JP2015030426A - 車両の制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生制動に制限が加わっているときに長い下り坂が続いても、摩擦制動力発生手段の温度上昇および磨耗を抑制できる車両の制動装置を提供する。【解決手段】制御ユニット１１は、アクセルオフ（ＡＳ＝０）のときに、回生制動力発生手段（３）を制御して回生制動力ＦＢＲによって車速ｖに応じたアクセルオフ制動力ＦＢＡＦを発生させるとともに、回生制動力発生手段（３）に発生させる回生制動力ＦＢＲに制限が加わった場合（充電率ＳＯＣ≧所定値）、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦを発生させるべく、電動アクチュエータ（１３）を駆動制御して摩擦制動力発生手段（６）に摩擦制動力（ＦＢＦ）を発生させる。そして、回生制動力ＦＢＲに制限が加わった状態で摩擦制動力発生手段（６）の負荷（キャリパ温度ＴＣ）が所定値（例えば、３００℃）以上である場合、制御ユニット１１は所定の低減量をもって摩擦制動力ＦＢＦを低減させる。【選択図】図７

Description

本発明は、運転者の操作から独立して摩擦制動力を発生可能な摩擦制動力発生手段と回生制動力を発生可能な回生制動力発生手段とを備えた車両の制動装置に関する。

駆動源であるエンジンの他に走行用の電動機を備えるハイブリッド自動車や駆動源として電動機のみを備える電気自動車では、制動時に電動機を発電機として制御し、電動機が発生する回転抵抗を制動力として用いる回生制動を行うことにより、運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに回収している。これらのハイブリッド自動車や電気自動車においては、走行中に運転者がアクセルをオフにしたときに、駆動源としてエンジンのみを搭載した従来のエンジン自動車が発生するエンジンブレーキ相当の回生制動力を発生させることで、運転フィーリングの向上を図るとともに、エネルギ回収の効率化を図ってバッテリの充電容量を補うようにしている。

ところが、バッテリが満充電や満充電に近い状態にあるときには、回生制動に伴うエネルギをバッテリに回収することは困難であり、回生制動力を発生させることができない。しかもバッテリの過充電はバッテリの劣化を招く原因ともなる。そのため、バッテリが満充電状態のときには、運転者がアクセルをオフにしてもエンジンブレーキ相当の回生制動力が発生しなくなり、運転者に不安感や違和感を生じさせる。

これを防止するために、電動機に回生制動力を発生させて車両に制動力を加える電気的制動手段と、油圧ブレーキに代表される、機械的な制動力すなわち摩擦制動力を車両に作用させる機械的制動手段とを備えた電気自動車において、アクセル操作およびブレーキ操作がなされていなく且つバッテリが満充電状態であるときには、車両の走行状態に基づいて算出した減速度に応じた電気的制動手段の作動を禁止するとともに、算出した減速度に応じて機械的制動手段を作動させるようにした発明が提案されている（特許文献１参照）。

特開平１０−２７１６０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、バッテリが満充電状態であり、回生制動に制限が加わっているときに長い下り坂が続くと、機械的制動手段すなわち摩擦制動手段の温度が限界値を超えて、減速力が低下するうえ摩擦制動手段の磨耗量が増大する。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、回生制動に制限が加わっているときに長い下り坂が続いても、摩擦制動力発生手段の温度上昇を抑制し、摩擦制動力発生手段の磨耗を抑制できる車両の制動装置を提供することを目的とする。

このような課題は、本発明の一側面によれば、回生制動力（ＦＢＲ）を発生させる回生制動力発生手段（３）と、電動アクチュエータ（１３、２６）によって駆動され、摩擦制動力（ＦＢＦ）を発生させる摩擦制動力発生手段（６）と、車両走行中にアクセルがオフ（ＡＳ＝０）にされたときに、前記回生制動力発生手段（３）を制御して前記回生制動力（ＦＢＲ）によって車速（ｖ）に応じたアクセルオフ制動力（ＦＢＡＦ）を発生させるとともに、前記回生制動力発生手段（３）に発生させる前記回生制動力（ＦＢＲ）に制限が加わった場合（充電率ＳＯＣ≧所定値）、前記アクセルオフ制動力（ＦＢＡＦ）を発生させるべく、前記電動アクチュエータ（１３、２６）を駆動制御して前記摩擦制動力発生手段（６）に前記摩擦制動力（ＦＢＦ）を発生させる制御ユニット（１１）とを備え、前記回生制動力（ＦＢＲ）に前記制限が加わった状態で前記摩擦制動力発生手段（６）の負荷（キャリパ温度ＴＣ）が所定値（例えば、３００℃）以上である場合、前記制御ユニット（１１）は、所定の低減量をもって前記摩擦制動力（ＦＢＦ）を低減させることを特徴とする車両（Ｖ）の制動装置（１）を提供することにより達成される。

この構成によれば、バッテリが満充電に近い状態になるなどして回生制動力に制限が加わった状態では、摩擦制動力発生手段の負荷が所定値以上となったときに摩擦制動力を低減させることにより、長い下り坂が続いた場合であっても摩擦制動力発生手段の温度上昇を抑制するとともに、摩擦制動力発生手段の磨耗を抑制することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記所定の低減量は車速（ｖ）に応じて設定される構成とすることができる。

この構成によれば、低減量を車速に応じて設定することにより、車両走行中のアクセルオフの状態で運転者が覚える運転フィールの違和感を抑制することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記アクセルオフ制動力（ＦＢＡＦ）の対車速特性が互いに異なる複数のレンジ（Ｄレンジ、Ｂレンジ）を有し、前記複数のレンジのうちの１つを選択するレンジ操作に供されるレンジ操作手段（セレクトレバー１０）をさらに備え、前記回生制動力（ＦＢＲ）に制限が加わった状態で前記摩擦制動力発生手段（６）の負荷（ＴＣ）が所定値（例えば、３００℃）以上である場合、前記制御ユニット（１１）は、選択されているレンジ（レンジ信号ＳＲ）に応じて前記摩擦制動力（ＦＢＦ）を低減させる構成とすることができる。

この構成によれば、アクセルオフ制動力の対車速特性が互いに異なる複数のレンジがある場合に選択されたレンジに応じて摩擦制動力を低減させることにより、運転フィールの違和感の低減と摩擦制動力発生手段の温度上昇抑制との両立を図ることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記レンジ操作手段（１０）は、走行レンジ（Ｄレンジ）と、当該走行レンジ（Ｄレンジ）よりも大きい制動力を発生させる減速レンジ（Ｂレンジ）とを有し、前記減速レンジ（Ｂレンジ）が選択された車両走行中にアクセルがオフにされた状態で（ＡＳ＝０）、前記摩擦制動力発生手段（６）の負荷（ＴＣ）が所定値（例えば、３００℃）以上となった場合、前記制御ユニット（１１）は、前記走行レンジ（Ｄレンジ）で発生させる制動力（ＦＢＡＦ）の対車速特性に応じて前記摩擦制動力（ＦＢＦ）を低減させる構成とすることができる。

この構成によれば、比較的制動力が小さく使用頻度が高い走行レンジの制動力に応じて減速レンジの制動力を低減させることにより、車両走行中のアクセルオフの状態での運転フィールの違和感を抑制することができる。

このように本発明によれば、回生制動に制限が加わっているときに長い下り坂が続いても、摩擦制動力発生手段の温度上昇を抑制し、摩擦制動力発生手段の磨耗を抑制できる車両の制動装置を提供することができる。

本発明が適用された自動車の制動装置の概略構成図 図１に示すブレーキ液圧発生装置を模式的に示す油圧回路図 図１に示す制御ユニットの機能ブロック図 アクセルオフ制駆動力の対車速特性を示すグラフ （Ａ）本発明に係る自動車の制動力を示すタイムチャート（Ｂ）比較例に係る自動車の制動力を示すタイムチャート アクセルオフ制動力の設定・配分制御の手順を示すフローチャート 低減される摩擦制動力によるアクセルオフ制動力の対車速特性を示すグラフ 変形例に係る制御ユニットの機能ブロック図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係る制動装置１が適用された電気自動車またはハイブリッド自動車（以下、単に自動車Ｖと記す。）の制動装置１の概略構成図である。自動車Ｖは、車両前側に配設された左右一対の前輪２Ｆと、車両後側に配設された左右一対の後輪２Ｒとを有する。左右の前輪２Ｆに連結された前輪車軸にはモータ・ジェネレータ３が自動変速機４を介して機械的に連結されている。図示の例では自動車Ｖは前輪駆動とされているが、他の実施形態では、後輪２Ｒを駆動するモータ・ジェネレータ３を設けて四輪駆動とすることもできる。

モータ・ジェネレータ３は、車両走行用の電動機と回生用の発電機とを兼ねたものである。モータ・ジェネレータ３は、二次電池であるバッテリＢを電源として、後述する制御ユニット１１によってインバータ５を介してバッテリＢからの電力供給とバッテリＢに対する電力供給（充電）とを制御され、減速時には減速エネルギを電力に変換回生して回生制動力を発生する回生制動力発生手段をなす。

前輪２Ｆおよび後輪２Ｒの各車輪２には、摩擦制動力を発生する摩擦制動力発生手段として、車輪２（前輪２Ｆ、後輪２Ｒ）と一体のディスク６ａおよびホイールシリンダ６ｂを備えるキャリパによって構成される公知のディスクブレーキ６が設けられている。ホイールシリンダ６ｂには、公知のブレーキ配管を介してブレーキ液圧発生装置７が接続されている。ブレーキ液圧発生装置７は、後に詳述するが、各車輪別にブレーキ圧を増減可能な油圧回路によって構成されており、運転者の操作から独立して摩擦制動力を発生する摩擦制動力発生手段をなす。

前輪２Ｆおよび後輪２Ｒの各車輪２には、対応する車輪速ｖｗを検出する車輪速検出手段としての車輪速センサ２ａが設けられている。また、各ディスクブレーキ６には、キャリパの温度を検出するキャリパ温度センサ６ｃが取り付けられている。バッテリＢには、バッテリＢの端子間電圧ＶＢを検出する電圧センサＢａが設けられている。運転者のアクセル操作に供されるアクセルペダル８には、その操作量（踏み込み量）を検出するアクセル開度センサ８ａが設けられ、運転者のブレーキ操作に供されるブレーキペダル９には、その操作量（踏み込み量）を検出するブレーキペダルセンサ９ａが設けられている。また、自動変速機４のレンジ操作に供されるセレクトレバー１０には、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、走行レンジ（以下、Ｄレンジと記す）および減速レンジ（以下、Ｂレンジと記す）を含む設定された複数のレンジの中から選択されているレンジを検出するポジションセンサ１０ａが設けられている。

自動車Ｖには、ＣＰＵを用いた制御回路を備えることで車両の各種制御を行い、制動力配分手段として機能する制御ユニット１１が設けられている。制御ユニット１１には、上記インバータ５が電気的に接続されている。制御ユニット１１には各車輪速センサ２ａ、各キャリパ温度センサ６ｃ、アクセル開度センサ８ａ、ブレーキペダルセンサ９ａおよびポジションセンサ１０ａの各検出信号が入力する。なお、電気自動車の場合にはこの構成のままでよいが、ハイブリッド自動車の場合には、自動変速機４に図の二点鎖線で示されるエンジン（内燃機関）Ｅの出力軸が連結される。

制御ユニット１１は、セレクトレバー１０によってＤレンジやＢレンジが選択されているときにアクセルペダル８のアクセル開度センサ８ａの出力信号が初期値（＝０）から増大した場合に駆動（走行）の指令が発生したと判断し、モータ・ジェネレータ３またはエンジンＥによる駆動時の制御を行う。自動車ＶがエンジンＥを搭載していない場合、あるいはエンジンＥを搭載している場合であって停車中にエンジンＥの駆動を停止する場合、制御ユニット１１は、セレクトレバー１０によってＤレンジやＢレンジが選択されているときには、アクセル開度センサ８ａの出力信号が初期値（＝０）であっても、モータ・ジェネレータ３を駆動してオートマチック車のクリープと同程度の駆動力を出力させる。

また、制御ユニット１１は、ブレーキペダル９のブレーキペダルセンサ９ａの出力信号が初期値（＝０）から増大した場合に制動の指令が発生したと判断し、ブレーキ液圧発生装置７による制動時の制御を行う。このように、回生制動を行い且つ油圧制動も行う回生協調制御を行うことから、制動装置１にはブレーキ・バイ・ワイヤが採用される。

次に、図２を参照して本発明が適用された制動装置１について説明する。本実施形態の制動装置１は、運転者の操作から独立して摩擦制動力を制御可能ないわゆるブレーキ・バイ・ワイヤを構成している。すなわち、ブレーキペダル９の操作を機械的にブレーキ液圧発生シリンダに伝達してブレーキ液圧ＰＢを発生させるのではなく、ブレーキペダル９の操作量（ブレーキペダル操作量ＢＳ）をブレーキペダルセンサ９ａで検出し、この操作量検出値に基づいて電動サーボモータ１２を駆動してモータ駆動シリンダ１３を作動させてブレーキ液圧ＰＢを発生させる。

ブレーキペダル９は車体に回動自在に支持されており、運転者の制動操作に応じて円弧運動を行う。ブレーキペダル９にはその円弧運動を略直線運動に変換するロッド１４の一端が連結されており、ロッド１４の他端は、直列的に配設されたマスターシリンダ１５の第１ピストン１５ａに対し、運転者の制動操作に応じて押し込むように係合している。マスターシリンダ１５における第１ピストン１５ａのロッド１４と相反する側には、第２ピストン１５ｂが直列的に配設されており、各ピストン１５ａ・１５ｂはそれぞれロッド１４側にばね付勢されている。なお、ブレーキペダル９は、ばね付勢され、図示されないストッパによって止められて図２の状態である待機位置に位置している。

マスターシリンダ１５には、各ピストン１５ａ・１５ｂの変位によってブレーキ液が不足した際にブレーキ液を補充するためのリザーバタンク１６が設けられている。なお、各ピストン１５ａ・１５ｂには、リザーバタンク１６と連通する各油路１６ａ・１６ｂとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。そして、マスターシリンダ１５の筒内には、第１ピストン１５ａと第２ピストン１５ｂとの間に第１液室１７ａが形成され、第２ピストン１５ｂの第１ピストン１５ａと相反する側に第２液室１７ｂが形成されている。

一方、上記したモータ駆動シリンダ１３には、上記電動サーボモータ１２と、電動サーボモータ１２に連結されたギアボックス１８と、ギアボックス１８にボールねじ機構を介してトルク伝達されることにより軸線方向に変位するねじ溝付きロッド１９と、ねじ溝付きロッド１９と同軸かつ互いに直列的に配設された第１ピストン２１ａおよび第２ピストン２１ｂとが設けられている。

第２ピストン２１ｂには第１ピストン２１ａ側に延出する連結部材２０の一端部が固設されており、連結部材２０の他端部は第１ピストン２１ａに対して相対的に軸線方向に所定量変位可能に支持されている。これにより、第１ピストン２１ａの前進（第２ピストン２１ｂ側への変位）時は第２ピストン２１ｂと別個に変位可能であるが、第１ピストン２１ａの前進状態から図２の初期状態に戻る後退時には、連結部材２０を介して第２ピストン２１ｂも初期位置まで引き戻されるようになっている。なお、各ピストン２１ａ・２１ｂは、それぞれに対応して設けられた各戻しばね２７ａ・２７ｂによってロッド１９側にばね付勢されている。

モータ駆動シリンダ１３には、上記リザーバタンク１６に連通路２２を介してそれぞれ連通する各油路２２ａ・２２ｂが設けられており、各ピストン２１ａ・２１ｂには、各油路２２ａ・２２ｂとの間をシールするための公知構造のシール部材が各適所に設けられている。モータ駆動シリンダ１３の筒内には、第１ピストン２１ａと第２ピストン２１ｂとの間に第１液圧発生室２３ａが形成され、第２ピストン２１ｂの第１ピストン２１ａと相反する側に第２液圧発生室２３ｂが形成されている。

そして、マスターシリンダ１５の第１液室１７ａが、常時開型の電磁弁２４ａを介してモータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａと連通し、第２液室１７ｂが、常時開型の電磁弁２４ｂを介してモータ駆動シリンダ１３の第２液圧発生室２３ｂと連通し得るようにそれぞれ配管されている。なお、第１液室１７ａと電磁弁２４ａとの間には、マスターシリンダ１５が発生するマスターシリンダ側液圧を検出するマスターシリンダ側ブレーキ圧センサ２５ａが接続され、電磁弁２４ｂと第２液圧発生室２３ｂとの間には、モータ駆動シリンダ１３が発生する実ブレーキ液圧ＰＢａを検出するモータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂが接続されている。

第２液室１７ｂと電磁弁２４ｂとの間には、常時閉型の電磁弁２４ｃを介してシリンダ型のシミュレータ２８が接続されている。シミュレータ２８には、そのシリンダ内を分断するピストン２８ａが設けられ、ピストン２８ａの電磁弁２４ｃ側に貯液室２８ｂが形成され、ピストン２８ａの貯液室２８ｂ側と相反する側には圧縮コイルばね２８ｃが受容されている。両電磁弁２４ａ・２４ｂが閉じていると共に電磁弁２４ｃが開いている状態で、ブレーキペダル９を踏み込んで第２液室１７ｂ内のブレーキ液が貯液室２８ｂに入り込むことにより、圧縮コイルばね２８ｃの付勢力がブレーキペダル９に伝達され、これによりマスターシリンダ１５とホイールシリンダ６ｂとが直結されている公知のブレーキ装置と同様の踏み込みに対する反力が得られるようになっている。

さらに、モータ駆動シリンダ１３の第１液圧発生室２３ａと第２液圧発生室２３ｂとは、それぞれＶＳＡ装置２６を介して複数（図示例では４つ）のホイールシリンダ６ｂに連通するように配管されている。なお、ＶＳＡ装置２６は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐＡＢＳ、加速時などの車輪空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、旋回時のヨーモーメント制御、ブレーキアシスト機能、衝突回避・レーンキープなどのための自動ブレーキ機能等を備えた車両挙動安定化制御システムとして公知のものであってよく、ここではその詳細な説明は省略する。なお、ＶＳＡ装置２６には、前輪２Ｆの各ホイールシリンダ６ｂに対応する第１系統と、後輪２Ｒの各ホイールシリンダ６ｂに対応する第２系統とをそれぞれ構成する各種油圧素子を用いた各ブレーキアクチュエータと、それらを制御するＶＳＡ制御ユニット２６ａとによって構成されている。

このようにして構成されたブレーキ液圧発生装置７は、上記制御ユニット１１によって総合的に制御されるようになっている。制御ユニット１１には、ブレーキペダルセンサ９ａと各ブレーキ圧センサ２５ａ・２５ｂとの各検出信号が入力し、また車両の挙動を検出するための各種センサ（図示せず）からの検出信号も入力している。制御ユニット１１は、ブレーキペダルセンサ９ａからの検出信号と上記各種センサからの検出信号に基づき、モータ駆動シリンダ１３を駆動制御してディスクブレーキ６に発生させる摩擦制動力を制御する。さらに、本実施形態の対象車両となる電気自動車（またはハイブリッド車）の場合には、モータ・ジェネレータ３による回生制御を行うようにしており、制御ユニット１１は、回生制御を行う場合の回生制動力の大きさに対するモータ駆動シリンダ１３による摩擦制動力の大きさの配分制御も行う。

次に、通常制動時の制御要領について説明する。図２は、運転者がブレーキペダル９を操作していない状態である。ブレーキペダルセンサ９ａの検出値は初期値（＝０）であり、基本的には制御ユニット１１からブレーキ液圧発生信号は出力されない。この状態では、図２に示されるように、モータ駆動シリンダ１３では、ねじ溝付きロッド１９が最も後退した位置にあり、それに伴って各戻しばね２７ａ・２７ｂによって付勢されている各ピストン２１ａ・２１ｂも後退しており、両液圧発生室２３ａ・２３ｂにブレーキ液圧ＰＢは発生していない。

ブレーキペダル９が踏み込まれて、ブレーキペダルセンサ９ａの検出値が０よりも大きくなった場合には、ブレーキ・バイ・ワイヤによる制御を行うべく、両電磁弁２４ａ・２４ｂを閉じて、マスターシリンダ１５で発生する液圧がモータ駆動シリンダ１３へ伝達されるのを遮断すると共に、電磁弁２４ｃを開いてシミュレータ２８に伝達されるようにする。そして、ブレーキペダルセンサ９ａで検出された制動操作量の検出値（ブレーキペダル操作量ＢＳ）に基づいて、回生制動力を考慮したうえで目標ブレーキ液圧ＰＢｔが設定され、この目標ブレーキ液圧ＰＢｔに対応する目標電流Ｉｔが制御ユニット１１から電動サーボモータ１２に出力される。これにより、ねじ溝付きロッド１９すなわち第１ピストン２１ａが押し出される向きに駆動されて、入力としてのブレーキペダル９の踏み込み量（ブレーキペダル操作量ＢＳ）に応じたブレーキ液圧ＰＢが第１液圧発生室２３ａに発生する。同時に、第１液圧発生室２３ａの液圧によって押圧されて第２ピストン２１ｂが戻しばね２７ｂの付勢力に抗して変位し、第２液圧発生室２３ｂにも同じ大きさのブレーキ液圧ＰＢが発生する。

運転者がブレーキペダル９を戻す方向に変位させた場合には、ブレーキペダルセンサ９ａで検出された戻し方向変位に応じて、電動サーボモータ１２によってねじ溝付きロッド１９すなわち第１ピストン２１ａを初期位置側に戻すことにより、ブレーキペダル９の踏み込み量に応じてブレーキ液圧ＰＢを低減させることができる。また、ブレーキペダル９が図示されない戻しばねによって初期位置に戻された場合には、制御ユニット１１が電磁弁２４ａ・２４ｂを開く。それに伴って各ホイールシリンダ６ｂのブレーキ液がモータ駆動シリンダ１３を介してリザーバタンク１６に戻ることができ、摩擦制動力は解除される。基本的にはブレーキペダルセンサ９ａの検出値が初期値になることにより、第１ピストン２１ａが初期位置に戻り、前述したように連結部材２０を介して第２ピストン２１ｂも初期位置に戻る。

上記モータ駆動シリンダ１３で発生したブレーキ液圧ＰＢは、ＶＳＡ装置２６が作動していない場合には、前後輪の各ホイールシリンダ６ｂに均等に供給される。一方、ＶＳＡ装置２６による各車輪２に対する制動力分配制御が行われる場合には、その制御に応じて各車輪２のホイールシリンダ６ｂに供給されるブレーキ液圧ＰＢが調整される。

回生制動が同時に作動する場合には、制御ユニット１１がモータ・ジェネレータ３を発電機として制御し、ブレーキペダル９によるブレーキペダル操作量ＢＳなどに応じて回生制動力を増減する。そして、ブレーキペダル操作量ＢＳの大きさ（運転者が要求する減速力の大きさ）に対して回生制動だけでは不足する車体減速度に対応するよう、制御ユニット１１が上記した電動サーボモータ１２によってモータ駆動シリンダ１３を駆動制御して、回生制動と油圧式の摩擦制動とによる回生協調制御を行う。上述の例においては、ブレーキペダル９の踏み込み量に対応した摩擦制動力をモータ駆動シリンダ１３が発生するように構成したが、この場合には公知の方法を用いてモータ駆動シリンダ１３の作動量を決定するように構成することができる。例えばブレーキペダル操作量ＢＳに対応して決定される総制動力から実際の回生制動力を減じた値に対応する制動力要求を入力として目標ブレーキ液圧ＰＢｔを設定したり、総制動力に対してある比率の制動力が発生するようにモータ駆動シリンダ１３の作動量を決定したりすればよい。

次に、図３を参照して第１実施形態に基づく制御ユニット１１の要部の構成について説明する。ここでは、自動車ＶがエンジンＥを搭載しない電気自動車であるものとして説明する。車輪速センサ２ａからの検出信号である各車輪速ｖｗが車速推定部３１に入力しており、車速推定部３１では、例えば４つの車輪速ｖｗの平均値から自動車Ｖの車速ｖを推定する。推定された車速ｖは、変速段設定部３２および後述する目標制動力設定部３６に入力する。

変速段設定部３２には、ポジションセンサ１０ａからの検出信号である選択中のレンジ信号ＳＲおよびアクセル開度センサ８ａからの検出信号であるアクセルペダル操作量（変位）ＡＳも入力している。変速段設定部３２は、入力するこれらの信号に基づいて、自動変速機４のギヤ段信号ＳＧ（あるいはギヤ比）を設定する。設定されたギヤ段信号ＳＧは変速機制御部３３に入力し、変速機制御部３３は入力したギヤ段信号ＳＧに基づいて自動変速機４のギヤ段（あるいはギヤ比）を変更する制御を行う。

ポジションセンサ１０ａからのレンジ信号ＳＲはまた、目標駆動力設定部３４にも入力している。目標駆動力設定部３４には、レンジ信号ＳＲの他にアクセル開度センサ８ａからのアクセルペダル操作量ＡＳも入力しており、目標駆動力設定部３４は、入力するこれらの信号に基づいて、モータ・ジェネレータ３に発生させるべき目標駆動力（出力）ＦＤを設定する。なお、目標駆動力ＦＤは、自動車Ｖの推進力ではなく、モータ・ジェネレータ３の出力である駆動トルクである。目標駆動力設定部３４は、具体的には、入力するアクセルペダル操作量ＡＳに応じた目標駆動力ＦＤを設定し、アクセルペダル操作量ＡＳが０であっても入力するレンジ信号ＳＲがＤレンジおよびＢレンジである場合には、クリープ相当の駆動力を目標駆動力ＦＤに設定する。目標駆動力設定部３４で設定された目標駆動力ＦＤはモータ・ジェネレータ制御部３５に入力し、モータ・ジェネレータ制御部３５は、入力した目標駆動力ＦＤに基づいてインバータ５を介してモータ・ジェネレータ３を電動機として制御する。

車輪速センサ２ａからの各車輪速ｖｗ、ポジションセンサ１０ａからのレンジ信号ＳＲおよびアクセル開度センサ８ａからのアクセルペダル操作量ＡＳは、目標制動力設定部３６にも入力している。目標制動力設定部３６には、これらの信号の他にブレーキペダルセンサ９ａからの検出信号であるブレーキペダル操作量（変位）ＢＳも入力している。目標制動力設定部３６は、入力するこれらの信号に基づいて、自動車Ｖに発生させるべき総制動力の目標値である目標制動力ＦＢを設定する。具体的には、目標制動力設定部３６は、入力するブレーキペダル操作量ＢＳに基づいて、吸気負圧を利用したマスターパワーを用いて発生させた液圧を直接ホイールシリンダ６ｂに作用させる従来型車両と同様の制動フィールを達成するように目標制動力ＦＢを設定する。また、ブレーキペダル操作量ＢＳおよびアクセルペダル操作量ＡＳが０であっても、入力するレンジ信号ＳＲがＤレンジおよびＢレンジである場合には、目標制動力設定部３６は、エンジンＥを駆動源とする従来型のエンジン自動車のエンジンブレーキに相当する制動力（以下、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦと称する）を目標制動力ＦＢに設定する。

なお、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦに対応する目標制動力ＦＢは、図４に示すように設定される。すなわち、目標制動力ＦＢ（アクセルオフ制動力ＦＢＡＦ）は、車速ｖが所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上のときに、車速ｖに応じて大きくなる（図４では、制動力を負の値として示しており、その絶対値が大きくなる）対車速特性を有するように設定される。そして、Ｂレンジでの目標制動力ＦＢは、Ｄレンジでの目標制動力ＦＢに比べて大きく設定される。つまり、Ｂレンジが選択されている場合には、Ｄレンジ選択時に比べて大きなアクセルオフ制動力ＦＢＡＦが発生するとともに、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦに応じた大きな制動エネルギの回生が行われる。なお、図４は、ＤレンジおよびＢレンジにおける自動車Ｖの制駆動力と車速ｖとの関係を示しており、１０ｋｍ／ｈ以下の低速域で駆動側に出ている制駆動力は、前述した目標駆動力設定部３４によって設定されるクリープ相当の駆動力である。

目標制動力設定部３６によって設定された目標制動力ＦＢは、制動配分設定部３７に入力する。制動配分設定部３７には、後述する負荷判定部３９からの過負荷信号ＳＬや、充電率推定部４０からの充電率ＳＯＣも入力している。制動配分設定部３７は、入力したこれらの信号に基づいて、目標制動力ＦＢを、モータ・ジェネレータ３に発生させる回生制動力ＦＢＲとディスクブレーキ６に発生させる摩擦制動力ＦＢＦとに配分する。

制動配分設定部３７は、運動エネルギがディスクブレーキ６で熱エネルギに変換されて消費されることを抑制するために、原則的には、モータ・ジェネレータ３に発生させる回生制動力ＦＢＲを比較的大きな割合に設定する。特に、アクセルペダル操作量ＡＳおよびブレーキペダル操作量ＢＳがともに０であり、ＤレンジまたはＢレンジが選択されているときに、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦが目標制動力ＦＢに設定される場合には、原則的に、制動配分設定部３７は、回生制動力ＦＢＲの配分を１００％とし、摩擦制動力ＦＢＦの配分を０％とする。

例えば、エンジンＥを駆動源とする従来型のエンジン自動車では、図５（Ｂ）に示すように、ＤレンジまたはＢレンジでの走行中には、時点ｔ１でアクセルペダル８の踏み込みが戻されてアクセルペダル操作量ＡＳが０になるまでは、車両に走行抵抗等が制動力として発生しているだけであるが、時点ｔ１以降にはエンジンブレーキが制動力として発生する。時点ｔ２でブレーキペダル９が踏み込まれてブレーキペダル操作量ＢＳが大きくなると、ブレーキペダル操作量ＢＳに応じた摩擦制動力ＦＢＦが発生する。これにより、時点ｔ２以降では、車速ｖの低下（減速度）が時点ｔ１〜時点ｔ２の期間に比べて大きくなる。

これに対し、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、ＤレンジまたはＢレンジでの走行中には、時点ｔ１でアクセルペダル８の踏み込みが戻されてアクセルペダル操作量ＡＳが０になるまでは、車両に走行抵抗等が制動力として発生することは（Ｂ）の比較例と同様であるが、時点ｔ１以降にはエンジンブレーキ相当のアクセルオフ制動力ＦＢＡＦが回生制動力ＦＢＲによって発生される。時点ｔ２でブレーキペダル９が踏み込まれてブレーキペダル操作量ＢＳが大きくなると、ブレーキペダル操作量ＢＳに応じた総制動力が、配分された摩擦制動力ＦＢＦと回生制動力ＦＢＲとによって発生される。結果として、時点ｔ２以降では、（Ｂ）の比較例と同様に、車速ｖの低下が時点ｔ１〜時点ｔ２の期間に比べて大きくなる。

ところが、バッテリＢの充電率ＳＯＣが１００％になると、モータ・ジェネレータ３に回生制動力ＦＢＲを発生させることができなくなる。そこで、充電率ＳＯＣが満充電に近い所定値（例えば９５％）以上のときには、図３の制動配分設定部３７は、回生制動力ＦＢＲに制限を加え、モータ・ジェネレータ３による回生制動力ＦＢＲの割合を比較的小さく（本実施形態では、０％に）設定する。一方、このような制動配分を行うと、充電直後の走行中に長い下り坂が続くような場合に、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦに対応する摩擦制動力ＦＢＦをディスクブレーキ６が発生させ続けることになってしまう。そこで、制動配分設定部３７は、負荷判定部３９からの過負荷信号ＳＬが入力している場合には、総制動力を低下させることにはなるが、セレクトレバー１０の操作状態を示すレンジ信号ＳＲに応じて摩擦制動力ＦＢＦを低減させる。より具体的には、制動配分設定部３７は、Ｂレンジが選択されている場合に、Ｄレンジで発生させるべき摩擦制動力ＦＢＦを下限値として、過負荷信号ＳＬの入力継続時間に応じて摩擦制動力ＦＢＦを徐々に低減させる。

制動配分設定部３７によって設定された回生制動力ＦＢＲは、モータ・ジェネレータ制御部３５に入力する。モータ・ジェネレータ制御部３５は、入力した回生制動力ＦＢＲに基づいてインバータ５を介してモータ・ジェネレータ３を発電機として制御し、モータ・ジェネレータ３に回生制動力ＦＢＲを発生させる。一方、制動配分設定部３７によって設定された摩擦制動力ＦＢＦは、モータ駆動シリンダ制御部３８に入力する。モータ駆動シリンダ制御部３８は、入力した摩擦制動力ＦＢＦに基づいてモータ駆動シリンダ１３（電動サーボモータ１２）を駆動制御し、ディスクブレーキ６に摩擦制動力ＦＢＦを発生させる。なお、モータ駆動シリンダ制御部３８には、モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂからの検出信号である実ブレーキ液圧ＰＢａが入力しており、モータ駆動シリンダ制御部３８は、入力した実ブレーキ液圧ＰＢａと目標ブレーキ液圧ＰＢｔとの偏差に基づく液圧フィードバック制御を行う。

負荷判定部３９には、キャリパ温度センサ６ｃからの検出信号であるキャリパ温度ＴＣが入力している。負荷判定部３９は、入力したキャリパ温度ＴＣが所定値（例えば、３００℃）以上である場合に、キャリパの負荷（累積負荷）が大きいものと判定して過負荷信号ＳＬを出力する。充電率推定部４０には、電圧センサＢａからの検出信号であるバッテリＢの端子間電圧ＶＢなどが入力している。充電率推定部４０は、バッテリＢの端子間電圧ＶＢやバッテリＢの充放電電流の変化量などに基づいて、バッテリＢの充電率ＳＯＣを推定する。

次に、図６を参照して、制御ユニット１１の目標制動力設定部３６および制動配分設定部３７が行うアクセルオフ制動力ＦＢＡＦの設定・配分制御の手順について説明する。なお、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦの設定・配分制御は、入力するレンジ信号ＳＲがＤレンジおよびＢレンジであり、ブレーキペダル操作量ＢＳが０であるとに行われる制御であり、所定の処理間隔（例えば、１０ｍｓ）で繰り返し実行される。

制御ユニット１１は、まず、図４に示すような対車速特性となるマップを参照するなどして、レンジ信号ＳＲ（ＤレンジまたはＢレンジ）および車速ｖに基づいて求めたアクセルオフ制動力ＦＢＡＦの値を目標制動力ＦＢとして設定する（ステップＳＴ１）。次に、制御ユニット１１は、バッテリＢの充電率ＳＯＣが所定値（例えば９５％）以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。充電率ＳＯＣが所定値未満である場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、制御ユニット１１は、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦの全量をモータ・ジェネレータ３に発生させる回生制動力ＦＢＲに配分する。すなわち回生制動力ＦＢＲをアクセルオフ制動力ＦＢＡＦの値に設定し、摩擦制動力ＦＢＦを０に設定する（ステップＳＴ３）。その後、制御ユニット１１（制動配分設定部３７）は、これらの値をモータ・ジェネレータ制御部３５およびモータ駆動シリンダ制御部３８に出力する（ステップＳＴ４）。

一方、ステップＳＴ２でバッテリＢの充電率ＳＯＣが所定値以上であると判定された場合（Ｙｅｓ）、制御ユニット１１は、アクセルオフ制動力ＦＢＡＦの全量をディスクブレーキ６に発生させる回生制動力ＦＢＲに配分する、すなわち回生制動力ＦＢＲに制限を加え、例えばその値を０に設定し、摩擦制動力ＦＢＦをアクセルオフ制動力ＦＢＡＦの値に設定する（ステップＳＴ５）。次に、制御ユニット１１は、レンジ信号ＳＲがＤレンジであるか否かを判定し（ステップＳＴ６）、Ｄレンジである場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ５で設定した両値をモータ・ジェネレータ制御部３５およびモータ駆動シリンダ制御部３８に出力する（ステップＳＴ４）。

ステップＳＴ６でＢレンジと判定された場合（Ｎｏ）、次に制御ユニット１１は、負荷判定部３９からの過負荷信号ＳＬに基づいて、ディスクブレーキ６の負荷が大きいか否かを判定し（ステップＳＴ７）、ディスクブレーキ６の負荷が大きくない場合には（Ｎｏ）、ステップＳＴ５で設定した両値をモータ・ジェネレータ制御部３５およびモータ駆動シリンダ制御部３８に出力する（ステップＳＴ４）。他方、ステップＳＴ７でディスクブレーキ６の負荷が大きいと判定された場合には（Ｙｅｓ）、制御ユニット１１は、ステップＳＴ５で設定した摩擦制動力ＦＢＦを、Ｄレンジでのアクセルオフ制動力ＦＢＡＦの値を下限値（絶対値の最小値）として、ディスクブレーキ６の負荷が大きいと判定されてからの経過時間に応じて増大する所定の低減量をもって徐々に低減させる（ステップＳＴ８）。この際、制御ユニット１１は、図７に示すように、低減後の摩擦制動力ＦＢＦがアクセルオフ制動力ＦＢＡＦの対車速特性に沿うような車速ｖに応じた特性となるように低減量を設定する。その後、制御ユニット１１は、ステップＳＴ５で０に設定された回生制動力ＦＢＲおよびステップＳＴ８で低減させた摩擦制動力ＦＢＦをモータ・ジェネレータ制御部３５およびモータ駆動シリンダ制御部３８に出力する（ステップＳＴ４）。

このように、充電率ＳＯＣが所定値（例えば９５％）以上であることによって回生制動力ＦＢＲに制限が加わった状態において、ディスクブレーキ６のキャリパ温度ＴＣが所定値（例えば、３００℃）以上である場合に、制御ユニット１１が、所定の低減量をもって摩擦制動力ＦＢＦを低減させることにより、長い下り坂が続いた場合であってもディスクブレーキ６の温度上昇を抑制するとともに、ディスクブレーキ６の磨耗を抑制することができる。

本実施形態では、摩擦制動力ＦＢＦに対する所定の低減量が車速ｖに応じて設定されるため、走行中のアクセルオフの状態で運転者が覚える運転フィールの違和感が抑制される。また、回生制動力ＦＢＲに制限が加わった状態でディスクブレーキ６のキャリパ温度ＴＣが所定値（例えば、３００℃）以上である場合に、制御ユニット１１が、セレクトレバー１０の操作状態を示すレンジ信号ＳＲに応じて摩擦制動力ＦＢＦを低減させることにより、運転フィールの違和感の低減とディスクブレーキ６の温度上昇抑制との両立を図ることが可能である。さらに、アクセルペダル操作量ＡＳが０のときにＢレンジが選択されており且つディスクブレーキ６のキャリパ温度ＴＣが所定値（例えば、３００℃）以上となった場合、制御ユニット１１が、Ｄレンジで発生させるアクセルオフ制動力ＦＢＡＦの対車速特性に応じて摩擦制動力ＦＢＦを低減させるため、アクセルオフ状態での運転フィールの違和感が抑制される。

なお、上記図３に関する説明以降では、自動車Ｖが電気自動車であるものとして説明してきたが、図１を参照しながら説明したように、本発明はハイブリッド自動車にも適用することができる。

自動車Ｖがハイブリッド車である場合には、制御ユニット１１は、図８に示すように、駆動配分設定部４１およびエンジン制御部４２を追加的に備える。つまり、目標駆動力設定部３４によって設定された目標駆動力ＦＤは駆動配分設定部４１に入力し、駆動配分設定部４１は、入力した目標駆動力ＦＤを各種運転状態に応じてモータ・ジェネレータ３に発生させるモータ駆動力ＦＤＭとエンジンＥに発生させるエンジン駆動力ＦＤＥとに配分する。モータ駆動力ＦＤＭはモータ・ジェネレータ制御部３５に入力し、モータ・ジェネレータ制御部３５は、入力したモータ駆動力ＦＤＭに基づいてインバータ５を介してモータ・ジェネレータ３を電動機として制御し、モータ駆動力ＦＤＭを発生させる。一方、エンジン駆動力ＦＤＥはエンジン制御部４２に入力し、エンジン制御部４２は、入力したエンジン駆動力ＦＤＥに基づいてエンジンＥを駆動制御する。

制御ユニット１１がこのように構成されることによっても、前述した電気自動車のときと同様の作用効果を得ることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、アクセルがオフにされたときにアクセルオフ制動力ＦＢＡＦに対応する摩擦制動力ＦＢＦを発生させるために、モータ駆動シリンダ１３を駆動しているが、ＶＳＡ装置２６を駆動してもよい。また、上記実施形態では、摩擦制動力発生手段であるディスクブレーキ６の負荷を判定するために、キャリパ温度ＴＣを検出してその値が所定値以上であるか否かを判定しているが、判定のためのパラメータはキャリパ温度ＴＣに限られず、他のパラメータを用いたり、複数のパラメータを用いたりしてもよい。他のパラメータとしては、アクセルオフ状態におけるディスクブレーキ６（モータ駆動シリンダ１３）の作動継続時間や、アクセルオフ状態における実ブレーキ液圧ＰＢａ（モータ駆動シリンダ側ブレーキ圧センサ２５ｂの検出値）から推定するディスクブレーキ６の発熱量、大気温度などを用いることができる。また、上記実施形態では、Ｂレンジにおけるアクセルオフ状態での摩擦制動力ＦＢＦを、Ｄレンジにおけるアクセルオフ状態での摩擦制動力ＦＢＦを下限値として過負荷信号ＳＬの継続入力時間に応じて徐々に低減させているが、過負荷信号ＳＬの継続入力時間だけではなく、バッテリＢの充電率ＳＯＣに応じて低減させてもよく、Ｄレンジにおける摩擦制動力ＦＢＦをも低減させてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、および具体的制御手順など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した制動装置１の各構成要素や手順は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 制動装置
３ モータ・ジェネレータ（回生制動力発生手段）
６ ディスクブレーキ（摩擦制動力発生手段）
１０ セレクトレバー（レンジ操作手段）
１１ 制御ユニット
１３ モータ駆動シリンダ（電動アクチュエータ）
２６ ＶＳＡ装置（電動アクチュエータ）
３６ 目標制動力設定部
３７ 制動配分設定部
Ｂ バッテリ
Ｖ 自動車
ＡＳ アクセルペダル操作量
ＦＢ 目標制動力
ＦＢＦ 摩擦制動力
ＦＢＲ 回生制動力
ＦＢＡＦ アクセルオフ制動力
ＳＬ 過負荷信号
ＳＲ レンジ信号
ＳＯＣ 充電率
ＴＣ キャリパ温度（負荷）
ｖ 車速

Claims (4)

1. 回生制動力を発生させる回生制動力発生手段と、
   電動アクチュエータによって駆動され、摩擦制動力を発生させる摩擦制動力発生手段と、
   車両走行中にアクセルがオフにされたときに、前記回生制動力発生手段を制御して前記回生制動力によって車速に応じたアクセルオフ制動力を発生させるとともに、前記回生制動力発生手段に発生させる前記回生制動力に制限が加わった場合、前記アクセルオフ制動力を発生させるべく、前記電動アクチュエータを駆動制御して前記摩擦制動力発生手段に前記摩擦制動力を発生させる制御ユニットと
   を備え、
   前記回生制動力に前記制限が加わった状態で前記摩擦制動力発生手段の負荷が所定値以上である場合、前記制御ユニットは、所定の低減量をもって前記摩擦制動力を低減させることを特徴とする車両の制動装置。
2. 前記所定の低減量は車速に応じて設定されることを特徴とする、請求項１に記載の車両の制動装置。
3. 前記アクセルオフ制動力の対車速特性が互いに異なる複数のレンジを有し、前記複数のレンジのうちの１つを選択するレンジ操作に供されるレンジ操作手段をさらに備え、
   前記回生制動力に前記制限が加わった状態で前記摩擦制動力発生手段の負荷が所定値以上である場合、前記制御ユニットは、選択されているレンジに応じて前記摩擦制動力を低減させることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両の制動装置。
4. 前記レンジ操作手段は、走行レンジと、当該走行レンジよりも大きい制動力を発生させる減速レンジとを有し、
   前記減速レンジが選択された車両走行中にアクセルがオフにされた状態で、前記摩擦制動力発生手段の負荷が所定値以上となった場合、前記制御ユニットは、前記走行レンジで発生させる制動力の対車速特性に応じて前記摩擦制動力を低減させることを特徴とする、請求項３に記載の車両の制動装置。

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