JP2005329740A

JP2005329740A - 車両制動システム

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Publication number: JP2005329740A
Application number: JP2004147559A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Miyazaki; 徹也宮崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】回生ブレーキにより車輪に加えられていた制動トルクを液圧ブレーキに肩代わりさせるすり替え時において、総制動トルクの変動を抑制する。
【解決手段】回生ブレーキと液圧ブレーキとの協調制御により車両を制動する車両制動システムにおいて、Ｓ１８〜Ｓ２２により総所要制動トルクと実回生制動トルクとに基づいて暫定目標液圧制動トルクを決定し、Ｓ２４により車体の減速度等に基づいて回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え勾配を取得し、Ｓ２６〜Ｓ３６により暫定目標液圧制動トルクに制御遅れ補正を行い、目標液圧制動トルクを決定する。Ｓ３８において、液圧ブレーキの制動トルクを主導的に増大させ、それによって総所要制動トルクが過大になる分、回生制動トルクを減少させる液圧追従回生制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、液圧ブレーキと回生ブレーキとの協調制御により車両を制動する車両制動システムに関するものである。

この種の車両制動システムは、電動モータを駆動源とする電気自動車や、エンジンと電動モータとを駆動源とするハイブリッド車に搭載されている。これら自動車の駆動輪には、エンジン車と同様に液圧ブレーキが設けられるとともに、電動モータを発電機として作動させ、発生させられた電気エネルギをバッテリに返すことにより駆動輪に制動トルクを加える回生ブレーキも設けられるのである。この場合、回生ブレーキは、極低速域においては制動トルクが著しく低下するため、極低速域に達する以前に、それまで回生ブレーキにより駆動輪に加えられていた制動トルクを液圧ブレーキに肩代わりさせる「すり替え」が行われるのが普通である。回生ブレーキの制動トルクである回生制動トルクを徐々に減少させるとともに、液圧ブレーキの制動トルクである液圧制動トルクを徐々に増大させて、最終的には液圧ブレーキのみで車両が停止させられるのである。

上記すり替えが理想的に行われれば問題はないが、従来は、車両全体の制動トルクである総制動トルクに不連続な部分が生じて、減速度が急変し、運転者に違和感を感じさせることがあった。この問題の一解決策が下記特許文献１に記載されている。液圧ブレーキと回生ブレーキとの協調制御により車両を制動する車両制動システムにおいて、駆動輪減速度または車両減速度を減速度計測手段により計測し、その計測減速度が一定になるように、目標液圧制動トルクをフィードバック補正する液圧制動トルク学習補正手段を設けることが記載されているのである。
特開２０００−１９７２０５

本発明は、上記特許文献１に記載されたものとは異なる手段によってすり替え時の総制動トルクの変動を抑制し得るようにすることを課題としてなされたものである。

本発明は、上記課題を解決するために、液圧ブレーキと回生ブレーキとの協調制御により車両を制動する車両制動システムを、(a)運転者の望む総制動トルクである総所要制動トルクを取得する総所要制動トルク取得部と、(b)前記回生ブレーキにより発生させられる実回生制動トルクを取得する実回生制動トルク取得部と、(c)前記総所要制動トルクと前記実回生制動トルクとに基づいて前記液圧ブレーキにより発生させるべき液圧制動トルクである目標液圧制動トルクを決定する目標液圧制動トルク決定部とを含むものとし、かつ、その目標液圧制動トルク決定部を、(i)前記総所要制動トルクと前記実回生制動トルクとに基づいて暫定目標液圧制動トルクを決定する暫定目標液圧制動トルク決定部と、(ii)前記回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え勾配を取得するすり替え勾配取得部と、(iii)その取得されたすり替え勾配に基づいて、前記暫定目標液圧制動トルクに、すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい制御遅れ補正を行う遅れ補正部とを含むものとしたことを特徴とする。

回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替えは種々の場合に必要になる。その代表的なものは、車両の走行速度が極低速になった場合である。極低速時においては、回生ブレーキの効きが極めて悪くなるため、それ以前に回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替えが行われるのが普通である。すり替えが、回生制動中に、回生制動による電気エネルギを蓄えるバッテリに蓄電の余裕が少なくなった、あるいはなくなった場合に行われることもある。
そして、すり替え時の目標液圧制動トルクの増大勾配は、状況に応じて変えられることが多い。例えば、車両の走行速度が極低速になった場合におけるすり替えは、車両の減速度が大きい場合ほど短時間内に行われることが望ましいため、減速度が大きい場合には小さい場合に比較して目標液圧制動トルクの増大勾配が大きくされる。
一方、すり替え勾配が大きいほど、すなわち目標液圧制動トルクの増大勾配が大きいほど、液圧制動トルクの制御遅れが大きくなるため、本発明においては、すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して暫定目標液圧制動トルクに大きい制御遅れ補正が行われるようにしたのである。制御遅れ補正は、すり替え勾配が大きいほど連続的あるいは段階的に大きくされるようにすることが望ましいが、２段階にのみ変更されるようにしてもよい。

本発明によれば、回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え時における実総制動トルクの変動を抑制することができる。しかも、前記特許文献１に記載の車両制動システムに比較して構成が単純であり、安価でかつ作動の安定した車両制動システムが得られる。実総制動トルクの変動は、主として液圧制動トルクの制御誤差によって発生するのであるが、液圧制動トルク制御誤差は車両減速度の大小によって変化するし、回生制動トルクもバッテリの充電余裕度や駆動輪の回転速度などによって変化するため、これらを考慮した液圧制動トルク学習補正手段を構成することが大変であり、構成が複雑になるため、特許文献１に記載の発明により安価で作動の安定した車両制動システムを得ることはむつかしい。それに対して、本発明によればそれが容易になるのである。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項、（２）項、（３）項がそれぞれ請求項１，２，３に相当し、（８）項が請求項４に相当する。

（１）液圧ブレーキと回生ブレーキとの協調制御により車両を制動する車両制動システムであって、
運転者の望む総制動トルクである総所要制動トルクを取得する総所要制動トルク取得部と、
前記回生ブレーキにより発生させられる実回生制動トルクを取得する実回生制動トルク取得部と、
前記総所要制動トルクと前記実回生制動トルクとに基づいて前記液圧ブレーキにより発生させるべき液圧制動トルクである目標液圧制動トルクを決定する目標液圧制動トルク決定部と
を含み、かつ、前記目標液圧制動トルク決定部が、
前記総所要制動トルクと前記実回生制動トルクとに基づいて暫定目標液圧制動トルクを決定する暫定目標液圧制動トルク決定部と、
前記回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え勾配を取得するすり替え勾配取得部と、
その取得されたすり替え勾配に基づいて、前記暫定目標液圧制動トルクに、すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい制御遅れ補正を行う遅れ補正部と
を含むことを特徴とする車両制動システム。
（２）前記遅れ補正部が、前記暫定目標液圧制動トルクを、前記すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい時間先行して出力する先行出力部を含む (1)項に記載の車両制動システム。
暫定目標液圧制動トルクがすり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい時間先行して出力されるようにすれば、制御遅れを良好に回避して、すり替え時における総制動トルクの変動を良好に抑制することができる。先行時間は、連続的あるいは多段階に大きくされるようにすることが望ましいが、最低２段階でもよく、先行時間０、すなわち先行させられない場合も１段階と数えることとする。
（３）前記遅れ補正部が、前記すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい補正値を前記暫定目標液圧制動トルクに加える補正値加算部を含む (1)項または (2)項に記載の車両制動システム。
すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して暫定目標液圧制動トルクに大きな補正値が加算されるようにすれば、すり替え時における総制動トルクの変動を良好に抑制することができる。補正値は、連続的あるいは多段階に大きくされるようにすることが望ましいが、最低２段階に変えられればよく、補正値０、すなわち補正されない場合も１段階と数えることとする。また、暫定目標液圧制動トルクに定数を掛けて補正することは、暫定目標液圧制動トルクに比例する補正値を加えることと実質的に同じであり、この場合も本項の発明に包含されるものとする。
（４）前記すり替え勾配取得部が、前記総所要制動トルク取得部により取得された前記総所要制動トルクの大きさに基づいて前記すり替え勾配を決定する総所要制動トルク依拠すり替え勾配決定部を含む (1)項ないし (3)項のいずれかに記載の車両制動システム。
総所要制動トルク取得部により取得された総所要制動トルクが大きければ、実総制動トルクも大きい値に制御され、車両の減速度が大きくなる。したがって、総所要制動トルクが大きい場合には、短時間ですり替えを行うこと、すなわちすり替え勾配を大きくすることが望ましく、総所要制動トルクの大きさに基づいてすり替え勾配を決定することは妥当なことである。
（５）当該車両制動システムが前記車両の減速度を取得する減速度取得部を含み、前記すり替え勾配取得部が、その減速度取得部により取得された減速度に基づいて前記すり替え勾配を決定する減速度依拠すり替え勾配決定部を含む (1)項ないし (4)項のいずれかに記載の車両制動システム。
減速度取得部により取得された減速度が大きい場合には、すり替えが速やかに行われることが望ましく、減速度に基づいてすり替え勾配を決定することは妥当なことである。
（６）前記すり替え勾配取得部が、前記暫定目標液圧制動トルク決定部により決定された前記暫定目標液圧制動トルクの増大勾配を前記すり替え勾配として取得する暫定目標液圧制動トルク増大勾配取得部を含む (1)項ないし (5)項のいずれかに記載の車両制動システム。
暫定目標液圧制動トルク決定部により決定される暫定目標液圧制動トルクの増大勾配とすり替え勾配とは概して１対１に対応するため、前者を後者と考えることができる。しかも、暫定目標液圧制動トルク決定部は、総所要制動トルクと実回生制動トルク取得部により取得される実回生制動トルクとに基づいて暫定目標液圧制動トルクを決定するため、実回生制動トルクが、バッテリの充電能力に余裕がない等の理由で、通常通りの大きさに制御されない場合には、それによって生じる実総制動トルクの不足も補われることとなり、好都合である。
（７）当該車両制動システムが前記液圧ブレーキの実液圧を検出する液圧センサを含み、前記すり替え勾配取得部が、その液圧センサにより検出された実液圧の増大勾配を前記すり替え勾配として取得する実液圧増大勾配取得部を含む (1)項ないし (6)項のいずれかに記載の車両制動システム。
すり替え勾配が大きい場合には暫定目標液圧制動トルクの増大勾配が大きくされ、その結果、液圧ブレーキの実液圧の増大勾配も大きくなるため、実液圧の増大勾配をすり替え勾配と考えることができる。しかも、実液圧は、実回生制動トルクが、バッテリの充電能力に余裕がない等の理由で、通常通りの大きさに制御されない場合には、それによって生じる実総制動トルクの不足を補うように制御されるため、すり替え勾配取得部を実液圧増大勾配取得部を含むものとすれば、上記実総制動トルクの不足も低減されることとなり、好都合である。
（８）前記回生ブレーキから前記液圧ブレーキへのすり替え時に、前記液圧ブレーキの液圧を設定勾配で増大させ、それにより液圧ブレーキと前記回生ブレーキとによって発生させられる実総制動トルクが前記総所要制動トルク取得部により取得された総所要制動トルクより過大になる分だけ目標回生制動トルクを減少させる液圧追従回生制御部を含む (1)項ないし (7)項のいずれかに記載の車両制動システム。
液圧追従回生制御部によれば、次項に関して詳細に説明するように、実総制動トルクの変動が生じて運転者に違和感を抱かせることを良好に回避し得る。本項の特徴を、前記 (1)項ないし (7)項のいずれかの特徴と合わせて採用する場合には、例えば、(A)暫定目標液圧制動トルク決定部，すり替え勾配取得部および遅れ補正部と、(B)液圧追従回生制御部とが選択的に作動させられるようにすることが可能となる。例えば、すり替え勾配が比較的小さい場合には前者が、比較的大きい場合には後者が作動させられるようにしたり、バッテリの充電量が比較的少ない場合には前者が、比較的多い場合には後者が作動させられるようにしたりすることが可能となるのである。
また、フェイルセーフのために(A)暫定目標液圧制動トルク決定部，すり替え勾配取得部および遅れ補正部と(B)液圧追従回生制御部との両者を設けることも可能である。例えば、通常は、(A)と(B)との一方が作動させられ、その一方が作動不良に陥った場合に他方が作動させられるようにするのである。
（９）液圧ブレーキと回生ブレーキとの協調制御により車両を制動する車両制動システムであって、
運転者の望む総制動トルクである総所要制動トルクを取得する総所要制動トルク取得部と、
前記回生ブレーキから前記液圧ブレーキへのすり替え時に、液圧ブレーキの目標液圧を設定勾配で増大させ、それにより液圧ブレーキと回生ブレーキとによって発生させられる実総制動トルクが前記総所要制動トルク取得部により取得される総所要制動トルクより過大になる分だけ目標回生制動トルクを減少させる液圧追従回生制御部と
を含む車両制動システム。
液圧ブレーキの液圧の制御は、例えば、アンチスキッド制御時のように、増減の変動が大きくなっても止むを得ないというのであれば、迅速に行うことができるが、滑らかに制御したい場合には、回生ブレーキの方が制御勾配を大きくできる。
したがって、回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え時に、液圧ブレーキの目標液圧を設定勾配で増大させ、それにより実総制動トルクが総所要制動トルク取得部により取得される総所要制動力より過大になる分だけ目標回生制動トルクを減少させることとすれば、実総制動トルクの制御遅れを小さくすることができる。従来は、回生制動トルクを主導的に減少させ主体的に制御し、その結果、不足する実総制動トルクを液圧制動トルクにより補うことが行われていたが、逆にするのである。
この場合には、回生ブレーキが必ずしも最も有効に利用されないこととなるが、車両制動末期のごく僅かな期間のことであるので、実損は小さく、実総制動トルクの変動が生じて運転者に違和感を抱かせることを良好に回避し得る方がよいのである。
（１０）前記設定勾配を、前記総所要制動トルク取得部により取得された総所要制動トルクに応じて設定する勾配設定部を含む (9)項に記載の車両制動システム。
例えば、総所要制動トルクが大きいほど設定勾配が大きくされるようにすることができ、そのようにすれば、総所要制動トルクが大きいほど迅速にすり替えが行われ、しかも実総制動トルクの変動が小さく抑えられる効果は確保される。
（１１）前記回生ブレーキにより実際に発生させられた実回生制動トルクに基づいて前記液圧ブレーキの目標液圧の増大勾配を補正する目標液圧増大勾配補正部を含む (9)項または(10)項に記載の車両制動システム。
目標液圧増大勾配補正部を設ければ、実回生制動トルクが、バッテリの充電能力に余裕がない等の理由で、通常通りの大きさに制御されない場合にも、それによって生じる実総制動トルクの不足が液圧制動トルクにより良好に補われることとなる。
（１２）前記回生ブレーキにより発生させられる実回生制動トルクを取得する実回生制動トルク取得部と、
前記総所要制動トルクと前記実回生制動トルク取得部により取得される実回生制動トルクとに基づいて、前記液圧ブレーキにより発生させるべき目標液圧制動トルクを決定する目標液圧制動トルク決定部と
を含む (9)項ないし(11)項のいずれかに記載の車両制動システム。
本態様においては、回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え時以外においては、回生制動トルクが主体的に制御され、回生制動によるエネルギの回収が効果的に行われる。一方、すり替え時には、液圧制動トルクが主導的に増加させられて主体的に制御され、実総制動トルクの変動が良好に抑制される。

以下、本発明の一実施例である車両制動システムを図面に基づいて説明する。図１に示す車両制動システムは、内燃駆動装置と電気的駆動装置１０とを備えたハイブリッド車に搭載されている。内燃駆動装置は、内燃機関を駆動源とするものであり、電気的駆動装置１０は電動モータ２０を駆動源とするものであって、両駆動源の出力トルクの一方あるいは両方が左右前輪に伝達されるのであるが、内燃駆動装置は本発明と直接関係がないため、図示および説明を省略する。

電動モータ２０はインバータ２２を介してバッテリ２４に接続されており、電気的駆動装置１０は、インバータ２２の制御により、電動モータ２０がバッテリ２４から電気エネルギが供給されて回転させられる回転駆動状態と、電動モータ２０からバッテリ２４に電気エネルギを充電する充電状態と、自由回転を許容する無負荷状態とに切り換えられる。インバータ２２はモータＥＣＵ２６（電気制御ユニット）により制御される。
電動モータ２０は、出力軸３０によりディファレンシャルギア３２に接続されており、電動モータ２０の出力トルクがディファレンシャルギア３２により左前輪４０および右前輪４２に分配される。

充電状態には、電動モータ２０の回生制動により電気エネルギが充電される状態が含まれている。この状態においては、左右前輪４０，４２に電動モータ２０の回生制動による回生制動トルクが加えられるのであり、この場合、電気的駆動装置１０は回生制動装置として機能する。

左右前輪４０，４２には、回生制動トルクのみではなく液圧制動装置５０による液圧制動トルクも加えられる。液圧制動装置５０は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル５２，マスタシリンダ５４，動力液圧源５６，液圧制御弁装置５８，ブレーキシリンダ６０，６２，６４，６６等を備えており、通常は、動力液圧源５６に発生させられた液圧が、液圧制御弁装置５８により制御されてブレーキシリンダ６０〜６６に伝達され、左右前輪４０，４２および左右後輪４４，４６に液圧制動トルクが加えられる。

マスタシリンダ５４は２つの加圧室を備え、その２つの加圧室には、常開の電磁開閉弁であるマスタカット弁７０，７２を経て、それぞれ左右前輪４０，４２のブレーキシリンダ６０，６２が接続されている。また、マスタシリンダ５４は、常閉の電磁開閉弁７４を経てストロークシミュレータ７６に接続されている。マスタシリンダ５４には、ブレーキ液を蓄えるリザーバ７８が接続されており、このリザーバ７８は、動力液圧源５６とも接続されている。

動力液圧源５６は、リザーバ７８からブレーキ液を汲み上げるポンプ８０と、ポンプ８０を駆動する電動モータ８２と，ポンプ８０から吐出されたブレーキ液を加圧下に蓄えるアキュムレータ８４およびポンプ８０の吐出圧を設定値以下に規制するリリーフ弁８６により構成されている。
液圧制御弁装置５８は、ポンプ８０から各ブレーキシリンダ６０〜６６へのブレーキ液の流入を制御する増圧弁８８と、各ブレーキシリンダ６０〜６６からリザーバ７８へのブレーキ液の流出を制御する減圧弁９０とを含んでいる。それら増圧弁８８および減圧弁９０は、供給電流に応じてリニアに液圧を制御するリニア液圧制御弁である。

ポンプ８０と増圧弁８８との間に液圧源液圧センサ１００が設けられて動力液圧源５６の液圧が検出され、ブレーキシリンダ６０〜６６の各液圧がブレーキシリンダ圧センサ１０２により検出される。また、マスタシリンダ５４の２つの加圧室の各々とマスタカット弁７０，７２との間にそれぞれマスタシリンダ圧センサ１０４が設けられ、２つの加圧室にそれぞれ発生させられる液圧が検出される。

通常、液圧制動が行われる場合には、マスタカット弁７０，７２が閉状態とされてマスタシリンダ５４とブレーキシリンダ６０〜６６とが遮断されるとともに、ストロークシミュレータ７６がマスタシリンダ５４に連通させられて運転者に操作感を付与するようにされる。一方、液圧制御弁装置５８においては、運転者によるブレーキペダル５２の操作量（操作ストロークと操作力との少なくとも一方）や、車輪速度，車体速度などに基づいて、ブレーキＥＣＵ（電気制御ユニット）１１０により増圧弁８８および減圧弁９０の制御が行われて、各ブレーキシリンダ６０〜６６内の液圧が増圧、減圧されることにより、液圧制動トルクが制御される。

ブレーキＥＣＵ１１０は、コンピュータを主体とするもので、実行部１１２，記憶部１１４，入出力部１１６等を備えている。入出力部１１６には、液圧源液圧センサ１００，ブレーキシリンダ圧センサ１０２，マスタシリンダ圧センサ１０４，ブレーキペダル５２の操作ストロークを検出するブレーキストロークセンサ１１８，各車輪４０〜４６の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速センサ１２０等が入力側に接続されるとともに、マスタカット弁７０，７２，電磁開閉弁７４，増圧弁８８，減圧弁９０の各コイル、電動モータ８２等が図示しない駆動回路を介して接続されている。
運転者の意図する総所要制動トルクは、マスタシリンダ圧センサ１０４，ストロークセンサ１１８の少なくとも一方の検出値に基づいて取得することができる。本実施例においては、総所要制動トルクが、ブレーキペダル５２の操作ストロークと操作力に対応するマスタシリンダ圧との両方に基づいて取得される。なお、総所要制動トルクは、ブレーキペダル５２の操作力を検出する操作力センサを設け、操作力センサによる検出値に基づいて求められるようにすることもできる。
また、本実施例の車両制動システムは、図示しない車体速度取得部と減速度取得部とを備えており、これらによって、車輪速センサ１２０により検出された車輪速に基づいて車体速度および車体減速度が求められる。

ブレーキＥＣＵ１１０には、回生制動装置（電気的駆動装置）１０のモータＥＣＵ２６が接続されており、互いに情報が供給される。これらＥＣＵの間において、情報を要求する情報要求信号が出力されると、それに応じてその情報の内容を表す情報が供給されることによって情報の通信が行われる場合や、これら情報がそれぞれのＥＣＵの入出力部におけるメモリに格納され、適宜、読み取り可能な状態にされる場合がある。
本実施例においては、ブレーキＥＣＵ１１０は、通信により、回生制動トルクの指令値をモータＥＣＵ２６に送信したり、モータＥＣＵ２６からバッテリ２４に充電可能な充電余裕量、および回生ブレーキにより発生させられた実回生制動トルクを受信したりする。充電余裕量は、図示しない検出部によって検出されたバッテリ２４における充電状態、電圧、温度等により演算される。この充電余裕量に基づけば、バッテリ２４の状態で決まる出力可能な回生制動トルクの上限値（バッテリ側上限値）が求められるのである。

ブレーキＥＣＵ１１０の記憶部１１４には、図２のフローチャートで表される制動トルクすり替え制御プログラム等が記憶させられている。制動トルクすり替えは、車輪のスリップが過大となることを防止するアンチロック制御や、車両の走行安定性を確保するためのビークルスタビリティ制御等が実行されている場合にも行われるようにすることも可能であるが、本実施例においては、これらの制御が行われていない場合に実行されるものとされている。

本制動トルクすり替え制御プログラムは予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ１０（以下、Ｓ１０と略称する。他のステップについても同様である。）において、車輪速センサ１２０の検出値に基づいて求められた車速が読み込まれ、設定速度以下か否かが判定される。この設定速度は、すり替えを開始する速度より、後述する先行出力部からの出力を予測し、実際に先行出力を行うのに十分な時間だけ前の速度に設定される。設定速度は、各時点における減速度の大きさ（あるいはすり替え勾配，制御遅れ時間等）に基づいてその減速度に適した速度に設定されるようにすることも可能であるが、本実施例においては減速度の大きさのいかんを問わず先行出力の実施が可能である一定の大きさに予め設定されている。Ｓ１０において、ＹＥＳと判定されれば、Ｓ１２においてマスタシリンダ圧センサ１０４およびストロークセンサ１１８から操作ストロークと操作量に対応するマスタシリンダ圧が検出され、Ｓ１４において運転者の意図する総所要制動トルクが求められる。また、Ｓ１０において、ＮＯと判定された場合は、すり替えを行う必要はなく、通常の回生協調制御が行われる。

次にＳ１６において、モータＥＣＵ２６で演算されたバッテリ２４の充電余裕量が受信され、充電余裕量が設定値以上か否かが判定される。本実施例において、その設定値は、充電余裕量が比較的少ないか否かを判定するような大きさに決定されている。充電余裕量が比較的少なくＳ１６においてＮＯと判定されれば、Ｓ３８において液圧追従回生制御ルーチンが実行され、Ｓ１６においてＹＥＳと判定されれば、Ｓ１８〜Ｓ３６において、暫定目標液圧制動トルク決定ルーチン，すり替え勾配取得ルーチンおよび遅れ補正ルーチンを含む目標液圧制動トルク決定ルーチンが実行される。

Ｓ１８〜Ｓ３６の目標液圧制動トルク決定ルーチンについて説明する。Ｓ１８において、目標回生制動トルクが求められ、モータＥＣＵ２６に出力される。目標回生制動トルクは、電動モータ２０の状態によって決まる出力可能な回生制動トルクの上限値であるモータ側上限値、前述のバッテリ側上限値、および総所要制動トルクによって決まる操作側上限値のうちの最小値とされる。
モータＥＣＵ２６においては、出力された目標回生制動トルクが得られるように、インバータ２２が制御され、前輪４０，４２にそれぞれ回生制動トルクが加えられる。電動モータ２０の実際の回転数等の作動状態が検出され、その検出結果に基づいて、実際に加えられた回生制動トルクが求められる。

Ｓ２０において、モータＥＣＵ２６で求められた実回生制動トルクが読み込まれ、Ｓ２２において、総所要制動トルクから実回生制動トルクを差し引いた値である暫定目標液圧制動トルクが求められる。これらＳ２０およびＳ２２が暫定目標液圧制動トルク決定ルーチンであり、ブレーキＥＣＵ１１０のこのルーチンを記憶，実行する部分により暫定目標液圧制動トルク決定部が構成されている。次に、Ｓ２４において、すり替え勾配取得ルーチンが実行され、回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え勾配が求められる。

ブレーキＥＣＵ１１０の、Ｓ２４のすり替え勾配取得ルーチンを記憶，実行する部分によりすり替え勾配取得部が構成されている。本実施例のすり替え勾配取得部は、(イ)総所要制動トルクに基づいてすり替え勾配を決定する総所要制動トルク依拠すり替え勾配決定部と、(ロ)減速度に基づいてすり替え勾配を決定する減速度依拠すり替え勾配決定部と、(ハ)暫定目標液圧制動トルクの増大勾配をすり替え勾配とする暫定目標液圧制動トルク増大勾配取得部とを含むものであり、これらにより求められたすり替え勾配に基づいて、暫定目標液圧制動トルクの制御遅れ補正が、制動トルクすり替え制御の遅れ補正部において行われる。
また、すり替えが開始される前は、遅れ補正部の先行出力部において(イ)総所要制動トルク依拠すり替え勾配決定部および(ロ)減速度依拠すり替え勾配決定部により求められたすり替え勾配が用いられ、すり替えが開始された後は、遅れ補正部の補正値加算部において(ハ)暫定目標液圧制動トルク増大勾配取得部により求められたすり替え勾配が用いられるのであるが、それに加え、すり替え開始直後より、(イ)および(ロ)で求められたすり替え勾配から(ハ)で求められたすり替え勾配へ徐々に移行させるように、それらの配分を変化させる比率変更領域が設けられ、すり替え勾配が演算される。

Ｓ２４のすり替え勾配取得ルーチンの詳細を図３に示す。まず、Ｓ５０において、先行出力比率が０か否かが判定される。先行出力比率は、すり替え勾配の演算において、(ハ)で求められたすり替え勾配に対する(イ)および(ロ)で求められたすり替え勾配の比率であり、徐々に減少させられるものである。
先行出力比率が０でなく、ＮＯと判定されれば、Ｓ５２において、制動トルクすり替え制御プログラムのＳ１４において求められた総所要制動トルクに基づいて、総所要制動トルク依拠すり替え勾配が求められる。この場合、目標回生制動トルクの減少勾配が決定され、目標回生制動トルクと目標液圧制動トルクの合計が総所要制動トルクとなるように暫定目標液圧制動トルクの増大勾配が決定される。総所要制動トルクが大きい場合、車両の減速度も大きくなり、すり替えが速やかに行われることが望ましく、すり替え勾配も大きくされる。

次に、Ｓ５４において、車輪速センサ１２０の検出値に基づいて求められた車体の減速度が読み込まれ、その減速度に基づいて減速度依拠すり替え勾配が決定される。減速度は、すり替え前の制動制御の実際を示すものであり、実際の制動制御の結果に基づいて、すり替え勾配が決定されるのである。続いて、Ｓ５６において、Ｓ５２，Ｓ５４において決定された総所要制動トルク依拠すり替え勾配と減速度依拠すり替え勾配との平均勾配である先行出力すり替え勾配が求められる。

その後、Ｓ５８において、車速がすり替え開始速度以下か否かが判定される。車速が、すり替え開始速度より速い速度であり、ＮＯと判定されれば、Ｓ６０において、先行出力フラグがＯＮにセットされ、すり替え勾配取得ルーチンの実行は終了する。この場合、すり替え勾配は、Ｓ５６で求められた先行出力すり替え勾配であり、それに基づいて制御遅れ補正が先行出力部において行われることとなる。

車速がすり替え開始速度以下となり、Ｓ５８においてＹＥＳと判定されれば、前述のすり替え勾配の配分変更が行われる。まず、Ｓ６２において、Ｓ２２で求められた暫定目標液圧制動トルクの増大勾配が読み出される。暫定目標液圧制動トルクとすり替え勾配とは、概して１対１に対応するため、前者に基づいて後者を求めることができる。
Ｓ６４において、先行出力比率が演算される。先行出力比率は、すり替え開始前の総所要制動トルクおよび車体の減速度に基づいて、１回毎の減少量が求められ、一定量ずつ変更される。総所要制動トルクおよび減速度が大きい場合、すり替えが速やかに行われることが望ましく、すり替え勾配の配分変更も速やかに行われる必要があり、先行出力比率の減少量が大きくされる。なお、先行出力比率は、すり替え勾配等に基づいて、１回の実行毎に減少量が求められ、比率が変更されてもよい。

次に、Ｓ６６において、先行出力比率に基づいて、すり替え勾配が演算され、Ｓ６８において、先行出力フラグがＯＦＦにリセットされ、すり替え勾配取得ルーチンの実行が終了する。
また、先行出力比率が０となり、Ｓ５０においてＹＥＳと判定されれば、Ｓ７０において、Ｓ６２と同様に暫定目標液圧制動トルク増大勾配が求められ、すり替え勾配とされる。この場合にもＳ６８において、先行出力フラグがＯＦＦにリセットされ、すり替え勾配取得ルーチンの実行が終了する。これら、Ｓ６８において先行出力フラグがＯＦＦにリセットされた後は、制御遅れ補正が補正値加算部において行われることとなる。

本実施例においては、ブレーキＥＣＵ１１０の、Ｓ５２，Ｓ５４を記憶，実行する部分によりそれぞれ総所要制動トルク依拠すり替え勾配決定部，減速度依拠すり替え勾配決定部が構成され、Ｓ６２およびＳ７０を記憶，実行する部分により暫定目標液圧制動トルク増大勾配取得部が構成されている。

Ｓ２４のすり替え勾配取得ルーチンの実行が終了すれば、制動トルクすり替えプログラムのＳ２６において、先行出力フラグがＯＮにセットされているか否かが判定される。先行出力フラグがＯＮであれば、Ｓ２８において、Ｓ２４のすり替え勾配取得プログラムにおいて決定されたすり替え勾配に対応する暫定目標液圧制動トルクの制御遅れ時間が求められる。そのすり替え勾配と遅れ時間との関係に対応するデータが、後述のすり替え勾配と補正加算量との関係に対応するデータとともに、ブレーキＥＣＵ１１０の記憶部１１４に格納されており、すり替え勾配に対応する遅れ時間が読み出される。

続いて、Ｓ３０において、制御遅れ時間分先行して出力されるように、暫定目標液圧制動トルクが補正され、目標液圧制動トルクが求められる。また、目標液圧制動トルクから、それに対応する目標液圧が求められる。次に、Ｓ３２において、マスタカット弁７０，７２が閉状態にされた状態で、液圧制御弁装置５８への供給電流が制御され、制動トルクすり替え制御プログラム１回の実行が終了する。

また、Ｓ２６において、先行出力フラグがＯＦＦであれば、Ｓ３４において、Ｓ２４のすり替え勾配取得ルーチンにおいて取得されたすり替え勾配に対応する暫定目標液圧制動トルクの補正加算値が、ブレーキＥＣＵ１１０の記憶部１１４から読み出され、Ｓ３６において、暫定目標液圧制動トルクが、補正加算値分だけ高められ、目標液圧制動トルクが求められる。Ｓ３２において、液圧制御弁装置５８が制御され、制動トルクすり替え制御プログラムの実行が終了する。

本実施例においては、ブレーキＥＣＵ１１０のＳ２８，Ｓ３０を実行する部分と記憶部１１４に格納されたすり替え勾配と制御遅れ時間との関係に対応するデータとにより、遅れ補正部の先行出力部が構成され、Ｓ３４，Ｓ３６を実行する部分と記憶部１１４に格納されたすり替え勾配と補正加算値との関係に対応するデータとにより、遅れ補正部の補正値加算部が構成されている。
本実施例の先行出力部においては、すり替え勾配に対応する暫定目標液圧制動トルクの制御遅れ時間は、それらの関係に対応するデータが記憶部１１４に格納されており、そこから読み出されるのであるが、それらの関係に対応する関係式が記憶され、その関係式から求められるようにしてもよい。すり替え勾配と補正加算値との関係についても同様である。

図５に、目標液圧制動トルク決定ルーチンにおける制動トルクの制御状態の一例を示す。総所要制動トルクが一定であり、実回生制動トルクが通常通りの大きさに制御された場合である。時間ｔ０より制動トルクすり替え制御プログラムが開始され、総所要制動トルクおよび車体の減速度に基づいて、ｔ１からすり替えが開始されるように、すり替え勾配が求められ、実線で表される目標回生制動トルク、および破線で表される暫定目標液圧制動トルクが決定される。次に、先行出力部において、暫定目標液圧制動トルクの遅れ補正が行われ、目標液圧制動トルクが決定される。それら目標制動トルクが出力され、実際に制動が行われる。この場合、回生ブレーキおよび液圧ブレーキが、ほぼ目標通りに制御され、実総制動トルクの変動が抑制される。

図６に、目標液圧制動トルク決定ルーチンにおける制動トルクの別の制御状態を示す。総所要制動トルクが一定であり、実回生制動トルクが通常通りの大きさに制御されない場合である。時間ｔ０からｔ２までの間は、実回生制動トルクが通常通りの大きさに制御され、図５と同様である。しかし、図６においては、ｔ２から実回生制動トルクが、通常通りの大きさに制御されない状態となっている。そのため、ｔ２において、実回生制動トルクに基づいて二点差線で表される暫定目標液圧制動トルクが決定され、さらに、補正値加算部において、二点差線で表される目標液圧制動トルクが決定される。
図５，６に示したように、目標液圧制動トルク決定部を暫定目標液圧制動トルク決定部，すり替え勾配取得部および遅れ補正部を含むものとすれば、回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え時における総制動トルクの変動を良好に抑制することができる。

Ｓ１６においてＮＯと判定され、Ｓ３８の液圧追従回生制御ルーチンが実行される場合について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、Ｓ８０おいて、Ｓ１４で求められた総所要制動トルクに基づいてすり替えのために液圧を増大させる設定勾配、つまり目標液圧制動トルクの設定勾配が決定される。次に、Ｓ８２において、前回の実行時に実際に発生させられていた実回生制動トルクに基づいて、Ｓ８０で求められた設定勾配が補正される。このステップは、実回生制動トルクが電動モータ２０の作動状態により、通常通りの大きさに制御されない場合にも、それによって生じる実総制動トルクの不足が液圧制動トルクにより補われるようにするために設けられているものである。

次に、Ｓ８４において、目標液圧制動トルクが求められ、それに対応する目標液圧が求められる。Ｓ８６において、マスタカット弁７０，７２が閉状態にされた状態で、液圧制御弁装置５８への供給電流が制御される。

続いて、Ｓ８８において、ブレーキシリンダ圧センサ１０２により検出された前輪４０，４２のブレーキシリンダ圧が読み込まれ、実液圧制動トルクが求められる。Ｓ９０において、総所要制動トルクから実液圧制動トルクを差し引いた値である目標回生制動トルクが求められ、モータＥＣＵ２６に出力される。最後に、Ｓ９２において、前述のＳ８２における設定勾配補正のための実回生制動トルクが読み込まれ、液圧追従回生制御ルーチンおよび制動トルクすり替え制御プログラムの１回の実行が終了する。

図７に、液圧追従回生制御ルーチンにおける制動トルクの制御状態の一例を示す。総所要制動トルクが一定であり、実回生制動トルクも通常通りの大きさに制御された場合である。
液圧追従回生制御は、液圧制動トルクを主導的に増加させて主体的に制御し、その結果、実総制動トルクが過大となることを回生制動トルクの減少により回避するものである。回生ブレーキは、応答速度を速くしつつ滑らかに制御する場合に有効であり、従来の回生制動トルクを主導的に減少させて主体的に制御し、実総制動トルクの不足分を液圧制動トルクの増大により補う場合に比べて、実総制動トルクの制御遅れを小さくすることができ、実総制動トルクの変動が良好に抑制される。液圧制動トルクが主導的に増大させられるため、回生ブレーキが最も有効に利用されない場合が生じるが、本実施例においては、充電余裕量が少ない場合にのみ実行されるため、実損は僅少である。

上記実施例の車両制動システムは、 (A)目標液圧制動トルク決定部と (B)液圧追従回生制御部との両方が設けられるものであったが、どちらか一方のみ設けられるものでもよい。また、上記実施例においては、バッテリ２４の充電余裕量に基づいて (A)と (B)とのどちらを実行するかが判断されていたが、フェイルセーフのために、両者を設けることも可能である。例えば、通常は、 (A)と (B)との一方が作動させられ、その一方が作動不良に陥った場合に他方が作動させられるようにするのである。

前記実施例のすり替え勾配取得部においては、総所要制動トルク依拠すり替え勾配と減速度依拠すり替え勾配とが平均化され、先行出力部で用いるすり替え勾配が求められていたが、フェイルセーフのために両者を設けて、どちらか一方により求められるようにしてもよい。例えば、通常は、減速度依拠すり替え勾配決定部が作動させられ、減速度取得部が作動不良に陥った場合に総所要制動トルク依拠すり替え勾配決定部が作動させられるようにするのである。
また、前記実施例のすり替え勾配取得部は、暫定目標液圧制動トルク増大勾配取得部を含むものであったが、液圧センサにより検出された実液圧の増大勾配をすり替え勾配として取得する実液圧増大勾配取得部を含むものでもよい。この場合も暫定目標液圧制動トルク増大勾配決定部を含むものと同様に、実回生制動トルクが通常通りの大きさに制御されない場合に、それによって生じる実総制動トルクの不足を補うことができる。
さらに、前記実施例のすり替え勾配取得部は、総所要制動トルク依拠すり替え勾配決定部、減速度依拠すり替え勾配決定部および暫定目標液圧制動トルク増大勾配取得部を含むものとされていたが、前記実液圧増大勾配取得部を含めたうちのいずれか１つ、または、それらのうちの２つ以上が設けられたものでもよい。２つ以上が設けられる場合においては、通常時に、設けられたすべてのものが作動させられてもよいし、フェイルセーフのために設けられるものを含んでもよい。

その他、本発明は、以上記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

本発明の一実施例である車両制動システム全体を示す概略図である。上記車両制動システムのブレーキＥＣＵに記憶された制動トルクすり替え制御プログラムを表すフローチャートである。上記制動トルクすり替え制御プログラムの一部を成すすり替え勾配取得ルーチンを表すフローチャートである。上記制動トルクすり替え制御プログラムの一部を成す液圧追従回生制御ルーチンを表すフローチャートである。上記制動トルクすり替え制御における制動トルクの制御状態を示す図である。上記制動トルクすり替え制御における制動トルクの別の制御状態を示す図である。上記制動トルクすり替え制御における制動トルクのさらに別の制御状態を示す図である。

符号の説明

１０：回生制動装置２０：電動モータ２２：インバータ２４：バッテリ２６：モータＥＣＵ５０：液圧制動装置５８：液圧制御弁装置６０〜６６：ブレーキシリンダ１０２：ブレーキシリンダ圧センサ１０４：マスタシリンダ圧センサ１１０：ブレーキＥＣＵ：１１８：ブレーキストロークセンサ１２０：車輪速センサ

Claims

液圧ブレーキと回生ブレーキとの協調制御により車両を制動する車両制動システムであって、
運転者の望む総制動トルクである総所要制動トルクを取得する総所要制動トルク取得部と、
前記回生ブレーキにより発生させられる実回生制動トルクを取得する実回生制動トルク取得部と、
前記総所要制動トルクと前記実回生制動トルクとに基づいて前記液圧ブレーキにより発生させるべき液圧制動トルクである目標液圧制動トルクを決定する目標液圧制動トルク決定部と
を含み、かつ、前記目標液圧制動トルク決定部が、
前記総所要制動トルクと前記実回生制動トルクとに基づいて暫定目標液圧制動トルクを決定する暫定目標液圧制動トルク決定部と、
前記回生ブレーキから液圧ブレーキへのすり替え勾配を取得するすり替え勾配取得部と、
その取得されたすり替え勾配に基づいて、前記暫定目標液圧制動トルクに、すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい制御遅れ補正を行う遅れ補正部と
を含むことを特徴とする車両制動システム。
前記遅れ補正部が、前記暫定目標液圧制動トルクを、前記すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい時間先行して出力する先行出力部を含む請求項１に記載の車両制動システム。
前記遅れ補正部が、前記すり替え勾配が大きい場合には小さい場合に比較して大きい補正値を前記暫定目標液圧制動トルクに加える補正値加算部を含む請求項１または２に記載の車両制動システム。
前記回生ブレーキから前記液圧ブレーキへのすり替え時に、前記液圧ブレーキの液圧を設定勾配で増大させ、それにより液圧ブレーキと前記回生ブレーキとによって発生させられる実総制動トルクが前記総所要制動トルク取得部により取得された総所要制動トルクより過大になる分だけ目標回生制動トルクを減少させる液圧追従回生制御部を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の車両制動システム。