JP2004268901A - 制動制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】前輪をエンジン、後輪をモータで駆動するバッテリレスモータ四輪駆動車におけるエンジンブレーキトルク作用時の前後輪の一方がロック傾向となるのを抑制防止する。
【解決手段】路面の摩擦状態が低摩擦状態であり且つエンジンブレーキトルク作用時に、当該エンジンブレーキトルクＴｂｅを求め、このエンジンブレーキトルクＴｂｅを理想制動トルク配分に従って前後輪に配分して目標前輪制動トルクＴｂｆ* 及び目標後輪制動トルクとして目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* を設定し、それらを達成する目標スロットル開度Ａｃｃ2 * 及び目標モータ界磁電流Ｉｆｍを出力することでエンジンブレーキトルクを低減して前後輪の制動トルクを理想制動トルク配分に近づける。また、エンジンブレーキトルクの低減量が少ないときには、エンジンに接続された発電機を駆動作動させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、前後輪の何れか一方をエンジンで駆動し、前後輪の何れか他方には回生（電気的）制動可能な電動機を接続した車両の制動制御装置に関し、例えば主駆動輪をエンジンによって駆動し、従駆動輪を電動機で制駆動可能とするようにした四輪駆動車両に好適なものである。
このような四輪駆動車両としては、例えば前後輪の何れか一方（以下、主駆動輪とも記す）をエンジンで駆動し、前後輪の何れか他方（以下、従駆動輪とも記す）を電動機で補助駆動する所謂モータ四輪駆動車両において、車両減速時に電動機を回生作動し、その回生（電気的）制動トルクで車両を減速するものがある（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−２４０３５１号公報
しかしながら、前記従来の四輪駆動車両では、運転者がブレーキペダルを踏込んだときだけ、電動機による回生制動トルクが発生するように構成されているので、ブレーキペダルを踏込むことなく、エンジンブレーキトルクによる大きな制動トルクが主駆動輪にのみ作用するような場合には、前後輪の制動トルク配分が理想制動トルク配分（前後輪が同時にロック傾向となる配分）とならず、その結果、前後輪の一方が先にロック傾向になるという問題がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、エンジンブレーキトルクによる大きな制動トルクが主駆動輪にのみ作用しないようにすることで、前後輪の一方が先にロック傾向になるのを防止可能な制動制御装置を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の制動制御装置は、エンジンブレーキトルクを理想制動トルク配分になるように配分して前後輪の制動トルクを設定し、その制動トルクに、電動機による電気的制動トルクが一致するように制御するものである。なお、電気的制動とは、前述したように電動機を回生させて制動トルクを付与する場合や、電動機を発電作動させて制動トルクを付与する場合が挙げられる。
本発明の制動制御装置によれば、エンジンブレーキトルクを理想制動トルク配分になるように配分して前後輪の制動トルクを設定し、その制動トルクに、電動機による電気的制動トルクが一致するように制御する構成としたため、エンジンブレーキトルクのみが前後輪の何れか一方に作用するようなときにも前後輪の制動トルクを理想制動トルク配分に近づけ、もって前後輪の一方が先にロック傾向になるのを防止することができる。
次に、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る車両のシステム構成を説明する図である。
この図１に示すように、本実施形態の車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、エンジン２によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、モータ（電動機）４によって駆動可能な従駆動輪である。
すなわち、エンジン２の回転トルクＴｅが、トランスミッション３０及びディファレンスギア３１を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されるようになっている。
上記トランスミッション３０には、現在の変速のレンジを検出するシフト位置検出手段３２が設けられ、該シフト位置検出手段３２は、検出したシフト位置信号を四輪駆動（以下、４ＷＤとも記す）コントローラ８に出力する。
また、上記エンジン２には発電機７が取付けられている。この発電機７は、例えばエンジン２内の回転軸、例えばカムシャフトやクランクシャフト、或いはそれらと共に回転する歯車軸等にスプライン結合などにより直結されている。この発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅに所定の減速比（或いは増速比）を乗じた回転数Ｎｈで回転し、４ＷＤコントローラ８によって調整される界磁電流Ｉｆｈに応じて、エンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた電圧を発電する。
その発電機７が発電した電力は、電線９を介してモータ４に供給可能となっている。その電線９の途中にはジャンクションボックス１０が設けられている。上記モータ４の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。符号１３はデフを表す。
なお、本実施形態では、前記発電機７を、エンジン２による駆動トルクの補助にも用いる。即ち、前記モータ４を回生作動させると電力が得られるので、この電力を発電機７に供給して電動機として作動し、もってエンジン２の駆動トルクの補助とする。具体的には、モータ４が回生作動しているとき、つまりエンジン２がエンジンブレーキトルクを発生しているときに、発電機７を電動機として作動することにより、エンジンブレーキトルクを低減することができる。従って、前記発電機７は、本発明の第２の電動機に相当する。この発電機７を電動機として作動するときに発生するトルクも前記４ＷＤコントローラ８からの界磁電流Ｉｍｆの指令値によって制御される。
また、前記エンジン２の吸気管路１４（例えばインテークマニホールド）には、スロットルバルブ１５が介装されている。このスロットルバルブ１５は、通常時は、アクセルペダル１７の踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。但し、このスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏込み量に機械的に連動していない、所謂アクセル・バイ・ワイヤであり、ステップモータ１９をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角によりスロットル開度が調整制御される。具体的には、アクセルペダル１７の踏込み量、即ちアクセル開度Ａｃｃ1 をアクセルセンサ１６で検出し、通常は、その検出されたアクセル開度Ａｃｃ1 に応じたスロットル開度になるように、ステップモータ１９の回転角、即ちステップ数を制御する。ステップモータ１９の回転角は、スロットルセンサで検出されたスロットル開度検出値に基づいて、モータコントローラ２０からの駆動信号によってフィードバック制御される。ここで、上記スロットルバルブ１５のスロットル開度を前記アクセルペダル１７の踏込み量に応じたスロットル開度と異なるスロットル開度に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジン２の出力トルクを制御することができる。ちなみに、エンジンコントローラ１８や４ＷＤコントローラ８からスロットル開度指令値が出力されたときには、当該スロットル開度指令値が達成されるようにスロットル開度を制御する。なお、前記アクセルセンサ１６で検出されたアクセル開度Ａｃｃ1 は４ＷＤコントローラ８にも出力される。
また、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数検出センサ２１を備え、エンジン回転数検出センサ２１は、検出した信号をエンジンコントローラ１８及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
エンジンコントローラ１８は、例えば前記アクセルセンサ１６で検出されたアクセルペダル１７の踏込み量、即ちアクセル開度に応じた目標回転トルクが得られるようにエンジン２の運転状態を制御するが、例えば４ＷＤコントローラ８から所定のエンジントルクが要求された場合には、そのエンジントルクが得られるように、例えば当該スロットルバルブ１５のスロットル開度を調整してエンジン２の運転状態を制御する。
また、符号３４はブレーキペダルであって、そのブレーキペダル３４のストローク量がブレーキストロークセンサ１６によって検出される。該ブレーキストロークセンサ１６は、検出したブレーキストローク量を制動コントローラ３６及び４ＷＤコントローラ８に出力する。
制動コントローラ３６は、入力したブレーキストローク量に応じて、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒに装備したディスクブレーキなどの制動装置３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲを通じて、車両に作用する制動トルクを制御する。
また、上記発電機７は、図２に示すように、出力電圧Ｖを調整するための電圧調整器２２（レギュレータ）を備え、４ＷＤコントローラ８によって界磁電流Ｉｆｈが調整されることで、エンジン２に対する発電負荷トルクＴｈ及び発電する電圧Ｖが制御される。電圧調整器２２は、４ＷＤコントローラ８から発電機制御指令（界磁電流値）を入力し、その発電機制御指令に応じた値に発電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整すると共に、発電機７の出力電圧Ｖを検出して４ＷＤコントローラ８に出力可能となっている。
また、上記ジャンクションボックス１０内には電流センサ２３が設けられ、該電流センサ２３は、発電機７からモータ４に供給される電力の電流値Ｉａを検出し、当該検出した電機子電流信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。また、電線９を流れる電圧値（モータ４の電圧）が４ＷＤコントローラ８で検出される。
符号２４は、リレーであり、４ＷＤコントローラ８から指令によってモータ４に供給される電圧（電流）の遮断及び接続が制御される。
また、モータ４は、４ＷＤコントローラ８からの指令によって界磁電流Ｉｆｍが制御され、その界磁電流Ｉｆｍの調整によって駆動トルクＴｍが調整される。
上記モータ４の駆動軸の回転数Ｎｍを検出するモータ用回転数センサ２６を備え、該モータ用回転数センサ２６は、検出したモータ４の回転数信号を４ＷＤコントローラ８に出力する。
ちなみに、本実施形態では、前記モータ４を回生作動し、後輪３Ｌ、３Ｒに制動トルクを付与する。このモータ４による回生制動トルクも、前記界磁電流Ｉｆｍの調整によって制御される。
また、上記クラッチ１２は、油圧クラッチや電磁クラッチであって、４ＷＤコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じて締結状態又は解放状態となる。
また、各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。
４ＷＤコントローラ８は、図３に示すように、発電機制御部８Ａ、リレー制御部８Ｂ、モータ制御部８Ｃ、クラッチ制御部８Ｄ、余剰トルク演算部８Ｅ、目標トルク制限部８Ｆ、余剰トルク変換部８Ｇ、及びエンジンブレーキ制御部８Ｊを備える。
上記発電機制御部８Ａは、電圧調整器２２を通じて、発電機７の発電電圧Ｖをモニターしながら、当該発電機７の界磁電流Ｉｆｈを調整することで、発電機７の発電電圧Ｖを所要の電圧に調整したり、発電機７をモータとして駆動することでエンジンブレーキトルクを低減したりする。この発電機制御部８Ａが、本発明の電動機駆動トルク制御手段を構成している。
リレー制御部８Ｂは、発電機７からモータ４への電力供給、或いはモータ４を回生作動したときのモータ４から発電機７への電力供給の遮断・接続を制御する。モータ制御部８Ｃは、モータ４の界磁電流Ｉｆｍを調整することで、当該モータ４のトルクを所要の値、即ち例えば後述する演算処理で算出される目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* に調整する。このモータ制御部８Ｃが、本発明の電動機制動トルク制御手段を構成している。
クラッチ制御部８Ｄは、上記クラッチ１２にクラッチ制御指令を出力することで、クラッチ１２の状態を制御する。具体的には、例えば前記モータ制御部８Ｃで設定される目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* がモータトルク所定値ＴTCL （不感帯相当値）以上であるとき、或いは個別の演算処理によってクラッチ締結要請のあるときには、クラッチの入力側回転数と出力側回転数との回転合わせを行い、両者が回転合わせされたときにクラッチを締結する。また、例えば前記目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* がモータトルク所定値ＴTCL 以下となったら、クラッチを解放する。
また、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づき、余剰トルク演算部８Ｅ→目標トルク制限部８Ｆ→余剰トルク変換部８Ｇの順に循環して処理が行われる。
まず、余剰トルク演算部８Ｅでは、例えば前輪１Ｌ、１Ｒの平均前輪速から後輪３Ｌ、３Ｒの平均後輪速を減じてスリップ速度（加速スリップ量）を算出し、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑えるために必要な吸収トルクを算出すると共に、現在の発電機７の負荷トルクを算出し、余剰トルクつまり発電機７で負荷すべき目標の発電負荷トルクを求める。
次に、目標トルク制限部８Ｆでは、例えば前記目標発電負荷トルクが発電機７の最大負荷容量より大きいか否かを判定し、目標発電負荷トルクが発電機７の最大負荷容量よりも大きいと判定した場合には、最大負荷容量を越える超過トルクを求め、現在のエンジントルクから超過トルクを減算したエンジントルク上限値を算出し、それを前記エンジンコントローラ１８に出力すると共に、目標発電負荷トルクを最大負荷容量に設定する。
次に、余剰トルク変換部８Ｇでは、モータ用回転数センサ２１が検出したモータ４の回転数に応じた目標モータ界磁電流を算出し、当該目標モータ界磁電流をモータ制御部８Ｃに出力すると共に、上記目標モータ界磁電流及びモータ４の回転数からモータ４の誘起電圧を算出し、上記余剰トルク演算部８Ｅが演算した発電負荷トルクに基づき目標モータトルクを算出し、当該目標モータトルク及び目標モータ界磁電流を変数として対応する目標電機子電流を算出し、この目標電機子電流、抵抗、及び前記誘起電圧から発電機７の目標電圧を算出し、当該発電機７の目標電圧を発電機制御部８Ａに出力する。
次に、上記構成の装置における作用などについて説明する。
路面μが小さいためや運転者によるアクセルペダル１７の踏み込み量が大きいなどによって、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップすると、その加速スリップ量に応じた発電負荷トルクで発電機７が発電することで、前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される駆動トルクが調整される。この結果、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒでの加速スリップが抑えられる。
以上が主に車両発進時等で、モータ４を駆動源として用いた４輪駆動状態の作用である。これに対し、本実施形態のモータ四輪駆動車両では、更に前述のようにエンジンブレーキトルク作用時にモータを回生作動させて制動トルクを得る。このエンジンブレーキトルク作用時に機能するのがエンジンブレーキトルク制御部８Ｊである。なお、駆動トルクを正値、制動トルクを負値として取り扱うことがあるが、本実施形態では、単に方向の異なるトルクであるとして、どちらも正値（絶対値化、或いは大きさの評価）で取り扱う。
このエンジンブレーキトルク制御部８Ｊでは、図５の演算処理に従って、エンジンブレーキトルク作用時の目標スロットル開度Ａｃｃ2 * 、目標発電機界磁電流Ｉｆｈ、目標モータ界磁電流Ｉｆｍを算出する。この演算処理は、例えば１０msec. 程度に設定された所定のサンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込処理によって実行される。なお、この演算処理では、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理で得られた情報は随時記憶装置に更新記憶され、演算処理に必要な情報は随時記憶装置或いは他のコントローラから読込まれる。
この演算処理では、まずステップＳ０で、現在、四輪駆動状態であるか否かを判定し、四輪駆動状態である場合にはステップＳ１に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
前記ステップＳ１では、前記アクセルセンサ１６で検出されたアクセル開度Ａｃｃ1 を読込む。
次にステップＳ２に移行して、前記エンジン回転数検出センサ２１で検出されたエンジン回転数Ｎｅを読込む。
次にステップＳ３に移行して、例えば図５に示す制御マップから、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃ1 に応じたエンジンブレーキトルクＴｂｅを算出する。
次にステップＳ４に移行して、例えばワイパが作動しているとか、直前の演算処理で主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップが検出されたことなどを用いて、車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態であるか否かを判定し、車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合にはステップＳ２０に移行する。なお、車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態であることを検出する手法は、前記以外のどのような方法でもよい。
前記ステップＳ５では、例えば現在は二輪駆動状態であるから、従駆動輪である後輪３Ｌ、３Ｒの車輪速センサ２７ＲＬ、２７ＲＲで検出された平均後輪速の時間微分値から車体減速度Ｇを算出してからステップＳ６に移行する。
前記ステップＳ６では、例えば図６に示す理想制動トルク配分マップなどに従って、前記ステップＳ５で算出された車体減速度Ｇに応じた前後輪の理想制動力配分（比率と考えると分かり易い）を求め、この理想制動力配分になるように、前記ステップＳ３で算出されたエンジンブレーキトルクＴｂｅを前後輪に配分し、これにより理想制動トルク配分に相当する目標前輪制動トルクＴｂｆ* 及び目標後輪制動トルク、この場合は目標回生制動トルクＴｂｍ* を算出してからステップＳ７に移行する。
前記ステップＳ７では、前記目標前輪制動トルクＴｂｆ* を達成するための基準スロットル開度Ａｃｃ20 * を算出してからステップＳ８に移行する。
前記ステップＳ８では、前記ステップＳ７で算出された基準スロットル開度Ａｃｃ20 * がスロットルバルブ１５の最大スロットル開度ＡｃｃMAX 以上であるか否かを判定し、当該基準スロットル開度Ａｃｃ20 * が最大スロットル開度ＡｃｃMAX 以上である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。即ち、スロットル開度の制御で前記目標前輪制動トルクＴｂｆ* が達成できるか否かを判断している。
前記ステップＳ９では、前記最大スロットル開度ＡｃｃMAX を目標スロットル開度Ａｃｃ2 * に設定してからステップＳ１０に移行する。
前記ステップＳ１０では、前記最大スロットル開度ＡｃｃMAX に相当する最大エンジンブレーキトルクＴACCMAXを目標前輪制動トルクＴｂｆ* から減じた値を目標発電機駆動トルクＴｈ* としてからステップＳ１１に移行する。
一方、前記ステップＳ１３では、前記ステップＳ７で算出された基準スロットル開度Ａｃｃ20 * を目標スロットル開度Ａｃｃ2 * に設定してからステップＳ１５に移行する。
前記ステップＳ１５では、目標発電機駆動トルクＴｈ* を“０”としてから前記ステップＳ１１に移行する。
前記ステップＳ１１では、前記目標発電機駆動トルクＴｈ* を達成する目標発電機界磁電流Ｉｆｈを算出してからステップＳ１６に移行する。
前記ステップＳ１６では、前記目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* を達成する目標モータ界磁電流Ｉｆｍを算出してからステップＳ１７に移行する。
前記ステップＳ１７では、前記ステップＳ９又はステップＳ１３で設定された目標スロットル開度Ａｃｃ2 * をモータコントローラ２０に向けて出力すると共に、前記ステップＳ１１で算出された目標発電機界磁電流Ｉｆｈを発電機制御部８Ａに向けて出力し、前記ステップＳ１６で算出された目標モータ界磁電流Ｉｆｍをモータ制御部８Ｃに向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
これに対し、前記ステップＳ２０では、前記ステップＳ３で算出されたエンジンブレーキトルクＴｂｅが、現在、発生可能な最大モータ回生制動トルクＴｂｍMAX 以下であるか否かを判定し、当該エンジンブレーキトルクＴｂｅが最大モータ回生制動トルクＴｂｍMAX 以下である場合にはステップＳ２１に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
前記ステップＳ２１では、目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* として前記エンジンブレーキトルクＴｂｅを設定してからステップＳ２２に移行する。
前記ステップＳ２２では、目標エンジンブレーキトルクＴｂｅ* を“０”としてからステップＳ２３に移行する。
一方、前記ステップＳ２４では、目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* として前記最大モータ回生制動トルクＴｂｅMAX を設定してからステップＳ２５に移行する。
前記ステップＳ２５では、前記エンジンブレーキトルクＴｂｅから最大モータ回生制動トルクＴｂｅMAX を減じた値を目標エンジンブレーキトルクＴｂｅ* としてから前記ステップＳ２３に移行する。
前記ステップＳ２３では、前記目標エンジンブレーキトルクＴｂｅ* を達成する目標スロットル開度Ａｃｃ2 * を算出してからステップＳ２６に移行する。
前記ステップＳ２６では、前記ステップＳ２１又はステップＳ２４で設定された目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* を達成する目標モータ界磁電流Ｉｆｍを算出してからステップＳ２７に移行する。
前記ステップＳ２７では、前記ステップＳ２２又はステップＳ２５で設定された目標スロットル開度Ａｃｃ2 * をモータコントローラ２０に向けて出力すると共に、前記ステップＳ２６で算出された目標モータ界磁電流Ｉｆｍをモータ制御部８Ｃに向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、運転者がアクセルペダルから足を放したときのように、エンジンブレーキトルクが前輪１Ｌ、１Ｒに作用すると、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃ1 からエンジンブレーキトルクＴｂｅを求め、車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態である場合には、前後輪の制動トルク配分が理想制動トルク配分になるようにモータ回生制動を行うと共に、前輪のエンジンブレーキトルクと後輪の回生制動トルクとの和が、元々のエンジンブレーキトルクＴｂｅに一致するように目標前輪制動トルクＴｂｆ* 及び目標後輪制動トルクとしての目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* が算出される。そして、前記目標前輪制動トルクＴｂｆ* を達成する基準スロットル開度Ａｃｃ20 * が最大スロットル開度ＡｃｃMAX 未満であれば当該基準スロットル開度Ａｃｃ20 * を目標スロットル開度Ａｃｃ2 * とすると共に目標発電機駆動トルクＴｈ* を“０”とし、前記目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* を達成する目標モータ界磁電流Ｉｆｍ及び前記目標スロットル開度Ａｃｃ2 * を出力する。その結果、エンジン２のエンジンブレーキトルクによる前輪１Ｌ、１Ｒの制動トルクが目標前輪制動トルクＴｂｆ* まで低減されると共に、モータ４が回生作動され、前記目標回生制動トルクＴｂｍ* が後輪３Ｌ、３Ｒに作用し、前後輪の制動トルク配分は理想制動トルク配分となるので、低摩擦状態路面で前後輪の一方がロック傾向になるのを防止することができる。また、特に前記目標前輪制動トルクＴｂｆ* と前記目標後輪制動トルク、即ち目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* との合算値は、アクセルペダル解放状態でのエンジンブレーキトルクＴｂｅに一致するので、アクセルペダル解放状態での減速度に一致して違和感がない。
また、前記目標前輪制動トルクＴｂｆ* を達成する基準スロットル開度Ａｃｃ20 * が最大スロットル開度ＡｃｃMAX 以上である場合には、当該最大スロットル開度ＡｃｃMAX を前記目標スロットル開度Ａｃｃ2 * に設定するが、当該最大スロットル開度ＡｃｃMAX に相当する最大エンジンブレーキトルクＴACCMAXを目標前輪制動トルクＴｂｆ* から減じた値を目標発電機駆動トルクＴｈ* に設定し、当該目標発電機駆動トルクＴｈ* を達成する目標発電機界磁電流Ｉｆｈを発電機制御部８Ａに向けて出力する。つまり、前記スロットルバルブ１５のスロットル開度調整だけで目標前輪制動トルクＴｂｆ* を達成できない場合には、その不足分のトルク、つまりこの場合には駆動トルクを発電機７でエンジン２に付加し、もってエンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒに作用する制動トルクを低減し、より確実に前後輪の制動トルク配分を理想制動トルク配分に近づけ、これにより車両安定性をより一層確保することを可能とする。特に、本実施形態のようなバッテリレス四輪駆動車両の場合、モータ４を回生作動させて得られた電力で発電機７を直接駆動することができるので、電力の無駄がない。
このようなエンジンブレーキトルクの制御は、前後輪の何れか一方をエンジンで駆動し、前後輪の何れか他方をモータで回生制動可能な車両でのみ、可能な制御態様である。一般的なハイブリッド車両の場合にも、例えばスロットルバルブを開いてエンジンブレーキトルクを低減する制御がなされているが、これはエンジンブレーキトルクを低減することによってモータの回生制動トルクを増大し、もってバッテリへの蓄電量を増大することを目的とするものであって、前後輪の制動トルクをバランスさせて理想制動トルクに近づけようとするものではない。また、大排気量ディーゼルエンジン搭載車両に搭載されるリターダも駆動輪、即ちエンジンブレーキトルクが作用する車輪に設けられているというだけで、当該エンジンブレーキトルクに相当する総制動トルクを前後輪に配分するものではない。
一方、車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態でないときには、エンジンブレーキトルクＴｂｅを最大回生制動トルクＴｂｍMAX と比較し、エンジンブレーキトルクＴｂｅが最大回生制動トルクＴｂｍMAX 以下である場合には、当該エンジンブレーキトルクＴｂｅの値をそのまま目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* に設定すると共に目標エンジンブレーキトルクＴｂｅ* を“０”とし、エンジンブレーキトルクＴｂｅが最大回生制動トルクＴｂｍMAX 以下でない場合には、当該最大回生制動トルクＴｂｍMAX を目標モータ回生制動トルクＴｂｍ* に設定すると共にエンジンブレーキトルクＴｂｅから最大回生制動トルクＴｂｍMAX を減じた値を目標エンジンブレーキトルクＴｂｅ* に設定する。即ち、エンジンブレーキトルクのうち、回生制動トルクで補える分を全て当該回生制動に振り替えるようにして、エンジンブレーキトルクの一部又は全部を回生制動で代行することにより、運動エネルギーの回収効率が向上する。なお、この制御は、前述のように車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態でないときに行われるため、前後輪の一方がロック傾向になることはない。
以上より、前記図４の演算処理のステップＳ１〜ステップＳ３が本発明のエンジンブレーキトルク算出手段を構成し、以下同様に、前記図４の演算処理のステップＳ６が制動トルク配分手段を構成し、前記図１のエンジンコントローラ１８及び前記図４の演算処理のステップＳ７〜ステップＳ９、ステップＳ１３、ステップＳ１７がエンジンブレーキトルク制御手段を構成し、前記図３のモータ制御部８Ｃ及び前記図４の演算処理のステップＳ１６及びステップＳ１７及びステップＳ２１及びステップＳ２４及びステップＳ２６及びステップＳ２７が電動機制動トルク制御手段を構成し、前記図３の発電機制御部８Ａ及び前記図４の演算処理のステップＳ１１及びステップＳ１７が電動機駆動トルク制御手段を構成し、前記図４の演算処理のステップＳ４が低路面摩擦状態検出手段を構成している。
なお、本発明の電気的制動とは、前述のような回生制動に加え、発電機による発電負荷を制動に用いる場合を含む。
また、上記実施形態では、４輪車の場合で例示しているが、モータ４を駆動源とした２輪車に適用しても良い。
また、前記発電機は、エンジンとベルトやチェーンなどによって結合してもよい。但し、その場合にはベルトやチェーンの伸びや滑りなどを考慮する必要がある。
また、上記実施形態では、前後輪の制動力配分を理想前後制動力配分に一致するようにしているが、理想前後制動力配分になる方向であれば、必ずしも理想の配分に一致させなくともよい。
また、本発明のうち請求項１に係る発明の実施例としては、通常発生するエンジンブレーキに対応する理想制動トルク配分が得られるように回生制動トルクを単純に加えるものでもよい。
また、従駆動源と車輪との間には減速機やクラッチが介装されていなくても構わない。クラッチがないときには、従駆動源であるモータに電流を付与しなければよい。
また、前輪をエンジンで駆動するものの他にも、後輪をエンジンで駆動するような形態であっても構わない。
本発明に基づく一実施形態に係る概略装置構成図である。 本発明に基づく一実施形態に係るシステム構成図である。 本発明に基づく一実施形態に係る４ＷＤコントローラを示すブロック図である。 図１の４ＷＤコントローラ内で行われるエンジンブレーキ制御のための演算処理を示すフローチャートである。 図４の演算処理で用いられる制御マップである。 図４の演算処理で用いられる制御マップである。
符号の説明
１Ｌ、１Ｒ 前輪
２ エンジン
３Ｌ、３Ｒ 後輪
４ モータ
７ 発電機
８ ４ＷＤコントローラ
９ 電線
１０ ジャンクションボックス
１１ 減速機
１２ クラッチ
１４ 吸気管路
１５ スロットルバルブ
１６ アクセルセンサ
１７ アクセルペダル
１８ エンジンコントローラ
１９ ステップモータ
２０ モータコントローラ
２１ エンジン回転数センサ
２２ 電圧調整器
２３ 電流センサ
２６ モータ用回転数センサ
２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲ 車輪速センサ
３０ トランスミッション
３１ ディファレンシャル・ギヤ
３２ シフト位置検出手段
３４ ブレーキペダル
３５ ブレーキストロークセンサ
３６ 制動コントローラ
３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲ 制動装置

Claims (6)

  1. 前後輪の何れか一方をエンジンで駆動し、他方に電気的制動可能な電動機を備え、エンジンブレーキが作用するときに、エンジンブレーキ及び電気的制動による前後輪の制動トルク配分が理想制動トルク配分となる方向へ、前記電動機による電気的制動トルクを付与することを特徴とする制動制御装置。
  2. 前後輪の何れか一方を駆動するエンジンと、前後輪の何れか他方を電気的制動可能な電動機と、前記エンジンブレーキが作用するときに、エンジンブレーキ及び電気的制動による前後輪の制動トルク配分が理想制動トルク配分となる方向へ、前記電動機による電気的制動トルクを制御する電動機制動トルク制御手段とを備えたことを特徴とする制動制御装置。
  3. 前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、運転者によって操作されるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数及びアクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度に基づいてエンジンブレーキトルクを算出するエンジンブレーキトルク算出手段と、前記エンジンブレーキ及び電気的制動による前後輪の制動トルク配分が理想制動トルク配分となるように前記エンジンブレーキトルク算出手段で算出されたエンジンブレーキトルクを配分して前後輪の各目標制動トルクを設定する制動トルク配分手段と、前記制動トルク配分手段で設定された前後輪の目標制動トルクのうち、前記エンジンによって駆動される車輪の制動トルクが当該車輪の目標制動トルクに一致するようにエンジンブレーキトルクを制御するエンジンブレーキトルク制御手段とを備え、前記電動機制動トルク制御手段は、前記制動トルク配分手段で設定された前後輪の目標制動トルクのうち、前記電動機で電気的制動可能な車輪の制動トルクが当該車輪目標制動トルクに一致するように電気的制動トルクを制御することを特徴とする請求項２に記載の制動制御装置。
  4. 前記エンジンに接続され且つ当該エンジンの駆動を補助する第２の電動機と、前記電動機を電気的制動させて得られた電力を前記第２の電動機に供給してエンジンのエンジンブレーキトルクを低減する電動機駆動トルク制御手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の制動制御装置。
  5. 車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態であることを検出する低路面摩擦状態検出手段を備え、前記電動機制動トルク制御手段は、前記低路面摩擦状態検出手段により車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態であると検出されたときに、前記エンジンブレーキ及び電気的制動による前後輪の制動トルク配分が理想制動トルク配分となるように、前記電動機による電気的制動トルクを制御することを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の制動制御装置。
  6. 前記電動機による電気的制動を回生制動とし、前記電動機制動トルク制御手段は、前記低路面摩擦状態検出手段により車輪と路面との摩擦状態が低摩擦状態であると検出されないときには、前記エンジンブレーキの一部又は全部を前記電動機による回生制動で代行することを特徴とする請求項５に記載の制動制御装置。
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