JP4296991B2

JP4296991B2 - 車両用ブレーキ装置

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Description

本発明は、ブレーキ操作力に応じて車輪に発生させる目標制動力を液圧ブレーキ装置による液圧制動力と回生ブレーキ装置による回生制動力との和によって達成する車両用ブレーキ装置に関するものである。

電気自動車やハイブリッド車両などのような電気モータを備えた車両の多くは、エネルギを有効に利用するために、液圧ブレーキ装置の他に回生ブレーキ装置を備えている。この場合、液圧ブレーキ装置による液圧制動力と回生ブレーキ装置による回生制動力との配分を適切に協調制御することにより目標制動力を確保するとともに回生電力を十分に取得し、エネルギ効率の向上を図っている。例えば特許文献１には、ブレーキペダルを踏むペダル踏力（ブレーキ操作力）を増大させるブースタと、この増大された力に応じた液圧を発生するマスタシリンダと、このマスタシリンダの液圧がホイールシリンダに供給されて車輪に制動力を発生させるブレーキ手段とを有する液圧ブレーキ装置、および車輪に回転連結された電気モータと、車両の走行状態に応じて電気モータに回生制動力を発生させてこの電気モータが回転連結された車輪に制動力を発生させる回生制動力発生装置とを有する回生ブレーキ装置を備えた車両制動装置において、ペダル踏力に対応して設定された目標制動力を達成する際、このペダル踏力に応じて液圧ブレーキ装置が発生する基礎液圧制動力ともいえる液圧ブレーキの最小制動力を目標制動力から引いた差分が所定の回生制動力として演算され、この要求回生制動力の発生指令に基づいて回生制動力発生装置が発生した実行回生制動力を目標制動力から引いた目標液圧制動力（制御液圧制動力）を演算し、この目標液圧制動力を前記液圧ブレーキ装置が前記ペダル踏力に応じて発生するように前記倍力装置の倍力比を制御する車両用ブレーキ装置が記載されている。
特開２００１−６３５４０号公報（第５乃至７頁、図１，５，６）

一般に、車両用ブレーキ装置は、ブレーキペダルを操作するブレーキ操作力を増大させるブースタの倍力比が一定であるので、人が飛び出した場合など急制動時のように強い制動力を必要とするときに、要求通りの回生制動力が得られなくても必要な車両制動力が得られるように、倍力比をかなり大きくして液圧ブレーキ装置による液圧制動力を大きくしている。このため、ブレーキ操作力が通常の使用範囲である低領域にあるとき、ブレーキ操作力に対応して設定された目標制動力に対する回生制動力の分担割合である回生効率が低くなり、エネルギ効率の改善が求められる。特許文献１に記載されているように、エネルギ効率を改善するために、回生制動力が不足するときのみ倍力比を倍力比可変機構により高くするようにすると、倍力比可変機構の応答遅れにより効き遅れ感を生じる場合がある。また、ブレーキ操作力を増大させるブースタに倍力比可変機構を付加しなければならず、構造が複雑になりコスト高になる不具合があった。

本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、ブレーキ操作力が低領域にあるとき、ブレーキ操作力に対応する目標制動力に対する回生制動力の分担割合を向上するとともに、急制動時のブレーキの効き遅れ感を改善することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ドライバのブレーキ操作力が低領域にあるときは低い倍力比であり、前記低領域を超えると高い倍力比となる倍力特性に従って前記ブレーキ操作力を増大する倍力装置に接続されたマスタシリンダにて同増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、同発生した基礎液圧を車輪のホイールシリンダに付与し同車輪に基礎液圧制動力を発生させる基礎液圧制動力発生装置と、モータによって回転駆動されるポンプから供給される液圧を、前記車両の走行状態に応じた制御液圧となるように、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に接続されたソレノイド液圧比例制御弁で制御して前記ホイールシリンダに付与し、前記車輪に制御された制御液圧制動力を発生させる制御液圧制動力発生装置と、前記ブレーキ操作力の入力があった場合に、該ブレーキ操作力に応じて前記車輪に発生させる目標制動力から該ブレーキ操作力によって前記基礎液圧制動力発生装置が前記車輪に発生させる基礎液圧制動力を引いた回生制動力を前記車輪に発生させる回生ブレーキ装置と、前記回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力と前記回生制動力との差である変動を検出する変動検出手段と、前記変動検出手段にて前記変動が検出された場合、前記制御液圧制動力発生装置のポンプを駆動させると共に前記ソレノイド液圧比例制御弁を制御することによって前記制御液圧を形成し、前記車輪に同制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させて前記変動検出手段によって検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段と、を備えたことである。

請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記倍力特性は、前記低領域の倍力比を規定する略直線が同低領域を超えると高くなる方向に折れ曲がり位置で折れ曲がるように形成され、前記折れ曲がり位置が前記回生ブレーキ装置の回生制動力の発生能力に応じて規定されることである。

請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記折れ曲がり位置は、最大回生能力に対応して規定されることである。

請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、ブレーキ操作入力時、ブレーキペダルの踏み込み速度が通常の場合に倍力比が低い第１倍力特性に従って前記ブレーキ操作力を増大し、ブレーキペダルの踏み込み速度が速い場合に倍力比が高い第２倍力特性に従って前記ブレーキ操作力を増大する倍力装置に接続されたマスタシリンダにて同増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、同発生した基礎液圧を車輪のホイールシリンダに付与し同車輪に基礎液圧制動力を発生させる基礎液圧制動力発生装置と、モータによって回転駆動されるポンプから供給される液圧を、前記車両の走行状態に応じた制御液圧となるように、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に接続されたソレノイド液圧比例制御弁で制御して前記ホイールシリンダに付与し、前記車輪に制御された制御液圧制動力を発生させる制御液圧制動力発生装置と、前記ブレーキ操作力の入力があった場合に、該ブレーキ操作力に応じて前記車輪に発生させる目標制動力から該ブレーキ操作力によって前記基礎液圧制動力発生装置が前記車輪に発生させる基礎液圧制動力を引いた回生制動力を前記車輪に発生させる回生ブレーキ装置と、前記回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力と前記回生制動力との差である変動を検出する変動検出手段と、前記変動検出手段にて前記変動が検出された場合、前記制御液圧制動力発生装置のポンプを駆動させると共に前記ソレノイド液圧比例制御弁を制御することによって前記制御液圧を形成し、前記車輪に同制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させて前記変動検出手段によって検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段と、を備えたことである。

請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項４において、前記第１倍力特性は、前記ブレーキ操作力が低領域にあるときに倍力比が低く、同低領域を超えると前記倍力比が高くなることである。

請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、請求項５において、前記第１倍力特性は、前記低領域の倍力比を規定する略直線が同低領域を超えると高くなる方向に折れ曲がり位置で折れ曲がるように形成され、前記折れ曲がり位置が前記回生ブレーキ装置の回生制動力の発生能力に応じて規定されることである。

請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項６において、前記折れ曲がり位置は、最大回生能力に対応して規定されることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、例えばトラクションコントロールを行う既存の制御液圧制動力発生装置と回生ブレーキ装置とを組み合わせることにより、回生協調制御が可能となる。そして、回生ブレーキ装置が車輪に発生させるべき回生製動力と、回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力との差である変動があった場合には、変動検出手段がこの変動を検出し、制動力補償手段が、制御液圧制動力発生装置のポンプを駆動させて該ポンプから供給される液圧を、既存のソレノイド液圧比例制御弁で制御して制御液圧を形成し車輪に制御液圧制動力を発生させることにより、変動検出手段によって検出された回生制動力の変動による制動力の不足を補償する。このとき、ブレーキ操作力が低領域にあるときは倍力装置の倍力比が低いので、ブレーキ操作力に応じて車輪に発生させる目標制動力に対する回生制動力の分担割合が高くなり、エネルギ効率を向上することができる。ブレーキ操作力が低領域を超えると倍力装置の倍力比が高くなり、マスタシリンダからホイールシリンダに供給される基礎液圧の増加割合が大きくなるので、同検出された変動による回生制動力の不足を補償する制御液圧制動力を車輪に迅速に発生させることができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、低領域の倍力比を規定する略直線が同低領域を超えると高くなる方向に折れ曲がり位置で折れ曲がるという２段サーボの簡単な構成を用い、この折れ曲がり位置を前記回生ブレーキ装置の回生制動力の発生能力に応じて規定することにより、エネルギ効率を一層高めて請求項１に係る発明と同様の効果を奏することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、倍力比の折れ曲がり位置を回生ブレーキ装置の最大回生能力に応じて規定するので、回生効率をさらに向上することができる。さらに、ポンプ負担を軽減できるので、ブレーキフィーリングを向上させることができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、ブレーキペダルの踏み込み速度が通常の場合は、第１倍力特性により倍力装置の倍力比が低いので、目標制動力に対する回生制動力の分担割合が高くなり、エネルギ効率を向上することができる。踏み込み速度が速い緊急制動時は、第２倍力特性により倍力装置の倍力比が高くなるので、強い基礎液圧制動力を迅速に車輪に発生させることができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、ブレーキペダルの踏み込み速度が通常の場合で、ブレーキ操作力が低領域にあるときは倍力装置の倍力比が低いので、ブレーキ操作力に応じて車輪に発生させる目標制動力に対する回生制動力の分担割合が高くなり、エネルギ効率を向上することができる。ブレーキペダルの踏み込み速度が通常の場合で、ブレーキ操作力が低領域を超えると倍力装置の倍力比が高くなり、マスタシリンダからホイールシリンダに供給される基礎液圧の増加割合が大きくなるので、同検出された変動による回生制動力の不足を補償する制御液圧制動力を車輪に迅速に発生させることができる。

上記のように構成した請求項６に係る発明においては、倍力装置を２段サーボにするという簡単な構成を用い、この折れ曲がり位置を前記回生ブレーキ装置の回生制動力の発生能力に応じて規定することにより、エネルギ効率を一層高めて請求項５に係る発明と同様の効果を奏することができる。

上記のように構成した請求項７に係る発明においては、倍力比の折れ曲がり位置を回生ブレーキ装置の最大回生能力に応じて規定するので、回生効率をさらに向上することができる。さらに、ポンプ負担を軽減できるので、ブレーキフィーリングを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車両用ブレーキ装置を図面に基づいて説明する。ハイブリッド車両用ブレーキ装置１０は、図１に示すように、液圧ブレーキ装置１１、回生ブレーキ装置１２、液圧ブレーキ装置１１と回生ブレーキ装置１２とを協調制御するブレーキECU１３、ブレーキECU１３からの要求値に応じてインバータ１６を介して電気モータ１４を制御するハイブリッドECU１５等を備えている。

電気モータ１４の回転軸は歯車列により減速されて左右の前輪２３fl，２３frに常時回転連結されている。インバータ１６は、ハイブリッドECU１５から供給される制御信号に応じて車載バッテリ１７の直流の放電電力を交流電力に変換して電気モータ１４に供給し、電気モータ１４により発電される交流電力を直流の充電電力に変換して車載バッテリ１７を充電するものである。

図２に示すように、運転者がブレーキペダル２０を踏むことにより左右の前輪２３fl，２３frおよび左右の後輪２３rl，２３rrに夫々制動力を発生させる略同じ構成の前輪ブレーキ系統２４ｆおよび後輪ブレーキ系統２４ｒが分離して設けられている。図２において前輪および後輪ブレーキ系統２４ｆ，２４ｒを夫々構成する構成部品は構成および作動が同じであるので、夫々対応する構成部品には同一の算用数字にローマ字のｆ、ｒを夫々付加した参照符号を付して前後を区別した。さらに、左右輪における同一構成部品には、前後輪を区別するローマ字のｆ、ｒの次にｌ、ｒを付加して左右を区別した。なお、明細書中で構成部品を前後左右の区別無く示すときは対応する算用数字のみを参照番号として付した。

２５はデュアルマスタシリンダで、ブレーキペダル２０が踏まれるとブレーキ操作力に応じた液圧のブレーキ液を液圧室２５ｆ，２５ｒから経路２６ｆ，２６ｒに送出する。２７はブレーキペダル２０により前後方向に軸動される作動ロッドとマスタシリンダ２５のピストンロッドとの間に介在された倍力装置としてのバキュームブースタで、エンジンの吸気負圧をダイヤフラムに作用させてブレーキペダル２０に作用するブレーキ操作力を倍力する。２８はブレーキ液を貯溜するリザーバで、マスタシリンダ２５にブレーキ液を補給する。

マスタシリンダ２５は、バキュームブースタ２７により増大された力に応じた基礎液圧を発生し、マスタシリンダ２５から送出された基礎液圧は経路２６ｆ，２６ｒにより左右のホイールシリンダ３０fl，３０fr，３０rl，３０rrに夫々供給され、ブレーキ手段３１の摩擦部材を作動して左右の前輪２３fl，２３fr、左右の後輪２３rl，２３rrに基礎液圧制動力を発生させる。ブレーキパッド、ブレーキシュー等が摩擦部材として作動して車輪に液圧制動力を発生させるディスクブレーキ、ドラムブレーキ等がブレーキ手段３１として用いられる。経路２６ｆには液圧センサ２９が液圧室２５ｆとソレノイド液圧比例制御弁３２ｆとの間に接続され、液圧センサ２９はマスタシリンダ２５から送出される基礎液圧を計測してブレーキECU１３に送信する。ブレーキECU１３は、液圧がホイールシリンダ３０に供給されたときブレーキ手段３１が車輪２３に発生させる液圧制動力をマップ、テーブルまたは演算式にしてメモリに予め記憶している。

バキュームブースタ２７は、ブレーキ操作力が低領域にあるときは、ブレーキ操作力の増加に対する出力の増加の比である倍力比が低く、低領域を超えると高くなる特性を有している。運転者が通常のブレーキ操作を行ったときに発生するブレーキ操作力の範囲がブレーキ操作力の低領域である。低領域を超えるブレーキ操作力は、歩行者が飛び出してきた場合、或いは交差点に接近した状態で信号が変わったときなどに、運転者がペダルをかなり強く踏んだときに発生するブレーキ操作力である。低領域の倍力比はエンジン駆動の車両で通常使用されているバキュームブースタの倍力比よりかなり低く設定され、低領域を超えた領域では、通常使用されているバキュームブースタの倍力比と同程度に設定されている。これにより図３に示すように、倍力装置２７によって増大された力に応じてマスタシリンダ２５から出力される基礎液圧Ｐとブレーキ操作力Ｆとの関係１８は、ブレーキ操作力Ｆの増加に対する基礎液圧Ｐの増加の比であるサーボ比が、ブレーキ操作力ＦがＡ以下の低領域ではエンジン駆動の車両で通常使用されているサーボ比よりかなり低く、低領域を超えた領域では通常使用されているバキュームブースタの倍力比と同程度となっている。

ブレーキ操作力Ｆに対する目標制動力が図３に破線１９で示され、この目標制動力と基礎液圧Ｐとの差部分が回生制動力の受持つ所定の回生制動力に相当する。図３から明らかなように、低領域において所定の回生制動力に相当する部分は、低領域でのサーボ比を低くしたことにより、サーボ比を図３の２点鎖線４９のように直線とした場合に比して増大し、低領域での目標制動力に対する所定の回生制動力の分担割合が高くなっている。この図３に示す基礎液圧Ｐとブレーキ操作力との関係１８、およびブレーキ操作力Ｆに対する目標制動力の関係１９がブレーキECU１３のメモリにマップ、テーブルまたは演算式で予め記憶されている。

倍力比がブレーキ操作力の低領域では低く、低領域を超えると高くなる上述の特性を有する、バキュームブースタ２７は公知であり、例えば特開平１０−２５０５６５公報に記載されているものを使用するとよい。そして、バキュームブースタ２７を、低領域の倍力比を規定する略直線が同低領域を超えると高くなる方向に折れ曲がる特性を有する、謂わば２段サーボブースタにする場合、倍力比の折れ曲がり位置Ａは、回生ブレーキ装置１２の回生制動力の発生能力に応じて、例えば最大回生能力に対応させて規定するとよい。

なお、低領域の範囲は、所望の特性に応じて適宜に設定することができ、また低領域を超えた領域での倍力比は、エンジン駆動の車両で通常使用されているバキュームブースタの倍力比に限定されるものでなく、例えば、ブレーキアシストを行うためにかなり高く設定するなど所望特性に応じて設定することができる。

前輪および後輪ブレーキ系統２４ｆ，２４ｒ毎に液圧制御弁をなすソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒが設けられ、その入口ポートはマスタシリンダ２５の液圧室２５ｆ，２５ｒに経路２６ｆ，２６ｒにより夫々接続されている。ソレノイド液圧比例制御弁３２は出口ポートの液圧が入口ポートの液圧よりリニアソレノイド３３に印加される制御電流に応じてゼロから制御差圧だけ高くなるように圧力制御するものである。ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートおよび出口ポート間には入口ポートから出口ポートへの液流を許容する逆止弁が接続されている。通常の制御の場合、ソレノイド液圧比例制御弁３２はリニアソレノイド３３の無勢により開位置にシフトされ、入口ポートと出口ポートとが直通されている。

ソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの各出口に接続された経路２６ｆ，２６ｒは分岐されて左右の前輪用ホイールシリンダ３０fl，３０frおよび左右の後輪用ホイールシリンダ３０rl，３０rrにソレノイド開閉弁３４fl，３４frおよび３４rl，３４rrを介して夫々接続されている。ソレノイド開閉弁３４fl，３４fr，３４rl，３４rrの各インポートおよびアウトポート間にはアウトポート側からインポート側への液流を許容する逆止弁が接続されている。ソレノイド開閉弁３４fl，３４frおよび３４rl，３４rrの各アウトポートとリザーバ３５ｆおよび３５ｒとの間には、ソレノイド開閉弁３６fl，３６frおよび３６rl，３６rrが夫々接続されている。リザーバ３５ｆ，３５ｒは有底のケーシングを弱い圧縮スプリングで付勢されたピストンで密閉して構成されている。ソレノイド開閉弁３４および３６によりホイールシリンダ３０内の圧力を増圧、保持、減圧制御するABS制御弁３７が構成されている。

ポンプ３８ｆ，３８ｒはモータ３９により回転駆動され、吐出ポートが該吐出ポートへの液流を阻止する逆止弁４１ｆ，４１ｒを介してソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの出口ポートとABS制御弁３７ｆ，３７ｒのインポートとの間に接続され、吸入ポートがソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒの入口ポートにソレノイド開閉弁４６ｆ，４６ｒを介して接続されている。ポンプ３８ｆ，３８ｒの吸入ポートはABS制御弁３７ｆ，３７ｒのソレノイド開閉弁３６ｆ，３６ｒのアウトポートとリザーバ３５ｆ，３５ｒとの間にも接続されている。４２ｆ，４２ｒはポンプ３８ｆ，３８ｒから吐出された液圧の脈動を吸収するためのダンパである。

ポンプ３８、モータ３９、ソレノイド液圧比例制御弁３２等により、ポンプ３８を駆動させることによって形成する制御液圧をホイールシリンダ３０に付与し同ホイールシリンダ３０に対応する車輪２３に制御液圧制動力を発生可能な制御液圧制動力発生装置４３が構成されている。制御液圧制動力発生装置４３は、分離された複数の系統毎に液圧制御弁３２ｆ，３２ｒを有し、各液圧制御弁３２ｆ，３２ｒにより制御された液圧を各ホイールシリンダ３０ｆ，３０ｒに供給する。制御液圧制動力発生装置４３が行なう制御としては、トラクションコントロール、坂道発進制御、アクティブクルーズコントロール等がある。

液圧ブレーキ装置１１は、ブレーキ操作力を増大させる倍力装置２７と、この増大された力に応じた基礎液圧を発生するマスタシリンダ２５と、このマスタシリンダ２５の基礎液圧がホイールシリンダ３０に供給され車輪２３に基礎液圧制動力を発生させるブレーキ手段３１と、ポンプ３８からホイールシリンダ３０に供給される液圧を車両の走行状態に応じてソレノイド液圧比例制御弁３２により制御しブレーキ手段３１に制御された制御液圧制動力を発生させる制御液圧制動力発生装置４３とから構成されている。これにより液圧ブレーキ装置１１は、ドライバのブレーキ操作力を倍力装置２７によって所定の倍力比に従って増大し、倍力装置２７に接続されたマスタシリンダ２５にてこの増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、この発生した基礎液圧をマスタシリンダ２５と液圧制御弁３２を介在した経路２６によって連結された各車輪２３のホイールシリンダ３０に付与して各車輪２３に基礎液圧制動力を発生させると共に、ポンプ３８を駆動させることによって形成する制御液圧をホイールシリンダ３０に付与しホイールシリンダ３０に対応する車輪２３に制御液圧制動力を発生させることができる。

トラクションコントロールは、駆動輪（本実施の形態では前輪２３ｆ）のスリップ量が所定値を超え且つ増加するときは、圧力発生装置から駆動輪のホイールシリンダに液圧を供給し、この液圧をスリップ量に応じて液圧制御弁により制御し、スリップ量が所定値を超え且つ増加しないときは、圧力発生装置を停止し、駆動輪のホイールシリンダにスリップ量に応じて液圧制御弁により制御される液圧を封止し、スリップ量が所定値以下のときは駆動輪のホイールシリンダをリザーバに接続し、これによりブレーキ手段にスリップ量に応じた液圧制動力を車輪に発生させる制御である。

坂道発進制御は、坂道での発進時に、圧力発生装置から駆動輪のホイールシリンダに液圧を供給し、この液圧を液圧制御弁により停止保持液圧に制御し、これによりブレーキ手段に車両を坂道に停止保持する液圧制動力を車輪に発生させる制御である。

アクティブクルーズコントロールは、車間距離を所定値以上に保つために、圧力発生装置から駆動輪のホイールシリンダに液圧を供給し、この液圧を液圧制御弁により制御し、車間距離が所定値以下になるとブレーキ手段に自動的に液圧制動力を車輪に発生させる制御である。

回生ブレーキ装置１２は、前輪２３ｆに回転連結された電気モータ１４と、電気モータ１４を回生制動してこの電気モータ１４が回転連結された前輪２３ｆに回生制動力を発生させる回生制動力発生装置４４とを有する。回生制動力発生装置４４は、ハイブリッドECU１５、インバータ１６等により構成されている。

ブレーキECU１３には、ブレーキ操作力Fに応じて車輪２３に発生させる目標制動力を設定し、マスタシリンダ２５から出力された基礎液圧Ｐがホイールシリンダ３０に供給されることによりブレーキ手段３１が車輪２３に発生させる基礎液圧制動力を目標制動力から引いた差分の所定の回生制動力を回生制動力発生装置４４に指令し、この指令に基づいて回生制動力発生装置４４が発生した実行回生制動力を入力され、目標制動力と実行回生制動力との差分である制御液圧制動力を演算し、ブレーキ手段３１が制御液圧制動力を車輪２３に発生させるためにホイールシリンダ３０に供給しなければならない制御液圧を求め、モータ３９により回転駆動されるポンプ３８からホイールシリンダ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する図４に示す協調制御プログラムが記憶されている。

さらに、ブレーキECU１３は、液圧センサ２９、各車輪２３の車輪速度を検出する車輪速センサ４７等からの検出信号に基づいて各プログラムを実行し、制御信号をソレノイド液圧比例制御弁３２ｒ，３２ｆ、ABS制御弁３７ｆ，３７ｒ、モータ３９等に出力し、ホイールシリンダ３０に制御された液圧を供給してブレーキ手段３１をして車輪２３に所望の液圧制動力を発生させる。

次に、上記実施の形態に係るハイブリッド車両用ブレーキ装置１０の作動について説明する。ブレーキペダル２０が踏まれると、ブレーキ操作力がバキュームブースタ２７により増大されてマスタシリンダ２５のピストンロッドを押圧し、各圧力室２５ｆ，２５ｒから基礎液圧が送出される。基礎液圧は開位置にシフトされたソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ，３２ｒおよびソレノイド開閉弁３４ｆ，３４ｒを通って各ホイールシリンダ３０ｆ，３０ｒに供給され、ブレーキ手段３１ｆ，３１ｒは車輪２３ｆ，２３ｒに基礎液圧制動力を発生させる。ブレーキペダル２０が踏まれて液圧センサ２９から基礎液圧が入力されると、ブレーキECU１３は図４に示す協調制御プログラムを起動し、カウンタ、フラグ等の一時メモリをリセットして初期化し（ステップＳ１）、一定微小時間間隔が経過する毎に（ステップ２）、ステップ２以降のプログラムを実行する。

アンチロックブレーキ制御の開始条件が成立したか又は実行中であるか否か判定し（ステップＳ３）、成立したか又は実行中であると、ブレーキECU１３はアンチロックブレーキ制御を行って各ソレノイド開閉弁３４，３６を開閉し、各ホイールシリンダ３０内の液圧を制御し、各車輪２３が路面に対してスリップしないように各車輪２３に発生させる液圧制動力を増大、保持、減少する（ステップＳ４）。アンチロックブレーキ制御が行われている間は、ソレノイド開閉弁４６は閉鎖され、モータ３９によりポンプ３８が駆動され、ソレノイド開閉弁３６を開閉することによりリザーバ３５に排出されるブレーキ液がポンプ３８から補給される。

アンチロックブレーキ制御の開始条件が成立せず且つ実行中でない場合、ブレーキECU１３は、メモリに記憶した基礎液圧Ｐとブレーキ操作力Ｆとの関係１８に基づいて液圧センサ２９により検出された基礎液圧Ｐに対応するブレーキ操作力Ｆを求め、このブレーキ操作力Ｆに応じて車輪２３に発生させるべき目標制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求め（ステップＳ５）、液圧センサ２９により検出された基礎液圧によってブレーキ手段３１が車輪２３に発生させる基礎液圧制動力をマップ、テーブルまたは演算式で求める（ステップＳ６）。目標制動力から基礎液圧制動力を引いた差分の所定の回生制動力をハイブリッドECU１５に出力する（ステップＳ７）。ハイブリッドECU１５は、この所定の回生制動力に応じてインバータ１６を開閉制御して電気モータ１４を回生制動し、車輪２３に回生制動力を発生させるとともに、インバータ１６においてセンサにより検出された回生電力の電流に基づいて電気モータ１４が実際に車輪２３に発生させた実行回生制動力を演算してブレーキECU１３に入力する（ステップＳ８）。

ブレーキECU１３は、目標制動力と実行回生制動力との差分である制御液圧制動力を演算し（ステップＳ９）、差分が０の場合は（ステップ１０）、ステップＳ２に戻る。差分が０でない場合、ブレーキ手段３１が制御液圧制動力を車輪２３に発生させるためにホイールシリンダ３０に供給しなければならない制御液圧をマップ、テーブルまたは演算式で求める（ステップＳ１１）。モータ３９を起動してポンプ３８を駆動し、ポンプ３８からホイールシリンダ３０に供給されるブレーキ液の液圧が制御液圧となるようにソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３に制御電流を印加する（ステップＳ１２）。これにより、ポンプ３８からホイールシリンダ３０に液圧が供給され、この液圧がソレノイド液圧比例制御弁３２により制御液圧に制御され、液圧ブレーキ装置１１は、目標制動力と実行回生制動力との差分である制御液圧制動力を車輪２３に発生させる。ステップＳ９等により回生ブレーキ装置１２によって実際に発生された回生制動力の所定の回生制動力に対する変動を検出する変動検出手段が構成され、ステップＳ１０〜Ｓ１２等により、変動検出手段にて変動が検出された場合、液圧ブレーキ装置１１のポンプ３８を駆動させると共に液圧制御弁３２を制御することによって制御液圧を形成し、車輪２３にこの制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させ、検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段が構成されている。

ブレーキ操作力Ｆが低領域にあると、基礎液圧Ｐの増分のブレーキ操作力Ｆの増分に対するサーボ比が低いので、低領域での目標制動力に対する所定の回生制動力の分担割合が高くなり、エネルギ効率を向上することができる。ブレーキ操作力Ｆが低領域を超えると、サーボ比が通常のエンジンにより駆動される車両と同程度に高くなるので、マスタシリンダ２５からホイールシリンダ３０に供給される基礎液圧Ｐの増加割合が大きくなり、急制動時に制御液圧制動力発生装置４３からの制御液圧の供給に多少の遅れが生じても、ブレーキ手段３１は十分大きい基礎液圧制動力を車輪２３に発生させることができる。

回生制動力の負担割合が高すぎると目標制動力を実現する際に制御液圧制動力発生装置４３のポンプ３８の負担が大きくなりブレーキフィーリングが悪化し、狭すぎると回生制動力に余裕があるのに使用することができなく回生効率が悪化する。バキュームブースタ２７を２段サーボブースタとし、倍力比の折れ曲がり位置Ａを、回生ブレーキ装置１２の回生制動力の発生能力に応じて、例えば最大回生能力に対応させて規定すると、回生効率を向上することができるとともに、ポンプ負担を軽減できるので、ブレーキフィーリングを向上させることができる。従って、車種毎に２段サーボブースタの特性を最大回生能力に適合させることによって、各車種において上述した効果を奏することができる。

次に、制御液圧制動力発生装置４３がホイールシリンダ３０に供給される液圧を車両の走行状態に応じてソレノイド液圧比例制御弁３２により制御する一例として、トラクションコントロールを説明する。車輪速センサにより検出された左右前輪２３fl，２３fr（駆動輪）の回転速度の平均値から左右後輪２３rl，２３rr（従動輪）の回転速度の平均値である車速を減算して駆動輪のスリップ量を求め、駆動輪のスリップ量が所定値を超え且つ増加するときは、モータ３９を起動してポンプ３８ｆ，３８ｒを駆動する。ポンプ３８ｆから前輪２３ｆのホイールシリンダ３０ｆに供給される液圧がスリップ量に応じた液圧となるようにホイールシリンダ３０ｆに接続されたソレノイド液圧比例制御弁３２ｆのリニアソレノイド３３ｆに制御電流を印加し、ソレノイド開閉弁４６ｆを開放する。これにより、ポンプ３８ｆから吐出されたブレーキ液がソレノイド液圧比例制御弁３２ｆ、ソレノイド開閉弁４６リザーバ３５ｆを循環し、ホイールシリンダ３０ｆに制御液圧を供給し、ブレーキ手段３１はスリップ量に応じた液圧制動力を前輪２３ｆに発生させる。従動輪である後輪２３ｒのホイールシリンダ３０ｒに接続されたソレノイド液圧比例制御弁３２ｒのリニアソレノイド３３ｒは無勢され、ソレノイド開閉弁４６ｒが開かれるので、ホイールシリンダ３０ｒ内の液圧は０に維持され、後輪２３ｒに液圧制動力は発生されない。スリップ量が所定値を超え且つ増加しないときは、モータ３９をオフしてポンプ３８ｆ，３８ｒを停止し、リニアソレノイド３３ｆにスリップ量に応じた制御電流を印加し、ホイールシリンダ３０ｆ内に制御液圧を封止し、前輪２３ｆにスリップ量に応じた液圧制動力を発生させる。スリップ量が所定値以下になると、モータ３９をオフしてポンプ３８を停止し、ソレノイド液圧比例制御弁３２のリニアソレノイド３３の無勢によりホイールシリンダ３０内の液圧が０になると、ソレノイド開閉弁４６を閉止する。

上記実施の形態では、バキュームブースタ２７は、ブレーキ操作力が低領域にあるときは、ブレーキ操作力の増加に対する出力の増加の比である倍力比が低く、低領域を超えると高くなる特性を有しているが、倍力装置２７は図５に示すように、ブレーキペダル２０の踏み込み速度が通常の場合は、ブレーキ操作力の増加に対する出力の増加の比である倍力比が低い第１倍力特性５０を有し、踏み込み速度が速い場合は倍力比が高い第２倍力特性５１を有するものとしてもよい。

これにより、ブレーキペダル２０の踏み込み速度が通常の場合は、倍力装置２７の倍力比が低いので、目標制動力に対する回生制動力の分担割合が高くなり、エネルギ効率を向上することができる。踏み込み速度が速い緊急制動時は、倍力装置２７の倍力比が高くなるので、制御液圧制動力発生装置４３の制御液圧の供給遅れに拘わりなく、強い基礎液圧制動力Ｐが迅速にホイールシリンダ３０に供給され、ブレーキ手段３１は強い制動力を車輪２３に発生させる。踏み込み速度が速い場合に倍力比が高くなる図５に示すような第２倍力特性５１を有する倍力装置２７として、例えば国際公開第０１／３２４８８号パンフレットに記載された倍力装置を用いることができる。

また、倍力装置２７は図６に示すように、ブレーキペダル２０の踏み込み速度が通常の場合は、ブレーキ操作力Ｆが低領域にあるとき、ブレーキ操作力の増加に対する出力の増加の比である倍力比が低く、低領域を超えると高くなる第１倍力特性５２を有し、踏み込み速度が速い場合は、倍力比が高い第２倍力特性５１を有するものとしてもよい。

これにより、ブレーキペダル２０の踏み込み速度が通常の場合は、ブレーキ操作力Ｆが低領域にあるとき、倍力装置２７の倍力比が低いので、目標制動力に対する回生制動力の分担割合が高くなり、エネルギ効率を向上することができる。踏み込み速度が速い緊急制動時は、倍力装置２７の倍力比が高くなるので、制御液圧制動力付与装置４３の制御液圧の供給遅れに拘わりなく、強い基礎液圧制動力Ｐが迅速にホイールシリンダ３０に供給され、ブレーキ手段３１は強い制動力を車輪２３に発生させる。また、ブレーキペダル２０の踏み込み速度が通常の場合で、ブレーキ操作力Ｆが低領域を超えると、倍力装置２７の倍力比が高くなるので、基礎液圧の増加割合が大きくり、急制動時のブレーキの効き遅れ感を低減することができる。

ブレーキペダル２０の踏み込み速度が通常の場合は、ブレーキ操作力Ｆが低領域にあるとき、ブレーキ操作力Ｆの増加に対する出力の増加の比である倍力比が低く、低領域を超えると高くなる第１倍力特性５２を有し、踏み込み速度が速い場合は倍力比が高くなる第２倍力特性５１を有するバキュームブースタ２７は公知であり、例えば特開平１０−２５０５６５公報に記載されているものを使用するとよい。

また、倍力比がブレーキ操作力Ｆの低領域では低く、低領域を超えると高くなる特性を有する特開平１０−２５０５６５公報に記載された倍力装置に、例えば国際公開第０１／３２４８８号パンフレットに記載された踏み込み速度が速いときは倍力比が高くなる特性を有する倍力装置を組み合わせて倍力装置２７を構成してもよい。

上記実施の形態では、FF車に前後配管しているが、FR車に前後配管してもよい。また、FF車またはFR車にＸ配管してデュアルマスタシリンダ２５の液圧室２５ｆから送出された液圧を右前輪２３frおよび左後輪２３rl用ブレーキ手段３１fr，３１rlのホイールシリンダ３０fr，３０rlに経路２６ｆを通って供給し、液圧室２５ｒから送出された液圧を左前輪１３flおよび右後輪１３rr用ブレーキ３１fl，３１rrのホイールシリンダ３０fl，３０rrに経路２６ｒを通って供給するようにしてもよい。このようにＸ配管した場合、制御液圧制動力発生装置４３は、分離された左右の駆動輪用ブレーキ手段のホイールシリンダが接続された系統毎に液圧制御弁３２を有し、各液圧制御弁３２により制御された液圧を左右の駆動輪のホイールシリンダに夫々供給する。これにより、左右の駆動輪のスリップ量が異なるとき、スリップ量が大きい方の駆動輪のホイールシリンダに圧力発生装置から液圧を供給し、この液圧をスリップ量に応じて液圧制御弁３２により制御してスリップ量が大きい方の駆動輪にブレーキ手段３１により液圧制動力を発生させ、車両の安定制御（VSC）を行うことができる。

上記実施形態では、倍力装置としてバキュームブースタを用いているが、ポンプにより発生した液圧をアキュムレータに蓄圧し、この液圧をピストンに作用させてブレーキペダル２０に作用するブレーキ操作力を倍力するハイドロリックブースタを使用してもよい。

上記実施の形態では、本車両用ブレーキ装置をハイブリッド車に適用しているが、電気自動車に適用してもよい。

ハイブリッド車両用ブレーキ装置を示す系統図。液圧ブレーキ装置を示す図。ブレーキ操作力と基礎液圧との関係を示す図。協調制御プログラムを示す図。ブレーキ操作力と倍力装置出力との関係を示す図。ブレーキ操作力と倍力装置出力との他の関係を示す図。

符号の説明

１０…ハイブリッド車両用ブレーキ装置、１１…液圧ブレーキ装置、１２…回生ブレーキ装置、１３…ブレーキECU、１４…電気モータ、１５…ハイブリッドECU、１６…インバータ、１７…車載バッテリ、１８…基礎液圧とブレーキ操作力との関係、２０…ブレーキペダル、２３…車輪、２４…ブレーキ系統、２５…デュアルマスタシリンダ（マスタシリンダ）、２６…経路、２７…バキュームブースタ（倍力装置）、２８，３５…リザーバ、２９…液圧センサ、３０…ホイールシリンダ、３１…ブレーキ手段、３２…ソレノイド液圧比例制御弁（液圧制御弁）、３３…リニアソレノイド、３４，３６，４６…ソレノイド開閉弁、３７…ABS制御弁、３８…ポンプ、３９…モータ、４３…制御液圧制動力発生装置、４４…回生制動力発生装置、４７…車輪速センサ、５０，５２…第１倍力特性、５１…第２倍力特性。

Claims

ドライバのブレーキ操作力が低領域にあるときは低い倍力比であり、前記低領域を超えると高い倍力比となる倍力特性に従って前記ブレーキ操作力を増大する倍力装置に接続されたマスタシリンダにて同増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、同発生した基礎液圧を車輪のホイールシリンダに付与し同車輪に基礎液圧制動力を発生させる基礎液圧制動力発生装置と、
モータによって回転駆動されるポンプから供給される液圧を、前記車両の走行状態に応じた制御液圧となるように、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に接続されたソレノイド液圧比例制御弁で制御して前記ホイールシリンダに付与し、前記車輪に制御された制御液圧制動力を発生させる制御液圧制動力発生装置と、
前記ブレーキ操作力の入力があった場合に、該ブレーキ操作力に応じて前記車輪に発生させる目標制動力から該ブレーキ操作力によって前記基礎液圧制動力発生装置が前記車輪に発生させる基礎液圧制動力を引いた回生制動力を前記車輪に発生させる回生ブレーキ装置と、
前記回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力と前記回生制動力との差である変動を検出する変動検出手段と、
前記変動検出手段にて前記変動が検出された場合、前記制御液圧制動力発生装置のポンプを駆動させると共に前記ソレノイド液圧比例制御弁を制御することによって前記制御液圧を形成し、前記車輪に同制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させて前記変動検出手段によって検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段と、
を備えたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
請求項１において、前記倍力特性は、前記低領域の倍力比を規定する略直線が同低領域を超えると高くなる方向に折れ曲がり位置で折れ曲がるように形成され、前記折れ曲がり位置が前記回生ブレーキ装置の回生制動力の発生能力に応じて規定されることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
請求項２において、前記折れ曲がり位置は、最大回生能力に対応して規定されることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
ブレーキ操作入力時、ブレーキペダルの踏み込み速度が通常の場合に倍力比が低い第１倍力特性に従って前記ブレーキ操作力を増大し、ブレーキペダルの踏み込み速度が速い場合に倍力比が高い第２倍力特性に従って前記ブレーキ操作力を増大する倍力装置に接続されたマスタシリンダにて同増大されたブレーキ操作力に応じた基礎液圧を発生し、同発生した基礎液圧を車輪のホイールシリンダに付与し同車輪に基礎液圧制動力を発生させる基礎液圧制動力発生装置と、
モータによって回転駆動されるポンプから供給される液圧を、前記車両の走行状態に応じた制御液圧となるように、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に接続されたソレノイド液圧比例制御弁で制御して前記ホイールシリンダに付与し、前記車輪に制御された制御液圧制動力を発生させる制御液圧制動力発生装置と、
前記ブレーキ操作力の入力があった場合に、該ブレーキ操作力に応じて前記車輪に発生させる目標制動力から該ブレーキ操作力によって前記基礎液圧制動力発生装置が前記車輪に発生させる基礎液圧制動力を引いた回生制動力を前記車輪に発生させる回生ブレーキ装置と、
前記回生ブレーキ装置によって実際に発生された回生制動力と前記回生制動力との差である変動を検出する変動検出手段と、
前記変動検出手段にて前記変動が検出された場合、前記制御液圧制動力発生装置のポンプを駆動させると共に前記ソレノイド液圧比例制御弁を制御することによって前記制御液圧を形成し、前記車輪に同制御液圧に基づく制御液圧制動力を発生させて前記変動検出手段によって検出された変動による回生制動力の不足を補償する制動力補償手段と、
を備えたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
請求項４において、前記第１倍力特性は、前記ブレーキ操作力が低領域にあるときに倍力比が低く、同低領域を超えると前記倍力比が高くなることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
請求項５において、前記第１倍力特性は、前記低領域の倍力比を規定する略直線が同低領域を超えると高くなる方向に折れ曲がり位置で折れ曲がるように形成され、前記折れ曲がり位置が前記回生ブレーキ装置の回生制動力の発生能力に応じて規定されることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
請求項６において、前記折れ曲がり位置は、最大回生能力に対応して規定されることを特徴とする車両用ブレーキ装置。