JP2020061883A - Vehicle brake control device - Google Patents
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Abstract
Description
ハイブリッド車両は、車両を走行させる駆動力の駆動源として、内燃機関及び電動機を備えている。内燃機関及び電動機は、動力伝達機構及びドライブシャフトを介して駆動輪に接続されている。 The hybrid vehicle includes an internal combustion engine and an electric motor as a drive source of driving force for driving the vehicle. The internal combustion engine and the electric motor are connected to the drive wheels via a power transmission mechanism and a drive shaft.
一般的にハイブリッド車両は、各車輪に対して摩擦制動力を付与可能な摩擦制動装置を備えている。さらにハイブリッド車両の電動機は、駆動輪の回転力が動力伝達機構及びドライブシャフトを介して伝達されたときに、発電しながら駆動輪に対して回生制動力を付与する。即ち、一般的にハイブリッド車両は摩擦制動力及び回生制動力を選択しながら駆動輪に対して付与可能である。 Generally, a hybrid vehicle includes a friction braking device that can apply a friction braking force to each wheel. Further, the electric motor of the hybrid vehicle applies regenerative braking force to the drive wheels while generating power when the rotational force of the drive wheels is transmitted via the power transmission mechanism and the drive shaft. That is, generally, the hybrid vehicle can apply the friction braking force and the regenerative braking force to the drive wheels while selecting the braking force.
ところでハイブリッド車両の摩擦制動装置を所謂アンチスキッド制御(以下、ABS制御と称する)を実行可能に構成することが可能である。周知のようにABS制御は、車輪のスリップ率が所定のABS判定用閾値より大きくなったときに、スリップ率が所定範囲のスリップ率である目標スリップ率となるように摩擦制動装置に供給する作動油の油圧を増減する制御である。 By the way, the friction braking device of the hybrid vehicle can be configured to be capable of executing so-called anti-skid control (hereinafter referred to as ABS control). As is well known, the ABS control is an operation of supplying the friction braking device so that the slip ratio becomes a target slip ratio that is a slip ratio within a predetermined range when the slip ratio of a wheel becomes larger than a predetermined ABS determination threshold value. This is a control for increasing or decreasing the oil pressure of oil.
一般的にハイブリッド車両では、運転者がブレーキペダルを踏んだときに(踏込量が所定量以下の場合は)、摩擦制動装置の動作に優先させて、電動機に回生制動力を発生させる。そして、電動機が回生制動力を発生している間に車輪のスリップ率がABS判定用閾値より大きくなると、電動機が回生制動力を消失させると共に摩擦制動装置がABS制御を開始する。 Generally, in a hybrid vehicle, when the driver depresses the brake pedal (when the depression amount is less than or equal to a predetermined amount), the operation of the friction braking device is prioritized, and the regenerative braking force is generated in the electric motor. Then, when the slip ratio of the wheels becomes larger than the ABS determination threshold value while the electric motor is generating the regenerative braking force, the electric motor causes the regenerative braking force to disappear and the friction braking device starts the ABS control.
ここでハイブリッド車両が図7に示す下り傾斜の道路を走行している状態を想定する。この道路の路面の大きな領域である領域A及び領域Cはアスファルトによって構成されている。但し、領域Aと領域Cとの間に位置する狭い領域Bは、道路の幅方向に延びる鉄板により構成されている。この鉄板の車両走行方向の寸法は短い(例えば、50cm)。 Here, it is assumed that the hybrid vehicle is traveling on a road having a downward slope shown in FIG. Areas A and C, which are large areas of the road surface of this road, are made of asphalt. However, the narrow area B located between the areas A and C is made of an iron plate extending in the width direction of the road. The dimension of the iron plate in the vehicle traveling direction is short (for example, 50 cm).
ここで車両が図7の矢印方向Xに進行する場合を想定する。車両がアスファルトによって構成された領域A及び領域Cを走行するとき、車両の駆動輪(タイヤ)と路面との間の摩擦係数はμHとなる。一方、車両が鉄板によって構成され且つ領域Aと領域Cとの間に位置する領域Bを走行するとき、駆動輪と路面との間の摩擦係数はμHより小さいμLとなる。図7の(a)に示すようにμHとμLは段階的に(ステップ状に)変化する。 Here, it is assumed that the vehicle travels in the arrow direction X in FIG. When the vehicle travels in the areas A and C constituted by asphalt, the friction coefficient between the driving wheels (tires) of the vehicle and the road surface becomes μH. On the other hand, when the vehicle travels in a region B formed of an iron plate and located between the regions A and C, the friction coefficient between the drive wheels and the road surface is μL, which is smaller than μH. As shown in (a) of FIG. 7, μH and μL change stepwise (stepwise).
車両が領域Aを走行中に運転者がブレーキペダルを踏み、電動機が回生制動力を発生した場合を想定する。なお、この場合、車両が領域B及び領域Cを走行する間もこの状態が維持され(回生制動力の大きさはほぼ一定であり)且つABS制御は実行されないものとする。このとき車両が領域A乃至Cを走行する間に電動機から駆動輪に一定の大きさの回生制動力が付与される。即ち、図7の(d)の実線で示すように、回生制動力に起因してドライブシャフトに発生する回生トルクをDCトルクTdc(直流トルク)とすると、車両が領域A乃至Cを走行する間にDCトルクTdcはほぼ一定値となる。ここで、ドライブシャフトの回転速度を増大させるトルク(即ち、車両を進行方向に加速させる方向のトルク)を「正のトルク」と称し、且つ、ドライブシャフトの回転速度を減少させるトルク(即ち、車両を減速させるトルク)を「負のトルク」と称する。DCトルクTdcは負のトルクである。 It is assumed that the driver depresses the brake pedal while the vehicle is traveling in the area A and the electric motor generates regenerative braking force. In this case, it is assumed that this state is maintained (the magnitude of the regenerative braking force is substantially constant) and the ABS control is not executed while the vehicle travels in the areas B and C. At this time, a regenerative braking force of a certain magnitude is applied from the electric motor to the drive wheels while the vehicle travels in the areas A to C. That is, as shown by the solid line in (d) of FIG. 7, when the regenerative torque generated in the drive shaft due to the regenerative braking force is DC torque Tdc (DC torque), the vehicle travels in the regions A to C. Moreover, the DC torque Tdc has a substantially constant value. Here, the torque that increases the rotational speed of the drive shaft (that is, the torque that accelerates the vehicle in the traveling direction) is referred to as "positive torque", and the torque that decreases the rotational speed of the drive shaft (that is, the vehicle). The torque for decelerating) is called "negative torque". The DC torque Tdc is a negative torque.
図7の(b)に示すように、時刻t1において車両が領域Aから領域Bに移動するときに、路面から駆動輪(タイヤ)に付与される入力の大きさがほぼステップ状に減少する。さらに時刻t2において車両が領域Bから領域Cに移動するときに、この入力の大きさがほぼステップ状に増大する。 As shown in FIG. 7B, when the vehicle moves from the area A to the area B at time t1, the magnitude of the input given from the road surface to the drive wheels (tires) decreases in a step-like manner. Further, when the vehicle moves from region B to region C at time t2, the magnitude of this input increases in a stepwise manner.
すると、駆動輪の角速度ωdw及び電動機の角速度ωmが図7の(c)に示すように変化する。即ち、車両が領域Aを走行するときは角速度ωdwと角速度ωmは互いに等しいので、駆動輪及び電動機の回転運動(角速度ωdwと角速度ωmとの差)に起因するドライブシャフトの捩じり量はほぼゼロである。即ち、時刻t1より前の時点では、図7の(d)に示すように、ドライブシャフトには駆動輪及び電動機の回転運動に起因するACトルクTac(交流トルク)は殆ど発生しない(即ち、ACトルクTacはほぼゼロである)。 Then, the angular velocity ωdw of the drive wheel and the angular velocity ωm of the electric motor change as shown in (c) of FIG. 7. That is, since the angular velocity ωdw and the angular velocity ωm are equal to each other when the vehicle travels in the region A, the twist amount of the drive shaft due to the rotational movement of the drive wheel and the electric motor (difference between the angular velocity ωdw and the angular velocity ωm) is almost the same. It is zero. That is, before the time t1, as shown in FIG. 7D, the AC torque Tac (AC torque) due to the rotational movement of the drive wheel and the electric motor is hardly generated on the drive shaft (that is, AC). The torque Tac is almost zero).
しかし車両が時刻t1において領域Aから領域Bに進入すると、電動機に働く慣性力に起因して角速度ωmは緩やかに減少する。これに対して、摩擦係数がμHからμLに急激に減少し、この際の摩擦制動により角速度ωdwは急激に減少するので、角速度ωdwが角速度ωmより小さくなる。これにより、ドライブシャフトに正のトルク方向のねじれが発生する。そして車両が領域Bを走行する間に時刻t1aにおいて角速度ωdwと角速度ωmとは互いに等しくなる。さらに、その後に電動機が発生する回生トルク及びドライブシャフトのねじれに起因して角速度ωmがさらに減少するので、角速度ωdwが角速度ωmより大きくなる。 However, when the vehicle enters the area B from the area A at time t1, the angular velocity ωm gradually decreases due to the inertial force acting on the electric motor. On the other hand, the friction coefficient sharply decreases from μH to μL, and the angular velocity ωdw sharply decreases due to friction braking at this time, so that the angular velocity ωdw becomes smaller than the angular velocity ωm. As a result, the drive shaft is twisted in the positive torque direction. Then, while the vehicle travels in the region B, the angular velocity ωdw and the angular velocity ωm become equal to each other at the time t1a. Further, since the angular velocity ωm further decreases due to the regenerative torque generated by the electric motor and the twist of the drive shaft thereafter, the angular velocity ωdw becomes larger than the angular velocity ωm.
そのため図7の(d)に示すように、時刻t1と時刻t1aとの間においてドライブシャフトには正のトルクであるACトルクTacが発生し且つACトルクTacは時間の経過に伴って徐々に増大する。そして時刻t1aにおいて角速度ωdwと角速度ωmが等しくなることによりドライブシャフトのねじれが最大となり、ACトルクTacは最大値Tacmax1となる。さらに時刻t1a以降において角速度(ωdw、ωm)の大きさが逆転することでドライブシャフトのねじれが解消され、ACトルクTacは徐々に減少する。 Therefore, as shown in FIG. 7D, the AC torque Tac that is a positive torque is generated on the drive shaft between the time t1 and the time t1a, and the AC torque Tac gradually increases with the passage of time. To do. Then, at time t1a, the angular velocity ωdw and the angular velocity ωm become equal, the torsion of the drive shaft becomes maximum, and the AC torque Tac becomes the maximum value Tacmax1. Further, after time t1a, the magnitude of the angular velocities (ωdw, ωm) is reversed, so that the twist of the drive shaft is eliminated, and the AC torque Tac gradually decreases.
そして車両が領域Cに進入すると摩擦係数がμLからμHに増大するので、角速度ωdwは急激に増大する。その結果、角速度ωdwが角速度ωmよりさらに大きくなる。これにより負のトルク方向へのねじれが増大する。そのため図7の(d)に示すように、負のトルクの値(絶対値)が大きくなるのでACトルクTacがさらに減少する。そして時刻t3においてACトルクTacの値は最小値Tacmin1となる。 Then, when the vehicle enters the region C, the friction coefficient increases from μL to μH, so that the angular velocity ωdw rapidly increases. As a result, the angular velocity ωdw becomes larger than the angular velocity ωm. This increases the twist in the negative torque direction. Therefore, as shown in (d) of FIG. 7, the value (absolute value) of the negative torque increases, so that the AC torque Tac further decreases. Then, at the time t3, the value of the AC torque Tac becomes the minimum value Tacmin1.
ところで、駆動輪及び電動機の回転運動並びに回生トルクに起因してドライブシャフトに生じる合計トルクの値をTdとすると、合計トルクTd=DCトルクTdc+ACトルクTacとなる。そのため、図7の(e)に示すように、横軸に時間をとり且つ縦軸に合計トルクTdの大きさをとった場合の合計トルクTdを表すグラフの形状は、DCトルクTdcのグラフとACトルクTacのグラフとを足し合わせた形状となる。なお、合計トルクTdは時刻t1aにおいて最大値Tacmax2となり且つ時刻t3において最小値Tacmin2となる。 By the way, when the value of the total torque generated in the drive shaft due to the rotational movement of the drive wheels and the electric motor and the regenerative torque is Td, the total torque Td = DC torque Tdc + AC torque Tac. Therefore, as shown in (e) of FIG. 7, when the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the magnitude of the total torque Td, the shape of the graph representing the total torque Td is that of the DC torque Tdc. It has a shape obtained by adding the graph of the AC torque Tac. The total torque Td has a maximum value Tacmax2 at time t1a and a minimum value Tacmin2 at time t3.
ここで車両が領域Aから領域Bに進入したときにスリップ率がABS判定用閾値より大きくなり、時刻t1において摩擦制動装置がABS制御を開始した場合を想定する。この場合、時刻t1において電動機が回生動作を中断して回生制動力を消失させる。この場合、車両が領域Bから領域Cに進入したときにスリップ率がABS判定用閾値以下となり、例えば時刻t3以降の所定時刻において摩擦制動装置がABS制御を中止し且つ電動機が回生動作を再開する。すると図7の(d)に示すように時刻t1と上記所定時刻との間においてDCトルクTdcが負の値から二点鎖線で示す大きさに変化するので(時刻t1から所定時間が経過した後にゼロになるので)、図7の(e)に示すように合計トルクTdが二点鎖線で示す大きさになる。即ち、合計トルクTdの最大値がTacmax2より大きい最大値Tacmax2’に変化し且つ最小値がTacmin2より大きい最小値Tacmin2’に変化する。 Here, it is assumed that the slip ratio becomes larger than the ABS determination threshold value when the vehicle enters the area A from the area A, and the friction braking device starts the ABS control at the time t1. In this case, the electric motor interrupts the regenerative operation at time t1 to eliminate the regenerative braking force. In this case, when the vehicle enters the area C from the area B, the slip ratio becomes equal to or less than the ABS determination threshold value, and the friction braking device stops the ABS control and the electric motor restarts the regenerative operation, for example, at a predetermined time after the time t3. . Then, as shown in (d) of FIG. 7, the DC torque Tdc changes from a negative value to a magnitude indicated by a two-dot chain line between the time t1 and the predetermined time (after a predetermined time has elapsed from the time t1. (Because it becomes zero), the total torque Td becomes the magnitude shown by the chain double-dashed line as shown in FIG. That is, the maximum value of the total torque Td changes to the maximum value Tacmax2 'which is larger than Tacmax2 and the minimum value changes to the minimum value Tacmin2' which is larger than Tacmin2.
そのため最大値Tacmax2と最小値Tacmin2との差をD1とし且つ最大値Tacmax2’と最小値Tacmin2’との差をD2とすると、差D2は差D1とほぼ同じ大きさになる。そのため差D1が大きい場合は差D2も大きくなる。 Therefore, if the difference between the maximum value Tacmax2 and the minimum value Tacmin2 is D1 and the difference between the maximum value Tacmax2 'and the minimum value Tacmin2' is D2, the difference D2 becomes substantially the same as the difference D1. Therefore, when the difference D1 is large, the difference D2 also becomes large.
ドライブシャフトに生じる合計トルクTdは動力伝達機構を介して内燃機関に伝わる。そのため、差D2が大きい場合は、合計トルクTdに起因する力によって内燃機関が大きく振動して大きな異音を発生させるおそれがある。 The total torque Td generated in the drive shaft is transmitted to the internal combustion engine via the power transmission mechanism. Therefore, when the difference D2 is large, the internal combustion engine may vibrate greatly due to the force resulting from the total torque Td, and a large abnormal noise may be generated.
さらに、例えば図7の時刻t2aにおいて電動機が回生動作を再開した場合は(即ち、時刻t1と時刻t2aとの間においてDCトルクTdcがゼロになる場合は)、DCトルクTdcは一点鎖線に示すように変化する。そのため時刻t2a以降の合計トルクTdの大きさは一点鎖線で示す大きさになる。即ち、合計トルクTdの最小値はTacmin2より大きく且つTacmin2’より小さいTacmin2’’となる。即ち、この場合は、最大値Tacmax2’と最小値Tacmin2’’との差をD2Aとすると、差D2Aは差D1(D2)より大きくなる。即ち、この場合は、合計トルクTdに起因する力によって内燃機関が大きく振動して大きな異音を発生させるおそれが大きくなる。 Further, for example, when the electric motor restarts the regenerative operation at time t2a in FIG. 7 (that is, when the DC torque Tdc becomes zero between the time t1 and the time t2a), the DC torque Tdc is as shown by the alternate long and short dash line. Changes to. Therefore, the magnitude of the total torque Td after the time t2a becomes the magnitude indicated by the alternate long and short dash line. That is, the minimum value of the total torque Td is Tacmin2 ″ which is larger than Tacmin2 and smaller than Tacmin2 ′. That is, in this case, when the difference between the maximum value Tacmax2 'and the minimum value Tacmin2' 'is D2A, the difference D2A is larger than the difference D1 (D2). That is, in this case, the internal torque of the internal combustion engine is greatly vibrated by the force resulting from the total torque Td, and a large noise is generated.
本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、車両が走行している路面と駆動輪との間の摩擦係数がステップ状に変化し、且つ、摩擦係数が高い路面から低い路面に車両が進入したときに電動機による回生動作が中断した場合に、ドライブシャフトに発生するトルクの最大値と最小値との差を小さくできる車両用制動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the above-mentioned problems. That is, one of the objects of the present invention is when the friction coefficient between the road surface on which the vehicle is traveling and the drive wheels changes stepwise, and when the vehicle enters from a road surface having a high friction coefficient to a road surface having a low friction coefficient. Another object of the present invention is to provide a vehicle braking control device capable of reducing the difference between the maximum value and the minimum value of the torque generated in the drive shaft when the regenerative operation by the electric motor is interrupted.
本発明の車両用制動制御装置は、
車輪に摩擦制動力を及ぼすことが可能な油圧式制動装置(25)と、
電力を供給されたときにドライブシャフト(12FL、12FR)を介して駆動輪(11FL、11FR)を回転させる駆動力を発生し且つ前記駆動輪の回転力を前記ドライブシャフトを介して受けることにより回転したときに回生制動力を発生する電動機(16)と、
前記油圧式制動装置及び前記電動機を制御し且つ所定条件が成立したときに前記油圧式制動装置にアンチスキッド制御を実行させる制御手段(22)と、
を備え、
前記制御手段が、
前記回生制動力が前記駆動輪に付与されている場合に前記所定条件が成立したときに前記所定条件が成立した時刻から所定時間(T)が経過するまで前記電動機に前記回生制動力を発生させ続け、且つ、前記所定条件が成立した時刻から前記所定時間が経過したときに前記電動機に前記回生制動力を消失させるように構成される。
The vehicle braking control device of the present invention,
A hydraulic braking device (25) capable of exerting frictional braking force on wheels,
When electric power is supplied, a drive force for rotating the drive wheels (11FL, 11FR) is generated via the drive shafts (12FL, 12FR) and is rotated by receiving the rotational force of the drive wheels via the drive shaft. An electric motor (16) that generates regenerative braking force when
Control means (22) for controlling the hydraulic braking device and the electric motor and for causing the hydraulic braking device to perform anti-skid control when a predetermined condition is satisfied;
Equipped with
The control means,
When the predetermined condition is satisfied when the regenerative braking force is applied to the drive wheels, the electric motor is caused to generate the regenerative braking force until a predetermined time (T) elapses from the time when the predetermined condition is satisfied. The electric motor is configured to cause the regenerative braking force to disappear when the predetermined time elapses from the time when the predetermined condition is satisfied.
本発明によれば、回生制動力が駆動輪に付与されている場合に所定条件が成立すると、アンチスキッド制御が実行される。さらに所定条件が成立した時刻から所定時間が経過するまで電動機が回生制動力(回生トルク)を発生し続ける。そして、所定条件が成立した時刻から所定時間が経過したときに電動機が回生制動力を消失させる。そのため、ドライブシャフトに発生するトルクの最大値と最小値との差が、所定条件が成立した時刻において直ちに電動機が回生制動力(回生トルク)を消失させる場合と比べて小さくなる。 According to the present invention, the anti-skid control is executed when the predetermined condition is satisfied while the regenerative braking force is applied to the drive wheels. Further, the electric motor continues to generate the regenerative braking force (regenerative torque) until a predetermined time elapses from the time when the predetermined condition is satisfied. Then, when a predetermined time elapses from the time when the predetermined condition is satisfied, the electric motor causes the regenerative braking force to disappear. Therefore, the difference between the maximum value and the minimum value of the torque generated in the drive shaft becomes smaller than in the case where the electric motor immediately loses the regenerative braking force (regenerative torque) at the time when the predetermined condition is satisfied.
前記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to facilitate understanding of the present invention, the names and / or reference numerals used in the embodiments are attached in parentheses to the configurations of the invention corresponding to the embodiments described later. However, each constituent element of the present invention is not limited to the embodiment defined by the reference numerals.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1に示すように本実施形態の車両10は、2つの前輪11FL、11FR及び2つの後輪11RL、11RRを備えている。左右の前輪11FL、11FRは、左右のドライブシャフト12FL、12FRの外側端部にそれぞれ接続されている。さらに左右の後輪11RL、11RRは、図示を省略したサスペンションを介して車体に回転可能に支持されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the
左右のドライブシャフト12FL、12FRの内側端部はディファレンシャルギア13に接続されている。ディファレンシャルギア13には減速機構15を介して第2電動機16の出力軸及び動力分割機構17が接続されている。動力分割機構17は遊星歯車機構である。さらに動力分割機構17には第1電動機18の出力軸が接続されている。
The inner ends of the left and right drive shafts 12FL and 12FR are connected to the
車両10は、蓄電池19並びにいずれも図示を省略した昇圧コンバータ及びインバータを備えている。蓄電池19は、充放電が可能な二次電池(例えば、リチウムイオンバッテリ)である。蓄電池19の出力した直流電力は、昇圧コンバータにより電圧変換(昇圧)される。その電圧変換された直流電力は、インバータにより交流電力に変換され、第2電動機16及び第1電動機18へ供給される。電力を供給された第2電動機16及び第1電動機18は電動モータとして動作可能になる。
The
一方、第2電動機16及び/又は第1電動機18が発電機として動作するとき、これらによって発電された交流電力はインバータにより直流電力に変換される。さらに、その変換された直流電力は、昇圧コンバータにより電圧変換(降圧)され、蓄電池19に供給される。
On the other hand, when the second
さらに動力分割機構17には内燃機関20のクランクシャフトがトルク伝達可能に連結されている。
Further, a crankshaft of an
第1電動機18は主に発電機として用いられる。第1電動機18は内燃機関20の始動時において内燃機関20のクランキングを行なう。第2電動機16は主に電動モータとして用いられ、駆動輪である左右の前輪11FL、11FRを回転させるためのトルクを発生可能である。即ち、車両10は駆動輪である左右の前輪11FL、11FRの駆動源として第2電動機16及び内燃機関20を備えるハイブリッド車両である。
The first electric motor 18 is mainly used as a generator. The first electric motor 18 cranks the
車両10は車両制御ECU22を備えている。車両制御ECU22は、車両10を制御するための複数のECUを含む。即ち、車両制御ECU22は、例えば、内燃機関20を制御するためのECU、第2電動機16及び第1電動機18を制御するためのECU並びに後述するブレーキアクチュエータ25を制御するためのECUを有している。ECUは、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、CPU、ROM、RAM及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。CPUは、メモリ(ROM)に格納されたインストラクションを実行することにより後述する各種機能を実現する。各ECUは、CAN(Controller Area Network)を介して、各種の制御情報や要求信号を相互に送受信可能に接続されている。
The
車両制御ECU22は例えば、車両10の車速等に基づいて、第2電動機16及び/又は内燃機関20を駆動源として選択する。車両制御ECU22の制御によって蓄電池19の電力が第2電動機16に供給されると、第2電動機16の駆動力が減速機構15、ディファレンシャル13及びドライブシャフト12FL、12FRを介して左右の前輪11FL、11FRに伝達される。また、車両制御ECU22の制御によって内燃機関20が作動させられると、内燃機関20の駆動力が動力分割機構17、減速機構15、ディファレンシャル13及びドライブシャフト12FL、12FRを介して左右の前輪11FL、11FRに伝達される。
The
さらに車両10は、4つの車輪速センサ24FL、24FR、24RL、24RR及びブレーキアクチュエータ25を備えている。車輪速センサ24FL、24FR、24RL、24RR及びブレーキアクチュエータ25は車両制御ECU22に接続されている。
Further, the
各車輪速センサ24FL、24FR、24RL、24RRは、所定時間が経過する毎に、対応する車輪11FL、11FR、11RL、11RRの回転速度(車輪速度)に応じたパルス信号を出力する。車両制御ECU22はこのパルス信号に基づいて、所定時間が経過する毎に、各車輪11FL、11FR、11RL、11RRの回転速度を検出する。さらに車両制御ECU22は所定時間が経過する毎に、各車輪11FL、11FR、11RL、11RRの回転速度の平均値を演算し、この平均値を車両10の車速として取得する。
Each wheel speed sensor 24FL, 24FR, 24RL, 24RR outputs a pulse signal according to the rotation speed (wheel speed) of the corresponding wheel 11FL, 11FR, 11RL, 11RR every time a predetermined time has elapsed. The
ブレーキアクチュエータ25は油圧制御アクチュエータである。ブレーキアクチュエータ25は、図示を省略したブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダと、各車輪11FL、11FR、11RL、11RRに設けられる周知のホイールシリンダを含む摩擦ブレーキ装置と、の間の油圧回路(いずれも図示略)に配設される。ブレーキアクチュエータ25はホイールシリンダに供給する作動油の油圧を調整する。
The
さらに車両制御ECU22は所定時間が経過する毎に、車輪速度及び車速に基づいて車両10のスリップ率=(車速−車輪速度)/車輪速度を演算する。さらに車両制御ECU22のROMにはABS判定用閾値が記録されている。
Further, the
車両制御ECU22及びブレーキアクチュエータ25はABS制御を実行可能である。即ち、車両制御ECU22は、図示を省略したブレーキペダルセンサからの情報に基づいてブレーキペダルが踏み込まれていると判定しているとき、演算したスリップ率がABS判定用閾値より大きいか否かのABS判定動作を行なう。そして大きいと判定すると、車両制御ECU22がブレーキアクチュエータ25を制御することにより作動油の油圧の大きさを調整する。すると、スリップ率が所定範囲のスリップ率である目標スリップ率となるように、各摩擦ブレーキ装置が対応する各車輪11FL、11FR、11RL、11RRに対して摩擦制動力をその大きさを調整しながら付与する。
The
さらに第2電動機16が電動モータとして機能していないときに左右の前輪11FL、11FRの回転力がドライブシャフト12FL、12FR、ディファレンシャル13、及び減速機構15を介して第2電動機16に伝わると、第2電動機16が発電機として作動する。そしてこのとき、第2電動機16が発生した制動トルク(回生トルク)が回生制動力として減速機構15、ディファレンシャル13及びドライブシャフト12FL、12FRを介して左右の前輪11FL、11FRに伝達される。なお、車両制御ECU22は、第2電動機16で発電した電力を蓄電池19に蓄電可能なときに、ブレーキペダルセンサからの情報に基づいてブレーキペダルが踏み込まれ且つ踏込量が所定量以下であると判定した場合は、ABS制御が実行される場合を除いて、摩擦ブレーキ装置の動作に優先させて第2電動機16に回生制動力(回生トルク)を発生させる。
Further, when the rotational force of the left and right front wheels 11FL, 11FR is transmitted to the second
続いて、上述した図7の道路の領域A乃至Cを矢印X方向に走行する場合の車両10の動作について説明する。なお、車両10が領域Aを走行するとき、車両10は第2電動機16の駆動力のみによって走行している。そして、車両10が領域Aを走行している間にブレーキペダルが踏まれ且つ車両10が領域A乃至Cを走行中に運転者がブレーキペダルを踏み続けるものとする。すると、車両10が領域Aを走行している間に、第2電動機16が電動モータとしての動作を停止し代わりに回生動作を開始する。
Next, the operation of the
ここで、車両10が領域Bを通過して領域Cを走行する間も第2電動機16が領域Aを走行しているときとほぼ同一の大きさの回生制動力を発揮し続け、且つ、領域A乃至Cにおいて車両制御ECU22及びブレーキアクチュエータ25がABS制御(ABS判定動作)を実行しない場合を想定する。この場合のドライブシャフト12FL、12FRに発生しているACトルクTacは、図2の(a)に示すように、図7の(d)に示したACトルクTacと実質的に同じ形状になる。さらに、この場合のドライブシャフト12FL、12FRに発生しているDCトルクTdcは、図2の(b)の実線で示すように、図7の(d)の実線で示したDCトルクTdcと実質的に同じ形状になる。即ち、この場合のドライブシャフト12FL、12FRに発生している合計トルクTdの形状は、図2の(c)に実線で示すように、図7の(e)に実線で示したDCトルクTdcと実質的に同じ形状になる。
Here, while the
次に、ブレーキペダルが踏まれている間に車両制御ECU22が所定時間毎にABS判定動作を繰り返し実行する場合を想定する。この場合、車両10が領域Aから領域Bに入った時刻t1において車両制御ECU22は「スリップ率がABS判定用閾値より大きくなった」と判定しABS制御を開始する(但し、スリップ率が目標スリップ率になるのは、例えば時刻t2a以降である)。
Next, it is assumed that the
すると車両制御ECU22は、時刻t1から所定時間Tが経過するまでは第2電動機16に回生動作を続行させ、且つ、所定時間Tが経過すると第2電動機16に回生動作を中断させる。この場合、所定時間Tが経過すると、DCトルクTdcは図2の(b)に二点鎖線で示す形状になる(即ち、DCトルクTdcは所定時間Tが経過してからしばらくするとゼロになる)。なお所定時間Tは車両制御ECU22のROMに記録されている。さらに、例えば時刻t3より後の所定時刻において車両制御ECU22が「スリップ率がABS判定用閾値以下になった」と判定し且つブレーキペダルが踏まれている場合は、ABS制御が中断され、代わりに第2電動機16が回生動作を再開する。
Then, the
ここで所定時間Tが経過した時刻が時刻t1aである場合を想定する。すると時刻t1と時刻t1aとの間の合計トルクTdのグラフ形状はABS制御が実行されない場合と同一になる。即ち、合計トルクTdの最大値はTacmax2である。一方、時刻t1aと時刻t3との間の合計トルクTdのグラフ形状は二点鎖線に示す形状になる。即ち、時刻t3において発生する合計トルクTdの最小値Tacmin2−aが最小値Tacmin2よりも大きくなる。そのため、合計トルクTdの最大値Tacmax2と最小値Tacmin2との差をD1とし且つ最大値Tacmax2と最小値Tacmin2−aとの差をD3とすると、差D3は差D1より小さくなる。さらにこの差D3は図7の差D2よりも小さくなる。即ち、時刻t1から所定時間Tが経過するまで第2電動機16に回生動作を続行させると、時刻t1において直ちに第2電動機16が回生動作を中断する場合と比べて、合計トルクTdの最大値と最小値との差が小さくなる。従って、合計トルクTdに起因する力によって内燃機関20が大きく振動して大きな異音を発生させるおそれは小さくなる。
Here, it is assumed that the time when the predetermined time T has passed is time t1a. Then, the graph shape of the total torque Td between the time t1 and the time t1a becomes the same as that when the ABS control is not executed. That is, the maximum value of the total torque Td is Tacmax2. On the other hand, the graph shape of the total torque Td between the time t1a and the time t3 is the shape shown by the chain double-dashed line. That is, the minimum value Tacmin2-a of the total torque Td generated at the time t3 becomes larger than the minimum value Tacmin2. Therefore, if the difference between the maximum value Tacmax2 and the minimum value Tacmin2 of the total torque Td is D1 and the difference between the maximum value Tacmax2 and the minimum value Tacmin2-a is D3, the difference D3 is smaller than the difference D1. Further, this difference D3 is smaller than the difference D2 in FIG. That is, when the second
なお、時刻t1から所定時間Tが経過した時刻が時刻t1aと一致しない場合であっても、所定時間Tがゼロより長い(大きい)場合は、以下に説明するように、合計トルクTdの最大値と最小値との差は差D1(D2)より小さくなる。 Even if the time when the predetermined time T has elapsed from the time t1 does not match the time t1a, if the predetermined time T is longer (larger) than zero, as described below, the maximum value of the total torque Td Is smaller than the difference D1 (D2).
例えば、時刻t1から所定時間Tが経過した時刻が、図2に示した時刻t1aより前の時刻t1bの場合を想定する。この場合は、合計トルクTdの最大値は、最大値Tacmax2より大きいTacmax2−aとなる。一方、合計トルクTdの最小値はTacmin2−aとなる。ここで、最大値Tacmax2と最大値Tacmax2−aとの差をΔb1とし且つ最小値Tacmin2と最小値Tacmin2−aとの差をΔb2とすると、Δb1<Δb2となる。即ち、最大値Tacmax2−aと最小値Tacmin2−aとの差をD4とすると、差D4は差D1(D2)より小さくなる。 For example, it is assumed that the time when the predetermined time T has passed from the time t1 is the time t1b before the time t1a shown in FIG. In this case, the maximum value of the total torque Td is Tacmax2-a which is larger than the maximum value Tacmax2. On the other hand, the minimum value of the total torque Td is Tacmin2-a. If the difference between the maximum value Tacmax2 and the maximum value Tacmax2-a is Δb1 and the difference between the minimum value Tacmin2 and the minimum value Tacmin2-a is Δb2, then Δb1 <Δb2. That is, when the difference between the maximum value Tacmax2-a and the minimum value Tacmin2-a is D4, the difference D4 is smaller than the difference D1 (D2).
また例えば、時刻t1から所定時間Tが経過した時刻が、図2に示した時刻t1aより後の時刻t1cの場合を想定する。この場合は、合計トルクTdの最大値はTacmax2である。一方、合計トルクTdの最小値はTacmin2−aより小さく且つTacmin2より大きいTacmin2−bとなる。そして、最大値Tacmax2と最小値Tacmin2−bとの差をD5とすると、差D5は差D1(D2)より小さくなる。 Further, for example, it is assumed that the time when the predetermined time T has passed from the time t1 is the time t1c after the time t1a shown in FIG. In this case, the maximum value of the total torque Td is Tacmax2. On the other hand, the minimum value of the total torque Td is Tacmin2-b which is smaller than Tacmin2-a and larger than Tacmin2-a. Then, assuming that the difference between the maximum value Tacmax2 and the minimum value Tacmin2-b is D5, the difference D5 is smaller than the difference D1 (D2).
但し、所定時間Tが経過した時刻が時刻t1aである場合の差D3は差D4及び差D5より小さい。即ち、所定時間Tが経過した時刻が時刻t1aである場合に、合計トルクTdの最大値と最小値との差は最小になる。従って、時刻t1aにおいて合計トルクTd(ACトルクTac)の最大値が発生するように所定時間Tの長さを設定すると、合計トルクTdに起因する力による内燃機関20の振動及び異音が最も小さくなる。但し、車両10(車両制御ECU22)は、ドライブシャフト12FL、12FRに発生している合計トルクTdの大きさをリアルタイムで検出(演算)できない。しかしながら、以下の方法により、時刻t1aにおいて合計トルクTdが最大値となる長さの所定時間Tをある程度の精度で推定(演算)可能である。
However, the difference D3 when the time when the predetermined time T has passed is the time t1a is smaller than the difference D4 and the difference D5. That is, when the time when the predetermined time T has passed is the time t1a, the difference between the maximum value and the minimum value of the total torque Td becomes the minimum. Therefore, when the length of the predetermined time T is set so that the maximum value of the total torque Td (AC torque Tac) is generated at the time t1a, the vibration and the abnormal noise of the
即ち、ここで第2電動機16、減速機構15、ディファレンシャル13、ドライブシャフト12FL、12FR及び前輪11FL、11FRを含む一体物を電動動力伝達系EPMと称する。
That is, here, the integrated body including the second
ところで、前述のように、ドライブシャフト12FL、12FRに加わった駆動輪及び第2電動機16の回転運動に起因する力を「入力」とすると、ドライブシャフト12FL、12FRに表れるACトルクTacは「入力」に起因する「出力」となる。そのため、「入力」を表す関数をラプラス変換したものをFi(s)とし、「出力」を表す関数をラプラス変換したものをFe(s)とし、電動動力伝達系EPMを表す関数をラプラス変換した(第2電動機16の慣性、前輪11FL、11FRの慣性及びドライブシャフト12FL、12FRの剛性に基づく)伝達関数をH(s)とすると、
Fe(s)=Fi(s)・H(s)・・・式(1)
となる。
By the way, as described above, when the force resulting from the rotational motion of the drive wheels and the second
Fe (s) = Fi (s) · H (s) ... Equation (1)
Becomes
図3は伝達関数H(s)を表すグラフである。この伝達関数H(s)の共振周波数は15.8Hzである。換言すると、伝達関数H(s)の一周期(共振周期)は63.2ms(ミリ秒)である。そして図3から明らかなように、伝達関数H(s)の最大値Pは一周期の約1/2の時間において発生する。換言すると、約31ms(≒63.2÷2)において伝達関数H(s)の最大値Pは発生する。なお、これらの値は電動動力伝達系EPMを設計した段階で演算により取得可能である。 FIG. 3 is a graph showing the transfer function H (s). The resonance frequency of this transfer function H (s) is 15.8 Hz. In other words, one cycle (resonance cycle) of the transfer function H (s) is 63.2 ms (millisecond). Then, as is apparent from FIG. 3, the maximum value P of the transfer function H (s) occurs at a time of about 1/2 of one cycle. In other words, the maximum value P of the transfer function H (s) occurs in about 31 ms (≈63.2 / 2). It should be noted that these values can be obtained by calculation when the electric power transmission system EPM is designed.
時刻t1(及びその周辺時刻)における「入力」は図7の(b)に示すように実質的にステップ入力とみなすことが可能である。そのため時刻t1から微小時間が経過するまでの時間帯のFi(s)を表すグラフは図4に示す形状となる。即ち、周波数が極度に大きい場合を除いて、この時間帯のFi(s)の値(dB)はほぼ一定値(NA)である。そのため、実質的に伝達関数H(s)にNAを掛けた値がこの時間帯のFe(s)となる。換言すると、この時間帯のFe(s)を表すグラフの形状は、実質的に伝達関数H(s)を表すグラフの形状によって決まる。即ち、この時間帯のFe(s)を表すグラフの形状は、図3に示す伝達関数H(s)を表すグラフの形状と類似する。従って、Fe(s)の最大値は一周期の約1/2の時間において発生する。換言すると、Fe(s)の最大値は約31msにおいて発生する。従って、車両10が領域Aから領域Bに進入したときのACトルクTac(換言すると、Fe(s)を逆ラプラス変換することにより得られる上記「出力」)は図5に示すグラフ形状になる。即ち、この場合のACトルクTacの最大値(Tacmax)は、「入力」が印加された時刻から約31msが経過した時点で出現すると推定できる。即ち、本実施形態では所定時間Tを電動動力伝達系EPMの共振周期の1/2である「31ms」に設定すると、合計トルクTdに起因する力による内燃機関20の振動及び異音が最も小さくなる。
The “input” at time t1 (and the time around it) can be regarded as substantially step input as shown in FIG. Therefore, the graph representing Fi (s) in the time zone from the time t1 to the passage of a minute time has the shape shown in FIG. That is, the value (dB) of Fi (s) in this time zone is substantially constant (NA) except when the frequency is extremely high. Therefore, the value obtained by substantially multiplying the transfer function H (s) by NA becomes Fe (s) in this time zone. In other words, the shape of the graph representing Fe (s) in this time zone is substantially determined by the shape of the graph representing the transfer function H (s). That is, the shape of the graph representing Fe (s) in this time zone is similar to the shape of the graph representing the transfer function H (s) shown in FIG. Therefore, the maximum value of Fe (s) occurs in about 1/2 time of one cycle. In other words, the maximum value of Fe (s) occurs at about 31 ms. Therefore, the AC torque Tac when the
なお、図5のグラフは「車両10が領域Aから領域Bに進入したときのACトルクTac」を表し、一方、図2の(a)のグラフは「車両10が領域Aから領域Bに進入しさらに領域Bから領域Cへ進入したときのACトルクTac」を表している。そのため、両者の最大値が発生した時刻(図2では時刻t1a)より後のグラフ形状には差が生じている。しかし、最大値が発生する時刻が時刻t2より前である限り、車両10がどのようなタイミングで領域Bから領域Cへ進入したとしても、最大値が発生する時刻までの時間帯の図2の(a)のグラフ形状と図5のグラフ形状は互いに同一である。なお、車両が領域Bから領域Cに入る時刻が(例えば時刻t2から)変化すると、図2のグラフの時刻t1aより後の形状が変化する。
The graph of FIG. 5 represents “AC torque Tac when the
さらに、このように所定時間Tを電動動力伝達系EPMの共振周期の1/2に設定した場合であっても、時刻t1から所定時間Tが経過した時刻である経過時刻が時刻t1aから僅かにずれることがある。しかし、経過時刻と時刻t1aとのズレ量が小さくなる程、合計トルクTdの最大値と最小値との差はより小さくなる。 Further, even when the predetermined time T is set to 1/2 of the resonance cycle of the electric power transmission system EPM in this way, the elapsed time, which is the time when the predetermined time T has passed from the time t1, is slightly different from the time t1a. It may shift. However, the smaller the deviation amount between the elapsed time and the time t1a, the smaller the difference between the maximum value and the minimum value of the total torque Td.
続いて図6のフローチャートを用いながら車両制御ECU22が行う具体的な処理について説明する。図示を省略したイグニッションキーの操作により、車両10のイグニッションスイッチの位置がオフ位置からオン位置に切り替わると、車両制御ECU22は所定時間が経過する毎にフローチャートに示されたルーチンを繰り返し実行する。
Next, a specific process performed by the
まず車両制御ECU22はステップS1001において、ブレーキペダルセンサからの情報に基づいて、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判定する。
First, the
ステップS1001でNoと判定した場合は、車両制御ECU22は本ルーチンの処理を一旦終了する。
When it is determined No in step S1001, the
一方、ステップS1001でYesと判定した場合は、車両制御ECU22はステップS1002へ進みABS判定動作を実行する。即ち、車両制御ECU22は、スリップ率がABS判定用閾値より大いか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined Yes in step S1001, the
ステップS1002でNoと判定した場合は、車両制御ECU22は本ルーチンの処理を一旦終了する。
When it is determined No in step S1002, the
一方、ステップS1002でYesと判定した場合は、車両制御ECU22はステップS1003へ進む。例えば、車両10が領域Aから領域Bに入った図2の時刻t1において車両制御ECU22はステップS1002でYesと判定する。ステップS1003に進んだ車両制御ECU22は、ブレーキアクチュエータ25に信号を送ってABS制御を実行する。
On the other hand, if it is determined Yes in step S1002, the
ステップS1003の処理を終えた車両制御ECU22はステップS1004へ進み、第2電動機16が回生動作を実行中か否かを判定する。
The
ステップS1001でYesと判定されているので、所定の回生動作禁止条件が成立している場合(例えば、蓄電池19が蓄電容量に相当する量の電力を既に蓄電している場合)を除いて、第2電動機16が回生動作を実行している。即ち、回生動作禁止条件が成立している場合を除いて、車両制御ECU22はステップS1004でYesと判定してステップS1005へ進む。ステップS1005へ進んだ車両制御ECU22は、時間(経過時間)の測定を開始する。
Since it is determined as Yes in step S1001, except when the predetermined regenerative operation prohibition condition is satisfied (for example, when the
一方、回生動作禁止条件が成立している場合は、車両制御ECU22はステップS1004でNoと判定して本ルーチンの処理を一旦終了する。
On the other hand, when the regenerative operation prohibition condition is satisfied, the
ステップS1005の処理を終えた車両制御ECU22はステップS1006へ進み、時間の測定開始から所定時間Tが経過したか否かを判定する。
The
ステップS1006でNoと判定した場合は、車両制御ECU22はステップS1006の処理を再び実行する。
When it is determined No in step S1006, the
一方、ステップS1006でYesと判定した場合は、車両制御ECU22はステップS1007へ進み、第2電動機16へ回生動作の停止信号を送る。
On the other hand, if it is determined Yes in step S1006, the
ステップS1007の処理を終えた車両制御ECU22は、本ルーチンの処理を一旦終了する。
The
以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the present invention has been described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、本発明は電動機を備える車両に適用可能である(但し、インホイールモータ方式の車両は除く)。従って、車両10は電気自動車(EV車両)であってもよいし、燃料電池車両(FC車両)であってもよい。
For example, the present invention can be applied to a vehicle including an electric motor (however, an in-wheel motor type vehicle is excluded). Therefore, the
車両10が、駆動輪の駆動源である電動機を1つのみ備えてもよい。
The
10・・・車両、11FL、11FR・・・前輪、11RL、11RR・・・後輪、12FL、12FR、13・・・ディファレンシャルギア、15・・・減速機構、16・・・第2電動機、17・・・動力分割機構、18・・・第1電動機、20・・・内燃機関、22・・・車両制御ECU、24FL、24FR、24RL、24RR・・・車輪速センサ、25・・・ブレーキアクチュエータ、EPM・・・電動動力伝達系、T・・・所定時間、Tdc・・・DCトルク、Tac・・・ACトルク、Td・・・合計トルク。 10 ... Vehicle, 11FL, 11FR ... Front wheel, 11RL, 11RR ... Rear wheel, 12FL, 12FR, 13 ... Differential gear, 15 ... Reduction mechanism, 16 ... Second electric motor, 17 ... Power split mechanism, 18 ... First electric motor, 20 ... Internal combustion engine, 22 ... Vehicle control ECU, 24FL, 24FR, 24RL, 24RR ... Wheel speed sensor, 25 ... Brake actuator , EPM ... Electric power transmission system, T ... Predetermined time, Tdc ... DC torque, Tac ... AC torque, Td ... Total torque.
Claims (1)
電力を供給されたときにドライブシャフトを介して駆動輪を回転させる駆動力を発生し且つ前記駆動輪の回転力を前記ドライブシャフトを介して受けることにより回転したときに回生制動力を発生する電動機と、
前記油圧式制動装置及び前記電動機を制御し且つ所定条件が成立したときに前記油圧式制動装置にアンチスキッド制御を実行させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、
前記回生制動力が前記駆動輪に付与されている場合に前記所定条件が成立したときに前記所定条件が成立した時刻から所定時間が経過するまで前記電動機に前記回生制動力を発生させ続け、且つ、前記所定条件が成立した時刻から前記所定時間が経過したときに前記電動機に前記回生制動力を消失させるように構成された、
車両用制動制御装置。 A hydraulic braking device capable of exerting friction braking force on wheels,
An electric motor that, when supplied with electric power, generates a driving force for rotating the drive wheels via the drive shaft and receives a rotational force of the drive wheels via the drive shaft to generate a regenerative braking force. When,
Control means for controlling the hydraulic braking device and the electric motor and for causing the hydraulic braking device to perform anti-skid control when a predetermined condition is satisfied;
Equipped with
The control means,
When the predetermined condition is satisfied when the regenerative braking force is applied to the drive wheels, the electric motor continues to generate the regenerative braking force until a predetermined time elapses from the time when the predetermined condition is satisfied, and , Is configured to cause the electric motor to lose the regenerative braking force when the predetermined time has elapsed from the time when the predetermined condition is satisfied,
Vehicle braking control device.
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