值设定部18综合处理来自各传感器的信息，对控制电动机13的逆变器14和制动ECU17发送指令信号。该再生控制运算装置22在图5中是硬件上独立的计算机，但也可以将其功能作为其他ECU内的程序嵌入。

图5中的23是固定在车辆中的加速度传感器，检测车辆的前后方向的加速度。

图5中的24是制动踏板。在制动踏板24设置有行程传感器25，检测驾驶员对制动踏板24的踩踏量。检测出的踩踏量的信息被发送至再生控制运算装置22，再生控制运算装置22将其作为驾驶员要求制动力处理，作为制动力控制的基本动作，产生符合驾驶员意志的减速度。

具体而言，在摩擦制动中，预先求出车轮滑移率不会变得过大的范围中的、车辆产生的减速度相对于制动压的关系，对于减速度相对于制动踏板24的踩踏量的关系也预先设定，由此规定与制动踏板24的踩踏量对应的减速度，实现与驾驶员的操作量对应的减速度。

此外，在再生制动中，同样使用车轮滑移率不会变得过大的范围中的、车辆减速度相对于电动机13的再生制动转矩的关系，产生与制动踏板24的操作对应的再生制动转矩，进行符合驾驶员意志的减速控制。

在摩擦制动和再生制动同时作用的情况下，使制动力由两者分担即可，能够使摩擦制动和再生制动成为任意的比例而产生所需要的制动力。

但是，在摩擦制动、再生制动的任一个中，在车轮滑移率过大的状态下，都不能够直接指定车辆减速度，因此在这样的状况下，例如通过制动ECU17进行ABS的动作即滑移率控制。

关于产生的制动力的取得，对于再生制动力来说，电动机13的制动转矩能够经由逆变器14容易地取得，因此该值大致对应于制动力。但是，不能够忽略车轮的旋转方向的惯性矩，而且滑移率过大的条件下，与作用于车辆的制动力的差异会增大。

或者，也可以用加速度传感器23测量作用于车辆整体的制动力，并且同时取得利用电动机13的驱动轮即后轮3、4的再生制动力，计算两者的差作为非驱动轮即前轮1、2产生的摩擦制动力。

此外，虽然图5中未表示，但也可以在制动力传递到的部位设置测量力、转矩或者力矩的传感器，直接取得制动力。

图6使用轮胎特性曲线说明了作为本发明的基础的技术即滑移刚度控制。

滑移刚度控制的目的是使轮胎特性曲线上的轮胎的使用范围维持在线性区域中。在线性区域和非线性区域中，制动力增加相对于滑移率增加的程度不同，因此两者的区别能够通过轮胎特性曲线的切线的斜率的不同来判断。但是，为了取得斜率，需要用滑移率对制动力进行偏微分，易于受到计测噪声的影响，因此难以将该斜率利用于控制。

于是，将上述滑移刚度用作指标。本发明中利用的滑移刚度是连结轮胎特性曲线上的点与原点而成的直线的斜率，因此不直接表示非线性的程度。但是轮胎特性曲线的形状是通过原点向上凸的曲线，因此能够用相对于原点附近的滑移刚度的、使用点处的滑移刚度的减少的程度，作为非线性程度的指标。例如，使用点处的滑移刚度如果是与原点附近的滑移刚度同等的值则是线性区域，越是比它小的值就越是非线性程度强的区域。该判断方法能够不依赖于路面μ地加以应用。

图7表示了因路面μ(与路面的粗糙程度有关)产生的轮胎特性曲线的不同。轮胎特性曲线的形状并没有较大不同，但与高μ路中成为非线性区域的滑移率相比，低μ路中从滑移率较小的区域起成为非线性，因此根据滑移率对线性区域和非线性区域的判断，与利用滑移刚度时相比更大地受到路面μ的影响。

反之，利用这一点，在滑移率较小的区域中成为非线性时，能够推测为低μ路，因此本发明中，利用该现象进行μ推测。进行该μ推测的摩擦系数计算部包含在车辆滑移刚度修正部21中。

当制动力变化时，轮胎特性曲线上的使用点的滑移率变化，与其相应地滑移刚度变化。从而，为了控制滑移刚度，只要增减制动力指令值即可。图8A、B表示了从时刻t1到t2、t3的轮胎特性曲线上的使用点的移动(图8A)、制动力、滑移率、滑移刚度的时间变化(图8B)的例子。设滑移刚度的目标是ks3，设初始状态中滑移刚度是过小的值ks1。于是，从时刻t1到t2使制动力从T1减少至T2。此时滑移率从sw1变化至sw2，结果滑移刚度从ks1变为ks2。此处，ks2过大，所以从时刻t2到t3使制动力从T2增加至T3。同样，此时滑移率从sw2变化至sw3，结果滑移刚度从ks2变为ks3。

这样，能够用制动力指令进行滑移刚度控制，因此通过设定使滑移刚度保持为某一值以上的控制目标阈值，在降至低于阈值时减少制动力，能够确保车辆的稳定性。

后轮驱动EV中，为了节能而要尽量用后轮3、4的再生制动进行制动，但存在必须保持增加后轮的制动力的情况下的车辆稳定的课题。对于解决该课题的本实施例的动作、即利用滑移刚度的再生制动力控制进行说明。

仅用后轮3、4的再生制动不能够保持车辆稳定地进行减速的情况下，或电池15不能充分地接受由再生制动产生的电力的状态下，与后轮3、4的再生制动一同使用前轮1、2所具有的摩擦制动装置5、6。

在根据传感器信息计算滑移刚度时，根据对4轮101进行平均而得到的滑移率和作用于车辆的制动力，将4轮作为车辆进行整体处理的车辆滑移刚度能够得到最高的精度，因此即使是仅用后轮3、4进行再生制动的结构也能够取得车辆滑移刚度并利用于控制。

图9A、B、C表示了将车辆滑移刚度ks用于后轮再生制动力的控制且仅用后轮3、4的再生制动力进行制动时、轮胎特性曲线上的前后轮的状态，和将前后轮作为车辆整体处理时的状态。在前后轮和车辆滑移刚度中，实际利用于控制的仅是由车辆滑移刚度计算部19计算出的车辆滑移刚度ks的值。

从制动力指令值设定部18对前轮摩擦制动装置5、6没有发出制动指令，前轮1、2不进行制动，因此该状态下的前轮滑移刚度ksf为距离非线性区域具有最大余量的最大值(图9A)。

另一方面，后轮3、4按照来自制动力指令值设定部18的再生制动指令进行再生制动，后轮滑移刚度ksr处于线性区域的允许极限的状态(图9B)。这可以通过将车辆滑移刚度的控制目标阈值ksTh设定为后轮滑移刚度ksr达到线性极限的值而实现(图9C)。低于阈值ksTh的情况下，通过减弱再生制动力而使后轮滑移刚度ksr恢复。即，只要给出适当的车辆滑移刚度的控制目标阈值ksTh，就能够进行后轮再生制动力的利用车辆滑移刚度ks进行的控制。该ksTh的值相当于不进行前轮制动的初始的ksf和后轮达到线性区域的允许极限的ksr的平均值。

作为与上述不同的条件，图10A、B、C表示了将车辆滑移刚度ks用于后轮再生制动力的控制且在后轮3、4的再生制动之外还用前轮1、2进行摩擦制动时的、轮胎特性曲线上的前后轮的状态。

因为前轮1、2进行摩擦制动，所以前轮滑移刚度ksf具有小于最大值的值(图10A)。

此时，当车辆滑移刚度ks与图9C的ks为相同状态时，后轮滑移刚度ksr成为大于图9B的ksr的状态(图10B)。这是因为存在着图10A的前轮滑移刚度ksf与图9A的ksf相比减少的量和图10B的后轮滑移刚度ksr与图9B的ksr相比增加的量相互抵消的倾向。这可以通过将车辆滑移刚度的控制目标阈值ksTh设定为后轮滑移刚度ksr达到线性极限的值而实现。

即，即使将车辆滑移刚度ks控制为某个一定值，不是仅用后轮3、4的再生制动而是同时使用前轮1、2的摩擦制动等，前后轮的制动力比例发生变化的情况下，不能够正确地控制后轮的滑移刚度ksr。此时，用于使后轮3、4维持在线性区域中的余量变得过大，会产生过度抑制再生力的影响。

关于这一点，对于通过考虑了制动力比例的变化的阈值修正进行应对的方法进行说明。

图11A、B表示了相对于用比例计算部即前后轮制动力比例计算部20计算出的前后轮的制动力比例的、车辆滑移刚度阈值的修正方法。

虽然静态或动态的轮胎的接地负荷也有影响，但将前后轮制动力比例成为前后轮的滑移率相等的理想制动力分配的状态作为前后轮制动力比例的基准比例。该状态相当于在液压被传递至各轮、利用转换液压而产生力的活塞推压摩擦部件的滑动部而产生制动力的摩擦制动装置中，例如在进行对前后轮施加相同压力的制动时，由活塞的受压面积、摩擦滑动部的尺寸、材质等设定的状态。该状态下，前后轮的滑移刚度大致是相同的值，大致同时达到线性区域的极限，因此车辆滑移刚度计算部19根据基准比例计算基准滑移刚度，将该值作为车辆滑移刚度的控制阈值进行控制即可。

相对地，在后轮3、4的制动力比例大于基准比例的状态下，由于前轮1、2的滑移刚度较大，而存在着使车辆滑移刚度增大的倾向，因此关于车辆滑移刚度阈值的设定，用车辆滑移刚度修正部21修正成比作为基准滑移刚度的理想制动力分配附近的设定更大的值(图11A)。

通过车辆滑移刚度的控制，不能得到驾驶员要求的减速度的情况下，通过增强前轮1、2的摩擦制动力，而与后轮3、4的再生制动力相配合而获得减速度，该状态经由前后轮制动力比例计算部20反映在车辆滑移刚度阈值的设定中(图11B)。

另外，设定基准滑移刚度时的前后轮制动力的基准比例，也可以根据对上述静态或动态的轮胎的接地负荷有影响的车辆状态进行修正。修正该基准比例的基准比例计算部包含于车辆滑移刚度修正部21。例如，减速度计算部根据加速度传感器23的检测值计算减速度，修正接地负荷变动量。或者，用摩擦系数计算部根据滑移刚度或滑移率与制动驱动力的关系推测路面μ，计算能够产生的减速度，修正设想的接地负荷变动量。由此能够进行更高精度的控制。

图12A、B、C表示应用了车辆滑移刚度阈值的修正的情况下，在后轮3、4的再生制动之外还用前轮1、2进行摩擦制动时的轮胎特性曲线上的前后轮的状态。因为在前轮1、2进行摩擦制动，所以前轮滑移刚度ksf具有小于最大值的值(图12A)。根据前后轮的制动力比例，用上述方法修正阈值(图12C)，从而能够将车辆滑移刚度用作指标，同时维持用后轮3、4进行再生制动的车辆动作的稳定性并且得到驾驶员要求的减速度，而且提高再生力(图12B)。

这样，车辆能够计算对4轮101进行平均后的滑移率和对4轮101进行平均后的制动力，且包括：在4轮101设置的作为摩擦制动机构的摩擦制动装置102；在前轮1、2或者后轮3、4的至少一方设置的作为再生制动机构的电动机13；车辆滑移刚度计算部19；作为比例计算部的前后轮制动力比例计算部20；车辆滑移刚度修正部21；和作为制动驱动力指令值设定部的再生控制运算装置22。

车辆滑移刚度计算部19，计算在纵轴设为平均制动力、横轴设为平均滑移率的二维正交坐标系上，连结由平均车轮滑移率和平均制动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为车辆的滑移刚度。再生控制运算装置22使摩擦制动装置102和电动机13工作，使得车辆滑移刚度成为车辆滑移刚度阈值。此外，车辆滑移刚度修正部21根据前轮制动力和后轮制动力的比例来修正车辆滑移刚度阈值。

车辆滑移刚度阈值是对于前轮1、2和后轮3、4的滑移率相等时的车辆滑移刚度即基准滑移刚度，根据用前后轮制动力比例计算部20计算出的比例进行修正而得的。

由此，能够使再生制动力增强至能够确保车辆动作稳定的极限，实现节能。

特别是，在车辆动作易于变得不稳定的仅用后轮3、4进行再生的车辆中，能够得到最大的效果，此外，仅用前轮1、2进行再生的车辆、或者用前后轮进行再生但其再生力的前后分配存在限制等的车辆中，也能够得到同样效果。

进而，与不应用本发明的滑移刚度控制相比，能够使车辆动作的稳定性维持同等，同时提高再生力。

以车辆滑移刚度作为基础来应用于滑移刚度的控制，但即使在不整体处理4轮101也能够充分地抑制噪声等的影响，能够以能够利用于控制的水平取得各轮的驱动力和滑移率的信息的情况下，也能够采用以下方法。

图13是表示能够取得后轮滑移刚度时的动作的流程图。

取得后轮滑移刚度的信息(S601)，在后轮滑移刚度小于基准滑移刚度时(S602)，限制后轮3、4的制动力(S603)。该动作的目的在于使轮胎特性曲线上的后轮3、4的状态维持在线性区域。

图14是表示能够取得前轮滑移刚度时的动作的流程图。

取得前轮滑移刚度的信息(S611)，在前轮1、2的制动力在规定值以上(S612)、并且前轮滑移刚度大于基准滑移刚度时(S613)，限制后轮3、4的制动力(S614)。

虽然前轮1、2的制动力并不小但前轮滑移刚度相对于基准滑移刚度较大的状态表示相对地后轮滑移刚度较小。此时，通过限制后轮3、4的制动力，使轮胎特性曲线上的后轮3、4的状态维持在线性区域。

图15是表示能够取得足以信赖的前后轮的制动力的差的信息时的动作的流程图。

取得前后轮的制动力的差的信息(S621)，在前后轮的制动力的差在规定值以下(S622)、并且前轮滑移刚度大于基准滑移刚度时(S623)，限制后轮的制动力(S624)。

虽然前轮1、2的制动力相对于后轮3、4并不小但前轮滑移刚度相对于基准滑移刚度较大，这表示相对地后轮滑移刚度较小，因此通过限制后轮3、4的制动力，使后轮3、4的状态维持在线性区域。

以下说明本发明的其他实施例，但对于与上述第一实施例相同的构成要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。

(第二实施例)

图16作为第二实施例说明了应用本发明的车辆控制装置的前轮驱动的EV的结构。结构与第一实施例的不同点在于再生制动在前轮1、2进行。

图17A、B、C表示了将车辆滑移刚度ks用于前轮再生制动力的控制，仅用前轮1、2的再生制动进行制动时的轮胎特性曲线上的前后轮的状态，和作为车辆将前后整体处理时的状态。

从制动力指令值设定部18对后轮3、4没有发出控制指令，后轮3、4不进行制动，因此该状态下的后轮滑移刚度ksr为距离非线性区域具有最大余量的最大值(图17B)。

另一方面，前轮201、202按照来自制动力指令值设定部218的再生制动指令进行再生制动，前轮滑移刚度ksf处于线性区域的允许极限的状态(图17A)。这可以通过将车辆滑移刚度的控制目标阈值ksTh设定为后轮滑移刚度ksr达到线性极限的值而实现(图17C)。前轮再生制动力的利用车辆滑移刚度ks进行的控制的方法，与第一实施例相同。

图18A、B、C表示了将车辆滑移刚度ks用于前轮再生制动力的控制，在前轮1、2的再生制动之外还用后轮3、4进行摩擦制动时的轮胎特性曲线上的前后轮的状态。

因为在后轮3、4进行摩擦制动，所以后轮滑移刚度ksr具有小于最大值的值(图18B)。

此时，当车辆滑移刚度ks为与图17C的ks相同的状态时，前轮滑移刚度ksf成为大于图17A的ksf的状态(图18A)。这也与第一实施例同样，是因为存在着图18B的后轮滑移刚度ksr与图17B的ksr相比减少的量和图18A的前轮滑移刚度ksf与图17A的ksf相比增加的量相互抵消的倾向。进而，该第二实施例中，在制动时，再生制动轮的前轮1、2的接地负荷增加，后轮3、4在制动时接地负荷减少，因此相比于仅用前轮再生制动的情况，在助长前后轮的滑移刚度的变化的方向上发挥作用，造成的影响比第一实施例大。因此，对基准滑移刚度的修正量也增大。

图19表示了相对于用前后轮制动力比例计算部20计算出的前后轮的制动力比例的、车辆滑移刚度阈值的修正方法。

在后轮3、4的制动力比例小于基准比例的状态下，因为后轮3、4的滑移刚度较大而有使车辆的滑移刚度增大的倾向，所以关于车辆滑移刚度阈值的设定，用车辆滑移刚度修正部21修正为比作为基准滑移刚度的理想制动力分配附近的设定大的值。

图20A、B、C表示应用了车辆滑移刚度阈值的修正的情况下，在前轮1、2的再生制动之外还用后轮3、4进行摩擦制动时的轮胎特性曲线上的前后轮的状态。因为在后轮3、4进行摩擦制动，所以后轮滑移刚度ksr具有小于最大值的值(图20B)。根据前后轮的制动力比例，用上述方法修正阈值(图20C)，从而能够将车辆滑移刚度用作指标，同时维持用前轮1、2进行再生制动的车辆动作的稳定性并且得到驾驶员要求的减速度，并且提高再生力(图20A)。

(第三实施例)

图21作为第三实施例表示了应用本发明的车辆控制装置的前后轮一同进行驱动和再生制动的EV的结构。该第三实施例中，EV实质上是将上述第一实施例和第二实施例的结构综合而成的，前轮1、2和后轮3、4利用对应的电动机13、13进行驱动和再生制动。

应用于这样的车辆的情况下，根据驱动系统的结构，根据前后的电动机特性的差异、再生制动力前后分配的方式，设想从仅用前轮1、2进行再生制动到仅用后轮3、4进行再生制动的任意比例的再生制动。

图22表示了相对于用前后轮制动力比例计算部20计算出的前后轮的制动力比例的车辆滑移刚度阈值的修正方法。其是将仅用后轮进行再生制动的车辆和仅用前轮进行再生制动的车辆中的制动力比例的使用范围合并后的图。即，图22是将上述图11A和图19重合而成的。

这样的第三实施例中，也能够将车辆滑移刚度用作指标，同时维持用前轮1、2和后轮3、4进行再生制动的车辆动作的稳定性并且得到驾驶员要求的减速度，并且提高再生力。

(第四实施例)

作为第四实施例，对于能够取得前轮滑移刚度和后轮滑移刚度、单独地进行控制的情况进行说明。

该第四实施例例如与上述第一实施例结构大致相同，但车辆滑移刚度计算部19能够单独地计算前轮滑移刚度和后轮滑移刚度，对于前后轮能够分别进行滑移刚度控制。即，第四实施例中的车辆滑移刚度计算部19具有计算前轮滑移刚度的前轮滑移刚度计算部和计算后轮滑移刚度的后轮滑移刚度计算部。

图23表示了该第四实施例中的轮胎特性曲线上的前后轮的状态和控制方法。

分别设定前轮滑移刚度阈值ksfTh和后轮滑移刚度阈值ksrTh，前后某一方的车轮的滑移刚度因制动而降至低于阈值的情况下，限制该车辆的制动力，同时增加另一方的车轮的制动力。通过分别控制前后轮的滑移刚度，能够为了产生减速度而优先使用再生制动力，同时根据保持车辆稳定的需要而限制再生制动力。

该情况下，也能够根据用加速度传感器23得到的减速度的大小，基于车辆模型修正前后轮的滑移刚度的阈值，进行更高精度的控制。

这样，车辆能够单独地计算前轮1、2和后轮3、4的滑移率、前轮1、2和后轮3、4的制动驱动力，包括：在4轮101设置的作为摩擦制动机构的摩擦制动装置102；在前轮1、2或者后轮3、4的至少一方设置的作为再生制动机构的电动机13；车轮滑移刚度计算部19；作为比例计算部的前后轮制动力比例计算部20；和作为制动驱动力指令部的再生控制运算装置22。

车辆滑移刚度计算部19计算前轮滑移刚度和后轮滑移刚度。计算在纵轴设为前轮制动驱动力、横轴设为前轮滑移率的二维正交坐标系上，连结由前轮滑移率和前轮制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为前轮滑移刚度。计算在纵轴设为后轮制动驱动力、横轴设为后轮滑移率的二维正交坐标系上，连结由后轮滑移率和后轮制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为后轮滑移刚度。

再生控制运算装置22使摩擦制动装置102和电动机13工作，使得前轮滑移刚度成为前轮滑移刚度阈值以上、并且使后轮滑移刚度成为后轮滑移刚度阈值以上。

前轮滑移刚度阈值是表示前轮滑移率与前轮制动驱动力的关系的轮胎特性处于线性与非线性的边界即线性边界时的前轮滑移刚度。后轮滑移刚度阈值是表示后轮滑移率与后轮制动驱动力的关系的轮胎特性处于线性与非线性的边界即线性边界时的后轮滑移刚度。

由此，能够使再生制动力增强至能够确保车辆动作稳定的极限，实现节能。

以上详细叙述了本发明的实施例，但本发明不限定于上述实施例，在不脱离权利要求书中记载的本发明的主旨的范围中，能够进行各种设计变更。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细地进行了说明，并不限定于必须具有已说明的所有结构。此外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，或者在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。进而，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

例如，可以代替检测制动的操作量的行程传感器25，用踏力传感器进行检测，也可以使摩擦制动和再生制动对同一车轮同时作用。此外，也能够应用于独立地驱动4轮101的车辆。

附图标记说明

1……前轮

2……前轮

3……后轮

4……后轮

5……前轮摩擦制动装置

6……前轮摩擦制动装置

7……后轮摩擦制动装置

8……后轮摩擦制动装置

9……前轮车轮速度传感器

10……前轮车轮速度传感器

11……后轮车轮速度传感器

12……后轮车轮速度传感器

13……电动机

14……逆变器

15……电池

16……变速箱

17……制动ECU

18……制动力指令值设定部

19……车辆滑移刚度计算部

20……前后轮制动力比例计算部

21……车辆滑移刚度修正部

22……再生控制运算装置

23……加速度传感器

24……制动踏板

25……行程传感器。

Claims (15)

1.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：

设置于车辆的前后轮的摩擦制动机构；

设置于所述车辆的前轮或后轮的至少一方的再生制动机构；

计算对各车轮的车轮滑移率进行平均而得到的平均车轮滑移率的平均车轮滑移率计算部；

计算对各车轮的制动驱动力进行平均而得到的平均制动驱动力的平均制动驱动力计算部；和

车辆滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为所述平均制动驱动力、横轴设为所述平均滑移率的二维正交坐标系上，连结由所述平均车轮滑移率和所述平均制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为车辆的滑移刚度；

计算前轮制动驱动力和后轮制动驱动力的比例的比例计算部；

车辆滑移刚度修正部，其根据前轮制动驱动力和后轮制动驱动力的比例来修正所述车辆滑移刚度的控制阈值；和

制动驱动力指令部，其使所述摩擦制动机构和所述再生制动机构动作，使得所述车辆滑移刚度成为所述控制阈值。

2.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：

设置于车辆的前后轮的摩擦制动机构；

设置于所述车辆的前后轮中的驱动轮的电动机；

计算对各车轮的车轮滑移率进行平均而得到的平均车轮滑移率的平均车轮滑移率计算部；

计算对各车轮的制动驱动力进行平均而得到的平均制动驱动力的平均制动驱动力计算部；

车辆滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为所述平均制动驱动力、横轴设为所述平均滑移率的二维正交坐标系上，连结由所述平均车轮滑移率和所述平均制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为车辆的滑移刚度；

计算驱动轮制动驱动力和非驱动轮制动力的比例的比例计算部；

车辆滑移刚度修正部，其根据驱动轮制动驱动力和非驱动轮制动力的比例来修正所述车辆滑移刚度的控制阈值；和

制动驱动力指令部，其使所述摩擦制动机构和所述电动机动作，使得所述车辆滑移刚度成为所述控制阈值。

3.如权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于：

所述控制阈值是对前后轮的滑移率相等时的车辆滑移刚度即基准滑移刚度，根据用所述比例计算部计算出的比例进行修正而得到的。

4.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于：

将成为前后轮的滑移率相等的动力分配的状态作为用所述比例计算部计算的比例的基准比例，

所述车辆滑移刚度修正部，以用所述比例计算部计算出的比例与所述基准比例的偏差越大则所述控制阈值越大的方式进行修正。

5.如权利要求3或4所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有根据车辆状态修正所述基准比例的基准比例修正部。

6.如权利要求5所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有计算作用于所述车辆的减速度的减速度计算部，

所述基准比例修正部根据减速度来修正所述基准比例。

7.如权利要求5或6所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有计算所述车辆行驶的路面的摩擦系数的摩擦系数计算部，

所述基准比例修正部根据摩擦系数来修正所述基准比例。

8.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有后轮滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为后轮的制动驱动力、横轴设为后轮的滑移率的二维正交坐标系上，连结由后轮滑移率和后轮制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为后轮的滑移刚度，

所述后轮滑移刚度小于所述基准滑移刚度时，限制所述后轮制动驱动力。

9.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有前轮滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为前轮的制动驱动力、横轴设为前轮的滑移率的二维正交坐标系上，连结由前轮滑移率和前轮制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为前轮的滑移刚度，

所述前轮制动驱动力为规定值以上，并且所述前轮滑移刚度大于所述基准滑移刚度时，限制所述后轮的制动驱动力。

10.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于：

包括：前轮滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为前轮的制动驱动力、横轴设为前轮的滑移率的二维正交坐标系上，连结由前轮滑移率和前轮制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为前轮的滑移刚度；和

计算前后轮之间的制动驱动力差的制动驱动力差计算部，

所述制动驱动力差为规定的偏差以下，并且所述前轮滑移刚度大于所述基准滑移刚度时，限制所述后轮的制动驱动力。

11.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：

所述再生制动装置设置于后轮。

12.如权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于：

所述电动机设置于后轮。

13.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：

设置于车辆的前后轮的摩擦制动机构；

设置于所述车辆的前轮或后轮的至少一方的再生制动机构；

计算所述前轮的滑移率和所述后轮的滑移率的滑移率计算部；

制动驱动力计算部，其计算作为所述前轮的制动驱动力的前轮制动驱动力和作为所述后轮的制动驱动力的后轮制动驱动力；

前轮滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为所述前轮制动驱动力、横轴设为所述前轮滑移率的二维正交坐标系上，连结由所述前轮滑移率和所述前轮制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为前轮的滑移刚度；

后轮滑移刚度计算部，其计算在纵轴设为所述后轮制动驱动力、横轴设为所述后轮滑移率的二维正交坐标系上，连结由所述后轮滑移率和所述后轮制动驱动力决定的坐标与原点而成的直线的斜率，作为后轮的滑移刚度；和

制动驱动力指令部，其使所述摩擦制动机构和所述再生制动机构动作，使得所述前轮滑移刚度成为规定的前轮控制阈值以上，并且使所述后轮滑移刚度成为规定的后轮控制阈值以上。

14.如权利要求13所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有计算作用于所述车辆的减速度的减速度计算部，

根据所述减速度来修正所述前轮控制阈值和所述后轮控制阈值。

15.如权利要求13或14所述的车辆控制装置，其特征在于：

将表示所述前轮滑移率与所述前轮制动驱动力的关系的轮胎特性处于作为线性与非线性的边界的线性边界时的前轮滑移刚度作为所述前轮控制阈值，

将表示所述后轮滑移率与所述后轮制动驱动力的关系的轮胎特性处于作为线性与非线性的边界的线性边界时的后轮滑移刚度作为所述后轮控制阈值。