JP5386042B2 - 車両用ブレーキ装置及び車両用ブレーキ装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ブレーキ装置及びその制御方法に関し、特に、液圧ブレーキ手段と回生ブレーキ手段とを備える回生協調ブレーキ装置及びその制御方法に関する。

従来、車両用ブレーキ装置として、運転者のブレーキペダル操作に応じて発生する液圧ブレーキ力と、回生ブレーキ装置による回生ブレーキ力とによって車両に制動力を作用させる、いわゆる回生協調ブレーキ装置が知られている。回生ブレーキの目的は、制動時の車輪の運動エネルギを電気エネルギに変換し、エネルギの有効利用を図ることにあるが、最大回生ブレーキ力は、制動時の車速やバッテリーの充電状態により限界がある。

このような回生協調ブレーキ装置として、例えば、液圧回路とブレーキペダルとを機械的に分離した、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤ型の制御システムが採用されている。しかし、ブレーキ・バイ・ワイヤ型の制御システムは、液圧回路とブレーキペダルを流体連結させた既存のインライン型制御システムと比べると構成が複雑であり高価である。

インライン型の回生協調ブレーキ装置に関し、特開２００６−９６２１８号は、回生効率を上げるために制動初期のブレーキペダルにロス・ストロークを設け、ロス・ストローク中に回生ブレーキ力を最大回生ブレーキ値まで上昇させ、その後液圧を発生させることを提案している。具体的には、ブレーキペダルのオペレーティングロッドに、ブレーキペダルの踏み込み開始から所定状態の間はブレーキペダル操作力をマスタシリンダに伝達させないための操作力伝達機構が設けられている。即ち、ブレーキペダルに取り付けられた第１オペレーティングロッドの筒状部内に、マスタシリンダの第１ピストンに取り付けられた第２オペレーティングロッドが摺動可能に係合されている。これにより、ブレーキペダルの踏み込み開始から所定状態までの間のストロークを、第１オペレーティングロッドから第２オペレーティングロッドに踏力が伝達されないロス・ストロークとし、回生ブレーキ力のみを作用させるようにしている。そして、ブレーキペダルの踏み込み開始から所定状態までの間に回生ブレーキ力が不足している場合は、ＡＢＳ制御システム用のポンプを駆動して、強制的にホイールシリンダ内に液圧を発生させている。

しかし、特開２００６−９６２１８号の構成では、ブレーキフィールの改善が十分でない。一般に、ホイールシリンダ内の圧力と、ブレーキペダルストロークとの関係は完全な比例関係ではなく、ホイールシリンダ内の圧力が大きくなるに従って、必要なブレーキペダルストロークは小さくなる（小さいストロークで液圧が増加する）ことが知られている。特開２００６−９６２１８号の構成では、制動時の初期段階において十分な回生ブレーキ力が得られる場合、ブレーキペダルの踏み込み開始から所定状態に達したとき、ホイールシリンダ内の液圧はほぼゼロである。しかし、回生ブレーキ力が不足している場合には、上記したように、ポンプ駆動によってホイールシリンダ内に強制的に液圧が発生させられる。このため、ブレーキペダルの踏み込み開始から所定状態に達したとき、ホイールシリンダは既に液圧が存在している状態にある。従って、制動時の初期段階において、回生ブレーキ力が十分である場合と回生ブレーキ力が不足している場合とでは、所定状態後のブレーキペダルの操作感にばらつきが生じる。

また、特開２００６−９６２１８号では、最大回生ブレーキ力が一定であることが前提とされている。しかし、実際には、最大回生ブレーキ力は、車速やバッテリ状態等によって変化するものであり、従って、ロス・ストローク後に、即ち、マスタシリンダとリザーバとが連通していない状態で、回生ブレーキ力が変化したときのペダルフィーリングの問題は依然として改善されていない。

さらに、特開２００６−９６２１８号では、ブレーキオペレーティングロッドにロス・ストロークを設けているため、ＡＢＳ制御システムが失陥した場合、制動初期に回生ブレーキ力が不十分な場合でも液圧を発生させることができず、その結果、制動力を全く発生することができない事態が生じる虞がある。また、ブレーキペダルとマスタシリンダとの間に配置される倍力装置が失陥した場合は、制動力が効きにくくなるにもかかわらずロス・ストロークの分だけ液圧の発生が遅れ、制動力がさらに効きにくくなる。

特表２００７−５００１０４号は、快適なブレーキフィールを得る手段として、回生ブレーキによる制動の際にブレーキ液を低圧アキュムレータ内へ逃がし、液圧を高める際には、電気制御されるモータポンプユニットを用いてアキュムレータからブレーキ液を圧送することを記載している。しかし、特表２００７−５００１０４号では、ブレーキ液を低圧アキュムレータに逃がす際、ホイールシリンダ内に液圧が存在する状態で排出弁が開かれる。排出弁は、通常オンオフ制御されるため、圧力下で開弁すると、著しい振動と激音が発生する。

特開２００６−９６２１８号 特表２００７−５００１０４号

本発明の目的は、既存のインライン型システムを用いて、回生ブレーキ力を有効活用し且つ快適なブレーキペダルフィーリングを実現することができ、さらに制動時の弁操作による騒音を防止できる、車両用ブレーキ装置及びその制御方法を実現することである。

請求項１の発明によれば、液圧ブレーキ力を発生させる液圧ブレーキ手段と、回生ブレーキ力を発生させる回生ブレーキ手段とを備え、運転者の要求ブレーキ力に対して液圧ブレーキ力と回生ブレーキ力の分配を行う車両用ブレーキ装置であって、前記液圧ブレーキ手段は、ホイールシリンダの液圧を減圧するための減圧弁を備えており、運転者の要求ブレーキ力が回生ブレーキ力のみで賄われる間、前記減圧弁を開弁状態に維持する、液圧ブレーキ制御手段を備えており、前記液圧ブレーキ制御手段は、前記ホイールシリンダに液圧が存在する時、前記減圧弁を開弁しない、車両用ブレーキ装置が提供される。この構成によれば、車両用ブレーキ装置は、運転者の要求ブレーキ力が回生ブレーキ力のみで賄われる間、減圧弁を開弁状態に維持する、液圧ブレーキ制御手段を備えているので、要求ブレーキ力が回生ブレーキ力で十分賄える場合であっても、ペダル操作に応じてブレーキ液が液圧回路を移動することができ、運転者は、ブレーキペダルの自然な踏み込みによって良好なブレーキペダルの操作感を得ることができる。従って、回生ブレーキ力を最大限に利用すると同時に良好なブレーキペダルフィーリングを確保することができる。また、液圧ブレーキ制御手段は、ホイールシリンダに液圧が存在する時、減圧弁を開弁しないので、圧力下で弁が開弁する際の著しい振動・騒音の問題が生じない。

請求項２の発明によれば、請求項１に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記液圧ブレーキ手段は、前記減圧弁に連通するアキュムレータを備えており、前記減圧弁が開弁状態にある時、ブレーキ液が前記アキュムレータに収容されることを特徴とする、車両用ブレーキ装置が提供される。この構成によれば、減圧弁が開弁状態にある時、ブレーキ液がアキュムレータに収容されるので、要求ブレーキ力が回生ブレーキ力で十分賄える場合のホイールシリンダ内の余分なブレーキ液を、アキュムレータに一時的に蓄えておくことができる。

請求項３の発明によれば、請求項１又は２に記載の車両用ブレーキ装置であって、倍力装置と、回生ブレーキ力の発生を前記倍力装置のジャンプイン特性と関連付けて停止させる回生ブレーキ制御手段を備えることを特徴とする、車両用ブレーキ装置を提供することができる。この構成によれば、回生ブレーキ力の発生の停止が、倍力装置のジャンプイン特性と関連付けられているので、例えば、ジャンプイン領域が終了する時点で回生ブレーキ力を実質的にゼロとすることによって、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

請求項４の発明によれば、請求項３に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記倍力装置のジャンプイン領域が終了する時点で、運転者の要求ブレーキ力が、液圧ブレーキ力のみで賄われていることを特徴とする、車両用ブレーキ装置を提供することができる。この構成によれば、ジャンプイン領域が終了する時点で、運転者の要求ブレーキ力が、液圧ブレーキ力のみで賄われているので、回生ブレーキ力の値は実質的にゼロであり、従って、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

請求項５の発明によれば、請求項３に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記倍力装置のジャンプイン領域が終了する時点で、回生ブレーキ力の値が実質的にゼロにされることを特徴とする、車両用ブレーキ装置を提供することができる。この構成によれば、ジャンプイン領域が終了する時点で、回生ブレーキ力の値が実質的にゼロにされるので、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

請求項６の発明によれば、請求項３に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記回生ブレーキ制御手段は、ブレーキペダルの操作量に基づいて回生ブレーキ力の発生を停止させることを特徴とする、車両用ブレーキ装置が提供される。この構成によれば、回生ブレーキ制御手段は、ブレーキペダルの操作量に基づいて回生ブレーキ力の発生を停止させるので、例えば、頻度の低い高減速度（高踏力）ブレーキ時に回生ブレーキを使用しないことにより、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なブレーキペダルフィーリングを維持することができる。

請求項７の発明によれば、液圧ブレーキ力を発生させる液圧ブレーキ手段と、回生ブレーキ力を発生させる回生ブレーキ手段とを備え、運転者の要求ブレーキ力に対して、液圧ブレーキ力と回生ブレーキ力の分配が行われる、車両用ブレーキ装置の制御方法であって、前記液圧ブレーキ手段は、ホイールシリンダの液圧を減圧するための減圧弁を備えており、運転者の要求ブレーキ力が回生ブレーキ力のみで賄われる間、前記減圧弁が開弁状態に維持され、前記減圧弁は、前記ホイールシリンダに液圧が存在する時、開弁しない、制御方法が提供される。この構成によれば、運転者の要求ブレーキ力が回生ブレーキ力のみで賄われる間、減圧弁が開弁状態に維持されるので、要求ブレーキ力が回生ブレーキ力で十分賄える場合であっても、ペダル操作に応じてブレーキ液が液圧回路を移動することができ、運転者は、ブレーキペダルの自然な踏み込みによって良好なブレーキペダルの操作感を得ることができる。従って、回生ブレーキ力を最大限に利用すると同時に良好なブレーキペダルフィーリングを確保することができる。また、減圧弁は、ホイールシリンダに液圧が存在する時、開弁しないので、圧力下で弁が開弁する際の著しい振動・騒音の問題が生じない。

請求項８の発明によれば、請求項７に記載の制御方法であって、前記減圧弁は、アキュムレータに連通しており、前記減圧弁が開弁状態にある時、ブレーキ液がアキュムレータに収容される。この構成によれば、減圧弁が開弁状態にある時、ブレーキ液がアキュムレータに収容されるので、要求ブレーキ力が回生ブレーキ力で十分賄える場合のホイールシリンダ内の余分なブレーキ液を、アキュムレータに一時的に蓄えておくことができる。

請求項９の発明によれば、請求項７又は８に記載の制御方法であって、ブレーキ装置が倍力装置を備えており、回生ブレーキ力の発生が、倍力装置のジャンプイン特性と関連付けられて停止させられる。この構成によれば、回生ブレーキ力の発生の停止が、倍力装置のジャンプイン特性と関連付けられているため、例えば、ジャンプイン領域終了時に回生ブレーキ力を実質的にゼロとすることによって、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

請求項１０の発明によれば、請求項９に記載の制御方法であって、ジャンプイン領域が終了する時点で、運転者の要求ブレーキ力が、液圧ブレーキ力のみで賄われている。この構成によれば、ジャンプイン領域が終了する時点で、運転者の要求ブレーキ力が液圧ブレーキ力のみで賄われているので、回生ブレーキ力の値は実質的にゼロであり、従って、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

請求項１１の発明によれば、請求項９に記載の制御方法であって、ジャンプイン領域が終了する時点で、回生ブレーキ力の値が実質的にゼロである。この構成によれば、ジャンプイン領域が終了する時点で、回生ブレーキ力の値が実質的にゼロであるため、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

請求項１２の発明によれば、請求項９に記載の制御方法であって、ブレーキペダルの操作量に基づいて、回生ブレーキ力の発生が停止される。この構成によれば、例えば、頻度の低い高減速度（高踏力）ブレーキ時に回生ブレーキを使用しないことにより、マスタシリンダ側からの反力が回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なブレーキペダルフィーリングを維持することができる。

本発明によれば、既存のインライン型システムを用いて、回生ブレーキ力を有効活用し且つ快適なブレーキペダルフィーリングを実現することができ、さらに制動時の弁操作による騒音を防止できる、車両用ブレーキ装置及びその制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態による、車両用ブレーキ装置の液圧回路の一例を示す図である。 ブレーキコントローラ内の処理の一例を示すフローチャートである。 図２の処理で用いられるマップの例を示す図である。 最大回生ブレーキ力が一定である場合の、本発明による制御例を示すタイミングチャートである。 最大回生ブレーキ力が減少する場合の、本発明による制御例を示すタイミングチャートである。 最大回生ブレーキ力が増加する場合の、本発明による制御例を示すタイミングチャートである。

以下、図１乃至図６に参照して、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明が適用される車両用ブレーキ装置における、液圧ブレーキ手段を構成する液圧回路１０の例を示す。図１に示すように、本実施形態は、２つのブレーキ系統を備え、各系統で１つの前輪およびそれと対角の位置にある後輪を１組として制動する、いわゆるＸ型配管方式の液圧回路に適用されるが、本発明が適用される液圧回路は、Ｘ型配管方式に限られず、例えば前輪側と後輪側に分けて制動する、いわゆるＩＩ型配管方式等であってもよい。また、本発明は、四輪車のみに限らず、二輪車も含む車両に広く適用することができる。

本発明は、回生ブレーキ手段と液圧ブレーキ手段とを備え、運転者の要求ブレーキ力に対して、液圧ブレーキ力と回生ブレーキ力の分配が行われる車両用ブレーキ装置に適用される。従って、制御対象である車両には、図示されないが、走行時に車輪駆動源として機能し、制動時には発電機として機能して回生ブレーキ力を生じさせる車輪駆動用モータが搭載されており、このモータを制御するためのモータコントローラとブレーキコントローラとが電気的に接続されている。ブレーキコントローラは、モータコントローラに回生ブレーキ指令値を与えることにより回生ブレーキ力を制御し、モータコントローラは、ブレーキコントローラに対し、現時点で出力可能な回生ブレーキ力の最大値を出力する。

ブレーキコントローラには、さらに、ブレーキペダル１に取り付けられたストロークセンサ２及びマスタシリンダ４内の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサ５の他、各車輪（ＲＦ、ＬＲ、ＬＦ、ＲＲ）の速度を示す車輪速センサ（図示せず）等からの入力が与えられる。尚、本実施形態では、各ホイールシリンダ内の液圧を検出するホイールシリンダ液圧センサは不要であり、設けられていない。従って、本発明が適用される車両用ブレーキ装置は、ホイールシリンダ液圧センサを含んでいなくてもよい。

図１に示される液圧回路１０において、ブレーキペダル１に加えられた踏力は、倍力装置３により増幅されて、液圧発生源としてのマスタシリンダ４に伝達される。マスタシリンダ４内には、図示されないプライマリーピストン及びセカンダリーピストンにより画定される２つの加圧室が形成されている。ブレーキペダル操作に応じて各ピストンが押圧され、各加圧室に連通する液圧ポートＰ１、Ｐ２を介してブレーキ液が液圧回路１０内へ移動するようになされている。尚、倍力装置３は、従来の気圧式倍力装置であり、入力ロッド（図示せず）を介してブレーキペダル１側に接続され、増幅された踏力は、プライマリーピストンに連結されたプッシュロッド（図示せず）を介して、マスタシリンダ４に伝達される。また、従来の倍力装置と同様に、倍力装置３は、所謂ジャンプイン特性を有しており、倍力装置３の入力ロッドがマスタシリンダ４のプッシュロッドに機械的に連結されるまでの間に反力が極小さくなる領域を形成するように、入力ロッドと、プッシュロッドに取り付けられるリアクションディスクとの間には、所定の隙間（換言すれば、ジャンプイン領域）が設けられている。

マスタシリンダ４の液圧ポートＰ１、Ｐ２からは、それぞれ、各車輪（ＲＦ、ＬＲ、ＬＦ、ＲＲ）のホイールシリンダに向けてブレーキ管路ＭＣ１、ＭＣ２が延びている。上記したように、本実施形態のブレーキ装置における液圧回路は、Ｘ型配管方式であり、図１の例では、右前輪（ＲＦ）と左後輪（ＬＲ）のホイールブレーキには、ブレーキ管路ＭＣ２を通してブレーキ液が供給され、左前輪（ＬＦ）と右後輪（ＲＲ）のホイールブレーキには、ブレーキ管路ＭＣ１を通してブレーキ液が供給されるように液圧回路１０が構成されている。

各系統の液圧回路は、電磁弁として、常開型でリニア制御可能な回路制御弁１１と、常閉型でオンオフ制御される吸入弁１２と、常開型でリニア制御可能な増圧弁１３と、常閉型でオンオフ制御される減圧弁１４とを含み、さらに、ポンプモータ１５により駆動されるポンプ１６、及び低圧アキュムレータ１７を備える。回路制御弁１１は、増圧弁１３とマスタシリンダ４との間を連通、遮断するように配設され、吸入弁１２は、マスタシリンダ４とポンプ１６の吸引側との間を連通、遮断させるように配設されている。これらは、従来の車両姿勢制御（ＥＳＣ）のための構成要素と同様であるので、詳しい説明は省略する。また、一方のブレーキ管路（図１の例ではブレーキ管路ＭＣ１）には、上記したマスタシリンダ液圧センサ５が配置されている。

上記車両用ブレーキ装置におけるブレーキコントローラによる処理の例を図２のフローチャートに示す。

まず、ブレーキペダル１に取り付けられたストロークセンサ２のストロークセンサ値ｓに基づいて、ブレーキコントローラは、目標制動力を示す運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖを演算する。この演算のために、ブレーキコントローラには、図３（Ａ）に示すようなストロークセンサ値ｓと運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖとの対応関係を予め設定したマップＡが記憶されている。従って、ブレーキコントローラは、ストロークセンサ値ｓとマップＡから、目標制動力である運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖを演算する（ステップ１）。次に、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖに対して配分されるべき目標回生制動力としての、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}を演算する（ステップ２）。この演算のため、ブレーキコントローラには、例えば、図３（Ｂ）に示すようなマップＢが記憶されている。マップＢは、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖと運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}との対応関係を設定したものである。本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、所定の運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖに対する運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}がゼロに設定されているが、この特徴については後述する。

ステップ３では、マスタシリンダ液圧センサ５のセンサ値（以下、マスタシリンダセンサ液圧）Ｐｍｃが正であるか否かを判定する。Ｐｍｃが正ではない（ＮＯ）と判断されると、モータコントローラから得られる現時点での出力可能な回生ブレーキ力の最大値を最大回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ ｍａｘ}として設定する（ステップ４）。Ｐｍｃが正である（ＹＥＳ）と判断されると、モータコントローラから得られる現時点での出力可能な回生ブレーキ力の最大値と前サイクルにおける回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}とを比較して、小さい方の値を最大回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ ｍａｘ}として設定する（ステップ５）。実際には、低圧アキュムレータ１７にブレーキ液が導入される場合に低圧アキュムレータ１７の反力を受けるため、Ｐｍｃの値がゼロとなることは稀である。従って、Ｐｍｃとの比較対象は低圧アキュムレータ１７にブレーキ液が導入された場合に上昇する微小圧力Ｐｍｃ０としてもよい。

ステップ６では、上記のように設定された最大回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ ｍａｘ}と運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}とを比較し、小さい方の値を回生ブレーキ指令値Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}として、モータコントローラに出力する。

ステップ７では、ブレーキコントローラは、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖに対して配分すべき液圧ブレーキ力を得るように、所定の演算Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}＝α（Ｆ_ｄｒｖ−Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}）に基づき、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を決定する。尚、αは、ブレーキ力を圧力へ変換するための定数である。

次に、算出された目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正であるか否かが判定される（ステップ８）。目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正ではない（ＮＯ）と判断されると、減圧弁１４が開弁状態とされ（ステップ９）、ポンプモータ１５は非作動とされ（ステップ１０）、
サイクルは終了する。

目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正である（ＹＥＳ）と判断されると、減圧弁１４は閉弁状態とされる（ステップ１１）。次に、ステップ１２で、実キャリパ容積Ｖ（現時点でのキャリパ内のホイールシリンダのブレーキ液の体積）と目標キャリパ容積Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}（目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を得るために必要な、キャリパ内のホイールシリンダのブレーキ液の体積）が、それぞれ、マスタシリンダセンサ液圧Ｐｍｃと目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}に基づいて、演算される。この演算のために、ブレーキコントローラには、図３（Ｃ）に示すような圧力Ｐとキャリパ容積Ｖとの関係を設定したマップＣが記憶されている。

次に、所定の演算ΔＶ＝Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}―Ｖに基づいて、目標キャリパ容積Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}と実キャリパ容積Ｖとの差ΔＶが算出され（ステップ１３）、ΔＶが正であるか否かが判断される（ステップ１４）。ΔＶが正である（ＹＥＳ）と判断されると、ポンプモータ１５の回転数を制御して、モータ１５を作動させ（ステップ１５）、サイクルが終了する。このときのモータ１５の回転数は、ΔＶの値に基づき決定される。ΔＶが正でない（ＮＯ）と判断されると、モータ１５は非作動状態にされ（ステップ１６）、サイクルが終了する。

上記のサイクルが所定時間ごとに繰り返される。この間、増圧弁１３は常に開弁状態に維持されている。

上記制御により、本発明では、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄われる間は、減圧弁１４が開状態に維持される。これにより、ブレーキペダル１の操作量に対応するブレーキ液が、増圧弁１３及び減圧弁１４を通ってアキュムレータ１７に排出され、液圧ブレーキ力の発生が阻止される。従って、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力で十分賄える場合であってもペダル操作に応じてブレーキ液が液圧回路１０を移動することができ、運転者は、ブレーキペダル１の自然な踏み込みによって良好なブレーキペダル１の操作感を得ることができる。このように、本発明では、回生ブレーキ力を最大限に利用すると同時に良好なペダルフィーリングを確保することができる。

さらに、本発明では、減圧弁１４が圧力下で開弁された場合の振動・騒音の問題を解決するために、回生ブレーキ指令値Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}を決定する前に、ホイールシリンダ液圧の有無を判定するようにしている。尚、本実施形態では、回路制御弁１１と増圧弁１３とが共に常開であるため、マスタシリンダ液圧とホイールシリンダ液圧とは実質的に同圧であり、マスタシリンダセンサ液圧Ｐｍｃによって、ホイールシリンダ液圧を判定することができる。これにより、Ｐｍｃが正であるときは、現時点での出力可能な回生ブレーキ力の最大値と前サイクルにおける回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}のうち小さい方の値を最大回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ ｍａｘ}として設定し、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}と比較するようにしている。これにより、例えば、制動中に出力可能な回生ブレーキ力の最大値が増加しても、ホイールシリンダに液圧が存在している間は、前サイクルの回生ブレーキ力を優先して最大回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ ｍａｘ}として設定することができる。従って、減圧弁１４は開弁されることがなく、減圧弁１４が圧力下で開弁した場合の振動・騒音の問題を回避することができる。

一方、Ｐｍｃが正でないときは、現時点での出力可能な回生ブレーキ力の最大値を最大回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ ｍａｘ}として設定し、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}と比較するので、常に回生ブレーキ力を最大限に利用することができ、回生効率を高めることができる。

さらに、本発明では、例えば、図３（Ｂ）に示すようなマップＢにより、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが所定の値に達すると、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}をゼロにするように設定することができる。このときの運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖの所定値は、倍力装置３のジャンプイン領域の終了時点（換言すれば、倍力装置３の入力ロッドがマスタシリンダ４のピストンを押圧するプッシュロッドと機械的に連結される時点）と対応させられている。これにより、ブレーキペダル１に作用するマスタシリンダ４側からの反力が、回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

図４乃至図６は、本発明による制御例を示すタイミングチャートであり、制動時におけるブレーキ力、低圧アキュムレータ１７内のブレーキ液量、減圧弁１４及びポンプ１６の作動例を示す。

尚、図４乃至図６及び以下の説明において、特に断りのない限り、「最大回生ブレーキ力」とは、モータコントローラからブレーキコントローラに対して入力される、現時点で出力可能な回生ブレーキ力の最大値を意味する。上記したように、制動中、車速やバッテリの充電状態等によって、最大回生ブレーキ力は変化する場合がある。

（１）最大回生ブレーキ力が一定である場合
図４は、最大回生ブレーキ力が一定である場合のタイミングチャートの例である。運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖ、液圧ブレーキ力、回生ブレーキ力（回生ブレーキ指令値Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}に対応）は、それぞれ、破線、一点鎖線、実線で示されている。

図４に示すように、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄える間（領域Ａ、Ｅ〜Ｇ）は、減圧弁１４は開弁状態（換言すればＯＮ状態）にされる。具体的には、制動初期の領域Ａでは、液圧ブレーキ力ゼロ（即ち、ホイールシリンダ液圧ゼロ）の状態でブレーキペダル１の踏み込みによる運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが増加し、このとき、マップＢに基づき運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}も増加する。運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり（即ち、最大回生ブレーキ力が回生ブレーキ指令値Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}に設定され）、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正になるまでは、減圧弁１４は開弁状態を維持され、この間、ペダル操作量に対応するブレーキ液は、低圧アキュムレータ１７に排出・保持される。

運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄えなくなると（目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正）、減圧弁１４が閉じられて、ペダル操作量に対応する液圧ブレーキ力が発生する。液圧ブレーキ力が存在する間、最大回生ブレーキ力と、前サイクルの回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}のいずれか小さい方が運転者要求ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}と比較されるが、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}は正のままであるので、減圧弁１４は閉じられたままである。

運転者がブレーキペダル１の踏み込みを緩め、ブレーキペダル１の戻りによってホイールシリンダ内の液圧が実質的にゼロになった後は、再び、最大回生ブレーキ力と運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}との比較が行われる。運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄われる（目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正でない）間、減圧弁１４は開弁状態に維持される。

再びブレーキペダル１が踏み込まれることにより運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが増加し、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正になると、減圧弁１４が閉じられる。

運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが、例えば、図３（Ｂ）に示されるようなマップＢで決められた所定値に達すると、回生ブレーキ力は、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖの増大に係らず、ゼロまで減少させられる。この時、回生ブレーキ力がゼロになる時点は、倍力装置３のジャンプイン領域の終了点における運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖの値に対応している。

上記したように、このような制御を行うためのマップＢは、例えば、図３（Ｂ）に示されるものである。上記したように、マップＢにおいて、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}がゼロになる時点は、ジャンプイン領域の終了時の運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖの値に対応させられている。これにより、ブレーキペダル１に作用するマスタシリンダ４側からの反力が、回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。

このように、回生ブレーキ力を強制的に減少させると、ホイールシリンダ液圧を、ブレーキペダル操作量に対して急速に上昇させる必要があるが、ブレーキコントローラでは、所定の演算ΔＶ＝Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}―Ｖを行っており、ΔＶが正であると判断された場合は、ΔＶの値に基づく回転数でポンプモータ１５を制御し、ペダル操作量に対して液圧ブレーキ力を大きく増加させることができる。

尚、どの時点（運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖの値）で減少を開始させるかは、図３（Ｂ）に示されるものには限られない。回生効率の観点からは、より遅い時点（ジャンプイン領域終了により近い時点）で減少が始まることが望ましいが、遅すぎると、ジャンプイン領域の終了点に向けて急速に液圧ブレーキ力を増加させる必要がある。この場合、ポンプモータ１５を高い回転数で作動させる必要があり、また、ペダルフィーリングにも影響がある。一方、早い時点で回生ブレーキ力の減少を開始させると、モータ１５の負荷やペダルフィーリングの悪化は避けられるが、回生効率が低くなる。

（２）最大回生ブレーキ力が減少する場合
図５は、制動中に最大回生ブレーキ力が減少する場合のタイミングチャートの例である。図４と同様に、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖ、液圧ブレーキ力、回生ブレーキ力（回生ブレーキ指令値Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}に対応）は、それぞれ、破線、一点鎖線、実線で示されている。

図５に示すように、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄える間（領域Ａ、Ｅ〜Ｇ）は、減圧弁１４は開弁状態にされる。具体的には、制動初期の領域Ａでは、液圧ブレーキ力ゼロの状態でブレーキペダル１の踏み込みによる運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが増加し、このとき、マップＢに基づいて運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}も増加する。運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正になるまでは、減圧弁１４は開弁状態を維持され、この間、ペダル操作量に対応するブレーキ液は、低圧アキュムレータ１７に排出・保持される。

運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄えなくなると（目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正）、減圧弁１４が閉じられて、ペダル操作量に対応する液圧ブレーキ力が発生する。液圧ブレーキ力が存在する間、最大回生ブレーキ力と、前サイクルの回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}のいずれか小さい方が運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}と比較されるが、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}は正のままであるので、減圧弁１４は閉じられたままである。

尚、図５の例では、減圧弁１４が閉弁直後、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが増加する一方で最大回生ブレーキ力が減少するため、必要な液圧ブレーキ力が大きく増加しているが、ブレーキコントローラでは、所定の演算ΔＶ＝Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}―Ｖを行っており、ΔＶが正であると判断された場合は、ΔＶの値に基づく回転数でポンプモータ１５を制御し、ペダル操作量に対して液圧ブレーキ力を大きく増加させることができる。

運転者がブレーキペダル１の踏み込みを緩め、ブレーキペダル１の戻りによってホイールシリンダ内の液圧が実質的にゼロになった後は、最大回生ブレーキ力と運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}との比較が行われる。運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄われる（目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正でない）間、減圧弁１４は開弁状態に維持される。

再びブレーキペダル１が踏み込まれることにより運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが増加し、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正になると、減圧弁１４が閉じられる。

減圧弁１４が閉弁後、運転者要求ブレーキ力は増加し、一方、最大回生ブレーキ力が減少すると、最大回生ブレーキ力と運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}との比較により、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}よりも小さい最大回生ブレーキ力が、回生ブレーキ指令値Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}として出力される。

運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが増加する一方で最大回生ブレーキ力が減少するため、必要な液圧ブレーキ力が大きく増加するが、所定の演算ΔＶ＝Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}―Ｖに基づいて、ポンプモータ１５を作動させ、ホイールシリンダ液圧を、ブレーキペダル操作量に対して急速に上昇させることができる。

（３）最大回生ブレーキ力が増加する場合
図６は、制動中に最大回生ブレーキ力が増加する場合のタイミングチャートの例である。図４及び図５と同様に、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖ、液圧ブレーキ力、回生ブレーキ力（回生ブレーキ指令値Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}に対応）は、それぞれ、破線、一点鎖線、実線で示されている。

図６に示すように、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄える間（領域Ａ）は、減圧弁１４は開弁状態にされる。具体的には、制動初期の領域Ａでは、液圧ブレーキ力ゼロの状態でペダルの踏み込みによる運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが増加し、このとき、マップＢに基づいて運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}も増加する。運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正になるまでは、減圧弁１４は開弁状態を維持され、ペダル操作量に対応するブレーキ液は、低圧アキュムレータ１７に排出・保持される。

運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}が最大回生ブレーキ力より大きくなり、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが回生ブレーキ力のみで賄えなくなると（目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}が正）、減圧弁１４が閉じられて、ペダル操作量に対応する液圧ブレーキ力が発生する。

図６の例では、この状態で最大回生ブレーキ力が増加し始めるが（領域Ｄ）、マスタシリンダセンサ液圧Ｐｍｃが正であるので、最大回生ブレーキ力と前サイクルの回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}とが比較され、最大回生ブレーキ力よりも小さい、前サイクルの回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ}が優先して最大回生ブレーキ力Ｆ_{ｒｅｇｅｎ ｍａｘ}として設定される。従って、目標回路圧力Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}は正のままであり、減圧弁１４は開弁されることがない。このように、本発明によれば、制動中に出力可能な回生ブレーキ力の最大値が増加しても、減圧弁１４は開弁されることがないので、減圧弁が圧力下で開弁した場合の振動・騒音の問題を回避できる。

ブレーキペダル１がさらに踏み込まれ、所定の運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖが演算されると、運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}がゼロまで減少させられる。運転者要求回生ブレーキ力Ｆ_{ｄｒｖ ｒｅｇｅｎ}がゼロになる時点は、倍力装置３のジャンプイン領域終了時点に対応している。これにより、ブレーキペダル１に作用するマスタシリンダ４側からの反力が、回生ブレーキ力の変化の影響を受けることを防止することができ、良好なペダルフィーリングを維持することができる。この時、運転者要求ブレーキ力Ｆ_ｄｒｖの増加に対して回生ブレーキ力が減少させられるが、所定の演算ΔＶ＝Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}―Ｖに基づいて、ポンプモータ１５が作動されるので、液圧ブレーキ力をペダル操作量に対して急速に増加させることができる。

尚、本発明では、上記制御例の制御対象となる減圧弁１４は、液圧回路の各系統における少なくとも１つの減圧弁であればよい。

本発明は、四輪車のみに限らず、二輪車も含む車両に広く適用され、特に、いわゆる回生協調ブレーキ手段を備える車両用ブレーキ装置に広く適用することができる。

１ ブレーキペダル
２ ストロークセンサ
３ 倍力装置
４ マスタシリンダ
Ｐ１、Ｐ２ 液圧ポート
ＭＣ１、ＭＣ２ ブレーキ管路
５ マスタシリンダ液圧センサ
１０ 液圧回路
１１ 回路制御弁
１２ 吸入弁
１３ 増圧弁
１４ 減圧弁
１５ ポンプモータ
１６ ポンプ
１７ 低圧アキュムレータ

Claims (12)

1. 液圧ブレーキ力を発生させる液圧ブレーキ手段と、回生ブレーキ力を発生させる回生ブレーキ手段とを備え、運転者の要求ブレーキ力に対して液圧ブレーキ力と回生ブレーキ力の分配を行う車両用ブレーキ装置であって、前記液圧ブレーキ手段は、ホイールシリンダの液圧を減圧するための減圧弁を備えており、
   運転者の要求ブレーキ力が回生ブレーキ力のみで賄われる間、前記減圧弁を開弁状態に維持する、液圧ブレーキ制御手段を備えており、
   前記液圧ブレーキ制御手段は、前記ホイールシリンダに液圧が存在する時、前記減圧弁を開弁しない、車両用ブレーキ装置。
2. 請求項１に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記液圧ブレーキ手段は、前記減圧弁に連通するアキュムレータを備えており、前記減圧弁が開弁状態にある時、ブレーキ液が前記アキュムレータに収容されることを特徴とする、車両用ブレーキ装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用ブレーキ装置であって、倍力装置と、回生ブレーキ力の発生を前記倍力装置のジャンプイン特性と関連付けて停止させる回生ブレーキ制御手段を備えることを特徴とする、車両用ブレーキ装置。
4. 請求項３に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記倍力装置のジャンプイン領域が終了する時点で、運転者の要求ブレーキ力が、液圧ブレーキ力のみで賄われていることを特徴とする、車両用ブレーキ装置。
5. 請求項３に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記倍力装置のジャンプイン領域が終了する時点で、回生ブレーキ力の値が実質的にゼロにされることを特徴とする、車両用ブレーキ装置。
6. 請求項３に記載の車両用ブレーキ装置であって、前記回生ブレーキ制御手段は、ブレーキペダルの操作量に基づいて回生ブレーキ力の発生を停止させることを特徴とする、車両用ブレーキ装置。
7. 液圧ブレーキ力を発生させる液圧ブレーキ手段と、回生ブレーキ力を発生させる回生ブレーキ手段とを備え、運転者の要求ブレーキ力に対して、液圧ブレーキ力と回生ブレーキ力の分配が行われる、車両用ブレーキ装置の制御方法であって、
   前記液圧ブレーキ手段は、ホイールシリンダの液圧を減圧するための減圧弁を備えており、
   運転者の要求ブレーキ力が回生ブレーキ力のみで賄われる間、前記減圧弁が開弁状態に維持され、
   前記減圧弁は、前記ホイールシリンダに液圧が存在する時、開弁しない、制御方法。
8. 請求項７に記載の制御方法であって、前記減圧弁は、アキュムレータに連通しており、前記減圧弁が開弁状態にある時、ブレーキ液が前記アキュムレータに収容されることを特徴とする、制御方法。
9. 請求項７又は８に記載の制御方法であって、前記ブレーキ装置が倍力装置を備えており、回生ブレーキ力の発生が、前記倍力装置のジャンプイン特性と関連付けられて停止させられることを特徴とする、制御方法。
10. 請求項９に記載の制御方法であって、前記倍力装置のジャンプイン領域が終了する時点で、運転者の要求ブレーキ力が、液圧ブレーキ力のみで賄われていることを特徴とする、
    制御方法。
11. 請求項９に記載の制御方法であって、前記倍力装置のジャンプイン領域が終了する時点で、回生ブレーキ力の値が実質的にゼロにされることを特徴とする、制御方法。
12. 請求項９に記載の制御方法であって、ブレーキペダルの操作量に基づいて、回生ブレーキ力の発生が停止されることを特徴とする、制御方法。

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