JP6056340B2 - 制動制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両においてコースト走行時にコースト回生制動を行なう制動制御装置に関する。
従来、車両の操縦性とエネルギ回収を最適にするため、アンダーステア、オーバーステアのような車両操縦性要素を監視して回生制動と非回生制動を調整する制動制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来技術では、車輪のスリップ率が予め設定したスリップ率値を超えると、回生制動トルクを減少させる制御を実行し、スリップ率を所定の範囲内に制御するようにしている。
特開2004−99029号公報
しかしながら、駆動源からの駆動力および摩擦制動トルクを与えずに惰性走行するコースト走行時におけるコースト回生制動時に、駆動輪がスリップして、上述の回生制動トルクを減少させる制御を実行した場合、この回生制動トルクの減少分だけ、車両全体の総制動トルクが減少する。したがって、総制動トルクが不足するおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コースト回生制動時に駆動輪にスリップが発生した場合の総制動トルク不足を抑制できる制動制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の制動制御装置は、
車両のコースト走行時に、前記回生ブレーキ装置によりコースト回生制動トルクを発生させるコースト回生制動制御を実行し、かつ、このコースト回生制動制御の実行時に、前記駆動輪の設定値を越えるスリップが検出された場合に、前記コースト回生制動トルクを減少させるコースト回生制動トルク減少制御を実行する車両制御手段と、
前記スリップ検出による前記コースト回生制動トルク減少制御の実行時に、前記摩擦制動装置の摩擦制動トルクを増加させる摩擦制動トルク補填制御を実行するブレーキ制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
本発明の制動制御装置では、コースト走行状態で車両制御手段がコースト回生制動を行なったときに、駆動輪に設定値を超えるスリップが生じた場合、車両制御手段は、コースト回生制動トルクを減少させるコースト回生制動制御を実行する。これにより、駆動輪のスリップを抑えることができる。
さらに、上述のように駆動輪のスリップ率が設定値を超えたときには、ブレーキ制御手段が、摩擦制動装置により摩擦制動トルクを発生させる摩擦制動トルク補填制御を実行する。このように、コースト回生制動トルクを減少させる状況(スリップ率)になった場合、これと並行して、摩擦制動トルクを補填し、車両における総制動トルクを確保し、制動トルク不足を抑制できる。
実施の形態1の制動制御装置を適用した前輪駆動の電動車の構成を示す全体システム図である。 実施の形態1の制動制御装置の制御系を示す全体ブロック図である。 実施の形態1の制動制御装置におけるVDCブレーキ液圧ユニットを示すブレーキ液圧回路図である。 実施の形態1の制動制御装置のブレーキ制御手段としてのブレーキコントローラにて実行される、摩擦制動トルク補填制御の処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態1の制動制御装置の動作の一例を示すタイムチャートである。 実施の形態1の制動制御装置の車両制御手段としての統合コントローラにて実行されるコースト回生制動トルク減少制御を含むコースト回生制動制御の流れを示すフローチャートである。 実施の形態2の制動制御装置のブレーキ制御手段としてのブレーキコントローラにて実行される、摩擦制動トルク補填制御の処理の流れを示すフローチャートである。
以下、本発明の制動制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態1に基づいて説明する。
まず、実施の形態1の制動制御装置の構成を説明する。
実施の形態1の制動制御装置の構成を、「全体システム構成」「回生ブレーキ装置」「制御システム」「VDCブレーキ液圧ユニット構成」に分けて説明する。
[全体システム構成]
図1は、実施の形態1の制動制御装置を適用した前輪駆動による電動車両の構成を示す。以下、図1に基づき、この制動制御装置の全体構成を説明する。
実施の形態1の制動制御装置の制動力発生系は、液圧ブレーキ装置(摩擦制動装置)1と、回生ブレーキ装置50と、を備えている。
液圧ブレーキ装置1は、ブレーキ液圧発生装置10と、既存のVDCシステム(VDCは、「Vehicle Dynamics Control」の略)であるVDCブレーキ液圧ユニット2と、左前輪ホイールシリンダ4FLと、右前輪ホイールシリンダ4FRと、左後輪ホイールシリンダ4RLと、右後輪ホイールシリンダ4RRとを備えている。
ブレーキ液圧発生装置10は、ドライバによるブレーキ操作に応じて摩擦制動トルクを発生させるために前後輪(左前輪FLW、右前輪FRW、左後輪RLW、右後輪RRW)の各輪に付与するマスタシリンダ液圧を発生する。このブレーキ液圧発生装置10は、ブレーキペダル15と、電動ブースタ12と、マスタシリンダ13と、リザーバ14と、を有する。つまり、ブレーキペダル15に加えられたドライバのブレーキ踏力を、電動ブースタ12により倍力し、マスタシリンダ13のプライマリピストンとセカンダリピストンによりマスタシリンダ液圧(プライマリ液圧とセカンダリ液圧)を作り出す。なお、マスタシリンダ13には、マスタシリンダ液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサ16が設けられている。
VDCブレーキ液圧ユニット2は、高速でのコーナ進入や急激なハンドル操作などによって車両姿勢が乱れた際、横滑りを防ぎ、優れた走行安定性を担保する車両挙動制御(=VDC制御)を行う。
このVDCブレーキ液圧ユニット2は、ブレーキ液圧発生装置10と各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRとを連結する液圧系に配置される。
このVDCブレーキ液圧ユニット2は、VDCモータ21(図3参照)により駆動する液圧ポンプ22,22(図3参照)を有し、ホイールシリンダ液圧PW/CYLの増圧・保持・減圧を制御する。そして、VDCブレーキ液圧ユニット2とブレーキ液圧発生装置10とは、プライマリ液圧管61とセカンダリ液圧管62により接続されている。VDCブレーキ液圧ユニット2と各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRとは、左前輪液圧管63と右前輪液圧管64と左後輪液圧管65と右後輪液圧管66により接続されている。
各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRは、前後各輪FLW,FRW,RLW,RRWのブレーキディスクに設定され、VDCブレーキ液圧ユニット2からの液圧が印加される。そして、VDCブレーキ液圧ユニット2は、各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRへの液圧印加時、ブレーキパッドによりブレーキディスクを挟圧することにより、前後輪に液圧制動トルク(摩擦制動トルク)を付与する。また、VDCブレーキ液圧ユニット2は、制動時に各輪FLW,FRW,RLW,RRWにスリップが生じた場合は、各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRの液圧を減圧してロックを抑制する、いわゆるABS制御も実行可能である。
[回生ブレーキ装置]
走行用電動モータ5は、左右前輪(駆動輪)FLW,FRWの走行用駆動源として設けられ、駆動モータ機能と発電ジェネレータ機能を持つ。この走行用電動モータ5は、力行時、バッテリ電力を吸込み消費しながらのモータ駆動により、左右前輪(駆動輪)FLW,FRWへ駆動力を伝達する。そして、回生時、左右前輪の回転駆動に負荷を与えることで電気エネルギに変換し、発電分をバッテリ30へ充電する。つまり、左右前輪(駆動輪)FLW,FRWの回転駆動に与える負荷が、回生制動トルクとなる。
したがって、この走行用電動モータ5およびその回生制動トルクを制御する図2に示すモータコントローラ103により回生ブレーキ装置50が構成されている。なお、走行用電動モータ5は、モータコントローラ103からの制御指令に基づいて、インバータ104により作り出された三相交流を印加することにより制御される。
[制御システム]
実施の形態1の制動制御装置の制動力制御系は、統合コントローラ100と、ブレーキコントローラ101と、モータコントローラ103と、を備えている。
統合コントローラ100は、EVシステムの起動および停止制御や、駆動力演算およびモータ出力指令、減速力演算、モータ・ブレーキ出力指令、EVシステム診断およびフェールセーフ機能などを果たす。
また、統合コントローラ100は、回生協調ブレーキ制御時等において、ドライバ要求制動トルクを得るようにブレーキコントローラ101とモータコントローラ103を統合して制御する。この統合コントローラ100には、バッテリコントローラ102からのバッテリ充電容量情報、車輪速センサ92からの車速情報、ブレーキスイッチ93からのブレーキ操作情報、ストロークセンサ94からのブレーキペダル15のペダルストローク情報、マスタシリンダ液圧センサ16からのマスタシリンダ液圧情報、などが入力される。なお、車輪速センサ92としては、極低車速域までの車速検出が可能な車輪速回転数センサが用いられる。そして、車輪速回転数を時間微分演算処理することで、実減速度を求める。
ブレーキコントローラ101は、統合コントローラ100からの信号とVDCブレーキ液圧ユニット2のマスタシリンダ液圧センサ16からの圧力情報を入力する。そして、所定の制御則にしたがって、VDCブレーキ液圧ユニット2のVDCモータ21と、後述する図3に示すソレノイドバルブ類25,26,27,28と、に対し駆動指令を出力するとともに、統合コントローラ100に対し、回生協調制動トルクの目標値を出力する。
モータコントローラ103は、駆動輪である左右前輪に連結された走行用電動モータ5にインバータ104を介して接続される。そして、ブレーキ制御時、統合コントローラ100から回生分指令を入力すると、走行用電動モータ5により発生する回生制動トルクを入力された回生分指令に応じて制御する。このモータコントローラ103は、走行時、走行状態や車両状態に応じて走行用電動モータ5により発生するモータトルクやモータ回転数を制御する機能も併せ持つ。
なお、バッテリ30には、DC/DCジャンクションボックス105を介してインバータ104および充電器106が接続されている。また、充電器106には、充電ポート106aが接続されている。
センサ群90には、前述したマスタシリンダ液圧センサ16、車輪速センサ92、ブレーキスイッチ93、ストロークセンサ94の他、アクセルペダルスイッチ95、ヨーレイト/横/前後Gセンサ96、舵角センサ97などが設けられている。なお、各コントローラ100〜103は、CAN通信線100cにより相互に通信可能に接続されている。また、図ではセンサ群90は、統合コントローラ100に直接接続されているように図示しているが、センサ群90の各センサは、CAN通信線100cおよび各コントローラ101〜103を介して統合コントローラ100に接続されているものも含まれる。
[VDCブレーキ液圧ユニット構成]
図3は、VDCブレーキ液圧ユニット2を示すブレーキ液圧回路図である。なお、このVDCブレーキ液圧ユニット2は、周知の構成であるので、簡単に説明する。
VDCブレーキ液圧ユニット2は、ブレーキコントローラ101(図2参照)からの指令に基づいてホイールシリンダ液圧PW/CYLの制御を行う。このVDCブレーキ液圧ユニット2は、VDCモータ21と、VDCモータ21により駆動する液圧ポンプ22,22と、低圧リザーバ23,23と、マスタシリンダ液圧センサ16と、を有する。また、このVDCブレーキ液圧ユニット2は、ソレノイドバルブ類として、第1M/Cカットソレノイドバルブ25と、第2M/Cカットソレノイドバルブ26と、保持ソレノイドバルブ27,27,27,27と、減圧ソレノイドバルブ28,28,28,28と、第1サンクションバルブ29a、第2サンクションバルブ29bと、を有する。
第1M/Cカットソレノイドバルブ25および第2M/Cカットソレノイドバルブ26は、駆動時に閉弁される常開の電磁弁で、VDCモータ21によるポンプ駆動時、プライマリ液圧管61およびセカンダリ液圧管62を遮断し、ホイールシリンダ液圧PW/CYL(下流圧)とマスタシリンダ液圧PM/CYL(上流圧)の差圧(=ポンプアップ液圧)を制御する。
保持ソレノイドバルブ27,27,27,27(IN弁)は、駆動時に閉弁する常開の電磁弁であり、閉弁することにより各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRへのホイールシリンダ液圧PW/CYLを保持する。
減圧ソレノイドバルブ28,28,28,28(OUT弁)は、駆動時に開弁する常閉の電磁弁であり、開弁することにより各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRへのホイールシリンダ液圧PW/CYLを低圧リザーバ23に逃がして減圧する。
このように、保持ソレノイドバルブ27および減圧ソレノイドバルブ28の開閉状態をそれぞれ独立制御することにより、各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRへのホイールシリンダ液圧PW/CYLを各輪独立で制御する。これにより、VDCブレーキ液圧ユニット2は、いわゆる、VDC制御、TCS制御、ABS制御、回生協調ブレーキ制御、前後輪制動力配分制御、等を行う。
図3は、各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRの増圧時の状態を示しており、各バルブ25,26,27,28,29a,29bは、非作動状態となっている。この増圧時には、マスタシリンダ圧および/またはポンプ圧を、各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRに供給し、増圧することができる。なお、ポンプ圧による増圧を行なう場合には、両カットソレノイドバルブ25,26を閉弁させる。
また、各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRにおいてホイールシリンダ液圧PW/CYLを保持する場合は、保持するホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRに接続された保持ソレノイドバルブ27に通電して閉弁させる。この場合、ホイールシリンダ液圧PW/CYLが、閉弁状態の保持ソレノイドバルブ27および減圧ソレノイドバルブ28の間に閉じこめられ、ホイールシリンダ液圧PW/CYLが保持される。
また、各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRにおいてホイールシリンダ液圧PW/CYLを減圧する場合は、減圧するホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRに接続された保持ソレノイドバルブ27に通電して閉弁させるとともに、減圧ソレノイドバルブ28に通電して開弁させる。この場合、ホイールシリンダ液圧PW/CYLは、閉弁状態の保持ソレノイドバルブ27によりマスタシリンダ13側と遮断され、かつ、開弁状態の減圧ソレノイドバルブ28を介して低圧リザーバ23側に連通されて、減圧される。
以上の、増圧、保持、減圧を各輪にて、独立して制御することにより、前述のように各ホイールシリンダ4FL,4FR,4RL,4RRへのホイールシリンダ液圧PW/CYLを各輪独立で制御することができる。
[ドライバ要求制動トルク制御]
図4は、実施の形態1の制動制御装置におけるブレーキコントローラ101で実行される摩擦制動トルク補填制御を含む制動制御の流れを示している。この処理は、統合コントローラ100によりコースト回生制動制御が開始された時点で実行される。
(コースト回生制動制御)
まず、コースト回生制動制御について簡単に説明する。
コースト回生制動制御は、コースト走行時にエンジンブレーキ相当のコースト回生制動トルクを走行用電動モータ5により発生させる制御である。なお、コースト走行とは、ドライバがアクセルペダルから足を離して、駆動源(本実施の形態では、走行用電動モータ5)から駆動力を与えず、かつ、液圧ブレーキ装置1から制動トルクを与えずに惰性走行する状態をいう。
このコースト回生制動制御において、本実施の形態1に関連する制御について、図6のフローチャートに基づいて簡単に説明する。
ステップS301では、コースト走行状態であるか否か判定し、コースト走行状態であれば、ステップS302に進み、コースト走行状態でなければ、リターンに進む。なお、コースト走行状態の判定は、ブレーキスイッチ93、アクセルペダルスイッチ95の出力および車速などに基づいて判定することができる。
ステップS302では、センサ群90から得られる走行状態に応じ、コースト回生制動制御を実施するか否か判定し、実施する場合には、ステップS303に進み、実施しない場合はリターンに進む。なお、このコースト回生制動制御の実施条件としては、例えば、車速が予め設定された範囲内、バッテリ30における充電量が設定範囲内などとすることができる。
コースト回生制動制御の実施判定条件を満たした場合に進むステップS303では、コースト回生制動トルクを演算し、このコースト回生制動トルクを得るための出力を行い、ステップS304に進む。なお、このコースト回生制動トルクは、エンジン駆動車におけるエンジンブレーキ相当の制動トルクとなるように、予め車速などに応じて設定されている。
続くステップS304では、駆動輪(左右前輪)FLW,FRWのスリップ率を演算しステップS305に進む。
ステップS305では、スリップ率が予め設定された設定値としての閾値αを越えたか否か判定し、閾値αを越えた場合にはステップS306に進み、閾値αを越えない場合はステップS307に進む。なお、閾値αは、ABS制御の実施を判定するABS閾値のように、車輪がロックする傾向が強いことを示すスリップ率よりは、小さな値に設定されている。
スリップ率が閾値αを越えた場合に進むステップS306では、コースト回生制動トルクを減少させ、ステップS307に進む。なお、コースト回生制動トルクを減少させる場合、一定値あるいは一定割合だけ減少させるようにしてもよいし、スリップ率に応じ、スリップ率が大きいほど、あるいはスリップ率の変化速度が大きいほど、減少量を大きくするように可変制御してもよい。
ステップS307では、コースト回生制動制御の終了判定を行い、終了と判定した場合には、ステップS308に進んでコースト回生制動制御を終了してリターンに進み、終了と判定されない場合は、コースト回生制動制御を継続したままリターンに進む。
(摩擦制動トルク補填制御を含む回生協調制動制御)
次に、上述のコースト回生制動制御の実行中にブレーキコントローラ101にて実行する摩擦制動トルク補填制御を含む回生協調制動制御について、図4のフローチャートに基づいて説明する。なお、このフローチャートに示す制御は、コースト回生制動制御の実行が開始された時点から実行される。
ステップS101では、ブレーキスイッチ93の出力に基づいて、ドライバがブレーキ操作中であるか否か判定し、ブレーキ操作中であれば、ステップS102に進み、ブレーキ操作中でなければステップS101の判定を繰り返す。
ステップS101にてブレーキ操作中と判定された場合に進むステップS102では、ドライバ要求総制動トルクを演算して、次のステップS103に進む。本実施の形態1では、ストロークセンサ94によりドライバのブレーキペダル動作を検出し、そのストロークで発生し得る液圧制動トルク(摩擦制動トルク)を演算し、これをドライバの要求総制動トルクとしている。また、クルーズコントロールのような自動減速制御手段を有している場合は、上記総制動トルクとのセレクトハイ値を最終的なドライバ要求総制動トルクとしてもよい。
ステップS103では、回生協調制動トルクを演算し、次のステップS104に進む。すなわち、図5に示すように、ドライバ要求総制動トルクのうち、回生制動可能な量を回生協調制動トルクとして算出する。
続くステップS104では、液圧制動トルクを演算し、次のステップS105に進む。すなわち、ステップS103で演算された回生協調制動トルクのうち、実際に走行用電動モータ5で回生可能な量を演算するか、あるいは実回生制動トルクを検出し、その値をドライバ要求総制動トルクから減じた値を液圧制動トルクとする。
なお、ステップS103で得られた回生協調制動トルクは、統合コントローラ100に出力され、モータコントローラ103から、この演算された回生協調制動トルクを得るよう走行用電動モータ5を駆動させるための制御信号が出力される。同様に、ステップS104で得られた液圧制動トルクを得るようVDCブレーキ液圧ユニット2を駆動させる制御信号が、ブレーキコントローラ101における図示を省略した出力制御部から出力される。
続くステップS105では、駆動輪(左右前輪)FLW,FRWの車輪速センサ値と従動輪(左右後輪)RLW,RRWの車輪速センサ値との差からスリップ率を演算し、次のステップS106に進む。
ステップS106では、スリップ率が閾値αよりも大きいか否か比較し、閾値αよりも大きい場合はステップS107に進み、閾値α未満であればステップS107〜S109をスキップしてリターンへ進む。なお、閾値αは、いわゆるABS制御の開始を判定するABS閾値よりも小さな値に設定されている。
スリップ率が閾値αよりも大きい場合に進むステップS107では、回生協調制動トルクを、スリップ率に応じて制限をかけた後、ステップS108に進む。なお、このステップS107では、スリップ率の大きさ、および/またはスリップ率の変化速度に応じ、それらの値が大きいほど制限量が大きくなるように、1演算周期あたりの回生制限量を決定する。あるいは、この制限量は、スリップ率に応じることなく、一定量とすることもできる。また、この閾値αは、コースト回生制動トルクの減少を判定する(ステップS305)と同じ値に設定されている。
ステップS108では、コースト回生制動トルク減少予定分、すなわち、ステップS306にて設定した減少量を、統合コントローラ100からからCAN通信線100cを介して取得し、次のステップS109へ進む。
さらに、ステップS109では、ステップS108にて取得したコースト回生制動トルク減少分を、VDCブレーキ液圧ユニット2へ出力する液圧制動トルク指令値に加算して最終的な液圧制動トルクとした後、リターンへ進む。
(実施の形態1の作用)
次に、実施の形態1の制動制御装置の作用を、図5のタイムチャートに基づいて説明する。
図5は、統合コントローラ100がコースト回生制動制御を実行中に、ドライバがブレーキ操作を行った場合の動作例を示している。なお、図において、上から順に、車輪速、駆動輪のスリップ量(スリップ率)、総制動トルクを示している。
この図の例では、t0の時点にて、既にコースト回生制動を行っている。図においてcl1がこの時点でのコースト回生制動トルクを示している。このコースト回生制動トルクは、特に、下り坂のコースト走行時には、平坦路と比較して、より大きなコースト回生制動トルクを得るように制御される。
このような走行状態において、この動作例では、t1の時点で、ドライバがブレーキ操作を行っている。
よって、このt1の時点において、ブレーキコントローラ101は、ストロークセンサ94が検出するブレーキペダル15のストローク量に応じてドライバ要求総制動トルクを求める(ステップS102)。さらに、ブレーキコントローラ101は、ドライバ要求総制動トルクに基づいて、回生協調制動トルクと液圧制動トルクとを演算する(ステップS103,S104)。すなわち、回生協調制動トルクと液圧制動トルクとを合わせた制動トルクがドライバ要求総制動トルクとなるように演算が行われる。図において点線の上側に配置された点の目が密な領域が液圧制動トルクを示し、点線の下側の点の目が粗い領域が回生協調制動トルクを示している。
したがって、t1の時点以降、回生協調制動トルクと液圧制動トルクが与えられる。ところが、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)では、t1の以前からコースト回生制動トルクが与えられているため、路面μによっては、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)における制動トルクが過剰になり過ぎる場合がある。
図示の例では、この駆動輪(左右前輪FLW,FRW)における制動トルクが大きくなりすぎてスリップが生じた場合を示している。すなわち、図示のように、駆動輪速は、回生協調制動トルクと液圧制動トルクが与えられたt1の時点から、従動輪速に対し徐々に低下、つまり、スリップ量が徐々に増加している。そして、t2の時点で、駆動輪FLW,FRWのスリップ量が、閾値αを越えている。
[比較例]
本実施の形態1の制動制御装置では、この駆動輪(左右前輪FLW,FRW)にスリップが発生して、回生制動トルクを低下させる制御を実行した場合における問題点を解消するものである。そこで、本実施の形態1との比較のために、図5に基づいて、まず、従来の問題が発生していた比較例の動作を説明する。
比較例では、ドライバのブレーキペダル操作に基づくブレーキコントローラ101における回生協調制動トルクおよび液圧制動トルクの演算と、統合コントローラ100におけるコースト走行時のコースト回生制動トルクとの演算とが独立して行われていた。
このため、図5に示すように、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率が閾値αを越えたt2の時点で、統合コントローラ100では、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)の与えていたコースト回生制動トルクを減少させる制御を実行する(ステップS305→S306)。
よって、t2の時点以降において、総制動トルクが、図5において実線により示すように、このコースト回生制動トルクの減少相当分だけ低下していた。
このように、総制動トルクが減少した場合、特に、下り坂などでは、ドライバに加速感などの違和感を与えるおそれがあった。
[実施の形態1]
それに対し、本実施の形態1の場合、駆動輪のスリップ率が閾値αよりも大きくなって統合コントローラ100が、コースト回生制動トルク減少制御を実行した際に、ブレーキコントローラ101が、摩擦制動トルク補填制御を実行する。すなわち、ブレーキコントローラ101は、t2の時点で、統合コントローラ100から、コースト回生制動トルクの減少予定分を読み込む(ステップS108)。そして、ブレーキコントローラ101は、コースト回生制動トルクの減少分を、図5において二点鎖線の下側の斜線の領域に示すように、液圧制動トルクに加算して補填する(ステップS109)。
このため、t2の時点の前後で、総制動トルクを略一定に保つことができる。
したがって、車両全体の制動トルクを一定に保ち、運転者に、コースト回生制動トルクの減少による違和感を与えないようにできる。
また、液圧制動トルクによる摩擦制動トルクは、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)および従動輪(左右後輪RLW,RRW)にて発生する。このため、従動輪RLW,RRW(左右後輪RLW,RRW)では、コースト回生制動トルクおよび回生協調制動トルクが与えられている駆動輪(左右前輪FLW,FRW)と比較して、スリップを発生させることなく制動トルクを確保することが可能である。これにより、車両全体の総制動トルクを確保することが可能である。
なお、t2の時点でスリップ率が閾値αを超えると、ブレーキコントローラ101は、コースト回生制動トルクを制限させるため(ステップS107)、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率は高い応答性で低下する。また、このコースト回生制動トルクの低下に応じ、ステップS104にて演算される液圧制動トルクは、その後、増加されることになり、スリップ率は目標値に収束する。
次に、実施の形態1の効果を説明する。
実施の形態1の制動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。
a)実施の形態1の制動制御装置は、
車両の駆動輪(左右前輪FLW,FRW)および従動輪(左右後輪RLW,RRW)に摩擦制動トルクを発生させる摩擦制動装置としての液圧ブレーキ装置1と、
駆動輪(左右前輪FLW,FRW)に回生制動トルクを発生させる回生ブレーキ装置50と、
駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ状態を検出するスリップ検出手段としての車輪速センサ92ならびにブレーキコントローラ101においてスリップ率の演算を実行する構成(ステップS105)と、
車両のコースト走行時に、回生ブレーキ装置50によりコースト回生制動トルクを発生させるコースト回生制動制御を実行し、かつ、このコースト回生制動制御の実行時に、前記駆動輪(左右前輪FLW,FRW)にて設定値(閾値α)を越えるスリップが検出された場合に、コースト回生制動トルクを減少させるコースト回生制動トルク減少制御を実行する車両制御手段としての統合コントローラ100と、
スリップ検出によるコースト回生制動トルク減少制御の実行時に、摩擦制動装置としての液圧ブレーキ装置1の摩擦制動トルクを増加させる摩擦制動トルク補填制御を実行するブレーキ制御手段としてのブレーキコントローラ101と、
を備えていることを特徴とする。
したがって、コースト回生制動を行なったときに、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)に設定値(閾値α)を超えるスリップが生じた場合には、統合コントローラ100が、コースト回生制動トルク減少制御を実行して、コースト回生制動トルクを減少させる。これにより、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップを抑えることができる。
さらに、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)に設定値(閾値α)を超えるスリップが生じた場合に、ブレーキコントローラ101は、液圧ブレーキ装置1による摩擦制動トルクを増加させる摩擦制動トルク補填制御を実行する。このため、車両における総制動トルクを確保し、制動トルク不足を抑制できる。そして、この補填される摩擦制動トルクは、各輪FLW,FRW,RLW,RRWに作用し、駆動輪FLW,FRWへの制動トルクの偏りを緩和し、車両全体の制動トルクを確保しつつ、駆動輪FLW,FRWのスリップの発生を抑えることができる。
b)実施の形態1の制動制御装置では、
ブレーキ制御手段としてのブレーキコントローラ101は、摩擦制動トルク補填制御の実行時には、車両制御手段としての統合コントローラ100からコースト回生制動トルク減少制御時のコースト回生制動トルクの減少量を入手し(ステップS108)、このコースト回生制動トルクの減少量分だけ、摩擦制動トルクを増加させる(ステップS109)ことを特徴とする。
したがって、回生協調制御の回生制動トルクをブレーキコントローラ101で演算し、コースト回生制動トルクを車両制御手段としての統合コントローラ100が演算する構成であっても、統合コントローラ100で演算したコースト回生制動トルクの減少量をブレーキコントローラ101が入手することができる。これによって、ブレーキコントローラ101がコースト回生制動トルクの減少分を摩擦制動トルクにより補填でき、コースト回生制動トルク減少制御の実施前後で、車両の総制動トルクが変化しないようにすることが可能となる。
c)実施の形態1の制動制御装置では、
摩擦制動装置としての液圧ブレーキ装置1の操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段としてのストロークセンサ94を備え、
摩擦ブレーキ制御装置としてのブレーキコントローラ101は、ブレーキ液圧発生装置10の操作時に、ブレーキ操作状態検出手段の検出に基づいてドライバ要求総制動トルクを求め(ステップS102)、回生ブレーキ装置50による回生協調制動トルクと、液圧ブレーキ装置1による摩擦制動トルクと、によりドライバ要求総制動トルクを得る回生協調制動制御を実行し(ステップS103、S104)、かつ、ブレーキコントローラ101は、車両制御手段としての統合コントローラ100によるコースト回生制動制御時に、スリップ率が、予め設定された回生協調制動用閾値(本実施の形態1では、回生協調制動用閾値として、コースト回生制動トルク減少制御用の閾値αを用いている)を超えた時点で、回生協調制動トルクを減少させる回生協調制動トルク減少処理を行なう(ステップS107)ことを特徴とする。
したがって、高い応答性で駆動輪(左右前輪FLW,FRW)に作用する制動トルクを低減させてスリップを抑制することができる。加えて、これにより、ABS制御の早期作動および単発作動が実行されることを抑制することができる。
d)実施の形態1の制動制御装置は、
回生協調制動用閾値を、コースト回生制動トルク減少制御の実行を判定する設定値としたことを特徴とする。
したがって、上記c)で説明したように、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率が、回生協調制動用閾値かつ設定値に達した時点で、回生協調制動トルクの低減と、コースト回生制動トルク減少制御とが実施される。
よって、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップを、さらに早期に低減できる。
なお、実施の形態1では、図4に基づいて、ドライバが制動操作を行なった場合の動作を説明したが、上記の動作は、ドライバが制動操作を行っていない場合にも実行することができる。
具体的には、ドライバが制動操作を行っていない低μ路におけるコースト回生制動中に駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップが発生した場合にも適用することができる。
この場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS101、S102、S103、S104、およびS107を省略することにより、上記制御を実施できる。また、この場合、ステップS109では、VDCブレーキ液圧ユニット2を用いて、コースト制動トルク減少分に相当するホイールシリンダ液圧PW/CYLを発生させ、摩擦制動トルクで補填することができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2の制動制御装置について説明する。
なお、実施の形態2は、実施の形態1で説明したブレーキコントローラ101による制御の一部を変更したものである。よって、実施の形態2における制御を説明するのにあたり、図7のフローチャートにより、実施の形態1と処理の異なる部分のみ説明し、実施の形態1と同じ処理については、実施の形態1と同じ符号を付けて説明を省略する。
ステップS105にてスリップ率を演算した後に進むステップS206では、スリップ率が、予め設定された第1閾値α1より大きいか否かを判定し、第1閾値α1よりも小さい場合は、以降のステップをスキップしてリターンに進む。一方、スリップ率が第1閾値α1よりも大きい場合は、ステップS206からステップS107に進む。
ここで、第1閾値α1に説明すると、本実施の形態2では、スリップ率に対する閾値として、第1閾値α1、第2閾値α2、ABS介入閾値が設定されており、その大きさは、第1閾値α1<第2閾値α2<ABS介入閾値の順に設定されている。そして、第1閾値α1が、回生協調制動用閾値に相当するが、本実施の形態2では、この第1閾値α1は、コースト回生制動トルク減少制御の実行を判定する設定値と同値としている。
ステップS107にて回生協調制動トルクを制限した後に進むステップS208では、回生協調制動トルクが0か否か判定し、「0」の場合、すなわち、ステップS107の回生協調制動トルクの制限により、回生協調制動トルクを0として、総制動トルクが完全に摩擦制動トルクに切り替えられている場合は、ステップS108進む。一方、ステップS208において、回生協調制動トルクが「0」以外の場合は、すなわち、回生協調制動トルクが作用している状態の場合は、ステップS209に進む。なお、実施の形態1と同様に、ステップS107にて回生協調制動トルクを制限した分の制動トルクは、その後、液圧制動トルク(摩擦制動トルク)により補われる。
ステップS209では、スリップ率が第2閾値α2を越えているか否か判定し、第2閾値α2を超えている場合は、ステップS108、S109をスキップしてS212に進む。一方、スリップ率が第2閾値α2を超えていない場合は、ステップS108に進む。
ここで、ステップS108およびS109は、実施の形態1と同様であり、ステップS108では、コースト回生制動トルク減少予定分を統合コントローラ100からCAN通信線100cを介して取得する。そして、ステップS109では、ステップS108にて取得したコースト回生制動トルク減少分を、液圧制動トルク指令値に加算して最終的な液圧制動トルクとし、ステップS212に進む。
ステップS212では、スリップ率がABS介入閾値を越えているか否か判定し、ABS介入閾値を超えている場合は、ステップS213に進んでステップ回生協調制限トルクを即座に「0」にする。一方、ステップS212にて、スリップ率がABS介入閾値を超えておらず、ABS制御が実行されない場合は、リターンに進む。なお、ステップS213にて、回生協調制動トルクを「0」に減じた場合、その減少分は、液圧制動トルク(摩擦制動トルク)により補われた後、ABS制御に基づいて、スリップ率を目標値に収束させるよう液圧制御される。
このように、回生協調制動制御中にABS作動が実行される場合には、回生協調制動制御を解除して、ABS制御との制御干渉防止措置がとられる。
次に、実施の形態2の作用を説明する。
実施の形態2では、実施の形態1の説明に用いた図5に示した例と同様に、コースト回生制動制御の実行中に、ドライバがブレーキ操作を行って、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップが生じ、スリップ率が第1閾値α1を越えた場合を説明する。
この場合、統合コントローラ100は、コースト回生制動トルク減少制御を実行し、コースト回生制動トルクを減少させる。同時に、ブレーキコントローラ101は、まず、回生協調制動トルクを、スリップ率に応じて制限する(ステップS206→S107の処理に基づく)。このように駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップが生じた場合、まず、回生協調制動トルクを制限することにより、制動トルクの減少量を早期に確保し、高いスリップ抑制効果を得ることができる。
なお、この時点で、統合コントローラ100は、スリップ率が設定値(=α1)を越えていることにより、コースト回生制動トルク減少制御を実行している。
そして、ステップS107の回生協調制動トルクの制限により、回生協調制動トルクが「0」となるまで制限された場合、その後、ステップS108,S109による摩擦制動トルク補填制御を実行する。これにより、実施の形態1と同様に、コースト回生制動トルク減少制御によるコースト回生制動トルクの減少分の摩擦制動トルクの補填を行って、総制動トルクの確保を行う。
また、回生協調制動トルクの制限を行った後も、回生協調制動トルクが「0」となるまで低減していない場合は、さらに、スリップ率が第2閾値α2を越えているか否か判定する。そして、この第2閾値α2を越えていない場合は、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ抑制がなされているため、コースト回生制動トルクの減少分の摩擦制動トルクの補填を行う(ステップS208→S108→S109)。一方、スリップ率が第2閾値α2を越えている場合は、スリップ抑制が不十分であるため、コースト回生制動トルク減少分の摩擦制動トルクの補填をキャンセルする(ステップS208→S209→S212)。
このように、第1閾値α1を設定し、駆動輪FLW,FRWにスリップが生じた際に、まず、回生協調制動トルクの制限を行うことにより、駆動輪FLW,FRWのスリップの早期回復を図ることができる。
加えて、第1閾値α1とABS閾値との間に第2閾値α2を設定している。そして、回生協調制動トルクの制限を行っても、回生協調制動トルクが「0」となっていない場合、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率が第2閾値α2よりも低い場合には、スリップ率が抑制されているため、摩擦制動トルク補填制御を実行する。すなわち、このようにスリップ率が抑制されている場合には、摩擦制動トルク補填制御を実行しても、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率が高まる可能性が低い。
一方、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率が第2閾値α2よりも高い場合には、スリップ抑制が不十分であるとして、摩擦制動トルク補填制御をキャンセルし、この摩擦制動トルク補填制御によりスリップ率がさらに増加するのを抑える。
次に、実施の形態2の効果を説明する。
実施の形態2の制動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。
e)実施の形態2の制動制御装置は、
ブレーキ制御手段としてのブレーキコントローラ101は、回生協調制動用閾値としての第1閾値α1と、この第1閾値α1よりも大きくABS制御の開始を判定するABS閾値よりも小さな値に設定された第2閾値α2と、が設定され、かつ、車両制御手段としての統合コントローラ100によるコースト回生制動制御時に、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率が、第1閾値α1を越えた時点で、回生協調制動トルク減少処理を実行し、その後、回生協調制動トルクが0となるか、スリップ率が第2閾値α2よりも小さい場合に、摩擦制動トルク補填制御を実行することを特徴とする。
したがって、上記c)で説明したように、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップ率が、第1閾値α1を越えた時点で、回生協調制動トルク減少処理を実行するため、早期に回生協調制動トルクを低減して、駆動輪FLW,FRWのスリップを早期に低減できる。
加えて、第1閾値α1とABS閾値との間に第2閾値α2を設定し、回生協調制動トルク減少処理の実行後、回生協調制動トルクが0となるか、スリップ率が第2閾値α2よりも小さい場合に、摩擦制動トルク補填制御を実行するようにした。このため、回生協調制動トルクの制限により回生協調制動トルクが「0」になっている場合は、摩擦制動トルク補填制御を実行して総制動トルクの確保を行なうことにより、総制動トルク不足を抑制できる。
また、回生協調制動トルクの制限を行なっても回生協調制動トルクが「0」になっていない場合は、スリップ率に応じ、スリップ率が第2閾値α2を超えていない(スリップが抑制されている)場合には、摩擦制動トルク補填制御を実行する。したがって、摩擦制動トルク補填制御を実行し、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)における制動トルクが増しても、スリップが生じるのを抑えることができる。
f)実施の形態2の制動制御装置にあっては、
回生協調制動トルクの制限を行なっても回生協調制動トルクが「0」になっていない場合に、スリップ率が第2閾値α2を超えている場合には、摩擦制動トルク補填制御をキャンセルするようにした。
このように、スリップ率が第2閾値α2を超えている場合には、摩擦制動トルク補填制御をキャンセルすることにより、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)に摩擦制動トルクが補填されることによるスリップ増加を抑えることができる。
g)実施の形態2の制動制御装置にあっては、
上記e)のように、回生協調制動トルクの制限を行なっても回生協調制動トルクが「0」になっていない場合に、スリップ率が第2閾値α2を超えている場合には、摩擦制動トルク補填制御をキャンセルした後、さらに、スリップ率をABS閾値と比較して、ABS制御判定を行うようにしたことを特徴とする。
したがって、スリップ率が第2閾値α2を超えている場合に、即座にABS制御判定を行うことにより、駆動輪(左右前輪FLW,FRW)のスリップを抑えることができる。
h)実施の形態2の制動制御装置にあっては、
上記f)のようにABS制御判定を行って、スリップ率がABS閾値を越えている場合には、即座に回生協調制動制御を解除するようにした。
これにより、回生協調制動制御中にABS作動が実行される場合には、回生協調制動制御を解除することにより、ABS制御との制御干渉防止措置がとられる。
以上、本発明の制動制御装置を実施の形態1,2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態1,2に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態1では、摩擦制動装置として、最も一般的なブレーキペダル操作により摩擦シリンダ圧を発生させて、ホイールシリンダにおいて制動トルクを得る手段を示したが、これに限定されない。例えば、ドライバのブレーキペダル操作などの制動操作を検出し、これに応じて、モータなどのアクチュエータを用いて、直接あるいは液圧以外の伝達構造を用いて間接的に摩擦制動トルクを発生させる手段を作動させるものを用いてもよい。
また、実施の形態1では、本発明の制動制御装置を、前輪駆動の電動車両へ適用した例を示した。しかし、本発明の制動制御装置は、回生制動が可能であり、コースト回生制動を行う車両であれば、後輪駆動、全輪駆動の電動車両あるいはハイブリット車両や、燃料電池車に適用することもできる。
また、実施の形態では、ステップS105〜ステップS109においてスリップ率に応じた液圧制動トルク指令値への加算を行うようにし、これらの処理を、ステップS103、S104の回生制動トルクおよび液圧制動トルク演算とは別の処理とした例を示した。しかし、これに限定されず、スリップ率に応じたコースト回生制動トルク減少予定分の演算および液圧制動トルク指令値への加算値を、それぞれ、ステップS103、S104のブロック内で演算してもよい。その場合、ステップS104の制動トルクを算出する部分にコースト回生減少分のトルクを加算することになる。これは、実施の形態2にあっても、同様である。
また、実施の形態1では、回生協調制動用閾値と、コースト回生制動トルク減少制御の判定用の設定値と、を同じ値にしたが、これに限定されず、回生協調制動用閾値の方を小さな値としてもよい。この場合、ステップS107とS108との間で、スリップ率とコースト回生制動トルク減少制御の判定用の設定値とを比較し、スリップ率が設定値を超えた場合に、ステップS108に進むようにする。あるいは、この比較の処理を省略し、スリップ率が設定値を超えない場合、コースト回生制動トルク減少制御が実行されていないことから、ステップS108にあってもコースト回生制動トルク減少予定の値が入手されないことにより、ステップS109による摩擦制動トルクの補填をキャンセルすることもできる。
同様に、実施の形態2では、回生協調制動用閾値としての第1閾値を、コースト回生制動トルク減少制御の判定用の設定値と同値とした例を示した。しかし、この場合も、上記と同様に、第1閾値を設定値よりも低い値とすることも可能である。さらに、この場合、第2閾値をコースト回生制動トルク減少制御の判定用の設定値と同値とすることもできる。また、第1閾値を設定値よりも低い値とした場合、スリップ率が設定値を超えず、コースト回生制動トルク減少制御が実施されない場合もあるが、上記のように、この場合にステップS108に進んだ場合、コースト回生制動トルク減少分が読み込めないことにより、ステップS109の摩擦制動トルクの補填をキャンセルするようにしてもよい。
また、実施の形態では、ブレーキ制御手段としてのブレーキコントローラは、摩擦制動トルク補填制御の実行時には、車両制御手段としての統合コントローラからコースト回生制動トルク減少制御時のコースト回生制動トルクの減少分を入手し、このコースト回生制動トルクの減少分だけ、摩擦制動トルクを増加させるようにしたものを示した。しかし、この摩擦制動トルクの増加量はこれに限定されず、コースト回生制動トルクの減少量分よりも小さな値とすることもできる。この場合、総合制動トルクを確保しつつ、駆動輪におけるスリップを抑制することができる。
1 液圧ブレーキ装置(摩擦制動装置)
2 VDCブレーキ液圧ユニット(摩擦制動装置)
5 走行用電動モータ
10 ブレーキ液圧発生装置(摩擦制動装置)
30 バッテリ
50 回生ブレーキ装置
90 センサ群
92 車輪速センサ
93 ブレーキスイッチ(ブレーキ操作状態検出手段)
94 ストロークセンサ(ブレーキ操作状態検出手段)
100 統合コントローラ(車両制御装置)
101 ブレーキコントローラ(ブレーキ制御手段)
102 バッテリコントローラ
103 モータコントローラ
104 インバータ

Claims (4)

  1. 車両の駆動輪および従動輪に摩擦制動トルクを発生させる摩擦制動装置と、
    前記駆動輪に回生制動トルクを発生させる回生ブレーキ装置と、
    前記駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ検出手段と、
    前記摩擦制動装置の操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段と、
    車両のコースト走行時に、前記回生ブレーキ装置によりコースト回生制動トルクを発生させるコースト回生制動制御を実行し、かつ、このコースト回生制動制御の実行時に、前記駆動輪の設定値を越えるスリップが検出された場合に、前記コースト回生制動トルクを減少させるコースト回生制動トルク減少制御を実行する車両制御手段と、
    前記スリップ検出による前記コースト回生制動トルク減少制御の実行時に、前記摩擦制動装置の摩擦制動トルクを増加させる摩擦制動トルク補填制御を実行するブレーキ制御手段と、
    を備え、
    前記ブレーキ制御手段は、前記摩擦制動装置の操作状態検出時に、前記操作状態に基づいてドライバ要求総制動トルクを求め、前記回生ブレーキ装置による回生協調制動トルクと、前記摩擦制動装置による摩擦制動トルクと、によりドライバ要求総制動トルクを得る回生協調制動制御を実行し、かつ、前記ブレーキ制御手段は、前記車両制御手段によるコースト回生制動制御時に、前記駆動輪のスリップ率が予め設定された回生協調制動用閾値を超えた時点で、前記回生協調制動トルクを減少させる回生協調制動トルク減少処理を行い、
    さらに、前記ブレーキ制御手段は、前記回生協調制動用閾値としての第1閾値と、この第1閾値よりも大きくABS制御の開始を判定するABS閾値よりも小さな値に設定された第2閾値と、が設定され、かつ、前記車両制御手段によるコースト回生制動制御時に、前記スリップ率が、前記第1閾値を越えた時点で、前記回生協調制動トルク減少処理を実行し、その後、前記回生協調制動トルクが0となるか、前記スリップ率が前記第2閾値よりも小さい場合に、前記摩擦制動トルク補填制御を実行することを特徴とする制動制御装置。
  2. 請求項1に記載の制動制御装置において、
    前記ブレーキ制御手段は、摩擦制動トルク補填制御の実行時には、前記コースト回生制動トルクの減少量分だけ、前記摩擦制動トルクを増加させることを特徴とする制動制御装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の制動制御装置において、
    前記回生協調制動用閾値としての第1閾値を、前記コースト回生制動トルク減少制御の実行を判定する前記設定値としたことを特徴とする制動制御装置。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の制動制御装置において、
    前記ブレーキ制御手段は、前記回生協調制動トルク減少処理を実行した後、前記回生協調制動トルクが0よりも大きく、かつ、前記スリップ率が前記第2閾値よりも大きい場合に、前記スリップ率に基づいてABS制御判定を行い、ABS制御を実行する場合には、前記回生協調制動制御を解除することを特徴とする制動制御装置。
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