JP2011005977A - 車両用複合ブレーキの協調制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦制動の制御なしに、回生制動制御のみにより、車速変化に伴う制動力変化を緩和して制動フィーリングの向上を図った、複合ブレーキの協調制御装置を提案する。
【解決手段】摩擦制動装置の摩擦材を、車速低下とともに摩擦係数が初期値μからμ'へと低下する材料で造り、摩擦制動トルクTbが車速低下につれ低下されるようにし、かかる車速低下による摩擦制動トルクTbの低下分を回生制動により補償するよう回生制動トルクTcを決定する。図示のごとく、摩擦材押し付け力Fbを一定にしていることで、目標制動トルクTb*が一定値に保たれて、車速VSPが図示のように低下する場合につき説明すると、車速低下に伴う摩擦制動トルクTbの低下分ΔTb（＝Tb*−Tb）を回生制動トルクTc（＝ΔTb）により補償するため、両者の共働により目標制動トルクTb*を実現可能である。しかも、摩擦制動の制御が不要なため、制御が簡単で、摩擦制動トルクTbを制御するアクチュエータも不要である。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車などの電動車両に多用される車両用複合ブレーキ、つまり、モータによる回生制動装置と、液圧式や電動式などの摩擦制動装置の２種類のブレーキ装置を併設した車両用複合ブレーキに関し、
特に、車速変化に伴う制動力変化を緩和して制動フィーリングの向上を図った車両用複合ブレーキの協調制御装置に関するものである。

複合ブレーキを用いる電動車両としては従来、例えば特許文献1に記載されているような、各車輪のホイールディスクに形成した中心凹部内に走行用電動モータおよび減速機を径方向外内に同心に配して収納した、所謂インホイールモータ式の電動車両が知られている。

このインホイールモータ式電動車両にあっては、径方向外側に位置する電動モータのロータを、径方向内側に位置する減速機の入力回転メンバに結合し、減速機の出力回転メンバ車輪に直結する。
かくて、電動モータを駆動すると、その回転が減速機による減速下で車輪に伝達され、車両を走行させることができる。

一方でインホイールモータ式電動車両の制動システムは、以下のように構成する。
径方向内側に位置する減速機を挟んで、これよりもホイールディスクから遠い内側に、摩擦制動ユニットを同心配置して設ける。
この摩擦制動ユニットは、減速機の入力回転メンバ（電動モータのロータ）に結合され、減速機を介して車輪に連れ回される被制動回転体（ブレーキディスクなど）と、これに対し摩擦接触して被制動回転体を制動する摩擦材（ブレーキパッドなど）とからなる。

インホイールモータ式電動車両の制動に当たっては、減速機を介して車輪に連れ回されている被制動回転体に対し摩擦材を押し付けて摩擦接触させ、被制動回転体を摩擦制動することにより車輪に摩擦制動トルクを付与する。
同時に、制動中車輪の回転が減速機を介し走行用電動モータ（ロータ）に達していることから、電動モータに発電負荷を与えて得られる回生制動により車輪の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに蓄電しつつ、車輪に回生制動トルクを付与する。

インホイールモータ式電動車両にあっては、前者の摩擦制動装置による摩擦制動トルクと、後者の回生制動装置による回生制動トルクとの協調により、目標制動トルクを実現するのが一般的である。

特開２０００−０５２７８８号公報

ところで一般的な摩擦制動装置にあっては、摩擦材と、これを押し付けた被制動回転体との間に発生する摩擦力が、制動中の車速低下に伴い増大し、制動により車速低下するにつれて摩擦制動力は大きくなる。
この傾向は、特許文献1に記載のように車輪と、摩擦制動装置の被制動回転体との間に減速機が存在するインホイールモータ式電動車両の場合、以下の理由から特に顕著になる。

つまりこの場合、摩擦制動装置の被制動回転体（電動モータ）よりも車輪が減速機の減速比分だけ低速回転されることから、制動による車速低下に伴う摩擦制動力の増大効果が、上記減速機を設置されていない構成、つまり、車輪を摩擦制動装置の被制動回転体（電動モータ）に直結されている構成に較べ、大きくなって、車速低下に伴う摩擦制動力の増大が急峻になる。

一方で、摩擦制動と回生制動との協調による車両の総制動力は目標制動力に保持しておかないと、ブレーキ操作に関係のない制動力の変動が発生するという問題を生ずる。
しかし、上記のように車速低下に伴う摩擦制動力の増大が急峻であると、これを回生制動制御により補償して車両の総制動力を目標制動力に制御することが困難となり、
停車直前の過大な摩擦制動力で制動ショックが大きくなる等の制動フィーリングの悪化を生ずる。

この問題を解消する一手法としては、摩擦制動および回生制動の協調により目標制動トルクを実現するに当たり通常採用される以下のような協調制御方式を用いることが考えられる。
ここで通常の協調制御方式とは、回生制動を最大限利用してエネルギー回収効率を高め、不足分を摩擦制動により補うことにより、運転者がブレーキ操作で要求している目標制動トルクを実現するというものである。

しかしこの場合、制動中の車速変化による最大回生制動力の変化や摩擦材の摩擦係数変化に応じて、被制動回転体に対する摩擦材の押し付け力を逐一制御する必要があり、そのために摩擦制動力制御アクチュエータの追加も必要になるなど、制御上の問題や、コスト上の問題が新たに発生する。

特に、特許文献1に記載のごとく車輪と、摩擦制動装置の被制動回転体との間に減速機が存在するインホイールモータ式電動車両の場合、制動中の車速低下に伴う摩擦制動力の増大が減速機の存在によって顕著になるため、上記摩擦材の押し付け力制御を狙い通りに行うのは極めて困難である。

本発明は、車速低下に伴って摩擦材と被制動回転体との間の摩擦係数が増大する限りにおいて上記の問題を回避できないとの事実認識に基づき、車速低下に伴って摩擦材と被制動回転体との間の摩擦係数が逆に低下するようなものとなし、
これによる制動力不足分を回生制動により補って目標制動力を実現するという、前記した一般的な協調制御とは異なる協調制御方式を採用することで、上記の諸問題を一挙に解消した車両用複合ブレーキの協調制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明による車両用複合ブレーキの協調制御装置は、以下のごとくにこれを構成する。
先ず、本発明の前提となる車両用複合ブレーキを説明するに、これは、目標制動トルクを、モータによる回生制動と、摩擦力による摩擦制動との協働により実現するようにした、車両用複合ブレーキである。

本発明による車両用複合ブレーキの協調制御装置は、かかる複合ブレーキにおいて上記の摩擦制動を行う摩擦制動装置の摩擦材を、車速の低下とともに摩擦係数が低下する摩擦材とし、
制動中の車速低下による摩擦制動装置の制動トルク低下分を上記の回生制動により補償するよう回生制動トルクを決定する回生制動制御手段を設けた構成に特徴づけられるものである。

かかる本発明の車両用複合ブレーキの協調制御装置によれば、摩擦材の上記摩擦係数特性により摩擦制動装置が制動中の車速の低下とともに制動トルクを低下され、かかる車速低下による摩擦制動装置の制動トルク低下分を上記の回生制動により補償するよう回生制動トルクが決定されることから、以下の作用効果を奏し得る。

つまり、車速低下中の摩擦制動トルク低下分を回生制動により補償する協調制御のため、両者の共働により目標とする制動トルクを実現することができる。
しかしこの協調制御中、摩擦制動に係わる制御が何ら必要でなく、摩擦制動装置をブレーキ操作力に応動させるだけでよいため、制御が煩雑になるという問題を生じないと共に、摩擦制動トルクを制御するアクチュエータの追加も不要で、コスト上の問題も生じない。

また回生制動が、車速低下に伴う摩擦制動トルク低下分を補償するものであることから、そして、この車速低下に伴う摩擦制動トルクの低下が、その変化割合を摩擦材の材料選択により任意に定め得て、車速低下に対する摩擦制動トルクの低下割合を緩やかなものにし得ることから、車速低下に伴う摩擦制動トルク低下分を補償するよう上記回生制動トルクを決定する演算も何ら難しくなく、
これを難なく狙い通りに求めて、摩擦制動および回生制動の共働により制動トルクを目標値に保つという作用を、たとえ前記した減速機が存在するインホイールモータ式電動車両であっても、確実に保証することができる。

本発明の第1実施例になる協調制御装置を具えた車両用複合ブレーキを、その制御系と共に示す概略システム図である。 図１における回生制動コントローラが実行する回生制動トルク演算処理に係わる機能別ブロック線図である。 図2における回生制動トルク演算処理の動作タイムチャートである。 車速変化を横軸として、図2における回生制動トルク演算処理を示す、動作説明図である。 図1において摩擦制動装置の被制動回転体と減速機との間に増速機を介在させた変形例の場合と、この増速機を介在させなかった場合とで比較して示す、図4と同様な回生制動トルク演算処理の動作説明図である。 本発明の第2実施例になる車両用複合ブレーキの協調制御装置を示す、図2と同様な回生制動トルク演算処理に係わる機能別ブロック線図である。 車速変化を横軸として、図6における回生制動トルク演算処理を示す、図4と同様な動作説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す第1実施例および第2実施例に基づき詳細に説明する。
＜第1実施例の構成＞
図１は、本発明の第1実施例になる協調制御装置を具えた車両用複合ブレーキの制御システム図である。
本実施例においては車両用複合ブレーキを、インホイールモータ式電動車両用の複合ブレーキとして、以下のように構成する。
1は、インホイールモータ式電動車両の1輪を示し、この車輪1は、ホイールディスク2と、その外周に固着したホイールリム3と、ホイールリム3に嵌めたタイヤ4とから成るものである。

車輪1のホイールディスク2は、車幅方向内向きに開口する中心凹部を有し、当該ホイールディスク2の中心凹部内に、走行用電動モータ5（本発明におけるモータに相当）および減速機6を径方向外内に同心に配して収納する。

径方向外側に位置する電動モータ5は、外周側における固定の円環状ステータ5aと、その内周に同心に配したロータ5bとで構成し、ロータ5bはステータ5a内で回転自在とする。
電動モータ5よりも径方向内側に位置する減速機6は遊星歯車組を可とするもので、減速機6の内周側における入力回転メンバに入力軸7を結合し、この入力軸7に電動モータ5のロータ5bを結合する。

減速機6の外周側における出力回転メンバに、車軸8を介してホイールディスク2（車輪1）を結合する。
かくて、電動モータ5を駆動すると、ロータ5bの回転が減速機6による減速下で車輪1に伝達され、車両を走行させることができる。

＜複合ブレーキの協調制御装置＞
以下に、インホイールモータ式電動車両の制動システムを説明する。
減速機6を挟んで、これよりも車輪1（ホイールディスク2）から遠い車幅方向内側に、摩擦制動ユニット11を同心配置して設ける。
この摩擦制動ユニット11は、減速機6の入力回転メンバに入力軸7を介して結合された被制動回転体（図示例ではブレーキディスク）12と、
これに対し摩擦接触して被制動回転体12を制動する摩擦材（図示例ではブレーキパッド）13と、
この摩擦材（ブレーキパッド）13を浮動支持するブレーキキャリパ14とで構成する。

インホイールモータ式電動車両の制動に当たって運転者がブレーキペダル15を踏み込むと、ブレーキペダル15の踏み込みに応動するマスターシリンダ16からのマスターシリンダ液圧がそのままブレーキ液圧Pbとしてブレーキキャリパ14に供給されるようにする。
この時ブレーキキャリパ14は、減速機6を介し車輪1に連れ回されている被制動回転体（ブレーキディスク）12を挟むよう、この被制動回転体（ブレーキディスク）12の両側に摩擦材（ブレーキパッド）13を押し付ける。
かかる摩擦材（ブレーキパッド）13の押し付けにより、被制動回転体（ブレーキディスク）12は摩擦制動されることとなり、車輪1に、ブレーキ液圧Pb（マスターシリンダ液圧）対応の摩擦制動トルクTbを付与する。

一方で、上記の制動中は車輪1の回転が減速機6を介し走行用電動モータ5（ロータ5b）に達していることから、電動モータ5に発電負荷を与えて得られる回生制動により車輪1の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに蓄電しつつ、車輪1に回生制動トルクTcを付与する。

図1に示すインホイールモータ式電動車両にあっては、前者の摩擦制動装置（摩擦制動ユニット11）による摩擦制動トルクTbと、後者の回生制動装置（電動モータ5）による回生制動トルクTcとの協調により、目標制動トルクを実現する。
この協調制御に際し本実施例の場合、摩擦制動装置（摩擦制動ユニット11）へのブレーキ液圧Pbはマスターシリンダ液圧（ブレーキペダル15の踏力対応液圧）そのものとし、非制御下に摩擦制動装置（摩擦制動ユニット11）へブレーキ液圧Pbを供給することとする。

そのため上記の協調制御に際しては、回生制動装置（電動モータ5）による回生制動トルクTcを制御し、この制御された回生制動トルクTcと、ブレーキ液圧Pb（ブレーキペダル踏力対応のマスターシリンダ液圧）による摩擦制動トルクTbとの共働によって、目標制動トルクを実現する。

そこで本実施例においては、図1に示すごとく回生制動トルクTcの制御を司る回生制動コントローラ17を設け、この回生制動コントローラ17に、車輪1の周速（車輪速）Vwを検出する車輪速センサ18からの信号と、ブレーキ液圧Pbを検出するブレーキ液圧センサ19からの信号とを入力する。

しかし、摩擦材（ブレーキパッド）13と、これを押し付けた被制動回転体（ブレーキディスク）12との間に発生する摩擦力が、一般的な摩擦制動装置と同様、制動中の車速低下に伴い増大し、制動により車速低下するにつれて摩擦制動トルクTbが大きくなるようなものであると、減速機6の存在もあって前記した理由から、車速低下に伴う摩擦制動トルクTbの増大が急峻になる。
かかる摩擦制動トルクTbの急増を回生制動制御により補償して車両の総制動力を目標制動トルクに制御することは困難であり、停車直前の過大な摩擦制動トルクで制動ショックが大きくなる等の制動フィーリングの悪化を生ずる。

そのため本実施例においては先ず、摩擦材（ブレーキパッド）13と、被制動回転体（ブレーキディスク）12との間に発生する摩擦力が、制動中の車速低下に伴い逆に低下するよう、摩擦材（ブレーキパッド）13を、その摩擦係数が車速の低下とともに小さくなるような材料で造り、摩擦制動ユニット11による摩擦制動トルクTbが制動中の車速低下につれて小さくなるようなものにする。

＜回生制動トルク制御＞
回生制動コントローラ17（本発明における回生制動制御手段に相当）は、上記した車速低下による摩擦制動トルクTbの低下分を回生制動により補償するよう回生制動トルクTcを、図2に示す機能別ブロック線図に沿って決定する。
そのため、摩擦材（ブレーキパッド）13の上記材料選択に当たっては、車速低下に対する摩擦係数の低下特性が、車速低下による摩擦制動トルクの低下量を、回生制動トルク最大値以下にするような材料で摩擦材（ブレーキパッド）13を造り、これにより回生制動による上記摩擦制動トルク低下分の補償を確実なものとなす。

図2に基づき、本実施例による回生制動トルクTcの決定要領を、以下に説明する。
運転者がブレーキペダル15を踏み込むと、摩擦制動ユニット11が前記したように摩擦材（ブレーキパッド）13をブレーキ液圧Pb（ブレーキペダル踏力対応のマスターシリンダ液圧）で非制御下に被制動回転体（ブレーキディスク）12に押し付けられ、摩擦制動トルクTbを車輪1に付与する。

車輪速センサ18は、車輪1の周速（車輪速）Vwを検出し、ブレーキ液圧センサ19は、ブレーキ液圧Pb（ブレーキペダル踏力対応のマスターシリンダ液圧）を検出する。
回生制動コントローラ17は、これらセンサ18,19からの検出信号を基に、以下のごとくに回生制動トルクTcを演算する。

摩擦材押し付け力演算部21では、ブレーキ液圧Pbから、摩擦制動装置を成す摩擦材（ブレーキパッド）13の押し付け力Fbを、マップ検索などにより求める。
なお摩擦材（ブレーキパッド）13の押し付け力Fbは、ブレーキ液圧Pbと、このPbが作用するブレーキキャリパ14のシリンダ受圧面積との乗算により求めることもできる。

目標制動トルク演算部22では、上記摩擦材（ブレーキパッド）13の押し付け力Fbと、摩擦制動ユニット11の有効径Rと、摩擦材（ブレーキパッド）13の摩擦係数μとから、次式の演算により、車両の目標制動トルクTb*を演算する。
Tb*＝μ×Fb×R
なお、ここで目標制動トルクTb*の算出に用いる摩擦材（ブレーキパッド）13の摩擦係数μは、制動初速における摩擦材（ブレーキパッド）13の摩擦係数とする。

摩擦制動装置回転部回転速度演算部23では、車輪速Vwから、摩擦制動装置回転部（被制動回転体：ブレーキディスク）12の回転速度ωdを演算する。
摩擦係数変動値演算部24においては、摩擦制動装置回転部（被制動回転体：ブレーキディスク）12の回転速度ωdから、制動中の車速低下に伴って小さくなった摩擦材（ブレーキパッド）13の摩擦係数変動値μ'を時々刻々演算する。

摩擦制動トルク変動値演算部25では、摩擦材（ブレーキパッド）13の摩擦係数変動値μ'と、前記した摩擦材（ブレーキパッド）13の押し付け力Fbと、摩擦制動ユニット11の有効径Rとから、次式の演算により、車速低下中における摩擦制動トルク変動値Tbを逐一演算する。
Tb＝μ'×Fb×R

減算部26では、制動開始時における車両の目標制動トルクTb*から、車速低下中における摩擦制動トルク変動値Tbを差し引く次式の演算により、車速低下に伴う摩擦制動トルク変動（低下）量ΔTbを求める。
ΔTb＝Tb*−Tb
＝（μ−μ'） ×Fb×R

回生制動トルク演算・指令部27では、基本的には回生制動トルクTcを次式で示すように、上記の制動トルク変動（低下）量ΔTbと同じ値に定め、
Tc＝ΔTb
この回生制動トルクTcを、回生制動装置の電動モータ5に発電負荷として指令する。

＜第1実施例の作用効果＞
上記した第1実施例の協調制御装置によれば、摩擦材（ブレーキパッド）13を、制動中の車速低下とともに摩擦係数が図3に例示するごとく初期値μからμ'へと低下する材料で造ることにより、摩擦制動装置が制動中の車速低下につれ摩擦制動トルクTbを低下されるようになし、
かかる車速低下による摩擦制動トルクTbの低下分を回生制動により補償するよう回生制動トルクTcを決定する構成としたため、以下の作用効果を奏し得る。

つまり図3に示すごとく、摩擦材押し付け力Fbを一定にしていることで、目標制動トルクTb*が同図に示すように一定値に保たれて、車速VSPが図示のように低下する場合につき説明すると、車速低下に伴い摩擦制動トルクTbも図示のように低下するが、その低下分ΔTb（＝Tb*−Tb）を回生制動トルクTc（＝ΔTb）により補償する協調制御のため、両者の共働により目標制動トルクTb*を実現することができる。
従って、制動操作と関係ない車両制動力変化を生ずることがなく、この制動力変化による違和感を回避することができる。

しかしてこの協調制御中、図1のシステム図からも明らかなように、摩擦制動に係わる制御が何ら必要でなく、摩擦制動装置をブレーキペダル15の踏力に応動させるだけでよいため、制御が煩雑になるという問題を生じないと共に、摩擦制動トルクTbを制御するアクチュエータの追加も不要で、コスト上の問題も生じない。

また回生制動が、車速低下に伴う摩擦制動トルクTbの低下分ΔTbを補償するものであることから、そして、この車速低下に伴う摩擦制動トルクTbの低下が、その変化割合を摩擦材（ブレーキパッド）13の材料選択により任意に定め得て、車速低下に対する摩擦制動トルクTbの低下割合を図3に例示するごとく緩やかなものにし得ることから、
車速低下に伴う摩擦制動トルク低下分ΔTbを補償するよう上記回生制動トルクTcを決定する演算も何ら難しくなく、これを難なく狙い通りに求めて、摩擦制動および回生制動の共働により制動トルクを目標値Tb*に保つという作用を、たとえ本実施例のごとく減速機6が車輪1および摩擦制動ユニット11間に存在するインホイールモータ式電動車両であっても、確実に保証することができる。

ところで目標制動トルクTb*を常に実現するためには、実在する車速範囲および減速度範囲から求まる制動トルク範囲全域において、制動中の車速低下に伴う摩擦制動トルク変動分（低下分）ΔTbを回生制動トルクTcで補うことができなくてはならない。
そのために摩擦材（ブレーキパッド）13は、車速低下に対する摩擦係数の低下特性が、車速低下による摩擦制動トルクTbの低下量を、回生制動トルク最大値Tcmax以下にするような材料で造ることとする。

車速低下に対する摩擦係数の低下特性がかようなものとなるよう摩擦材（ブレーキパッド）13を材質選択する場合、摩擦制動トルクTbが車速VSPに対し図4に示すごとくに変化する場合について説明すると、車速VSPごとに摩擦制動トルクTbと回生制動トルク最大値Tcmaxとの和値である総制動トルク最大値Tbcmaxが、車速VSPに対して同図に示すごとくに変化するものとなる。
よって総制動トルク最大値Tbcmaxが、実在する車速範囲および減速度範囲から求まる制動トルク範囲の全域で、目標制動トルクTb*を超えることができ、いかなる車速のもとでも常時確実に目標制動トルクTb*を実現することができ、制動トルクが制動による車速低下中に変動するのを防止し得る。

＜第1実施例の変形例＞
なお図1では、摩擦制動ユニット11の被制動回転体であるブレーキディスク12を減速機6の入力軸7に直結したため、制動に伴う車速VSPの低下（車輪1の回転速度低下）によるブレーキディスク12の回転変化が減速機6の減速比分だけ大きくなり、制動に伴う車速低下中における摩擦材（ブレーキパッド）13および被制動回転体（ブレーキディスク）12間の摩擦係数の変動が大きくなって、ブレーキパッド13の前記材質選択のみでは、望みとする制動力特性を得ることができなくなるという懸念がある。

この懸念を払拭するため本変形例では、図面で示さなかったが、ブレーキディスク12と減速機入力軸7との直結を止め、摩擦制動ユニット11と減速機6との間に、本発明における変速機に相当する増速機を介在させ、これにより、制動に伴う車速低下（車輪の回転速度低下）中の減速機6によるブレーキディスク12の大きな回転変化が相殺、または減殺されるようにする。

ちなみに減速機6は、モータ5が発生する駆動トルクを増大させるためのもので、設計上の要求駆動力で決まってしまうため、減速機6を排除することは勿論のこと、減速機6の減速比を変更することもできない。
従って上記のごとく、摩擦制動ユニット11および減速機6間に増速機を介在させることとする。

かかる増速機の介在によれば、上記のように制動に伴う車速低下中のブレーキディスク12の回転変化が抑制されることで、制動に伴う車速低下中におけるブレーキパッド13およびブレーキディスク12間の摩擦係数の変動も抑制することができて、以下の作用効果を奏し得る。

この作用効果を、図5に基づき以下に説明する。
上記した増速機の追加を行わない場合、ブレーキディスク12の回転数ωbが車速VSPに対し、図5の破線で示すように変化するため、摩擦制動トルクTbは、車速VSPに対し同じく破線で示す特性をもって変化する小さなものとなる。
従って、この摩擦制動トルクTbと回生制動トルク最大値Tcmaxとの和値である総制動トルク最大値Tbcmaxも、車速VSPに対し、図5に同じく破線で示すように変化する小さなものとなる。
この場合、総制動トルク最大値Tbcmaxが目標制動トルクTb*未満になる車速域が発生し、この車速域において、摩擦制動および回生制動の協調によっても目標制動トルクTb*を実現し得なくなり、制動力不足に陥る。

これに対し、上記した増速機を摩擦制動ユニット11および減速機6間に介在させた場合、ブレーキディスク12の回転数ωbが抑制されて車速VSPに対し、図5の実線で示すように変化するようになるため、摩擦制動トルクTbが、車速VSPに対し同じく実線で示す特性をもって変化するような大きなものとなる。

従って、この摩擦制動トルクTbと回生制動トルク最大値Tcmaxとの和値である総制動トルク最大値Tbcmaxも、車速VSPに対し、図5に同じく実線で示すように変化する大きなものとなる。
これにより、総制動トルク最大値Tbcmaxが全車速域に亘って目標制動トルクTb*以上となり、どの車速域においても、摩擦制動および回生制動の協調によって目標制動トルクTb*を実現し得ることとなり、制動力不足に陥る事態が発生するのを回避することができる。

なお上記変形例では、摩擦制動ユニット11および減速機6間に増速機を介在させる場合について述べたが、総制動トルク最大値Tbcmaxが全車速域で目標制動トルクTb*を大きく超えていて過大である場合は、増速機の代わりに減速機を摩擦制動ユニット11および減速機6間に介在させて、総制動トルク最大値Tbcmaxの最小値が目標制動トルクTb*に一致するようになす必要があるのは言うまでもない。
従って、上記のごとく増速機の代わりに設ける減速機は、本発明における変速機に相当する。

＜第2実施例の構成＞
図6は、本発明の第2実施例を示し、本実施例は、基本的に前記した第1実施例と同様な構成とするが、変速機コントローラ17に対し、図2には無かった回生制動トルク最大値演算部28を追加して異常対策を施したものである。

回生制動トルク最大値演算部28では、バッテリ蓄電状態やバッテリ温度など、回生制動装置（電動モータ）5の使用環境に応じて変化する、回生制動装置（電動モータ）5が発生可能な回生制動トルク最大値Tcmaxを演算する。

目標制動トルク演算部22では、正常時であれば第1実施例と同様に、摩擦材（ブレーキパッド）13の押し付け力Fbと、摩擦制動ユニット11の有効径Rと、摩擦材（ブレーキパッド）13の制動初速における摩擦係数μとから車両の目標制動トルクTb*（＝μ×Fb×R）を求め、この目標制動トルクTb*をそのまま用いるが、異常時は以下の異常処理により得られた目標制動トルク修正値Tb*(NEW)を、目標制動トルクTb*に代えて用いるものとする。

つまり目標制動トルク演算部22においては、演算部28で求めた回生制動トルク最大値Tcmaxが、バッテリ蓄電状態やバッテリ温度など使用環境の変化により、図7に示す破線レベルから実線レベルへと低下し、回生制動トルク最大値Tcmaxと摩擦制動トルクTbとの和値である総制動トルク最大値Tbcmaxが、同図に示す破線レベルから実線レベルへと低下した結果、総制動トルク最大値Tbcmaxが目標制動トルクTb*よりも小さくなる車速域が発生するようになった場合、つまり総制動トルク最大値Tbcmaxによって目標制動トルクTb*を実現できなくなる車速域が存在することになった場合、異常と判定する。

この異常判定時に目標制動トルク演算部22は、車速VSPに応じて変化する総制動トルク最大値Tbcmaxのうち最も小さな値を新たな目標制動トルク（目標制動トルク変更値）Tb*'とし、この目標制動トルク変更値）Tb*'と、摩擦制動トルクTbとの大きい方を、図7に太い実線で示すように目標制動トルク修正値Tb*(NEW)とし、この目標制動トルク修正値Tb*(NEW)を目標制動トルクTb*に代えて用いる。

＜第2実施例の作用効果＞
図6に示した第2実施例の構成によれば、バッテリ蓄電状態やバッテリ温度など使用環境の変化による回生制動トルク最大値Tcmaxの低下で総制動トルク最大値Tbcmaxにより目標制動トルクTb*を実現できなくなる車速域が存在することになった場合、
車速VSPに応じて変化する総制動トルク最大値Tbcmaxのうち最も小さな値を新たな目標制動トルク（目標制動トルク変更値）Tb*'とし、この目標制動トルク変更値）Tb*'と、摩擦制動トルクTbとの大きい方を目標制動トルク修正値Tb*(NEW)として、目標制動トルクTb*の代わりに用いることとしたため、
使用環境等による回生制動トルク変動時に車両の総制動トルクが変動するのを抑制することができる。

＜その他の実施例＞
なお、制動中に回生制動により得られた電力をバッテリに充電できなくなった場合、回生制動不能となって、回生制動トルクTcの急低下により車両の総制動トルクが突然変動する虞がある。
かかる総制動トルクの突然の変動を防止するため、制動中に走行状態から求まる想定し得る最大の回生制動エネルギーが、バッテリの蓄電状態から求まるバッテリで吸収可能な最大のエネルギーを超える場合、回生制動トルクTcによる前記の補償を行わないようにして、制動中の回生制動不能（回生制動トルクTc＝0）により車両の総制動トルクが急変するのを防止するようになすことができる。

なお、上記した走行状態から求まる想定し得る最大の回生制動エネルギーとは、車両重量および車速VSPから求まる車両の運動エネルギーと、制動開始から制動終了までにおける車両位置の高低差および車両重量から求まる車両の位置エネルギーとの和値を意味する。
ここで、制動開始から制動終了までにおける車両位置の高低差については、車両のナビゲーションシステム内における地図情報から求めてもよいし、車両に高度計が搭載されていいれば、この高度計からの高低差情報を用いてもよい。

1 車輪
2 ホイールディスク
3 ホイールリム
4 タイヤ
5 走行用電動モータ（回生制動装置）
5a ステータ
5b ロータ
6 減速機(変速機)
7 入力軸
8 車軸
11 摩擦制動ユニット（摩擦制動装置）
12 ブレーキディスク（被制動回転体）
13 ブレーキパッド（摩擦材）
14 ブレーキキャリパ
15 ブレーキペダル
16 マスターシリンダ
17 回生制動コントローラ（回生制動制御手段）
18 車輪速センサ
19 ブレーキ液圧センサ
21 摩擦材押し付け力演算部
22 目標制動トルク演算部
23 摩擦制動装置回転部回転速度演算部
24 摩擦係数変動値演算部
25 摩擦制動トルク変動値演算部
26 減算部
27 回生制動トルク演算・指令部
28 回生制動トルク最大値演算部

Claims (6)

1. 目標制動トルクを、モータによる回生制動と、摩擦力による摩擦制動との協働により実現するようにした車両用複合ブレーキの協調制御装置において、
   前記摩擦制動を行う摩擦制動装置の摩擦材を、車速の低下とともに摩擦係数が低下する摩擦材とし、
   制動中の車速低下による摩擦制動装置の制動トルク低下分を前記回生制動により補償するよう回生制動トルクを決定する回生制動制御手段を設けたことを特徴とする車両用複合ブレーキの協調制御装置。
2. 請求項1に記載の車両用複合ブレーキの協調制御装置において、
   前記摩擦材の車速低下に対する摩擦係数の低下特性は、車速低下による摩擦制動装置の制動トルク低下量を、前記モータによって得られる回生制動トルク最大値以下にするものであることを特徴とする車両用複合ブレーキの協調制御装置。
3. 請求項1または2に記載の車両用複合ブレーキの協調制御装置において、
   全車速域で、前記摩擦制動装置によって得られる摩擦制動トルクと、前記モータによって得られる回生制動トルク最大値との和値を前記目標制動トルク以上となす、車速に対する摩擦制動装置の制動トルク変化特性が得られるよう、前記摩擦制動装置の被制動回転体を回転速度変化させる変速機を設けたことを特徴とする車両用複合ブレーキの協調制御装置。
4. 請求項3に記載の車両用複合ブレーキの協調制御装置において、
   前記変速機は、前記摩擦制動装置の被制動回転体と車輪との間に介在させたものであることを特徴とする車両用複合ブレーキの協調制御装置。
5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用複合ブレーキの協調制御装置において、
   前記モータによって得られる回生制動トルク最大値の低下で、前記摩擦制動装置によって得られる摩擦制動トルクと、前記回生制動トルク最大値との和値によっても前記目標制動トルクを実現不能な場合、これら摩擦制動トルクおよび回生制動トルク最大値との和値のうち最も小さな値を新たな目標制動トルクとするよう構成したことを特徴とする車両用複合ブレーキの協調制御装置。
6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用複合ブレーキの協調制御装置において、
   回生制動が不能なとき前記回生制動制御手段は、前記摩擦制動トルクの低下補償を中止するものであることを特徴とする車両用複合ブレーキの協調制御装置。

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