JP3577605B2

JP3577605B2 - Electric vehicle braking system

Info

Publication number: JP3577605B2
Application number: JP01922094A
Authority: JP
Inventors: 本直泰榎; 藤昌基安; 井俊行酒
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JPH07228241A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば電気自動車で利用しうる制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば一般的な電気自動車の場合、走行のために利用できるエネルギ−がバッテリ−に充電された電力だけであり、バッテリ−に充電できる電力は限られるので、１回の充電で走行できる距離を長くするためには、車輌のエネルギ−を有効に利用する必要がある。従って、電気自動車においては回生制動を用いることが非常に有効な手段である。即ち、制動時に、車輌の運動エネルギ−により車輪に連結された電気モ−タを駆動し、電気モ−タが発電した電力をバッテリ−に戻すようにすれば、エネルギ−の無駄な消費を減らすことができる。
【０００３】
しかしながら、駆動源が前輪又は後輪の２輪（駆動輪）だけに連結されるような車輌においては、回生制動を利用するだけでは、非駆動輪に制動をかけることができない。安全で確実な制動を実現するためには、駆動輪と非駆動輪の両者に適正なトルク配分でそれぞれ制動をかける必要がある。また、回生制動では制動能力の限界が低いため、回生制動だけでなく、一般の自動車で従来より利用されている油圧ブレ−キが、回生制動と併用して使用される。
【０００４】
ところで、制動トルクは、ブレ−キペダルの踏み込みストロ−クに比例するように線形に変化するのが望ましい。但し、エネルギ−の利用効率を高めるためには、できる限り油圧ブレ−キ力よりも回生制動力を利用するべきである。
【０００５】
そこで、例えば特開平５−１７６４０８号公報の技術では、油圧ブレ−キと回生制動とを併用できる駆動輪については、比較的制動力が小さい領域では、油圧ブレ−キを遮断して回生制動のみを実施し、大きな制動力が必要になった時だけ、油圧ブレ−キと回生制動の両者を組合せて制動を実施している。
【０００６】
実際には、図９に示すように、ブレ−キペダルの踏み込みに応じた油圧を発生するマスタシリンダＭ／Ｃと、車輪に制動をかけるホイ−ルシリンダＷ／Ｃとの間の油を通す流路中に、差圧弁３０を介挿し、マスタシリンダ圧力が比較的低い時には差圧弁３０を閉じ、圧力が高くなった時だけ差圧弁３０を開き、マスタシリンダＭ／Ｃの油圧をホイ−ルシリンダＷ／Ｃに供給する。従って、マスタシリンダ圧力が比較的低い時には、油圧ブレ−キは遮断され、回生制動のみが可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９に示すような制御系では、マスタシリンダ圧（即ちブレ−キペダルの踏込量）と制動力との関係を図５にＣ３として示すような直線的な特性にするのが望ましい。このような特性を得るためには、マスタシリンダ圧が０〜Ｐｒの範囲内では、回生ブレ−キの制動力を、マスタシリンダ圧に比例して増大させ、かつその特性の傾きを油圧ブレ−キの特性の傾きと同一にする必要がある。そのためには、マスタシリンダ圧とホイ−ルシリンダ圧とをそれぞれ圧力センサで正確に検出しなければならない。
【０００８】
ところが、検出誤差及び特性のばらつきの小さい圧力センサは非常に高価である。また、圧力センサの検出特性は、電源電圧，周囲温度等の変動に伴なって変化するので、格別に電源電圧の調整や温度補償をしなければ、検出誤差が増大する。特に自動車の用途の場合、センサは例えば−３０〜＋１２０℃のような広い温度範囲に渡る環境下で使用されるので、圧力センサの特性変動も比較的大きい。しかも、上述のような制御系では、少なくとも２つの圧力センサが必要であり、２つの圧力センサが検出した圧力の差分に応じて回生ブレ−キの制動力を調整するので、各々の圧力センサの誤差が規定範囲内であっても、２つの圧力センサの誤差を加算した誤差が差圧に含まれるので、差圧の誤差は規定範囲を外れる場合がある。
【０００９】
２つの圧力センサによって検出される差圧に大きな誤差が含まれている場合、図７に示すような不都合が生じる。例えば、検出した差圧ｄＰが、マスタシリンダ圧とホイ−ルシリンダ圧との実際の差圧に比べてプラス側にずれている場合、油圧−制動力特性は、Ｅ３で示すようになり、ブレ−キペダルを踏み込んでいない時でも回生制動が働き、ブレ−キ解除が不能になる。しかもブレ−キペダルの踏込力が変化しても制動力が変化しない不感帯が生じるので、運転者の感じる制動フィ−リングが悪化する。また、検出した差圧ｄＰが、実際の差圧に比べてマイナス側にずれている場合、油圧−制動力特性は、Ｆ３で示すようになり、ブレ−キペダルを踏み込んでも全く制動力が働かない制動不能領域が生じる。しかも、油圧ブレ−キが働き始める時に特性が折線状に変化するので、運転者の感じる制動フィ−リングが悪化する。また、設計値に比べて圧力センサの感度が高い場合には、油圧−制動力特性がＧ３で示すようになるので、不感帯が生じる。設計値に比べて圧力センサの感度が低い場合には、図示しないが、Ｆ３と同様に特性が折線状に変化するので、運転者の感じる制動フィ−リングが悪化する。
【００１０】
上述のような不具合を防止するためには、従来は誤差の小さい非常に高価な圧力センサを採用したり、補償回路を設けたり、調整作業を実施しなければならなかった。このため、圧力センサによる装置のコスト増大が避けられなかった。
【００１１】
従って本発明は、上述のような制動装置において、使用する圧力センサの誤差が比較的大きい場合であっても、実際のブレ−キペダルの踏み込み力（又はストロ−ク）と制動力との関係が予め定めた特性からずれるのを防止し、圧力センサ及びそれに関連する補償回路等にかかるコストを低減し、更に調整作業を単純化もしくは不要にすることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、電気エネルギ−を蓄える車上バッテリ−（１）；該車載バッテリ−からの電力により車輪を駆動する電気駆動手段（２）；前記車輪の回転に伴なって前記電気駆動手段が発生する電力を前記車載バッテリ−に戻す回生制動手段（Ｄ１〜Ｄ６）；ブレ−キペダルの操作量に応じた液圧を発生する液圧発生手段（４）；該液圧発生手段が発生する液圧に応じて前記車輪に制動力を与える液圧制動手段（５(FR)）；及び前記液圧発生手段と液圧制動手段との間の液体流路に介挿され、所定以上の液圧が印加された時に開く差圧弁手段（６）；を備える電動車輌の制動装置において：
前記液圧発生手段と前記差圧弁手段との間の液体流路の圧力を検出する第１の圧力検出手段（１１）；
前記差圧弁手段と前記液圧制動手段との間の液体流路の圧力を検出する第２の圧力検出手段（１２）；
前記差圧弁手段が開いている時に、前記第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と前記第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、該第１の圧力と第２の圧力との差圧に基づいて該差圧に反比例するゲイン係数（Ｋａ）を求める、ゲイン決定手段（４６，４７）；及び
前記ゲイン係数が決定された後で、前記第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と前記第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、該第１の圧力と第２の圧力との差圧と、決定された前記ゲイン係数とに基づいて、前記回生制動手段の回生制動量を決定する、回生制動量決定手段（３Ｉ，３Ｊ，３Ｋ，３Ｌ）；
を設ける。
【００１３】
また請求項２の発明では、前記ブレ−キペダルの操作量が零の時に、前記第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と前記第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、該第１の圧力と第２の圧力との差圧に基づいてオフセット係数（Ｋｂ）を求める、オフセット決定手段（４４，４５）；を更に含み、前記回生制動量決定手段は、前記オフセット係数及びゲイン係数が決定された後で、前記第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と前記第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、該第１の圧力と第２の圧力との差圧と、決定された前記オフセット係数及びゲイン係数に基づいて、前記回生制動手段の回生制動量を決定するように構成する。
【００１４】
また請求項３の発明では、前記ゲイン決定手段は、前記第１の圧力検出手段もしくは第２の圧力検出手段が検出した圧力を予め定めたしきい値（Ｐｔ）と比較して、前記差圧弁手段が開いているか否かを識別する（４６）ように構成する。また請求項４の発明では、前記液圧発生手段と液圧制動手段との間の液体流路に、前記差圧弁手段と並列に接続されたバイパス弁手段（７）を更に含み、前記ゲイン決定手段は、前記バイパス弁手段を閉じた状態で（４３）、検出された前記第１の圧力と第２の圧力との差圧に基づいてゲイン係数を求めるように構成する。
【００１５】
なお上記括弧内に示した記号は、後述する実施例中の対応する要素又は処理ステップの符号を参考までに示したものであるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要素のみに限定されるものではない。
【００１６】
【作用】
電気駆動手段（２）は、車載バッテリ−（１）からの電力により車輪を駆動する。回生制動手段（Ｄ１〜Ｄ６）は、車輪の回転に伴なって電気駆動手段が発生する電力を車載バッテリ−に戻す。この時の電気駆動手段の発電制動によって、車輪に制動がかけることができる。また、ブレ−キペダルの操作量に応じた液圧が液圧発生手段（４）で発生し、この液圧により、液圧制動手段（５）が車輪に制動力を与える。但し、液圧発生手段と液圧制動手段との間の液体流路には、差圧弁手段（６）が介挿されており、液圧が所定以下の時には差圧弁手段が閉じるので、液圧制動手段は動作しない。しかし液圧制動手段が動作しない時には、回生制動手段によって、ブレ−キペダルの踏み込み力に応じた制動力が車輪に印加される。
【００１７】
回生制動量は、回生制動量決定手段（３Ｉ，３Ｊ，３Ｋ，３Ｌ）によって決定される。即ち、回生制動量は、第１の圧力検出手段が検出した圧力（マスタシリンダ圧）と第２の圧力検出手段が検出した圧力（ホイ−ルシリンダ圧）との差圧、即ち、差圧弁手段（６）の両端の差圧と予め定めたゲイン係数に基づいて決定される。
【００１８】
ブレ−キペダル踏込力（マスタシリンダ（Ｍ／Ｃ）油圧）と制動力との関係は、図５に示すＣ３のように、比例関係（直線的）であるのが望ましい。仮に、第１の圧力検出手段及び第２の圧力検出手段の特性が常に一定であれば、Ｃ１で示すようにＭ／Ｃ油圧が０〜Ｐｒの間では、回生制動量がＭ／Ｃ油圧に比例して０〜ＴＢの間で変化し、Ｍ／Ｃ油圧がＰｒ以上の時には回生制動量がＴＢで一定となるように、第１の圧力検出手段の出力と第２の圧力検出手段の出力との差圧と、回生制動量との関係を定めることによって、Ｃ３のような特性が得られる。
【００１９】
しかし前述のように、実際に使用できる圧力検出手段の特性にはばらつきがあるので、その検出感度が標準特性からずれていると、例えば図７の最下段に示すＧ３のように、ペダル踏込量と制動力との関係が非線形になり、不感帯ができてしまう。
【００２０】
本発明においては、検出した差圧（ｄＰ）と回生制動量（Ｍ）との関係は、ゲイン係数（Ｋａ）によって決定される。このゲイン係数（Ｋａ）を調整することによって、実際に使用する圧力検出手段の検出感度が標準特性からずれている場合でも、そのずれを補償して、ペダル踏込量と制動力との関係を線形に近づけることができる。
【００２１】
ゲイン決定手段（４６，４７）は、差圧弁手段（６）が開いている時に、第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、該第１の圧力と第２の圧力との差圧に基づいて該差圧に反比例するゲイン係数（Ｋａ）を自動的に決定する。
【００２２】
差圧弁手段（６）は、所定圧力Ｐｒ未満の圧力に対しては閉状態を維持し、所定圧力Ｐｒが印加されると開く。従って、差圧弁手段（６）の高圧側の圧力（Ｍ／Ｃ油圧）がＰｒ以上になると、即ち差圧弁手段が開くと、その両端の差圧（ｄＰｏ）は常に一定（Ｐｒ）に維持される（図６参照）。差圧弁手段が開いている時、実際の差圧はＰｒであるが、第１及び第２の圧力検出手段によって検出される差圧値は、圧力検出手段の実際の検出感度に応じて変化する。従ってこの時、第１及び第２の圧力検出手段によって検出された差圧値（ｄＰｏ）と実際の差圧（Ｐｒ）とに基づいて、圧力検出手段の感度を補償するためのゲイン係数（Ｋａ）を求めることができる。
【００２３】
例えば、図５のＣ１の特性のように、圧力がＰｒの時に回生制動量ＴＢを得たいのであれば、Ｋａ＝ＴＢ／ｄＰｏとすればよい。ゲイン係数Ｋａが得られたら、回生制動量Ｍは、その時に検出した差圧ｄＰとゲイン係数Ｋａとに基づいて求められる（Ｍ＝Ｋａ・ｄＰ）。
【００２４】
もちろん、差圧弁手段（６）自体にも特性のばらつきがあるので、圧力Ｐｒの実際の値は装置毎に多少異なるが、実際の装置のＰｒに対応する検出差圧ｄＰｏに基づいてゲイン係数Ｋａが決定されるので、実際に差圧弁手段が閉から開に切換わる圧力（Ｐｒ）の点で回生制動量が所定量（ＴＢ）になるように決定される。これによって、回生制動＋液圧制動の全体の制動力特性は、図５に示すＣ３のように、ブレ−キ解除不能，不感帯，制動不能領域がなく、連続的に制動力がマスタシリンダにより変化する。
【００２５】
ゲイン係数Ｋａは自動的に設定されるので、使用する圧力検出手段に大きな特性のばらつきがある場合でも、特別な調整作業は不要であり、補償回路を設ける必要もない。
【００２６】
圧力検出手段の検出感度のばらつきに対しては、請求項１の発明を実施するだけで好ましい結果が得られる。しかしながら実際の圧力検出手段は、零点のばらつきを有するものも少なくない。そのような圧力検出手段を採用する場合には、図７にＥ３で示す特性やＦ３で示す特性になる可能性がある。しかしその場合には、請求項２の発明を実施することによって、零点のずれを補償し、好ましい結果を得ることができる。
【００２７】
請求項２の発明では、オフセット決定手段（４４，４５）が、ブレ−キペダルの操作量が零の時に、第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、それらの差圧に基づいてオフセット係数（Ｋｂ）を求める。ブレ−キペダルの操作量が零の時には、第１の圧力検出手段が検出する圧力と第２の圧力検出手段が検出する実際の圧力は、いずれも０であるので、この時に検出した差圧（ｄＰｚ）により、オフセット係数（Ｋｂ）を求めることができる。例えば、Ｋｂ＝ｄＰｚとすれば、回生制動量Ｍは、その時に検出した差圧ｄＰとゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数に基づいて求められる（Ｍ＝Ｋａ・ｄＰ−Ｋｂ）。
【００２８】
請求項３の発明では、第１の圧力検出手段もしくは第２の圧力検出手段が検出した圧力を予め定めたしきい値（Ｐｔ）と比較して、前記差圧弁手段が開いているか否かを識別する（４６）。第２の圧力検出手段が検出する圧力は、差圧弁手段が閉の時にはほぼ零であり、差圧弁手段が開くと、Ｍ／Ｃ圧−Ｐｒに比例した圧力になる。従って、第２の圧力検出手段が検出した圧力をある程度大きなしきい値をＰｔと比較することにより、差圧弁手段の開閉状態を識別しうる。第１の圧力検出手段は、Ｍ／Ｃ圧を検出するので、Ｐｒよりも充分大きなしきい値をＰｔに定めれば、第１の圧力検出手段が検出した圧力とＰｔとを比較することにより、差圧弁手段の開閉状態を識別しうる。
【００２９】
ところで、例えば回生制動系に故障が発生した場合には、回生制動を中止して液圧制動に切換える必要がある。そのためには、前記差圧弁手段（６）と並列にバイパス弁手段（７）を接続し、異常が発生した時にはバイパス弁手段を開く必要がある。このバイパス弁手段が開いていると、前記差圧弁手段（６）の差圧が零になる。従って請求項４の発明では、ゲイン係数を求める時には、まず前記バイパス弁手段を閉じ、その状態で検出された前記第１の圧力と第２の圧力との差圧に基づいてゲイン係数を求める。
【００３０】
【実施例】
一実施例の電気自動車の駆動系及び制動系の主要部構成を図１に示す。図１を参照すると、この実施例においては、前輪Ｆｒが駆動輪、後輪Ｒｒが従動輪になっている。駆動源である電気モ−タ２の駆動軸は、変速機（Ｔ／Ｍ）２５を介して、前輪Ｆｒの車軸に連結されている。なお図１においては、前輪Ｆｒの１輪と後輪Ｒｒの１輪は省略されているが、実施例の自動車は４輪車である。各車輪近傍には、それぞれ、油圧制動のためのホイ−ルシリンダ（Ｗ／Ｃ）５が装着されている。前輪Ｆｒは、駆動輪であるため、電気モ−タ２による回生制動も可能になっている。
【００３１】
まず図１の油圧系統について説明する。ブレ−キペダル２１の踏み込みストロ−クに応じた油圧が、ブレ−キマスタシリンダ（Ｍ／Ｃ）４の出力に発生する。後輪側では、マスタシリンダ４出力の配管は、プロポ−ショニングバルブ２３を介して、ホイ−ルシリンダ５（Ｒｒ）の配管と接続されている。また前輪側では、マスタシリンダ４出力の配管２４ａと、ホイ−ルシリンダ５（Ｆｒ）の配管２４ｂとの間に、差圧弁（リリ−フ弁）６，チェック弁２９，及びバイパス弁７が介挿されている。
【００３２】
差圧弁６は、配管２４ａの油圧が配管２４ｂの油圧よりも所定以上高い時に開き、機械的に配管２４ａと配管２４ｂの差圧を一定に制御する。チェック弁２９は、通常は閉じているが、何らかの原因により配管２４ａの油圧よりも配管２４ｂの油圧が高くなると開き、配管２４ｂの油圧を配管２４ａに逃がす。バイパス弁７は、電磁弁であり、通常は閉状態であるが、主として電気系統に故障が生じた時に、開制御されて、配管２４ａの油圧と配管２４ｂの油圧を同一にする。
【００３３】
プロポ−ショニングバルブ２３は、マスタシリンダ４側の入側油圧が所定圧以下の時には、ホイ−ルシリンダ５（Ｒｒ）側の出側油圧を入側油圧と同一にし、入側油圧が前記所定圧を越えている時には、入側と出側を分離して、入側油圧の変化に対する出側油圧の変化の比率をそれまでより抑えるように動作する。プロポ−ショニングバルブ２３を設けることにより、油圧制動による前後輪の制動力配分を理想配分に近づけ、後輪のホイ−ルロックを防ぐことができる。
【００３４】
マスタシリンダ４出力の配管２４ａに、分岐管８の一端が接続されており、この分岐管８の他端には、ストロ−クシミュレ−タ９が接続されている。
【００３５】
ストロ−クシミュレ−タ９は、シリンダ，該シリンダの内空間を移動するピストン，及び該ピストンに力を与えるスプリングを備えており、マスタシリンダ４から出た油をそのシリンダの内空間に導入し、ホイ−ルシリンダ５に似た特性で油を消費することができる。ストロ−クシミュレ−タ９を設けることによって、差圧弁６が閉じている時でも、マスタシリンダ４から出た油が消費されるので、油の消費に伴なってブレ−キペダル２１の踏み込み位置が移動する。これにより、ブレ−キペダルの踏み込みストロ−クと制動力との関係を線形に近づけることが可能になる。
【００３６】
配管２４ａには圧力センサ１１が設置してあり、配管２４ｂには圧力センサ１２が設置してある。また、ブレ−キペダル２１の近傍には、ブレ−キペダル２１の踏み込みの有無を検出するブレ−キスイッチ２２が設置してある。また、ポテンショメ−タ２８は、図示しないアクセルペダルと連結してあり、アクセルペダルの踏み込みストロ−クを検出する。
【００３７】
次に、電気系統について説明する。この実施例で使用している電気モ−タ２は、誘導モ−タであり、回転子には永久磁石により磁極が形成されており、固定子には３相の巻線が設置されている。固定子の３相の巻線に交流電力を印加することにより、回転磁界を発生し、回転子を回転駆動することができる。また、車輪の回転によって電気モ−タ２の回転子が回転している時には、その回転を止める方向の磁界を固定子の巻線で発生することにより、制動をかけることができ、このとき固定子の巻線に発生する起電力を電源に回収する（回生制動する）ことができる。電気モ−タ２の内部には、回転子の磁極の位置を検出する検出器が設置されている。
【００３８】
電気モ−タ２を制御するための電気回路として、モ−タＥＣＵ２７とブレ−キＥＣＵ２６が備わっている。モ−タＥＣＵ２７とブレ−キＥＣＵ２６は、各々、内部にマイクロコンピュ−タを備えており、前者は主として電気モ−タ２の駆動に関する制御を実施し、後者は油圧制動及び回生制動に関する制御を実施する。また両者のマイクロコンピュ−タは互いに接続されており、互いに情報を交換可能になっている。
【００３９】
モ−タＥＣＵ２７の主要部の構成を図２に示す。図２を参照すると、モ−タＥＣＵ２７にはインバ−タＩＮＶが備わっており、インバ−タＩＮＶの３本の出力ラインＬ１，Ｌ２及びＬ３が電気モ−タ２の各巻線と接続されている。インバ−タＩＮＶの電源ラインＬＰ及びＬＭは、車載バッテリ−１のプラス及びマイナスの端子にそれぞれ接続されている。例えば車載バッテリー１は鉛蓄電池等のバッテリーを用いればよいが、バッテリーと並列に大容量コンデンサを併設し、バッテリーと大容量コンデンサから車載バッテリー１を構成するようにして、定常電流はバッテリーから供給し、過度電流はコンデンサから供給するようにしてもよい。バッテリーに過渡的な電流が流れにくいため、バッテリーの効率がよくなり、長時間走行ができるようになる。この場合、電力の回生時にはバッテリーとコンデンサに電力が回生される。また、大容量のバッテリーと小容量のバッテリーを２つ以上組み合わせて車載バッテリー１を構成するようにしてもよい。
【００４０】
インバ−タＩＮＶには、６個のスイッチング用出力トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５及びＱ６が備わっており、上側のトランジスタＱ１，Ｑ３及びＱ５の少なくとも１つと、下側のトランジスタＱ２，Ｑ４及びＱ６の少なくとも１つをオンすることにより、バッテリ−１から電気モ−タ２の各巻線に電流を流すことができる。但し、トランジスタＱ１とＱ２，Ｑ３とＱ４，ならびにＱ５とＱ６は同時にオンしない。
【００４１】
トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５及びＱ６の制御端子には、それぞれドライバＤＶ１，ＤＶ２，ＤＶ３，ＤＶ４，ＤＶ５及びＤＶ６の出力が接続されており、これらのドライバＤＶ１〜ＤＶ６の入力端子は、マイクロコンピュ−タＣＰＵの出力ポ−トと各々接続されている。即ち、マイクロコンピュ−タＣＰＵがトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５及びＱ６のオン／オフを制御することにより、電気モ−タ２の各巻線の通電を制御する。
【００４２】
電気モ−タ２を連続的に回転させるためには、それの回転子の磁極の位置に合わせて、それを駆動する方向に、固定子巻線が形成する各磁極の位置を順次に移動させる必要があるので、マイクロコンピュ−タＣＰＵは、電気モ−タ２に内蔵された検出器からの信号に基づいて、ドライバＤＶ１〜ＤＶ６に印加する制御信号のタイミングを決定する。
【００４３】
また、ドライバＤＶ１〜ＤＶ６に印加する制御信号のタイミングを調整することにより、電気モ−タ２の回転に対して制動をかけることもできる。この制動の際、電気モ−タ２は発電機として機能するので、その固定子巻線に電力が誘起するが、この電力はバッテリ−１に回収される。
【００４４】
即ち、固定子巻線が発生する逆起電力によって、出力ラインＬ１の電圧が電源ラインＬＰよりも高くなると、出力ラインＬ１からダイオ−ドＤ１を介して電源ラインＬＰに電流が流れ、また出力ラインＬ１の電圧が電源ラインＬＭよりも低くなると、出力ラインＬ１からダイオ−ドＤ２を介して電源ラインＬＭに電流が流れ、バッテリ−１が充電される。同様に、出力ラインＬ２の電圧が電源ラインＬＰよりも高くなると、出力ラインＬ２からダイオ−ドＤ３を介して電源ラインＬＰに電流が流れ、また出力ラインＬ２の電圧が電源ラインＬＭよりも低くなると、出力ラインＬ２からダイオ−ドＤ４を介して電源ラインＬＭに電流が流れ、バッテリ−１が充電される。更に、出力ラインＬ３の電圧が電源ラインＬＰよりも高くなると、出力ラインＬ３からダイオ−ドＤ５を介して電源ラインＬＰに電流が流れ、また出力ラインＬ３の電圧が電源ラインＬＭよりも低くなると、出力ラインＬ３からダイオ−ドＤ６を介して電源ラインＬＭに電流が流れ、バッテリ−１が充電される。
【００４５】
再び図１を参照して説明を続ける。モ−タＥＣＵ２７は、ポテンショメ−タ２８が出力する信号により、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、この踏み込み量に応じて、電気モ−タ２の駆動量（回転速度）を制御する。また、回生制動の実施をブレ−キＥＣＵ２６が指示する時には、その指示に従って、電気モ−タ２の制動量を制御する。前述のインバ−タＩＮＶのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５及びＱ６の制御端子に印加する信号のパルス幅を調整することによって、電気モ−タ２の駆動トルク及び制動量が調整される。
【００４６】
ブレ−キＥＣＵ２６には、圧力センサ１１からの信号，圧力センサ１２からの信号，ブレ−キスイッチ２２からの信号，変速機２５からの信号，及び電気モ−タ２からの信号が印加される。ブレ−キＥＣＵ２６は、入力されるこれらの信号に基づいて、制動制御を実施し、回生制動のための情報をモ−タＥＣＵに出力するとともに、油圧制動のために、必要に応じてバイパス弁７をオン／オフ制御する。
【００４７】
圧力センサ１１及び１２は各々、図８に示すような検出特性を有している。もちろんこの特性は標準的な特性であり、センサ毎のばらつき，電源電圧の違い，温度の違いなどによって実際のセンサの特性は多少ずれる場合がある。この実施例では、圧力が０の時のセンサの出力電圧を０Ｖよりも大きくしてあり、また飽和圧力（最大圧力）に対する出力電圧を電源電圧の５Ｖよりも小さくしてある。従って、センサの出力レベルが最小値（０．５Ｖ）よりも小さい時には例えばセンサ回路の断線とみなすことができ、出力レベルが最大値（４．５Ｖ）よりも大きい時にはセンサ回路と電源ラインとのショ−トとみなすことができるので、故障の検出に役立つ。
【００４８】
圧力センサ１１及び１２の出力信号はアナログ電圧であり、この信号のレベルは必要に応じてサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換されてマイクロコンピュ−タに読取られる。
【００４９】
ブレ−キＥＣＵ２６に備わったマイクロコンピュ−タの動作の主要部分を図３に示す。図３を参照して説明する。電源がオンすると、まずステップ３１で初期化を実施し、ステップ３２に進む。
【００５０】
ステップ３２では、イグニッションスイッチ（ＩＧ＿ＳＷ）の状態を参照し、オフの間は待機し、オンになると次のステップ３５に進む。ステップ３５ではバイパス弁７を閉じる（通電オン）。バイパス弁７を閉じることにより、マスタシリンダ４出力の油圧が所定以上になるまでは、ホイ−ルシリンダ５（Ｆｒ）には油圧が印加されない。
【００５１】
ステップ３７では、電気モ−タ２の状態を検出する。具体的には、電気モ−タ２の故障の有無，電気モ−タ２の現在の回転数（ｒｐｍ），及び電気モ−タ２の温度の情報を入力する。次のステップ３８では、バッテリ−１の状態を検出する。具体的には、バッテリ−１の故障の有無，バッテリ−１の放電深度，及びバッテリ−１の温度の情報を入力する。次のステップ３９では、変速機２５の状態（変速位置）を検出する。
【００５２】
ステップ３Ａでは、上記ステップ３７，３８，３９等で入力した情報に基づいて、回生制動を実施するための条件が満たされているか否かを識別する。この実施例においては、次の全ての条件を満たす場合に、「回生制動可」とする。
【００５３】
ａ．モ−タ，インバ−タ共に故障していない，
ｂ．モ−タ，インバ−タの電圧が３００〜３５０Ｖの範囲内，
ｃ．モ−タ，インバ−タの電流が２５０Ａ以下，
ｄ．モ−タ，インバ−タの温度が共に１００℃以下，
ｅ．モ−タの回転数が９０００ｒｐｍ以下，
ｆ．バッテリ−の電圧が３００〜３５０Ｖの範囲内，
ｇ．バッテリ−の電流が２５０Ａ以下，
ｈ．バッテリ−の放電深度が９５％以下，
ｉ．バッテリ−の温度が６０度Ｃ以下，及び
ｊ．変速機の変速位置がバック以外。
【００５４】
この内、ｈはバッテリーが満充電になっていない状況を示す。また、ｆ，ｇはバッテリーが空になっていない状況を示す。その他の項目は、装置に異常が発生しているか、または車両が異常な状況に置かれているような場合を示す。バッテリー１が満充電であるとバッテリー１にはそれ以上充電できないので回生制動ができない。バッテリー１にある程度電圧が残っていないと充電できないので回生制動ができない。装置が異常な場合や装置が異常な状況に置かれているときには回生制動しないほうがよい。そこで、バッテリーに充電可能である（満充電ではない，空でない）とき、装置が異常がないとき、装置が異常な状況に置かれていないときに回生制動可としている。
【００５５】
次のステップ３Ｄでは、まず圧力センサ１１が検出したマスタシリンダ圧Ｐｍの情報を入力し、次に圧力センサ１２が検出したホイ−ルシリンダ圧Ｐｗの情報を入力し、ＰｍとＰｗとを比較する。Ｐｍ＝Ｐｗならステップ３Ｂを通ってステップ３２に戻り、そうでなければステップ３Ｅに進む。
【００５６】
回生制動動作をしていない時に、上記ステップ３Ａの結果が「回生制動可」でない場合（回生禁止の時）には、ステップ３Ｂからステップ３Ｃに進む。回生制動動作を実施している時、又はステップ３Ａの結果が「回生制動可」の時には、次にステップ３Ｄに進む。
【００５７】
ステップ３Ｃではバイパス弁７を開き（通電オフ）、ステップ３２に戻る。バイパス弁７を開くことにより、マスタシリンダ４出力の油圧が、そのままホイ−ルシリンダ５（Ｆｒ）に印加される。
【００５８】
ステップ３Ｅでは、ステップ３Ａの識別結果を参照する。そして、ステップ３Ａの結果が「回生制動可」でない場合、即ち回生制動動作中に故障などによって回生動作を禁止すべき条件に適合した時には、「回生中止要」とみなし次にステップ３Ｆに進む。ステップ３Ａの結果が「回生制動可」の時には、次にステップ３Ｉに進む。
【００５９】
ステップ３Ｆでは、回生制動の中止指令をモ−タＥＣＵに出力し、次のステップ３Ｇでは、バイパス弁７を開け（通電オフ）る。バイパス弁７を開くことにより、マスターシリンダ４の出力の油圧がそのままホイールシリンダ５に印加される。
【００６０】
ステップ３Ｉでは圧力センサ１１が検出したマスタシリンダ圧Ｐｍの情報を入力し、ステップ３Ｊでは圧力センサ１２が検出したホイ−ルシリンダ圧Ｐｗの情報を入力する。次のステップ３Ｋでは、ＰｍとＰｗの差圧ｄＰを求める。
【００６１】
次のステップ３Ｌでは、予め決定されメモリに保持されたゲイン係数Ｋａおよびオフセット係数Ｋｂを読み出し、それらとステップ３Ｋで求めた差圧ｄＰに基づいて、Ｍ＝Ｋａ・ｄＰ＋Ｋｂとして回生制動量Ｍを求める。そして次のステップ３Ｍでは、この回生制動量Ｍと回生制動指令をモ−タＥＣＵ２７に与え、回生制動を実施する。
【００６２】
図１に示す制動装置の、故障等が生じていない時の動作特性を図５に示す。図５を参照して説明する。ストロークシミュレータ（Ｓ／Ｓ）９の消費流量は、Ａ１で示すようにストロークシミュレータ９が満杯になる油圧（Ｐｒ）までの範囲では、Ｍ／Ｃ圧に比例し、それ以上では一定になる。また、ホイールシリンダ（Ｗ／Ｃ）の消費流量は、Ａ２で示すように、Ｍ／Ｃ油圧が０からＰｒ（差圧弁６の開弁圧）までの範囲では差圧弁６が閉じているため０であり、Ｍ／Ｃ油圧がＰｒを越えると、Ｍ／Ｃ油圧の増大に伴ってＷ／Ｃ油圧も増大する。また、全体の消費流量はストロークシミュレータ（Ｓ／Ｓ）９の消費流量とホイールシリンダ（Ｗ／Ｃ）の消費流量を足した流量（Ａ３）となる。Ｍ／Ｃ油圧とブレーキペダルの踏込みストロークとの関係は、Ｂで示すように、マスターシリンダの消費流量の特性（Ａ３）と同様になる。
【００６３】
回生ブレーキの制動力は、回生禁止または回生中止条件が成立するまでは、図３のステップ３Ｈ〜３ＭでＭ／Ｃ油圧ＰｍとＷ／Ｃ油圧Ｐｗとの差圧ｄＰに対応するように制御しているので、図５にＣ１で示すように、Ｍ／Ｃ油圧が０〜Ｐｒまでの範囲では、Ｍ／Ｃ油圧に比例する。回生ブレーキの制動力は一定値以上にはあがらない。本実施例では、回生ブレーキがそれ以上上がらない点で差圧弁６が開弁するように設定してある。よって、Ｍ／Ｃ油圧がＰｒ以上で回生ブレーキの制動力は一定になる。一方、油圧ブレーキの制動力は、ホイールシリンダに油圧が導入されて働くので、ホイールシリンダの消費流量Ａ２に対応してＣ２に示すように上昇する。全体の制動力は回生ブレーキの制動力（Ｃ１）と油圧ブレーキの制動力（Ｃ２）の和（Ｃ３）となる。
【００６４】
図３のステップ３１の内容を図４に示す。図４を参照して説明する。最初のステップ４１では、システムの初期化を実行する。即ち、マイクロコンピュ−タの出力ポ−トのレベルを初期化し、内部メモリのチェック及びクリアを実行し、割込み，通信，タイマ等の各種モ−ドセットを実行する。次のステップ４２では、故障の有無をチェックする。即ち、ブレ−キＥＣＵ２６に接続された各種センサからの情報およびモ−タＥＣＵ２７，変速機２５等の外部ユニットから送られる情報に基づいて、システム内の故障に関する状態を識別する。
【００６５】
ステップ４３ではバイパス弁７を閉じ、次のステップ４４ではブレ−キスイッチ２２の状態を参照して、ブレ−キペダルの踏込みの有無を識別し、ブレ−キペダル２１の踏込みがなくなると、次のステップ４５に進む。
【００６６】
ステップ４５では、まず圧力センサ１１が検出したマスタシリンダ圧Ｐｍを入力し、次に圧力センサ１２が検出したホイ−ルシリンダ圧Ｐｗを入力し、マスタシリンダ圧Ｐｍとホイ−ルシリンダ圧Ｐｗとの差圧をｄＰｚとする。そして、差圧ｄＰｚを、オフセット係数Ｋｂに割り当てたメモリにストアする。
【００６７】
即ち、ブレ−キペダル２１の踏込みがない時には、配管２４ａの圧力（マスタシリンダ圧）も配管２４ｂの圧力（ホイ−ルシリンダ圧）も実際には零になるので、この時に検出されるマスタシリンダ圧Ｐｍの値及びホイ−ルシリンダ圧Ｐｗの値は、いずれも圧力の０［ｋｇ／ｃｍ^２］に相当する。実際に使用している圧力センサ１１及び１２に誤差が存在しなければ、この時の圧力センサ１１及び１２の出力電圧は共に０．５［Ｖ］になるが（図８参照）、実際にはセンサ毎の特性のばらつき，電源電圧の違いに応じた変化，周囲温度の違いに応じた変化などの影響により、それぞれの圧力センサの出力には、０．５［Ｖ］とは多少違った値が現われる。
【００６８】
このような圧力センサのオフセットずれが大きい場合、油圧ブレ−キと回生ブレ−キを組合せた制動特性を図５のＣ３になるように設計していても、実際の制動特性は図７に示すＥ３やＦ３のようになり、不具合が生じる。
【００６９】
この不具合をなくすために、オフセット係数Ｋｂを自動的に調整する。この実施例では、マスタシリンダ圧Ｐｍとホイ−ルシリンダ圧Ｐｗとの差圧ｄＰに基づいて回生制動量Ｍを決定するので、実際の圧力が零の時に検出される差圧ｄＰｚを、オフセット係数Ｋｂとしてメモリに保存しておき、回生制動量Ｍを求める時に利用する。
【００７０】
次のステップ４６では、圧力センサ１２が検出したホイ−ルシリンダ圧Ｐｗを入力し、Ｐｗをしきい値（定数）Ｐｔと比較する。このしきい値Ｐｔは、図５及び図６に示すように、比較的大きな値であり、少なくともマスタシリンダ圧ＰｍがＰｒより大きい時でないとＰｗ＞Ｐｔにはならない。Ｐｗ＞Ｐｔになると、次のステップ４７に進む。
【００７１】
マスタシリンダ圧ＰｍがＰｒより大きい時には、差圧弁６が開くので、それによって差圧弁６の両端の差圧が一定（Ｐｒ）になるように自動的に制御される。即ち、ステップ４７に進む時には、マスタシリンダ圧Ｐｍとホイ−ルシリンダ圧Ｐｗとの差圧ｄＰは、Ｐｒになり、この差圧は実際に使用している差圧弁６の特性により定まる。
【００７２】
ステップ４７では、圧力センサ１１が検出したマスタシリンダ圧Ｐｍを入力し、このマスタシリンダ圧Ｐｍと前のステップ４６で検出したホイ−ルシリンダ圧Ｐｗとの差圧をｄＰｏとする。そして、次の計算式を使用してゲイン係数Ｋａを求める。
【００７３】
【数１】
Ｋａ＝（ＴＢ＋Ｋｂ）／ｄＰｏ・・・・（１）
ここでＴＢは１００％の回生制動量に対応している。図５にＣ１で示すように、回生ブレ−キによる制動量は、マスタシリンダ圧が０〜Ｐｒの間では、マスタシリンダ圧に比例した値になり、マスタシリンダ圧がＰｒ以上では、ＴＢに固定される。
【００７４】
ステップ４７を実行する時には、検出される差圧ｄＰｏは、差圧弁６の特性によって定まる差圧Ｐｒ（一定）と一致する。例えば、圧力センサ１１及び１２の検出感度が標準感度より大きい場合、検出される差圧ｄＰｏは、それの標準値よりも大きめになるので、ステップ４７で計算されるゲイン係数Ｋａは標準値よりも小さめになる。また、圧力センサ１１及び１２の検出感度が標準感度より小さい場合、検出される差圧ｄＰｏは、それの標準値よりも小さめになるので、ステップ４７で計算されるゲイン係数Ｋａは標準値よりも大きめになる。即ち、圧力センサ１１及び１２が検出した差圧ｄＰにゲイン係数Ｋａを掛けることにより、圧力センサ１１及び１２の検出感度のばらつきを補償することができる。
【００７５】
また、ゲイン係数Ｋａを求める時に使用する差圧ｄＰｏは、実際に使用している差圧弁６の特性によって定まる差圧Ｐｒと一致するので、差圧弁６の特性のばらつきがゲイン係数Ｋａにも反映される。つまり、圧力センサ１１及び１２が検出した差圧ｄＰにゲイン係数Ｋａを掛けることにより、差圧弁６の特性のばらつきをも補償することができる。
【００７６】
図３のステップ３Ｌでは、検出した差圧ｄＰとゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数Ｋｂを用いて、Ｋａ・ｄＰ−Ｋｂを計算して回生制動量Ｍを求めている。従って、マスタシリンダ圧が実際に０の時には回生制動量Ｍが０になり、マスタシリンダ圧が０とＰｒとの間では回生制動量Ｍはマスタシリンダ圧に比例して値になり、マスタシリンダ圧がＰｒ以上の時には回生制動量Ｍは１００％になる。油圧ブレ−キの制動量は、マスタシリンダ圧がＰｒ以上で実際に差圧弁６が開いている時に、（マスタシリンダ圧）−Ｐｒに比例した値になる。従って、圧力センサ１１及び１２ならびに差圧弁６の特性にばらつき等がある場合でも、常に図５にＣ３で示す制動特性が得られる。
【００７７】
この実施例では、装置の電源が投入される度に、図４に示す初期化を実行し、そのつど最適なゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数Ｋｂを求めるようにしているので、電源電圧の変動幅や温度の変動幅が大きい場合であっても、その時の使用環境に合わせて、使用前にシステムの特性が自動的に補償される、という効果がある。
【００７８】
しかしながら、圧力センサなどの特性が大きく変動しない場合には、ゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数Ｋｂの設定を最初に１回だけ実施すればよい。その場合には、例えば、不揮発性メモリを設けて、電源オフ時にもゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数Ｋｂを保持するようにし、電源が投入された時に不揮発性メモリの内容を参照して、ゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数Ｋｂが未設定になっている場合にのみ、ゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数Ｋｂの計算及び保存を実施すればよい。あるいは、特別なスイッチを設けて、そのスイッチがオンになった時にだけ、ゲイン係数Ｋａ及びオフセット係数Ｋｂの計算及び保存を実施するように構成してもよい。
【００７９】
なお、上記実施例では、図４のステップ４６で圧力センサ１２が検出したホイ−ルシリンダ圧Ｐｗを参照しているが、それの代わりに、圧力センサ１１が検出したマスタシリンダ圧Ｐｍを参照してもよい。いずれにしても、確実に差圧弁６が開いている時、つまりＰｍ＞Ｐｒの時に、ステップ４６からステップ４７に進むように構成してあればよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上のとおり本発明によれば、ゲイン決定手段（４６，４７）が、差圧弁手段（６）が開いている時に、第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、該第１の圧力と第２の圧力との差圧に基づいてゲイン係数（Ｋａ）を自動的に決定し、ここで決定されたゲイン係数と、検出した差圧（ｄＰ）とに基づいて回生制動量（Ｍ）を決定するので、第１の圧力検出手段，第２の圧力検出手段および差圧弁手段の特性にばらつきがある場合や、電源電圧，温度等の変化によりそれらの特性が変化する場合でも、ゲイン係数（Ｋａ）の自動調整によって、特性のずれが補償され、例えば図５にＣ３として示すような好ましい制動特性が常に得られる。従って、高価な圧力センサを採用したり、補償回路を設置する必要がなく、検出感度の調整作業も不要になる。
【００８１】
また、請求項２の発明によれば、オフセット決定手段（４４，４５）が、ブレ−キペダルの操作量が零の時に、第１の圧力検出手段が検出した第１の圧力と第２の圧力検出手段が検出した第２の圧力とを入力し、それらの差圧に基づいてオフセット係数（Ｋｂ）を求め、ここで決定されたオフセット係数（Ｋｂ）を利用して回生制動量（Ｍ）を決定するので、第１の圧力検出手段および第２の圧力検出手段の検出特性にオフセットずれがある場合でも、それが自動的に補償され、例えば図５にＣ３として示すような好ましい制動特性が常に得られる。
【００８２】
また請求項３の発明では、第１の圧力検出手段もしくは第２の圧力検出手段が検出した圧力を予め定めたしきい値（Ｐｔ）と比較することにより、差圧弁手段が開いているか否かを確実に識別することができる。
【００８３】
更に請求項４の発明では、差圧弁手段と並列にバイパス弁手段（７）が接続されている場合でも、正しいゲイン係数を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のモ−タＥＣＵの主要部を示すブロック図である。
【図３】図１のブレ−キＥＣＵの動作を示すフロ−チャ−トである。
【図４】図３の初期化の内容を示すフロ−チャ−トである。
【図５】実施例の装置の特性を示すグラフである。
【図６】実施例の装置の特性を示すグラフである。
【図７】検出値に誤差を含む時の従来の特性を示すグラフである。
【図８】圧力センサの特性を示すグラフである。
【図９】従来例の制動装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：バッテリ− ２：電気モ−タ
４：マスタシリンダ（Ｍ／Ｃ）
５（Ｆｒ），５（Ｒｒ）：ホイ−ルシリンダ（Ｗ／Ｃ）
６：差圧弁７：バイパス弁
８，２４ａ，２４ｂ：配管
９：ストロ−クシミュレ−タ（Ｓ／Ｓ）
１１，１２：圧力センサ
２１：ブレ−キペダル２２：ブレ−キスイッチ
２３：プロポ−ショニングバルブ
２５：変速機２６：ブレ−キＥＣＵ
２７：モ−タＥＣＵ２８：ポテンショメ−タ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a braking device that can be used in, for example, an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
For example, in the case of a general electric vehicle, the only energy that can be used for traveling is the electric power charged to the battery, and the electric power that can be charged to the battery is limited. To do so, it is necessary to effectively use the energy of the vehicle. Therefore, the use of regenerative braking in an electric vehicle is a very effective means. That is, when the electric motor connected to the wheels is driven by the kinetic energy of the vehicle during braking and the electric power generated by the electric motor is returned to the battery, wasteful consumption of energy is reduced. be able to.
[0003]
However, in a vehicle in which a drive source is connected to only two wheels (a front wheel or a rear wheel), braking cannot be applied to non-drive wheels only by using regenerative braking. In order to realize safe and reliable braking, it is necessary to apply braking to both the driven wheels and the non-driven wheels with appropriate torque distribution. In addition, since the regenerative braking has a limited braking capability, not only the regenerative braking but also a hydraulic brake conventionally used in a general automobile is used in combination with the regenerative braking.
[0004]
Incidentally, it is desirable that the braking torque linearly changes in proportion to the depression stroke of the brake pedal. However, in order to increase the energy use efficiency, the regenerative braking force should be used rather than the hydraulic braking force as much as possible.
[0005]
Therefore, for example, in the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-176408, for a drive wheel that can use both hydraulic braking and regenerative braking, in a region where the braking force is relatively small, the hydraulic braking is shut off and only regenerative braking is performed. Only when a large braking force is required, braking is performed by combining both hydraulic braking and regenerative braking.
[0006]
In actuality, as shown in FIG. 9, a flow path through which oil passes between a master cylinder M / C that generates a hydraulic pressure corresponding to the depression of the brake pedal and a wheel cylinder W / C that brakes the wheels. The differential pressure valve 30 is interposed therein. When the master cylinder pressure is relatively low, the differential pressure valve 30 is closed, and when the pressure is high, the differential pressure valve 30 is opened, and the hydraulic pressure of the master cylinder M / C is adjusted by the wheel cylinder W /. Supply to C. Therefore, when the master cylinder pressure is relatively low, the hydraulic brake is shut off and only regenerative braking is possible.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the control system as shown in FIG. 9, it is desirable that the relationship between the master cylinder pressure (that is, the amount of depression of the brake pedal) and the braking force has a linear characteristic shown as C3 in FIG. In order to obtain such a characteristic, when the master cylinder pressure is in the range of 0 to Pr, the braking force of the regenerative brake is increased in proportion to the master cylinder pressure, and the inclination of the characteristic is reduced by the hydraulic brake. It must be the same as the inclination of the key characteristics. To this end, the master cylinder pressure and the wheel cylinder pressure must be accurately detected by pressure sensors.
[0008]
However, pressure sensors with small detection errors and small variations in characteristics are very expensive. In addition, since the detection characteristics of the pressure sensor change with fluctuations in the power supply voltage, the ambient temperature, and the like, the detection error increases unless the power supply voltage is adjusted or temperature compensated. In particular, in the case of automotive applications, since the sensor is used in an environment over a wide temperature range, for example, -30 to + 120 ° C., the characteristic fluctuation of the pressure sensor is relatively large. Moreover, in the above-described control system, at least two pressure sensors are required, and the braking force of the regenerative brake is adjusted according to the difference between the pressures detected by the two pressure sensors. Even if the error is within the specified range, an error obtained by adding the errors of the two pressure sensors is included in the differential pressure, and thus the error of the differential pressure may be out of the specified range.
[0009]
When a large error is included in the differential pressure detected by the two pressure sensors, a problem as shown in FIG. 7 occurs. For example, if the detected differential pressure dP is shifted to the plus side compared to the actual differential pressure between the master cylinder pressure and the wheel cylinder pressure, the hydraulic-braking force characteristic becomes as shown by E3, and the brake The regenerative braking works even when the key pedal is not depressed, and the brake cannot be released. In addition, since a dead zone occurs in which the braking force does not change even when the brake pedal depression force changes, the braking feeling felt by the driver deteriorates. Further, when the detected differential pressure dP is deviated to the minus side compared to the actual differential pressure, the hydraulic-braking force characteristic becomes as shown by F3, and no braking force works even when the brake pedal is depressed. An unbraking area occurs. In addition, when the hydraulic brake starts to work, the characteristic changes in a broken line, so that the braking feeling felt by the driver deteriorates. When the sensitivity of the pressure sensor is higher than the design value, the dead zone occurs because the hydraulic pressure-braking force characteristic is represented by G3. When the sensitivity of the pressure sensor is lower than the design value, although not shown, the characteristic changes like a broken line like F3, so that the braking feeling felt by the driver deteriorates.
[0010]
Conventionally, in order to prevent the above-mentioned problems, an extremely expensive pressure sensor having a small error has to be employed, a compensation circuit has to be provided, and an adjustment operation has to be performed. For this reason, an increase in the cost of the device due to the pressure sensor has been unavoidable.
[0011]
Therefore, according to the present invention, in the above-described braking device, even if the error of the pressure sensor used is relatively large, the relationship between the actual depression force (or stroke) of the brake pedal and the braking force is not changed. It is an object of the present invention to prevent deviation from a predetermined characteristic, reduce costs for a pressure sensor and a compensating circuit associated therewith, and further simplify or eliminate adjustment work.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an on-vehicle battery (1) for storing electric energy; an electric drive means (2) for driving wheels by electric power from the on-vehicle battery; Regenerative braking means (D1 to D6) for returning the electric power generated by the electric driving means to the vehicle-mounted battery; hydraulic pressure generating means (4) for generating a hydraulic pressure according to the operation amount of the brake pedal; Hydraulic braking means (5 (FR)) for applying a braking force to the wheels in accordance with the hydraulic pressure generated by the pressure generating means; and interposed in a liquid flow path between the hydraulic pressure generating means and the hydraulic braking means. And a differential pressure valve means (6) that opens when a predetermined hydraulic pressure is applied.
First pressure detecting means (11) for detecting a pressure in a liquid flow path between the liquid pressure generating means and the differential pressure valve means;
Second pressure detecting means (12) for detecting a pressure in a liquid flow path between the differential pressure valve means and the hydraulic braking means;
When the differential pressure valve is open, the first pressure detected by the first pressure detector and the second pressure detected by the second pressure detector are input, and the first pressure and the second pressure are detected. Based on the pressure difference from the second pressure Inversely proportional to the pressure difference Gain determining means (46, 47) for determining a gain coefficient (Ka); and
After the gain coefficient is determined, the first pressure detected by the first pressure detecting means and the second pressure detected by the second pressure detecting means are input, and the first pressure and the second pressure are detected. Regenerative braking amount determining means (3I, 3J, 3K, 3L) for determining a regenerative braking amount of the regenerative braking means based on a pressure difference from a second pressure and the determined gain coefficient;
Is provided.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, when the operation amount of the brake pedal is zero, the first pressure detected by the first pressure detecting means and the second pressure detected by the second pressure detecting means are different from each other. And determining an offset coefficient (Kb) based on a differential pressure between the first pressure and the second pressure. The offset determining means (44, 45); After the offset coefficient and the gain coefficient are determined, the first pressure detected by the first pressure detecting means and the second pressure detected by the second pressure detecting means are input, and the first pressure is inputted. The regenerative braking amount of the regenerative braking means is determined on the basis of the pressure difference between the second pressure and the second pressure and the determined offset coefficient and gain coefficient.
[0014]
In the invention according to claim 3, the gain determining means compares the pressure detected by the first pressure detecting means or the second pressure detecting means with a predetermined threshold value (Pt), and It is configured to identify whether the means is open (46). In the invention according to claim 4, the liquid flow path between the hydraulic pressure generating means and the hydraulic pressure braking means further includes a bypass valve means (7) connected in parallel with the differential pressure valve means, and The means is configured to obtain a gain coefficient based on the detected pressure difference between the first pressure and the second pressure when the bypass valve means is closed (43).
[0015]
The symbols shown in the parentheses are the reference numbers of the corresponding elements or processing steps in the embodiments described below for reference, but each component of the present invention is a specific element in the embodiments. It is not limited to only.
[0016]
[Action]
The electric driving means (2) drives the wheels with electric power from the vehicle-mounted battery (1). The regenerative braking means (D1 to D6) returns the electric power generated by the electric driving means with the rotation of the wheels to the vehicle-mounted battery. At this time, the wheels can be braked by the power generation braking of the electric drive means. A hydraulic pressure corresponding to the operation amount of the brake pedal is generated by the hydraulic pressure generating means (4), and the hydraulic pressure causes the hydraulic braking means (5) to apply a braking force to the wheels. However, a differential pressure valve means (6) is interposed in the liquid flow path between the hydraulic pressure generating means and the hydraulic pressure braking means. When the hydraulic pressure is lower than a predetermined value, the differential pressure valve means closes. The braking means does not operate. However, when the hydraulic braking means does not operate, the braking force corresponding to the depression force of the brake pedal is applied to the wheels by the regenerative braking means.
[0017]
The regenerative braking amount is determined by the regenerative braking amount determining means (3I, 3J, 3K, 3L). That is, the amount of regenerative braking is determined by the differential pressure between the pressure (master cylinder pressure) detected by the first pressure detecting means and the pressure (wheel cylinder pressure) detected by the second pressure detecting means, that is, the differential pressure valve means ( 6) is determined based on the differential pressure between both ends and a predetermined gain coefficient.
[0018]
It is desirable that the relationship between the brake pedal depressing force (master cylinder (M / C) oil pressure) and the braking force be proportional (linear) as indicated by C3 in FIG. If the characteristics of the first pressure detecting means and the second pressure detecting means are always constant, when the M / C oil pressure is between 0 and Pr as shown by C1, the regenerative braking amount becomes the M / C oil pressure. The output of the first pressure detecting means and the output of the second pressure detecting means change proportionally between 0 and TB so that the regenerative braking amount becomes constant at TB when the M / C oil pressure is equal to or higher than Pr. By determining the relationship between the differential pressure of the regenerative braking force and the regenerative braking amount, a characteristic like C3 is obtained.
[0019]
However, as described above, since the characteristics of the pressure detection means that can be actually used vary, if the detection sensitivity deviates from the standard characteristic, for example, as shown by G3 at the bottom of FIG. And the braking force becomes non-linear, resulting in a dead zone.
[0020]
In the present invention, the relationship between the detected differential pressure (dP) and the regenerative braking amount (M) is determined by the gain coefficient (Ka). By adjusting the gain coefficient (Ka), even if the detection sensitivity of the pressure detection means actually used deviates from the standard characteristic, the deviation is compensated and the relationship between the pedal depression amount and the braking force is linearly adjusted. Can be approached.
[0021]
When the differential pressure valve means (6) is open, the gain determination means (46, 47) determines the first pressure detected by the first pressure detection means and the second pressure detected by the second pressure detection means. Based on the pressure difference between the first pressure and the second pressure. Inversely proportional to the pressure difference The gain coefficient (Ka) is automatically determined.
[0022]
The differential pressure valve means (6) maintains a closed state for a pressure lower than the predetermined pressure Pr, and opens when the predetermined pressure Pr is applied. Therefore, when the pressure (M / C oil pressure) on the high pressure side of the differential pressure valve means (6) becomes equal to or higher than Pr, that is, when the differential pressure valve means is opened, the differential pressure (dPo) at both ends thereof is always kept constant (Pr). (See FIG. 6). When the differential pressure valve is open, the actual differential pressure is Pr, but the differential pressure value detected by the first and second pressure detectors changes according to the actual detection sensitivity of the pressure detector. . Therefore, at this time, based on the differential pressure value (dPo) detected by the first and second pressure detecting means and the actual differential pressure (Pr), a gain coefficient (Ka) for compensating the sensitivity of the pressure detecting means. ).
[0023]
For example, if it is desired to obtain the regenerative braking amount TB when the pressure is Pr as in the characteristic of C1 in FIG. 5, Ka = TB / dPo. When the gain coefficient Ka is obtained, the regenerative braking amount M is obtained based on the differential pressure dP detected at that time and the gain coefficient Ka (M = Ka · dP).
[0024]
Of course, since the differential pressure valve means (6) itself also has characteristic variations, the actual value of the pressure Pr is slightly different for each device, but the gain coefficient Ka is determined based on the detected differential pressure dPo corresponding to the actual device Pr. Is determined, so that the regenerative braking amount is determined to be the predetermined amount (TB) at the point of the pressure (Pr) at which the differential pressure valve means switches from the closed state to the open state. As a result, the overall braking force characteristic of the regenerative braking and the hydraulic braking does not have the brake release impossible, dead zone, and braking impossible areas as shown by C3 in FIG. 5, and the braking force is continuously changed by the master cylinder. I do.
[0025]
Since the gain coefficient Ka is automatically set, no special adjustment work is required and no compensation circuit is required even if the pressure detecting means used has a large variation in characteristics.
[0026]
With respect to the variation in the detection sensitivity of the pressure detecting means, a favorable result can be obtained only by implementing the invention of claim 1. However, many actual pressure detecting means have a variation in zero point. When such a pressure detecting means is employed, the characteristics indicated by E3 and F3 in FIG. 7 may be obtained. However, in such a case, by implementing the invention of claim 2, it is possible to compensate for the shift of the zero point and obtain a favorable result.
[0027]
In the invention of claim 2, the offset determining means (44, 45) detects the first pressure detected by the first pressure detecting means and the second pressure detecting means when the operation amount of the brake pedal is zero. Then, the offset coefficient (Kb) is obtained based on the differential pressure. When the operation amount of the brake pedal is zero, the pressure detected by the first pressure detecting means and the actual pressure detected by the second pressure detecting means are both 0, so the differential pressure detected at this time ( dPz), the offset coefficient (Kb) can be obtained. For example, if Kb = dPz, the regenerative braking amount M is obtained based on the differential pressure dP detected at that time, the gain coefficient Ka, and the offset coefficient (M = Ka · dP−Kb).
[0028]
In the invention according to claim 3, the pressure detected by the first pressure detecting means or the second pressure detecting means is compared with a predetermined threshold value (Pt) to determine whether the differential pressure valve means is open. Identify (46). The pressure detected by the second pressure detecting means is substantially zero when the differential pressure valve means is closed, and becomes a pressure proportional to M / C pressure-Pr when the differential pressure valve means is opened. Therefore, by comparing the pressure detected by the second pressure detecting means with a threshold value somewhat larger than Pt, the open / close state of the differential pressure valve means can be identified. Since the first pressure detecting means detects the M / C pressure, if a threshold sufficiently larger than Pr is set as Pt, the pressure detected by the first pressure detecting means is compared with Pt. , The open / close state of the differential pressure valve means can be identified.
[0029]
Incidentally, for example, when a failure occurs in the regenerative braking system, it is necessary to stop the regenerative braking and switch to the hydraulic braking. For that purpose, it is necessary to connect a bypass valve means (7) in parallel with the differential pressure valve means (6) and to open the bypass valve means when an abnormality occurs. When the bypass valve is open, the differential pressure of the differential pressure valve (6) becomes zero. Therefore, according to the fourth aspect of the invention, when obtaining the gain coefficient, first, the bypass valve means is closed, and the gain coefficient is obtained based on the differential pressure between the first pressure and the second pressure detected in that state.
[0030]
【Example】
FIG. 1 shows a main configuration of a drive system and a brake system of an electric vehicle according to an embodiment. Referring to FIG. 1, in this embodiment, a front wheel Fr is a driving wheel and a rear wheel Rr is a driven wheel. A drive shaft of the electric motor 2 as a drive source is connected to an axle of the front wheels Fr via a transmission (T / M) 25. In FIG. 1, one of the front wheels Fr and one of the rear wheels Rr are omitted, but the automobile of the embodiment is a four-wheeled vehicle. A wheel cylinder (W / C) 5 for hydraulic braking is mounted near each wheel. Since the front wheels Fr are drive wheels, regenerative braking by the electric motor 2 is also possible.
[0031]
First, the hydraulic system of FIG. 1 will be described. A hydraulic pressure corresponding to the stroke of depression of the brake pedal 21 is generated at the output of the brake master cylinder (M / C) 4. On the rear wheel side, the pipe of the master cylinder 4 output is connected to the pipe of the wheel cylinder 5 (Rr) via a proportioning valve 23. On the front wheel side, a differential pressure valve (relief valve) 6, a check valve 29, and a bypass valve 7 are interposed between a pipe 24a for the output of the master cylinder 4 and a pipe 24b for the wheel cylinder 5 (Fr). Have been.
[0032]
The differential pressure valve 6 opens when the oil pressure of the pipe 24a is higher than the oil pressure of the pipe 24b by a predetermined amount or more, and mechanically controls the differential pressure between the pipe 24a and the pipe 24b to be constant. The check valve 29 is normally closed, but opens when the oil pressure of the pipe 24b becomes higher than the oil pressure of the pipe 24a for some reason, and releases the oil pressure of the pipe 24b to the pipe 24a. The bypass valve 7 is an electromagnetic valve, which is normally closed. However, when a failure occurs mainly in the electric system, the bypass valve 7 is controlled to open to equalize the hydraulic pressure of the pipe 24a and the hydraulic pressure of the pipe 24b.
[0033]
When the input hydraulic pressure on the master cylinder 4 side is equal to or lower than a predetermined pressure, the proportioning valve 23 makes the output hydraulic pressure on the wheel cylinder 5 (Rr) side equal to the input hydraulic pressure, and the input hydraulic pressure decreases the predetermined hydraulic pressure. When it exceeds, the inlet side and the outlet side are separated to operate so that the ratio of the change of the outlet hydraulic pressure to the change of the inlet hydraulic pressure is suppressed more than before. By providing the proportioning valve 23, the braking force distribution of the front and rear wheels by hydraulic braking can be made closer to the ideal distribution, and wheel lock of the rear wheels can be prevented.
[0034]
One end of a branch pipe 8 is connected to the pipe 24a of the output of the master cylinder 4, and a stroke simulator 9 is connected to the other end of the branch pipe 8.
[0035]
The stroke simulator 9 includes a cylinder, a piston moving in the internal space of the cylinder, and a spring for applying a force to the piston, and introduces oil discharged from the master cylinder 4 into the internal space of the cylinder. Oil can be consumed with characteristics similar to wheel cylinder 5. By providing the stroke simulator 9, the oil discharged from the master cylinder 4 is consumed even when the differential pressure valve 6 is closed, so that the depressed position of the brake pedal 21 moves as the oil is consumed. I do. This makes it possible to make the relationship between the depression stroke of the brake pedal and the braking force close to linear.
[0036]
The pressure sensor 11 is installed on the pipe 24a, and the pressure sensor 12 is installed on the pipe 24b. A brake switch 22 for detecting whether or not the brake pedal 21 is depressed is provided near the brake pedal 21. The potentiometer 28 is connected to an accelerator pedal (not shown), and detects a depression stroke of the accelerator pedal.
[0037]
Next, the electric system will be described. The electric motor 2 used in this embodiment is an induction motor. The rotor has magnetic poles formed by permanent magnets, and the stator has three-phase windings. . By applying AC power to the three-phase windings of the stator, a rotating magnetic field is generated, and the rotor can be driven to rotate. Further, when the rotor of the electric motor 2 is rotating due to the rotation of the wheels, a braking magnetic field can be applied by generating a magnetic field in a direction of stopping the rotation by the winding of the stator. The electromotive force generated in the child winding can be recovered by the power supply (regenerative braking). Inside the electric motor 2, a detector for detecting the position of the magnetic pole of the rotor is provided.
[0038]
As an electric circuit for controlling the electric motor 2, a motor ECU 27 and a brake ECU 26 are provided. Each of the motor ECU 27 and the brake ECU 26 includes a microcomputer therein. The former mainly controls the driving of the electric motor 2, and the latter controls the hydraulic braking and the regenerative braking. carry out. The two microcomputers are connected to each other, and can exchange information with each other.
[0039]
FIG. 2 shows the configuration of the main part of the motor ECU 27. Referring to FIG. 2, the motor ECU 27 is provided with an inverter INV, and three output lines L1, L2 and L3 of the inverter INV are connected to respective windings of the electric motor 2. . The power lines LP and LM of the inverter INV are connected to the plus and minus terminals of the vehicle-mounted battery-1, respectively. For example, a battery such as a lead storage battery may be used as the vehicle-mounted battery 1. A large-capacity capacitor is provided in parallel with the battery, and the vehicle-mounted battery 1 is constituted by the battery and the large-capacity capacitor. Alternatively, the transient current may be supplied from a capacitor. Since a transient current hardly flows through the battery, the efficiency of the battery is improved and the vehicle can run for a long time. In this case, when the power is regenerated, the power is regenerated to the battery and the capacitor. Moreover, you may make it comprise the vehicle-mounted battery 1 by combining two or more large-capacity batteries and small-capacity batteries.
[0040]
The inverter INV is provided with six switching output transistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q6, at least one of the upper transistors Q1, Q3 and Q5 and the lower transistors Q2 and Q4. By turning on at least one of Q6 and Q6, current can flow from the battery-1 to each winding of the electric motor 2. However, the transistors Q1 and Q2, Q3 and Q4, and Q5 and Q6 are not turned on at the same time.
[0041]
The output terminals of the drivers DV1, DV2, DV3, DV4, DV5 and DV6 are connected to the control terminals of the transistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q6, respectively. The input terminals of these drivers DV1 to DV6 are It is connected to the output port of the microcomputer CPU. That is, the microcomputer CPU controls on / off of the transistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q6 to control the energization of each winding of the electric motor 2.
[0042]
In order to rotate the electric motor 2 continuously, the position of each magnetic pole formed by the stator winding is sequentially moved in the driving direction according to the position of the magnetic pole of the rotor. Since it is necessary, the microcomputer CPU determines the timing of a control signal to be applied to the drivers DV1 to DV6 based on a signal from a detector built in the electric motor 2.
[0043]
Further, by adjusting the timing of the control signal applied to the drivers DV1 to DV6, braking of the rotation of the electric motor 2 can be applied. At the time of this braking, the electric motor 2 functions as a generator, so that electric power is induced in its stator winding, but this electric power is recovered by the battery-1.
[0044]
That is, when the voltage of the output line L1 becomes higher than that of the power supply line LP due to the back electromotive force generated by the stator winding, a current flows from the output line L1 to the power supply line LP via the diode D1. When the voltage of L1 becomes lower than the power supply line LM, a current flows from the output line L1 to the power supply line LM via the diode D2, and the battery-1 is charged. Similarly, when the voltage of the output line L2 becomes higher than the power line LP, a current flows from the output line L2 to the power line LP via the diode D3, and the voltage of the output line L2 becomes lower than the power line LM. Then, a current flows from the output line L2 to the power supply line LM via the diode D4, and the battery-1 is charged. Further, when the voltage of the output line L3 becomes higher than the power supply line LP, a current flows from the output line L3 to the power supply line LP via the diode D5, and when the voltage of the output line L3 becomes lower than the power supply line LM, A current flows from the output line L3 to the power supply line LM via the diode D6, and the battery-1 is charged.
[0045]
The description will be continued with reference to FIG. 1 again. The motor ECU 27 detects the depression amount of the accelerator pedal based on the signal output from the potentiometer 28, and controls the driving amount (rotation speed) of the electric motor 2 according to the depression amount. When the brake ECU 26 instructs the regenerative braking to be performed, the braking amount of the electric motor 2 is controlled according to the instruction. By adjusting the pulse width of the signal applied to the control terminals of the transistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q6 of the inverter INV, the driving torque and the braking amount of the electric motor 2 are adjusted. .
[0046]
A signal from the pressure sensor 11, a signal from the pressure sensor 12, a signal from the brake switch 22, a signal from the transmission 25, and a signal from the electric motor 2 are applied to the brake ECU 26. The brake ECU 26 performs braking control based on these input signals, outputs information for regenerative braking to the motor ECU, and, if necessary, performs a bypass valve for hydraulic braking. 7 is turned on / off.
[0047]
Each of the pressure sensors 11 and 12 has a detection characteristic as shown in FIG. Of course, this characteristic is a standard characteristic, and the actual characteristic of the sensor may be slightly shifted due to variations among sensors, differences in power supply voltage, differences in temperature, and the like. In this embodiment, the output voltage of the sensor when the pressure is 0 is set higher than 0 V, and the output voltage with respect to the saturation pressure (maximum pressure) is set lower than 5 V of the power supply voltage. Therefore, when the output level of the sensor is smaller than the minimum value (0.5 V), for example, it can be regarded as a disconnection of the sensor circuit. Since it can be regarded as a short, it is useful for detecting a failure.
[0048]
The output signals of the pressure sensors 11 and 12 are analog voltages, and the levels of these signals are sampled as necessary, A / D converted, and read by the microcomputer.
[0049]
FIG. 3 shows a main part of the operation of the microcomputer provided in the brake ECU 26. This will be described with reference to FIG. When the power is turned on, initialization is first performed in step 31, and the process proceeds to step 32.
[0050]
In step 32, the state of the ignition switch (IG_SW) is referred to, and the process waits while the switch is turned off, and proceeds to the next step 35 when turned on. In step 35, the bypass valve 7 is closed (energization ON). By closing the bypass valve 7, the oil pressure is not applied to the wheel cylinder 5 (Fr) until the oil pressure at the output of the master cylinder 4 becomes equal to or higher than a predetermined value.
[0051]
In step 37, the state of the electric motor 2 is detected. Specifically, information on the presence or absence of a failure in the electric motor 2, the current rotational speed (rpm) of the electric motor 2, and the temperature of the electric motor 2 is input. In the next step 38, the state of the battery-1 is detected. Specifically, information on the presence / absence of a failure in the battery-1, the depth of discharge of the battery-1, and the temperature of the battery-1 are input. In the next step 39, the state of the transmission 25 (shift position) is detected.
[0052]
In step 3A, it is determined whether or not the condition for performing the regenerative braking is satisfied based on the information input in steps 37, 38, 39, and the like. In this embodiment, when all of the following conditions are satisfied, it is determined that “regenerative braking is possible”.
[0053]
a. Both motor and inverter have not failed.
b. Motor and inverter voltages within the range of 300 to 350V,
c. Motor and inverter current is 250A or less,
d. Both motor and inverter temperatures are 100 ° C or less,
e. Motor rotation speed is less than 9000rpm,
f. The battery voltage is in the range of 300-350V,
g. Battery current is 250A or less,
h. The depth of discharge of the battery is 95% or less,
i. The temperature of the battery is below 60 degrees C; and
j. Transmission position other than reverse.
[0054]
Among them, h indicates a state where the battery is not fully charged. Also, f and g indicate a situation where the battery is not empty. Other items indicate a case where an abnormality has occurred in the device or a case where the vehicle is in an abnormal state. When the battery 1 is fully charged, the battery 1 cannot be charged any more, so that regenerative braking cannot be performed. If a certain amount of voltage does not remain in the battery 1, charging cannot be performed, so that regenerative braking cannot be performed. It is better not to perform regenerative braking when the device is abnormal or when the device is in an abnormal situation. Therefore, regenerative braking is enabled when the battery can be charged (not fully charged, not empty), when there is no abnormality in the device, and when the device is not placed in an abnormal state.
[0055]
In the next step 3D, first, information on the master cylinder pressure Pm detected by the pressure sensor 11 is input, and then information on the wheel cylinder pressure Pw detected by the pressure sensor 12 is input, and Pm and Pw are compared. If Pm = Pw, the process returns to the step 32 through the step 3B; otherwise, the process proceeds to the step 3E.
[0056]
When the regenerative braking operation is not being performed and the result of step 3A is not “regenerative braking is possible” (when regeneration is prohibited), the process proceeds from step 3B to step 3C. When the regenerative braking operation is being performed, or when the result of step 3A is “regenerative braking is possible”, the process proceeds to step 3D.
[0057]
In step 3C, the bypass valve 7 is opened (power is turned off), and the process returns to step 32. By opening the bypass valve 7, the oil pressure output from the master cylinder 4 is directly applied to the wheel cylinder 5 (Fr).
[0058]
In step 3E, the identification result in step 3A is referred to. If the result of step 3A is not "regenerative braking possible", that is, if the condition that the regenerative operation should be prohibited due to a failure during the regenerative braking operation is satisfied, it is determined that "regenerative stop is required" and the process proceeds to step 3F. When the result of step 3A is "regenerative braking possible", the process proceeds to step 3I.
[0059]
In step 3F, a command to stop regenerative braking is output to the motor ECU, and in the next step 3G, the bypass valve 7 is opened (power is turned off). By opening the bypass valve 7, the oil pressure output from the master cylinder 4 is applied to the wheel cylinder 5 as it is.
[0060]
In step 3I, information on the master cylinder pressure Pm detected by the pressure sensor 11 is input, and in step 3J, information on the wheel cylinder pressure Pw detected by the pressure sensor 12 is input. In the next step 3K, a differential pressure dP between Pm and Pw is determined.
[0061]
In the next step 3L, the gain coefficient Ka and the offset coefficient Kb determined in advance and stored in the memory are read out, and the regenerative braking amount M is calculated as M = Ka · dP + Kb based on these and the differential pressure dP obtained in step 3K. . Then, in the next step 3M, the regenerative braking amount M and the regenerative braking command are given to the motor ECU 27 to execute regenerative braking.
[0062]
FIG. 5 shows operating characteristics of the braking device shown in FIG. 1 when no failure or the like has occurred. This will be described with reference to FIG. The consumption flow rate of the stroke simulator (S / S) 9 is proportional to the M / C pressure in the range up to the hydraulic pressure (Pr) at which the stroke simulator 9 becomes full, as indicated by A1, and becomes constant above that. Further, as indicated by A2, the consumption flow rate of the wheel cylinder (W / C) is 0 because the differential pressure valve 6 is closed when the M / C oil pressure is in a range from 0 to Pr (opening pressure of the differential pressure valve 6). When the M / C oil pressure exceeds Pr, the W / C oil pressure also increases as the M / C oil pressure increases. The total consumption flow rate is a flow rate (A3) obtained by adding the consumption flow rate of the stroke simulator (S / S) 9 and the consumption flow rate of the wheel cylinder (W / C). As shown by B, the relationship between the M / C oil pressure and the depression stroke of the brake pedal is similar to the characteristic (A3) of the consumption flow rate of the master cylinder.
[0063]
The braking force of the regenerative brake is controlled to correspond to the differential pressure dP between the M / C oil pressure Pm and the W / C oil pressure Pw in steps 3H to 3M in FIG. Therefore, as shown by C1 in FIG. 5, when the M / C oil pressure is in the range of 0 to Pr, the pressure is proportional to the M / C oil pressure. The braking force of the regenerative brake does not exceed a certain value. In this embodiment, the differential pressure valve 6 is set to open at a point where the regenerative brake does not further rise. Therefore, the braking force of the regenerative brake becomes constant when the M / C oil pressure is equal to or higher than Pr. On the other hand, the braking force of the hydraulic brake rises as indicated by C2 corresponding to the consumed flow rate A2 of the wheel cylinder because the hydraulic pressure is introduced into the wheel cylinder and works. The total braking force is the sum (C3) of the braking force (C1) of the regenerative brake and the braking force (C2) of the hydraulic brake.
[0064]
FIG. 4 shows the contents of step 31 in FIG. This will be described with reference to FIG. In a first step 41, the system is initialized. That is, the level of the output port of the microcomputer is initialized, the internal memory is checked and cleared, and various modes such as interrupt, communication, and timer are executed. In the next step 42, the presence or absence of a failure is checked. That is, a state related to a failure in the system is identified based on information from various sensors connected to the brake ECU 26 and information sent from external units such as the motor ECU 27 and the transmission 25.
[0065]
In step 43, the bypass valve 7 is closed. In the next step 44, the state of the brake switch 22 is referred to determine whether or not the brake pedal is depressed. When the brake pedal 21 is no longer depressed, the next step 45 is performed. Proceed to.
[0066]
In step 45, first, the master cylinder pressure Pm detected by the pressure sensor 11 is input, and then the wheel cylinder pressure Pw detected by the pressure sensor 12 is input, and the differential pressure between the master cylinder pressure Pm and the wheel cylinder pressure Pw is input. Is dPz. Then, the differential pressure dPz is stored in a memory allocated to the offset coefficient Kb.
[0067]
That is, when the brake pedal 21 is not depressed, the pressure in the pipe 24a (master cylinder pressure) and the pressure in the pipe 24b (wheel cylinder pressure) are actually zero, so the master cylinder pressure Pm detected at this time is zero. And the value of the wheel cylinder pressure Pw are both 0 [kg / cm ² ]. If there is no error in the pressure sensors 11 and 12 that are actually used, the output voltages of the pressure sensors 11 and 12 at this time are both 0.5 [V] (see FIG. 8). The output of each pressure sensor has a value slightly different from 0.5 [V] due to the effects of variations in characteristics of each sensor, changes corresponding to differences in power supply voltage, changes depending on differences in ambient temperature, and the like. Appears.
[0068]
When the offset deviation of such a pressure sensor is large, the actual braking characteristic is shown in FIG. 7 even if the braking characteristic combining the hydraulic brake and the regenerative brake is designed to be C3 in FIG. It becomes like E3 or F3, causing a problem.
[0069]
In order to eliminate this problem, the offset coefficient Kb is automatically adjusted. In this embodiment, since the regenerative braking amount M is determined based on the differential pressure dP between the master cylinder pressure Pm and the wheel cylinder pressure Pw, the differential pressure dPz detected when the actual pressure is zero is replaced by the offset coefficient Kb Is stored in the memory, and is used when obtaining the regenerative braking amount M.
[0070]
In the next step 46, the wheel cylinder pressure Pw detected by the pressure sensor 12 is input, and Pw is compared with a threshold value (constant) Pt. This threshold value Pt is a relatively large value, as shown in FIGS. 5 and 6, and Pw> Pt does not hold unless at least the master cylinder pressure Pm is higher than Pr. When Pw> Pt, the process proceeds to the next step 47.
[0071]
When the master cylinder pressure Pm is higher than Pr, the differential pressure valve 6 is opened, whereby the differential pressure at both ends of the differential pressure valve 6 is automatically controlled to be constant (Pr). That is, when proceeding to step 47, the differential pressure dP between the master cylinder pressure Pm and the wheel cylinder pressure Pw becomes Pr, and this differential pressure is determined by the characteristics of the differential pressure valve 6 actually used.
[0072]
In step 47, the master cylinder pressure Pm detected by the pressure sensor 11 is input, and the differential pressure between the master cylinder pressure Pm and the wheel cylinder pressure Pw detected in the previous step 46 is defined as dPo. Then, the gain coefficient Ka is obtained using the following formula.
[0073]
(Equation 1)
Ka = (TB + Kb) / dPo (1)
Here, TB corresponds to a regenerative braking amount of 100%. As shown by C1 in FIG. 5, the amount of braking by regenerative braking is proportional to the master cylinder pressure when the master cylinder pressure is between 0 and Pr, and is fixed to TB when the master cylinder pressure is equal to or higher than Pr. Is done.
[0074]
When executing step 47, the detected differential pressure dPo matches the differential pressure Pr (constant) determined by the characteristics of the differential pressure valve 6. For example, when the detection sensitivities of the pressure sensors 11 and 12 are larger than the standard sensitivity, the detected differential pressure dPo becomes larger than the standard value thereof, so that the gain coefficient Ka calculated in step 47 is smaller than the standard value. Become smaller. Further, when the detection sensitivity of the pressure sensors 11 and 12 is smaller than the standard sensitivity, the detected differential pressure dPo becomes smaller than the standard value, so that the gain coefficient Ka calculated in step 47 is smaller than the standard value. Become larger. That is, by multiplying the differential pressure dP detected by the pressure sensors 11 and 12 by the gain coefficient Ka, it is possible to compensate for variations in the detection sensitivity of the pressure sensors 11 and 12.
[0075]
Further, since the differential pressure dPo used when obtaining the gain coefficient Ka matches the differential pressure Pr determined by the characteristics of the differential pressure valve 6 actually used, the variation in the characteristics of the differential pressure valve 6 is also reflected on the gain coefficient Ka. Is done. In other words, by multiplying the differential pressure dP detected by the pressure sensors 11 and 12 by the gain coefficient Ka, it is possible to compensate for variations in the characteristics of the differential pressure valve 6.
[0076]
In step 3L of FIG. 3, Ka · dP−Kb is calculated using the detected differential pressure dP, gain coefficient Ka, and offset coefficient Kb to determine the regenerative braking amount M. Therefore, when the master cylinder pressure is actually 0, the regenerative braking amount M becomes 0. When the master cylinder pressure is between 0 and Pr, the regenerative braking amount M becomes a value proportional to the master cylinder pressure. Is greater than or equal to Pr, the regenerative braking amount M becomes 100%. The braking amount of the hydraulic brake becomes a value proportional to (master cylinder pressure) -Pr when the master cylinder pressure is equal to or higher than Pr and the differential pressure valve 6 is actually opened. Therefore, even when the characteristics of the pressure sensors 11 and 12 and the differential pressure valve 6 vary, the braking characteristic indicated by C3 in FIG. 5 is always obtained.
[0077]
In this embodiment, each time the power of the apparatus is turned on, the initialization shown in FIG. 4 is executed, and the optimum gain coefficient Ka and offset coefficient Kb are obtained each time. Even if the fluctuation range of the temperature is large, there is an effect that the characteristics of the system are automatically compensated before use according to the use environment at that time.
[0078]
However, when the characteristics of the pressure sensor and the like do not largely change, the setting of the gain coefficient Ka and the offset coefficient Kb may be performed only once at first. In this case, for example, a nonvolatile memory is provided so that the gain coefficient Ka and the offset coefficient Kb are held even when the power is turned off, and the gain coefficient Ka is referred to by referring to the contents of the nonvolatile memory when the power is turned on. The calculation and storage of the gain coefficient Ka and the offset coefficient Kb may be performed only when the offset coefficient Kb has not been set. Alternatively, a special switch may be provided to calculate and save the gain coefficient Ka and the offset coefficient Kb only when the switch is turned on.
[0079]
In the above embodiment, the wheel cylinder pressure Pw detected by the pressure sensor 12 in step 46 in FIG. 4 is referred to, but instead, the master cylinder pressure Pm detected by the pressure sensor 11 is referred to. Is also good. In any case, it is sufficient that the process proceeds from step 46 to step 47 when the differential pressure valve 6 is surely opened, that is, when Pm> Pr.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the gain determining means (46, 47) detects the first pressure and the second pressure detected by the first pressure detecting means when the differential pressure valve means (6) is open. The second pressure detected by the means is input, and the gain coefficient (Ka) is automatically determined based on the differential pressure between the first pressure and the second pressure. , The regenerative braking amount (M) is determined based on the detected differential pressure (dP). Therefore, if the characteristics of the first pressure detecting means, the second pressure detecting means, and the differential pressure valve means vary, Even when the characteristics change due to a change in voltage, temperature, or the like, the deviation of the characteristics is compensated by the automatic adjustment of the gain coefficient (Ka), and a preferable braking characteristic as shown, for example, as C3 in FIG. 5 is always obtained. Therefore, there is no need to use an expensive pressure sensor or install a compensation circuit, and it is not necessary to adjust the detection sensitivity.
[0081]
According to the second aspect of the present invention, the offset determining means (44, 45) detects the first pressure and the second pressure detected by the first pressure detecting means when the operation amount of the brake pedal is zero. The second pressure detected by the detection means is input, an offset coefficient (Kb) is obtained based on the differential pressure, and the regenerative braking amount (M) is calculated using the offset coefficient (Kb) determined here. Since the determination is made, even if the detection characteristics of the first pressure detecting means and the second pressure detecting means have an offset, the offset is automatically compensated, and a preferable braking characteristic as shown, for example, as C3 in FIG. can get.
[0082]
According to the third aspect of the present invention, whether the differential pressure valve is open is determined by comparing the pressure detected by the first pressure detector or the second pressure detector with a predetermined threshold value (Pt). Can be reliably identified.
[0083]
Furthermore, according to the fourth aspect of the invention, a correct gain coefficient can be obtained even when the bypass valve means (7) is connected in parallel with the differential pressure valve means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of an apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the motor ECU of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the brake ECU of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of initialization in FIG. 3;
FIG. 5 is a graph showing characteristics of the device of the example.
FIG. 6 is a graph showing characteristics of the device of the example.
FIG. 7 is a graph showing a conventional characteristic when a detection value includes an error.
FIG. 8 is a graph showing characteristics of the pressure sensor.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional braking device.
[Explanation of symbols]
1: Battery 2: Electric motor
4: Master cylinder (M / C)
5 (Fr), 5 (Rr): Wheel cylinder (W / C)
6: Differential pressure valve 7: Bypass valve
8, 24a, 24b: Piping
9: Stroke simulator (S / S)
11, 12: Pressure sensor
21: Brake pedal 22: Brake switch
23: Proportioning valve
25: Transmission 26: Brake ECU
27: Motor ECU 28: Potentiometer

Claims

An on-vehicle battery for storing electric energy; an electric driving means for driving wheels by electric power from the on-vehicle battery; a regeneration for returning electric power generated by the electric driving means with the rotation of the wheels to the on-vehicle battery. Braking means; hydraulic pressure generating means for generating a hydraulic pressure in accordance with the operation amount of the brake pedal; hydraulic braking means for applying a braking force to the wheels in accordance with the hydraulic pressure generated by the hydraulic pressure generating means; A differential pressure valve means interposed in a liquid flow path between the pressure generating means and the hydraulic braking means and opened when a predetermined or more hydraulic pressure is applied;
First pressure detecting means for detecting a pressure in a liquid flow path between the liquid pressure generating means and the differential pressure valve means;
Second pressure detecting means for detecting a pressure in a liquid flow path between the differential pressure valve means and the hydraulic braking means;
When the differential pressure valve is open, the first pressure detected by the first pressure detector and the second pressure detected by the second pressure detector are input, and the first pressure and the second pressure are detected. Gain determining means for obtaining a gain coefficient inversely proportional to the pressure difference based on the pressure difference from the second pressure; and the first pressure detection means detected by the first pressure detecting means after the gain coefficient is determined. A pressure and a second pressure detected by the second pressure detecting means are input, and the regeneration is performed based on a differential pressure between the first pressure and the second pressure and the determined gain coefficient. Regenerative braking amount determining means for determining a regenerative braking amount of the braking means;
A braking device for an electric vehicle, comprising:

When the operation amount of the brake pedal is zero, the first pressure detected by the first pressure detection means and the second pressure detected by the second pressure detection means are input, and the first pressure is inputted. Offset determining means for determining an offset coefficient based on a pressure difference between the pressure and the second pressure, wherein the regenerative braking amount determining means determines the first coefficient after the offset coefficient and the gain coefficient are determined. The first pressure detected by the pressure detecting means and the second pressure detected by the second pressure detecting means are inputted, and the differential pressure between the first pressure and the second pressure is determined. The braking device for an electric vehicle according to claim 1, wherein a regenerative braking amount of the regenerative braking means is determined based on the offset coefficient and the gain coefficient.

The gain determination unit compares the pressure detected by the first pressure detection unit or the second pressure detection unit with a predetermined threshold value, and identifies whether the differential pressure valve unit is open. The braking device for an electric vehicle according to claim 1.

The liquid flow path between the hydraulic pressure generating means and the hydraulic pressure braking means further includes a bypass valve means connected in parallel with the differential pressure valve means, wherein the gain determining means closes the bypass valve means. The braking apparatus for an electric vehicle according to claim 1, wherein a gain coefficient is obtained based on a differential pressure between the first pressure and the second pressure detected in (1).