JP2004312943A - モータ駆動車両の制動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制動時の車両安定性が向上するモータ駆動車両の制動制御装置を提供する。
【解決手段】前後輪のうちの後輪がモータで駆動可能となっている。制動操作時に所定の制動力配分で前輪及び後輪にそれぞれ制動力を作用させる油圧ブレーキ系の制動装置を備える。車両後退時に制動操作が実施されると、上記所定の制動力配分で予定する前後荷重配分に対する後輪側の荷重配分の増加分に応じた制動方向の駆動トルクを、上記モータの駆動によって後輪に付与する制動力配分調節手段を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後輪の少なくとも一方がモータで駆動可能なモータ駆動車両に係り、特に、制動時における車両の安定性を確保するためのモータ駆動車両の制動力配分調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の油圧ブレーキにおける前後制動配分は、平坦路面を前進走行中に制動した際の前後荷重配分に基づいて設定されている。すなわち、前輪の制動力の方が後輪側よりも大きくなるように前後制動力配分が設定されている。
また、前後輪の一方をモータで駆動するモータ駆動車両としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。この従来技術では、坂道発進の際に、坂道の勾配によって車両が後退する現象であるロールバック状態となると、モータを駆動することで上記ロールバック状態を抑制することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３９８５３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記モータ駆動車両にあっては、油圧ブレーキ系の制動について考慮されていないために、例えば勾配の大きな斜面で且つ低μ路面での後退時においては、制動操作によっては、車両移動方向前側にある後輪よりも、前輪が先にロック状態となって車両がふらつくおそれがある。
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、制動時の車両安定性が向上するモータ駆動車両の制動制御装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、前後輪のうちの後輪がモータで駆動可能となっていると共に、制動操作時に所定の制動力配分で前輪及び後輪にそれぞれ制動力を作用させる制動装置を備えたモータ駆動車両の制動制御装置において、
車両後退時に制動操作が実施されると、上記所定の制動力配分で予定する前後荷重配分に対する後輪側の荷重配分の増加分に応じた制動方向の駆動トルクを、上記モータの駆動によって後輪に付与する制動力配分調節手段を備えることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、実際の理想前後制動力配分と上記所定の制動力配分とが乖離しても、制動力配分調節手段によって、制動時の前後制動力配分を、理想とする制動力配分に近づける結果、制動時における車両安定性を向上可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１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、内燃機関であるエンジン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４によって駆動可能な従駆動輪である。
【０００８】
すなわち、エンジン２の出力トルク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。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駆動モータコントローラ８に出力する。
【０００９】
上記エンジン２の吸気管路１４（例えばインテークマニホールド）には、メインスロットルバルブ１５とサブスロットルバルブ１６が介装されている。メインスロットルバルブ１５は、アクセル開度指示装置（加速指示操作部）であるアクセルペダル１７の踏み込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。このメインスロットルバルブ１５は、アクセルペダル１７の踏み込み量に機械的に連動するか、あるいは当該アクセルペダル１７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ４０の踏み込み量検出値に応じて、エンジンコントローラ１８が電気的に調整制御することで、そのスロットル開度が調整される。上記アクセルセンサ４０の踏み込み量検出値は、駆動モータコントローラ８にも出力される。また、サブスロットルバルブ１６は、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開度が調整制御される。上記ステップモータ１９の回転角は、モータコントローラ２０からの駆動信号によって調整制御される。なお、サブスロットルバルブ１６にはスロットルセンサが設けられており、このスロットルセンサで検出されるスロットル開度検出値に基づいて、上記ステップモータ１９のステップ数はフィードバック制御される。ここで、上記サブスロットルバルブ１６のスロットル開度をメインスロットルバルブ１５の開度以下等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。
【００１０】
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及び駆動モータコントローラ８に出力する。
また、符号３４は制動指示操作部を構成する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３５によって検出される。該ブレーキストロークセンサ３５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及び駆動モータコントローラ８に出力する。
【００１１】
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、２Ｒ、３Ｌ、３Ｒに装備したディスクブレーキなどの油圧ブレーキ系の制動装置３７ＦＬ、３７ＦＲ、３７ＲＬ、３７ＲＲによって、各輪に作用する制動力を制御する。このとき、前後制動力配分が例えば前輪：後輪＝６０：４０となるような予め決められた所定の制動力配分で、前輪及び後輪にそれぞれ制動力を作用させる。
【００１２】
また、上記エンジン２の回転トルクＴｅの一部は、無端ベルト６を介して発電機７に伝達されることで、上記発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｈで回転する。
上記発電機７は、磁界を永久磁石で形成する永久磁石式の発電機であって、エンジン２の回転数に応じた発電を行い、発電した電力を電線９を通じてモータ４に供給可能となっている。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。
【００１３】
上記電線９の途中には、切替ボックス５０及びジャンクションボックス１０が設けられている。上記切替ボックス５０は、切替手段を構成し、駆動モータコントローラ８からの指令に応じて、発電機７が発電した電力を、モータ４側若しくはバッテリ５２側に切り替えたり、バッテリ５２とモータ４とを接続したりする。この切替ボックス５０は、例えばメカニカルリレー式や半導体リレー式によって構成すればよい。
【００１４】
また、上記バッテリ５２の蓄電率を計測する蓄電量センサ５３が設けられ、その蓄電量センサ５３は、計測した蓄電率を駆動モータコントローラ８に供給可能となっている。
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駆動モータコントローラ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）が駆動モータコントローラ８で検出される。符号２４は、リレーであり、駆動モータコントローラ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。
【００１５】
また、モータ４は、駆動モータコントローラ８からの指令によって目標モータ界磁電流Ｉｆｍに制御され、その目標モータ界磁電流Ｉｆｍへの調整によって駆動トルクが目的とするトルクに調整される。
また、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の回転数信号を駆動駆動モータコントローラ８に出力する。
【００１６】
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、駆動モータコントローラ８からのクラッチ制御指令に応じて接続状態又は切断状態となる。
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駆動モータコントローラ８に出力する。
【００１７】
駆動モータコントローラ８は、図２に示すように、４ＷＤ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、及び制動力配分調節部８Ｘを備える。
上記リレー制御部８Ｂは、発電機７からモータ４への電力供給の遮断・接続を制御する。
【００１８】
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。
また、上記４ＷＤ制御部８Ａは、所定サンプリング時間毎に図３に示す処理を行う。すなわち、まずステップＳ４０では、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲからの信号に基づき演算した、前輪１Ｌ、１Ｒ（主駆動輪）の車輪速から後輪３Ｌ、３Ｒ（従駆動輪）の車輪速を減算することで、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップ量であるスリップ速度ΔＶＦを求め、ステップＳ５０に移行する。
【００１９】
ここで、スリップ速度ΔＶＦの演算は、例えば、次のように行われる。
前輪１Ｌ、１Ｒにおける左右輪速の平均値である平均前輪速ＶＷｆ、及び後輪３Ｌ、３Ｒにおける左右輪速の平均値である平均後輪速ＶＷｒを、それぞれ下記式により算出する。
ＶＷｆ＝（ＶＷｆｌ＋ＶＷｆｒ）／２
ＶＷｒ＝（ＶＷｒｌ＋ＶＷｒｒ）／２
次に、上記平均前輪速ＶＷｆと平均後輪速ＶＷｒとの偏差から、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒのスリップ速度（加速スリップ量）ΔＶＦを、下記式により算出する。
【００２０】
ΔＶＦ ＝ ＶＷｆ −ＶＷｒ
ステップＳ５０では、上記求めたスリップ速度ΔＶＦが所定値、例えばゼロより大きいか否かを判定する。スリップ速度ΔＶＦが０以下と判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていないと推定されるので、ステップＳ３０に移行して、切替ボックス５０に対してバッテリ５２側に電力供給可能な状態にスイッチを切り替える指令を出力した後に復帰する。
【００２１】
一方、ステップＳ５０において、スリップ速度ΔＶＦが０より大きいと判定した場合には、前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップしていると推定されるので、ステップＳ６０に移行する。
ステップＳ６０では、切替ボックス５０に対し、モータ側に電力供給可能な状態にスイッチを切り替える指令を出力した後にステップＳ７０に移行する。
【００２２】
ステップＳ７０では、下記式のように、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップに、設計的または実験的に求めておいた係数Ｋ１を乗じて目標モータトルクＴｍを算出した後に、ステップＳ８０に移行する。これによって、後輪３Ｌ、３Ｒのトルクは加速スリップ量に応じたトルクに設定される。
Ｔｍ ＝ Ｋ１ × ΔＶＦ
ステップＳ８０では、モータ電機子電流Ｉａ、つまり発電機７の発電電流を検出し、続いてステップＳ９０にてモータの回転速度Ｎｍを検出してステップＳ１００に移行する。
【００２３】
ステップＳ１００では、目標モータトルクＴｍ、モータ電機子電流Ｉａ、及びモータ回転数Ｎｍを変数として、マップなどに基づきモータ界磁電流を算出し、算出した目標モータ界磁電流Ｉｆｍをモータ制御部８Ｃに出力した後に復帰する。
次に、制動力配分調節部８Ｘの処理について説明する。
【００２４】
制動力配分調節部８Ｘは、制動力配分調節手段を構成し、所定サンプリング時間毎に図４に示す処理を行う。すなわち、まずステップＳ５００にて、現在の路面の勾配角θ１を推定した後に、ステップＳ５０５に移行する。勾配角θの推定は、例えば、４輪の車輪速＝０ｋｍ／ｈ時のアナログＧセンサの出力電圧を基準として、図５に示すような関係から、路面の勾配角θ１を推定する。
【００２５】
ステップＳ５０５では、θ１＜−θ０、つまり下り路か否かを判定して、下り路と判定した場合には、制動力配分調節をしないので、ステップＳ５９０に移行して、制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧをＯＦＦにした後に復帰する。下り路でないと判定した場合にはステップＳ５１０に移行する。
ここで、θ０は正の値で、平坦路から坂道に確実に移動したと判定可能な閾値である。
【００２６】
ステップＳ５１０では、４輪駆動状態（ΔＶＦ＞０）若しくはブレーキ操作がされていない（ブレーキＳＷ＝ＯＦＦ）と判定した場合には、制動力配分調節をしないので、ステップＳ５９０に移行して、制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧをＯＦＦにした後に復帰する。そうでなければステップＳ５２０に移行する。
ステップＳ５２０では、θ１＞θ０、つまり登り路にいるか否かを判定し、登り路と判定した場合にはステップＳ５３０に移行し、平坦路面と判定した場合には５４０に移行する。
【００２７】
ステップＳ５３０では、予定している前後荷重配分に対する、登り路による後輪側の荷重増加分に応じた、つまり勾配の大きさに応じた制動力の増加分に対応した第１のモータ駆動トルクＴＢ１を下記式で求め、ステップＳ５６０に移行する。
ＴＢ１＝ Ｔ１×ｓｉｎθ１
ここで、Ｔ１は、比例ゲイン（定数）である。
【００２８】
ちなみに、勾配推定角θ１と第１のモータ駆動トルクＴＢ１とは図６に示す関係となる。もっとも、勾配推定角θ１と第１のモータ駆動トルクＴＢ１との関係を直線近似（例えば図６中、一点鎖線で示す直線Ａ）して簡略化しても良い。
一方、坂道でないと（平坦路面と）判定されるとステップＳ５４０に移行する。ステップＳ５４０では、後進時か否かを判定し、後進時と判定した場合にはステップＳ５５０に移行して第１のモータ駆動トルクＴＢ１に「０」を代入した後にステップＳ５６０に移行し、また、後進時でないと判定した場合には、ステップＳ５９０に移行する。
【００２９】
また、ステップＳ５６０では、ブレーキ操作量を推定した後にステップＳ５７０に移行すれば良い。ブレーキ操作量の推定は、例えば次の▲１▼〜▲３▼のいずれかによって推定する。なお、本実施形態では、ブレーキ操作量として前輪側のブレーキトルク推定値ＢＴ１を使用しているが、後輪側のブレーキトルク推定値を使用しても良い。
【００３０】
▲１▼ 液圧センサ（マスタシリンダ圧やホイールシリンダ圧を検出するセンサ）が検出した圧力Ｐ１から下記式によって推定する。また、ブレーキ操作量を使用しても良い。
ＢＴ１＝Ｋ２×Ｐ１
▲２▼ 前輪の車輪減速度Ｖｗｄｆから下記式によって推定する。
ＢＴ１＝Ｋ３×Ｖｗｄｆ
▲３▼ 後輪の車輪減速度Ｖｗｄｒから下記式によって推定する。
ＢＴ１＝Ｋ４×Ｖｗｄｒ
【００３１】
ステップＳ５７０では、ブレーキ操作量ＢＴ１に応じた第２のモータ駆動トルクＴＢ２を下記式によって算出して、ステップＳ５８０に移行する。
ＴＢ２＝Ｋ１×ＢＴ１
ただし、ＴＢ２がＢＴ０以下の場合にはＴＢ２に「０」を代入し、ＢＴ０よりも大きい場合に行う。
ステップＳ５８０では、第１のモータ駆動トルクＴＢ１と第２のモータ駆動トルクＴＢ２を加算して、モータ駆動指令値ＴＢ３を演算して、ステップＳ６００に移行する。
ＴＢ３＝ＴＢ１ ＋ ＴＢ２
【００３２】
ステップＳ６１０では、モータ駆動指令値ＴＢ３が「０」より大きいか否かを判定し、ゼロより大きいつまりモータ駆動指令値ＴＢ３が有ると判定した場合にはステップＳ６１０に移行し、そうでなければステップＳ５９０に移行する。
ステップＳ６１０では、制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧをＯＮにしてステップＳ６２０に移行する。
【００３３】
ステップＳ６２０では、エンジン停止中若しくはエンジントルクが所定以下の場合と判定した場合には、バッテリとモータとを接続するＳＷ切替処理をした後にステップＳ６３０に移行する。
ステップＳ６３０では、モータ電機子電流Ｉａ、モータ回転数Ｎｍを入力してステップＳ６４０に移行する。
【００３４】
ステップＳ６４０では、下記式に基づき上記モータ駆動指令値ＴＢ３に対応するモータ界磁電流Ｉｆｍを算出しモータ制御部８Ｃに出力してから処理を終了する。
ここで、アナログＧセンサは車両進行方向検出手段を構成し、ステップＳ５００，Ｓ５６０は後輪側偏差推定手段を構成し、ステップＳ５３０、Ｓ５７０，Ｓ５８０は駆動トルク算出手段を構成し、後述のモータ制御部８Ｃはモータトルク制動制御手段を構成する。
【００３５】
次に、モータ制御部８Ｃは、４ＷＤ制御部８Ａ及び制動力配分調節部８Ｘからの指令に基づきモータ４の界磁電流を目標界磁電流Ｉｆｍに調整することで、当該モータ４のトルクを所要の値に調整する。すなわち、ΔＶＦ＞０であれば４ＷＤ制御部８Ａからの目標モータ界磁電流Ｉｆｍに制御し、制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧがＯＮであれば、制動力配分調節部８Ｘからの目標モータ界磁電流Ｉｆｍに制御し、上記のいずれでもなければ、モータ界磁電流値をゼロにする。
【００３６】
なお、ΔＶＦ＞０若しくは制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧがＯＮであれば、クラッチ１２を接続し、そうでなければクラッチ１２を非接続状態とする。なお、モータが所定以上の高回転の場合にもクラッチ１２を非接続状態とする。
次に、エンジンコントローラ１８の処理について説明する。
エンジンコントローラ１８では、所定のサンプリング時間毎に、入力した各信号に基づいて図７に示すような処理が行われる。
【００３７】
すなわち、まずステップＳ２１０で、アクセルセンサ４０からの検出信号に基づいて、運転者の要求する目標出力トルクＴｅＮを演算して、ステップＳ２２０に移行する。
ステップＳ２２０では、スロットル開度やエンジン回転数などに基づき、現在の出力トルクＴｅを算出してステップＳ２３０に移行する。
【００３８】
ステップＳ２３０では、加速スリップがあるか否かを判定し、加速スリップが加速スリップが無いと判定すればステップＳ２９０に移行する。一方、加速スリップが有る場合にはステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２４０では、加速スリップを抑制するための低減トルクＴΔＶＦを、例えば下記式によって求めた後にステップＳ２５０に移行する。
ＴΔＶＦ ＝ ΔＶＦ × Ｋ２
【００３９】
ここで、Ｋ２は、実験などによって求めたゲインである。
ステップＳ２５０では、現時点でのモータトルクＴｍＤを求めてステップＳ２６０に移行する。なお、２輪駆動状態で且つ非制動状態の場合には、モータトルクＴｍＤはゼロである。
【００４０】
ステップＳ２６０では、モータ４の駆動アシストによっても前輪の加速スリップが抑制しきれないトルク分（ＴΔＶＦ−ＴｍＤ）だけ、現在のエンジン出力トルクから減じた制限出力トルクＴｅＭを、下記式によって求め、ステップＳ２７０に移行する。
ＴｅＭ ＝ Ｔｅ −（ＴΔＶＦ −ＴｍＤ）
ステップＳ２７０では、制限出力トルクＴｅＭが目標出力トルクＴｅＮよりも大きいか否かを判定する。制限出力トルクＴｅＭの方が大きいと判定した場合には、ステップＳ２８０に移行する。一方、制限出力トルクＴｅＭの方が小さいか目標出力トルクＴｅＮと等しければステップＳ２９０に移行する。
【００４１】
ステップＳ２８０では、目標出力トルクＴｅＮに制限出力トルクＴｅＭを代入することで目標出力トルクＴｅＮを増大して、ステップＳ２９０に移行する。
ステップＳ２９０では、現在の出力トルクＴｅに対する目標出力トルクＴｅＮの偏差分ΔＴｅ′を下記式に基づき出力して、ステップＳ３００に移行する。
ΔＴｅ′ ＝ＴｅＮ − Ｔｅ
ステップＳ３００では、その偏差分ΔＴｅに応じたスロットル開度θの変化分Δθを演算し、その開度の変化分Δθに対応する開度信号を上記ステップモータ１９に出力して、復帰する。
【００４２】
ここで、上記ステップＳ２３０からＳ２８０の処理によって、モータ４が駆動されない状態若しくはモータ４の駆動アシストによっても加速スリップが抑制出来ないトルク分をエンジン側で低減して上記加速スリップが低減される。なお、この上記ステップＳ２３０からＳ２８０は、モータが非駆動状態のときにのみ実施しても良い。
【００４３】
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。
また、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、エンジン２から前輪１Ｌ、１Ｒに伝達されたトルクが路面反力限界トルクよりも大きくなると、つまり、主駆動輪である前輪１Ｌ、１Ｒが加速スリップすると、クラッチ１２が接続され且つモータ４に電力が供給されて加速スリップに応じたモータ４の駆動力が後輪３Ｌ、３Ｒに伝達されることで４輪駆動状態に移行する。続いて、前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される駆動トルクが、当該前輪１Ｌ、１Ｒの路面反力限界トルクに近づくように調整されることで、２輪駆動状態に移行する。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。
【００４４】
ここで、加速スリップ状態の場合には、エンジン２の回転数も高くなり易いことから発電機７の発電量も大きくなって、モータ４の駆動トルクも大きく設定可能となるが、このモータ４の駆動トルクによっても加速スリップを吸収できない状態には、加速スリップが吸収されない状態となる可能性もある。これに対し、本実施形態では、その分エンジンのトルクが調整されることで、加速スリップが低減する。すなわち、エンジンＴＣＳ制御によって加速スリップを抑制するため、このことから大きな発電機７を備えること無く主駆動輪である前輪の加速スリップを抑制することができる。
【００４５】
また、車両が加速スリップしていない場合には、発電機７によって発電された電力の供給先がバッテリ５２側となってバッテリ５２の充電が行われる。
さらに、平坦路を前進走行中にブレーキペダル３４が踏まれて制動操作が行われると、予め設定されている所定の制動力配分（例えば、前輪側：後輪側＝６０：４０）で且つブレーキペダルの踏み込み量に応じた大きさで前輪及び後輪に制動力が作用して車両の減速及び停止がなされる。
【００４６】
通常、上記所定の制動力配分は、平坦路の前進走行時に制動が掛けられた場合における前後荷重配分による理想制動力配分曲線Ｚ１，Ｚ２に基づき、図８に示す符号Ｘのように設定されて、前輪側が後輪側よりも制動力が大きくなるように制動が掛けられる結果、制動時に走行方向前側にある前輪が必ず先にロックするようにして、制動時の走行安定性を確保するようにしている。
【００４７】
一方、平坦路面における後退時の制動を考えた場合、上記所定の制動力配分が予定している前後荷重配分に対して後輪側の荷重が増加することで、その後輪側への荷重増加によって理想制動力配分曲線Ｚ１，Ｚ２は図９のように後輪側に変化してしまう。そして、そのままでは、制動時に走行方向後側にある前輪側が先にロックする結果、後進走行速度が大きい場合や路面μが低い場合には、制動時に車両にふらつきが発生しやすくなる。
【００４８】
これに対し、本実施形態では、車両後進時の制動操作量に基づき、予定している制動時の前後荷重配分に対する後輪側への荷重移動量（荷重増加量）に対応した偏差分に応じた制動方向（前進方向）のモータ駆動トルクＴＢ２をモータ４で発生して後輪に負荷することで、実際の制動力配分曲線が、図９中の符号Ｘから符号Ｙのように変化して、つまり、後退時の理想制動力配分曲線Ｚ１，Ｚ２よりも後輪側の制動力が若干大きくなる。この結果、制動時に走行方向前側にある後輪側が先にロックして、後進走行速度が大きい場合や路面μが低い場合であっても、制動走行時の安定性が向上する。
【００４９】
さらに、坂道の上り路での後退時にあっては、後進に制動による後輪側への荷重移動量（荷重増加量）の他に、図１０に示すように、路面の勾配角θ１による後進方向の後退力が作用することによっても後輪側への荷重移動量（荷重増加量）があることから、その後輪側への荷重増加によって更に理想制動力配分曲線Ｚ１，Ｚ２は図１１のように後輪側に変化して、そのままでは、制動時に走行方向後側にある前輪側が先にロックする結果、坂道発進時などによる制動後退時に、平坦路より顕著に、車両にふらつきが発生しやすくなる。
【００５０】
これに対し、本実施形態では、予定している制動時の前後荷重配分（６０：４０）に対する、勾配による後輪側への荷重移動量（荷重増加量）に応じた偏差量だけ制動方向（前進方向）のモータ駆動トルクＴＢ１を更に増加して後輪に負荷することで、実際の制動力配分曲線が、図１１中符号Ｘから符号Ｙのように変化して、つまり、坂道後退時の理想制動力配分曲線Ｚ１，Ｚ２よりも後輪側の制動力が若干大きくなる。この結果、走行方向前側にある後輪側が先に制動ロックして、坂道での後退状態であっても、制動走行時の安定性が向上する。
【００５１】
上記登り路における車両後退時に制動した場合のタイムチャートを示すと、油圧ブレーキ系の制動だけでは、図１２に示すように、前輪側が早期かつ先にロックしてしまうが、本実施形態では、図１３に示すように、制動を開始すると前後輪が共に徐々に周速が小さくなるように制動が掛かかり前輪の先ロックが抑えられる。
【００５２】
ここで、上記４輪駆動制御システムでは、前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップに応じて４輪駆動状態に移行する場合で説明したが、アクセル開度などに応じて４輪駆動状態に移行する４輪駆動制御システムであっても良いし、４輪切替スイッチによって４輪駆動状態と２輪駆動状態とを切り替える構成であっても適用可能である。また、上記実施形態では、モータ４と後輪３Ｌ、３Ｒとの間に減速機１１及びクラッチ１２を介装した構成となっているが、当該減速機１１及びクラッチ１２は無くても構わない。
【００５３】
また、上記実施形態では、発電機７として永久磁石式を例示しているが、界磁制御式の発電機を採用しても良い。また、発電機を装備せず、バッテリからモータに電力を供給するようにしても良い。
また、上記実施形態では、路面の勾配、及び後進時の制動操作量に基づいて後輪側への荷重配分増加量に応じた偏差量をそれぞれ推定して個別に制動力の増加分、つまり後輪側のモータ駆動トルクを求めているが、これに限定されない。例えば、走行状態に応じて図９や図１１のような種々の理想制動力配分に対応したマップを持っていて、現在の走行状態及び制動操作量に応じて、上記マップに基づき直接、後輪側への荷重増加分に応じたモータ駆動トルク量を演算するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、予定した前後荷重に対する荷重配分の増加分に応じた偏差量として、勾配角と制動操作量の両方を使用し、個々に制動のためのモータ駆動トルクＴＢ１及びＴＢ２を演算しているが、これに限定されない。勾配角θ１だけを上記偏差量とし、制動操作量ＢＴ１はゲインの変数として、下記式でモータ駆動トルクを演算するようにしても良いし、偏差量として勾配角若しくは制動操作量だけを使用しても良い。また、他の因子を偏差量として使用しても良い。
ＴＢ３＝Ｋ（ＢＴ１）×ｓｉｎθ１
【００５５】
また、上記実施形態では、油圧制動装置のブレーキディスクなどによって４輪全てに制動力を作用させる構成で説明しているが、これに限定されない。例えば、前輪は上記油圧制動装置のブレーキディスクなどによって制動を掛けるようにしておき、後輪については、モータ駆動トルクだけで制動を掛けるように設定しても良い。
【００５６】
また、前輪の駆動もモータからなる車両であっても適用可能である。
なお、モータによって制動方向の駆動トルクを発生させるが、モータが回転しない場合もある、要は制動方向の駆動トルクが後輪に掛かれば良い。
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な装置については同一の符号を付して詳細は省略する。
【００５７】
第１実施形態では、前輪をエンジンにより駆動される主駆動輪とし後輪をモータにより駆動される従駆動輪としたが、第２実施形態では、前輪をモータにより駆動される従駆動輪とし後輪をエンジンにより駆動される主駆動輪としている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
ただし、駆動モータコントローラ８における制動力配分調節部８Ｘの処理が若干異なる。すなわち、第２実施形態の制動力配分調節部８Ｘでは、坂道の下り路での車両前進時の制動時にのみ制動力配分調整を行う。また、モータ制御部８Ｃでは、ＴＢＦＬＧがＯＮの場合には、モータ４を車両後進方向に回転するトルクを発生させるように制御する点も第１実施形態と異なる。
【００５８】
その制動力配分調節部８Ｘの処理は、所定サンプリング時間毎に図１４に示す処理を行う。すなわち、まずステップＳ８００にて、路面の勾配角θ１を推定した後に、ステップＳ８１０に移行する。勾配角θの推定は、例えば、４輪の車輪速＝０ｋｍ／ｈ時のアナログＧセンサの出力電圧を基準として路面の勾配角θ１を推定する。
【００５９】
ステップＳ８１０では、θ１＜−θ０、つまり下り路か否かを判定して、下り路と判定した場合にはステップＳ８２０に移行し、そうでなければステップＳ８８０に移行して、制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧをＯＦＦにした後に復帰する。
ステップＳ８２０では、４輪駆動状態（ΔＶＦ＞０）若しくはブレーキ操作がされていない（ブレーキＳＷ＝ＯＦＦ）と判定した場合には、制動力配分調節をしないので、ステップＳ８８０に移行して、制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧをＯＦＦにした後に復帰する。そうでなければステップ８３０に移行する。
【００６０】
ステップＳ８３０では、アナログＧセンサに基づき前進時か否かを判定し、先進時と判定した場合にはステップＳ８４０に移行し、そうでなければステップＳ８８０に移行する。
ステップＳ８４０では、予定している前後荷重配分に対する、下り路による前輪側の荷重配分増加分に応じた偏差量、つまり勾配の大きさθ１に応じた第１のモータ駆動トルクＴＢ１を下記式で求め、ステップＳ８５００に移行する。もっとも、勾配推定角θ１と第１のモータ駆動トルクＴＢ１との関係を直線近似して簡略化しても良い。
【００６１】
ＴＢ１＝ Ｔ２×ｓｉｎθ１
ここで、Ｔ２は、比例ゲイン（定数）である。
また、ステップＳ８５０では、ブレーキ操作量を推定した後にステップＳ８６０に移行する。ブレーキ操作量の推定は、例えば次の▲１▼〜▲３▼のいずれかによって推定する。なお、本実施形態では、ブレーキ操作量として前輪側のブレーキトルク推定値ＢＴ１を使用している。
【００６２】
▲１▼ 液圧センサ（マスタシリンダ圧やホイールシリンダ圧を検出するセンサ）が検出した圧力Ｐ１から下記式によって推定する。また、ブレーキ操作量を使用しても良い。
ＢＴ１＝Ｋ５×Ｐ１
▲２▼ 前輪の車輪減速度Ｖｗｄｆから下記式によって推定する。
ＢＴ１＝Ｋ６×Ｖｗｄｆ
▲３▼ 後輪の車輪減速度Ｖｗｄｒから下記式によって推定する。
ＢＴ１＝Ｋ７×Ｖｗｄｒ
【００６３】
ステップＳ８６０では、下り路におけるブレーキ操作量ＢＴ１に応じた第２のモータ駆動トルクＴＢ２を下記式によって算出して、ステップＳ８７０に移行する。
ＴＢ２＝Ｋ８×ＢＴ１
ただし、ＴＢ２がＢＴ０以下の場合にはＴＢ２に「０」を代入し、ＢＴ０よりも大きい場合に行う。
ステップＳ８７０では、第１のモータ駆動トルクＴＢ１と第２のモータ駆動トルクＴＢ２を加算して、モータ駆動指令値ＴＢ３を演算して、ステップＳ８９０に移行する。
ＴＢ３＝ＴＢ１ ＋ ＴＢ２
【００６４】
ステップＳ８９０では、モータ駆動指令値ＴＢ３が「０」より大きいか否かを判定し、ゼロより大きいつまりモータ駆動指令値ＴＢ３が有ると判定した場合にはステップＳ９００に移行し、そうでなければステップＳ８８０に移行する。
ステップＳ９００では、制動力配分調節フラグＴＢＦＬＧをＯＮにしてステップＳ９１０に移行する。
【００６５】
ステップＳ９１０では、エンジン停止中若しくはエンジントルクが所定以下の場合と判定した場合には、バッテリとモータとを接続処理をした後にステップＳ９２０に移行する。
ステップＳ９２０では、モータ電機子電流Ｉａ、モータ回転数Ｎｍを入力してステップＳ９３０に移行する。
【００６６】
ステップＳ９３０では、下記式に基づき上記モータ駆動指令値ＴＢ３に対応するモータ界磁電流Ｉｆｍを算出して処理を終了する。
なお、フラグＴＢＦＬＧがＯＮの場合には、モータの回転方向を後退方向に回転させるように制御する。
次に、第２実施形態に動作や作用・効果などについて説明する。
【００６７】
下り坂の前進時にあっては、路面の勾配によって作用する前進力によって前後輪側への荷重移動量（荷重増加量）が予定している前後荷重配分によりも増加すると共に、下り坂の前進時での制動によっても後輪側への荷重移動量（荷重増加量）が増加するので、理想制動力配分が前輪側が多くなるため、制動力が大きいなどの条件によっては、前輪側の制動ロックに対し、走行方向後側にある後輪が先に制動ロックして、制動走行時に車両がふらつくおそれがある。
【００６８】
これに対して、本実施形態では、前輪側への荷重増加分に応じてモータ駆動トルクによって前輪側の制動力を増加させることで、実際の制動力配分曲線Ｙが、図１５のようになって、つまり、下り坂前進時の理想制動力配分曲線Ｚ１，Ｚ２よりも前輪側の制動力が大きくなる。この結果、走行方向前側にある前輪側が先に制動ロックして、下り坂での前進状態であっても、制動走行時の安定性が向上する。
【００６９】
なお、モータによって制動方向の駆動トルクを発生させるが、モータが回転しない場合もある、要は制動方向の駆動トルクが前輪に掛かれば良い。
その他の構成や作用・効果は上記第１実施形態と同様である。
また、前後輪ともにモータ駆動方式である場合には、上記第１実施形態と第２実施形態の両方の機能をもった制動力配分調節部８Ｘとすればよい。
また、４輪駆動車の実施形態以外に、前輪又は後輪をモータ駆動する２輪駆動車であっても構わない。
また、モータは電動モータ以外に油圧モータであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る車両構成図を示す図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係るモータコントローラの構成を示す図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係る４ＷＤ制御部の処理を説明する図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態に係る制動力配分調節部の処理を説明する図である。
【図５】アナログＧセンサ出力電圧と勾配角との関係を示す図である。
【図６】勾配角と第１のモータ駆動トルクとの関係を示す図である。
【図７】本発明に基づく第１実施形態に係るエンジンコントローラの処理を説明する図である。
【図８】平坦路での前進時の前後制動力配分を示す図である。
【図９】平坦路での後退時の前後制動力配分を示す図である。
【図１０】登り路後退時の状態を示す図である。
【図１１】登り路での後退時の前後制動力配分を示す図である。
【図１２】登り路での後退時制動の比較のためのタイムチャートを示す図である。
【図１３】登り路での後退時制動の第１実施形態を採用した場合でのタイムチャートを示す図である。
【図１４】本発明に基づく第２実施形態に係る制動力配分調節部８Ｘの処理を説明する図である。
【図１５】下り路での前進時の前後制動力配分を示す図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ 前輪
２ エンジン
３Ｌ、３Ｒ 後輪
４ モータ
６ ベルト
７ 発電機
８ 駆動モータコントローラ
８Ａ ４ＷＤ制御部
８Ｂ リレー制御部
８Ｃ モータ制御部
８Ｄ クラッチ制御部
８Ｘ 制動力配分調節部
９ 電線
１０ ジャンクションボックス
１１ 減速機
１２ クラッチ
１８ エンジンコントローラ
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
４０ アクセルセンサ
５０ 切替ボックス
５２ バッテリ
Ｉｆｈ 発電機の界磁電流
Ｖ 発電機の電圧
Ｎｈ 発電機の回転数
Ｉａ 目標電機子電流
Ｉｆｍ 目標モータ界磁電流
Ｅ モータの誘起電圧
Ｎｍ モータの回転数（回転速度）
ＴＢ１ 第１のモータ駆動トルク
ＴＢ２ 第２のモータ駆動トルク
ＴＢ３ モータ駆動指令値
θ１ 勾配角
ＢＴＦＬＧ 制動力配分調節フラグ
ＢＴ１ ブレーキトルク推定値（ブレーキ操作量）

Claims (8)

1. 前後輪のうちの後輪がモータで駆動可能となっていると共に、制動操作時に所定の制動力配分で前輪及び後輪にそれぞれ制動力を作用させる制動装置を備えたモータ駆動車両の制動制御装置において、
   車両後退時に制動操作が実施されると、上記所定の制動力配分で予定する前後荷重配分に対する後輪側の荷重配分の増加分に応じた制動方向の駆動トルクを、上記モータの駆動によって後輪に付与する制動力配分調節手段を備えることを特徴とするモータ駆動車両の制動制御装置。
2. 上記制動力配分調節手段は、車両の前進若しくは後退を検出する車両進行方向検出手段と、車両後退時で制動作動された場合に上記所定の制動力配分で予定する前後荷重配分に対する後輪側での荷重配分の増加分に応じた偏差量を推定する後輪側偏差推定手段と、後輪側偏差推定手段で推定した偏差量に応じた制動方向の駆動トルクを算出する駆動トルク算出手段と、車両後退且つ制動操作中と判定すると駆動トルク算出手段が算出した駆動トルクに応じた制動方向のトルクに上記モータの駆動トルクを制御するモータトルク制動制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載したモータ駆動車両の制動力配分調整装置。
3. 上記後輪側偏差推定手段は、路面の勾配角に基づき上記偏差量を推定することを特徴とする請求項２に記載したモータ駆動車両の制動力配分調整装置。
4. 上記後輪側偏差推定手段は、車両後退中の制動操作量に基づき上記偏差量を推定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載したモータ駆動車両の制動力配分調整装置。
5. 前後輪のうちの前輪がモータで駆動可能となっていると共に、制動操作時に所定の制動力配分で前輪及び後輪に制動トルクを作用させる制動装置を備えたモータ駆動車両の制動制御装置において、
   車両が下り路を前進時に制動操作が実施されると、上記所定の制動力配分で予定する前後荷重配分に対する前輪側の荷重配分の増加分に応じた制動方向の駆動トルクを、上記モータの駆動によって前輪に付与する制動力配分調節手段を備えることを特徴とするモータ駆動車両の制動制御装置。
6. 上記制動力配分調節手段は、車両の前進若しくは後退を検出する車両進行方向検出手段と、車両が下り路を前進時で制動作動された場合に上記所定の制動力配分で予定する前後荷重配分に対する前輪側での荷重配分の増加分に応じた偏差量を推定する前輪側偏差推定手段と、前輪側偏差推定手段で推定した偏差量に応じた制動方向の駆動トルクを算出する駆動トルク算出手段と、車両が下り路を前進且つ制動操作中と判定すると駆動トルク算出手段が算出した駆動トルクに応じた制動方向のトルクに上記モータの駆動トルクを制御するモータトルク制動制御手段とを備えることを特徴とする請求項５に記載したモータ駆動車両の制動力配分調整装置。
7. 上記前輪側偏差推定手段は、路面の勾配角に基づき上記偏差量を推定することを特徴とする請求項６に記載したモータ駆動車両の制動力配分調整装置。
8. 上記前輪側偏差推定手段は、下り路を車両前進中の制動操作量に基づき上記偏差量を推定することを特徴とする請求項７に記載したモータ駆動車両の制動力配分調整装置。

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