JP6020279B2 - Vehicle braking force control device - Google Patents
Vehicle braking force control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6020279B2 JP6020279B2 JP2013059263A JP2013059263A JP6020279B2 JP 6020279 B2 JP6020279 B2 JP 6020279B2 JP 2013059263 A JP2013059263 A JP 2013059263A JP 2013059263 A JP2013059263 A JP 2013059263A JP 6020279 B2 JP6020279 B2 JP 6020279B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- braking force
- vehicle
- braking
- electric energy
- generation mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Description
本発明は、車両の制動力を制御する車両の制動力制御装置に関し、特に、制動時において電動力発生機構と制動力発生機構とを協働させる車両の制動力制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle braking force control device that controls the braking force of a vehicle, and more particularly to a vehicle braking force control device that cooperates an electric force generation mechanism and a braking force generation mechanism during braking.
近年、少なくとも車輪に駆動力又は制動力を発生させる電動力発生機構(例えば、電気モータ等)を有する車両として、電気自動車(EV)やハイブリッド自動車(HV)、燃料電池自動車(FCEV)等の開発が盛んに行われている、そして、このような車両の一形態として、車輪のホイール内部もしくはその近傍に電動力発生機構を配置し、この電動力発生機構により車輪を直接駆動する、所謂、インホイールモータ方式の車両が提案されている。 In recent years, electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HV), fuel cell vehicles (FCEV), etc. have been developed as vehicles having an electric force generation mechanism (for example, an electric motor) that generates driving force or braking force at least on wheels. As one form of such a vehicle, an electric force generation mechanism is arranged in or near the wheel of the wheel, and the wheel is directly driven by this electric force generation mechanism. Wheel motor type vehicles have been proposed.
このようなインホイールモータ方式の車両においては、各車輪(駆動輪)ごとに設けられた電動力発生機構を個別に回転制御する、すなわち、各電動力発生機構を個別に駆動制御(力行制御)又は回生制御することにより、各駆動輪に付与する駆動トルク又は制動トルクを個別に制御して、車両の駆動力及び制動力を走行状態に応じて適宜制御することができる。そして、このように各駆動輪に付与する駆動トルク又は制動トルクを個別に制御できることを利用して、特に、制動については、電気式のブレーキ装置として回生制御によって作動させた電動力発生機構と制動力発生機構として例えば油圧によって作動させた機械式のブレーキ装置とを協働させて各車輪に発生させる制動トルク(制動力)を制御することが提案されている。 In such an in-wheel motor vehicle, an electric force generation mechanism provided for each wheel (drive wheel) is individually controlled to rotate, that is, each electric force generation mechanism is individually driven and controlled (power running control). Alternatively, by performing regenerative control, the driving torque or braking torque applied to each driving wheel can be individually controlled, and the driving force and braking force of the vehicle can be appropriately controlled according to the running state. Then, by utilizing the fact that the driving torque or braking torque to be applied to each driving wheel can be individually controlled in this way, in particular, with regard to braking, an electric force generating mechanism that is operated by regenerative control as a braking device is controlled. For example, it has been proposed to control a braking torque (braking force) generated on each wheel by cooperating with a mechanical brake device operated by, for example, hydraulic pressure as a power generation mechanism.
例えば、下記特許文献1に示された車両用挙動制御装置では、車両挙動に基づいて、各車輪それぞれに発生させるべき要求トルクを演算し、その演算される各車輪の要求トルクに対して、摩擦制動手段により車輪に発生させる摩擦制動トルクとして各車輪均一のトルク値を、かつ、各車輪の電気モータごとに車輪に発生させる駆動トルク又は回生制動トルクとしてそれぞれ独立したトルク値とそれぞれ設定するようになっている。そして、このトルク値の設定にあたっては、車載バッテリの電池残量を測定し、その測定された電離残量に応じて、設定された摩擦制動手段による摩擦制動トルクと電気モータによる駆動トルク又は回生制動トルクとの配分を変更するようになっている。 For example, in the vehicle behavior control device disclosed in Patent Document 1 below, the required torque to be generated for each wheel is calculated based on the vehicle behavior, and the calculated torque required for each wheel is frictional. A uniform torque value for each wheel is set as the friction braking torque generated on the wheels by the braking means, and an independent torque value is set as the driving torque or regenerative braking torque generated for each wheel for each electric motor of each wheel. It has become. In setting the torque value, the remaining battery level of the in-vehicle battery is measured, and the friction braking torque set by the friction braking means and the driving torque or regenerative braking set by the electric motor are determined according to the measured remaining ionization level. The distribution with torque is changed.
又、例えば、下記特許文献2に記載された車両の制動力制御装置では、各車輪がロック傾向を有するとき、バッテリのバッテリ容量が小さければ、左右前輪に設けられたインホイールモータを回生状態により作動させてモータ制動トルクを発生させるとともに、左右後輪に設けられたインホイールモータを力行状態により作動させてモータ駆動トルクを発生させるようになっている。又、この従来の車両の制動力制御装置では、各車輪がロック傾向を有するとき、バッテリのバッテリ容量が大きければ、左右前輪に設けられたインホイールモータを力行状態により作動させてモータ駆動トルクを発生させるとともに、左右後輪に設けられたインホイールモータを回生状態により作動させてモータ制動トルクを発生させるようになっている。 Further, for example, in the vehicle braking force control device described in Patent Document 2 below, when each wheel has a tendency to lock, if the battery capacity of the battery is small, the in-wheel motor provided on the left and right front wheels is regenerated. A motor braking torque is generated by being operated, and an in-wheel motor provided on the left and right rear wheels is operated in a power running state to generate a motor driving torque. Further, in this conventional vehicle braking force control device, when each wheel has a tendency to lock, if the battery capacity of the battery is large, the in-wheel motors provided on the left and right front wheels are operated according to the power running state to generate motor driving torque. In addition, the in-wheel motor provided on the left and right rear wheels is operated in a regenerative state to generate motor braking torque.
ところで、上記特許文献1に示された従来の車両用挙動制御装置や上記特許文献2に示された従来の車両の制動力制御装置においては、車載バッテリの電池残量やバッテリのバッテリ容量に応じて電気モータやインホイールモータの制御を実行する。このため、上記従来の車両用挙動制御装置や従来の車両の制動力制御装置においては、制御の実行に際して車載バッテリの電池残量やバッテリのバッテリ容量を確認する必要がある。 By the way, in the conventional vehicle behavior control device disclosed in Patent Document 1 and the conventional vehicle braking force control device disclosed in Patent Document 2, depending on the remaining battery capacity of the in-vehicle battery and the battery capacity of the battery. Control of electric motors and in-wheel motors. For this reason, in the conventional vehicle behavior control device and the conventional vehicle braking force control device, it is necessary to check the remaining battery level of the in-vehicle battery and the battery capacity of the battery when executing the control.
ここで、電池残量やバッテリ容量は、例えば、バッテリの経年変化やバッテリ温度等によって可変する可能性があり、又、常に電池残量やバッテリ容量が正確にかつ確実に取得できるとは限らない。従って、このような制動に直接関係しないバッテリの状態(電池残量やバッテリ容量)等の不確実となり得る要因によって、電気モータやインホイールモータ(電動力発生機構)を利用した回生制動が利用できない状況が生じた場合、摩擦制動手段(制動力発生機構)のみで制動しなければならない。このような状況においては、スムーズで安定した制動が損なわれる可能性があり、運転者が違和感を覚える場合がある。 Here, the remaining battery capacity and the battery capacity may vary depending on, for example, the aging of the battery, the battery temperature, and the like, and the remaining battery capacity and the battery capacity may not always be obtained accurately and reliably. . Therefore, regenerative braking using an electric motor or an in-wheel motor (electric power generation mechanism) cannot be used due to factors such as battery state (remaining battery level or battery capacity) that are not directly related to braking. When a situation arises, the brake must be braked only by friction braking means (braking force generating mechanism). In such a situation, smooth and stable braking may be impaired, and the driver may feel uncomfortable.
又、制動性能を鑑みると、摩擦制動手段(制動力発生機構)を省略して、電気モータやインホイールモータ(電動力発生機構)による回生制動のみの方がより緻密な制動力制御が可能となり、制動距離が短縮されて理想的であると言われている。しかしながら、上述したような不確実となり得る要因によって電気モータやインホイールモータ(電動力発生機構)による回生制動が利用できない状況が発生し得る以上、常に回生制動のみで車両を制動することは難しいため、電気モータやインホイールモータ(電動力発生機構)と摩擦制動手段(制動力発生機構)と協働させて車両を制動する必要がある。 Considering the braking performance, the friction braking means (braking force generation mechanism) is omitted, and regenerative braking only with an electric motor or in-wheel motor (electric force generation mechanism) enables more precise braking force control. It is said that the braking distance is shortened and ideal. However, it is difficult to always brake the vehicle with only regenerative braking, as long as regenerative braking with an electric motor or an in-wheel motor (electric power generation mechanism) cannot be used due to the uncertain factors described above. In addition, it is necessary to brake the vehicle in cooperation with an electric motor or an in-wheel motor (electric force generation mechanism) and a friction braking means (braking force generation mechanism).
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両制動時において、常に電動力発生機構を利用した制動が可能となるように制動力発生機構による機械的な制動力の大きさを適切に設定する車両の制動力制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide mechanical control by the braking force generation mechanism so that braking using the electric force generation mechanism is always possible during vehicle braking. An object of the present invention is to provide a vehicle braking force control device that appropriately sets the magnitude of power.
上記目的を達成するための本発明の車両の制動制御装置は、電動力発生機構と、蓄電手段と、制動力発生機構と、制動操作手段と、制動制御手段とを備える。前記電動力発生機構は、車両の車輪に電磁的な駆動力又は電磁的な制動力を発生するものである。前記蓄電手段は、前記電動力発生機構と電気的に接続されるものである。前記制動力発生機構は、少なくとも前記電動力発生機構が発生する前記電磁的な駆動力によって回転された前記車輪に対して機械的な制動力を発生させるものである。前記制動操作手段は、車両を制動するために運転者によって操作されるものである。前記制動制御手段は、前記制動操作手段の操作に応じて前記電動力発生機構を回生状態により作動させて発生させる前記電磁的な制動力又は前記電動力発生機構を力行状態により作動させて発生させる前記電磁的な駆動力、及び、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力をそれぞれ制御して前記車輪に対して制動力を発生させるものである。 In order to achieve the above object, a vehicle braking control apparatus of the present invention includes an electric force generation mechanism, a power storage unit, a braking force generation mechanism, a braking operation unit, and a braking control unit. The electric force generating mechanism generates an electromagnetic driving force or an electromagnetic braking force on a vehicle wheel. The power storage means is electrically connected to the electric power generation mechanism. The braking force generation mechanism generates a mechanical braking force on the wheels rotated by at least the electromagnetic driving force generated by the electric force generation mechanism. The braking operation means is operated by a driver to brake the vehicle. The braking control means generates the electromagnetic braking force generated by operating the electric force generating mechanism in a regenerative state or the electric force generating mechanism operated in a power running state in response to an operation of the braking operation means. The electromagnetic driving force and the mechanical braking force by the braking force generation mechanism are controlled to generate a braking force for the wheels.
本発明による車両の制動力制御装置の特徴の一つは、前記制動制御手段が、前記電動力発生機構を前記回生状態により作動させて前記電磁的な制動力を発生させることに伴って前記電動力発生機構から前記蓄電手段に流入する流入電気エネルギー量と、前記電動力発生機構を前記力行状態により作動させて前記電磁的な駆動力を発生させることに伴って前記蓄電手段から前記電動力発生機構に流出する流出電気エネルギー量とをそれぞれ積算して蓄積しており、車両が走行する路面状況に応じて前記車輪に発生させる目標制動力を決定してこの目標制動力を前記車輪に発生させるとき、前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御するものであり、さらに、前記制動制御手段は、前記流入電気エネルギー量の大きさが前記流出電気エネルギー量の大きさ以上であるとき、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを増加させるとともに、前記電動力発生機構の前記力行状態による作動を増大させるか、又は、前記電動力発生機構の前記回生状態による前記電磁的な制動力を減少させ、前記流入電気エネルギー量の大きさが前記流出電気エネルギー量の大きさ未満であるとき、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを減少させるとともに、前記電動力発生機構の前記回生状態による前記電磁的な制動力を増大させるか、又は、前記電動力発生機構の前記力行状態による作動を減少させることにある。ここで、前記制動制御手段は、より具体的に、車両が走行する路面状況に基づいて前記車輪がロックする傾向にあるか否かを判定し、前記車輪がロックする傾向にあると判定したとき、前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御することができる。 One of the characteristics of the braking force control device for a vehicle according to the present invention is that the braking control means operates the electric force generation mechanism in the regenerative state to generate the electromagnetic braking force. The amount of electric energy flowing into the power storage means from the force generation mechanism and the generation of the electric force from the power storage means when the electric power generation mechanism is operated in the power running state to generate the electromagnetic driving force. The amount of electrical energy flowing out to the mechanism is accumulated and accumulated, and the target braking force to be generated on the wheel is determined according to the road surface condition where the vehicle travels, and this target braking force is generated on the wheel. when, which controls the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generating mechanism while maintaining a balance between the outflow amount of electrical energy and the inflow amount of electric energy Further, the brake control means increases the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism when the magnitude of the inflow electric energy amount is equal to or greater than the magnitude of the outflow electric energy amount, The operation according to the power running state of the electric force generation mechanism is increased, or the electromagnetic braking force due to the regenerative state of the electric force generation mechanism is decreased, and the magnitude of the inflow electric energy amount is determined as the outflow electric energy. Whether the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism is decreased and the electromagnetic braking force by the regeneration state of the electric force generation mechanism is increased when the amount of energy is less than the amount of energy Alternatively, the operation by the power running state of the electric force generation mechanism is reduced . Here, more specifically, when the braking control means determines whether or not the wheels tend to lock based on a road surface condition where the vehicle travels, and determines that the wheels tend to lock The magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism can be controlled while maintaining a balance between the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount.
これらによれば、制動制御手段は、制動制御時(特に、制動に伴って車輪がロックする傾向にあるとき)において、電動力発生機構による流入電気エネルギー量と流出電気エネルギー量とを積算して蓄積しておき、これら流入電気エネルギー量と流出電気エネルギー量との均衡が保たれるように、すなわち、電気エネルギーの収支がほぼゼロとなるように、制動力発生機構による機械的な制動力の大きさを制御して車輪に目標制動力を発生させることができる。すなわち、制動制御手段は、積算して蓄積した電気エネルギー収支の履歴に基づき、流入電気エネルギー量の大きさが流出電気エネルギー量の大きさ以上となる場合、言い換えれば、流入電気エネルギー量である回生電力が蓄電手段に蓄電される場合には、この流入電気エネルギー量(回生電力)を消費するために電動力発生機構を力行状態により作動させて(又は、電動力発生機構を回生状態により作動させることを減少させて)、言い換えれば、流出電気エネルギー量を増加させる。そして、この場合には、制動制御手段は、電動力発生機構が電磁的な駆動力を発生することに伴い、目標制動力を確保するために制動力発生機構による機械的な制動力の大きさを増加させる。これにより、流入電気エネルギー量(回生電力)が蓄電手段に供給されて蓄電されることを抑制することができ、その結果、蓄電手段における蓄電状態に関わらず、必要に応じて、制動制御時に常に電動力発生機構を回生状態により作動させることができる状況を維持することができる。 According to these, the braking control means integrates the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount by the electric force generation mechanism at the time of braking control (particularly when the wheel tends to lock with braking). Accumulation of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism so that the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount are balanced, that is, the electric energy balance is almost zero. The target braking force can be generated on the wheel by controlling the size. That is, the braking control means, based on the accumulated electric energy balance history, if the magnitude of the inflow electric energy is greater than or equal to the magnitude of the outflow electric energy, in other words, the regenerative quantity that is the inflow electric energy. When electric power is stored in the power storage means, the electric force generation mechanism is operated in the power running state (or the electric force generation mechanism is operated in the regenerative state) in order to consume this inflow electric energy amount (regenerative electric power). In other words, increase the amount of electrical energy that flows out. In this case, the braking control means is configured such that the magnitude of the mechanical braking force generated by the braking force generation mechanism in order to ensure the target braking force as the electric force generation mechanism generates an electromagnetic driving force. Increase. As a result, the amount of inflow electric energy (regenerative power) can be suppressed from being supplied to the power storage means and stored, and as a result, it is always possible during braking control regardless of the power storage state in the power storage means. It is possible to maintain a state in which the electric force generation mechanism can be operated in the regenerative state.
又、制動制御手段は、積算して蓄積した電気エネルギー収支の履歴に基づき、流入電気エネルギー量の大きさが流出電気エネルギー量の大きさ未満となる場合、言い換えれば、蓄電手段における電気エネルギー量(蓄電量)が減少する場合には、積極的に電動力発生機構を回生状態により作動させる(又は、電動力発生機構を力行状態により作動させることを減少させる)ことができる。そして、この場合には、制動制御手段は、電動力発生機構が電磁的な制動力を発生することに伴い、目標制動力を確保するために制動力発生機構による機械的な制動力の大きさを減少させる。これにより、電動力発生機構による電磁的な制動力を用いて、より緻密な制動力制御が可能となる。従って、スムーズで安定した制動が可能となり、運転者が違和感を覚えることがない。 Further, the braking control means is based on the accumulated electric energy balance history, and when the magnitude of the inflow electric energy is less than the magnitude of the outflow electric energy, in other words, the electric energy in the power storage means ( When the amount of stored electricity decreases, it is possible to positively operate the electric power generation mechanism in the regenerative state (or decrease the operation of the electric power generation mechanism in the power running state). In this case, the braking control means is configured such that the magnitude of the mechanical braking force generated by the braking force generation mechanism in order to ensure the target braking force as the electric force generation mechanism generates electromagnetic braking force. Decrease. Thus, more precise braking force control can be performed using the electromagnetic braking force generated by the electric force generation mechanism. Therefore, smooth and stable braking is possible, and the driver does not feel uncomfortable.
又、これらの場合、前記制動制御手段は、前記流入電気エネルギー量が増加し得る状況下にあるとき、予め前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを増加させて前記電動力発生機構を前記力行状態を主体に作動させることができる。そして、この場合、前記流入電気エネルギー量が増加し得る状況としては、少なくとも、車両の走行に伴って車両の前方に存在する前方障害物までの距離が小さくなる状況、車両の走行に伴って車両の車速が小さくなる状況、運転者による前記制動操作手段の操作速度が大きくなる状況、前記目標制動力の大きさが大きい状況、及び、前記目標制動力の変化率が大きい状況のうちの一つ、すなわち、緊急度が高い状況とすることができる。更に、この場合には、前記制動制御手段が、前記前方障害物までの距離、前記車両の車速、前記制動操作手段の操作速度、前記目標制動力の大きさ及び前記目標制動力の変化率のうちの少なくとも一つを用いた関数により、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力と、前記電動力発生機構による前記電磁的な制動力又は前記電磁的な駆動力との割合を決定することができる。 Further, in these cases, the braking control means increases the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism in advance when the inflow electric energy amount can be increased. The generating mechanism can be operated mainly in the power running state. In this case, the situation where the amount of inflow electric energy can increase is at least a situation where the distance to the front obstacle existing in front of the vehicle decreases as the vehicle travels, and the vehicle travels as the vehicle travels. One of a situation where the vehicle speed of the vehicle becomes small, a situation where the operating speed of the braking operation means by the driver increases, a situation where the target braking force is large, and a situation where the rate of change of the target braking force is large That is, a situation with a high degree of urgency can be achieved. Further, in this case, the braking control means is configured to determine the distance to the front obstacle, the vehicle speed of the vehicle, the operation speed of the braking operation means, the magnitude of the target braking force, and the rate of change of the target braking force. A ratio between the mechanical braking force by the braking force generation mechanism and the electromagnetic braking force or the electromagnetic driving force by the electric force generation mechanism is determined by a function using at least one of them. be able to.
これらによれば、電動力発生機構を回生状態により作動させて電磁的な制動力を発生させ、緻密な制動制御が必要となることが想定される状況下、すなわち、緊急度の高い状況下では、予め制動力発生機構による機械的な制動力の大きさを増加させて電動力発生機構を力行状態により作動させる、言い換えれば、予め蓄電手段における電気エネルギー量を減少させるべく流出電気エネルギー量を増加させておき、電動力発生機構による電磁的な制動力の発生に備えておくことができる。これにより、緊急度の高い状況において、電動力発生機構による電磁的な制動力を確実に用いて、より緻密な制動力制御が可能となる。 According to these, the electric force generation mechanism is operated in a regenerative state to generate an electromagnetic braking force, and in a situation where precise braking control is required, that is, in a highly urgent situation. , Increasing the magnitude of mechanical braking force by the braking force generation mechanism in advance to operate the electric force generation mechanism in the power running state, in other words, increasing the amount of electrical energy flowing out in advance to reduce the amount of electrical energy in the power storage means In addition, it is possible to prepare for generation of electromagnetic braking force by the electric force generation mechanism. As a result, in a highly urgent situation, it is possible to perform more precise braking force control by reliably using the electromagnetic braking force by the electric force generation mechanism.
更に、これらの場合、前記制動制御手段は、2輪以上の複数の車輪について前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御することができる。そして、この場合、前記制動制御手段は、前記複数の車輪のうちの一部の車輪に対応する前記電動力発生機構の前記回生状態による作動を増大させるとともに、前記複数の車輪のうちの他部の車輪に対応する前記電動力発生機構の前記力行状態による作動を増大させて、前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御することができる。 Further, in these cases, the braking control means may maintain the balance between the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount for a plurality of two or more wheels while maintaining the mechanical braking force by the braking force generation mechanism. Can be controlled. In this case, the braking control means increases the operation of the electric power generation mechanism corresponding to some of the plurality of wheels according to the regenerative state and the other part of the plurality of wheels. The mechanical force generation mechanism corresponding to the wheel of the vehicle is increased in operation according to the power running state to maintain the balance between the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount, and the mechanical control by the braking force generation mechanism. The magnitude of power can be controlled.
これらによれば、複数の車輪における流入電気エネルギー量と流出電気エネルギー量との平均値を用いることが可能となり、流入電気エネルギー量と流出電気エネルギー量の収支の誤差を小さくすることができ、又、収支の変動(変化)を良好に抑制することができる。その結果、制動力発生機構による機械的な制動力の大きさの変動(変化)も良好に抑制することができる。 According to these, it becomes possible to use the average value of the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount in a plurality of wheels, and the error of the balance between the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount can be reduced. The fluctuation (change) of the balance can be suppressed satisfactorily. As a result, fluctuations (changes) in the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism can be satisfactorily suppressed.
a.第1実施形態
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。図1は、各実施形態に係る車両の制動力制御装置を搭載可能な車両Veの構成を概略的に示している。
a. First Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the configuration of a vehicle Ve on which the vehicle braking force control apparatus according to each embodiment can be mounted.
車両Veは、左右前輪11,12及び左右後輪13,14を備えている。そして、左右前輪11,12のホイール内部には電動機15,16が組み込まれ、左右後輪13,14のホイール内部には電動機17,18が組み込まれており、電動機15〜18は、それぞれ、左右前輪11,12及び左右後輪13,14に動力伝達可能に連結されている。すなわち、電動機15〜18は、所謂、インホイールモータ15〜18であり、左右前輪11,12及び左右後輪13,14とともに車両Veのバネ下に配置されている。これにより、各インホイールモータ15〜18のモータトルクをそれぞれ独立して制御することにより、左右前輪11,12及び左右後輪13,14に発生させる駆動力及び制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。
The vehicle Ve includes left and right
これらの各インホイールモータ15〜18は、例えば、三相交流同期モータにより構成されている。そして、各インホイールモータ15〜18には、インバータ19を介して、バッテリを主要構成部品とする蓄電装置20の直流電力が交流電力に変換され、その交流電力が供給されるようになっている。これにより、各インホイールモータ15〜18は、駆動制御(すなわち、力行制御)されて、左右前輪11,12及び左右後輪13,14に対して電磁的な駆動力としてのモータ駆動トルクを付与する。
Each of these in-wheel motors 15-18 is comprised by the three-phase alternating current synchronous motor, for example. And each in-wheel motor 15-18 converts the direct-current power of the
又、各インホイールモータ15〜18は、左右前輪11,12及び左右後輪13,14の回転エネルギーを利用して回生制動することができる。これにより、各インホイールモータ15〜18の回生・発電時には、左右前輪11,12及び左右後輪13,14の回転(運動)エネルギーが各インホイールモータ15〜18によって電気エネルギーに変換され、この変換された電気エネルギーすなわち回生電力がインバータ19を介して蓄電装置20に蓄電される。このとき、各インホイールモータ15〜18は、左右前輪11,12及び左右後輪13,14に対して回生発電に基づく電磁的な制動力としてのモータ制動トルクを付与する。
The in-
ここで、インバータ19は、三相インバータ回路を構成するものであり、図2に示すように、スター結線(Y結線)された各インホイールモータ15〜18の電磁コイルCL1,CL2,CL3にそれぞれ対応したスイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32を有している。スイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32は、それぞれ、スイッチング素子SW11,SW21,SW31がHigh側(高電位側)、スイッチング素子SW12,SW22,SW32がLow側(低電位側)に対応するとともに各インホイールモータ15〜18の3つの相であるU相、V相、W相にそれぞれ対応し、例えば、MOSFETにより構成される。尚、インバータ19(より詳しくは、三相インバータ回路)には、各インホイールモータに流れる電流を検出する電流センサが各相に設けられるようになっている。
Here, the
そして、スイッチング素子SW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32は、後述する電子制御ユニット26からの信号により、オン・オフ制御される。従って、インバータ19においては、例えば、スイッチング素子11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32のパルス幅を制御(PWM制御)することにより、蓄電装置20からインホイールモータ15〜18への電流量やインホイールモータ15〜18から蓄電装置20への回生電力の電流量を制御するようになっている。これにより、各インホイールモータ15〜18は、駆動制御(すなわち、力行制御)されて左右前輪11,12及び左右後輪13,14に対して後述するモータ駆動トルクTmcを付与し、回生制御されて左右前輪11,12及び左右後輪13,14に対して後述するモータ制動トルクTmrを付与する。
The switching elements SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, and SW32 are on / off controlled by a signal from an
再び、図1の説明に戻り、車両Veは、各車輪11〜14と、これらに対応する各インホイールモータ15〜18との間に、それぞれ、摩擦ブレーキ機構21,22,23,24が設けられている。各摩擦ブレーキ機構21〜24は、例えば、ディスクブレーキやドラムブレーキ等の公知の制動装置であり、左右前輪11,12及び左右後輪13,14に対して摩擦による機械的な制動力としての摩擦制動力を独立的に付与する。そして、これらの摩擦ブレーキ機構21〜24は、制動操作手段としてのブレーキペダルBの踏み込み操作に起因して図示を省略するマスタシリンダから圧送される油圧(液圧)により、左右前輪11,12及び左右後輪13,14に制動力を生じさせるブレーキキャリパのピストンやブレーキシュー(ともに図示省略)等を作動させるブレーキアクチュエータ25に接続されている。
1 again, the vehicle Ve is provided with
上記インバータ19及びブレーキアクチュエータ25は、各インホイールモータ15〜18の回転状態(より詳しくは、回生状態又は力行状態)、及び、摩擦ブレーキ機構21〜24の動作状態(より詳しくは、制動状態又は制動解除状態)を制御する電子制御ユニット26にそれぞれ接続されている。従って、各インホイールモータ15〜18、インバータ19及び蓄電装置20は本発明の電動力発生機構を構成し、摩擦ブレーキ機構21〜24及びブレーキアクチュエータ25は本発明の制動力発生機構を構成し、電子制御ユニット26は本発明の制動制御手段を構成する。
The
電子制御ユニット26は、CPU、ROM、不揮発性RAM等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、後述するeABS制御プログラムを含む各種プログラムを実行して、インバータ19及びブレーキアクチュエータ25の作動、言い換えれば、インホイールモータ15〜18及び摩擦ブレーキ機構21〜24の作動を制御するものである。このため、電子制御ユニット26には、運転者によるブレーキペダルBの踏み込み力Pを検出するブレーキセンサ27及び各車輪11〜14の車輪速度Vwi(i=fl,fr,rl,rr)を検出する車輪速度センサ28i(i=fl,fr,rl,rr)を含む各種センサからの各信号が入力されるようになっている。
The
このように、電子制御ユニット26に対して、少なくとも、ブレーキセンサ27及び車輪速度センサ28i(i=fl,fr,rl,rr)が接続されて各信号が入力されることにより、電子制御ユニット26は各インホイールモータ15〜18及び各摩擦ブレーキ機構21〜24を作動させて車両Veの走行状態、より具体的には、車両Veの制動状態を制御することができる。以下、電子制御ユニット26による車両Veの制動状態、すなわち、各車輪11〜14に対して発生させる制動力制御を詳しく説明する。
In this way, at least the
電子制御ユニット26は、運転者によってブレーキペダルBが踏み込み操作されて、ブレーキセンサ27から入力した信号によって表される踏み込み力Pが増加すると、図3に示すeABS制御プログラムを実行することにより、各車輪11〜14に対して発生させる制動力を制御する。すなわち、電子制御ユニット26(より詳しくは、CPU)は、eABS制御プログラムの実行をステップS10にて開始し、続くステップS11にて、走行中の車両Veにおける現在の車両状態情報を取得する。
When the brake pedal B is depressed by the driver and the depression force P represented by the signal input from the
具体的に説明すると、電子制御ユニット26は、ブレーキセンサ27から入力した信号によって表される運転者によるブレーキペダルBの踏み込み力P及び車輪速度センサ28i(i=fl,fr,rl,rr)から入力した信号によって表される各車輪11〜14の車輪速度Vwi(i=fl,fr,rl,rr)を車両状態情報として取得する。そして、電子制御ユニット26は、現在の車両状態情報を取得すると、ステップS12に進む。
More specifically, the
ステップS12においては、電子制御ユニット26は、前記ステップS11にて取得した現在の車両状態情報のうち、ブレーキペダルBの踏み込み力Pを用いて、車両Veを制動するために必要な制動力F0(以下、必要制動力F0と称呼する。)を演算するとともに、この必要制動力F0を発生させるための各インホイールモータ15〜18と各摩擦ブレーキ機構21〜24との制動力(制動トルク)の配分(以下、この配分を基本制動力配分と称呼する。)を決定する。以下、この基本制動力配分を具体的に説明する。
In step S12, the
まず、電子制御ユニット26は、図4に示すように、前記ステップS11にて車両状態情報として取得した踏み込み力Pの変化に対して単調に変化する必要制動力F0、例えば、踏み込み力Pの変化に対して比例関数的に変化する必要制動力F0を演算する。そして、電子制御ユニット26は、演算した必要制動力F0を発生させるために、インバータ19を介して各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させてモータ制動トルクTmrを発生させ、ブレーキアクチュエータ25を介して各車輪11〜14に設けられた各摩擦ブレーキ機構21〜24を制動状態により作動させて、すなわち、各インホイールモータ15〜18及び各摩擦ブレーキ機構21〜24を協働させて摩擦制動力Bfを発生させる。このとき、電子制御ユニット26は、例えば、運転者によるブレーキペダルBの踏み込み操作の初期段階にて踏み込み力Pに比例して増大しその後一定に保持されるモータ制動トルクTmrと、モータ制動トルクTmrが一定に保持されるときに踏み込み力Pに比例して増大する摩擦制動力Bfとの和が必要制動力F0となるように、モータ制動トルクTmrと摩擦制動力Bfとの配分を基本制動力配分として決定する。
First, as shown in FIG. 4, the
そして、電子制御ユニット26は、決定した基本制動力配分に基づいて、各インホイールモータ15〜18及び各摩擦ブレーキ機構21〜24をそれぞれ作動させて各車輪11〜14に必要制動力F0を発生させ、ステップS13に進む。尚、この基本制動力配分に基づいて各インホイールモータ15〜18が回生状態によりモータ制動トルクTmrを発生させると、生じた回生電力(電気エネルギー)がインバータ19(より詳しくは、三相インバータ回路)を介して蓄電装置20を構成するバッテリに蓄電される。
The
ステップS13においては、電子制御ユニット26は、各インホイールモータ15〜18及び各摩擦ブレーキ機構21〜24のうち、少なくとも各インホイールモータ15〜18を回生制動させて、各車輪11〜14における制動に伴うスリップが過大である(ロックする傾向を有する)ときに各車輪11〜14の制動力を制御するアンチスキッド制御(以下、このように定義されるアンチスキッド制御をeABS制御と称呼する。)が必要であるか否かを判定する。以下、このステップS13における判定処理を具体的に説明する。
In step S13, the
電子制御ユニット26は、まず、前記ステップS11にて取得した車両状態情報のうち、車輪速度センサ28i(i=fl,fr,rl,rr)によって検出された各車輪速度Vwi(i=fl,fr,rl,rr)に基づいて推定車体速度Vbを推定するとともに、各車輪11〜14について推定車体速度Vbと各車輪速度Vwi(i=fl,fr,rl,rr)との偏差としてスリップ率Si(i=fl,fr,rl,rr)を演算する。ここで、推定車体速度Vb及びスリップ率Si(i=fl,fr,rl,rr)の演算については、従来から広く採用されている周知の演算方法を採用することができるため、以下に簡単に説明しておく。
First, the
推定車体速度Vbについては、各車輪11〜14の車輪速度Vwi(i=fl,fr,rl,rr)のうち、電子制御ユニット26は実際の車体速度に最も近いと考えられる値をまずは推定車体速度Vwbとして選択する。次に、電子制御ユニット26は、前回演算した車体推定速度Vbfに対して、推定車体速度の増加率を抑制するための正の定数α1を減じた推定車体速度Vbn1及び推定車体速度の低下率を抑制するための正の定数α2を加えた推定車体速度Vbn2を演算する。そして、電子制御ユニット26は、選択した推定車体速度Vwb、演算した推定車体速度Vbn1及び演算した推定車体速度Vbn2のうちの中間の値を今回の推定車体速度Vbとして推定(決定)する。
As for the estimated vehicle body speed Vb, the
スリップ率Si(i=fl,fr,rl,rr)については、電子制御ユニット26は、前記推定(決定)した推定車体速度Vbから各車輪11〜14の車輪速度Vwi(i=fl,fr,rl,rr)をそれぞれ減ずる。そして、電子制御ユニット26は、この減じて演算した値を推定車体速度Vbで除することによって、各車輪11〜14のそれぞれのスリップ率Si(i=fl,fr,rl,rr)を推定して演算する。尚、以下の説明においては、理解を容易とするために、各車輪11〜14のスリップ率Si(i=fl,fr,rl,rr)を単に車輪のスリップ率Sとも言う。
Regarding the slip ratio Si (i = fl, fr, rl, rr), the
そして、電子制御ユニット26は、例えば、前記推定した推定車体速度Vbが予め設定された所定の車体速度Vbsよりも大きく、かつ、前記演算した車輪のスリップ率Sが所定のスリップ率Ssよりも大きい条件が成立するか否かを判定する。この判定により、前記条件が成立するときは、電子制御ユニット26は、eABS制御が必要であるため「Yes」と判定してステップS14に進む。一方、前記条件が成立しないときには、電子制御ユニット26は「No」と判定してステップS11に戻り、ステップS12及びステップS13の各ステップ処理を実行する。
The
ステップS14においては、電子制御ユニット26は、現在、車両Veが走行している路面の摩擦係数μを推定演算し、この推定演算した路面の摩擦係数μが予め設定された所定の摩擦係数μ0よりも大きいか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット26は、路面の摩擦係数と車輪のスリップ率との関係として図5に示すように決定されるS−μ特性に基づいて、前記ステップS13にて演算した車輪のスリップ率Sに対応する路面の摩擦係数μを推定して演算する。ここで、S−μ特性は、図5に示すように、車輪のスリップ率Sが高くなるに連れて路面の摩擦係数μが高くなり、車輪のスリップ率Sがある値以上になると車輪のスリップ率Sが高くなるに連れて路面の摩擦係数μが漸次低下する変化特性を有する。尚、路面の摩擦係数μの推定演算については、路面の摩擦係数は、路面の状態に応じて変化するものであるため、図5に示したS−μ特性を用いることに代えて、例えば、車両Veが走行している路面状態に応じて最大値となる路面の摩擦係数μを推定して演算することも可能である。
In step S14, the
そして、電子制御ユニット26は、推定演算した路面の摩擦係数μが所定の摩擦係数μ0よりも大きければ、言い換えれば、路面の摩擦係数μが比較的大きく各車輪11〜14がロックしにくい場合には、「Yes」と判定してステップS15以降の各ステップ処理を実行する。一方、推定演算した路面の摩擦係数μが所定の摩擦係数μ0以下であれば、言い換えれば、路面の摩擦係数μが極めて小さく各車輪11〜14がロックしやすい場合には、電子制御ユニット26は、ステップS14にて「No」と判定してステップS17以降の各ステップ処理を実行する。
The
ここで、所定の摩擦係数μ0について説明しておく。前記ステップS12にて説明したように、基本制動力配分においては、必要制動力F0は、各インホイールモータ15〜18が回生状態により作動して発生するモータ制動トルクTmrと各摩擦ブレーキ機構21〜24が制動状態により作動して発生する摩擦制動力Bfとの和として各車輪11〜14が発生するものである。この場合、各摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfは路面の摩擦係数μの大きさに依存するものであり、路面の摩擦係数μが小さくなるに伴って「0」に向けて減少する。このため、本発明においては、路面に対して摩擦制動力Bfを付与できなくなる、言い換えれば、基本制動力配分において摩擦制動力Bfの大きさ(配分)が「0」となる摩擦係数を所定の摩擦係数μ0として定義する。
Here, the predetermined friction coefficient μ0 will be described. As described in step S12, in the basic braking force distribution, the required braking force F0 is determined by the motor braking torque Tmr generated by the in-wheel motors 15-18 operating in the regenerative state and the friction brake mechanisms 21-21. The
ステップS15においては、電子制御ユニット26は、推定演算した路面の摩擦係数μが所定の摩擦係数μ0よりも大きく各車輪11〜14が比較的ロックしにくい状況下でeABS制御を実行し、各車輪11〜14の制動力を独立的に制御する。この場合、電子制御ユニット26は、各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15〜18を独立的に回生状態により作動させたり(すなわち、モータ制動トルクTmrを発生させたり)、各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15〜18を独立的に力行状態により作動させたり(すなわち、モータ駆動トルクTmcを発生させたり)して、ロック傾向にある車両Veを適切に制動させる。
In step S15, the
ここで、電子制御ユニット26は、eABS制御において、各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15~18を独立的に回生状態により作動させる(すなわち、モータ制動トルクTmrを発生させる)場合、各車輪11〜14に設けられた各摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfrを下記式1に従って演算する。
すなわち、eABS制御において、各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させる場合には、各インホイールモータ15〜18がモータ制動トルクTmrを発生するため、前記式1に従って摩擦制動力Bfr(絶対値)は目標総制動力F0(絶対値)からモータ制動トルクTmr(絶対値)分を減ずることにより差分として演算される。言い換えれば、目標総制動力F0(絶対値)は、作用方向が同一方向である摩擦制動力Bfr(絶対値)とモータ制動トルクTmr(絶対値)との和として実現されるものである。
That is, in the eABS control, when the in-
又、電子制御ユニット26は、eABS制御において、各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15〜18を独立的に力行状態により作動させる(すなわち、モータ駆動トルクTmcを発生させる)場合、各車輪11〜14に設けられた各摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfcを下記式2に従って演算する。
すなわち、eABS制御において、各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15〜18を力行状態により作動させる場合には、各インホイールモータ15〜18がモータ駆動トルクTmcを発生するため、前記式2に従って摩擦制動力Bfc(絶対値)は目標総制動力F0(絶対値)にモータ駆動トルクTmc(絶対値)分を加えることにより差分として演算される。言い換えれば、目標総制動力F0(絶対値)は、作用方向が異なる摩擦制動力Bfc(絶対値)とモータ駆動トルクTmc(絶対値)との差として実現されるものである。
That is, in the eABS control, when the in-
従って、ステップS15においては、電子制御ユニット26は、eABS制御に従って各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させるときには、前記式1に従って、基本制動力配分として前記ステップS12にて決定した摩擦制動力Bfよりも減少させて、各摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfrを演算する。又、電子制御ユニット26は、eABS制御に従って各インホイールモータ15〜18を力行状態により作動させるときには、前記式2に従って、基本制動力配分として前記ステップS12にて決定した摩擦制動力Bfよりも増加させて、各摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfcを演算する。そして、電子制御ユニット26は、ステップS16に進む。
Therefore, in step S15, when the
ステップS16においては、電子制御ユニット26は、インバータ19を介して、各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させてモータ制動トルクTmrを発生させたり、力行状態により作動させてモータ駆動トルクTmcを発生させたりする。又、電子制御ユニット26は、ブレーキアクチュエータ25を介して、各摩擦ブレーキ機構21〜24を制動状態により作動させて、摩擦制動力Bfrや摩擦制動力Bfcを発生させる。そして、電子制御ユニット26は、このように各インホイールモータ15〜18及び各摩擦ブレーキ機構21〜24を協働させてeABS制御を実行するとステップS19に進んでeABS制御プログラムの実行を一旦終了し、所定の短い時間の経過後、再び、ステップS10にて同プログラムの実行を開始する。
In step S16, the
一方、電子制御ユニット26は、前記ステップS14にて、推定演算した路面の摩擦係数μが所定の摩擦係数μ0以下であれば、「No」と判定してステップS17のステップ処理を実行する。
On the other hand, if the estimated friction coefficient μ of the road surface is equal to or less than the predetermined friction coefficient μ0 in step S14, the
すなわち、電子制御ユニット26は、推定演算した路面の摩擦係数μが所定の摩擦係数μ0以下、すなわち、路面の摩擦係数μが極めて小さく各車輪11〜14がロックしやすい状況下でeABS制御を実行し、各車輪11〜14のロック状態を早期の解消するように制動力を独立的に制御する。この場合、電子制御ユニット26は、各車輪11〜14のロック状態を早期の解消するために、各車輪11〜14に設けられた各インホイールモータ15〜18を独立的に力行状態により作動させて(すなわち、モータ駆動トルクTmcを発生させて)、ロック傾向にある車両Veを適切に制動させる。
That is, the
このため、推定演算した路面の摩擦係数μが所定の摩擦係数μ0以下となる場合には、電子制御ユニット26は、前記式2に従って、基本制動力配分として前記ステップS12にて決定した摩擦制動力Bfよりも増加させて、各摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfcを演算する。このように、eABS制御に従って各インホイールモータ15〜18を力行状態により作動させることに対応する摩擦制動力Bfcを演算すると、電子制御ユニット26はステップS18に進む。
For this reason, when the estimated friction coefficient μ of the road surface is equal to or less than the predetermined friction coefficient μ0, the
ステップS18においては、電子制御ユニット26は、インバータ19を介して、各インホイールモータ15〜18を力行状態により作動させてモータ駆動トルクTmcを発生させる。又、電子制御ユニット26は、ブレーキアクチュエータ25を介して、各摩擦ブレーキ機構21〜24を制動状態により作動させて摩擦制動力Bfcを発生させる。そして、電子制御ユニット26は、ステップS19に進み、eABS制御プログラムの実行を一旦終了し、所定の短い時間の経過後、再び、ステップS10にて同プログラムの実行を開始する。
In step S18, the
ところで、各インホイールモータ15〜18は、回生状態により作動する状況では、車輪11〜14の回転エネルギー(運動エネルギー)を電気エネルギーに変換し、この変換した電気エネルギーを回生電力としてインバータ19に出力する。そして、このようにインバータ19に出力された回生電力(電気エネルギー)は、蓄電装置20を構成するバッテリに蓄電される。この場合、各インホイールモータ15〜18によって回生されて出力される回生電力(電気エネルギー)を蓄電装置20(バッテリ)が蓄電することができる状況、すなわち、蓄電装置20の充電量(SOC:State Of charge)が少ない充電の状況では、各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させてモータ制動トルクTmrを発生させて、より緻密なeABS制御が可能となる。しかし、蓄電装置20の充電量(SOC)が大きい充電の状況では、各インホイールモータ15〜18によって回生されて出力された回生電力(電気エネルギー)を蓄電することが不能となり、その結果、各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させてモータ制動トルクTmrを発生させることが不能となる。
By the way, in the situation where each in-wheel motor 15-18 operates in a regenerative state, the rotational energy (kinetic energy) of the wheels 11-14 is converted into electric energy, and the converted electric energy is output to the
一方、各インホイールモータ15〜18は、力行状態により作動する状況では、蓄電装置20(バッテリ)に蓄電された回生電力(電気エネルギー)がインバータ19を介して供給されることにより、蓄電装置20に蓄電された回生電力(電気エネルギー)を消費してモータ駆動トルクTmcを発生させ、各車輪11〜14を駆動することができる。従って、上述したように、蓄電装置20における充電量(SOC)が満充電となる状況では、各インホイールモータ15〜18を積極的に力行状態により作動させて蓄電された回生電力を含む総電力(電気エネルギー)を消費し、各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させるようにしておく、言い換えれば、常に、各インホイールモータ15〜18を回生可能な状態に維持しておくことが必要である。しかし、蓄電装置20における充電量(SOC)は、蓄電装置20を構成するバッテリの状態(温度や経年劣化等)によってその大きさ(蓄電可能量の大きさ)が変化する可能性があり、又、充電量(SOC)を常に正確に検出し続けることは困難である。
On the other hand, in a situation where each in-
そこで、本実施形態においては、電子制御ユニット26が、各インホイールモータ15〜18が回生状態により作動することによって蓄電装置20に入力される電気エネルギー(回生電力)と、各インホイールモータ15〜18が力行状態により作動することによって蓄電装置20から出力される電気エネルギー(供給電力)とを管理し、言い換えれば、各インホイールモータ15〜18による電気エネルギーの入出力(収支)の履歴を管理する。そして、電子制御ユニット26は、この電気エネルギーの入出力(収支)の履歴を用いて、eABS制御時における各インホイールモータ15〜18を回生状態により作動させたり、力行状態により作動させ、この作動状態に応じて各摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfr,Bfcの大きさを適宜変更する。以下、この電気エネルギーの入出力(収支)の履歴を用いた各インホイールモータ15〜18及び各摩擦ブレーキ機構21〜24の作動制御を詳細に説明する。
Therefore, in the present embodiment, the
各インホイールモータ15〜18による電気エネルギーの入出力(収支)を管理するにあたり、電子制御ユニット26は、図6に示す電気エネルギー収支管理プログラムを所定の短い時間間隔により繰り返し実行する。具体的に、電子制御ユニット26(より詳しくは、CPU)は、ステップS30にて電気エネルギー収支管理プログラムの実行を開始し、続くステップS31にて、現在、eABS制御が実施中であるか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット26は、上述したeABS制御プログラムを実行していれば、「Yes」と判定してステップS32に進む。一方、現在、eABS制御プログラムを実行していなければ、電子制御ユニット26は「No」と判定してステップS38に進み、電気エネルギー収支管理プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短い時間の経過後、電子制御ユニット26は、再び、ステップS30にて電気エネルギー収支管理プログラムの実行を開始する。
In managing the input / output (balance) of the electric energy by each in-wheel motor 15-18, the
ステップS32においては、電子制御ユニット26は、各インホイールモータ15〜18から蓄電装置20に向けて流入した(回生された)流入電気エネルギー量E_inと、蓄電装置20から各インホイールモータ15〜18に向けて流出した(消費された)流出電気エネルギー量E_outとを、例えば、不揮発性RAMの所定記憶位置から読み出して取得する。すなわち、電子制御ユニット26は、例えば、車両が走行を開始してから各インホイールモータ15〜18が回生制御されることによって回生した電気エネルギーの積算量(履歴)を流入電気エネルギー量E_inとして不揮発性RAMの所定の記憶位置に更新可能に記憶し、又、車両が走行を開始してから各インホイールモータ15〜18が力行制御されることによって消費された電気エネルギーの積算量(履歴)を流出電気エネルギー量E_outとして不揮発性RAMの所定の記憶位置に更新可能に記憶している。そして、電子制御ユニット26は、流入電気エネルギー量E_in及び流出電気エネルギー量E_outを取得すると、ステップS33に進む。
In step S <b> 32, the
ここで、流入電気エネルギー量E_in及び流出電気エネルギー量E_outについては、例えば、インホイールモータ13〜18の仕様や定格、インバータ19に設けられた電流センサによって検出された電流と回生制御又は力行制御によりインホイールモータ15〜18を作動させた時間とを用いて算出することができる。又、更新可能に記憶される流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outは、それぞれ、4つの(すなわち、複数の)インホイールモータ15〜18の平均値を表す。尚、平均値により表される流入電気エネルギー量E_in及び流出電気エネルギー量E_outを用いることに代えて、各インホイールモータ15〜18におけるそれぞれの流入電気エネルギー量E_in及び流出電気エネルギー量E_outを用いて実施可能であることは言うまでもないが、4つの(すなわち、複数の)インホイールモータ15〜18の平均値を用いて実施する方が流入電気エネルギー量E_in及び流出電気エネルギー量E_outの収支の誤差や収支の時間変動(変化)が抑制されて後述する摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力の変動(変化)も抑制することができる。
Here, for the inflow electric energy amount E_in and the outflow electric energy amount E_out, for example, by the specifications and ratings of the in-wheel motors 13 to 18, the current detected by the current sensor provided in the
ステップS33においては、電子制御ユニット26は、前記ステップS32にて取得した流入電気エネルギー量E_inの大きさと流出電気エネルギー量E_outの大きさとを比較し、流入電気エネルギー量E_inの大きさが流入電気エネルギー量E_outの大きさ以上となっているか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット26は、流入電気エネルギー量E_inの大きさが流出電気エネルギー量E_outの大きさ以上であれば、「Yes」と判定してステップS34に進む。一方、流入電気エネルギー量E_inの大きさが流出電気エネルギー量E_outの大きさ未満であれば、電子制御ユニット26は「No」と判定してステップS35に進む。
In step S33, the
ステップS34のステップ処理は、前記ステップS33にて流入電気エネルギー量E_inの大きさが流出電気エネルギー量E_outの大きさ以上、すなわち、インホイールモータ15〜18によって回生される電気エネルギーが消費される電気エネルギーよりも大きく、蓄電装置20に回生電力が蓄電される状況であるときに実行される処理である。従って、電子制御ユニット26は、ステップS34にて、流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outとの均衡を図る(収支のバランスを図る)ために、流入電気エネルギー量E_inを低減させる、言い換えれば、流出電気エネルギー量E_outを増加させる。具体的に、電子制御ユニット26は、eABS制御において力行制御主体でインホイールモータ15〜18にモータ駆動トルクTmcを発生させて流出電気エネルギー量E_outを増加させる。
In step S34, the inflow electric energy amount E_in is greater than or equal to the outflow electric energy amount E_out in step S33, that is, the electric energy consumed by the in-
従って、電子制御ユニット26は、ステップS34にて、現在実行中であるeABS制御における目標総制動力F0を確保するため、前記式2からも明らかなように、目標総制動力F0に対する摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfcの大きさ(中央値)を増加させる。このように、摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfcの大きさ(中央値)を増加させると、電子制御ユニット26はステップS36に進む。そして、電子制御ユニット26は、ステップS36にて、上述したeABS制御プログラムの、例えば、前記ステップS15の実行に際して、前記式2に従うように、摩擦制動力Bfcの大きさ(中央値)を増加させてインホイールモータ15〜18を力行状態により作動させる。これにより、蓄電装置20に蓄電された回生電力を含む電力を適切に消費して流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outとの均衡を図る(収支のバランスを図る)ことができて、常に、各インホイールモータ15〜18を回生可能な状態に維持しておくことが可能となる。尚、この場合、電子制御ユニット26は、インホイールモータ15〜18を積極的に力行制御主体で作動させることに代えて、インホイールモータ15〜18が発生するモータ制動トルクTmrを減少させることによって流入電気エネルギー量E_inを低減させて、相対的に流出電気エネルギー量E_outを増加させることも可能である。
Accordingly, in step S34, the
一方、ステップS35のステップ処理は、前記ステップS33にて流入電気エネルギー量E_inの大きさが流出電気エネルギー量E_outの大きさ未満、すなわち、インホイールモータ15〜18によって消費される電気エネルギーが回生される電気エネルギーよりも大きく、蓄電装置20から電力が供給される状況であるときに実行される処理である。従って、電子制御ユニット26は、ステップS35にて、流出電気エネルギー量E_outと流入電気エネルギー量E_inとの均衡を図る(収支のバランスを図る)ために、流出電気エネルギー量E_outを低減させる、言い換えれば、流入電気エネルギー量E_inを増加させる。具体的に、電子制御ユニット26は、eABS制御において回生制御主体で積極的にインホイールモータ15〜18にモータ制動トルクTmrを発生させて流入電気エネルギー量E_inを増加させる。尚、この場合、電子制御ユニット26は、インホイールモータ15〜18を積極的に回生制御主体で作動させることに代えて、インホイールモータ15〜18が発生するモータ駆動トルクTmcを減少させることによって流出電気エネルギー量E_outを低減させて、相対的に流入電気エネルギー量E_inを増加させることも可能である。
On the other hand, in step S35, in step S33, the amount of inflow electric energy E_in is less than the amount of outflow electric energy E_out, that is, the electric energy consumed by the in-
従って、電子制御ユニット26は、ステップS35にて、現在実行中であるeABS制御における目標総制動力F0を維持するため、前記式1からも明らかなように、目標総制動力F0に対する摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfrの大きさ(中央値)を減少させる。このように、摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfrの大きさ(中央値)を増加させると、電子制御ユニット26はステップS36に進む。そして、電子制御ユニット26は、ステップS36にて、上述したeABS制御プログラムの、例えば、前記ステップS15の実行に際して、前記式1に従うように、摩擦制動力Bfrの大きさ(中央値)を減少させてインホイールモータ15〜18を積極的に回生状態により作動させる。これにより、蓄電装置20に対して回生電力を蓄電して流出電気エネルギー量E_outと流入電気エネルギー量E_inとの均衡を図る(収支のバランスを図る)ことができて、各インホイールモータ15〜18が発生するモータ制動トルクTmrを用いたより緻密なeABS制御が可能となる。
Accordingly, in step S35, the
ここで、前記ステップS33における判定処理に従って、前記ステップS34又は前記ステップS35が実行される状況を図7を用いて説明しておく。 Here, a situation in which the step S34 or the step S35 is executed according to the determination process in the step S33 will be described with reference to FIG.
今、運転者によるブレーキ操作に応じて、図7の上段に太い実線により示すように、目標総制動力F0の絶対値が徐々に大きくなり、eABS制御が必要な状況になったとする。この場合、電子制御ユニット26は、履歴として更新可能に蓄積しているこれまでの流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outに基づき、流入電気エネルギー量E_inが流出電気エネルギー量E_outよりも小さい状況では、例えば、前記式1に従い、図7の下段に実線により示すように回生制御を主体にしてインホイールモータ15〜18にモータ制動トルクTmrを発生させることに加えて、図7の上段に太い破線により示すように摩擦ブレーキ機構21〜24に摩擦制動力Bfrを発生させて、目標総制動力F0を確保する。このように、インホイールモータ15〜18にモータ制動トルクTmrを発生させる状況においては、上述したように、流入電気エネルギー量E_inが増加して回生電力が発生し蓄電装置20に蓄電される。
Now, it is assumed that the absolute value of the target total braking force F0 gradually increases in accordance with the brake operation by the driver, as indicated by a thick solid line in the upper part of FIG. 7, and eABS control is required. In this case, the
このため、電子制御ユニット26は、履歴として更新可能に蓄積しているこれまでの流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outに基づき、今回のeABS制御における回生制御により、時間の経過に伴って発生した流入電気エネルギー量E_inを加算することによって流出電気エネルギー量E_outよりも大きくなると、図7の下段に示すように、回生制御主体から力行制御主体に移行する。そして、この力行制御への移行に際して、電子制御ユニット26は、図7の上段に示すように、摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfcの大きさ(中央値)を増加させ、目標総制動力F0を確保する。このように力行制御によりインホイールモータ15〜18にモータ駆動トルクTmcを発生させつつ摩擦ブレーキ機構21〜24に大きな摩擦制動力Bfcを発生させる状況においては、上述したように、流出電気エネルギー量E_outが増加して蓄電装置20に蓄電された電力が消費される。
For this reason, the
このため、電子制御ユニット26は、履歴として更新可能に蓄積しているこれまでの流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outに基づき、今回のeABS制御における力行制御により、時間の経過に伴って発生した流出電気エネルギー量E_outを加算することによって流入電気エネルギー量E_inよりも大きくなると、図7の下段に示すように、再び、力行制御主体から回生制御主体に移行する。そして、この回生制御への移行に際して、電子制御ユニット26は、図7の上段に示すように、摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfrの大きさ(中央値)を減少させ、目標総制動力F0を確保する。
For this reason, the
このように、電子制御ユニット26が、流入電気エネルギー量E_inの大きさと流出電気エネルギー量E_outの大きさとの均衡(収支のバランス)に応じて、流入電気エネルギー量E_inが増加する状況ではインホイールモータ15〜18を独立的に力行状態により作動させるために摩擦ブレーキ機構21〜24の摩擦制動力Bfcの大きさ(中央値)を増加させ、流出電気エネルギー量E_outが増加する状況ではインホイールモータ15〜18を独立的に積極的に回生状態により作動させるために摩擦ブレーキ機構21〜24の摩擦制動力Bfrの大きさ(中央値)を減少させることができる。これにより、蓄電装置20を構成するバッテリの充電状態や作動状態の如何に関わらず、インホイールモータ15〜18を用いたより緻密なeABS制御を実行することができる。
As described above, the in-wheel motor in the situation where the
ステップS36にて、上述したeABS制御プログラムを実行すると、電子制御ユニット26は、ステップS37に進む。ステップS37においては、電子制御ユニット26は、eABS制御プログラムの実行に伴って発生した流入電気エネルギー量E_in及び流出エネルギー量E_outを履歴として蓄積しているこれまでの流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outに加算(積算)して更新し、不揮発性RAMの所定の記憶位置に記憶する。そして、電子制御ユニット26は、ステップS38にて、電気エネルギー収支管理プログラムの実行を一旦終了し、所定の短い時間の経過後、再び、ステップS30にて同プログラムの実行を開始する。
When the eABS control program described above is executed in step S36, the
以上の説明からも理解できるように、上記第1実施形態によれば、電子制御ユニット26は、eABS制御において、流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outとの均衡が保たれる(収支のバランスが保たれる)ように、摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfr,Bfcの大きさを制御して各車輪11〜14に目標総制動力F0を発生させることができる。すなわち、電子制御ユニット26は、積算して蓄積した電気エネルギー収支の履歴に基づき、流入電気エネルギー量E_inの大きさが流出電気エネルギー量E_outの大きさ以上となる場合、言い換えれば、流入電気エネルギー量E_inである回生電力が蓄電装置20に蓄電される場合には、この流入電気エネルギー量E_in(回生電力)を消費するためにインホイールモータ15〜18を力行状態により作動させて、言い換えれば、流出電気エネルギー量E_outを増加させる。そして、この場合には、電子制御ユニット26は、インホイールモータ15〜18がモータ駆動トルクTmcを発生することに伴い、目標総制動力F0を確保するために摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfcの大きさを増加させる。これにより、流入電気エネルギー量E_in(回生電力)が蓄電装置20に供給されて蓄電されることを抑制することができ、その結果、蓄電装置20における蓄電状態(SOC)に関わらず、必要に応じて、常にインホイールモータ15〜18を回生状態により作動させることができる状況を維持することができる。
As can be understood from the above description, according to the first embodiment, the
又、電子制御ユニット26は、積算して蓄積した電気エネルギー収支の履歴に基づき、流入電気エネルギー量E_inの大きさが流出電気エネルギー量E_outの大きさ未満となる場合、言い換えれば、蓄電装置20における電気エネルギー量(SOC)が減少する場合には、積極的にインホイールモータ15〜18を回生状態により作動させることができる。そして、この場合には、電子制御ユニット26は、インホイールモータ15〜18がモータ制動トルクTmrを発生することに伴い、目標総制動力F0を確保するために摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfrの大きさを減少させる。これにより、インホイールモータ15〜18によるモータ制動トルクTmrを用いて、より緻密なeABS制御が可能となる。従って、スムーズで安定した制動が可能となり、運転者が違和感を覚えることがない。
Further, the
b.第2実施形態
上記第1実施形態においては、電気エネルギー収支管理プログラムを実行することにより、eABS制御が実施されている状況において、インホイールモータ15〜18による流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outとに基づいて、これら電気エネルギーの間の均衡を図る(収支のバランスを図る)ように実施した。具体的には、流入電気エネルギー量E_inの大きさと流出電気エネルギー量E_outの大きさとの比較に基づき、常に、各インホイールモータ15〜18を回生可能な状態に維持しておくために、インホイールモータ15〜18を回生状態又は力行状態により作動させるとともに摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfr,Bfcの大きさ(中央値)を適宜変更するように実施した。
b. Second Embodiment In the first embodiment, the inflow electric energy amount E_in and the outflow electric energy amount by the in-
ところで、eABS制御においては、車両Veの進行方向に前方障害物が存在している場合、車両Veと前方障害物との間の相対的な位置関係に応じて、摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させて制動させる場合と各インホイールモータ15〜18を主体に作動させて制動させる場合とがある。すなわち、車両Veと前方障害物との間の相対的な位置関係として、例えば、車両Veから前方障害物までの距離に基づき、距離が大きい状況下で車両Veを制動するときには、比較的、緻密なeABS制御が要求されないため摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させる。一方、距離が小さくなる状況下で車両Veを制動するときには、距離が小さくなるに連れて緻密なeABS制御が要求されるため摩擦ブレーキ機構21〜24を主体とすることからインホイールモータ15〜18を主体に作動させる。従って、車両Veと前方障害物との間の相対的な位置関係のように、時間の経過に伴ってインホイールモータ15〜18による流入電気エネルギー量E_inの増加が予測される状況では、予め、摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させたり各インホイールモータ15〜18を力行状態で作動させて流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制しておき、常に、各インホイールモータ15〜18を回生可能な状態に維持しておく必要がある。以下、この第2実施形態を詳細に説明するが、上記第1実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
By the way, in the eABS control, when a front obstacle exists in the traveling direction of the vehicle Ve, the
この第2実施形態においては、図1に破線により示すように、車両Veにレーダセンサ29が設けられている。レーダセンサ29は、車両Veの前端部(例えば、フロントグリル付近)に組み付けられており、ミリ波の送受信に要する時間に基づいて、車両Veの前方の所定範囲内に存在する前方障害物との相対距離を表す相対距離Dを検出する。そして、レーダセンサ29は、相対速度Dを表す信号を電子制御ユニット26に出力するようになっている。
In the second embodiment, a
そして、この第2実施形態においては、電子制御ユニット26は、図8に示す制動力制御プログラムを実行する。すなわち、電子制御ユニット26は、図8に示す制動力制御プログラムの実行をステップS50にて開始し、続くステップS51にて、現在、eABS制御が実施中であるか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット26は、上述した第1実施形態の場合と同様に、eABS制御プログラムを実行していれば「Yes」と判定してステップS52に進み、eABS制御プログラムを実行していなければ「No」と判定してステップS60に進んで制動力制御プログラムの実行を一旦終了する。この場合、電子制御ユニット26は、所定の短い時間の経過後、再び、ステップS50にて制動力制御プログラムの実行を開始する。
In the second embodiment, the
ステップS52においては、電子制御ユニット26は、レーダセンサ29から出力された信号を入力し、車両Veの前方に存在する前方障害物までの相対距離D(以下、単に距離Dと称呼する。)を取得する。そして、電子制御ユニット26は、距離Dを取得するとステップS53に進む。
In step S52, the
ステップS53においては、電子制御ユニット26は、前記ステップS52にて取得した距離Dが、摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させるか否かを判定するために予め設定された判定距離Dfよりも小さいか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット26は、距離Dが判定距離Df以上であれば「No」と判定してステップS54に進む。一方、距離Dが判定距離Df未満であれば、電子制御ユニット26は「Yes」と判定してステップS55に進む。
In step S53, the
ステップS54においては、電子制御ユニット26は、未だ車両Veと前方障害物との間の距離Dが大きいため、摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させるeABS制御を実施する。すなわち、この場合には、電子制御ユニット26は、上述したeABS制御プログラムの、例えば、前記ステップS15の実行に際して、目標総制動力F0に対して摩擦ブレーキ機構21〜24が発生する摩擦制動力Bfr,Bfcが大きくなるようにブレーキアクチュエータ25を制御する。これにより、距離Dが判定距離Df以上である状況においては、摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させて、インホイールモータ15〜18の回生状態による流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制する。そして、電子制御ユニット26は、摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させると、ステップS60に進み、制動力制御プログラムの実行を一旦終了し、所定の短い時間の経過後に再びステップS50にて同プログラムの実行を開始する。
In step S54, since the distance D between the vehicle Ve and the front obstacle is still large, the
ステップS55においては、電子制御ユニット26は、前記ステップS52にて取得した距離Dが、インホイールモータ15〜18を主体に作動させるか否かを判定するために予め設定された判定距離Dm以上であるか否かを判定する。すなわち、電子制御ユニット26は、距離Dが判定距離Dm以上であれば、「Yes」と判定してステップS56に進む。一方、距離Dが判定距離Dm未満であれば、電子制御ユニット26は「No」と判定してステップS57に進む。
In step S55, the
ステップS56のステップ処理は、前記ステップS53及び前記ステップS55の判定処理に従い、車両Veと前方障害物との間の距離Dが、摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させるか否かを判定する判定距離Df未満であり、かつ、インホイールモータ15〜18を主体に作動させるか否かを判定する判定距離Dm以上であるときに実行される処理である。このため、電子制御ユニット26は、ステップS56にて、eABS制御において主体に作動させる対象を摩擦ブレーキ機構21〜24からインホイールモータ15〜18に移行させる一方で、今後、各インホイールモータ15〜18を回生可能な状態に維持しておくために流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制する。具体的に、電子制御ユニット26は、eABS制御において力行制御主体でインホイールモータ15〜18にモータ駆動トルクTmcを発生させて流出電気エネルギー量E_outを増加させる。
The step process of step S56 determines whether or not the distance D between the vehicle Ve and the front obstacle activates the
従って、電子制御ユニット26は、ステップS56にて、現在実行中であるeABS制御における目標総制動力F0を確保するために、前記式2からも明らかなように、目標総制動力F0に対する摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfcの大きさ(中央値)を増加させる。このように、摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfcの大きさ(中央値)を増加させて、力行制御主体でインホイールモータ15〜18を作動させると、電子制御ユニット26はステップS58に進む。
Accordingly, in step S56, the
一方、ステップS57のステップ処理は、前記ステップS53及び前記ステップS55の判定処理に従い、車両Veと前方障害物との間の距離Dがインホイールモータ15〜18を主体に作動させるか否かを判定する判定距離Dm未満となるとき、言い換えれば、緻密なeABS制御が要求される状況下で実行される処理である。このため、電子制御ユニット26は、ステップS57にて、eABS制御において主体に作動させる対象を摩擦ブレーキ機構21〜24からインホイールモータ15〜18に移行させ、回生制御主体でインホイールモータ15〜18にモータ制動トルクTmrを発生させる。
On the other hand, the step process of step S57 determines whether or not the distance D between the vehicle Ve and the front obstacle activates the in-
これにより、電子制御ユニット26は、ステップS57にて、現在実行中であるeABS制御における目標総制動力F0を確保するために、前記式1からも明らかなように、目標総制動力F0に対する摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfrの大きさ(中央値)を減少させる。このように、摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfrの大きさ(中央値)を減少させて、回生制御主体でインホイールモータ15〜18を作動させると、電子制御ユニット26はステップS58に進む。
As a result, the
ここで、この第2実施形態の制動力制御プログラムにおいては、特に、前記ステップS52〜前記ステップS57までの各ステップ処理からも明らかなように、目標総制動力F0に対する摩擦ブレーキ機構21〜24の摩擦制動力Bfr,摩擦制動力Bfcと、インホイールモータ15〜18のモータ制動トルクTmr,モータ駆動トルクTmcとの割合が距離Dによって決定される。すなわち、この第2実施形態の制動力制御プログラムにおいては、インホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合が、車両Veと前方障害物との間の距離Dの関数として決定されるということができる。
Here, in the braking force control program of the second embodiment, as is apparent from each step processing from step S52 to step S57, the
ステップS58においては、電子制御ユニット26は、前記ステップS56又は前記ステップS57におけるインホイールモータ15〜18の作動状態による流入電気エネルギー量E_in及び流出電気エネルギー量E_outを加味して、上述した第1実施形態と同様に電気エネルギー収支管理プログラムを実行する。尚、このステップS58にて電気エネルギー収支管理プログラムを実行する際には、図6に示したステップS31が省略される。そして、電子制御ユニット26は、ステップS58にて電気エネルギー収支管理プログラムを実行すると、ステップS59に進む。
In step S58, the
ステップS59においては、電子制御ユニット26は、上述した第1実施形態と同様に、eABS制御プログラムを実行する。そして、電子制御ユニット26は、ステップS59にてeABS制御プログラムを実行するとステップS60に進んで制動力制御プログラムを一旦終了し、所定の短い時間の経過後、再び、ステップS50にて制動力制御プログラムの実行を開始する。
In step S59, the
以上の説明からも理解できるように、この第2実施形態においては、車両Veと前方障害物との間の距離Dを用いて、インホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を距離Dの関数として決定することができる。そして、このように決定されるインホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合においても、流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制し、常に、各インホイールモータ15〜18を回生可能な状態に維持しておくことができる。従って、例えば、車両Veと前方障害物との衝突を回避するような緊急度の高い状況下においても、上記第1実施形態と同等の効果が得られる。
As can be understood from the above description, in the second embodiment, the distance D between the vehicle Ve and the front obstacle is used to control the in-
c.第2実施形態の変形例
上記第2実施形態においては、車両Veと前方障害物との間の距離Dを用いて、インホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を距離Dの関数として決定するように実施した。これにより、回生制御の機会が増えてインホイールモータ15〜18からの流入電気エネルギー量E_inが増加するであろう状況を想定し、距離Dが判定距離Df以上であるときには摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させて流入電気エネルギー量E_inの増加を抑え、距離Dが判定距離Df未満であり判定距離Dm以上であるときにはインホイールモータ15〜18を力行制御主体により作動させて流出電気エネルギー量E_outを増加させるとともに摩擦ブレーキ機構21〜24による摩擦制動力Bfcを増加させて流入電気エネルギー量E_inの増加を抑えるようにした。これにより、距離Dが判定距離Dm未満となり、インホイールモータ15〜18を回生制御主体により作動させる状況であっても確実にインホイールモータ15〜18がモータ制動トルクTmrを発生できるように実施した。
c. Modification of Second Embodiment In the second embodiment, the distance D between the vehicle Ve and the front obstacle is used to control the in-
ところで、流入電気エネルギー量E_inが増加するであろう状況を想定して、インホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を決定する場合、上記第2実施形態のような距離Dを用いる場合に限らず、例えば、車両Veの車速や、運転者によるブレーキペダルBの踏み込み速度、目標総制動力F0の大きさ、目標総制動力F0の変化率等を用いることができる。すなわち、これら車速や、踏み込み速度、目標総制動力F0の大きさや変化率の関数としてインホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を決定することが可能である。
By the way, assuming the situation where the inflow electric energy amount E_in will increase, when determining the ratio between the control of the in-
具体的に、例えば、車速の関数としてインホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を決定する場合、車両Veの車速が高いときにはインホイールモータ15〜18による時間あたりの流入電気エネルギー量E_in(回生電力量)が多くなるため摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させ(すなわちインホイールモータ15〜18を力行制御主体で作動させ)、車速が低くなったときにインホイールモータ15〜18を回生制御主体で作動させることができる。これにより、流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制することができ、車速が低くなってインホイールモータ15〜18を回生制御主体により作動させる状況下で確実にインホイールモータ15〜18がモータ制動トルクTmrを発生できる。
Specifically, for example, when determining the ratio between the control of the in-
又、例えば、eABS制御実行直前におけるブレーキペダルBの踏み込み速度の関数としてインホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を決定する場合、ブレーキペダルBの踏み込み速度が遅いときには緊急度が低いため摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させ(すなわちインホイールモータ15〜18を力行制御主体で作動させ)、踏み込み速度が早いときには緊急度が高いためにインホイールモータ15〜18を回生制御主体で作動させることができる。これによっても、流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制することができ、緊急度が高くなってインホイールモータ15〜18を回生制御主体により作動させる状況下で確実にインホイールモータ15〜18がモータ制動トルクTmrを発生できる。
For example, when the ratio between the control of the in-
又、例えば、目標総制動力F0の大きさの関数としてインホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を決定する場合、路面の摩擦係数μが高く目標総制動力F0の大きさが大きいときには摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させ(すなわちインホイールモータ15〜18を力行制御主体で作動させ)、路面の摩擦係数μが低く目標総制動力F0の大きさが小さくなったときにはインホイールモータ15〜18を回生制御主体で作動させることができる。これによっても、流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制することができ、インホイールモータ15〜18を回生制御主体により作動させる状況下で確実にインホイールモータ15〜18がモータ制動トルクTmrを発生できる。
For example, when determining the ratio between the control of the in-
更に、例えば、目標総制動力F0の変化率の関数としてインホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を決定する場合、目標総制動力F0の変化率が大きいときには摩擦ブレーキ機構21〜24を主体に作動させ(すなわちインホイールモータ15〜18を力行制御主体で作動させ)、目標総制動力F0の変化率が小さくなったときにはインホイールモータ15〜18を回生制御主体で作動させることができる。これによっても、流入電気エネルギー量E_inの増加を抑制することができ、インホイールモータ15〜18を回生制御主体により作動させる状況下で確実にインホイールモータ15〜18がモータ制動トルクTmrを発生できる。
Further, for example, when the ratio between the control of the in-
従って、このように、車両Veの車速や、ブレーキペダルBの踏み込み速度、目標総制動力F0の大きさや変化率の関数としてインホイールモータ15〜18の制御と摩擦ブレーキ機構21〜24の制御との割合を決定する場合であっても、上記第2実施形態と同様の効果が期待できる。
Therefore, in this way, the control of the in-
本発明の実施にあたっては、上記各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記各実施形態及び変形例においては、左右前輪11,12及び左右後輪13,14のそれぞれにインホイールモータ15〜18を設けるように実施した。この場合、独立的にモータ制動トルクTmr及びモータ駆動トルクTmcを発生させることが可能であれば、それぞれの車輪11〜14にインホイールモータ15〜18を組み込むことに限定することなく如何なる構成を採用しても良い。具体的には、左右前輪11,12及び左右後輪13,14を回転可能に支持する車軸に対して所定の回転力(トルク)を独立的に付与することにより、モータ制動トルクTmr及びモータ駆動トルクTmcを発生させる構成を採用することが可能である。
For example, in each of the above-described embodiments and modifications, the in-
又、上記各実施形態及び変形例においては、インホイールモータ15〜18として三相交流同期モータを採用して実施したが、これに限定されるものではない。他の方式の電動機(モータ)を採用して実施する場合であっても、流入電気エネルギー量E_in及び流出電気エネルギー量E_outの均衡を図る(収支のバランスを図る)ために、左右前輪11,12及び左右後輪13,14に設けられる電動機(モータ)を回生状態又は力行状態により作動させることができるため、上記各実施形態及び変形例と同様の効果が期待できる。
Moreover, in each said embodiment and modification, although implemented using the three-phase alternating current synchronous motor as the in-wheel motors 15-18, it is not limited to this. Even when other types of electric motors (motors) are employed, the left and right
更に、上記各実施形態及び変形例においては、回生電力(電気エネルギー)を蓄電する手段として蓄電装置20を構成するバッテリを想定して実施した。この場合、電子制御ユニット26は、インホイールモータ15〜18における流入電気エネルギー量E_inと流出電気エネルギー量E_outとの均衡(収支)に基づいて回生状態又は力行状態によりインホイールモータ15〜18を作動させるため、蓄電装置20が、例えば、コンデンサやキャパシタによって構成される場合であっても、上記各実施形態及び変形例と全く同様に実施することができる。
Furthermore, in each said embodiment and modification, it implemented by assuming the battery which comprises the
11,12…前輪、13,14…後輪、15,16,17,18…電動機(インホイールモータ)、19…インバータ、20…蓄電装置、21,22,23,24…ブレーキ機構、25…ブレーキアクチュエータ、26…電子制御ユニット、27…ブレーキセンサ、28…車輪速度センサ、29…レーダセンサ、Ve…車両、B…ブレーキペダル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記制動制御手段は、
前記電動力発生機構を前記回生状態により作動させて前記電磁的な制動力を発生させることに伴って前記電動力発生機構から前記蓄電手段に流入する流入電気エネルギー量と、前記電動力発生機構を前記力行状態により作動させて前記電磁的な駆動力を発生させることに伴って前記蓄電手段から前記電動力発生機構に流出する流出電気エネルギー量とをそれぞれ積算して蓄積しており、
車両が走行する路面状況に応じて前記車輪に発生させる目標制動力を決定してこの目標制動力を前記車輪に発生させるとき、前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御するものであり、さらに、
前記制動制御手段は、
前記流入電気エネルギー量の大きさが前記流出電気エネルギー量の大きさ以上であるとき、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを増加させるとともに、前記電動力発生機構の前記力行状態による作動を増大させるか、又は、前記電動力発生機構の前記回生状態による前記電磁的な制動力を減少させ、
前記流入電気エネルギー量の大きさが前記流出電気エネルギー量の大きさ未満であるとき、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを減少させるとともに、前記電動力発生機構の前記回生状態による前記電磁的な制動力を増大させるか、又は、前記電動力発生機構の前記力行状態による作動を減少させることを特徴とする車両の制動力制御装置。 An electric force generating mechanism for generating an electromagnetic driving force or an electromagnetic braking force on a vehicle wheel; an electric storage means electrically connected to the electric force generating mechanism; and at least the electric force generating mechanism A braking force generation mechanism that generates a mechanical braking force for the wheels rotated by electromagnetic driving force, a braking operation means that is operated by a driver to brake the vehicle, and The electromagnetic braking force generated by operating the electric force generation mechanism in a regenerative state according to an operation or the electromagnetic driving force generated by operating the electric force generation mechanism in a power running state, and the control In a braking force control device for a vehicle, comprising a braking control means for controlling the mechanical braking force by a power generation mechanism to generate braking force on the wheels,
The braking control means includes
The inflowing electric energy flowing from the electric force generation mechanism into the power storage means as the electric force generation mechanism is operated in the regenerative state to generate the electromagnetic braking force, and the electric force generation mechanism And accumulating and accumulating outflow electric energy amount flowing out from the power storage means to the electric force generation mechanism in association with generating the electromagnetic driving force by operating in the power running state,
When determining the target braking force to be generated on the wheel according to the road surface condition where the vehicle travels and generating the target braking force on the wheel, the balance between the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount is maintained. Controlling the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism , and
The braking control means includes
When the magnitude of the inflow electrical energy amount is equal to or greater than the magnitude of the outflow electrical energy amount, the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism is increased and the power running of the electric force generation mechanism is increased. Increase the operation according to the state, or decrease the electromagnetic braking force due to the regenerative state of the electric power generation mechanism,
When the magnitude of the inflow electrical energy amount is less than the magnitude of the outflow electrical energy amount, the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism is reduced and the regeneration of the electric force generation mechanism is reduced. A braking force control apparatus for a vehicle, wherein the electromagnetic braking force according to a state is increased or the operation of the electric force generation mechanism according to the power running state is decreased .
前記制動制御手段は、
前記流入電気エネルギー量が増加し得る状況下にあるとき、予め前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを増加させて前記電動力発生機構を前記力行状態を主体に作動させることを特徴とする車両の制動力制御装置。 In the vehicle braking force control device according to claim 1 ,
The braking control means includes
When the amount of inflowing electric energy is in a state where the amount of inflow electrical energy can be increased, the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism is increased in advance to operate the electric force generation mechanism mainly in the power running state. A braking force control device for a vehicle.
前記流入電気エネルギー量が増加し得る状況は、少なくとも、
車両の走行に伴って車両の前方に存在する前方障害物までの距離が小さくなる状況、車両の走行に伴って車両の車速が小さくなる状況、運転者による前記制動操作手段の操作速度が大きくなる状況、前記目標制動力の大きさが大きい状況、及び、前記目標制動力の変化率が大きい状況のうちの一つであることを特徴とする車両の制動力制御装置。 In the vehicle braking force control device according to claim 2 ,
The situation where the inflow electric energy amount can increase is at least:
A situation in which the distance to a front obstacle existing in front of the vehicle decreases as the vehicle travels, a situation in which the vehicle speed decreases as the vehicle travels, and the operating speed of the braking operation means by the driver increases. The vehicle braking force control apparatus according to any one of the following: a situation, a situation where the magnitude of the target braking force is large, and a situation where the rate of change of the target braking force is large.
前記制動制御手段は、
前記前方障害物までの距離、前記車両の車速、前記制動操作手段の操作速度、前記目標制動力の大きさ及び前記目標制動力の変化率のうちの少なくとも一つを用いた関数により、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力と、前記電動力発生機構による前記電磁的な制動力又は前記電磁的な駆動力との割合を決定することを特徴とする車両の制動力制御装置。 In the vehicle braking force control device according to claim 3 ,
The braking control means includes
According to a function using at least one of the distance to the front obstacle, the vehicle speed of the vehicle, the operation speed of the braking operation means, the magnitude of the target braking force, and the rate of change of the target braking force. A braking force control apparatus for a vehicle, wherein a ratio between the mechanical braking force by a power generation mechanism and the electromagnetic braking force or the electromagnetic driving force by the electric force generation mechanism is determined.
前記制動制御手段は、
車両が走行する路面状況に基づいて前記車輪がロックする傾向にあるか否かを判定し、
前記車輪がロックする傾向にあると判定したとき、前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御することを特徴とする車両の制動力制御装置。 In the vehicle braking force control device according to any one of claims 1 to 4 ,
The braking control means includes
Determining whether the wheels tend to lock based on the road surface conditions on which the vehicle travels,
When determining that the wheel tends to lock, controlling the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism while maintaining a balance between the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount. A braking force control device for a vehicle.
前記制動制御手段は、
2輪以上の複数の車輪について前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御することを特徴とする車両の制動力制御装置。 In the vehicle braking force control apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
The braking control means includes
A vehicle that controls the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism while maintaining a balance between the inflowing electric energy amount and the outflowing electric energy amount for a plurality of two or more wheels. Braking force control device.
前記制動制御手段は、
前記複数の車輪のうちの一部の車輪に対応する前記電動力発生機構の前記回生状態による作動を増大させるとともに、前記複数の車輪のうちの他部の車輪に対応する前記電動力発生機構の前記力行状態による作動を増大させて、
前記流入電気エネルギー量と前記流出電気エネルギー量との均衡を保ちながら、前記制動力発生機構による前記機械的な制動力の大きさを制御することを特徴とする車両の制動力制御装置。 In the vehicle braking force control device according to claim 6 ,
The braking control means includes
The operation of the regenerative state of the electric force generation mechanism corresponding to some of the plurality of wheels is increased, and the electric force generation mechanism corresponding to the other wheel of the plurality of wheels is increased. Increase the operation due to the power running state,
A braking force control device for a vehicle, which controls the magnitude of the mechanical braking force by the braking force generation mechanism while maintaining a balance between the inflow electric energy amount and the outflow electric energy amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013059263A JP6020279B2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Vehicle braking force control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013059263A JP6020279B2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Vehicle braking force control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014184759A JP2014184759A (en) | 2014-10-02 |
JP6020279B2 true JP6020279B2 (en) | 2016-11-02 |
Family
ID=51832752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013059263A Active JP6020279B2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Vehicle braking force control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6020279B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3353876A4 (en) * | 2015-09-25 | 2019-06-12 | Hemant Karamchand Rohera | A power generating system and method for a vehicle |
JP6569462B2 (en) * | 2015-10-19 | 2019-09-04 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle control device |
CN106183836A (en) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 江苏科技大学 | A kind of train electrical magnetic brake and energy saver and power-economizing method |
KR102368612B1 (en) * | 2017-09-20 | 2022-02-28 | 현대모비스 주식회사 | In-wheel system with autonomous emergency braking utility and control method thereof |
JP2021087235A (en) * | 2019-11-25 | 2021-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | Braking apparatus for electric vehicle |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007216860A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Toyota Motor Corp | Vehicle and its control method |
JP2011223681A (en) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | Controller of regenerative braking torque |
-
2013
- 2013-03-22 JP JP2013059263A patent/JP6020279B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014184759A (en) | 2014-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6818481B2 (en) | Braking control method for regenerative braking coordinated control system for vehicles | |
US8954249B2 (en) | Braking force control apparatus for vehicle | |
EP3347228B1 (en) | Electric vehicle with and method, controller and computer programm for a braking system | |
US11021153B2 (en) | Control apparatus of electric vehicle | |
JP6020279B2 (en) | Vehicle braking force control device | |
JP6444889B2 (en) | Method for reducing torque energy to boost hybrid vehicle acceleration | |
US9283936B2 (en) | Braking force control apparatus for vehicle | |
CN110816281B (en) | Control unit, device and method for vehicle recuperation brake control | |
US11634138B2 (en) | Electric vehicle | |
JP6443258B2 (en) | Braking / driving force control device and braking / driving force control method | |
CN108501728B (en) | Rear wheel regenerative braking control system for vehicle and method thereof | |
JP5803594B2 (en) | Output characteristic control method | |
JP4735058B2 (en) | Vehicle weight estimation device | |
JP6120010B2 (en) | vehicle | |
JP5353365B2 (en) | Vehicle system | |
JP6058564B2 (en) | Electric vehicle braking control device | |
JP6124123B2 (en) | Regenerative brake control system | |
JP2012070470A (en) | Braking force control device of vehicle | |
JP2011223795A (en) | Controller of electric vehicle | |
JP2013183502A (en) | Brake control device of rear wheel electric drive vehicle | |
CN114430719B (en) | vehicle braking device | |
JP6153875B2 (en) | Electric vehicle braking control device | |
JP2004001625A (en) | Brake control system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150612 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160405 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160525 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160919 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6020279 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |