JP2006335146A - 回生協調油圧制動システム - Google Patents

Abstract

【課題】 システム構成や制御がシンプルであり、コストの低減に寄与することのできる回生協調油圧制動システムを提供する。
【解決手段】 ハイドロブースタ４４の油圧を各ディスクブレーキ４０側に導く第１油路７２上に第１開閉弁７４と第２開閉弁７６を並列に配置する。第１油路７２は、一端がレギュレータ６８に接続され、他端が各ディスクブレーキ４０側に接続され、第２開閉弁７６の下流側には、差圧弁７８が第２開閉弁７６に対して直列に設ける。差圧弁７８は、回生制御時に発生する制動力をディスクブレーキ４０で発生させる場合に要する油圧に相当する開弁圧を有し、回生制動で発生する回生制動力を上回る制動力の要求があった場合のみ、差圧弁７８が開弁動作を行い、ディスクブレーキ４０にレギュレータ６８の油圧を供給し油圧制動が発生し、回生制動と油圧制動の協働により必要な制動力が確保できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回生協調油圧制動システム、特に、構成を簡略化した簡易型の回生協調油圧制動システムに関する。

車両の駆動源としてモータを用いるものがある。そして、モータのみを用いるいわゆる電気自動やモータと内燃機関とを組み合わせたハイブリッド車などがある。このようなモータを駆動源に用いる車両では、モータの回生制御を行うことにより、モータを駆動するためのバッテリの充電を行うと共に、制動力を得ることができる。ただし、回生制御で発生できる制動力はバッテリの充電許容残量によって制限を受ける。つまり、バッテリの充電量が所定値に達している場合には、それ以上充電を受け付けないような制御が行われるので、制動力の発生も期待できない。このような場合でも、制動力を確保する必要があり、不足分の制動力を補うために、ディスクブレーキなどの油圧制動装置が併用されている。このような回生協調油圧制動システムを採用する車両が例えば、特許文献１、特許文献２などに開示されている。
特開平１０−４４９５３号公報 特開平１１−２８５１０２号公報

しかし、前述したように回生協調油圧制動システムにおいては、バッテリの充電許容残量に応じて制動能力が変化する。そのため、制動システム全体として適切な制動力を確保するためには、油圧ブレーキによる制動力の補完が必要になる。このとき、回生制動力を補完する油圧制動力を正確に発生させるために、従来の回生協調油圧制動システムの油圧回路には、多数の電磁流量制御弁、いわゆるリニア弁が配置されていた。また、リニアバルブの制御を正確に行うために複数の油圧センサが配置されていた。例えば、リニアバルブの場合、各輪の制動装置のホイールシリンダへ畜圧器（アキュムレータ）からの油圧を供給する増圧用のリニアバルブが各輪用に１個ずつ、また、減圧用のリニアバルブが各輪用に１個ずつ、すなわち合計８個のリニア弁が配置される。また、油圧センサの場合、各輪の制動装置のホイールシリンダ直前の油圧測定用に各１個、すなわち４個、アキュムレータの油圧測定用に１個、タンデム型のマスターシリンダから出力される油圧測定用に２個で合計７個が配置されている。その結果、回生協調油圧制動システムの構成や制御が複雑になると共に、コストが向上してしまうという問題があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、システム構成や制御がシンプルであり、コストの低減に寄与することのできる簡易型の回生協調油圧制動システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様では、モータの回生制御時に発生する回生制動力と、油圧供給源からの油圧供給時に発生する油圧制動力と、の両方またはいずれか一方により車両の各車輪に要求される制動力を確保する回生協調油圧制動システムであって、前記車両の各車輪に配置されて、油圧の供給を受け制御力を発生する油圧制動手段と、前記圧力供給源の油圧を前記各油圧制動手段に導く油路上で並列に配置された開閉自在な第１開閉弁および第２開閉弁と、前記第１開閉弁または第２開閉弁のいずれか一方の下流側に直列に接続された弁であって、前記モータの回生制御時に発生する制動力を前記油圧制御手段で発生させる場合に要する油圧に相当する開弁圧を有する差圧弁と、前記回生制御の制御状態に応じて前記第１開閉弁および第２開閉弁の開閉制御を行う弁制御手段と、を含むことを特徴とする。

この態様によれば、回生制御が行われている場合、弁制御手段は、差圧弁が接続された開閉弁を開動作し、他方の開閉弁を閉動作する。その結果、車両の各車輪に要求される制動力が回生制動力以下の場合、回生制動力のみで車両の各車輪に要求される制動力を確保する。また、車両の各車輪に要求される制動力が回生制動力を上回る場合、差圧弁が開弁され、油圧供給源からの油圧が油圧制動手段に供給され、回生制動力と油圧制動力とにより車両の各車輪に要求される制動力が確保される。また、回生制御が行われていない場合、弁制御手段は、差圧弁が接続された開閉弁を閉動作し、他方の開閉弁を開動作する。その結果、油圧供給源からの油圧が油圧制動手段に供給され、油圧制動力のみにより車両の各車輪に要求される制動力が確保される。このように、回生制御の有無によって弁制御手段が２個の開閉弁を制御するのみで、簡易的に回生制動と油圧制動を使い分ける回生協調油圧制動を実現し、システム構成や制御の簡略化が可能になる。また、シンプルな開閉弁の使用によりコスト軽減に寄与することができる。

また、上記態様において、前記圧力供給源は、所定圧力を蓄積すると共に必要に応じて所定圧力を出力可能な畜圧器と、ブレーキペダルのストローク量に応じた油圧を出力するマスターシリンダと、で構成され、前記第１開閉弁および第２開閉弁は、前記畜圧器と前記各油圧制動手段とを接続する第１油路上に配置され、前記畜圧器からの油圧を前記油圧制動手段側に供給するか否かを制御し、前記マスターシリンダと前記油圧制動手段とを接続する第２油路上には、前記弁制御手段により制御され、前記マスターシリンダからの油圧を前記油圧制動手段側に供給するか否かを制御する第３開閉弁が配置されていてもよい。この態様によれば、畜圧器の油圧の畜圧状態が所定値に達していない場合には、第３開閉弁を開動作させることにより容易に、マスターシリンダから出力できる静圧を油圧制動手段に提供し、制動力を確保することができる。なお、第１開閉弁、第２開閉弁、第３開閉弁を常開型とすることにより、システム失陥時でも確実にマスターシリンダの動作による制動力確保を行うことができる。

また、上記態様において、さらに、前記油圧制動手段を前輪用グループと後輪用グループに分離するか否かを制御する第４開閉弁を含み、前記弁制御手段は、前記第３開閉弁によりマスターシリンダからの油圧を前記油圧制動手段側に供給する場合、前記第４開閉弁を制御し前記前輪用グループと後輪用グループとを分離し、前輪用グループのみに油圧を供給するようにしてもよい。この態様によれば、マスターシリンダからの油圧のみで油圧制動手段を動作させる場合、前輪のみに油圧を集中し確実で安定した制動を行うことができる。

また、上記態様において、前記第２油路上には、第５開閉弁を介してストロークシミュレータが配置され、前記車両の各車輪に要求される制動力は、前記ストロークシミュレータでキャンセルされる前記ブレーキペダルのストローク量に基づいて決定されるようにしてもよい。この態様によれば、ストロークシミュレータの動作により第１開閉弁、第２開閉弁、第３開閉弁の開閉動作状態に拘わらず、ブレーキペダルの踏み込みフィーリングを向上できる。また、ブレーキペダルの踏み込みストロークを大きくできるので、車両の各車輪に要求される制動力の認識処理を容易に行うことができる。

また、上記態様において、前記畜圧器と前記各油圧制動手段との間には、さらに、第３油路が形成され、当該第３油路上に前記弁制御手段により制御される第６開閉弁が配置され、当該第６開閉弁の開動作時には、前記ブレーキペダルの操作の有無に拘わらず所定の油圧を前記各油圧制動手段に提供するようにしてもよい。この態様によれば、ドライバーの認識しない部分で行われるバックグラウンド制御で、車輪に要求される制動力制御、例えばアンチロックブレーキ制御やトラクションコントロール、スピン防止制御などを行う場合でも容易に油圧を各油圧制動手段に提供することができる。

本発明の回生協調油圧制動システムによれば、開閉弁と差圧弁を用いたシンプルな構成および制御により簡易型の回生協調油圧制動動作を実現することができる。また、シンプルな構成および制御によりシステムのコスト低減に寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

本実施形態の回生協調油圧制動システムは、回生制御の有無によって弁制御手段が少なくとも２個の開閉弁を制御するのみで、簡易的に回生制動と油圧制動を使い分ける回生協調油圧制動を実現するものである。

図１は、回生協調油圧制動システムを有する車両１０の構成概念を説明する説明図である。車両１０は例えばハイブリッド車両であり、フロントモータ１２と内燃機関（エンジン）１４の協働により前輪１６を回転駆動する。フロントモータ１２とエンジン１４は、動力切替機構１８を介して無段階自動変速機（ＣＶＴ）２０に接続されている。ＣＶＴ２０の出力軸はフロントデファレンシャルギア２２に接続され、前輪１６が接続されたドライブシャフト２４を回転駆動する。また、フロントモータ１２はインバータ２６を介してバッテリ２８に接続されている。したがって、フロントモータ１２がモータとして機能する場合には、バッテリ２８から電力供給を受け前輪１６を駆動する。またジェネレータとして機能する場合には、前輪１６によりフロントモータ１２が回転させられバッテリ２８を充電する。一方、後輪３０を支持する駆動軸３２には、変速機付きのリアモータ３４が接続されている。リアモータ３４も、フロントモータ１２と同様に、モータとして機能する時には、バッテリ２８からの電力供給を受け後輪３０を駆動し、ジェネレータとして機能する時には、後輪３０の回転力によりインバータ３６を介してバッテリ２８を充電する。

なお、動力切替機構１８は、例えば車両１０の低速走行時には、エンジン１４の効率が低いので、燃料のカットやエンジン１４の停止を行った上で、バッテリ２８からの電力供給によるフロントモータ１２を駆動して車両１０の走行を行う。また、正常走行時には、例えば、エンジン１４のみの駆動力により走行を行う。また、全開加速などの高負荷時には、フロントモータ１２とエンジン１４の両方の出力により前輪１６を駆動する。なお、走行時にリアモータ３４は、前輪１６の駆動状態に追従して駆動を行うことができるが、駆動系から切り離すことも可能であり、車両１０を前輪駆動車両とすることもできる。

一方、バッテリ２８は、常時充放電がスムーズに行えるように、最適な目標充電量（ＳＯＣ）が定められている。例えば、バッテリ２８の充電状態がフル充電の８０％になるように図示しないバッテリＥＣＵにより充放電制御が行われている。したがって、車両１０が減速を行う時にバッテリ２８の充電が可能な場合には、回生制御が行われバッテリ２８の充電が行われると共に、回生制動力が前輪１６および後輪３０で発生する。逆に、バッテリ２８の充電状態がＳＯＣを満たしている場合、回生制御を行うことができないので、回生制動を期待することができない。そのため、車両１０には、油圧ブレーキ機構が備えられ、回生制動力のみでは不足する制動力を補い、前輪１６および後輪３０を適切に制動する、いわゆる回生協調油圧制動システムを構成している。なお、図１の場合、油圧ブレーキ機構は、制動力を電子的に制御可能な電子制御ブレーキ（ＥＣＢ）３８が搭載されている例を示している。

油圧ブレーキ機構は、前輪１６および後輪３０に内蔵される摩擦ブレーキとして例えばディスクブレーキ４０と、当該ディスクブレーキ４０に油圧を選択的に供給するブレーキアクチュエータ４２と油圧源となるハイドロブースタ４４とで構成されている。ディスクブレーキ４０は、ホイールシリンダに油圧が供給されることによりブレーキパッドをブレーキディスクに押圧して油圧制動力を発生し、前輪１６および後輪３０を制動する。また、ブレーキアクチュエータ４２は、油圧調整部４６や複数の切替弁４８などで構成され、前輪１６および後輪３０に内蔵されたディスクブレーキ４０のホイールシリンダに対し、個別の油圧制御を行う。なお、ブレーキアクチュエータ４２には、ストロークシミュレータ５０が含まれ、電子的に制動力が制御される場合に、ブレーキペダル５２の操作フィーリングの向上を行っている。また、ハイドロブースタ４４は、ブレーキペダル５２の踏力により油圧を発生することのできるマスターシリンダと油圧ポンプにより常時所定の油圧を維持可能な畜圧器（アキュムレータ）を含み、必要に応じて、マスターシリンダまたはアキュムレータから油圧をブレーキアクチュエータ４２に供給する。なお、図１に示す回生協調油圧制動システムは、後述する回生協調ＥＣＵにより制御される。

図２は、本実施形態の回生協調油圧制動システムを実現するＥＣＢ側の基本構成を図示している。なお、図２は、本実施形態における基本構成であり、切替弁４８が第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、第４開閉弁８４に相当し、ストロークシミュレータ５０は省略している。前述したように、ハイドロブースタ４４は、ブレーキペダル５２の踏力により油圧を発生可能なマスターシリンダ５４と、モータ５６の駆動により油圧ポンプ５８でリザーバタンク６０内のブレーキオイルを汲み上げ所定圧力に増圧して蓄積するアキュムレータ６２とで構成されている。なお、アキュムレータ６２には油圧センサ６４が接続され、アキュムレータ６２を常に所定圧力状態に維持するために情報を取得している。また、アキュムレータ６２には、リリーフ弁６６が設けられ、アキュムレータ６２が過圧状態になた場合に、リザーバタンク６０にブレーキオイルを戻し減圧できるようになっている。なお、アキュムレータ６２の出力側は、レギュレータ６８に接続されブレーキペダル５２の踏み込み量に決まる所定圧力状態の油圧がディスクブレーキ４０側に供給されるようになっている。また、アキュムレータ６２は、マスターシリンダ５４にも圧力供給が可能であり、マスターシリンダ５４の発生圧力のアシストを行うこともできる。

車両１０の各車輪（前輪１６、後輪３０）に要求される制動力は、主として、ドライバーがブレーキペダル５２を操作することにより決定する制動力と、車両１０自身が車両１０の安定化走行および制動のためにドライバーの意志とは拘わりなくバックグラウンドで決定される制動力とがある。前者の制動力は、ブレーキペダル５２の踏み込み状態をストロークセンサ７０で検出することにより算出し、後者の制動力は、車輪速センサやヨーレートセンサ、速度センサなど車両１０の走行および制動状態を検出するセンサからの情報に基づき算出する。

本実施形態の回生協調油圧制動システムは、車両の各車輪（前輪１６、後輪３０）に要求される制動力を確保する場合、回生制動力の利用を優先させ、回生制動力のみで要求される制動力をカバーできない場合、または回生制御が行えない場合に、油圧制動力を利用するものであり、その利用切替をシンプルな構成により行うものである。この切り替えを行うために、本実施形態の場合、図２に示すように、圧力供給源であるハイドロブースタ４４の油圧を各油圧制動手段であるディスクブレーキ４０のホイールシリンダに導く第１油路７２上に例えば常開型の第１開閉弁７４および第２開閉弁７６を並列に配置している。第１油路７２は、一端がレギュレータ６８に接続され、他端が各ディスクブレーキ４０のホイールシリンダに接続されている。また、第１開閉弁７４または第２開閉弁７６のいずれか一方、例えば、第２開閉弁７６の下流側には、差圧弁７８が第２開閉弁７６に対して直列に設けられている。この差圧弁７８は、フロントモータ１２、リアモータ３４の回生制御時に発生する制動力をディスクブレーキ４０で発生させる場合に要する油圧に相当する開弁圧を有している。つまり、フロントモータ１２、リアモータ３４で発生する回生制動力を上回る制動力の要求があった場合のみ、差圧弁７８が開弁動作を行い、ディスクブレーキ４０に油圧を供給し補完的に油圧制動が発生するようになっている。したがって、後述する回生協調ＥＣＵにより第２開閉弁７６の開弁指示が行われた場合でも、差圧弁の開弁圧を上回る制動力の要求が行われるまでレギュレータ６８を介した油圧供給は行われない。

第１油路７２で第２開閉弁７６と並列に配置された第１開閉弁７４は、直接各ディスクブレーキ４０側に接続されているので、第１開閉弁７４の開弁制御のみによりレギュレータ６８の油圧供給の有無が決定される。

また、図２に示すように、各ディスクブレーキ４０は、第２油路８０を介してマスターシリンダ５４と接続されていて、当該第２油路８０には、マスターシリンダ５４からの油圧を各ディスクブレーキ４０側に供給するか否かを制御する第３開閉弁８２が配置されている。この第３開閉弁８２は、例えば常開型の開閉弁であり、例えばアキュムレータ６２が所定圧力を供給できない場合や第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２などの制御系の失陥時にブレーキペダル５２の操作に基づきマスターシリンダ５４で発生した油圧を直接ディスクブレーキ４０側に提供するものである。なお、本実施形態において、アキュムレータ６２の失陥時や制御系の失陥時に安全かつ確実な車輪の制動を確保するために、第３開閉弁８２を介してマスターシリンダ５４からの圧力供給を受ける場合には、前輪１６（図２中ＦＲ，ＦＬ）のみに油圧を集中する構成を採用している。そのため、油圧系を前輪１６用グループと後輪３０用グループに分離するか否かを制御する常閉型の第４開閉弁８４が備えられている。

図３は、回生協調油圧制動システムの制動力制御を行う弁制御手段として機能する回生協調ＥＣＵ８６を中心とした機能ブロック図である。回生協調ＥＣＵ８６は、ストロークセンサ７０から得られるブレーキペダル５２の踏み込み量（ストローク情報）およびレギュレータ６８の特性から、現実にドライバーが要求している制動力を算出すると共に、算出した制動力を回生目標値に設定する。また、回生協調ＥＣＵ８６はモータＥＣＵ８８を介してバッテリ２８の充電許容状態を示す情報、例えばＳＯＣを取得し、回生制御が可能か否かの判断を行い、第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、第４開閉弁８４の開閉制御を実行する。

以上にように構成される回生協調油圧制動システムの第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、第４開閉弁８４の開閉制御を図４の動作表を用いて説明する。

まず、回生協調ＥＣＵ８６がモータＥＣＵ８８からの情報に基づき回生制御が可能であると判断した場合、回生協調ＥＣＵ８６は、図４（ａ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＮ（閉弁）、第２開閉弁７６をＯＦＦ（開弁）、第３開閉弁８２をＯＮ（閉弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）とする制御を行う。その結果、ブレーキペダル５２の踏み込み量で決まるレギュレータ６８の圧、つまり車両１０に要求される制動力に対応する圧力が差圧弁７８の開弁圧より低い場合、レギュレータ６８の油圧はディスクブレーキ４０側に伝達されず、フロントモータ１２、リアモータ３４で発生する回生制動力のみで、車両１０に要求される制動力が確保される。

また、ブレーキペダル５２の踏み込み量で決まるレギュレータ６８の圧、つまり車両１０に要求される制動力に対応する圧力が差圧弁７８の開弁圧より高くなった場合、差圧弁７８が開弁され、（レギュレータ６８の圧）−（差圧弁７８の開弁圧）で決まる油圧がディスクブレーキ４０側に伝達され、フロントモータ１２、リアモータ３４で発生する回生制動力に加え、油圧制動力により、車両１０に要求される制動力が確保される。

一方、回生制御を行った結果、バッテリ２８が目標充電量に達し、回生制御を終了しようとしている場合、または、バッテリ２８の充電状態が目標充電量に近づき回生制動力が低減した場合には、回生協調ＥＣＵ８６は、回生制御を中止し、回生制動力を「０」まで落とす。このとき、回生協調ＥＣＵ８６は、図４（ｂ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＦＦ（開弁）、第２開閉弁７６をＯＮまたはＯＦＦ（閉弁または開弁）、第３開閉弁８２をＯＮまたはＯＦＦ（閉弁または開弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）とする制御を行う。その結果、回生制動力が消失した後でも、レギュレータ６８が各ディスクブレーキ４０に直結されることにより、油圧制動力により車両１０に要求される制動力を確保することができる。なお、この場合、差圧弁７８の上流側の圧力は高くならないので、第２開閉弁７６は閉弁していても開弁していてもよい。また、このとき、第３開閉弁８２を開弁すると、ブレーキペダル５２の踏み込みフィーリングが大きく変化するので、閉弁しておくことが望ましいが、油圧制御上大きく影響しないので、開弁していてもよい。

また、既にバッテリ２８が十分に充電されており、回生制御が行えない場合、回生協調ＥＣＵ８６は、図４（ｃ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＦＦ（開弁）、第２開閉弁７６をＯＮ（閉弁）、第３開閉弁８２をＯＮまたはＯＦＦ（閉弁または開弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）とする制御を行う。その結果、はじめからレギュレータ６８が各ディスクブレーキ４０に直結され、油圧制動力により車両１０に要求される制動力を確保することができる。なお、この場合も第３開閉弁８２を開弁すると、ブレーキペダル５２の踏み込みフィーリングが大きく変化するので、閉弁しておくことが望ましいが、油圧制御上大きく影響しないので、開弁していてもよい。

また、モータ５６や油圧ポンプ５８の失陥や油圧の過剰消費によりアキュムレータ６２に十分な圧力が蓄積されていない場合、回生協調ＥＣＵ８６は、図４（ｄ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＦＦ（開弁）、第２開閉弁７６をＯＦＦ（開弁）、第３開閉弁８２をＯＦＦ（開弁）、第４開閉弁８４をＯＦＦ（閉弁）とする制御を行う。その結果、ブレーキペダル５２の操作によりマスターシリンダ５４で発生した油圧がディスクブレーキ４０に供給される。このとき、常閉型の第４開閉弁８４がＯＦＦされることにより、前輪１６側と後輪３０側は分離され、前輪１６側のみにマスターシリンダ５４の油圧が供給され、システム失陥時においても前輪１６による安定した制動力を確実に得ることができる。

このように、本実施形態の回生協調油圧制動システムによれば、単純な構成の開閉弁を用いたシンプルな制御により回生制動を十分に利用しつつ、油圧制動で不足分の制動力を補い、確実な制動力の確保が可能となる。また、システムのシンプル化、制御のシンプル化によりシステムコストの低減に寄与することができる。

図５に、本実施形態の回生協調油圧制動システムにおいて、図２の基本構成を図１のシステムにより近づけた変形例を示す。基本的な構成は、図２に示すシステムと同じであり、同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５に示す回生協調油圧制動システムにおいては、マスターシリンダ５４から延びる第２油路８０上に例えばカット弁で構成される第５開閉弁９０を介してストロークシミュレータ５０が配置されている。すなわち、第５開閉弁９０が開状態にある場合、ブレーキペダル５２の操作により発生したマスターシリンダ５４の油圧がストロークシミュレータ５０に導入され、第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２の動作状態に拘わらず、ブレーキペダル５２の踏み込みフィーリングを安定、向上させるとことができる。また、ストロークシミュレータ５０の設置により、ストロークセンサ７０のストローク量を容易に増やすことが可能になり、ストロークセンサ７０の出力信号に基づく要求制動などの演算を容易かつ正確に行うことができる。なお、第５開閉弁９０は、回生協調ＥＣＵ８６によって制御される。

図６は、図５に示す回生協調油圧制動システムの動作状態ごとの第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、第４開閉弁８４、第５開閉弁９０の開閉状態を示す動作表でる。図６（ａ）は、回生協調ＥＣＵ８６がモータＥＣＵ８８からの情報に基づき回生制御が可能であると判断した場合の開閉状態であり、回生協調ＥＣＵ８６は、第１開閉弁７４をＯＮ（閉弁）、第２開閉弁７６をＯＦＦ（開弁）、第３開閉弁８２をＯＮ（閉弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）、第５開閉弁９０をＯＮ（開弁）とする制御を行う。ブレーキペダル５２の踏み込みよりマスターシリンダ５４で発生した油圧は、ストロークシミュレータ５０で吸収され、ドライバーへのキックバック現象を抑制し、良好なフィーリングのブレーキング操作を行うことができる。また、その時のブレーキペダル５２の踏み込み量により車両１０に要求される制動力に対応するレギュレータ６８の圧力が算出され、その圧力が差圧弁７８の開弁圧より低い場合、レギュレータ６８の油圧はディスクブレーキ４０側に伝達されず、フロントモータ１２、リアモータ３４で発生する回生制動力のみで、車両１０に要求される制動力が確保される。

また、ブレーキペダル５２の踏み込み量により決まるレギュレータ６８の圧、つまり車両１０に要求される制動力に対応する圧力が差圧弁７８の開弁圧より高くなった場合、差圧弁７８が開弁され、（レギュレータ６８の圧）−（差圧弁７８の開弁圧）で決まる油圧がディスクブレーキ４０側に伝達され、フロントモータ１２、リアモータ３４で発生する回生制動力に加え、油圧制動力により、車両１０に要求される制動力が確保される。また、レギュレータ６８の圧、つまり車両１０に要求される制動力に対応する圧力が差圧弁７８の開弁圧より高くなった場合、差圧弁７８が開弁され、（レギュレータ６８の圧）−（差圧弁７８の開弁圧）で決まる油圧がディスクブレーキ４０側に伝達され、フロントモータ１２、リアモータ３４で発生する回生制動力に加え、油圧制動力により、車両１０に要求される制動力が確保される。

また、回生制御を行った結果、バッテリ２８が目標充電量に達し、回生制御を終了使用としている場合、または、バッテリ２８の充電状態が目標充電量に近づき回生制動力が低減した場合には、回生協調ＥＣＵ８６は、回生制御を中止し、回生制動力を「０」まで落とす。このとき、回生協調ＥＣＵ８６は、図６（ｂ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＦＦ（開弁）、第２開閉弁７６をＯＮまたはＯＦＦ（閉弁または開弁）、第３開閉弁８２をＯＮ（閉弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）、第５開閉弁９０をＯＮ（開弁）とする制御を行う。その結果、回生制動力が消失した後でも、レギュレータ６８が各ディスクブレーキ４０に直結されることにより、油圧制動力により車両１０に要求される制動力を確保することができる。なお、図４（ｂ）では、第３開閉弁８２の開閉状態は任意であったが、図５の構成では、ストロークシミュレータ５０が配置され、ブレーキペダル５２の操作フィーリングの制御が行われるので、第２油路８０の油圧状態を安定化させるため、第３開閉弁８２はＯＮ（閉弁）とすることが好ましい。また、差圧弁７８の上流側の圧力は高くならないので、差圧弁７８が開弁しないため、第２開閉弁７６は閉弁していても開弁していてもよい。

また、既にバッテリ２８が十分に充電されており、回生制御が行えない場合、回生協調ＥＣＵ８６は、図６（ｃ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＦＦ（開弁）、第２開閉弁７６をＯＮ（閉弁）、第３開閉弁８２をＯＮ（閉弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）、第５開閉弁９０をＯＮ（開弁）とする制御を行う。その結果、はじめからレギュレータ６８が各ディスクブレーキ４０に直結され、油圧制動力により車両１０に要求される制動力を確保することができる。なお、この場合も第３開閉弁８２はストロークシミュレータ５０が配置されているので、閉弁しておくことが望ましい。

さらに、モータ５６や油圧ポンプ５８の失陥や油圧の過剰消費によりアキュムレータ６２に十分な圧力が蓄積されていない場合、回生協調ＥＣＵ８６は、図６（ｄ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＦＦ（開弁）、第２開閉弁７６をＯＦＦ（開弁）、第３開閉弁８２をＯＦＦ（開弁）、第４開閉弁８４をＯＦＦ（閉弁）、第５開閉弁９０をＯＦＦ（閉弁）とする制御を行う。その結果、ブレーキペダル５２の操作によりマスターシリンダ５４で発生した油圧がディスクブレーキ４０に供給される。このとき、常閉型の第４開閉弁８４がＯＦＦされることにより、前輪１６側と後輪３０側は分離され、前輪１６側のみにマスターシリンダ５４の油圧が供給され、システム失陥時においても前輪１６による安定した制動力を確実に得ることができる。

このように、本実施形態の回生協調油圧制動システムにストロークシミュレータ５０を付加することにより、単純な構成の開閉弁を用いたシンプルな制御により回生制動を十分に利用しつつ、油圧制動により確実な制動力の確保を行いかつ、ブレーキペダル５２の操作フィーリングを向上が可能となる。また、図２の構成と同様にシステムコストの低減に寄与することができる。

図７に、本実施形態の回生協調油圧制動システムの別の変形例を示す。基本的な構成は、図５に示すシステムと同じであり、同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示す回生協調油圧制動システムにおいては、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）制御や、ＴＲＣ（トラクションコントロール）、スピン防止用の横Ｇコントロール制御などが可能なシステム構成を示している。各ディスクブレーキ４０には、油圧調整部４６として供給される油圧を保持するための保持弁９４と減圧弁９６が配置されている。また、ディスクブレーキ４０側と、アキュムレータ６２との間には、第３油路９８が形成されている。また、第３油路９８中には、リニア弁で構成される第６開閉弁１００が配置されている。このような構成により、ブレーキペダル５２の操作の有無に拘わらず、アキュムレータ６２から油圧が第６開閉弁１００で制御されてディスクブレーキ４０側に供給され、保持弁９４および減圧弁９６の協働により、上述のＡＢＳなどの制御が可能になる。なお、第６開閉弁１００は、回生協調ＥＣＵ８６によって制御される。

図８は、ＡＢＳなどの制御時の第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、第４開閉弁８４、第５開閉弁９０、第６開閉弁１００の開閉状態を示す動作表である。なお、ＡＢＳなどの制御を行う場合、詳細な制動制御を行うために、基本的には回生制動は禁止とする。

図８（ａ）は、ＡＢＳ制御を行う場合の動作パターンである。各開閉弁の制御が実施されるのは、前述のように回生制御が禁止され、かつブレーキペダル５２が操作されＡＢＳが動作した場合である。すなわち、図８（ａ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＦＦ（開弁）、第２開閉弁７６をＯＮ（閉弁）、第３開閉弁８２をＯＮ（閉弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）、第５開閉弁９０をＯＮ（開弁）、第６開閉弁１００をＯＦＦ（開弁）とする制御を行う。その結果、はじめからレギュレータ６８が各ディスクブレーキ４０に直結され、油圧制動力により車両１０に要求される制動力を確保することができる。また、アキュムレータ６２からの圧も各ディスクブレーキ４０側に供給されるので、車速や車輪速などの情報に基づき実施されるＡＢＳ制御にしたがって保持弁９４、減圧弁９６が開閉制御され、適切な制動制御が実施される。

図８（ｂ）は、ＴＲＣを行う場合の第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、第４開閉弁８４、第５開閉弁９０、第６開閉弁１００の開閉パターンである。ＴＲＣの場合、ブレーキ操作が行われていない時に行われる制御である。したがって、図８（ｂ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＮ（閉弁）、第２開閉弁７６をＯＮ（閉弁）、第３開閉弁８２をＯＮ（閉弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）、第５開閉弁９０をＯＦＦ（閉弁）、第６開閉弁１００をＯＦＦ（開弁）とする制御を行う。その結果、アキュムレータ６２からの圧が各ディスクブレーキ４０側に供給され、車速や車輪速などの情報に基づき実施されるＴＲＣにしたがって保持弁９４、減圧弁９６が開閉制御され、適切なトラクション制御が実施される。

図８（ｃ）には、横Ｇコントロール制御が行われる場合の第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、第４開閉弁８４、第５開閉弁９０、第６開閉弁１００の開閉パターンである。横Ｇコントロール制御はブレーキ操作の有無に拘わらず実施される制御である。したがって、図８（ｃ）に示すように、第１開閉弁７４をＯＮ（閉弁）、第２開閉弁７６をＯＮ（閉弁）、第３開閉弁８２をＯＮ（閉弁）、第４開閉弁８４をＯＮ（開弁）、第５開閉弁９０をＯＦＦ（閉弁）、第６開閉弁１００をＯＦＦ（開弁）とする制御を行う。その結果、アキュムレータ６２からの圧が各ディスクブレーキ４０側に供給され、車速や車輪速、ヨーレートなどの情報に基づき実施される横Ｇコントロール制御にしたがって保持弁９４、減圧弁９６が開閉制御され、適切な横Ｇコントロールが実施される。

なお、本実施形態では、回生協調油圧制動システムを適用する車両１０としてハイブリッド車両を示したが、油圧制動装置を有し回生制御可能な車両であれば、構成は任意であり、内燃機関を有さない電気自動車でも本実施形態と同様な効果を得ることができる。また、差圧弁７８を第２開閉弁７６の下流に配置した例を示したが、第１開閉弁７４の下流に配置してもよい。さらに、第１開閉弁７４、第２開閉弁７６、第３開閉弁８２、保持弁９４、第６開閉弁１００は常開型、第４開閉弁８４、第５開閉弁９０、減圧弁９６は常閉型の弁を示したが、制御形態に応じて、常開型か常閉型かは適宜選択することが可能である。

また、本実施形態で示す油圧系は一例であり、少なくとも圧力供給源の油圧を前記各油圧制動手段に導く油路上で並列に配置された開閉自在な第１開閉弁および第２開閉弁と、第１開閉弁または第２開閉弁のいずれか一方の下流側に直列に接続された弁であって、モータの回生制御時に発生する制動力を油圧制御手段で発生させる場合に要する油圧に相当する開弁圧を有する差圧弁と、回生制御の制御状態に応じて第１開閉弁および第２開閉弁の開閉制御を行う弁制御手段とを有する構成であれば、他の構成は適宜変更可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。

本実施形態に係る回生協調油圧制動システムを有する車両の構成概念を説明する説明図である。 本実施形態に係る回生協調油圧制動システムを実現するＥＣＢ側の基本構成を説明する説明図である。 本実施形態に係る回生協調油圧制動システムの制動力制御を行う回生協調ＥＣＵを中心とした機能ブロック図である。 本実施形態に係る回生協調油圧制動システムの第１開閉弁〜第４開閉弁の開閉制御状態を説明する動作表を示す図である。 本実施形態に係る回生協調油圧制動システムを実現するＥＣＢ側の変形例を説明する説明図である。 図５に示す回生協調油圧制動システムの第１開閉弁〜第５開閉弁の開閉制御状態を説明する動作表を示す図である。 本実施形態に係る回生協調油圧制動システムを実現するＥＣＢ側の別の変形例を説明する説明図である。 図７に示す回生協調油圧制動システムの第１開閉弁〜第６開閉弁の開閉制御状態を説明する動作表を示す図である。

符号の説明

１０ 車両、 １２ フロントモータ、 １４ エンジン、 １６ 前輪、 １８ 動力切替機構、 ２０ ＣＶＴ、 ２２ フロントデファレンシャルギア、 ２４ ドライブシャフト、 ２６ インバータ、 ２８ バッテリ、 ３０ 後輪、 ３２ 駆動軸、 ３４ リアモータ、 ３６ インバータ、 ３８ ＥＣＢ、 ４０ ディスクブレーキ、 ４２ ブレーキアクチュエータ、 ４４ ハイドロブースタ、 ４６ 油圧調整部、 ４８ 切替弁、 ５０ ストロークシミュレータ、 ５２ ブレーキペダル、 ５４ マスターシリンダ、 ５６ モータ、 ５８ 油圧ポンプ、 ６０ リザーバタンク、 ６２ アキュムレータ、 ６４ 油圧センサ、 ６６ リリーフ弁、 ６８ レギュレータ、 ７０ ストロークセンサ、 ７２ 第１油路、 ７４ 第１開閉弁、 ７６ 第２開閉弁、 ７８ 差圧弁、 ８０ 第２油路、 ８２ 第３開閉弁、 ８４ 第４開閉弁、 ８６ 回生協調ＥＣＵ、 ８８ モータＥＣＵ、 ９０ 第５開閉弁、 ９４ 保持弁、 ９６ 減圧弁、 ９８ 第３油路、 １００ 第６開閉弁。

Claims (5)

1. モータの回生制御時に発生する回生制動力と、油圧供給源からの油圧供給時に発生する油圧制動力と、の両方またはいずれか一方により車両の各車輪に要求される制動力を確保する回生協調油圧制動システムであって、
   前記車両の各車輪に配置されて、油圧の供給を受け制御力を発生する油圧制動手段と、
   前記圧力供給源の油圧を前記各油圧制動手段に導く油路上で並列に配置された開閉自在な第１開閉弁および第２開閉弁と、
   前記第１開閉弁または第２開閉弁のいずれか一方の下流側に直列に接続された弁であって、前記モータの回生制御時に発生する制動力を前記油圧制御手段で発生させる場合に要する油圧に相当する開弁圧を有する差圧弁と、
   前記回生制御の制御状態に応じて前記第１開閉弁および第２開閉弁の開閉制御を行う弁制御手段と、
   を含むことを特徴とする回生協調油圧制動システム。
2. 前記圧力供給源は、所定圧力を蓄積すると共に必要に応じて所定圧力を出力可能な畜圧器と、ブレーキペダルのストローク量に応じた油圧を出力するマスターシリンダと、で構成され、
   前記第１開閉弁および第２開閉弁は、前記畜圧器と前記各油圧制動手段とを接続する第１油路上に配置され、前記畜圧器からの油圧を前記油圧制動手段側に供給するか否かを制御し、前記マスターシリンダと前記油圧制動手段とを接続する第２油路上には、前記弁制御手段により制御され、前記マスターシリンダからの油圧を前記油圧制動手段側に供給するか否かを制御する第３開閉弁が配置されていることを特徴とする請求項１記載の回生協調油圧制動システム。
3. さらに、前記油圧制動手段を前輪用グループと後輪用グループに分離するか否かを制御する第４開閉弁を含み、
   前記弁制御手段は、前記第３開閉弁によりマスターシリンダからの油圧を前記油圧制動手段側に供給する場合、前記第４開閉弁を制御し前記前輪用グループと後輪用グループとを分離し、前輪用グループのみに油圧を供給することを特徴とする請求項２記載の回生協調油圧制動システム。
4. 前記第２油路上には、第５開閉弁を介してストロークシミュレータが配置され、前記車両の各車輪に要求される制動力は、前記ストロークシミュレータでキャンセルされる前記ブレーキペダルのストローク量に基づいて決定されることを特徴とすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回生協調油圧制動システム。
5. 前記畜圧器と前記各油圧制動手段との間には、さらに、第３油路が形成され、当該第３油路上に前記弁制御手段により制御される第６開閉弁が配置され、当該第６開閉弁の開動作時には、前記ブレーキペダルの操作の有無に拘わらず所定の油圧を前記各油圧制動手段に提供することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回生協調油圧制動システム。

Images