JP3735903B2

JP3735903B2 - 電動車両のアンチスキッド制御装置

Info

Publication number: JP3735903B2
Application number: JP24023795A
Authority: JP
Inventors: 野哲也久; 田敏明浜; 澤禎寺
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2015-09-19
Also published as: US5664850A; JPH0976898A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動時にスリップ制御等を行う電動車両のアンチスキッド制御装置に関するものであり、特に、アンチスキッド制御が開始されてからの走行路面の摩擦係数の推定を行うものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から路面と車輪との間の路面摩擦係数は、車輪の種類、走行路面の状態等により異なり、乾いた路面と濡れた路面では大きく異なることが知られている。
【０００３】
このため、アンチスキッド制御装置においては走行路面の摩擦係数（路面μ）の検出が極めて重要であり、車両の安定性を確保しつつ制動効率を高めるには路面μに応じた制動力の制御が必要になる。もっとも、走行中の路面μを直接検出することができないために、例えば、特開平３−６７７７０号公報に示されるように、四輪の最高速の車輪速度から擬似車体速度を求め、この擬似車体速度の一定時間間隔毎の平均減速度を算出し、この平均減速度に基づいて走行路面の摩擦係数の判定の方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の装置においては、路面摩擦係数を判定する場合に、四輪の最高速の車輪速度から擬似車体速度を求めているが、モータにより駆動される電動車両においては、低摩擦係数路面においてアンチスキッド制御がなされると、駆動輪が車両により変わる固有の周期で振動を起こしてしまうために、擬似車体速度の一定時間間隔毎の平均減速度を算出し、この平均減速度に基づいて走行路面の摩擦係数の推定を行う方法では正確な路面摩擦係数の推定ができない。
【０００５】
電動車両におけるアンチスキッド制御時に駆動輪に起こる車輪振動は、次のようなことから発生する。
【０００６】
車両が低摩擦係数（低μ）の路面を走行し、制動時に路面の摩擦係数μがピーク値を越えて低下する状況においては、タイヤの慣性モーメントは、車輪を駆動するモータの慣性モーメントと比較すると小さいため車輪加速度が大きく低下することになる。一方、モータは慣性が大きいためにモータの回転数ｎｍとディファレンシャルの回転数ｎｄとの間で回転数差（回転角速度差）が生じる。この回転角速度差によってモータにトルクが伝達され、モータの回転速度を低下させるようになるが、モータは慣性が大きいために、モータの回転速度は殆ど低下せず、逆に反作用としてタイヤを回転する方向（ブレーキトルクを低下させる方向）に作用する。このため、一旦低下傾向にあった車輪速度が再び回復傾向を示し振動が発生する。これに対し、高摩擦係数（高μ）の路面でも制動時に振動が発生するが、反作用の力によってブレーキトルクが同じだけ低下したとしても、タイヤトルクが大きいため、路面の摩擦係数μとスリップ率Ｓによって表されるμ−Ｓ特性が平坦になるピーク付近に至るまで路面μによる影響は小さい。よって、高μ路面と低μ路面における車輪速度の振動状態に基づき、路面状態を判別することが可能となる。
【０００７】
そこで本発明の課題は、電動車両のアンチスキッド制御装置において、車輪速振動が発生した場合でも、アンチスキッド制御が開始されてからの路面摩擦係数を適切に推定し、適切なブレーキ制御を行うことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、図１に示されるように車両の各車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬにブレーキ力を付与するホイールシリンダＷfr，Ｗfl，Ｗrr，Ｗrlと、ホイールシリンダの各々にブレーキ液圧を供給する液圧発生装置ＰＧと、液圧発生装置ＰＧとホイールシリンダとの間に介装しホイールシリンダのブレーキ液圧を制御する液圧制御装置ＦＶと、車輪の各々の車輪速度を検出する車輪速度検出手段Ｓfr，Ｓfl，Ｓrr，Ｓrlとを備えた電動車両のアンチスキッド制御装置において、車輪速度検出手段のうち駆動輪の車輪速度を特定の所定周波数を通す帯域通過フィルタ手段ＢＰを通し、該帯域通過フィルタ手段ＢＰを通過した周波数が、予め設定された所定周波数と一致するか否かの判定によって走行路面の路面μを推定する路面摩擦係数推定手段ＥＦと、この路面摩擦係数推定手段ＥＦにより推定された路面μに従って推定車体速度を演算する際の減速度を設定し、演算された推定車体速度に基づいて液圧制御装置ＦＶを駆動してホイールシリンダに供給するブレーキ液圧を制御し、車輪の制動力を制御する制動力制御手段ＢＣとを備えたものである。これにより、駆動輪の車輪速度を帯域通過フィルタを通し、その出力が所定周波数のときに走行路面が低摩擦係数であるとして路面判定が可能となり、この路面判定は帯域フィルタ後の値を検知することによりできるために、通常の車輪減速度の落ち込み状態を検知することによって行う路面摩擦係数判定よりも早く路面状態を判定できる。この所定周波数を、低摩擦係数路面においてアンチスキッド制御を作動させることにより駆動を行う車輪に発生する振動を起こす周波数を検出し、その周波数を路面判定に用いることによって、車両によって変わる固有の周波数を求めることによりいかなる電動車両にも適応することが可能になる。
【０００９】
また低摩擦係数路面であると判定がなされた場合には、例えば、アンチスキッド制御の減圧時間を長くしたり増圧時間を短くしたり、また車体速度を推定する推定車体速度の作成においての上限、下限の制限等を変更し、液圧制御装置を駆動して制動力を制御することにより、適切なアンチスキッド制御を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を表す図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図２に示すように、電動車両の駆動を行うモータ２は、トランスミッション１０及びデファレンシャルギヤ１８を介して車輪１１と連動しておりバッテリ１からの電力により回転軸を回転させて駆動を行い、一方、回転軸が車輪に回転させられることにより発生する電力をバッテリ１に戻して電力の回生を行うことができる。このモータ２の駆動はモータコントローラ３０が行い、またバッテリ１への回生は車両コントローラ２０が行っており、両者のコントローラ２０，３０は互いに情報の受け渡しを行っている。
【００１２】
図３において車両コントローラ２０は、ブレーキペダル１３が踏まれたことを検出するブレーキスイッチのオン／オフとブレーキペダル１３がどれだけ踏まれたかを検出する踏力センサ１５、ブレーキ圧力を検出する圧力センサ、アクセルがどれだけ踏まれたかを検出するアクセルのストロークセンサからのアクセル開度、車輪速度センサ１６からの車輪速度、及びバッテリ１の放電率及び電圧、モータコントローラ３０からのモータ２の回転数等を検出している。そして、これらの検出値によりモータ２の駆動及び回生の切り換え、モータ２が発生する駆動トルク及び回生制動トルクの指示、及びモータコントローラ３０からモータ回転数の情報を受けてモータ２の回転数設定等をモータコントローラ３０に対して行っている。モータコントローラ３０は、車両コントローラ２０から与えられた指示に従って、モータ２に駆動トルク、及び回生制動トルクを発生させる。このときフィードバック制御を行うに当たりモータ２の回転数を知ることが必要であり、この回転数はモータ２の回転軸の位置をエンコーダ１７で連続的に検出している。尚、本実施の形態においては、モータ２の回転数を検出する方法としてエンコーダ１７を用いているが、エンコーダ１７のみに限定されるものではなく、ホール素子等により検出することも可能である。
【００１３】
次に、図４を参照して駆動を行う電気駆動系統について説明する。この実施形態で使用しているモータ２は誘導モータであり、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相の巻線が施されている。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、車輪の回転によりモータ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させることにより制動をかけることができ、この時の固定子に発生する起電力を電源であるバッテリ１に回収すると共に、ブレーキをかけることができる（回生制動）。モータ２の内部には、回転子の磁極の位置を検出するエンコーダ１７が設けられている。
【００１４】
モータ２を制御するための電気回路として、モータコントローラ３０と車両コントローラ２０が設けられている。モータコントローラ３０と車両コントローラ２０は、各々内部にマイクロコンピュータを備えており、前者はモータ２の駆動制御を行い後者は回生制動を制御しており互いに情報を交換を行っている（図３参照）。
【００１５】
モータコントローラ３０にはインバータＩＮＶが備わっており、インバータＩＮＶの３本の出力ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３がモータ２の各巻線と接続されている。インバータＩＮＶの電源ラインＬＰ，ＬＭは、バッテリ１のプラス及びマイナス端子に夫々接続されている。例えば、バッテリ１は鉛蓄電池等を使用すればよいが、鉛蓄電池に限定されるものではなく鉛蓄電池と並列に大容量コンデンサやサブバッテリ等を接続しても可能となる。
【００１６】
このインバータＩＮＶには、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が備わっており、図４において上側のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５の少なくとも１つと、下側のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６の少なくとも１つをオンすることにより電流の流れる経路が形成され、バッテリ１からモータ２の各巻線に電流を流すことによりモータ２を駆動することができる。但し、スイッチング素子Ｑ１とＱ２、Ｑ３とＱ４、ならびにＱ５とＱ６は、上側と下側の短絡により大電流が流れることを防止するために同時にはオンされないようになっている。
【００１７】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子には、夫々ドライバＤＶ１〜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、モータコントローラ３０の図示してない出力ポートと各々接続されている。即ち、モータコントローラ３０のマイクロコンピュータがスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフを制御することによりモータ２の各巻線の通電を制御する。
【００１８】
モータ２を連続的に回転されるためには、回転子の磁極の位置に合わせて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、モータコントローラ３０のマイクロコンピュータは、モータ２に内蔵された検出器であるエンコーダ１７からの信号に基づきドライバＤＶ１〜ＤＶ６に印加する制御信号のタイミングを決定している。
【００１９】
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、モータ２の回転に対して制動をかけることもできる。この制動の時、モータ２は発電機として機能し固定子巻線に電力が誘起され、それをバッテリ１に回収している。（回生制動）
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からダイオード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、電源ラインＬＭからダイオードＤ２を介して出力ラインＬ１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からダイオード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、電源ラインＬＭからダイオードＤ４を介して出力ラインＬ２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より高くなると、出力ラインＬ３からダイオード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、電源ラインＬＭからダイオードＤ６を介して出力ラインＬ３に電流が流れバッテリ１が充電されるようになっている。
【００２０】
モータコントローラ３０は、アクセルペダルの踏み込み量を図示してないポテンショメータにより検出し、この踏み込み量に応じてモータ２の駆動量（回転速度）を制御する。また、回生制動を車両コントローラ２０が指示し、その指示に従ってモータ２の制御量を制御する。つまり、インバータＩＮＶのスイッチング素子Ｑ１〜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りモータ２の駆動トルク及び制御量が調整される。
【００２１】
図５に示される液圧制御を行うアンチスキッド制御装置について説明する。この図は、アンチスキッド制御を行う制御装置を電動車両に適応した油圧配管図である。
【００２２】
液圧発生装置は、マスタシリンダＭＣとブースタＢＳとから構成されており、マスタシリンダＭＣにはブレーキ液を蓄えるリザーバＲＥが接続され、このリザーバＲＥはポンプモータＰＭにより液圧制御の圧力源となるアキュムレータＡＣＣに圧力が蓄圧され、マスタシリンダＭＣに入力される。このポンプモータＰＭとアキュムレータＡＣＣの間には逆止弁ＣＫ０とアキュムレータＡＣＣの圧力を検出するセンサＰＳＷ１，ＰＳＷ２が設けられている。
【００２３】
ブレーキペダルＢＰが踏まれた場合に、ブレーキペダルＢＰに発生した圧力がブースタＢＳにより倍力されてマスタシリンダＭＣ内に設けられたピストンを押す力を発生させる。このマスタシリンダＭＣは、ブレーキ操作力に対応した液圧を出力する圧力（Ｍ／Ｃ圧）とアキュムレータＡＣＣ内に蓄圧されている高圧のブレーキ圧力をブレーキ操作力に対応した液圧に減圧して調圧した圧力（Ｒ／Ｇ圧）をマスタシリンダＭＣの図示していないポートに夫々発生させ、Ｍ／Ｃ圧を出力するポートは前輪の主管路５１に、またＲ／Ｇ圧を出力するポートは後輪の主管路５７に圧力を発生させる。
【００２４】
前輪の主管路５１には常開型の２ポート２位置型の切換弁Ｓ２が設けられ、この切換弁Ｓ２に並列にプロポーショニングバルブＰＶとリリーフバルブＲＶが接続され、前輪の主管路の圧力を検出するために圧力センサＰＳ１，ＰＳ２が設けられている。この圧力センサＰＳ１，ＰＳ２は、ＰＳ１メインセンサでありＰＳ２がサブセンサとなっており、どちらかのセンサが故障した場合には正常な側のセンサにより圧力を検出するように冗長系となっている。このセンサは前輪の主管路５１の圧力が検出できればよいために圧力センサに限ったものではなく、安価な圧力スイッチであってもよい。一方、前輪と同じように後輪の主管路５７にも常開型の２ポート２位置型の切換弁Ｓ１が設けられ、この切換弁Ｓ１に並列にプロポーショニングバルブＰＶとリリーフバルブＲＶが接続され、更には前輪にＲ／Ｇ圧を導入するために前輪の切換弁Ｓ２の下流と後輪の主管路５７の間には、常閉型の切換弁Ｓ１１と逆止弁ＣＫ１が設けられている。この切換弁Ｓ１１は前輪にＲ／Ｇ圧を導入するためのものであり、切換弁Ｓ２がオンされている状態からオフする時にＳ２の入力側と出力側に差圧が発生し、急激にＳ２をオフしてしまうとホイールシリンダ側に油圧が急激に加わるためにブレーキペダルＢＰの急激な沈み込みとか油激音の発生等によりブレーキのフィーリングとか車両の安定性が悪くなってしまう。このことを防止するために、Ｓ２の入力側と出力側に差圧が発生した場合、切換弁Ｓ１１を制御してＳ２の入力側と出力側に差圧をなくすためのものである。
【００２５】
前輪のホイールシリンダＷＣＦＲ，ＷＣＦＬは、各々切換弁Ｓ２及び常開型の３ポート２位置型の切換弁ＳＡ１，ＳＡ２を介して前輪の主管路５１と連結されており、通常はマスタシリンダＭＣのＭ／Ｃ圧を出力するポートとＷＣＦＲ，ＷＣＦＬはつながれている。
【００２６】
ホイールシリンダＷＣＦＲ，ＷＣＦＬとリザーバＲＥは、ＳＡ１，ＳＡ２を介して制御管路５２，５３とつながり、この制御管路５２，５３は常閉型の２ポート２位置型の制御弁ＳＦＲＲ，ＳＦＲＬを介して接続されている。この制御弁ＳＦＲＲ，ＳＦＬＲと切換弁ＳＡ１，ＳＡ２と制御弁ＳＦＲＨ，ＳＦＬＨが夫々オンされた状態で、ホイールシリンダＷＣＦＲ，ＷＣＦＬはリリーフ管路５５，５６を介しリザーバＲＥに接続される。更に制御弁ＳＦＲＨ，ＳＦＬＨには夫々逆止弁ＣＫ２，ＣＫ３が並列に接続され、ホイールシリンダ側からマスターシリンダＭＣ側へのブレーキ液の流れは許容するが、マスターシリンダＭＣ側からホイールシリンダ側へのブレーキ液の流れを遮断している。また制御弁ＳＦＲＨ，ＳＦＬＨの一端は互いに接続されており、Ｒ／Ｇ圧が出力される経路につながっている。
【００２７】
一方、後輪はマスタシリンダＭＣのＲ／Ｇ圧を出力するポートからの後輪用の主管路５７上には、切換弁Ｓ１が備えられ、常開型の制御弁ＳＲＨ、及びプロポーショニングバルブＰ／Ｖを介して後輪のホイールシリンダＷＣＲＲ，ＷＣＲＬに接続されている。またホイールシリンダＷＣＲＲ，ＷＣＲＬは夫々常閉型の制御弁ＳＲＲＲ，ＳＲＬＲを介してリザーバＲＥに接続され、この制御弁ＳＲＲＲ，ＳＲＬＲがオンされることにより、ホイールシリンダＷＣＲＲ，ＷＣＲＬは、管路５９を介しリザーバＲＥに接続される。更に、前輪の場合と同様に制御弁ＳＲＨには逆止弁ＣＫ４が並列に接続され、ホイールシリンダ側からマスターシリンダＭＣ側のブレーキ液の流れは許容するが、マスターシリンダＭＣ側からホイールシリンダ側へのブレーキ液の流れを遮断している。
【００２８】
次にアンチスキッド制御を行う時の電磁弁の作動について説明する。
【００２９】
まず最初に、イグニションスイッチがオンされると切換弁Ｓ１，Ｓ２が共にオンされる。このＳ１，Ｓ２はイグニションスイッチがオンの状態ではオンされ続け（回生制動状態）、Ｓ１は異常が起こった場合とかアンチスキッド制御が開始された場合、切換弁Ｓ２の入出力側で差圧がなくなった場合にオフされ、またＳ２は、異常が発生した場合、アンチスキッド制御が開始された場合、ギヤがパーキング、ニュートラル、リバースのいずれかの場合とかバッテリ１に異常が発生した場合等にオフされる。
【００３０】
ブレーキペダルＢＰを踏み車輪のロックが検出されアンチスキッド制御が開始されると、車輪のロックを解除するために減圧出力が行われ、続いて保持出力、増圧出力と液圧制御が行われる。
【００３１】
例えば、ＦＲ輪のアンチスキッド制御について説明を行うと、最初に車輪のロックを解除する減圧出力は、切換弁ＳＡ１と制御弁ＳＦＲＨ，ＳＦＲＲを共にオンすることにより減圧を行うことができ、次の保持出力は上記の状態で制御弁ＳＦＲＲをオフすることによりホイールシリンダＷＣＦＲにかかる圧力を保持することができる。また増圧出力を行う場合には、更に制御弁ＳＦＲＨをオフすることによりＲ／Ｇ圧をホイールシリンダＷＣＦＲに加えることにより増圧することが可能となる。また、アンチスキッド制御中に制御弁ＳＦＲＨ，ＳＦＲＲのオン／オフする周期を変えることによりブレーキ圧を緩やかに増圧させたり、減圧させたりするステップ増圧とかステップ減圧を行うこともできるようになる。
【００３２】
一方、後輪において減圧出力は制御弁ＳＲＨ，ＳＲＲを共にオンし、保持出力はＳＲＨはオンした状態でＳＲＲをオフし、増圧出力はＳＲＨ，ＳＲＲを共にオフすることにより可能となる。
【００３３】
また後輪にはホイールシリンダＷＣＲＲ，ＷＣＲＬの前にプロポーショニングバルブＰ／Ｖが介装されており、一定の圧力で折点をもち後輪の制動力が前輪の制動力を越えないように、後輪の圧力を制限している。
【００３４】
上記のような電磁弁の構成により油圧配管がなされ、この電磁弁を車輪速度の変化状態により制御することにより液圧制御装置を形成している。
【００３５】
図６に示す液圧制御装置であるアンチスキッドコントローラ４０について説明すると、このアンチスキッドコントローラ４０は、バスを介し相互に接続されたＣＰＵ４４、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４６、タイマ４７、入力ポート４２及び出力ポート４３からなるマイクロコンピュータ４１を備えている。圧力センサ、車輪速度センサ、及びブレーキスイッチの出力信号は増幅回路４７ａ，４７ｂ，４８ａ〜４８ｅを介し入力ポート４２からＣＰＵ４４に入力されている。また、出力ポート４３から駆動回路４９ａを介しモータＭＴに制御信号が出力されると共に、駆動回路４９ｂ乃至４９ｌを介して電磁弁（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１１，ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＦＲＨ，ＳＦＲＲ，ＳＦＬＨ，ＳＦＬＲ，ＳＲＨ，ＳＲＲ）に制御信号が出力されるように構成されている。マイクロコンピュータ４１において、ＲＯＭ４５はアンチスキッド制御のプログラムを記憶し、ＣＰＵ４４は図示しないイグニッションスイッチがオンになった時にプログラムを実行する。ＲＡＭ４６はプログラムの実行に必要な変数データを一時的に記憶する。
【００３６】
このように構成された本実施形態においては図示してないイグニッションスイッチがオンになった時にプログラムが実行される。
【００３７】
次に、本実施形態の作動について説明する。
【００３８】
運転者が図示してないイグニッションスイッチをオンすると、車両コントローラ２０、モータコントローラ３０、及びアンチスキッド制御を行うアンチスキッドコントローラ４０に電源が供給されて初期化が行われる。
【００３９】
運転者がブレーキをかけると車両コントローラ２０は、ブレーキペダル１３の踏力に比例した回生制動トルク値を設定しモータコントローラ３０に出力し、モータコントローラ３０はこの出力により所定の回生制動トルクを発生させる。
【００４０】
モータコントローラ３０は、モータ２を車両コントローラ２０が設定した回転数で回転させるために、車両コントローラ２０から設定回転数を入力させるとモータ２の回転数と設定回転数の差の絶対値を演算し、回生制動トルクを決定してモータ２の回転数を設定回転数に近づけるように回転数制御を行う。そして、車両を制動する必要がなくなってブレーキペダル１３の踏み込みを解除すると、車両コントローラ２０及びモータコントローラ３０はアクセルペダルの踏み込み量に応じてモータの回転トルクを発生させて駆動を行う。
【００４１】
一方、アンチスキッド制御を行うアンチスキッドコントローラ４０は、以下に示すような処理を行い液圧制御を行う。
【００４２】
そこで図７のアンチスキッド制御についてフローチャートを参照し説明を行う。まず最初にステップ１０１でマイクロコンピュータ１１が初期化され、各種の演算値、制御の基準車速となる推定車体速度ＶS0、車輪速度ＶW 及び車輪加速度ＤＶW 等のクリヤが行われる。次に、ステップ１０２では入力処理が行われ、ブレーキスイッチ１４とか圧力センサ等の入力がアンチスキッドコントローラ４０の入力ポート４２を介して入力され、ＲＡＭ４６に記憶される。ステップ１０３において車輪速度センサの出力信号により各車輪の車輪速度ＶW が演算され、ステップ１０４で車輪速度演算による演算値から車輪加速度ＤＶW が演算される。
【００４３】
ステップ１０５ではアンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）中か否かが判定され、制御中の場合にはステップ１０６を行い、アンチスキッド制御中でない（制御前）時にはステップ１０７へジャンプする。ステップＳ１０６では、後述する制御中路面摩擦係数推定を行い、その後ステップ１０８に移る。ステップ１０７では各輪のＡＢＳ制御の開始条件を判断し、ＡＢＳ制御の各輪制御開始条件が成立すればステップ１０８を行い、ＡＢＳ制御開始条件が成立しなければステップ１１４にジャンプする。各輪制御開始条件が成立する場合にはステップ１０８によりパルス増圧、減圧、保持のいずれかの制御モードを車輪のスリップ率と車体減速度により選択する。次にステップ１０８で選択された制御モードが減圧モードであるか否かをステップ１０９で判断し、選択されたモードが減圧モードである場合にはステップ１１０で減圧出力を行う。また、減圧モード以外のモードである時にはステップ１１１によりパルス増圧モードか否かを判断し、パルス増圧モードである場合にはステップ１１２でパルス増圧出力を行い、減圧モードでもパルス増圧モードでもない場合にはステップ１１３で保持出力を行う。次に、ステップ１１４で四輪同じ処理を繰り返し行う処理が完了したか否かを判定し、四輪を繰り返す処理が終了していない場合にはステップ１０２に戻り、四輪に対して同じ処理が完了するまで繰り返す。その後、四輪全ての処理を終了した場合にはステップ１１５を実行し、ステップ１１５ではＡＢＳ制御の基準となる車体速度を決める推定車体速度ＶS0演算を車輪速度センサによる情報から決定しステップ１０２に戻り、ステップ１０２からステップ１１５までの同じ処理を繰り返す。
【００４４】
上記に示した制御中路面摩擦係数推定は、図８のフローチャートに従って設定される。そこで制御中路面摩擦係数推定について説明すると、ステップ２０１では駆動輪演算中（駆動輪である前輪演算中）か否かが判定される。ここで、駆動輪演算中の場合には２０２を行い、従動輪演算中（後輪演算中）の場合にはこの処理を終了する。この制御中路面摩擦係数推定の処理はＡＢＳ制御中であり駆動輪を演算している時に行われる。ステップ２０２では駆動輪の帯域通過フィルタ後の値が所定周波数に一致するか否かが判定される。この所定周波数は、例えば電動車両において、低摩擦係数路面を走行中にＡＢＳ制御を作動させて駆動輪に発生する車輪速度の振動する周波数（振動周波数）を求めることにより設定することができ、１０〜１２Ｈｚに設定する。この所定周波数は車両により変わる固有周波数である。このステップ２０２において所定周波数（１０〜１２Ｈｚ）に一致する場合にはステップ２０６を行い、一致しない場合にはステップ２０３を行う。次のステップ２０３以降では駆動輪速度と車輪速度の所定速度ＶSN, ＶSLとの比較により判定がなされる。つまり、この所定速度ＶSN, ＶSLは、ＶSN＞ＶSLの関係にあり、推定車体速度にスリップ率を掛けて所定の速度バイアス項を加えることによりそれぞれ設定される。ステップ２０３では、前輪の車輪速度ＶWFが所定速度ＶSNよりも小さいか否かの判定が行われ、ＶSNよりも小さい場合にはステップ２０４を行い、等しいか又は大きい場合にはステップ２０５を行う。ステップ２０４では減圧を行う減圧時間が第１所定値（８０ｍｓ）を経過しているか否かが判定されて、第１所定値を経過している場合にはステップ２０６に移り、経過していなければステップ２０５を行う。また、ステップ２０５では前輪の車輪速度ＶWFが所定速度ＶSLよりも小さいか否かの判定が行われ、ＶSLよりも小さい場合にはステップ２０６を行い、等しいか又は大きい場合にはステップ２０７を行う。次のステップ２０７では、前輪の車輪速度ＶWFが所定速度ＶSNよりも小さいか否かの判定が行われ、ＶSNよりも小さい場合にはステップ２０８を行い、等しいか又は大きい場合にはステップ２１０を行う。ステップ２０８では減圧を行う減圧時間が第１所定値よりも短い第２所定値（５０ｍｓ）を越えているか否かが判定されて、第２所定値を越えている場合にはステップ２００を行い、ここで中μフラグをセットする。また、第２所定値を越えていない場合にはステップ２１０を行い、ここで高μフラグをセットする。またステップ２０６では、低μフラグをセットする。
【００４５】
以上のことから制御中の路面摩擦係数が、低μ、中μ、高μのいずれかに設定され、ここで用いられる所定周波数は車両により固有なものとなるために、予め設定しておく。この周波数の設定方法は、電動車両で低摩擦係数路面を走行中にＡＢＳ制御を作動させて、駆動輪に発生する車輪速度の振動を起こす周波数を求めることにより設定できる。尚、実施形態においては駆動輪を前輪にしているために制御中路面摩擦係数推定では前輪の車輪速度を基に推定を行っているが、後輪を駆動輪にもつ電動車両においても同様に後輪の車輪速度をもとに推定を行えば路面状態の推定が可能となる。
【００４６】
アンチスキッド制御において基準の車体速度となる推定車体速度ＶS0は、図９のフローチャートに従って設定される。先ずステップ３０１において、制御サイクル（本実施例においては５ｍｓ）毎に四輪の車輪速度の最大値が求められ、最大車輪速度ＶW0(n) とされる。ここに示されるｎはｎサイクル時の値を表し、ｎは１以上の整数である。次に、ステップ３０２において路面μが高μか否かが判断され、高μであればステップ３０３で減速度αDWとして所定の値、例えば１．１Ｇ（Ｇは重力加速度を示す）が設定される。ステップ３０２で高μと判定されなければステップ３０４を実施し、今度は中μか否かが判定される。ここで中μと判定された場合には、ステップ３０５で減速度αDWとして例えば０．６Ｇが設定され、そうでなければ低μと判定され、ステップ３０６で減速度αDWとして例えば０．４Ｇが設定される。ステップ３０７でαUPとして０．５Ｇが設定された後、ステップ３０８において推定車体速度ＶSO(n) が演算される。即ち、ステップ３０１で求めた最大車輪速度であるＶW0(n) 、前回の制御サイクル時の推定車体速度ＶSO(n−１) に加速度αUPと制御サイクル時間Ｔの積を加算した値（ＶSO(n-1) ＋αUP＊Ｔ）、及び前回の制御サイクル時の推定車体速度ＶSO(n-1) から減速度αDWと制御サイクル時間Ｔの積を減算した値（ＶSO(n-1) −αDW＊Ｔ）の三つの値の中間値が求められ、推定車体速度ＶSO(n) とされる。尚、この図に示すＭＥＤは中間値を求める関数である。次のステップ３０９においては、四輪の最大車輪速度であるＶW0(n) と推定車体速度ＶSO(n) の比較が行われ、ＶW0(n) が推定車体速度ＶSO(n) よりも小さい場合にはステップ３１０でαDW連続選択カウンタのカウントを行い、大きい場合にはステップ３１１でαDW連続選択カウンタをクリヤを行う。
【００４７】
このように、路面摩擦係数推定により設定された路面μで推定車体速度の勾配の制限値を変え、この推定車体速度を基準として車輪速度の状態により減圧時間とか増圧時間を路面μを基に変更して、路面μにあったＡＢＳ制御を行うことができるために適切なアンチスキッド制御が可能になる。
【００４８】
【発明の効果】
上記に示すことから、駆動輪速度を帯域通過フィルタを通して、フィルタ通過後の値が予め設定された所定周波数の場合には、走行路面の状態が低摩擦係数路面であると判定することができる。このように、駆動輪の車輪速度を帯域通過フィルタを通すことにより路面判定が可能となるために、車輪の減速度等から路面判定を行う場合よりも早く低摩擦係数路面の判定が行えるため、車輪速度の落ち込みを早く防止することができる。
【００４９】
この所定周波数は、例えば低摩擦係数路面でアンチスキッド制御を行った時に発生する駆動輪の振動周波数を検知することにより設定でき、その周波数を基に低摩擦係数路面の判定が可能となり、モータにより駆動を行ういかなる電動車両にも適応することが可能になる。
【００５０】
また、低摩擦係数路面であると判定がなされた場合には液圧制御装置を駆動して、アンチスキッド制御の減圧時間を長くしたり増圧時間を短くしたり、車体速度を推定する推定車体速度の作成においての上限、下限の制限等を変更して低摩擦係数路面の場合の液圧制御を行うことにより低摩擦係数路面での適切なアンチスキッド制御を行うことができ安定した制動を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による電動車両の構成図である。
【図３】本発明の実施形態による車両コントローラとモータコントローラの入出力の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態によるモータコントローラのモータ駆動系を示す図である。
【図５】本発明の実施形態によるアンチスキッド制御装置の油圧配管図である。
【図６】本発明の実施形態によるアンチスキッドコントローラの入出力の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によるアンチスキッド制御の制御概要を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態によるアンチスキッド制御の制御中路面摩擦係数推定を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態によるアンチスキッド制御の推定車体速度演算を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１バッテリ
２モータ
１１車輪
１６車輪速度センサ
２０車両コントローラ
３０モータコントローラ
４０アンチスキッドコントローラ

Claims

車両の各車輪にブレーキ力を付与するホイールシリンダと、ホイールシリンダの各々にブレーキ液圧を供給する液圧発生装置と、該液圧発生装置と前記ホイールシリンダとの間に介装し前記ホイールシリンダのブレーキ液圧を制御する液圧制御装置と、前記車輪の各々の車輪速度を検出する車輪速度検出手段とを備えた電動車両のアンチスキッド制御装置において、
前記車輪速度検出手段による出力のうち駆動輪の出力を特定の周波数帯域を通す帯域通過フィルタ手段を通し、該帯域通過フィルタ手段を通過した周波数が、予め設定された所定周波数と一致するか否かの判定によって走行路面の路面μを推定する路面摩擦係数推定手段と、
上記路面摩擦係数推定手段にて推定された路面μに従って推定車体速度を演算する際の減速度を設定し、演算した推定車体速度に基づいてアンチスキッド制御を行う制動制御手段とを具備することを特徴とする電動車両のアンチスキッド制御装置。