JP2004017963A

JP2004017963A - ヨー・スタビリティ制御中の回生制動制御方法、そのためのシステム及び装置

Info

Publication number: JP2004017963A
Application number: JP2003170230A
Authority: JP
Inventors: Michael John Schneider; マイケル　ジョン　シュナイダー; Todd Allen Brown; トッド　アレン　ブラウン
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2004-01-22
Also published as: US20030230933A1; US7093912B2; US20050029863A1; DE10327502A1; DE10327502B4

Abstract

【課題】ヨー・スタビリティ制御システムの作動中の回生制動を制御する方法及びシステムを提供する。
【解決手段】回生制動と非回生制動とを監視し、動的に修正するために、フィードバック制御アルゴリズムを用いることが出来る。制御器４６は、単純な比例−積分−微分フィードバック制御器を用いることが出来る。車両のヨー・スタビリティ制御システム７２が、車両がオーバーステア状態またはアンダーステア状態にあるか否かを判断することが出来る。制御器４６が、実際のブレーキ・バランスを目標ブレーキ・バランスと比較する。制御器４６は、目標ブレーキ・バランスと比較した場合に、後輪４２が前輪６４に対して過剰制動されているか否か判断する。制御器は、この判断結果に従い、回生制動レベルと非回生制動レベルとを調整することが出来る。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概略的には、一般的にヨー・スタビリティ制御システムと呼ばれる、車両の制動と操縦性の制御システムに関し、より具体的には、ヨー・スタビリティ制御システムの動作中に回生制動を行なう、車両用の制動及び操縦性制御方法及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅ：　ＩＣＥ）により駆動される自動車などの車両における化石燃料消費量と排出量の削減の必要性は、よく知られている。電気モーターにより駆動される車両は、これらの必要性に対処しようとするものである。別の解決策に、１台の車両の中で小型のＩＣＥを電気モーターと組合わせるというものがある。そのような車両は、ＩＣＥ車両の利点と電気自動車の利点とを組合わせるもので、一般的にハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）と呼ばれている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
ＨＥＶは、各種の構成で記載されている。多くのＨＥＶ特許が、電気作動と内燃機関作動との間での選択をドライバーに要求するシステムを開示している。他の構成においては、電気モーターが一組の車輪を駆動し、ＩＣＥが別の組を駆動する。
【０００４】
他のより有用な構成も開発されてきた。例えば、シリーズ・ハイブリッド電気自動車（ｓｅｒｉｅｓ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＳＨＥＶ）構成は、発電機モーターと呼ばれる電気モーターに接続されたエンジン（最も一般的にはＩＣＥ）を持つ車両である。発電機はそして、電気を、バッテリーと、推進モーターと呼ばれるもう一つのモーターとへ、供給する。ＳＨＥＶにおいて、推進モーターは、車輪トルクの唯一の供給源である。エンジンと駆動輪との間には、機械的接続はない。パラレル・ハイブリッド電気自動車（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＰＨＥＶ）構成は、エンジン（最も一般的にはＩＣＥ）と電気モーターを持ち、両者が、様々な程度に協働して、車両を駆動するのに必要なトルクを供給する。加えて、ＰＨＥＶ構成においては、モーターを、ＩＣＥが発生したエネルギーによりバッテリーを充電するための発電機として用いることが出来る。
【０００５】
パラレル／シリーズ・ハイブリッド電気自動車（ｐａｒａｌｌｅｌ／ｓｅｒｉｅｓ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＰＳＨＥＶ）は、ＰＨＥＶ構成とＳＨＥＶ構成両方の特性を持ち、「スプリット（ｓｐｌｉｔ）」構成と呼ばれる場合がある。いくつかのＰＳＨＥＶ構成のうちの一つにおいて、ＩＣＥは遊星歯車機構のトランスアクスルにおいて２つの電気モーターへ機械的に結合される。第１の電気モーターである発電機モーターがサンギアに結合される。ＩＣＥはキャリアに結合される。第２の電気モーターである推進モーターが、トランスアクスルの別の歯車を介してリング（出力）ギアに結合される。エンジンは発電機を駆動してバッテリーを充電することが出来る。推進モーターは、車輪トルクに寄与するためと、バッテリーを充電するために制動エネルギーを回収するためとに、用いられる。この構成において、発電機モーターは、その駆動反力をエンジンに選択的に供給して、エンジン速度を制御するために用いることが出来る。事実、エンジン、発電機モーター及び推進モーターは、無段変速機（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：　ＣＶＴ）の作用をすることが出来る。更に、ＨＥＶは、エンジン速度を制御するために発電機モーターを用いることにより、通常の車両よりも良好にエンジン・アイドルスピードを制御することが可能である。
【０００６】
ＩＣＥを電気モーターと組合わせることが望ましいというのは、明らかである。車両の性能や運転性の低下を招くことなしに、車両の燃料消費量と排出量を低下させる大きな可能性がある。ＨＥＶは、小型エンジン、回生制動、電気ブースト、そしてエンジンを停止させての車両の運転さえも、可能とする。そのためには、ＨＥＶの潜在的な利益を最適化する新たな方法が開発されなければならない。
【０００７】
ＨＥＶの開発の余地のある領域の一つに、回生制動技術を用いて車両の制動及び操縦性システムを最適化することがある。回生制動は、車両が減速する際に、その慣性エネルギーを捕捉する。一般的な車両において、慣性エネルギーは、減速中、車両のブレーキ又はエンジンにおいて、熱として放散するのが普通である。回生制動は、発電機を用いて、捕捉した慣性エネルギーを、車両のバッテリーにおける蓄積電荷の形態の電気エネルギーへと変換する。この蓄積エネルギーは、後で電気モーターを駆動するのに用いられる。結果として、回生制動はまた、燃料使用量と排出物発生量を低減する。車両構成のあるものにおいては、車両の減速中にエンジンをパワートレインの残りの部分から切り離して、それにより、蓄積電気エネルギーに変換される慣性エネルギーをより大きくすることが出来る。
【０００８】
回生制動を行なう殆どの車両においては、一つのアクスルの車輪にのみ、又は主にそこへ、回生制動トルクが加えられる。回生制動トルクが一つのアクスルの車輪にのみ加えられるものでは、回生制動を行わない非回生ブレーキ（非回生制動手段）を、他のアクスルの車輪において用いることが出来る。また、非回生ブレーキは、回生制動を補助又はバックアップするために、回生制動機能を有するアクスルの車輪に組み込むことも一般的である。しかし、回生制動を用いてエネルギーを回収する要求の結果として、別々のアクスルの車輪にバランスの取れていない制動トルクが加えられる可能性がある。つまり、各アクスルにおける荷重バランスとは異なる割合で制動トルクが加えられるということである。バランスしていない制動は、車両の操縦性に影響し得る。これらの操縦性への影響は、オーバーステア又はアンダーステアの形態となり得る。例えば、前輪駆動車両において不釣合いな大きさの回生制動トルクがフロント・アクスルに加えられると、前輪の車両操舵能力が低下して、一般的にアンダーステアと呼ばれる状態になる。また、後輪駆動車両において不釣合いな大きさの回生制動トルクがリア・アクスルに加えられると、リア・タイヤの横摩擦力が減少して、一般的にオーバーステアと呼ばれる状態になる。これらの作用、すなわちフロント・アクスルにおける不釣合いな大きさの回生制動によるアンダーステアと、リア・アクスルにおける不釣合いな大きさの回生制動によるオーバーステアとは、それぞれ氷及び雪など低摩擦路面において重大なものとなり得る。言い換えると、このような低摩擦路面での操縦性要件は回生制動のレベルを減じさせるのが一般的であり、その結果として、エネルギー回収量の損失を招く。
【０００９】
各種運転状態での回生制動機能を制御するＨＥＶ特許がある。特許文献２は、車体の傾斜状態の関数として回生制動が変化する電気自動車用回生制動制御システムについて記載する。特許文献３は、電気駆動車両用制御システムについて記載する。この発明は、車両のスリップ周波数に基づき、誘導モーターの回転の周波数を調整することにより、グリップ性能を向上することを意図するが、回生制動については考慮していない。
【００１０】
特許文献４はまた、機械式アンチロック・ブレーキと回生制動との協働により、制動性能を向上させる取組みをするものである。この発明は、過剰な制動力とスリップを、所定のスリップ率を用いて、制御器で抑制するものである。他の発明もまた、過剰なスリップを抑制する取組みをしている（例えば、特許文献５及び６を参照）。これらの発明は、過剰なスリップを抑制はするが、主に直進制動性の最大化に焦点を当てるので、適正レベルの安定性を提供するものではない。
【００１１】
特許文献７は、回生制動モード又は摩擦制動モードからの切換えモードについて記載する。しかしながら、この発明は、モード切換えの誤作動に影響を受け易い。
【００１２】
【特許文献１】
米国特許第５３４３９７０号明細書
【特許文献２】
米国特許第６０３３０４１号明細書
【特許文献３】
米国特許第４３３５３３７号明細書
【特許文献４】
米国特許第５４７６３１０号明細書
【特許文献５】
米国特許第５６５４８８７号明細書
【特許文献６】
米国特許第５６１５９３３号明細書
【特許文献７】
米国特許第５３１８３５５号明細書
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、従来技術のいずれも、ヨー・スタビリティ制御システムの動作中の回生制動と非回生制動との間で制動力を分配する要求や必要性に対処するものはない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヨー・スタビリティ制御システムの動作中に、回生制動及び非回生制動を制御する方法及びシステム等に係るものである。本発明は、低摩擦路面上でさえも、ヨー・スタビリティ制御システムの動作中、エネルギー回収量が大きく低下することなしに、回生制動を行なうことが出来る。本発明は、操縦性の低下がアンダーステア又はオーバーステア状態であるか否かを判定するためにヨー・スタビリティ制御システムを用い、この判定結果に対応して回生制動トルクを調整する。
【００１５】
具体的には、本発明は、少なくとも一つのアクスルの車輪に接続された、この分野で公知の機械摩擦式などの非回生ブレーキを持つ。回生制動トルクを提供することが出来る電気モーターが、少なくとも一つのアクスルの車輪に接続される。本発明は、ヨー・スタビリティ制御システムからの入力を受け、実際の制動バランスを目標制動バランスと比較し、目標制動バランスと比較したときに前輪又は後輪が過剰制動されているか否か判定し、そして、その判定結果に基づいて回生制動レベルと非回生制動レベルとを調整する能力を持つ制御器、を備えている。この制御器は、単純な比例−積分−微分フィードバック制御器を用いることが出来る。
【００１６】
後輪駆動車両において、回生制動トルクは後輪に加えられ、非回生ブレーキは少なくとも前輪に接続される。回生制動を補助及び／又はバックアップするために（即ち、回生制動を補助するか、又はバックアップするか、或いは補助し且つバックアップするか、のいずれかのために）、非回生ブレーキを後輪にも接続することが出来る。車両のヨー・スタビリティ制御システムは、車両がオーバーステア又はアンダーステアにあるか否かを判定する。車両がオーバーステア状態にあり、目標制動バランスと比較した場合に後輪が前輪に比較して過剰制動されているとき、回生制動力は減じられるか、完全に消される。そうでなければ、回生制動力は現在のレベルに維持される。
【００１７】
前輪駆動車両において、回生制動トルクが前輪に加えられ、非回生ブレーキは少なくとも後輪に接続される。非回生ブレーキはまた、回生制動を補助及び／又はバックアップするために、前輪に接続されても良い。車両のヨー・スタビリティ制御システムは、車両がオーバーステア又はアンダーステア状態であるか否かを判定する。車両がアンダーステア状態であり、目標ブレーキ・バランスと比較した場合に前輪が過剰制動されているとき、回生制動力は減じられるか、完全に消される。そうでなければ、回生制動力は現在のレベルに維持される。
【００１８】
本発明は、ヨー・スタビリティ制御システムの作動中、回生制動と非回生制動を適切に制御する方法を提供することが出来る。
【００１９】
本発明の他の観点は、本発明が属する分野の当業者には、添付の図面を参照して以下の説明を読むことにより、より明らかとなろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、電気自動車（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ：　ＨＥＶ）及び燃料電池電気自動車（ｆｕｅｌ　ｃｅｌｌ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ：　ＦＣＥＶ）など回生制動システムを持つ電気推進車両に関する。本発明は、ヨー・スタビリティ制御システムの動作中に車両の回生制動を制御するためのシステムである。図１は、可能な構成のうち一つだけを示している。具体的にはパラレル／シリーズ・ハイブリッド電気自動車（スプリット式）の構成である。しかしながら、本発明は、回生制動とヨー・スタビリティ制御システムを持ついかなる車両にも適用されることが理解されるはずである。
【００２１】
基本的なＨＥＶにおいて、遊星歯車機構２０が、ワンウェイ・クラッチ２６を介してキャリア・ギア２２をエンジン２４へ機械的に駆動連結する。遊星歯車機構２０はまた、サン・ギア２８を発電機モーター３０とリング（出力）ギア３２とに駆動連結する。発電機モーター３０はまた、発電機ブレーキ３４に機械的に駆動連結し、そしてバッテリー３６には電気的に連結される。推進モーター３８が、第２歯車機構４０を介して遊星歯車機構２０のリング・ギア３２へ機械的に駆動連結され、バッテリー３６には電気的に連結される。遊星歯車機構２０のリング・ギア３２及び推進モーター３８は、後輪４２のリア・アクスル６６に出力軸４４を介して機械的に駆動連結される。車両はまた、別の対の前輪６４を備え、それらは、非駆動輪であり操舵可能であるフロント・アクスルにより結合されている。前輪６４は、車両の前方寄りに配置され、後輪４２は車両の後方寄りに配置される。
【００２２】
遊星歯車機構２０は、エンジン２４の出力エネルギーを、エンジン２４から発電機モーター３０へのシリーズ経路と、エンジン２４から後輪４２へのパラレル経路とへ、分配する。エンジン２４の速度は、パラレル経路を介しての機械的連結を維持しながら、シリーズ経路への分配量を変更することにより、制御することが出来る。推進モーター３８は、第２歯車機構４０を用いてパラレル経路上で後輪４２へのエンジン２４の動力を補佐する。推進モーター３８はまた、本質的に発電機モーター３０により生成される電力エネルギーを、シリーズ経路から直接、利用することが可能である。このことは、バッテリー３６における化学エネルギーとの間でエネルギーを変換することに伴う損失を低減し、そして、エンジン２４のエネルギーから変換損失を差引いたものが、後輪４２へ到達するのを可能とする。
【００２３】
車両システム制御器（ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：　ＶＳＣ）４６が、各構成部品の制御器に結合されていて、このＨＥＶ構成における多くの制御器を制御する。エンジン制御ユニット（ｅｎｇｉｎｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ：　ＥＣＵ）４８が、配線インターフェースを介してエンジン２４に結合する。全ての車両制御器は、物理的にはいかなる組合わせによっても組合わせて共通のユニットとすることが出来、若しくは別個のユニットとすることも出来る。それらは、別個の機能を持つので、図では別のユニットして記載されている。ＶＳＣ　４６は、制御器エリア・ネットワーク（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ：　ＣＡＮ）５４のような通信ネットワークを介して、ＥＣＵ　４８、バッテリー制御ユニット（ｂａｔｔｅｒｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ：　ＢＣＵ）５０及びトランスアクスル管理ユニット（ｔｒａｎｓａｘｌｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｕｎｉｔ：　ＴＭＵ）５２と通信する。ＢＣＵ　５０は、配線インターフェースを介してバッテリー３６へ結合する。ＴＭＵ　５２は、配線インターフェースを介して、発電機モーター３０と推進モーター３８とを制御する。
【００２４】
更に、ＶＳＣ　４６は、ＣＡＮ　５４を介して電気油圧制動ユニット（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃｂｒａｋｉｎｇ　ｕｎｉｔ：　ＥＨＢＵ）５６と通信することが出来る。ＥＨＢＵ　５６は、最終的に前輪６４に接続される非回生ブレーキ５８に接続される。非回生ブレーキ５８はまた、後輪４２へ接続され得る。ＥＨＢＵ　５６は、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）（不図示）、回生制動、トラクション制御システム（不図示）、ヨー・スタビリティ制御システム７２、及び非回生ブレーキ５８、を制御することが出来る。ＥＨＢＵ　５６は、ドライバーからの入力に応じて、又は独立してのいずれの形式によっても、これらのシステムを制御することが出来る。本発明において、後輪４２と前輪６４に対する制動制御は、独立して行なうことが出来る。ＥＨＢＵ　５６は、各種車両システムからの入力を受けることが出来る。本発明に特有なのは、ブレーキ位置センサー６２（例えばブレーキ・ペダル）及びヨー・スタビリティ制御システム７２である。
【００２５】
本発明は、図１に示されたような回生制動のための構成を備えた車両において、ヨー・スタビリティ制御システムの動作中に、回生制動と非回生制動とを適切に制御するための方法及びシステムである。本発明は、低摩擦路面においてオーバーステア状態やアンダーステア状態にあっても、回生制動を行なうことが出来る。本発明の制御器は物理的には、ＶＳＣ　４６内に配置することも、ＥＨＢＵ　５６のような単独ユニットとして配置することも、出来る。制御器は、ヨー・スタビリティ制御システム７２から入力を受け、実際の制動状態（ブレーキ・バランス）を目標ブレーキ・バランスと比較し、この比較結果に基づいて回生制動力の減少又は維持を命令する。目標ブレーキ・バランスは、理想的なブレーキ・バランス又は、一般の非回生制動で通常得られるブレーキ・バランスとすればよい。
【００２６】
上述のように、回生制動のための構成を持つ殆どの車両では、一方のアクスルの車輪のみへ（又は主に一方のアクスルの車輪へ）制動トルクを加える。回生制動が一方のアクスルの車輪にのみ加えられるとき、車両の制動トルク全体をバランスするために、他方のアクスルの車輪においては通常の非回生ブレーキを用いることが出来る。また、回生制動を補佐及び／又はバックアップするために、回生制動機能を持つアクスルの車輪においても非回生ブレーキ５８を用いることが出来る。図１の車両構成においてこれを示すために、ＥＨＢＵ　５６は、リア・アクスル６６の後輪４２における回生制動を命令できるものとする（つまり、後輪駆動構成である）。ＥＨＢＵ　５６は同時に、フロント・アクスル６８の前輪６４へ非回生ブレーキ５８の適用を命令することが出来るものとする。この例において、非回生ブレーキ５８を用いての制動トルクは何れも結果として慣性エネルギーの熱としての浪費になるので、理想的な回生エネルギーは実現されない。理想的な最大エネルギー回収は、完全な回生制動によって実現される。
【００２７】
回生制動によるエネルギー回収を最大化する際の課題は、前輪６４と後輪４２との間の制動トルクのアンバランスが、車両の操縦性に影響し得る、ということである。例えば、前輪駆動車両の構成（不図示）において、エネルギー回収を最大化するために、フロント・アクスル６８の前輪６４に不釣合いな大きさの制動トルクが加えられるとき（例えば目標ブレーキ・バランスが必要とするであろうよりも、後輪４２に加えられる非回生制動力が小さいとき）、前輪６４を操舵する能力が減少することになる（アンダーステア）。また、後輪駆動車両の構成において、エネルギー回収を最大化するために、リア・アクスル６６の後輪４２に不釣合いな大きさの制動トルクが加えられるとき（例えば目標ブレーキ・バランスが必要とするであろうよりも、前輪６４に加えられる非回生制動力が小さいとき）、後輪４２の横摩擦力が減少することになる（アンダーステア）。これら操縦性状態は、氷及び雪のような低摩擦路面上でより深刻なものとなり得る。
【００２８】
図２は、本発明の後輪駆動車両用制動及び操縦性制御方法を示す。後輪駆動車両の構成において、回生制動トルクが後輪４２へ加えられ、そして、非回生ブレーキ力が前輪６４に加えられる。非回生ブレーキ５８の力は、回生制動を補佐及び／又はバックアップするために、後輪４２へ加えることが出来る。制御は、ステップ１００において開始する。ステップ１０２において、ヨー・スタビリティ制御システム７２は、車両がオーバーステア状態又はアンダーステア状態にあるか否か判定する。車両が、オーバーステア状態にあるとき、制御はステップ１０４へ進む。車両がアンダーステア状態にあるとき、制御はステップ１１０へ進み、そこで、回生制動が現在のレベルを維持するように命令される。ステップ１１０に続き、制御はステップ１１２で終了する。
【００２９】
上記ステップ１０４においては、実際のブレーキ・バランスが目標ブレーキ・バランスと比較され、そして制御はステップ１０６へ進む。ステップ１０６においては、制御は、目標ブレーキ・バランスと比較したときに後輪４２が前輪６４に対して過剰に制動されているか否かを判定する。後輪４２が過剰制動されている場合、制御はステップ１０８へ進む。そうでなければ、制御はステップ１１０へ進む。
【００３０】
ステップ１０８において、制御は、目標ブレーキ・バランスが得られるか、又は回生制動力が完全に消えるまで、回生制動力の減少を命令する。回生制動力が減少又は消滅したとき、制御は、目標ブレーキ・バランスを得るために分配された非回生制動へ切換わる。ステップ１０８に続いて、制御はステップ１１２において終了する。
【００３１】
ステップ１０６へ戻ると、目標ブレーキ・バランスと比較したときに後輪４２が前輪６４に対して過剰制動されていないと制御が判定する場合、制御はステップ１１０へ進む。ステップ１１０に続き、制御はステップ１１２において終了する。
【００３２】
図３は、前輪駆動車両についての本発明の回生制動及び操縦性制御方法を示す。前輪駆動車両構成において、回生制動トルクが前輪６４に加えられ、非回生ブレーキ５８の力が後輪４２に加えられる。非回生ブレーキ５８の力は、回生制動を補佐及び／又はバックアップするために、前輪６４に加えられても良い。この制御は、ステップ２００において開始する。ステップ２０２において、ヨー・スタビリティ制御システム７２は、車両がオーバーステア又はアンダーステア状態にあるか否かを判定する。車両がオーバーステア状態にあるとき、制御はステップ２１０へ進み、そこで回生制動が現在のレベルに維持されるように命令される。ステップ２１０に続き、制御はステップ２１２において終了する。車両がアンダーステア状態にある場合、制御はステップ２０４へ進む。
【００３３】
ステップ２０４において、実際のブレーキ・バランスが目標ブレーキ・バランスと比較され、制御はステップ２０６へ進む。ステップ２０６において、制御は、目標ブレーキ・バランスと比較した場合に、前輪６４が後輪４２に対して過剰に制動されているか否かを判定する。前輪６４が過剰制動されている場合、制御はステップ２０８へ進む。そうでなければ、制御はステップ２１０へ進む。
【００３４】
ステップ２０８において、制御は、目標ブレーキ・バランスが得られるか、又は回生制動力が完全に消えるまで、回生制動力の減少を命令する。回生制動力が減少又は消滅したとき、制御は、目標ブレーキ・バランスを得るために分配された非回生制動へ切換わる。ステップ２０８に続いて、制御はステップ２１２において終了する。
【００３５】
ステップ２０６へ戻ると、目標ブレーキ・バランスと比較したときに前輪６４が後輪４２に対して過剰制動されていないと制御が判定する場合、制御はステップ２１０へ進む。ステップ２１０に続き、制御はステップ２１２において終了する。
【００３６】
ヨー・スタビリティ制御のために回生制動力が減少させられるとき、回生制動力は、目標ブレーキ・バランスを得るために必要な大きさだけ、減少させられるべきである。目標ブレーキ・バランスを得るために必要な大きさのみ回生制動力を減じることにより、車両操縦性が向上しながら、エネルギー回収が最大化される。
【００３７】
ヨー・スタビリティ制御のために回生制動力が減少又は消滅するとき、各車輪の制動力はバランスの取れた状態へできるだけ迅速に移行するのが望ましいが、この際、回生制動力は、前記バランスの取れた制動状態へ移行するのに要する期間にわたり、徐々に減少すべきである。この期間は、回生制動と非回生制動との間の切換えが滑らかに行われるのを可能とするのに充分長いものであるべきである。この切換えの間、車両の総制動トルクは同じままであるべきである。また、総制動トルクを前記切換えの間中、同じに維持するために、非回生制動力は、回生制動力が減少又は消滅するのと同じペース（割合、速度）で、増大又は導入されるべきである。そのような切換え期間としては、５０　ｍｓから１秒の間となるのが典型的と考えられる。
【００３８】
本発明の別の実施形態において制御は、回生制動の結果としてのブレーキ・バランスを維持しながら、回生制動から非回生制動へ切換えることが出来る。例えば、図２のステップ１１０及び図３のステップ２１０に示されるような、制御器が、回生制動が現在のレベルに維持されるように命令する状況において、制御は、回生制動を行なっているアクスルにおける実際の制動トルクを同じままにしながら、回生制動から非回生ブレーキ５８へ全体として又は部分的に切換えることが出来る。これらの状況において、実際のブレーキ・バランスが維持され、そして、非回生ブレーキ５８のブレーキ力が、回生制動を行なっているアクスルの車輪における回生制動力に、全体的に又は部分的に、取って代わる。
【００３９】
この代替実施形態において、非回生ブレーキ５８を使用するために、ヨー・スタビリティ制御の瞬間には、エネルギー回収が放棄される。
【００４０】
本発明は、回生制動と非回生制動を監視し動的に修正するために、フィードバック制御アルゴリズムを用いることが出来る。例えば、単純な比例−積分−微分フィードバック制御器を用いることが出来る。
【００４１】
本発明の上述の実施形態は、純粋に例示目的のもののである。本発明については、他に多くの変形、改良及び適用が可能である。変形例には、限定されるものではないが、本発明を前輪駆動車両又は４輪駆動車両に適用するものが含まれ得る。４輪駆動車両又は全輪駆動車両の場合に、回生制動は、複数のアクスルに分配され得る。それらの場合にも、回生制動力を維持又は減少するという上述の原理は適用されることになる。
【００４２】
加えて、当業者であれば、ヨー・スタビリティ制御システム７２が、本発明の制動命令に加えて、更なる制動命令を行なうことが出来る、ということを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る後輪駆動ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の全体構成を示す図である。
【図２】後輪駆動車両のための本発明の制動・操縦性制御方法を示すフローチャートである。
【図３】前輪駆動車両のための本発明の制動・操縦性制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４２　後輪
５８　非回生ブレーキ
６６　リア・アクスル
６８　フロント・アクスル
７２　ヨー・スタビリティ制御システム

Claims

車両がアンダーステア状態にあるか否か、又はオーバーステア状態にあるか否かの少なくとも一方を判定可能なヨー・スタビリティ制御システムと、
少なくとも一つのアクスルの車輪に接続された非回生ブレーキと、
少なくとも一つのアクスルの車輪に回生制動力を提供する手段と、
上記ヨー・スタビリティ制御システムからの入力を受け、実際のブレーキ・バランスを目標ブレーキ・バランスと比較し、目標ブレーキ・バランスと比較して前輪又は後輪が過剰制動されていることを判定して、この判定結果に基づいて上記回生制動力及び上記非回生ブレーキ力を制御する制御器と、
を備えることを特徴とする、ヨー・スタビリティ制御中に車両の制動を制御するシステム。
上記制御器が、比例−積分−微分・フィードバック制御器である、請求項１のシステム。
上記制御器が、回生制動力及び非回生ブレーキ力の調整によって車両のブレーキバランスを目標ブレーキバランスに移行させるとき、その移行期間にわたって回生制動力と非回生ブレーキ力とを漸次的に変更する、請求項１又は２に記載のシステム。
上記制御器が、５０　ｍｓから１秒の期間にわたり、回生制動力と非回生ブレーキ力とを調整する、上記請求項１乃至３ののいずか１つに記載のシステム。
上記非回生ブレーキが前輪に接続され、回生制動力が後輪に加えられるように構成されている、上記請求項１乃至４ののいずか１つに記載のシステム。
上記制御器は、車両がオーバーステア状態にあり、且つ後輪が前輪に比べて過剰に制動されているとき、回生制動力を減じるように構成されている、請求項５のシステム。
上記制御器は、車両がアンダーステア状態にあるときに回生制動力を維持するように構成されている、上記請求項５又は６のいずれかのシステム。
上記制御器は、車両がオーバーステア状態にあり、且つ車両の後輪が前輪に比べて過剰に制動されてはいないとき、回生制動力を維持するように構成されている、請求項５乃至７のいずれか１つに記載のシステム。
上記非回生ブレーキが後輪にも接続されており、
上記制御器は、車両がアンダーステア状態にあるときに上記後輪を回生制動状態から非回生ブレーキ状態へ切換えるように構成されている、請求項５乃至８のいずか１つに記載のシステム。
上記非回生ブレーキが後輪にも接続されており、
上記制御器は、車両がオーバーステア状態にあり、且つ上記後輪が前輪に比べて過剰に制動されてはいないとき、当該後輪を回生制動状態から非回生ブレーキ状態へ切換えるように構成されている、請求項５乃至９のいずれか１つに記載のシステム。
上記非回生ブレーキが後輪に接続されており、
回生制動力が前輪に加えられるように構成されている、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のシステム。
上記制御器は、車両がアンダーステア状態にあり、且つ前輪が後輪に比べて過剰に制動されているとき、回生制動力を減ずるように構成されている、請求項１１のシステム。
上記制御器は、車両がオーバーステア状態にあるときに回生制動力を維持するように構成されている、請求項１１又は１２のいずれかのシステム。
上記制御器は、車両がアンダーステア状態にあり、前輪が後輪に比較して過剰に制動されてはいないとき、回生制動力を維持するように構成されている、請求項１１乃至１３のいずれか１つに記載のシステム。
上記非回生ブレーキが前輪にも接続されており、
上記制御器は、車両がオーバーステア状態にあるときに上記前輪を非回生ブレーキ状態から回生制動状態へ切換えるように構成されている、請求項１１乃至１４のいずれか１つに記載のシステム。
上記非回生ブレーキが前輪にも接続されており、
上記制御器は、車両がアンダーステア状態にあり、且つ上記前輪が後輪に比較して過剰に制動されてはいないとき、当該前輪を回生制動状態から非回生ブレーキ状態へ切換えるように構成されている、請求項１１乃至１５のいずれか１つに記載のシステム。
ヨー・スタビリティ制御システムを有し、少なくとも一つのアクスルの車輪に非回生ブレーキを備えるとともに、少なくとも一つのアクスルの車輪に回生制動力を付与するようにした車両を対象とする回生制動制御方法であって、
上記車両がアンダーステア状態にあるか否か、又はオーバーステア状態にあるか否かの少なくとも一方を、上記ヨー・スタビリティ制御システムにおいて判定する工程と、
上記ヨー・スタビリティ制御システムからの入力を受け、実際のブレーキ・バランスを目標ブレーキ・バランスと比較し、目標ブレーキ・バランスと比較して前輪又は後輪が過剰に制動されているか否かを判定して、この判定結果に基づいて上記回生制動力及び上記非回生ブレーキによるブレーキ力を調整することにより、上記車両を制御する工程と、
を含む、ことを特徴とするヨー・スタビリティ制御中の回生制動制御方法。
上記車両を制御する工程には、比例−積分−微分制御器を用いる工程を含む、請求項１７の方法。
上記車両を制御する行程において、回生制動力及び非回生ブレーキ力の調整によって車両のブレーキバランスを目標ブレーキバランスに移行させるとき、その移行期間にわたって回生制動力と非回生ブレーキ力とを漸次的に変更する、請求項１７又は１８のいずれかの方法。
上記車両を制御する行程において、回生制動力及び非回生ブレーキ力の調整が、５０　ｍｓから１秒の期間にわたり行なわれる、請求項１７乃至１９のいずれか１つに記載の方法。
回生制動力が後輪に加えられるように構成され、非回生ブレーキが前輪に接続されている、請求項１７乃至２０のいずれか１つに記載の方法。
上記車両を制御する行程には、車両がオーバーステア状態にあり、且つ後輪が前輪に比較して過剰に制動されているとき、回生制動力を減ずる工程を含む、請求項２１の方法。
上記車両を制御する行程には、車両がアンダーステア状態にあるときに回生制動力を維持する工程を含む、請求項２１又は２２のいずれかの方法。
上記車両を制御する行程には、車両がオーバーステア状態にあり、且つ後輪が前輪に比較して過剰に制動されてはいないとき、回生制動力を維持する工程を含む、請求項２１乃至２３のいずれか１つに記載の方法。
上記非回生ブレーキが後輪にも接続されており、
上記車両を制御する行程には、車両がアンダーステア状態にあるときに上記後輪を回生制動状態から非回生ブレーキ状態へ切換える工程を含む、請求項２１乃至２４のいずれか１つに記載の方法。
上記非回生ブレーキが後輪にも接続されており、
上記車両を制御する行程には、車両がオーバーステア状態にあり、且つ上記後輪が前輪に比較して過剰に制動されてはいないとき、当該後輪を回生制動状態から非回生ブレーキ状態へ切換える工程を含む、請求項２１乃至２５のいずれか１つに記載の方法。
上記回生制動力が前輪に加えられるように構成されており、上記非回生ブレーキが後輪に接続されている、請求項１７の方法。
上記車両を制御する行程には、車両がアンダーステア状態にあり、且つ前輪が後輪に比較して過剰に制動されているとき、回生制動力を減ずる工程を含む、請求項２７の方法。
上記車両を制御する行程には、車両がオーバーステア状態にあるときに回生制動力を維持する工程を含む、請求項２７又は２８のいずれかの方法。
上記車両を制御する行程には、車両がアンダーステア状態にあり、且つ前輪が後輪に比較して過剰に制動されてはいないとき、回生制動力を維持する工程を含む、請求項２７乃至２９のいずれか１つに記載の方法。
上記非回生ブレーキが前輪にも接続されており、
上記車両を制御する行程には、車両がオーバーステア状態にあるとき、上記前輪を回生制動状態から非回生ブレーキ状態へ切換える工程を含む、請求項２７乃至３０のいずれか１つに記載の方法。
上記非回生ブレーキが前輪にも接続されており、
上記車両を制御する行程には、車両がアンダーステア状態にあり、且つ前輪が後輪に比較して過剰に制動されてはいないとき、当該前輪を回生制動状態から非回生ブレーキ状態へ切換える工程を含む、請求項２７乃至３１のいずれか１つに記載の方法。
ヨー・スタビリティ制御システムと、
少なくとも一つのアクスルの車輪に回生制動力を提供する手段と、
少なくとも一つのアクスルの車輪に接続された非回生ブレーキと、
制御器と、
該制御器内に設けられ、上記ヨー・スタビリティ制御システムの動作中に回生制動力と非回生ブレーキ力とを制御するように当該制御器に指示する制御システムと、
を備えた、車両の回生制動を制御する装置。
ヨー・スタビリティ制御システムと、
少なくとも一つのアクスルの車輪に回生制動力を提供する手段と、
少なくとも一つのアクスルの車輪に接続された非回生ブレーキと、
制御器と、
該制御器内に設けられ、上記ヨー・スタビリティ制御システムの動作中に回生制動力と非回生ブレーキ力とを制御するように当該制御器に指示する制御システムと、
を備えた車両。