JP5879974B2 - 車両のブレーキ制御装置 - Google Patents
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Description
前記マスタシリンダは、ブレーキ操作に応じたマスタシリンダ圧を発生する。
前記ホイルシリンダは、前後輪の各輪に設けられ、ホイルシリンダ圧に応じて各輪に液圧制動力を与える。
前記ブレーキ液圧アクチュエータは、前記マスタシリンダと前記ホイルシリンダとの間に介装され、ポンプモータにより駆動する液圧ポンプと、ホイルシリンダ圧とマスタシリンダ圧の差圧を制御する差圧弁と、を有する。
前記ブレーキコントローラは、前記マスタシリンダによって発生するマスタシリンダ圧に前記液圧ポンプにより昇圧する液圧を印加する制御を行う。
前記停車時モータオフ制御手段は、車両停車時に前記ポンプモータを停止する停車時モータオフ制御を行う。
この車両のブレーキ制御装置において、走行路の勾配が所定勾配以上の勾配路であり、かつ、車両が減速中または停車中であると判断されたとき、前記走行路の勾配にて車両停止の維持が可能な車両停止維持可能制動力と、前記ホイルシリンダ圧から前記液圧ポンプにより昇圧する液圧を除いたドライバ入力により発生する実制動力を演算し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力より大きい場合は、前記停車時モータオフ制御を禁止し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力以下の場合は、前記停車時モータオフ制御を実施するモータオフ開始タイミング制御手段と、を備える。
一方、車両停止維持可能制動力が実制動力以下の場合、つまり、実制動力により車両停止維持可能制動力が確保され、勾配路面にて車両停止状態を維持できることが保証される場合、停車時モータオフ制御が実施され、ポンプモータの停止が開始される。したがって、制動中であればポンプモータを常時作動させておく場合に比べ、ポンプモータの作動頻度が低下し、ポンプモータの耐久性が確保される。
この結果、ポンプモータの耐久性を確保しつつ、勾配路面での停車時に制動力不足による車両の再度動き出しを防止することができる。
実施例1の車両のブレーキ制御装置の構成を、「全体システム構成」、「ブレーキ制御系構成」、「モータオフ開始タイミング制御構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1のブレーキ制御装置を適用した前輪駆動による電動車両の一例であるハイブリッド車の構成を示し、図2は、ブレーキ液圧アクチュエータの一例であるVDCブレーキ液圧アクチュエータを示す。以下、図1及び図2に基づき、VDCを利用した回生協調ブレーキシステムの全体システム構成を説明する。
図3は、実施例1のブレーキ制御装置におけるブレーキ制御系のブロック構成を示す。以下、図3に基づいて、ブレーキ制御系構成を説明する。
図4は、実施例1のブレーキ制御装置における統合コントローラ8のモータOFF開始タイミング制御部9cで実行されるモータOFF開始タイミング制御処理の流れを示す(モータオフ開始タイミング制御手段)。以下、図4に基づいて、モータOFF開始タイミング制御構成の詳細をあらわす各ステップを説明する。
ここで、減速中は、車輪速センサ92からの車輪速を微分演算することによる車輪速の時間変化勾配が負の勾配であることで判断する。停車中は、車輪速センサ92からのセンサ信号停止にて判断する。つまり、ステップS3では、減速中及び停車中を含み登坂勾配路にて車両停止の可能性があるか否かを判断する。
ここで、車両停止維持可能制動力は、登坂勾配路の勾配角度(路面勾配)や車両重量等により、車両を登坂路に停止状態で維持するのに必要とされる最小限域の制動力として演算される。この車両停止維持可能制動力の演算において、ブレーキ以外の制動力を考慮するために、シフト位置(Pレンジ位置)、駆動トルク、パーキングブレーキの使用有無情報、等を補足情報として使用する。例えば、登坂勾配路で駆動トルクがある場合、駆動トルク分の制動力が発生しているとみなすことができ、極力余分なVDCモータ21の作動を抑制することができる。また、Pレンジ位置を選択している場合やパーキングブレーキを使用している場合は、既に車両停止維持可能制動力が発生しているとみなすことができ、VDCモータ21の作動が必要なくなる。
ここで、ドライバ入力は、マスタシリンダ圧、ホイルシリンダ圧、ブレーキペダルストローク等から得る。そして、ブレーキ踏み込み状態により、マスタシリンダ圧とホイルシリンダ圧とブレーキペダルストロークを使い別ける。つまり、ロスストローク領域では、マスタシリンダ圧が発生しないため、その領域ではホイルシリンダ圧やブレーキペダルストロークの値からドライバ入力による実制動力を演算する。また、VDCモータ21の停止後は、マスタシリンダ圧とホイルシリンダ圧が同値になる場合があり、その場合はマスタシリンダ圧により実制動力を演算する。
ここで、停車時モータOFF制御禁止から停車時モータOFF制御実施へ移行したときには、VDCブレーキ液圧アクチュエータ2の保持ソレノイドバルブ27,27,27,27を閉じることで、移行時点でのホイルシリンダ圧を保持する。このホイルシリンダ圧の保持とともに、ステップS10以降の処理によりVDCモータ21を停止する。
すなわち、停車時モータOFF制御がキャンセルから実施へ移行したとき、ブレーキ踏み込み量が、マスタシリンダ圧の発生がないロスストローク領域にあるか否かを判断するステップである。
ここで、モータ回転数低下勾配は、制動力上昇勾配に合わせて低減させられるように可変勾配とする。例えば、ドライバ入力(ブレーキ踏み込み量やマスタシリンダ圧)が速い場合は、速くモータ回転数を低減させるように、急なモータ回転数低下勾配とする。また、ブレーキ踏み込み量によりブレーキペダル反力の発生状況が変わるため、ブレーキペダル反力の違和感を低減するように、ドライバ入力が大きいほどモータ回転数低下勾配を緩やかな勾配とする。
実施例1のハイブリッド車のブレーキ制御装置における作用を、「回生協調ブレーキ制御作用」、「比較例の課題」、「モータOFF開始タイミング制御作用」、「登り勾配で0km/hと同時に踏み込みした場合における比較作用」に分けて説明する。
ハイブリッド車の場合、制動時においてエンジン車のように制動エネルギーを熱エネルギーとして全て消費するのではなく、制動エネルギーのうちできる限り多くのエネルギーを回生エネルギーとしてバッテリ回収することが燃費向上を図る上で必要である。以下、図5に基づき、これを反映する回生協調ブレーキ制御作用を説明する。
すなわち、VDCを利用した回生協調ブレーキ制御システムは、ブレーキ操作時、目標減速度に対し、(基本液圧分+回生分)あるいは(基本液圧分)だけでは補償しきれないシーンが発生すると、VDCブレーキ液圧アクチュエータ2によって補償しきれない分の液圧を昇圧し、ドライバの要求減速度を達成する制御システムである。言い換えると、コンベンショナルVDCの安全機能を拡張(安全機能+回生協調機能)した制御システムであるということができる。
上記回生協調ブレーキ制御では、ブレーキ操作による制動時、ポンプアップ昇圧に備えて常にVDCモータを作動しておく必要があることから、VDCモータの劣化が問題となる。そこで、ブレーキ操作による制動中であっても停車時にはVDCモータを停止させ、VDCモータの耐久性を確保するようにしたものを比較例とする。以下、図6に基づき、これを反映する比較例の課題を説明する。
上記停車時モータOFF制御は、登坂勾配路での停車時にブレーキ踏み込み操作を行った場合、車両のずり下がりの発生やブレーキペダルフィーリングに違和感の発生という課題が生じる。そこで、停車時モータOFF制御のメリット(VDCモータ21の耐久性確保)を維持しながら、上記課題を解決する工夫が必要である。以下、図4及びこれを反映するモータOFF開始タイミング制御作用を説明する。
したがって、ステップS3の登坂路減速停車条件が不成立であるときは、通常どおりに停車時モータOFF制御が実施され、停車時モータOFF制御のメリットであるVDCモータ21の耐久性が確保される。
すなわち、時刻t3になって、ホイルシリンダ圧を保持するとともに、VDCモータ21を停止すると、それまでのポンプアップ昇圧での差圧コントロールにより下げられていたマスタシリンダ圧が上昇する。このとき、ドライバの踏み込み操作量が、ロスストローク領域を超える操作量である場合、マスタシリンダ圧が上昇すると、マスタシリンダ圧の上昇による油圧力がブレーキペダル11へ伝達され、ペダル反力が高くなる。
これに対し、停車時モータOFF制御の実施を開始する時刻t3にてMC圧>0(ロスストローク領域を超える操作量)であるため、図7の時刻t3〜時刻t4の区間においては、VDCモータ21のモータ回転数低下勾配を緩やかに制限している。これによって、VDCモータ21の停止に伴うマスタシリンダ圧の上昇勾配も緩やかになり、ブレーキペダルフィーリングの違和感を低減する。なお、ドライバの踏み込み操作量が、マスタシリンダ圧が発生しないロスストローク領域である場合には、VDCモータ21を停止してもペダル反力が高くなることが無いため、VDCモータ21を急に停止してもブレーキペダルフィーリングの違和感の問題が発生しない。
上記比較例の課題で例示したのと同じシーンでのブレーキ条件、すなわち、登り勾配で車速が0km/hなるのと同時にブレーキ踏み込み操作した場合における比較例(対策前)と実施例1(対策後)を対比した比較作用を、図8に基づき説明する。
実施例1のハイブリッド車のブレーキ制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前後輪の各輪に設けられ、ホイルシリンダ圧に応じて各輪に液圧制動力を与えるホイルシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRと、
前記マスタシリンダ13と前記ホイルシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRとの間に介装され、ポンプモータ(VDCモータ21)により駆動する液圧ポンプ22,22と、ホイルシリンダ圧とマスタシリンダ圧の差圧を制御する差圧弁(第1M/Cカットソレノイドバルブ25、第2M/Cカットソレノイドバルブ26)と、を有するブレーキ液圧アクチュエータ(VDCブレーキ液圧アクチュエータ2)と、
勾配路面にて車両停止の可能性があるとの判断中、路面勾配にて車両停止維持が可能な車両停止維持可能制動力とドライバ入力により発生する実制動力を演算し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力より大きい間は、前記ポンプモータ(VDCモータ21)の作動を許容し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力以下になると、前記ポンプモータ(VDCモータ21)の停止を開始するモータオフ開始タイミング制御手段(モータOFF開始タイミング制御部9c、図4)と、
を備える。
このため、ポンプモータ(VDCモータ21)の耐久性を確保しつつ、勾配路面での停車時に制動力不足による車両の再度動き出しを防止することができる。
加えて、ポンプモータ(VDCモータ21)の耐久性が確保されることで、耐久性能がブラシレスモータより劣るものの廉価というコストメリットがあるブラシモータを、ポンプモータ(VDCモータ21)として用いることができる。さらに、勾配路面での停車時に制動力不足による車両の再度動き出しが防止されることで、勾配路面での停車時にブレーキ踏み増し等の追加操作を要することがない。
このため、上記(1)の効果に加え、登坂勾配路での停車時において、停車と同時を含む停車前後のブレーキ踏み込み操作に対しポンプモータ(VDCモータ21)の作動を許容することで、登坂勾配路で停車した後の車両のずり下がりを防止することができる。
前記モータオフ開始タイミング制御手段(図4)は、勾配路面にて車両停止の可能性があると判断中、前記車両停止維持可能制動力と前記実制動力の大きさを比較し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力より大きい間は、前記停車時モータオフ制御を禁止し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力以下になると、前記停車時モータオフ制御を実施する(ステップS3〜ステップS9)。
このため、上記(1)または(2)の効果に加え、ブレーキ制御系に予め停車時モータオフ制御手段(停車時モータOFF制御部9b)を備える場合、停車時モータオフ制御を禁止するか実施するかの判断処理を加えるだけの簡単な変更により、モータオフ開始タイミング制御を行うことができる。
このため、上記(1)〜(3)の効果に加え、車両停止維持可能制動力を保ちながら、ポンプモータ(VDCモータ21)の作動時間を最小限に抑えることができる。その理由は、ブレーキ踏み込み操作が終了するまで待つことなく、ブレーキ踏み込み操作の途中であっても車両停止維持可能制動力を確保したタイミングにて、ホイルシリンダ圧を保持するとともに、ポンプモータ(VDCモータ21)の停止を開始することによる。
このため、上記(4)の効果に加え、ポンプモータ(VDCモータ21)の停止時、ブレーキペダルフィーリングの違和感の低減と、ポンプモータ(VDCモータ21)の作動時間削減と、の両立を図ることができる。その理由は、マスタシリンダ圧の変化がペダル反力に跳ね返ってくるときにのみモータ回転数低下勾配を制限し、マスタシリンダ圧の変化がペダル反力に跳ね返ってこないときには応答良くポンプモータ(VDCモータ21)を停止させることによる。
13 マスタシリンダ
2 VDCブレーキ液圧アクチュエータ(ブレーキ液圧アクチュエータ)
21 VDCモータ(ポンプモータ)
22 液圧ポンプ
24 マスタシリンダ圧センサ
25 第1M/Cカットソレノイドバルブ(差圧弁)
26 第2M/Cカットソレノイドバルブ(差圧弁)
3 ストロークセンサ
4FL 左前輪ホイルシリンダ
4FR 右前輪ホイルシリンダ
4RL 左後輪ホイルシリンダ
4RR 右後輪ホイルシリンダ
5 走行用電動モータ
61 プライマリ液圧管
62 セカンダリ液圧管
63 左前輪液圧管
64 右前輪液圧管
65 左後輪液圧管
66 右後輪液圧管
7 ブレーキコントローラ
8 モータコントローラ
9 統合コントローラ
9a 回生協調ブレーキ制御部
9b 停車時モータOFF制御部
9c モータOFF開始タイミング制御部
91 バッテリコントローラ
92 車輪速センサ
93 ブレーキスイッチ
94 前後Gセンサ
95 シフト位置センサ
96 ホイルシリンダ圧センサ
Claims (5)
- ブレーキ操作に応じたマスタシリンダ圧を発生するマスタシリンダと、
前後輪の各輪に設けられ、ホイルシリンダ圧に応じて各輪に液圧制動力を与えるホイルシリンダと、
前記マスタシリンダと前記ホイルシリンダとの間に介装され、ポンプモータにより駆動する液圧ポンプと、ホイルシリンダ圧とマスタシリンダ圧の差圧を制御する差圧弁と、を有するブレーキ液圧アクチュエータと、
前記マスタシリンダによって発生するマスタシリンダ圧に前記液圧ポンプにより昇圧する液圧を印加する制御を行うブレーキコントローラと、
車両停車時に前記ポンプモータを停止する停車時モータオフ制御を行う停車時モータオフ制御手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置において、
走行路の勾配が所定勾配以上の勾配路面であり、かつ、車両が減速中または停車中であると判断されたとき、前記走行路の勾配にて車両停止の維持が可能な車両停止維持可能制動力と、前記ホイルシリンダ圧から前記液圧ポンプにより昇圧する液圧を除いたドライバ入力により発生する実制動力を演算し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力より大きい場合は、前記停車時モータオフ制御を禁止し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力以下の場合は、前記停車時モータオフ制御を実施するモータオフ開始タイミング制御手段と、
を備えることを特徴とする車両のブレーキ制御装置。 - 請求項1に記載された車両のブレーキ制御装置において、
前記モータオフ開始タイミング制御手段は、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力より大きい間は、前記停車時モータオフ制御を禁止し、前記車両停止維持可能制動力が前記実制動力以下になると、前記停車時モータオフ制御を開始する
ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。 - 請求項1又は2に記載された車両のブレーキ制御装置において、
前記モータオフ開始タイミング制御手段は、前記走行路の勾配が所定勾配以上の登坂勾配路であり、かつ、車両が減速中または停車中であると判断されたとき、前記車両停止維持可能制動力と前記実制動力を演算する
ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。 - 請求項1から3までの何れか1項に記載された車両のブレーキ制御装置において、
前記モータオフ開始タイミング制御手段は、前記実制動力により前記車両停止維持可能制動力を確保したと判断されると、そのときのホイルシリンダ圧を保持するとともに、前記ポンプモータの停止を開始する
ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。 - 請求項4に記載された車両のブレーキ制御装置において、
前記モータオフ開始タイミング制御手段は、前記ポンプモータの停止を開始するときのブレーキ踏み込み量が、ロスストローク領域を超えてマスタシリンダ圧が発生するブレーキ踏み込み量であるとき、前記ポンプモータの回転数低下勾配を制限し、ロスストローク領域内でありマスタシリンダ圧の発生がないブレーキ踏み込み量であるとき、前記ポンプモータの回転数低下勾配の制限をなくす
ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
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