JP5760489B2 - Vehicle brake system - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを併用する車両において、これら両ブレーキを協調させることなく互いに独立して動作させる車両のブレーキシステムに関する。 The present invention relates to a vehicle brake system in which a friction brake and a regenerative brake are used together and the two brakes are operated independently of each other without coordination.
自動車等の車両を制動する手段として、ディスクブレーキ又はドラムブレーキなどといった、摩擦抵抗を利用した摩擦ブレーキと、発電機(例えば、ハイブリッド車または電気自動車等の走行駆動源であるモータジェネレータ)からなり、発電時に生じる回転抵抗を利用した回生ブレーキとが知られている。 As a means for braking a vehicle such as an automobile, a friction brake using friction resistance such as a disc brake or a drum brake and a generator (for example, a motor generator which is a driving source of a hybrid vehicle or an electric vehicle) A regenerative brake using a rotational resistance generated during power generation is known.
また、特許文献1には、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを併用して、これら両ブレーキを協調させて動作させるブレーキシステム(以下、「協調ブレーキシステム」という。)が開示されている。
Further,
この協調ブレーキシステムでは、バッテリの残容量が少なく該バッテリに多くの回生電力を受け入れ可能なときには、回生ブレーキによる制動力の比率を高くすることでエネルギの有効利用を図ることができ、バッテリの残容量が多く該バッテリにより受け入れ可能な回生電力が少ないときには、回生ブレーキによる制動力を低下させて、代わりに摩擦ブレーキによる制動力の比率を高くすることで、運転者の制動要求に応じた総制動力を得ることができる。すなわち、協調ブレーキシステムによれば、バッテリの残容量に応じて回生エネルギを有効に利用しつつ、常に所要の制動力を得ることができるため、運転者はブレーキ操作時に違和感を覚えることがない。 In this coordinated brake system, when the remaining capacity of the battery is small and a large amount of regenerative power can be received by the battery, it is possible to effectively use energy by increasing the ratio of the braking force by the regenerative brake. When the capacity is large and the regenerative power that can be received by the battery is small, the braking force by the regenerative brake is reduced, and the ratio of the braking force by the friction brake is increased instead. Power can be obtained. That is, according to the coordinated brake system, the required braking force can always be obtained while effectively using the regenerative energy according to the remaining capacity of the battery, so that the driver does not feel uncomfortable when operating the brake.
ところが、協調ブレーキシステムでは、摩擦ブレーキ及び回生ブレーキによる各制動力の比率をあらゆる運転状態に対応するように制御する必要があるため、制御の複雑化を招くとともに、この制御に使用する種々のセンサが必要となり、生産コストの増大を招いてしまう。 However, in the coordinated brake system, it is necessary to control the ratio of each braking force by the friction brake and the regenerative brake so as to correspond to every driving state, which leads to complicated control and various sensors used for this control. Is required, which increases the production cost.
これに対して、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを協調させることなく個別に動作させるブレーキシステム(以下、「非協調ブレーキシステム」という。)が採用されることがある。この非協調ブレーキシステムは、運転者の制動要求に応じた制動力を摩擦ブレーキと回生ブレーキとに予め定めた配分で分担させるもので、これによれば、回生ブレーキの制御を簡素化することができるとともに、この制御に使用するセンサが少なくて済むことから生産コストの低減を図ることができる。 On the other hand, a brake system (hereinafter referred to as “non-cooperative brake system”) that operates the friction brake and the regenerative brake individually without cooperation may be employed. This non-coordinated brake system distributes the braking force according to the driver's braking request to the friction brake and the regenerative brake in a predetermined distribution. According to this, the control of the regenerative brake can be simplified. In addition, the production cost can be reduced because fewer sensors are used for this control.
しかしながら、非協調ブレーキシステムでは、バッテリ保護のために、該バッテリの残容量の増加等に伴って回生ブレーキによる制動が制限され或いは禁止されたときに、これを補うための摩擦ブレーキの制動力を増大させる制御は行われないため、トータルの制動力が低下する。この場合、運転者は、予想に反して制動力が小さいことに違和感を覚えることがある。 However, in the non-coordinated brake system, when the braking by the regenerative brake is restricted or prohibited due to the increase in the remaining capacity of the battery, etc., the braking force of the friction brake to compensate for this is provided in order to protect the battery. Since the increase control is not performed, the total braking force is reduced. In this case, the driver may feel uncomfortable that the braking force is small, contrary to expectations.
そこで、本発明は、非協調ブレーキシステムにおいて、回生ブレーキの利用によりエネルギの有効利用を図りつつ、運転者がブレーキ操作時に常に違和感を覚えることがない車両のブレーキシステムを提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a brake system for a vehicle in which a driver does not always feel uncomfortable at the time of brake operation while effectively using energy by using a regenerative brake in a non-cooperative brake system. .
前記課題を解決するため、本発明に係る車両のブレーキシステムは、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a vehicle brake system according to the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
ブレーキ操作手段のストローク変化に応じて摩擦ブレーキ手段と回生ブレーキ手段とを非協調で動作させる車両のブレーキシステムであって、
前記ブレーキ操作手段のストローク変化を検出するブレーキ操作検出手段と、
該ブレーキ操作検出手段の検出結果に基づいて、前記回生ブレーキ手段による回生制動力を制御する回生ブレーキ制御手段と、
前記回生ブレーキ手段の作動に伴い生じる電力を蓄える蓄電手段と、
該蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段と、を備え、
前記回生ブレーキ制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作手段の制動操作開始時のストローク変化が検出されたときに前記回生ブレーキ手段を制御する第1期間制御手段と、前記制動操作の継続中において、前記第1期間制御手段による制御に引き続いて前記回生ブレーキ手段の制御を行う第2期間制御手段とを有し、
前記第1期間制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段により検出される制動力増大方向のストローク変化が大きいほど前記回生制動力が大きくなるように前記回生ブレーキ手段を制御し、
前記第2期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が所定値以上であるとき、前記第1期間制御手段による制御時に比べて前記回生制動力が減少するように前記回生ブレーキ手段を制御することを特徴とする。
First, the invention according to
A brake system for a vehicle that operates the friction brake means and the regenerative brake means in a non-cooperative manner in accordance with a stroke change of the brake operation means,
Brake operation detecting means for detecting a stroke change of the brake operating means;
Regenerative brake control means for controlling the regenerative braking force by the regenerative brake means based on the detection result of the brake operation detection means;
Power storage means for storing electric power generated by the operation of the regenerative brake means;
A remaining capacity detecting means for detecting the remaining capacity of the power storage means,
The regenerative brake control means includes a first period control means for controlling the regenerative brake means when a stroke change at the start of the braking operation of the brake operation means is detected by the brake operation detection means, and the braking operation is continuing. in, and a second time period control means for controlling the pulling Subsequently the regenerative brake unit to control by the first period control means,
The first period control means controls the regenerative braking means so that the regenerative braking force increases as the stroke change in the braking force increasing direction detected by the brake operation detecting means increases.
The second period control means is configured to reduce the regenerative braking force so that the regenerative braking force is reduced when the remaining capacity detected by the remaining capacity detection means is greater than or equal to a predetermined value, as compared with the control by the first period control means. The means is controlled.
なお、ここでいう「ストローク変化」とは、ストローク変化量またはストローク変化速度の少なくとも一方を指すものとする。また、ここでいう「回生制動力」とは、回生ブレーキ手段による制動力を指すものとする。 The “stroke change” here refers to at least one of the stroke change amount and the stroke change speed. Further, the “regenerative braking force” here refers to the braking force by the regenerative braking means.
次に、請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記第2期間制御手段は、前記回生制動力の減少制御を行うとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が大きいほど前記回生制動力の減少量が大きくなるように制御することを特徴とする。
Next, the invention according to
When the regenerative braking force reduction control is performed, the second period control unit performs control so that the amount of decrease in the regenerative braking force increases as the remaining capacity detected by the remaining capacity detection unit increases. And
さらに、請求項3に記載の発明は、前記請求項1または請求項2に記載の発明において、
前記第1期間制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段により検出された制動操作開始時のストローク変化の大きさに基づいて前記回生制動力のピーク値を設定し、該ピーク値に到達するように前記回生制動力を増大させるように前記回生ブレーキ手段を制御する手段であり、
前記ブレーキシステムは、
前記第1期間制御手段により制御される前記回生制動力が前記ピーク値に達したか否かを判定するピーク到達判定手段と、を更に備え、
前記第2期間制御手段は、前記ピーク到達判定手段により前記回生制動力が前記ピーク値に達したと判定された後に、前記回生制動力の制御を行うことを特徴とする。
Further, the invention according to
The first period control means sets the peak value of the regenerative braking force based on the magnitude of the stroke change at the start of the braking operation detected by the brake operation detecting means, so that the peak value is reached. Means for controlling the regenerative braking means so as to increase the regenerative braking force;
The brake system includes:
Peak arrival determination means for determining whether or not the regenerative braking force controlled by the first period control means has reached the peak value;
The second period control unit controls the regenerative braking force after the peak arrival determination unit determines that the regenerative braking force has reached the peak value.
また、請求項4に記載の発明は、前記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、
前記第2期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値未満であることにより前記回生制動力を維持するように制御している場合、前記ブレーキ操作検出手段により制動力を減少させるストローク変化が検出されたときでも、前記回生制動力を維持するように制御することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of
The second period control means is controlled by the brake operation detection means when the remaining capacity detected by the remaining capacity detection means is controlled to maintain the regenerative braking force by being less than the predetermined value. Control is performed so that the regenerative braking force is maintained even when a stroke change that decreases power is detected.
さらに、請求項5に記載の発明は、前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発明において、
前記第2期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であることにより前記回生制動力の減少制御を行っている場合、前記ブレーキ操作検出手段により制動力を増大させるストローク変化が検出されたときでも、前記回生制動力を維持するように制御することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
When the remaining capacity detected by the remaining capacity detecting means is greater than or equal to the predetermined value and the second period control means is performing reduction control of the regenerative braking force, the second period control means applies braking force by the brake operation detecting means. Control is performed so as to maintain the regenerative braking force even when an increasing stroke change is detected.
さらにまた、請求項6に記載の発明は、前記請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の発明において、
前記蓄電手段の蓄電状態を制御する蓄電制御手段を更に備え、
該蓄電制御手段は、前記回生ブレーキ手段が作動しているときを除いて、前記回生ブレーキ手段が作動するときに生じる電力を前記蓄電手段が受け入れ可能なように該蓄電手段の残容量を所定の閾値以下に維持することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to claim 6 is the invention according to any one of
A storage control means for controlling a storage state of the storage means;
The power storage control means sets the remaining capacity of the power storage means to a predetermined value so that the power storage means can accept the electric power generated when the regenerative brake means operates except when the regenerative brake means operates. It is characterized by maintaining below the threshold value.
また、請求項7に記載の発明は、前記請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の発明において、
車両が旋回状態であるか否かを検出する旋回状態検出手段を更に備え、
前記第2期間制御手段は、前記旋回状態検出手段により車両の旋回状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする。
The invention according to
A turning state detecting means for detecting whether or not the vehicle is turning;
When the turning state detecting means detects the turning state of the vehicle, the second period control means is configured to reduce the regenerative braking force even if the remaining capacity detected by the remaining capacity detecting means is greater than or equal to the predetermined value. It is characterized by maintaining.
さらに、請求項8に記載の発明は、前記請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の発明において、
車両が降坂状態であるか否かを検出する降坂状態検出手段を更に備え、
前記第2期間制御手段は、前記降坂状態検出手段により車両の降坂状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to claim 8 is the invention according to any one of
Further comprising downhill state detecting means for detecting whether the vehicle is in a downhill state,
The second period control means, when the downhill state of the vehicle is detected by the downhill state detection means, even if the remaining capacity detected by the remaining capacity detection means is equal to or greater than the predetermined value. It is characterized by maintaining power.
本願の請求項1の発明によれば、摩擦ブレーキ手段と回生ブレーキ手段とを協調させることなく個別に動作させる非協調ブレーキシステムにおいて、回生ブレーキ手段の制御が、ブレーキ操作開始時には、ブレーキ操作手段の制動力増大方向のストローク変化が大きいほど回生制動力が大きくなるように行われ、その後、蓄電手段の残容量が所定値以上である場合には回生制動力が減少するように行われる。そのため、蓄電手段の残容量が前記所定値よりも少なく、該蓄電手段が回生電力を十分に受け入れ可能な場合は、ブレーキ操作開始時の制御による回生制動力がその後も維持されることで、回生エネルギを有効に利用することができる。一方、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であり、該蓄電手段による受け入れ可能な回生電力が少ない場合は、ブレーキ操作開始時の制御による回生制動力をその後減少させることにより蓄電手段の保護を図りつつ、ブレーキ操作開始時には、運転者の制動要求に応じた回生制動力を得ることができる。したがって、本発明に係る非協調ブレーキシステムによれば、回生ブレーキ手段の利用によりエネルギの有効利用を図りつつ、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることを確実に防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the non-cooperative brake system in which the friction brake unit and the regenerative brake unit are individually operated without cooperation, the control of the regenerative brake unit is performed when the brake operation is started. The regenerative braking force is increased so as to increase as the stroke change in the braking force increasing direction increases. Thereafter, the regenerative braking force is decreased when the remaining capacity of the power storage means is a predetermined value or more. Therefore, when the remaining capacity of the power storage means is less than the predetermined value and the power storage means can sufficiently accept the regenerative power, the regenerative braking force by the control at the start of the brake operation is maintained and the regenerative braking force is maintained thereafter. Energy can be used effectively. On the other hand, when the remaining capacity of the power storage means is equal to or greater than the predetermined value and the regenerative power that can be accepted by the power storage means is small, the regenerative braking force by the control at the start of the brake operation is subsequently reduced to protect the power storage means. At the time of starting the braking operation, a regenerative braking force according to the driver's braking request can be obtained. Therefore, according to the uncoordinated brake system according to the present invention, it is possible to reliably prevent the driver from feeling uncomfortable during the brake operation while effectively using energy by using the regenerative brake means.
本願の請求項2の発明によれば、ブレーキ操作開始時の制御による回生制動力をその後減少させる制御の際、蓄電手段の残容量が大きいほど回生制動力の減少量が大きくなるように制御されるため、蓄電手段を効果的に保護することができる。
According to the invention of
本願の請求項3の発明によれば、制動操作開始時のストローク変化の大きさに基づいて回生制動力のピーク値が設定され、蓄電手段の残容量に関わらず、前記ピーク値に必ず到達するように回生制動力が制御されるため、運転者は、ブレーキ操作時に常に違和感を覚えることがない。
According to the invention of
本願の請求項4の発明では、蓄電手段の残容量が前記所定値未満であることにより回生制動力を維持するように制御されている場合、制動力を減少させるブレーキ操作が行われたときでも、回生制動力を維持するように制御される。この請求項4の発明によれば、蓄電手段が回生電力を十分に受け入れ可能なときは回生ブレーキ手段を極力利用することで、回生エネルギの有効利用を一層図ることができる。また、このように制動力を減少させるブレーキ操作が行われたときに回生制動力が維持されても、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて低下し、これにより総制動力が低下するため、運転者の違和感を抑制することができる。 In the invention of claim 4 of the present application, when the remaining capacity of the power storage means is controlled to maintain the regenerative braking force by being less than the predetermined value, even when a braking operation for reducing the braking force is performed. The regenerative braking force is controlled to be maintained. According to the fourth aspect of the present invention, when the power storage means can sufficiently accept the regenerative power, the regenerative brake means can be used as much as possible to further effectively use the regenerative energy. Even if the regenerative braking force is maintained when the braking operation for reducing the braking force is performed in this way, the friction braking force is reduced according to the braking operation, thereby reducing the total braking force. A person's discomfort can be suppressed.
本願の請求項5の発明では、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であることにより回生制動力の減少制御が行われている場合でも、制動力を増大させるブレーキ操作が行われたときは、回生制動力の減少制御が中断されて回生制動力を維持するように制御される。このとき、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて増大し、これにより総制動力が増大するため、運転者が制動力の不足を感じることを極力抑制しつつ、回生制動力を増大させないことにより蓄電手段の保護を図ることができる。
In the invention of
本願の請求項6の発明によれば、回生ブレーキの作動中を除いて、蓄電手段が回生電力を受け入れ可能なように該蓄電手段の残容量が所定の閾値以下に維持されるため、ブレーキ操作が開始されたときに制動要求に応じた回生制動力を確実に得ることができる。 According to the invention of claim 6 of the present application, since the remaining capacity of the power storage means is maintained below a predetermined threshold so that the power storage means can accept regenerative power except during the operation of the regenerative brake, Thus, the regenerative braking force according to the braking request can be obtained with certainty.
本願の請求項7の発明によれば、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であっても、車両が旋回中であるときには回生制動力を維持するように制御されるため、車両旋回中における走行安定性の維持を図ることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, even when the remaining capacity of the power storage means is equal to or greater than the predetermined value, the regenerative braking force is controlled to be maintained when the vehicle is turning. The running stability can be maintained.
本願の請求項8の発明によれば、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であっても、車両が降坂中であるときは回生制動力を維持するように制御されるため、車両降坂中における走行安定性の維持を図ることができる。 According to the invention of claim 8 of the present application, even when the remaining capacity of the power storage means is equal to or greater than the predetermined value, the vehicle is controlled to maintain the regenerative braking force when the vehicle is on a downhill. It is possible to maintain running stability on the slope.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
先ず、ブレーキ操作時に常に十分な減速感を得られる非協調ブレーキシステムを開発することを目的として、本願発明者により行われた実験について説明する。 First, an experiment conducted by the inventor of the present application will be described for the purpose of developing a non-cooperative brake system that can always obtain a sufficient feeling of deceleration during brake operation.
この実験では、走行駆動源としてのモータジェネレータ(回生ブレーキ)を搭載するとともに非協調ブレーキシステムを採用した電気自動車において、前記モータジェネレータによる回生制動力(以下、「回生トルク」ともいう。)を制御する方法を複数設定し、これらの方法で制御を行った場合に運転者が感じる減速感の程度を確認した。 In this experiment, a regenerative braking force (hereinafter also referred to as “regenerative torque”) by the motor generator is controlled in an electric vehicle equipped with a motor generator (regenerative brake) as a travel drive source and employing a non-cooperative brake system. A plurality of methods were set, and the degree of deceleration felt by the driver when these methods were used was confirmed.
具体的に、回生トルクを制御する方法としては、制御A、制御B及び制御Cを設定した。図8に示すように、制御A〜制御Cは、ブレーキ操作開始時からの所定時間における回生トルクの累積値が互いに等しくなるように設定されているが、ブレーキ操作初期における回生トルクのピーク値が互いに異なっている。具体的に、制御Aにおいて、回生トルクのピーク値を最も高く設定し、ピーク値到達後は回生トルクを急激に減少させるように制御した。制御Bでは、制御Aに比べて、回生トルクのピーク値を低く設定するとともに、ピーク値到達後の回生トルクの減少が比較的緩やかになるように設定した。さらに、制御Cでは、回生トルクのピーク値を最も低く設定し、ピーク値到達後の回生トルクの減少が最も緩やかになるように設定した。 Specifically, control A, control B, and control C were set as methods for controlling the regenerative torque. As shown in FIG. 8, the control A to control C are set so that the cumulative values of the regenerative torque in a predetermined time from the start of the brake operation are equal to each other, but the peak value of the regenerative torque at the initial stage of the brake operation is They are different from each other. Specifically, in control A, the peak value of the regenerative torque was set to the highest value, and after reaching the peak value, the regenerative torque was controlled to decrease rapidly. In the control B, the peak value of the regenerative torque is set lower than that in the control A, and the reduction of the regenerative torque after reaching the peak value is set to be relatively gradual. Further, in the control C, the peak value of the regenerative torque is set to the lowest value, and the decrease of the regenerative torque after reaching the peak value is set to be the slowest.
図9に示すように、この実験の結果、運転者が得られる減速感は、制御A、制御B、制御Cの順で大きく、特に制御Aを行った場合に得られる減速感が、他の制御に比べて突出して大きいことを確認できた。この実験結果より、本願発明者は、ブレーキ操作初期における回生トルクのピーク値を大きく設定すれば、ピーク値到達後に回生トルクを急激に減少させても、運転者は十分な減速感を得ることができ、ブレーキ操作時に違和感を覚えないことを見出した。 As shown in FIG. 9, as a result of this experiment, the feeling of deceleration obtained by the driver is large in the order of control A, control B, and control C. In particular, the feeling of deceleration obtained when control A is performed is It was confirmed that it was larger than the control. From this experimental result, if the inventor of the present application sets the peak value of the regenerative torque at the initial stage of the brake operation to be large, the driver can obtain a sufficient feeling of deceleration even if the regenerative torque is sharply reduced after reaching the peak value. I found that I did not feel strange when operating the brakes.
本発明は、この点に着目して得られたものであり、以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。 The present invention has been obtained by paying attention to this point, and hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
図1は、本発明の一実施形態に係る車両のブレーキシステム10を示している。このブレーキシステム10は、ブレーキペダル22のストローク変化に応じて摩擦ブレーキ12,14と、モータジェネレータ40からなる回生ブレーキとを非協調で動作させるものである。
FIG. 1 shows a
また、本実施形態において、このブレーキシステム10が搭載される車両1は、前記モータジェネレータ40が電動機として作動することで得られる駆動力により走行可能な電気自動車である。この車両1が減速する際、モータジェネレータ40は、減速回生制御により発電機として作動することで回生電力を発生させるとともに、この発電時に生じる回転抵抗を利用した回生ブレーキとして機能するようになっている。
In the present embodiment, the
摩擦ブレーキ12,14としては、例えばディスクブレーキが用いられるが、摩擦抵抗を利用して制動力を発生させるものであれば、ディスクブレーキ以外の摩擦ブレーキを使用してもよく、例えばドラムブレーキを用いてもよい。摩擦ブレーキ12,14は、前輪2及び後輪4に車輪毎に設けられており、バキュームブースタ24、マスタシリンダ26及び油圧経路16,18を介してブレーキペダル22に接続されている。
As the
バキュームブースタ24は、バキュームコントロールシステム28から供給される負圧を利用してブレーキペダル22の踏力圧を増大させて、この増大した踏力圧をマスタシリンダ26に出力する。バキュームコントロールシステム28は、真空ポンプにより負圧を発生させる装置であり、このバキュームコントロールシステム28からバキュームブースタ24に供給される負圧は、後述のコントローラ30からの制御信号に基づいて、所定の下限値を下回らないように制御される。
The
マスタシリンダ26は、バキュームブースタ24から入力された踏力圧に対応する油圧を、前輪制動用の油圧経路16と後輪制動用の油圧経路18とに供給し、これにより、前輪制動用の油圧経路16を経由して前輪用の摩擦ブレーキ12に油圧が供給されるとともに、後輪制動用の油圧経路18を経由して後輪用の摩擦ブレーキ14に油圧が供給されて、各摩擦ブレーキ12,14が作動する。
The
本実施形態において、モータジェネレータ40は前輪2に駆動連結されている。モータジェネレータ40は、バッテリ42からの供給電力がインバータ44を経由して供給されることで電動機として作動し、これにより生じるモータジェネレータ40の駆動力が前輪2に伝達されることで、車両1が走行可能となる。一方、モータジェネレータ40が発電機として作動するとき、これにより生じる回生電力がインバータ44を経由してバッテリ42に供給され、これにより該バッテリ42が充電される。このようなモータジェネレータ40の電動機または発電機としての作動は、後述のコントローラ30によりインバータ44が制御されることで制御される。
In the present embodiment, the
コントローラ30は、アクセルペダル20の踏み込み量を検出するアクセルペダルストロークセンサ50、ブレーキペダル22の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ52、バッテリ42の残容量をコントローラ30により推定するために電流、電圧、温度等の各種情報を検出するSOC推定用センサ54、前輪2の舵角を検出する舵角センサ56、及び、路面の勾配を検出する勾配センサ58に電気的に接続されており、これらのセンサから送られる信号に基づいて演算処理を行い、バキュームコントロールシステム28及びインバータ44へ制御信号を出力するようになっている。
The
運転者によりブレーキペダル22が踏み込まれると、コントローラ30は、ブレーキペダルストロークセンサ52の検出結果に基づいて、摩擦ブレーキ12,14による摩擦制動力を制御するとともに、インバータ44を制御することによりモータジェネレータ40による回生制動力を制御する。
When the
コントローラ30は、非協調ブレーキシステムを採用しているため、上記の摩擦制動力の制御と回生制動力の制御とを協調させることなく独立して実行する。そのため、仮に、バッテリ42の残容量が多くて回生電力の受け入れが困難である場合などに回生制動力を減少させる制御が行われると、これを補うように摩擦制動力を増大させる制御が行われないため、トータルの制動力が低下し、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることがある。この問題を解消するため、本実施形態では、コントローラ30による回生制動力(回生トルク)の制御が、以下のように行われる。
Since the
先ず、ブレーキペダルストロークセンサ52によりブレーキ操作開始時のストローク変化が検出されたときは、この検出された制動力増大方向のストローク変化が大きいほど回生トルクTが大きくなるように制御される。なお、ここでいう「ストローク変化」とは、ストローク変化量またはストローク変化速度の少なくとも一方を指すものとする。
First, when a change in stroke at the start of the brake operation is detected by the brake
具体的には、ブレーキペダルストロークセンサ52によりブレーキ操作開始時のストローク変化の大きさに基づいて回生トルクTのピーク値Tmaxが設定され、該ピーク値Tmaxに到達するまで増大するように回生トルクTが制御される。かかる制御により、ブレーキ操作初期において、運転者の制動要求に応じた制動力を確実に得ることができるため、この後に仮に回生トルクTが減少しても、運転者は十分な減速感を得ることができ、ブレーキ操作時に違和感を覚えることがない。
Specifically, the peak value Tmax of the regenerative torque T is set by the brake
このブレーキ操作初期の回生トルクTの制御は、ブレーキペダルストロークセンサ52によりブレーキ操作開始時のストローク変化が検出されたときに常に実行される。そのため、かかる制御により生じる回生電力が確実にバッテリ42により受け入れられるようにしておく必要がある。
The control of the regenerative torque T at the initial stage of the brake operation is executed whenever the stroke change at the start of the brake operation is detected by the brake
そこで、コントローラ30は、モータジェネレータ40が発電機として作動しているときを除いて、バッテリ42が回生電力を確実に受け入れ可能なようにバッテリ42の残容量を所定の閾値X以下に維持するように制御する。このようにバッテリ42の蓄電状態を制御しておくことにより、ブレーキ操作が開始されたとき、上記のブレーキ操作初期の回生トルクTの制御を確実に実行することがでる。閾値Xは、例えば、バッテリ42の残容量の最大値Z(満充電時の残容量)から、ブレーキ操作3回分の回生電力に相当する容量を減算してなる値に設定される。かかるバッテリ42の蓄電状態の制御は、インバータ44の制御により行われる。
Therefore, the
回生トルクTがピーク値Tmaxに到達した後、回生トルクTはバッテリ42の残容量に応じて制御される。
After the regenerative torque T reaches the peak value Tmax, the regenerative torque T is controlled according to the remaining capacity of the
具体的に、回生トルクTのピーク値到達後において、バッテリ42の残容量が、回生電力を十分に受け入れ可能な所定値Y未満であれば、図5の符号aで示されるように、回生トルクTは維持されるように制御され、これにより、回生エネルギの有効利用を図ることができる。ここで、前記所定値Yは、例えば、前記閾値Xよりも大きな値に設定されるが、該閾値Xと同じ値に設定してもよい。
Specifically, after the peak value of the regenerative torque T is reached, if the remaining capacity of the
一方、回生トルクTのピーク値到達後において、バッテリ42の残容量が前記所定値Y以上であれば、図5の符号b〜dで示されるように、回生トルクTは減少するように制御され、この回生トルクTの減少制御が行われるとき、回生トルクTの減少量ΔTは、バッテリ42の残容量が大きいほど大きくなるように制御される。かかる制御により、バッテリ42に回生電力が過剰に供給されることを回避して、バッテリ42を適切に保護することができる。また、この場合、回生トルクTが減少することにより、摩擦制動力を合わせたトータルの制動力が低下するが、上述のようにブレーキ操作初期に十分な制動力が働くことにより、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることは防止できる。
On the other hand, if the remaining capacity of the
続いて、図2のフローチャートを参照しながら、コントローラ30が回生トルクTを制御する際の制御動作の一例について説明する。
Next, an example of a control operation when the
先ず、ステップS1では、コントローラ60への入力信号に基づいて、車両1の運転状態に関する各種情報が読み込まれる。具体的には、アクセルペダルストロークセンサ50、ブレーキペダルストロークセンサ52、SOC推定用センサ54、舵角センサ56及び勾配センサ58の各出力値が読み込まれる。
First, in step S1, various information relating to the driving state of the
次のステップS2では、ステップS1で読み込まれたアクセルペダルストロークセンサ50の出力値に基づき、アクセルペダル20が踏み込まれているか否かが判定される。なお、ステップS2の判定は、アクセルペダルストロークセンサ50の出力値に代えて、アクセルペダル20のオンオフを検出するアクセルスイッチの出力値に基づいて行ってもよい。
In the next step S2, it is determined whether or not the
ステップS2の判定の結果、アクセルペダル20が踏み込まれている場合は、運転者による制動要求がないと見なされ、回生トルクのピーク値Tmaxが設定されたか否かの判定に用いるフラグF1と、回生トルクTがピーク値Tmaxに到達したか否かの判定に用いるフラグF2とがいずれも「0」に設定されて(ステップS15)、モータジェネレータ40による回生制動が作動することなく処理が終了する。
If the result of determination in step S2 is that the
一方、ステップS2の判定の結果、アクセルペダル20が踏み込まれていない場合は、ステップS3に進む。
On the other hand, if the result of determination in step S2 is that the
ステップS3では、ステップS1で読み込まれたブレーキペダルストロークセンサ52の出力値に基づき、ブレーキペダル22が踏み込まれているか否かが判定される。なお、ステップS3の判定は、ブレーキペダルストロークセンサ52の出力値に代えて、ブレーキペダル22のオンオフを検出するブレーキスイッチの出力値に基づいて行ってもよい。
In step S3, it is determined whether or not the
ステップS3の判定の結果、ブレーキペダル22が踏み込まれていない場合は、運転者による制動要求がないと見なされて前記のフラグF1とフラグF2とがいずれも「0」に設定されるとともに(ステップS16)、回生トルクTが、エンジンブレーキに相当する最低限の回生制動を生じさせる最低値Tminに設定されて(ステップS17)、この出力値Tminがインバータ44に出力される(ステップS13)。
If the result of determination in step S3 is that the
一方、ステップS3の判定の結果、ブレーキペダル22が踏み込まれている場合は、フラグF1が「1」に設定されているか否かが判定される(ステップS4)。
On the other hand, if the result of determination in step S3 is that the
ステップS4の判定の結果、フラグF1が「0」に設定されている場合のみステップS5に進み、フラグF1が「1」に設定されている場合、ステップS5及びステップS6を省略してステップS7に進む。 As a result of the determination in step S4, the process proceeds to step S5 only when the flag F1 is set to “0”. When the flag F1 is set to “1”, the process skips steps S5 and S6 and proceeds to step S7. move on.
ステップS5では、ブレーキペダルストロークセンサ52で検出されたブレーキペダル22の踏み込み量Bstと、該踏み込み量Bstの増加速度ΔBstとに基づいて、回生トルクのピーク値Tmaxが設定される。具体的に、このピーク値Tmaxは、例えば図3に示すマップを用いて、踏み込み量Bstが大きいほど大きくなるように、且つ、踏み込み量の増加速度ΔBstが大きいほど大きくなるように設定される。これにより、回生トルクのピーク値Tmaxを、運転者の制動要求に応じた値に設定することができる。このようにしてピーク値Tmaxが設定されると、続くステップS6においてフラグF1が「1」に設定された後、ステップS7に進む。
In step S5, the peak value Tmax of the regenerative torque is set based on the depression amount Bst of the
ステップS7では、回生トルクTが、ステップS5で設定されたピーク値Tmaxに到達したか否かが判定される。 In step S7, it is determined whether or not the regenerative torque T has reached the peak value Tmax set in step S5.
ピーク値Tmaxの設定直後は、回生トルクTがピーク値Tmaxに達していないため、ステップS7の判定を経てステップS14に進み、このステップS14においてフラグF2が「1」でないと判定された後、回生トルクTの出力値としてピーク値Tmaxがインバータ44に出力される(ステップS13)。この場合、回生トルクTがピーク値Tmaxに到達するまで同様の処理が繰り返され、これにより、回生トルクTはブレーキ操作の初期にピーク値Tmaxに到達する。よって、ブレーキ操作の初期に、制動要求に応じた回生トルクTが作動することで、運転者はブレーキ操作時に違和感を覚えることがない。
Immediately after the peak value Tmax is set, the regenerative torque T has not reached the peak value Tmax, and thus the process proceeds to step S14 through the determination in step S7. In step S14, it is determined that the flag F2 is not “1”. The peak value Tmax is output to the
一方、回生トルクTがピーク値Tmaxに到達すると、ステップS7の判定を経てステップS8においてフラグF2が「1」に設定された後、ステップS9に進む。 On the other hand, when the regenerative torque T reaches the peak value Tmax, the flag F2 is set to “1” in step S8 through the determination in step S7, and then the process proceeds to step S9.
ステップS9では、ステップS1で読み込まれた勾配センサ58の出力値に基づき、車両1が降坂中であるか否かが判定され、ステップS10では、ステップS1で読み込まれた舵角センサ56の出力値に基づき、車両1がコーナリング中であるか否かが判定される。なお、ステップS9の判定は、勾配センサ58の出力値に代えて、車両の降坂状態を検出可能な別のセンサ(例えば上下方向の加速度を検出する加速度センサ)に基づいて行ってもよく、ステップS10の判定は、舵角センサ56の出力値に代えて、車両の旋回状態を検出可能な別のセンサ(例えば車幅方向の加速度を検出する加速度センサ)に基づいて行ってもよい。
In step S9, it is determined based on the output value of the
ステップS9及びステップS10の判定の結果、車両1が降坂中であるか又はコーナリング中であるとき、ステップS11及びステップS12における回生トルクTの減少制御が実行されることなく、回生トルクTがインバータ44に出力される(ステップS13)。これにより、車両1の降坂中またはコーナリング中における走行安定性の維持が図られる。
As a result of the determination in step S9 and step S10, when the
一方、ステップS9及びステップS10の判定の結果、車両1が降坂中でもコーナリング中でもないとき、ステップS11及びステップS12における回生トルクTの減少制御が実行される。
On the other hand, as a result of the determination in step S9 and step S10, when the
ステップS11では、回生トルクTの減少量ΔTが設定される。具体的には、例えば図4に示すマップを用いて、SOC推定用センサ54の検出値に基づき推定されたバッテリ42の残容量が大きいほど、すなわち、バッテリ42が受け入れ可能な回生電力が小さいほど、回生トルクの減少量ΔTは大きく設定される。これにより、バッテリ42により受け入れ可能な回生電力が小さいときは、回生トルクTを大きく減少させることで、バッテリ12に回生電力が過剰に供給されることを回避して、バッテリ42を適切に保護することができる。
In step S11, a reduction amount ΔT of the regenerative torque T is set. Specifically, for example, using the map shown in FIG. 4, the larger the remaining capacity of the
続くステップS12では、ステップS11で設定された減少量ΔT分だけ、回生トルクTが減算されて、この減算後の値がインバータ44に出力される(ステップS13)。このように、回生トルクTをピーク値Tmaxに到達した後に減少させても、上述のように運転者は制動力の不足を感じ難く、ブレーキ操作時に違和感を覚えることはない。 In the subsequent step S12, the regenerative torque T is subtracted by the amount of decrease ΔT set in step S11, and the value after this subtraction is output to the inverter 44 (step S13). In this way, even if the regenerative torque T is decreased after reaching the peak value Tmax, the driver hardly feels that the braking force is insufficient as described above, and does not feel uncomfortable during the brake operation.
なお、図2に示す制御動作の実行中において、ブレーキペダル22の踏み込み量Bstが増減した場合、これに応じて回生トルクTが増減するように制御してもよい。
Note that when the depression amount Bst of the
しかしながら、踏み込み量Bstが増大したときに常に回生トルクTを増大させたり、踏み込み量Bstが減少したときに常に回生トルクTを減少させたりすると、エネルギ効率およびバッテリ42の保護の観点から好ましくないことがある。
However, it is not preferable from the viewpoint of energy efficiency and protection of the
この観点に基づいて、図6及び図7を参照しながら、本発明の別の実施形態について説明する。図6及び図7に示す各実施形態では、上述のコントローラ30により、基本的には上述の実施形態と同様に回生トルクTが制御されるが、回生トルクTがピーク値Tmaxに到達した後にブレーキペダル22の踏み込み量が増減した場合の制御動作が上述の実施形態と異なる。
Based on this viewpoint, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In each of the embodiments shown in FIGS. 6 and 7, the regenerative torque T is basically controlled by the above-described
具体的に、図6に示す実施形態では、バッテリ42の残容量が前記所定値Y未満であることにより回生トルクTを維持するように制御されている場合において、ブレーキペダル22の踏み込み量Bstが増大したときは、これに応じて回生トルクTを増大させるように制御される。これにより、運転者の制動要求に応じた回生制動を得ることができる。一方、同様に回生トルクTを維持するように制御されている場合において、ブレーキペダル22の踏み込み量Bstが減少したときは、回生トルクTを維持するように制御される。これにより、バッテリ42が回生電力を十分に受け入れ可能なときは回生制動を極力利用することで、回生エネルギの有効利用を一層図ることができる。また、このように制動力を減少させるブレーキ操作が行われたときに回生制動力が維持されても、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて低下し、これにより総制動力が低下するため、運転者の違和感を抑制することができる。
Specifically, in the embodiment shown in FIG. 6, when the remaining capacity of the
また、図7に示す実施形態では、バッテリ42の残容量が前記所定値Y以上であることにより回生トルクTの減少制御を行っている場合において、ブレーキペダル22の踏み込み量Bstが減少したときは、これに応じて回生トルクTを減少させるように制御される。これにより、運転者の制動要求の低下に応じて回生制動を低下させることができる。一方、同様に回生トルクTの減少制御を行っている場合において、ブレーキペダル22の踏み込み量Bstが増大したときは、回生トルクTを維持するように制御される。これにより、回生トルクTの減少制御が中断されるとともに、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて増大し、これにより総制動力が増大するため、運転者が制動力の不足を感じることを極力抑制しつつ、回生トルクTを増大させないことによりバッテリ42の保護を図ることができる。
In the embodiment shown in FIG. 7, when the decrease amount Bst of the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、上述の実施形態では、本発明を電気自動車に適用する場合について説明したが、本発明は、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを非協調で動作させるブレーキシステムを搭載した車両であれば、電気自動車以外の車両(例えばハイブリッド車)にも適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an electric vehicle has been described. However, the present invention is an electric vehicle as long as the vehicle is equipped with a brake system that operates a friction brake and a regenerative brake in an uncoordinated manner. It can also be applied to other vehicles (for example, hybrid vehicles).
以上のように、本発明によれば、非協調ブレーキシステムにおいて、回生ブレーキの利用によりエネルギの有効利用を図りつつ、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることを常に防止することが可能となるから、非協調ブレーキシステムを採用した電気自動車またはハイブリッド車等の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。 As described above, according to the present invention, in the non-cooperative brake system, it is possible to always prevent the driver from feeling uncomfortable when operating the brake while effectively using energy by using the regenerative brake. There is a possibility of being suitably used in the field of manufacturing industries of vehicles such as electric vehicles or hybrid vehicles that employ a non-cooperative brake system.
1:車両、10:ブレーキシステム、12,14:摩擦ブレーキ、22:ブレーキペダル、30:コントローラ、40:モータジェネレータ(回生ブレーキ手段)、42:バッテリ(蓄電手段)、52:ブレーキペダルストロークセンサ、54:SOC推定用センサ、56:舵角センサ、58:勾配センサ。 1: vehicle, 10: brake system, 12, 14: friction brake, 22: brake pedal, 30: controller, 40: motor generator (regenerative brake means), 42: battery (power storage means), 52: brake pedal stroke sensor, 54: SOC estimation sensor, 56: Rudder angle sensor, 58: Gradient sensor.
Claims (8)
前記ブレーキ操作手段のストローク変化を検出するブレーキ操作検出手段と、
該ブレーキ操作検出手段の検出結果に基づいて、前記回生ブレーキ手段による回生制動力を制御する回生ブレーキ制御手段と、
前記回生ブレーキ手段の作動に伴い生じる電力を蓄える蓄電手段と、
該蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段と、を備え、
前記回生ブレーキ制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作手段の制動操作開始時のストローク変化が検出されたときに前記回生ブレーキ手段を制御する第1期間制御手段と、前記制動操作の継続中において、前記第1期間制御手段による制御に引き続いて前記回生ブレーキ手段の制御を行う第2期間制御手段とを有し、
前記第1期間制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段により検出される制動力増大方向のストローク変化が大きいほど前記回生制動力が大きくなるように前記回生ブレーキ手段を制御し、
前記第2期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が所定値以上であるとき、前記第1期間制御手段による制御時に比べて前記回生制動力が減少するように前記回生ブレーキ手段を制御することを特徴とする車両のブレーキシステム。 A brake system for a vehicle that operates the friction brake means and the regenerative brake means in a non-cooperative manner in accordance with a stroke change of the brake operation means,
Brake operation detecting means for detecting a stroke change of the brake operating means;
Regenerative brake control means for controlling the regenerative braking force by the regenerative brake means based on the detection result of the brake operation detection means;
Power storage means for storing electric power generated by the operation of the regenerative brake means;
A remaining capacity detecting means for detecting the remaining capacity of the power storage means,
The regenerative brake control means includes a first period control means for controlling the regenerative brake means when a stroke change at the start of the braking operation of the brake operation means is detected by the brake operation detection means, and the braking operation is continuing. in, and a second time period control means for controlling the pulling Subsequently the regenerative brake unit to control by the first period control means,
The first period control means controls the regenerative braking means so that the regenerative braking force increases as the stroke change in the braking force increasing direction detected by the brake operation detecting means increases.
The second period control means is configured to reduce the regenerative braking force so that the regenerative braking force is reduced when the remaining capacity detected by the remaining capacity detection means is greater than or equal to a predetermined value, as compared with the control by the first period control means. A vehicle brake system characterized by controlling the means.
前記ブレーキシステムは、
前記回生ブレーキ手段による回生制動力を検出する回生制動力検出手段と、
該回生制動力検出手段により検出された回生制動力が、前記第1期間制御手段により設定された前記ピーク値に達したか否かを判定するピーク到達判定手段と、を更に備え、
前記第2期間制御手段は、前記ピーク到達判定手段により前記回生制動力が前記ピーク値に達したと判定された後に、前記回生制動力の制御を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両のブレーキシステム。 The first period control means is means for setting a peak value of the regenerative braking force based on the magnitude of the stroke change detected by the brake operation detection means,
The brake system includes:
Regenerative braking force detection means for detecting regenerative braking force by the regenerative braking means;
Peak arrival determination means for determining whether or not the regenerative braking force detected by the regenerative braking force detection means has reached the peak value set by the first period control means;
The second period control means controls the regenerative braking force after the peak arrival judging means determines that the regenerative braking force has reached the peak value. 2. The vehicle brake system according to 2.
該蓄電制御手段は、前記回生ブレーキ手段が作動しているときを除いて、前記回生ブレーキ手段が作動するときに生じる電力を前記蓄電手段が受け入れ可能なように該蓄電手段の残容量を所定の閾値以下に維持することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車両のブレーキシステム。 A storage control means for controlling a storage state of the storage means;
The power storage control means sets the remaining capacity of the power storage means to a predetermined value so that the power storage means can accept the electric power generated when the regenerative brake means operates except when the regenerative brake means operates. The vehicle brake system according to any one of claims 1 to 5, wherein the brake system is maintained below a threshold value.
前記第2期間制御手段は、前記旋回状態検出手段により車両の旋回状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の車両のブレーキシステム。 A turning state detecting means for detecting whether or not the vehicle is turning;
When the turning state detecting means detects the turning state of the vehicle, the second period control means is configured to reduce the regenerative braking force even if the remaining capacity detected by the remaining capacity detecting means is greater than or equal to the predetermined value. The vehicle brake system according to any one of claims 1 to 6, wherein the vehicle brake system is maintained.
前記第2期間制御手段は、前記降坂状態検出手段により車両の降坂状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車両のブレーキシステム。 Further comprising downhill state detecting means for detecting whether the vehicle is in a downhill state,
The second period control means, when the downhill state of the vehicle is detected by the downhill state detection means, even if the remaining capacity detected by the remaining capacity detection means is equal to or greater than the predetermined value. The vehicle braking system according to any one of claims 1 to 7, wherein power is maintained.
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