JP7172950B2 - 車両用ブレーキシステム - Google Patents

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Description

本発明は、車輪に駆動力を付与する電動モータを備えた車両に搭載される車両用ブレーキシステムに関する。
車両の停止時の車体の揺れを軽減するために、例えば、下記特許文献に記載されているように、車両が停止する直前に、ブレーキ装置が車輪に付与するブレーキ力を弱める制御（以下、「停止時揺れ軽減制御」という場合がある）が行われる。
特開２００７－３２０４７５号公報
停止時揺れ軽減制御は、車両走行速度（以下、「車速」という場合がある）に基づいて行われる。車両には、例えば、ＡＢＳ制御（アンチロック制御）等を実行するために、車輪回転速度（以下、「車輪速」という場合がある）を検出するために車輪速センサが設けられており、上記特許文献に記載されている車両用ブレーキシステムでは、車輪速センサによって検出された車輪速に依拠して車速を検知し、その検知した車速に基づいて、停止時揺れ軽減制御を実行するようにされている。しかしながら、車輪速センサによる車輪速の検出精度は比較的低く、その車輪速に依拠して検知される車速（直接的に検出された車輪速に依拠して検知された車速を意味し、以下、「車輪回転速度依拠走行速度」という場合がある。）の検知精度も低いものとなっている。そのため、車両が停止する直前、つまり、車速が相当に低い状態で実行される停止時揺れ軽減制御を、車輪速に依拠して検知された車速に基づいて実行する場合、その制御の精度も低くなってしまう。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、高精度な停止時揺れ軽減制御を実行することが可能な車両用ブレーキシステムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の車両用ブレーキシステムは、車輪に駆動力を付与する電動モータ（以下、「駆動モータ」という場合がある）を備えた車両に搭載され、停止時揺れ軽減制御を、その電動モータの回転速度（以下、「モータ回転速度」という場合がある）に依拠して検知された車速に基づいて実行するように構成されることを前提とし、
第１の車両用ブレーキシステムは、
前記停止時揺れ軽減制御を、車両走行速度が当該停止時揺れ軽減制御の開始時点から予定された車両の停止時点である停止予定時点まで漸減するように目標車両走行速度を決定し、その目標車両走行速度に対するモータ回転速度依拠走行速度の偏差に基づいてブレーキ力をフィードバック制御するようにして行うように構成され、
第２の車両用ブレーキシステムは、
当該車両用ブレーキシステムが搭載される車両が、前記電動モータから車輪に駆動力を伝達するための駆動力伝達機構を有しており、
前記停止時揺れ軽減制御の実行中において、車両が実質的に動かない程度の回転力を前記電動モータが車輪に付与し続けるように構成される。
後に詳しく説明するが、電気自動車，ハイブリッド自動車等が備える駆動モータは、モータ回転速度，そのモータの回転角（電気角）を検出するために、レゾルバ，エンコーダ等のモータ回転角センサを備えている。そのモータ回転角センサは、モータ回転角の検出精度は比較的高く、その駆動モータは駆動力伝達機構を介して車輪に連結されているため、モータ回転角センサの検出信号に基づいて検出されたモータ回転速度に依拠して車速を検知すれば、その車速（以下、「以下、「モータ回転速度依拠走行速度」という場合がある）の検知精度は比較的高いものとなる。したがって、本発明の車両用ブレーキシステムによれば、モータ回転速度依拠走行速度に基づいて停止時揺れ軽減制御が実行されるため、その停止時揺れ軽減制御の制御精度は高いものとなる。
発明の態様
以下に、本願発明に関連した車両用ブレーキシステムの態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本願発明の理解を容易にするためであり、本願発明に係る車両用ブレーキシステムを構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、本願発明に係る車両用ブレーキシステムは、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、本願発明に係る車両用ブレーキシステムの一態様となり得るのである。
（１）車輪に駆動力を付与する電動モータを備えた車両に搭載される車両用ブレーキシステムであって、
車輪に対してブレーキ力を付与するブレーキ装置と、そのブレーキ力を制御するブレーキコントローラとを備え、
そのブレーキコントローラが、
車両停止時における車体の揺れを軽減するために車両が停止する直前にブレーキ力を弱める停止時揺れ軽減制御を、前記電動モータの回転速度に依拠して検知された車両走行速度であるモータ回転速度依拠走行速度に基づいて実行するように構成された車両用ブレーキシステム。
本態様は、基本的な態様であり、本態様によれば、先に説明したように、モータ回転速度依拠走行速度に基づいて停止時揺れ軽減制御が実行されるため、その停止時揺れ軽減制御の制御精度は高いものとなる。
本態様の車両用ブレーキシステムが搭載される車両は、上記電動モータによってのみ駆動される車両、すなわち、いわゆる電動自動車に限定されず、上記電動モータとエンジンとの両方を駆動源とする車両、すなわち、ハイブリッド車両であってもよい。また、上記ブレーキ装置は、作動液の圧力に応じた大きさのブレーキ力を車輪に付与する液圧式ブレーキ装置に限定されず、例えば、電動モータが発生させる力によって車輪とともに回転する回転体に摩擦部材を押し付けるように構成されたブレーキ装置、すなわち、電動ブレーキ装置であってもよい。なお、ブレーキ装置は、運転者がブレーキ操作部材を操作する力に依拠せずにブレーキ力を発生させ、その発生させるブレーキ力の大きさを電子的に制御可能なブレーキ装置、いわゆる、バイワイヤ型のブレーキ装置であることが望ましい。
上記電動モータ、すなわち、駆動モータの回転速度は、当該駆動モータへの通電の制御のために当該駆動モータが有しているレゾルバ，エンコーダ等のモータ回転角センサに基づいて検出すればよく、そのようなモータ回転角センサを利用することで、駆動モータの回転速度を高い精度で検出できる。したがって、上記モータ回転速度依拠走行速度によれば、車両の停止直前においても、つまり、車両走行速度が相当に低いときでも、その車両走行速度を正確に検知することが可能となるのである。
なお、本態様において、ブレーキ装置によってブレーキ力が付与される車輪に対して、必ずしも電動モータによる駆動力が付与されなくてもよい。例えば、本態様の車両用ブレーキシステムが搭載される車両が、前後左右に４つの車輪を有する車両である場合、４つの車輪のすべてにブレーキ力が付与されるものの、２つの前輪だけが駆動輪とされてそれら２つの前輪だけに電動モータによる駆動力が付与されてもよいのである。
停止時揺れ軽減制御におけるブレーキ力の弱め方について言えば、例えば、停止時揺れ軽減制御において付与されるブレーキ力は、徐々に弱めることが望ましい。車両に付与されるブレーキ力と車両の減速度とは等価なものと考えることができるため、言い換えれば、停止時揺れ軽減制御は、車両の減速度が徐々に低くなるように実行することが望ましいのである。
（２）当該車両用ブレーキシステムが、運転者によって操作されるブレーキ操作部材を備え、
前記ブレーキコントローラが、前記ブレーキ操作部材の操作に応じた大きさのブレーキ力を車輪に付与するブレーキ操作依拠制御を実行するとともに、そのブレーキ操作依拠制御に代えて前記停止時揺れ軽減制御を実行する (1)項に記載の車両用ブレーキシステム。
本態様は、停止時揺れ軽減制御が実行される前にブレーキコントローラが実行している制御、つまり、簡単に言えば、ブレーキコントローラによって実行される通常の制御についての限定が付加された態様である。ブレーキ操作依拠制御では、具体的には、例えば、ブレーキ操作部材の一種であるブレーキペダルの操作量や操作力に基づいて、上記ブレーキ装置が液圧ブレーキ装置であれば、ブレーキキャリパが有するホイールシリンダに供給される作動液の液圧が、電動ブレーキ装置であれば、パッドをディスクロータに押し付けるためのピストンを駆動する電動モータに供給される電流が、制御される。
（３）前記ブレーキコントローラが、前記ブレーキ操作依拠制御において付与されるブレーキ力が設定ブレーキ力以下であることを前提として前記停止時揺れ軽減制御を実行する (2)項に記載の車両用ブレーキシステム。
本態様は、停止時揺れ軽減制御の実行に対する前提条件が付加された態様である。そもそも、危険回避等の目的で急ブレーキを掛けたとき等には、停止時揺れ軽減制御を実行する必要性は低い。通常、運転者は、ブレーキ操作によって車両が十分に減速したときにそのブレーキ操作を緩めて車両を停止させる。そのような車両の停止において、停止時揺れ軽減制御の実行が有意義であることに鑑みて、本態様では、ブレーキ力がある程度低いことを前提として、停止時揺れ軽減制御を実行するようにされているのである。なお、「ブレーキ力が設定ブレーキ力以下であること」という条件は、ブレーキ力が車両の減速度と等価であることに鑑みれば、「車両の減速度が設定減速度以下であること」という条件と考えることができる。
（４）前記ブレーキコントローラが、モータ回転速度依拠走行速度が設定車両走行速度以下となった時点で前記停止時揺れ軽減制御を開始するように構成された (1)項ないし (3)項のいずれか１つに記載の車両用ブレーキシステム。
本態様は、停止時揺れ軽減制御の開始のトリガについての限定を付加した態様である。停止時揺れ軽減制御は、ブレーキ力を弱める制御であるため、制動距離をできるだけ短くするという観点からは、できるだけ遅い時期に、つまり、できるだけ車両走行速度が低くなった時点から開始することが望ましい。本態様によれば、モータ回転速度依拠走行速度を利用することで、充分に車両が減速した時点での停止時揺れ軽減制御の開始を、適切に実現させることが可能となる。
（５）前記ブレーキコントローラが、前記停止時揺れ軽減制御を、
車両走行速度が当該停止時揺れ軽減制御の開始時点から予定された車両の停止時点である停止予定時点まで漸減するように目標車両走行速度を決定し、その目標車両走行速度に対するモータ回転速度依拠走行速度の偏差に基づいてブレーキ力をフィードバック制御するようにして行う (1)項ないし (4)項のいずれか１つに記載の車両用ブレーキシステム。
本態様は、停止時揺れ軽減制御の実行内容についての限定が付加された態様である。本態様によれば、車両走行速度の目標車両走行速度に対する偏差に基づくブレーキ力のフィードバック制御が、モータ回転速度依拠走行速度を利用して実行されることで、車両走行速度が相当に低くなったときにおいても、停止時揺れ軽減制御を精度よく実行することが可能となる。なお、目標車両走行速度の決定について言えば、例えば、停止時揺れ軽減制御の開始時点から停止予定時点まで車両の減速度が漸減するように目標車両走行速度を決定することにより、より効果的に、車両停止時の車体の揺れを軽減することが可能となる。
（６）前記開始時点におけるブレーキ力が車輪に付与され続けたときの車両の停止時点を推定停止時点とした場合において、
前記ブレーキコントローラが、前記停止予定時点を、前記開始時点からの時間が前記推定停止時点よりも長くなるように設定する (5)項に記載の車両用ブレーキシステム。
本態様は、停止時揺れ軽減制御におけるブレーキ力の減少の手法についての限定が付加された態様である。本態様によれば、停止時揺れ軽減制御において、適切に、ブレーキ力を減少させることが可能となる。
（７）当該車両用ブレーキシステムが、
車輪の回転速度に依拠して検知された車両走行速度である車輪回転速度依拠走行速度に基づいた制御が行われ、かつ、モータ回転速度依拠走行速度の検知精度が車輪回転速度依拠走行速度の検知精度よりも高い車両に搭載される (1)項ないし (6)項のいずれか１つに記載の車両用ブレーキシステム。
一般の車両は、例えば、ＡＢＳ制御等を実行するために、車輪の回転速度（車輪速）を検出するための車輪速センサを有しており、また、その車輪速センサによって検出された車輪速に依拠して車両走行速度を検知する。そのようにして検知された車両走行速度である車輪回転速度依拠走行速度は、比較的精度が低い。本態様では、停止時揺れ軽減制御において、一般的な車両走行速度としての車輪回転速度依拠走行速度ではなく、敢えて、検知精度が高いモータ回転速度依拠走行速度を利用しているのである。
（８）当該車両用ブレーキシステムが搭載される車両が、前記電動モータから車輪に駆動力を伝達するための駆動力伝達機構を有しており、
前記ブレーキコントローラが、
前記停止時揺れ軽減制御の実行中において、車両が実質的に動かない程度の回転力を前記電動モータが車輪に付与し続けるための指令を発令するように構成された (1)項ないし (7)項のいずれか１つに記載の車両用ブレーキシステム。
電動モータから車輪への駆動力の伝達は、例えばギヤ等を含んで構成された駆動力伝達機構を介して行われる。このような駆動力伝達機構には、バックラッシュ，ガタ等が少なからず存在する。そのため、それらバックラッシュ，ガタ等が影響して、モータ回転速度の変化に対して車輪の回転速度の変化が相応しないという現象が生じる可能性がある。本態様は、そのような現象を考慮した態様であり、上記回転力により、本態様にによれば、バックラッシュ，ガタ等に起因して生じるモータ回転速度依拠走行速度の精度の低下を防止することが可能となる。なお、本態様における回転力は、主に、電動モータが発生させる駆動力を意味するが、その電動モータが回生ブレーキをも構成要素とされている場合には、つまり、その電動モータの発電によって車輪に制動力が付与されるようにされている場合には、その制動力であってもよい。
実施例の車両用ブレーキシステムが搭載される車両の全体構成を示す概略図である。 実施例の車両用ブレーキシステムの液圧回路を示す図である。 ハイブリッド車両駆動システムが有する電動モータのモータ回転角センサ、および、各車輪に配置されている車輪速センサの構造を説明するための図である。 停止時揺れ軽減制御による車両の減速度，車両走行速度の変化を示すグラフである。 駆動力伝達機構に内在するバックラッシュを説明するための図である。 実施例の車両用ブレーキシステムにおいて実行されるブレーキ制御プログラムのフローチャートである。 ブレーキ制御プログラムの一部分である停止時揺れ軽減制御サブルーチンのフローチャートである。
以下、本願発明を実施するための形態として、実施例の車両用ブレーキシステムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本願発明に係る車両用ブレーキシステムは、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
［Ａ］車両用ブレーキシステムが搭載される車両の構成
実施例の車両用ブレーキシステムが搭載される車両は、図１に示すように、２つの前輪１０Ｆ，２つの後輪１０Ｒを有し、２つの前輪１０Ｆが駆動輪とされた前輪駆動の車両である。当該車両には、前輪１０Ｆを駆動するためのハイブリッド車両駆動システム（以下、「駆動システム」と略す場合がある）１２と、実施例の車両用ブレーキシステム（以下、「ブレーキシステム」と略す場合がある）１４とが搭載されている。なお、以下、前輪１０Ｆ，後輪１０Ｒを、それら区別する必要がない場合に、車輪１０と総称する場合があることとする。
i）ハイブリッド車両駆動システム
駆動システム１２は、駆動源としてのエンジン２０と、主に発電機として機能するジェネレータ２２と、それらエンジン２０，ジェネレータ２２が連結される動力分割機構２４と、もう１つの駆動源として前輪１０Ｆに駆動力を付与する電動モータ２６とを有している。動力分割機構２４は、エンジン２０の回転を、ジェネレータ２２の回転と出力軸の回転とに分割する機能を有している。電動モータ２６は、減速機として機能するリダクション機構２８を介して出力軸に繋げられている。出力軸の回転は、差動機構３０，ドライブシャフト３２Ｌ，３２Ｒを介して伝達され、左右の前輪１０Ｆが回転駆動される。
ジェネレータ２２は、インバータ３４Ｇを介してバッテリ３６に繋がれており、ジェネレータ２２の発電によって得られる電気エネルギは、電源としてのバッテリ３６に蓄えられる。また、電動モータ２６も、インバータ３４Ｍを介してバッテリ３６に繋がれており、電動モータ２６の作動，ジェネレータ２２の作動は、インバータ３４Ｍ，インバータ３４Ｇをそれぞれ制御することによって制御される。バッテリ３６の充電量の管理，インバータ３４Ｍ，インバータ３４Ｇの制御は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するコンピュータ、当該駆動システム１２を構成する各機器の駆動回路（ドライバ）等を含んで構成されるハイブリッド駆動電子制御ユニット（以下、「駆動ＥＣＵ」と略す場合がある）３８によって行われる。
電動モータ２６は、いわゆる３相のブラシレスモータであり、電動モータ２６の作動の制御において、インバータ３４Ｍから当該電動モータ２６への電流供給における通電相の切換えのために、電動モータ２６には、モータ回転角センサ４０が設けられている。モータ回転角センサ４０からの検出信号はインバータ３４Ｍに送られる。ジェネレータ２２の作動の制御も、電動モータ２６の作動の制御と同様であるが、ここでの説明は省略する。
駆動システム１２は、アクセル操作部材としてのアクセルペダル４２を有しており、駆動ＥＣＵ３８は、そのアクセルペダル４２の操作量に基づいて目標駆動力を決定し、その目標駆動力に基づいて、エンジン２０の出力、電動モータ２６，ジェネレータ２２への供給電流を制御する。この制御は、一般的な制御であるため、ここでの説明は省略する。
駆動システム１２は、回生ブレーキ装置としても機能する。車両減速時には、前輪１０Ｆの回転によって、電動モータ２６は、バッテリ３６からの電力の供給を受けずして回転する。その回転によって生じる起電力を利用して、電動モータ２６は発電し、その発電した電力は、インバータ３４Ｍを介して、バッテリ３６に電気量として蓄積される。つまり、電動モータ２６を発電機として機能させてバッテリ３６が充電されるのである。充電された電気量に相当するエネルギの分だけ、前輪１０Ｆの回転が、つまり、車両が減速させられる。本車両では、そのような回生ブレーキ装置が構成されているのである。この回生ブレーキ装置によって前輪１０Ｆに付与されるブレーキ力（以下、「回生ブレーキ力」という場合がある）は、発電量に依拠するものであり、生じる回生ブレーキ力は、駆動ＥＣＵ３８が行うインバータ３４Ｍの制御によって制御される。
ii）車両用ブレーキシステム
実施例のブレーキシステム１４は、一般的なバイワイヤ型の液圧式ブレーキシステムであり、ブレーキ操作部材であるブレーキペダル５０と、ブレーキペダル５０が連結されるとともにリザーバ５２が付設されたマスタシリンダ５４と、高圧源を有してその高圧源からの作動液を調圧するブレーキアクチュエータ５６と、それぞれがブレーキアクチュエータ５６からの作動液によって各車輪１０にブレーキ力を付与するための４つの車輪制動器（具体的には、ディスクブレーキ装置）５８と、当該ブレーキシステム１４の制御を司るブレーキコントローラとしてのブレーキ電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」と略す場合がある）６０とを含んで構成されている。なお、ブレーキペダル５０，マスタシリンダ５４，ブレーキアクチュエータ５６，４つの車輪制動器５８を含んで、車輪１０に対してブレーキ力を付与する「ブレーキ装置」が構成されていると考えることができる。
液圧回路図である図２をも参照しつつ簡単に説明すれば、ブレーキアクチュエータ５６は、マスタカット弁６２を有しており、通常時においてマスタシリンダ５４によって加圧された作動液を遮断する。通常時は、高圧源としてのポンプ６４によってリザーバ５２から汲み上げられて加圧された作動液を、増圧用リニア弁６６，減圧用リニア弁６８によって調圧し、各車輪制動器５８が有するホイールシリンダ７０に供給する。車輪制動器５８は、ホイールシリンダ７０に供給された作動液の圧力に応じたブレーキ力（以下、「液圧ブレーキ力」という場合がある）を各車輪１０に付与する。詳しい説明は省略するが、４つの車輪１０の車輪制動器５８に対応して、アンチロック作動のために、４対の開閉弁７２，７４が設けられているが、通常時においては、開閉弁７２はいずれも開状態とされ、開閉弁７４はいずれも閉状態とされる。
ブレーキＥＣＵ６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成されるコンピュータ、ポンプ６４，増圧用リニア弁６６および減圧用リニア弁６８の駆動回路等を有しており、増圧用リニア弁６６，減圧用リニア弁６８に供給する電流を制御することによって、各車輪１０に付与する液圧ブレーキ力を制御する。運転者の要求するブレーキ力を取得するため、ブレーキペダル５０には、ブレーキ操作部材の操作の程度として当該ブレーキペダル５０の操作量（以下、「ブレーキ操作量」という場合がある）を取得するために、操作量センサ７６が設けられている。
各車輪１０の車輪回転速度（以下、「車輪速」という場合がある）を検出するために、４つの車輪速センサ７８が設けられており、それら車輪速センサ７８は、ブレーキＥＣＵ６０に接続されている。詳しい検知手法についての説明は省略するが、ブレーキＥＣＵ６０は、それら車輪速センサ７８によって検出された各車輪１０の車輪速に基づいて、車両の走行速度（以下、「車速」という場合がある）を検知する。なお、検知した車速は、ＣＡＮ（car area network or controllable area network）８０を介して、他のシステムに送られ、他のシステムは、その車速を利用して自身の作動，制御を実行する。なお、駆動システム１２のコントローラである駆動ＥＣＵ３８もＣＡＮ８０に繋げられており、ブレーキＥＣＵ６０と駆動ＥＣＵ３８とは、ＣＡＮ８０を介して、相互に通信するようにされている。
本ブレーキシステム１４における基本的なブレーキ力の制御は、ブレーキＥＣＵ６０によって、以下のようにして実行される。簡単に説明すれば、ブレーキＥＣＵ６０は、操作量センサ７６によって取得されたブレーキ操作量に基づき、車両全体に付与されることが運転者によって求められるブレーキ力である要求全体ブレーキ力を決定する。次いで、ブレーキＥＣＵ６０は、現時点で付与可能な回生ブレーキ力である最大回生ブレーキ力についての情報を駆動ＥＣＵ３８から入手し、要求全体ブレーキ力を最大回生ブレーキ力で賄える場合には、要求全体ブレーキ力を回生ブレーキ力として付与すべき旨の指令を、要求全体ブレーキ力を回生ブレーキ力で賄えない場合には、最大回生ブレーキ力を付与すべき旨の指令を、駆動ＥＣＵ３８に発信する。そして、要求全体ブレーキ力を回生ブレーキ力で賄えない場合には、要求全体ブレーキ力から最大回生ブレーキ力を減じた残りのブレーキ力を、当該ブレーキシステム１４によって液圧ブレーキ力として発生させるべく、ブレーキアクチュエータ５６を制御する。この制御は、よく知られた制御であるため、詳しい説明については省略する。ちなみに、ブレーキＥＣＵ６０は、設定されている回生ブレーキ禁止閾速度よりも車速が低い場合には、回生ブレーキ力を付与すべきでない旨の指令を、駆動ＥＣＵ３８に発信する。また、各車輪１０への液圧ブレーキ力の配分は、設定された配分比に従って行われる。以下、この基本的なブレーキ力の制御は、ブレーキ操作部材の操作に応じた大きさのブレーキ力を車輪に付与する制御であるため、その制御を「ブレーキ操作依拠制御」と言う場合があることとする。
ブレーキＥＣＵ６０は、アンチロック動作についての制御、すなわち、いわゆるＡＢＳ制御をも実行する。ＡＢＳ制御は、よく知られた制御であるため、ここでの説明は省略するが、車輪速センサ７８によって検出された各車輪１０の車輪速と、それら各車輪１０の車輪速に基づいて検知された車速（正式には「車輪回転速度依拠走行速度」であるが、以下、「車輪速依拠車速」という場合がある）とに基づいて実行される。
［Ｂ］停止時揺れ軽減制御
i）停止時揺れ軽減制御の概要
停止時揺れ軽減制御は、ブレーキ力によって車両が減速して停止に至る時、すなわち車両停止時における車体の揺れを低減することを目的とする制御である。簡単に言えば、カックンといったフィーリングを運転者が感じつつ車両が停止することを防止するための制御である。制御の手法について説明すれば、停止時揺れ軽減制御では、車速ｖを検知しつつ、車両が停止する直前、具体的には、車速ｖが設定車両走行速度である設定開始速度ｖINT（例えば、０．数ｋｍ／ｈ）に到達した時点から、その時点において付与されているブレーキ力Ｆが、運転者のブレーキ操作に拠らずに弱められる。詳しく言えば、設定開始速度ｖINTは、上述の回生ブレーキ禁止閾速度ｖPR（例えば、数ｋｍ／ｈ）より低く設定されており、車速ｖが設定開始速度ｖINTに到達した時点から、液圧ブレーキ力ＦHYが減少させられる。
ii）車両走行速度の検知について
停止時揺れ軽減制御は、先に説明したように、車速ｖを検知しつつ行われるが、当該停止時揺れ軽減制御は車速ｖが相当に低くなってから開始される制御であることから、その高い制御精度を実現するためには、車速ｖの検知精度が高いことが求められる。
上述した車輪速センサ７８は、一般的には、図３（ａ）に模式的に示す構造を有するものである。詳しく言えば、周縁に歯９０が形成されて車輪１０とともに一体回転する歯車状のロータ９２と、ホール素子，磁気ピックアップ等のいずれかを有してロータ９２の周縁と対向するように配設された検出子９４とを備え、ロータ９２の回転によって生じる磁気変動を検出子９４によって検出することで車輪速ｖWを検出するように構成されている。
図３（ａ）から解るように、ロータ９２の歯９０は、一円周上において等角度ピッチで数十個しか形成されておらず、車輪１０の１回転あたり数十周期の磁気変動しか検出できない。車輪速センサ７８は、１周期の磁気変動で１つのパルス信号を発信するように構成されていると考えれば、車輪１０の１回転あたり、数十パルスの検出信号しか発信しない。つまり、車輪速センサ７８の検出能（分解能）は比較的低いのである。したがって、車輪速センサ７８によって検出された車輪速ｖWに基づいて検知された車速ｖは、必ずしも精度が充分に高いとは言えない。端的に言えば、車速ｖの検知精度は比較的低いと言わざるを得ず、車速ｖが相当に低くなった時点から行う停止時揺れ軽減制御において車輪速依拠車速ｖを利用することは、必ずしも適切であるとは言えない。
そこで、本ブレーキシステム１４では、高い検知精度の車速ｖとして、駆動システム１２が備える電動モータ２６に設けられているモータ回転角センサ４０によって検出されたモータ回転速度ｖMに基づいて検知された車速ｖ（正式には、「モータ回転速度依拠走行速度」であるが、以下、「モータ回転速依拠車速」という場合がある）を利用し、そのモータ回転速依拠車速ｖに基づいて、停止時揺れ軽減制御を実行する。
モータ回転角センサ４０は、図３（ｂ）に構造を示すレゾルバが一般的に用いられている。そのモータ回転角センサ４０は、電動モータ２６のハウジングに固定されたステータ９６と、電動モータ２６の回転軸（出力軸）に嵌められて回転軸と一体回転するロータ９８とを備える。ステータ９６は、巻線を有する磁極１００が内周部において一円周上に等角度ピッチで複数配設されている。それら磁極１００に対向するロータ９６の外周には、複数の山が一円周上に等角度ピッチで形成されている。電動モータ２６の回転軸の回転（以下、単に「電動モータの回転」という場合がある）に伴って変化する磁極１００の巻線を流れる電流に基づいて、電動モータ２６の回転軸の回転位相，電動モータ２６の回転の速度であるモータ回転速度ｖMが検出される。
モータ回転角センサ４０は、先の車輪速センサ７８と同様に表現すれば、電動モータ２６の１回転あたり、数千パルスの検出信号を発信するように構成されており、モータ回転速度ｖMの検出能（分解能）は高くなっている。一方で、モータ回転速度ｖMと車輪速ｖWとの比は、リダクション機構２８等の減速比によって、一定の比として定まる。その減速比を考慮すれば、モータ回転角センサ４０は、車輪１０の１回転あたり、数万パルスの検出信号が発信される。したがって、モータ回転角センサ４０の検出信号に基づいて推定された車輪速ｖWに依拠して検知された車速ｖ、簡単に言えば、モータ回転速度ｖMに基づいて検知された車速ｖであるモータ回転速依拠車速ｖは、検知精度が高く、その車速ｖを利用して実行される停止時揺れ軽減制御は、制御精度において高いものとなる。
iii）停止時揺れ軽減制御の詳細
停止時揺れ軽減制御を実行する前提条件は、車両が減速中であること（車速ｖが減少していること）、かつ、車両の減速度Ｇが設定減速度Ｇ0以下であることとされている。前者は、停止時揺れ軽減制御が車両が停止する直前に実行される制御であることから必然の条件であり、後者は、車両に急ブレーキが掛っているような状態においてまで停止時揺れ軽減制御を実行することを排除するための条件である。何度も説明するように車両の減速度と車両に付与されているブレーキ力とは等価なものである（端的に言えば、減速度と車両重量とを掛けたものがブレーキ力となる）ことから、後者は、ブレーキ力Ｆが設定ブレーキ力以下であるという条件と擬制することができる。一方で、停止時揺れ軽減制御は、車速ｖ、詳しくは、モータ回転速依拠車速ｖが設定開始速度ｖINTにまで減少した時点で開始される。
図４のグラフは、車両の減速度Ｇが一定である場合、すなわち、一定のブレーキ力Ｆが車両に付与されている場合において、車速ｖが設定開始速度ｖINTに到達した時点である制御開始時点ｔINTから当該停止時揺れ軽減制御の実行を開始したときの、車速ｖ，減速度Ｇの時間的変化を示している。
一定の減速度ＧCONSTが生じている状態において、制御開始時点ｔINTに至っても停止時揺れ軽減制御を実行しなかったとしたら、図に破線で示すように、時間の経過とともに、車速ｖは、制御開始時点ｔINTの車速ｖである開始時車速（上記設定開始車速ｖINTと同じであると擬制できるため、以下「開始時車速ｖINT」という）から、推定停止時点ｔSTOP0に至るまで、リニアに（勾配が変わらずに）減少する。その場合、推定停止時点ｔSTOP0において、減速度Ｇは、ＧCONSTから一気に０に低下する。そのことが車両停止時において比較的大きな車体の揺れを発生させる原因となる。
そこで、本ブレーキシステム１４では、制御開始時点ｔINT以降、減速度ＧがＧCONST（以下、「開始時減速度」という場合がある）から終了時減速度ＧENDまで時間の経過とともにリニアに低下するように、液圧ブレーキ力ＦHYが付与される。終了時減速度ＧENDは、車両を確実に停止させるためのマージンとして僅かな値に設定されている。このような液圧ブレーキ力ＦHYが付与された場合に車両が停止する時点を停止予定時点ｔSTOPとすれば、停止予定時点ｔSTOPは、図においてハッチングと散点模様とでそれぞれ示す領域の面積が等しくなるように、解りやすく言えば、液圧ブレーキ力ＦHYがなす仕事が等しくなるように、決定される。具体的には、下式が成立することで、
ＧCONST・ｔSTOP0＝｛（ＧCONST＋ＧEND）／２｝・ｔSTOP
停止予定時点ｔSTOPは、次式のように決定される。
ｔSTOP＝２・ＧCONST・ｔSTOP0／（ＧCONST＋ＧEND）
上記式に基づくことにより、停止時揺れ軽減制御が実行される場合において、制御開始時点ｔINTから停止予定時点ｔSTOPまでの時間の経過（制御開始時点ｔINTを０とした場合の時間の経過）に伴う減速度Ｇの変化は、次式で示す減速度変化関数Ｇ（ｔ）として決定される。
Ｇ（ｔ）＝ＧCONST－｛（ＧCONST－ＧEND）／ｔSTOP｝・ｔ
そして、上記減速度変化関数Ｇ（ｔ）に基づき、停止時揺れ軽減制御において目標とされる車速ｖである目標車速（目標車両走行速度）ｖ*は、時間の経過に伴って低くなるように、次式に従って決定される。
ｖ*＝ｖINT－Ｇ（ｔ）・ｔ
停止時揺れ軽減制御では、上述のようにして決定された目標車速ｖ*に対する実際の車速ｖ、すなわち、モータ回転速度ｖMに依拠して検知された車速ｖであるモータ回転速依拠車速ｖの偏差である車速偏差Δｖに基づいて、次式に従って付与される液圧ブレーキ力ＦHYがフィードバック制御される。
ＦHY＝α・（ｖ*－ｖ）＝α・Δｖ
ちなみに、αはゲインである。
以上のような停止時揺れ軽減制御によれば、付与される液圧ブレーキ力ＦHYが弱められるため、若干ではあるが、制御開始時点ｔINTからの車両の停止距離が伸びることになる。具体的には、例えば、開始時減速度ＧCONSTが１ｍ／ｓ2であり、開始時車速ｖINTが０．５ｋｍ／ｈである場合に、停止時揺れ軽減制御を行ったときの制御開始時点ｔINTから車両が停止するまでの走行距離である停止距離は約２０ｍｍであり、停止時揺れ軽減制御を行わなかったときの停止距離である約１０ｍｍの２倍となる。この程度の停止距離の伸びにより、車両停止時における車体の揺れが、効果的に軽減される。
iv）モータ回転速度依拠走行速度の検知における回転力の付与
駆動システム１２は、リダクション機構２８，差動機構３０等を含む駆動力伝達機構を有しており、その駆動力伝達機構を介して、電動モータ２６の回転が車輪１０Ｆに伝達される。駆動力伝達機構は、互いに噛合する複数のギヤを含んでおり、図５に示すように、それら複数のギヤの間には、僅かではあるが、バックラッシュＢが存在する（図では、第１ギヤ１０２，第２ギヤ１０４の２つの間のバックラッシュが表されている）。このようなバックラッシュＢを始めとする駆動力伝達機構のガタは、電動モータ２６の回転角と車輪１０Ｆの回転角との間にズレを生じさせることから、モータ回転速依拠車速ｖの検知精度に悪影響を及ぼすことになる。
そこで、本車両では、車速ｖとしてモータ回転速依拠車速ｖを採用している間、上記ガタを詰めるような電動モータ２６の作動が行われる。具体的には、車両が実質的に動かない程度の回転力、詳しくは、駆動力を、車輪１０Ｆに付与し続けるための指令が、ブレーキＥＣＵ６０から駆動ＥＣＵ３８に発令され、駆動ＥＣＵ３０は、僅かな回転駆動力を発生させ続けるように電動モータ２６を制御する。そのような作動によって、ガタが一方向において詰められた状態、言い換えれば、図５に示す第１ギヤ１０２，第２ギヤ１０４の互いの歯が同じ側において噛合する状態で、モータ回転速依拠車速ｖが検知されることになり、その結果、モータ回転速依拠車速ｖの高い検知精度が担保される。
v）ブレーキ力の制御フロー
ブレーキシステム１４におけるブレーキ力の制御、詳しく言えば、先に説明したブレーキ操作依拠制御、および、停止時揺れ軽減制御は、ブレーキＥＣＵ６０が、図６にフローチャートを示すブレーキ制御プログラムを、短い時間ピッチ（例えば、数ｍ～数十ｍsec ）で繰り返し実行することによって行われる。以下に、そのプログラムに従った処理の流れを簡単に説明する。
ブレーキ制御プログラムに従った処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す、他のステップも同様である）において、停止時揺れ軽減制御実行フラグFLのフラグ値が判定される。フラグFLは、フラグ値が、停止時揺れ軽減制御が実行されているときに“１”とされ、停止時揺れ軽減制御が実行されていないときに“０”とされるフラグである。
Ｓ１において停止時揺れ軽減制御が実行されていないと判定された場合、Ｓ２以降の処理が行われる。まず、Ｓ２において、操作量センサ７６の検出に基づき、ブレーキペダル５０の操作量であるブレーキ操作量δが取得され、続くＳ３において、そのブレーキ操作量δに基づいて、車両全体に要求されているブレーキ力Ｆである要求全体ブレーキ力ＦSUMが決定される。
次のＳ４において、現在採用されている車輪速依拠車速ｖとモータ回転速依拠車速ｖとの一方が回生ブレーキ禁止閾速度ｖPR以下であるか否かが判定される。Ｓ４において車速ｖが回生ブレーキ禁止閾速度ｖPRよりも高いと判定された場合には、Ｓ５において、以降、車速ｖとして車輪速依拠車速ｖを採用することが決定され、Ｓ６において、回生ブレーキを許容すべき旨の指令が、駆動ＥＣＵ３８に発せられる。
続く、Ｓ７において、駆動ＥＣＵ３８から、現時点で付与可能な回生ブレーキ力ＦRGである最大回生ブレーキ力ＦRGーMAXについての情報が取得される。Ｓ８において、要求全体ブレーキ力ＦSUMと最大回生ブレーキ力ＦRGーMAXとが比較され、発生させるべき回生ブレーキ力ＦRGが、要求全体ブレーキ力ＦSUMが最大回生ブレーキ力ＦRGーMAXよりも大きい場合には、Ｓ９において最大回生ブレーキ力ＦRGーMAXに、要求全体ブレーキ力ＦSUMが最大回生ブレーキ力ＦRGーMAX以下である場合には、Ｓ１０において要求全体ブレーキ力ＦSUMに、それぞれ決定される。
Ｓ４において車速ｖが回生ブレーキ禁止閾速度ｖPR以下であると判定された場合には、Ｓ１１において、以降、車速ｖとしてモータ回転速依拠車速ｖを採用することが決定され、Ｓ１２において、回生ブレーキを禁止すべき旨の指令が、駆動ＥＣＵ３８に発せられる。そして、Ｓ１３において、発生させるべき回生ブレーキ力ＦRGが、０とされる。
Ｓ９,Ｓ１０，Ｓ１１のいずれかにおいて決定された回生ブレーキ力ＦRGについての指令は、Ｓ１４において、駆動ＥＣＵ３８に発せられる。駆動ＥＣＵ３８は、その指令に基づいて、回生ブレーキ力ＦRGを発生させる。その一方で、Ｓ１５において、要求全体ブレーキ力ＦSUMから発生させるべき回生ブレーキ力ＦRGが減じられることによって、発生させるべき液圧ブレーキ力ＦHYが決定される。
次のＳ１６～Ｓ１８は、停止時揺れ軽減制御を実行するための条件の充足，非充足を判定するための処理である。Ｓ１６，Ｓ１７では、前提条件として、車速ｖが減少しているか否か、車両の減速度Ｇが設定減速度Ｇ0以下である否かが、それぞれ判定される。Ｓ１８では、開始条件として、車速ｖが、詳しく言えば、モータ回転速依拠車速ｖが設定開始速度ｖINT以下であるか否かが判定される。Ｓ１６～Ｓ１８の条件をすべて充足していると判定された場合に、Ｓ１９の停止時揺れ軽減制御、すなわち、図７にフローチャートを示す停止時揺れ軽減制御サブルーチンが実行される。
停止時揺れ軽減制御サブルーチンに従う処理では、Ｓ２１～Ｓ２５が、停止時揺れ軽減制御における初期処理とされており、まずＳ２１において、開始時車速ｖINT，開始時減速度ＧCONSTに基づいて、上述の推定停止時点ｔSTOP0が推定され、Ｓ２２において、上述の停止予定時点ｔSTOPが決定される。そして、Ｓ２３において、先に説明したような手法によって減速度変化関数Ｇ（ｔ）が決定される。さらに、Ｓ２４では、先に説明したように、駆動ＥＣＵ３８に、車両が動かない程度の駆動力、つまり、微小な回転駆動力を車輪１０Ｆに付与し続けるための指令が発せられ、Ｓ２５において、タイマの値がリセットされ、停止時揺れ軽減制御実行フラグFLが“１”にセットされる。
初期処理の後、若しくは、Ｓ１において停止時揺れ軽減制御が実行中であると判定された場合、Ｓ２６において、タイマが、当該プログラムの実行時間ピッチに等しいカウントアップ値Δｔだけカウントアップされ、Ｓ２７において、タイマの値が停止予定時点ｔSTOPを超えているか否かが判定される。すなわち、停止時揺れ軽減制御の実行を継続すべきであるか、実行を終了すべきであるかが判定される。
Ｓ２７において停止時揺れ軽減制御の実行を継続すべきであると判定された場合、Ｓ２８において、先に説明した手法に従って、目標車速ｖ*が決定される。続くＳ２９において、車速ｖ、詳しくは、モータ回転速依拠車速ｖが取得され、Ｓ３０において、車速偏差Δｖが算出される。そして、Ｓ３１において、車速偏差Δｖに基づいて、発生させるべき液圧ブレーキ力ＦHYが決定される。
一方、Ｓ２７において停止時揺れ軽減制御の実行を終了すべきであると判定された場合、Ｓ３２において、発生させるべき液圧ブレーキ力ＦHYが０とされ、Ｓ３３において、停止時揺れ軽減制御実行フラグFLがリセットされ、Ｓ３４において、電動モータ２６によって車輪１０Ｆに付与されている微小な回転駆動力を解除する旨の指令が、駆動ＥＣＵ３８に発せられる。
Ｓ２０において、停止時揺れ軽減制御が実行されていない場合には、Ｓ１５において決定された液圧ブレーキ力ＦHYに基づいて、停止時揺れ軽減制御が実行されている場合には、Ｓ３１若しくはＳ３２において決定された液圧ブレーキ力ＦHYに基づいて、ブレーキアクチュエータ５６の作動が制御される。具体的に言えば、増圧用リニア弁６６，減圧用リニア弁６８に供給する電流が決定され、その決定された電流が、それら増圧用リニア弁６６，減圧用リニア弁６８に供給される。
１０：車輪 １２：ハイブリッド車両駆動システム １４：車両用ブレーキシステム ２０：エンジン ２２：ジェネレータ ２４：動力分割機構 ２６：電動モータ ２８：リダクション機構 ３０：差動機構 ３２Ｌ，３２Ｒ：ドライブシャフト ３４Ｇ，３４Ｍ：インバータ ３６：バッテリ ３８：ハイブリッド駆動電子制御ユニット（駆動ＥＣＵ） ４０：モータ回転角センサ ４２：アクセルペダル ５０：ブレーキペダル〔ブレーキ操作部材〕 ５２：リザーバ ５４：マスタシリンダ ５６：ブレーキアクチュエータ ５８：車輪制動器 ６０：ブレーキ電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）〔ブレーキコントローラ〕 ６２：マスタカット弁 ６４：ポンプ ６６：増圧用リニア弁 ６８：減圧用リニア弁 ７０：ホイールシリンダ ７２：開閉弁 ７４：開閉弁 ７６：操作量センサ ７８：車輪速センサ ８０：ＣＡＮ ９０：歯 ９２：ロータ ９４：検出子 ９６：ステータ ９８：ロータ １００：磁極 １０２：第１ギヤ １０４：第２ギヤ Ｂ：バックラッシュ

Claims (7)

  1. 車輪に駆動力を付与する電動モータを備えた車両に搭載される車両用ブレーキシステムであって、
    車輪に対してブレーキ力を付与するブレーキ装置と、そのブレーキ力を制御するブレーキコントローラとを備え、
    そのブレーキコントローラが、
    車両停止時における車体の揺れを軽減するために車両が停止する直前にブレーキ力を弱める停止時揺れ軽減制御を、前記電動モータの回転速度に依拠して検知された車両走行速度であるモータ回転速度依拠走行速度に基づいて実行するように構成され、かつ、
    前記停止時揺れ軽減制御を、車両走行速度が当該停止時揺れ軽減制御の開始時点から予定された車両の停止時点である停止予定時点まで漸減するように目標車両走行速度を決定し、その目標車両走行速度に対するモータ回転速度依拠走行速度の偏差に基づいてブレーキ力をフィードバック制御するようにして行うように構成された車両用ブレーキシステム。
  2. 前記開始時点におけるブレーキ力が車輪に付与され続けたときの車両の停止時点を推定停止時点とした場合において、
    前記ブレーキコントローラが、前記停止予定時点を、前記開始時点からの時間が前記推定停止時点よりも長くなるように設定する請求項１に記載の車両用ブレーキシステム。
  3. 車輪に駆動力を付与する電動モータを備えた車両に搭載される車両用ブレーキシステムであって、
    車輪に対してブレーキ力を付与するブレーキ装置と、そのブレーキ力を制御するブレーキコントローラとを備え、
    そのブレーキコントローラが、
    車両停止時における車体の揺れを軽減するために車両が停止する直前にブレーキ力を弱める停止時揺れ軽減制御を、前記電動モータの回転速度に依拠して検知された車両走行速度であるモータ回転速度依拠走行速度に基づいて実行するように構成され、かつ、
    当該車両用ブレーキシステムが搭載される車両が、前記電動モータから車輪に駆動力を伝達するための駆動力伝達機構を有しており、
    前記ブレーキコントローラが、
    前記停止時揺れ軽減制御の実行中において、車両が実質的に動かない程度の回転力を前記電動モータが車輪に付与し続けるための指令を発令するように構成された車両用ブレーキシステム。
  4. 当該車両用ブレーキシステムが、運転者によって操作されるブレーキ操作部材を備え、 前記ブレーキコントローラが、前記ブレーキ操作部材の操作に応じた大きさのブレーキ力を車輪に付与するブレーキ操作依拠制御を実行するとともに、そのブレーキ操作依拠制御に代えて前記停止時揺れ軽減制御を実行する請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両用ブレーキシステム。
  5. 前記ブレーキコントローラが、前記ブレーキ操作依拠制御において付与されるブレーキ力が設定ブレーキ力以下であることを前提として前記停止時揺れ軽減制御を実行する請求項４に記載の車両用ブレーキシステム。
  6. 前記ブレーキコントローラが、モータ回転速度依拠走行速度が設定車両走行速度以下となった時点で前記停止時揺れ軽減制御を開始するように構成された請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用ブレーキシステム。
  7. 当該車両用ブレーキシステムが、
    車輪の回転速度に依拠して検知された車両走行速度である車輪回転速度依拠走行速度に基づいた制御が行われ、かつ、モータ回転速度依拠走行速度の検知精度が車輪回転速度依拠走行速度の検知精度よりも高い車両に搭載される請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の車両用ブレーキシステム。
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