JP6278974B2 - 制動力制御システム - Google Patents
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Description
これに対して、特許文献1の技術は、理想制動トルク配分に従って単純に前輪と後輪とにエンジンブレーキトルクを配分しているだけであって、回生制動力を用いる車両において後輪が前輪より先にロックしてしまうのを防止して、車両挙動の安定化を図る点については考慮されていない。
そこで、本発明は、車両挙動の安定化を図ることができる制動力制御システムを提供することを課題とする。
本発明によれば、後輪に対する摩擦制動力と回生制動力との総制動力が予め設定されている値を超えないようにして、後輪が前輪より先にロックしてしまうことを防止することが可能となる。よって、車両挙動の安定化を図ることができる。
また、摩擦制動力が線形の特性しか出力できないのに対して、制御性が高いモータ・ジェネレータで回生制動力を調整して、総制動力が予め設定されている値を超えないようにすることができる。
本発明によれば、後輪に対する摩擦制動力と回生制動力との総制動力が後輪の理想制動力配分に基づいて予め設定されている値を超えないので、後輪が前輪より先にロックしてしまうことを防止することができる。
本発明によれば、後輪に対する摩擦制動力と回生制動力との総制動力を、前輪についてロックする限界値の制動力より小さな値に制限して、後輪が前輪より先にロックしてしまうことを防止することができる。
本発明によれば、前輪を後輪に先行して確実にロックさせることができる。
本発明によれば、車両がスリップ状態のときに前輪で低減する回生制動力と、後輪で低減する回生制動力の比(割り合い)を理想配分比とすることができ、低減した後の回生制動力も前輪と後輪に理想配分比で配分される。したがって、制動時の車両の挙動が安定する。
本発明によれば、後輪に配分されて付与される回生制動力が限界制動力を超えないため、後輪のロックによるスリップが回避される。したがって、制動時の車両の挙動が安定する。
本発明によれば、車両が低μ路などスリップしやすい路面を走行する場合であっても、安定した走行が可能になり、ひいては、制動時の車両挙動も安定する。
[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1である車両10の要部系統図である。この車両10は、例えば四輪駆動のハイブリッド車両であり、車両10の前側に設けられた左右一対の前輪2aR、2aLと、車両10の後側に設けられた左右一対の後輪2bR、2bLと、を備えている。
また、車両後方には、後輪モータ・ジェネレータ7a、7b(第1のモータ・ジェネレータ)が設けられ、後輪モータ・ジェネレータ7aは後輪2bRを、後輪2bLは後輪モータ・ジェネレータ7bを、それぞれ駆動することができる。
なお、配管222a〜222fには、各部のブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサPm、Pp、Phが設けられている。また、車両挙動安定化装置218は、ブレーキ液加圧用のポンプ273を備える。
その他の入力装置214、モータシリンダ装置216、車両挙動安定化装置218の構成や動作は公知であるため、詳細な説明は省略する。
ハイブリッド制御装置20(回生制動力制御部)は、車両10のハイブリッド駆動系を制御するECU(Electronic Control Unit)である。すなわち、ハイブリッド制御装置20は、エンジン3、前輪、後輪モータ・ジェネレータ4、7a、7bなどを中心とした駆動系を制御する。
また、前輪、後輪モータ・ジェネレータ4、7a、7b、バッテリ8、電源回路9a、9b、9cの駆動に関する各種センサ、各種アクチュエータがハイブリッド制御装置20に接続されている。これにより、ハイブリッド制御装置20は、前輪、後輪モータ・ジェネレータ4、7a、7bによる力行及び回生の制御を行う。
なお、ハイブリッド制御装置20と、摩擦制動制御装置30と、回生制御装置40との間の相互の通信は、車両10のCAN(Controller Area Network)を介して行う。
横軸の車両10に発生する減速度が0から所定値g1になるまでは、回生制動力のみで制動力を発生する。すなわち、トータルでg1(G)以下の範囲内で0から漸次増大する回生制動力を、前輪2aR、2aL側と後輪2bR、2bL側とに所定の割合で配分する。
そして、横軸の車両10に発生する減速度が所定値g2になるまでの後輪2bR、2bL側の回生制動力と摩擦制動力との和は、後輪2bR、2bLの制動力の設定値a2を超えないように制御される。
一方、図4の例では、設定値a1は、車両10に発生する減速度が大きくなるにつれて徐々に大きくなり、所定値g2を超えたあたりから増加が停滞するように、非線形的な変動をする。
これに対して、回生制動力はモータ・ジェネレータで発生させるため制御性が高く、非線形的な変動が容易である。
そこで、後輪2bR、2bL側の後輪モータ・ジェネレータ7a、7bによる回生制動力を制御して、車両に発生する減速度が少なくとも所定値g3に達するまでは、後輪2bR、2bL側のトータルの制動力が設定値a2を超えないように制御している。
これによって、後輪2bR、2bL側の制動力が設定値a2となっても、前輪2aR、2aL側に充分に制動力を発生させることができるので、運転者が要求する車両10のトータルの制動力に対して、実際の制動力に不足が生じることはない。
このように減少した車両10の荷重に路面μ(減速G)を乗算することにより、後輪2bR、2bL側の理想制動力配分を求めることができる。すなわち、“後輪2bR、2bL側の理想制動力配分(Nm)=リア荷重×路面μ(減速G)”である。
次に、前記の前輪制動トルクから前記の前輪回生可能トルクを減算することにより、前輪2aR、2aL側における摩擦制動トルク(前輪摩擦制動トルク)を算出する(S3)。
次に、後輪2bR、2bL側の摩擦制動トルク(後輪摩擦制動トルク)を算出する(S4)。前記のとおり、前輪摩擦制動トルクと後輪摩擦制動トルクとはα:βの比率に設定されているので、S3で算出した前輪摩擦制動トルクから後輪摩擦制動トルクを求めることができる。
図7の処理により、前輪・後輪回生可能トルク算出部114では、前輪回生可能トルク、後輪回生可能トルクが求められる。このようにして求めた前輪回生可能トルク、後輪回生可能トルクをそれぞれ示す「前輪回生可能トルク情報」、「後輪回生可能トルク情報」は、回生トルク上限値設定部115(図6)に送信される。
しかも、摩擦制動力が図4の設定値b1、b2のとおり線形の特性しか出力できないのに対して、制御性が高い後輪モータ・ジェネレータ7a、7bで後輪2bR、2bLの回生制動力を調整して、トータルの後輪2bR、2bLの制動力が設定値a2を超えないように容易に制御することができる。
図8は、本実施形態の制動力制御システムが備わる車両の概略構成図である。
図8に示すように、本実施形態の車両301は、2つの前輪FWと2つの後輪RWが備わる4輪車両である。車両301は、前輪FWが備わる側を前方として、後輪RWが備わる側を後方とする。また、車両301には、後方から見て左右方向が設定されている。
なお、2つの後輪RWをそれぞれ駆動するように、2つの後輪モータ・ジェネレータ312が備わっていてもよい。
前輪クラッチ311a及び後輪クラッチ312aは、車両301に備わる制御装置302で制御される。
なお、液圧発生装置304bは、前輪FWの制動装置304cと、後輪FWの制動装置304cと、にそれぞれ液圧を供給可能に構成されている。
このように構成される制動力制御システムを有する車両301において、アクセルペダル309aが運転者によって踏み込み操作されたとき、制御装置302等は、車両301の走行状態(車体速、要求駆動力)に基づいて、前輪FW、後輪RWに付与する駆動トルクを算出する。
図10は、上端がトルク「0」を示し、下方に向かってトルクが大きくなる状態を示している。
そして、エンジンECU310a、制御装置302等は、ブレーキペダル309bの踏み込み操作量に応じて前輪FWに付与される制動トルク(前輪BP回生トルクBPtrq_f)と、ブレーキペダル309bの踏み込み操作量に応じて後輪RWに付与される制動トルク(後輪BP回生トルクBPtrq_r)を算出する。
なお、前輪制動トルクBKtrq_fは前輪FWに付与される制動トルクであり、後輪制動トルクBKtrq_rは後輪RWに付与される制動トルクである。
なお、前輪限界制動トルクLMTtrq_fと後輪限界制動トルクLMTtrq_rは、車両301の安定性や様々な路面の状況を考慮して実際に車輪がロックする限界より低く設定されてもよい。
例えば、回生制動力と摩擦制動力が前輪FW(図8参照)と後輪RW(図8参照)に配分される場合、回生制動トルクRGtrqと摩擦制動トルクFRtrqが前輪FWと後輪RWに配分されて付与される。このとき、後輪RWに配分される回生制動トルク(後輪回生制動トルクRGtrq_r)と摩擦制動トルク(後輪摩擦制動トルクFRtrq_r)の合計が、後輪限界制動トルクLMTtrq_rを超えないように、回生制動トルクRGtrqと摩擦制動トルクFRtrqが配分される配分比を制動力配分比とする。後輪摩擦制動トルクFRtrq_rは、後輪RWに配分されて付与される摩擦制動トルクFRtrqである。すなわち、後輪FWにかかる総制動力が、予め設定されている値である後輪限界制動トルクLMTtrq_rを超えないように、摩擦制動力とエンジンブレーキ相当の分(APオフ制動力)を含む回生制動力とを、エンジンECU310a、制御装置302等により決定する。
このような制動力配分比は、車両301の特性値として、実験計測やシミュレーションによってあらかじめ設定されていることか好ましい。
また、前輪モータ・ジェネレータ311と後輪モータ・ジェネレータ312の発熱状態は、前輪モータ・ジェネレータ311や後輪モータ・ジェネレータ312に備わる図示しない温度検出部から制御装置302等に通知される構成とすればよい。
そして、エンジンECU310a、制御装置302等は後輪モータ・ジェネレータ312を回生制御して、後輪RWにAP回生トルクAPtrq(後輪AP回生トルクAPtrq_r)を付与する。
後輪RWに付与される後輪AP回生トルクAPtrq_rと、前輪FW及び後輪RWに付与されるBP回生トルクBPtrqと、の合計が、車両301の車輪に付与される回生制動トルクRGtrqになる。
なお、ブレーキペダル309bが踏み込み操作されたとき、前輪FWにBP回生トルクBPtrqが付与されるように、制御装置302はPDU303aを制御して前輪モータ・ジェネレータ311を回生モードに切り替える。
図8に示す車両301が4輪EV走行する場合、図10に示すように後輪EV走行する場合と異なって、APオフ制動力を発生させるAP回生トルクAPtrqが前輪FWにも配分されて付与される。そして、図12に示すように、車両301に制動力を発生させるための目標制動トルクTGTtrqは、前輪FWと後輪RWに制動力配分比で配分されて付与される。
そして、前輪AP回生トルクAPtrq_fと前輪BP回生トルクBPtrq_fと前輪摩擦制動トルクFRtrq_fの合計が、前輪FWに付与される制動トルク(前輪制動トルクBKtrq_f)になる。
また、後輪AP回生トルクAPtrq_rと後輪BP回生トルクBPtrq_rと後輪摩擦制動トルクFRtrq_rの合計が、後輪RWに付与される制動トルク(後輪制動トルクBKtrq_r)になる。
例えば、VSAコントローラ350は、EDCコントローラ351と同様に、車輪速度の急速な低下を車両状態の変化として取得し、車両状態の変化に基づいて車両301のスリップ状態を判定する。
また、エンジンECU310a、制御装置302等は、車輪のロックによるスリップが発生しない範囲で車両301に発生可能な制動力の限界である限界制動トルクLMTtrqを算出する。
このように、アクセルペダル309aが踏み込み操作されている場合に、車両301が4輪EV走行に切り替わる構成によって、スリップが発生しなくなった場合でも、運転者の要求する加速が早期に実現される。
また、4輪EV走行中にアクセルペダル309aが解放された場合に、前輪EV走行に切り替わり、車両301の安定性を確保する構成であってもよい。
これによって、後輪RWに付与される後輪制動トルクBKtrq_rが後輪限界制動トルクLMTtrq_rまで低下する。
また、前輪FWに付与される前輪制動トルクBKtrq_fと、後輪RWに付与される後輪制動トルクBKtrq_rの比が制動力配分比に維持される。
スリップ低減動作時に、前輪制動トルクBKtrq_fと、後輪制動トルクBKtrq_rによって車輪に付与される回生制動トルクRGtrqをスリップ回避回生トルクSLPtrqとする。
また、スリップ回避回生トルクSLPtrqが低下するため、後輪RWに付与される後輪制動トルクBKtrq_rが後輪限界制動トルクLMTtrq_rよりも小さくなる。そこで、制御装置302(ESBコントローラ304a)等は液圧発生装置304bを制御して、摩擦制動トルクFRtrqを増大する。つまり、制御装置302(ESBコントローラ304a)等は、前輪FWに前輪増大摩擦トルクFRtrq_faを付与し、後輪RWに後輪増大摩擦トルクFRtrq_raを付与する。制御装置302(ESBコントローラ304a)等は、前輪増大摩擦トルクFRtrq_faと後輪増大摩擦トルクFRtrq_raの比が、制動力配分比(FWrto:RWrto)になるように液圧発生装置304bを制御する。
したがって、スリップ低減動作時であっても、前輪FWと後輪RWには、制動力配分比に配分された制動トルクが付与される。
また、前輪FWと後輪RWの両方または何れか一方が、1つ、または3つ以上の車両に本発明を適用することも可能である。
2aR、2aL 前輪
2bR、2bL 後輪
4 前輪モータ・ジェネレータ(第2のモータ・ジェネレータ)
7a、7b 後輪モータ・ジェネレータ(第1のモータ・ジェネレータ)
10 車両
20 ハイブリッド制御装置(回生制動力制御部)
30 摩擦制動制御装置(摩擦制動力制御部、制動力決定部)
40 回生制御装置(制動力決定部)
200 制動装置
301 車両
302 制御装置(制動力決定部)
303a PDU(回生制動力制御部)
304a ESBコントローラ(摩擦制動力制御部)
309a アクセルペダル
310a エンジンECU(制動力決定部)
311 前輪モータ・ジェネレータ(第2のモータ・ジェネレータ)
312 後輪モータ・ジェネレータ(第1のモータ・ジェネレータ)
350 VSAコントローラ(ABS制御装置)
351 EDCコントローラ(スリップ状態検出部)
FW 前輪
RW 後輪
Claims (5)
- 車両の後輪を駆動する第1のモータ・ジェネレータで発生させる後輪の回生制動力を制御する回生制動力制御部と、
前記車両の後輪で発生させる摩擦制動力を制御する摩擦制動力制御部と、
前記後輪にかかる総制動力が予め設定されている値を超えないように、前記摩擦制動力とエンジンブレーキ相当の分を含む前記回生制動力とを決定する制動力決定部と、
を備え、
前記回生制動力制御部は、前記車両の前輪を駆動する第2のモータ・ジェネレータで発生させる前輪の回生制動力も制御し、
前記摩擦制動力制御部は、前記車両の前輪で発生させる摩擦制動力も制御し、
前記制動力決定部は、前記予め設定されている値を前記車両の前輪についてロックする限界値の制動力より小さな値としており、前記前輪で発生させる摩擦制動力と前記後輪で発生させる摩擦制動力との摩擦制動力の配分を設定していて、前記車両に発生する減速度が所定範囲内となるときに、前記設定された配分に基づく前記後輪で発生させる摩擦制動力の分配は前記後輪についてロックする限界値以下とし、前記前輪で発生させる摩擦制動力の分配は前記前輪についてロックする限界値より大きくすることを特徴とする制動力制御システム。 - 車両の後輪を駆動する第1のモータ・ジェネレータで発生させる後輪の回生制動力を制御する回生制動力制御部と、
前記車両の後輪で発生させる摩擦制動力を制御する摩擦制動力制御部と、
前記後輪にかかる総制動力が予め設定されている値を超えないように、前記摩擦制動力とエンジンブレーキ相当の分を含む前記回生制動力とを決定する制動力決定部と、
を備え、
前記回生制動力制御部は、前記車両の前輪を駆動する第2のモータ・ジェネレータで発生させる前輪の回生制動力も制御し、
前記摩擦制動力制御部は、前記車両の前輪で発生させる摩擦制動力も制御し、
前記車両のスリップ状態を検出するスリップ状態検出部を有し、
前記回生制動力が発生している前記車両のスリップ状態を前記スリップ状態検出部が検出したときに、前記前輪に付与している前記回生制動力と、前記後輪に付与している前記回生制動力と、を前記摩擦制動力を前記前輪と前記後輪に配分するときの理想配分比の割合で低減することを特徴とする制動力制御システム。 - 前記所定の割合は、前記後輪に付与される前記回生制動力と前記摩擦制動力の合計が、前記後輪がロックする限界制動力を超えないように設定されることを特徴とする請求項2に記載の制動力制御システム。
- 前記車両のスリップ状態を検出したときに前記摩擦制動力を低減させるアンチロックブレーキ制御を実行するABS制御装置をさらに備え、
前記スリップ状態検出部が前記車両のスリップ状態を検出して、前記前輪及び前記後輪に付与される前記回生制動力を低減するときの車輪速度の低下は、前記ABS制御装置が前記車両のスリップ状態を検出する時の車輪速度の低下よりも小さいことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の制動力制御システム。 - 前記スリップ状態検出部が前記車両のスリップ状態を検出したときに、アクセルペダルが踏み込み操作されている場合、前記前輪及び前記後輪が、前記第1、第2のモータ・ジェネレータで駆動する走行モードに切り替わることを特徴とする請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載の制動力制御システム。
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