KR101447841B1 - 차량의 브레이크 제어 장치 - Google Patents

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신이치로 모리시타
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

차량 정지 상태에서의 펌프 모터의 내구성을 확보하면서, 차량 정지 상태로부터의 차속 발생시, 위화감을 억제시킨 감속도나 페달 필을 달성하는 것이다. 하이브리드차의 브레이크 제어 장치는, 마스터 실린더(13)와, 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR)와, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)와, 통합 컨트롤러(9)를 구비하고, 통합 컨트롤러(9)는, 정차시 모터 오프 제어부(스텝 S9)와, 승압 속도 제어부(스텝 S12 내지 스텝 S16)를 갖는다. 정차시 모터 오프 제어부는, 브레이크 조작에 의해 차량이 정지할 때, VDC 모터(21)를 정지하고, 차량 정지 중, VDC 모터(21)의 정지 상태를 유지한 상태로 한다. 승압 속도 제어부는, 차량 정지 상태로부터의 차속 발생에 의해 정차시 모터 오프 제어가 종료되면, VDC 모터(21)의 작동 재개에 수반하는 휠 실린더압의 승압 속도를, 노면 구배가 클수록 빠르게 한다.

Description

차량의 브레이크 제어 장치{VEHICLE BRAKE CONTROL DEVICE}
본 발명은, 펌프 모터와 차압 밸브를 갖는 브레이크 액압 액추에이터를 구비한 차량의 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.
종래의 차량용 브레이크 장치로서는, 브레이크 페달 스트로크나 마스터 실린더압 등에 의해 드라이버 입력량을 검지하고, 드라이버 입력량과 드라이버 요구 감속도 특성 맵을 사용하여 드라이버 요구 감속도를 산출한다. 그리고, 산출한 드라이버 요구 감속도를 달성하기 위해, 마스터 실린더로부터의 부압 부스터 출력(기본 액압분)에 대해, 피드 포워드 제어로 추가 제동분을 발생시키는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 제2006-96218호 공보
그러나, 종래의 차량용 브레이크 장치에 있어서는, 추가 제동분을, 마스터 실린더와 휠 실린더 사이에 개재 장착한 브레이크 액압 액추에이터에 있어서, 차압 밸브 컨트롤과 펌프 업 승압에 의해 얻도록 하고 있다. 즉, 마스터 실린더압보다 높은 휠 실린더압을 펌프 업 승압에 의해 발생하고, 휠 실린더압과 마스터 실린더압의 차압에 의해 추가 제동분을 얻도록 하고 있다.
이로 인해, 제동시는, 상시, 브레이크 액압 액추에이터의 펌프 업 승압을 행하는 펌프 모터를 작동시킬 필요가 있다. 따라서, 펌프 모터의 내구성을 확보하기 위해, 차량 정지시는 제동 중이라도 펌프 모터를 멈춰, 휠 실린더압을 보유 지지하도록 제어한 경우, 브레이크 페달 릴리스하면서 서서히 차속이 발생하는 타이밍에서의 브레이크 페달 유지시나 재답입시, 브레이크 액압 액추에이터가 작동함으로써, 페달 필 위화감이나 감속도 위화감이 발생한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 문제를 착안하여 이루어진 것으로, 차량 정지 상태에서의 펌프 모터의 내구성을 확보하면서, 차량 정지 상태로부터의 차속 발생시, 위화감을 억제시킨 감속도나 페달 필을 달성할 수 있는 차량의 브레이크 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 차량의 브레이크 제어 장치는, 마스터 실린더와, 휠 실린더와, 브레이크 액압 액추에이터와, 정차시 모터 오프 제어부와, 승압 속도 제어부를 구비하는 수단으로 하였다.
상기 마스터 실린더는, 브레이크 조작에 따른 마스터 실린더압을 발생한다.
상기 휠 실린더는, 전후륜의 각 바퀴에 설치되고, 휠 실린더압에 따라서 각 바퀴에 액압 제동력을 부여한다.
상기 브레이크 액압 액추에이터는, 상기 마스터 실린더와 상기 휠 실린더 사이에 개재 장착되고, 펌프 모터에 의해 구동하는 액압 펌프와, 휠 실린더압과 마스터 실린더압의 차압을 제어하는 차압 밸브를 갖는다.
상기 정차시 모터 오프 제어부는, 브레이크 조작에 의해 차량이 정지할 때, 상기 펌프 모터를 정지하고, 차량 정지 중, 상기 펌프 모터의 정지 상태를 유지한 상태로 한다.
상기 승압 속도 제어부는, 차량 정지 상태로부터의 차속 발생에 의해 상기 정차시 모터 오프 제어가 종료되면, 상기 펌프 모터의 작동 재개에 수반하는 휠 실린더압의 승압 속도를, 노면 구배가 클수록 빠르게 한다.
따라서, 브레이크 조작에 의한 차량 정지시, 정차시 모터 오프 제어 중에 브레이크 스텝핑 증가 조작이 행해진 경우, 차압 밸브에 의한 차압을 줄여, 휠 실린더압을 유지한 상태로 마스터 실린더압이 상승한다. 그 후, 브레이크 스텝핑 복귀 조작이 행해지면, 마스터 실린더압의 저하에 수반하여 휠 실린더압이 저하된다. 그리고, 휠 실린더압의 저하에 의해 차속이 발생하면, 정차시 모터 오프 제어가 종료된다.
정차시 모터 오프 제어가 종료된 시점에서 휠 실린더압이 목표 감속도를 얻는 휠 실린더압보다 작을 때에는, 저하되어 있는 휠 실린더압을, 차압 밸브 컨트롤과 펌프 업 승압에 의해 상승시키는 승압 지령이 출력된다.
이 승압 지령에 대해, 승압 속도 제어부에 있어서, 승압 속도가, 노면 구배가 클수록 빨라진다. 따라서, 노면이 평탄로나 완구배일 때, 승압 속도가 느리게 되므로, 차속 발생시, 급격한 감속도의 발생이나 급감하는 페달 반력의 발생이 억제된다.
또한, 노면 구배가 급구배일 때, 승압 속도가 빨라지므로, 비탈길 정차시에는, 차속 발생 후, 조기에 휠 실린더압이 승압한다. 이에 의해, 오르막길 정차로부터의 차속 발생시에는, 승압의 지연에 의한 차량의 롤백이 방지되고, 내리막길 정차로부터의 차속 발생시에는, 승압의 지연에 의한 차량의 전방으로 밀림이 방지된다.
이 결과, 정차시 모터 오프 제어에 의해 차량 정지 상태에서의 펌프 모터의 내구성을 확보하면서, 차량 정지 상태로부터의 차속 발생시, 위화감을 억제시킨 감속도나 페달 필을 달성할 수 있다. 덧붙여, 오르막길 정차로부터의 차속 발생시, 차량의 롤백을 방지할 수 있고, 내리막길 정차로부터의 차속 발생시, 차량의 전방으로 밀림을 방지할 수 있다.
도 1은 제1 실시예의 브레이크 제어 장치를 적용한 전륜 구동에 의한 하이브리드차의 구성을 도시하는 브레이크 시스템 도면이다.
도 2는 제1 실시예의 브레이크 제어 장치에 있어서의 VDC 브레이크 액압 액추에이터를 도시하는 브레이크 액압 회로도이다.
도 3은 제1 실시예의 브레이크 제어 장치에 있어서의 회생 협조 브레이크 제어계를 도시하는 제어 블록도이다.
도 4는 제1 실시예의 브레이크 제어 장치에 있어서의 통합 컨트롤러로 실행되는 회생 협조 브레이크 제어 처리의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 제1 실시예의 브레이크 제어 장치에 있어서의 통합 컨트롤러로 실행되는 회생 협조 브레이크 제어 처리에 있어서 차속 발생시의 승압 특성의 승압 구배를 노면 구배에 기초하여 제한하는 일례를 나타내는 승압 특성도이다.
도 6은 VDC를 이용한 회생 협조 브레이크 시스템에 의해 목표 감속도(=드라이버 요구 감속도)를 기본 액압분과 회생분과 승압분의 총합에 의해 달성하는 회생 협조 브레이크 제어에서의 드라이버 입력에 대한 감속도 분담 관계의 일례를 나타내는 제어 개념 설명도이다.
도 7은 비교예의 브레이크 제어 장치에 있어서 차속 발생시 중 정차시 모터 OFF 제어 중에 페달 스텝핑 증가 조작이 행해졌을 때의 과제를 모터 OFF 제어ㆍ차속ㆍ휠 실린더압ㆍ목표 차압ㆍ마스터 실린더압ㆍ감속도ㆍ페달 반력의 각 특성에 의해 나타내는 타임차트이다.
도 8은 제1 실시예의 브레이크 제어 장치에 있어서 차속 발생시의 승압 구배 제한 효과를 차속ㆍ모터 OFF 제어ㆍ휠 실린더압ㆍ목표 차압ㆍ마스터 실린더압ㆍ감속도ㆍ페달 반력의 각 특성에 의해 나타내는 타임차트이다.
이하, 본 발명의 차량의 브레이크 제어 장치를 실현하는 최선의 형태를, 도면에 도시하는 제1 실시예에 기초하여 설명한다.
<제1 실시예>
우선, 구성을 설명한다.
제1 실시예의 차량의 브레이크 제어 장치의 구성을, 「전체 구성」, 「회생 협조 브레이크 제어의 블록 구성」, 「회생 협조 브레이크 제어의 처리 구성」으로 나누어서 설명한다.
[전체 구성]
도 1은, 제1 실시예의 브레이크 제어 장치를 적용한 전륜 구동에 의한 전동 차량의 일례인 하이브리드차의 구성을 도시하고, 도 2는, 브레이크 액압 액추에이터의 일례인 VDC 브레이크 액압 액추에이터를 도시한다. 이하, 도 1 및 도 2에 기초하여, VDC를 이용한 회생 협조 브레이크 시스템의 전체 구성을 설명한다.
제1 실시예의 브레이크 제어 장치의 브레이크 감속도 발생계는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 브레이크 액압 발생 장치(1)와, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)(브레이크 액압 액추에이터)와, 스트로크 센서(3)와, 좌측 전륜 휠 실린더(4FL)와, 우측 전륜 휠 실린더(4FR)와, 좌측 후륜 휠 실린더(4RL)와, 우측 후륜 휠 실린더(4RR)와, 주행용 전동 모터(5)를 구비하고 있다.
즉, 기존의 VDC 시스템(VDC는, 「Vehicle Dynamics Control」의 약칭)을 이용한 회생 협조 브레이크 시스템에 의한 구성으로 하고 있다. VDC 시스템이란, 고속에 의한 코너 진입이나 급격한 핸들 조작 등에 의해 차량 자세가 흐트러졌을 때, 옆으로 미끄러짐을 방지하고, 우수한 주행 안정성을 발휘하는 차량 거동 제어(=VDC 제어)를 행하는 시스템이다. VDC 제어에서는, 예를 들어, 선회 거동이 오버 스티어측이라고 감지하면, 코너 외측의 전륜에 브레이크를 걸고, 반대로, 선회 거동이 언더 스티어측이라고 감지하면, 구동 파워를 떨어뜨리는 동시에 후륜의 코너 내측의 타이어에 브레이크를 건다.
상기 브레이크 액압 발생 장치(1)는, 드라이버에 의한 브레이크 조작에 따른 기본 액압분을 발생하는 기본 액압 발생 수단이다. 이 브레이크 액압 발생 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 브레이크 페달(11)과, 부압 부스터(12)와, 마스터 실린더(13)와, 리저버(14)를 갖는다. 즉, 브레이크 페달(11)에 가해진 드라이버의 브레이크 답력을, 부압 부스터(12)에 의해 배력(倍力)하고, 마스터 실린더(13)에 있어서 마스터 실린더압(프라이머리 액압, 세컨더리 액압)을 만들어 낸다. 이때, 마스터 실린더압에서 발생하는 감속도가, 목표 감속도(=드라이버 요구 감속도)보다 작아지도록 미리 설계한다.
상기 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)는, 브레이크 액압 발생 장치(1)와 각 바퀴의 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR) 사이에 개재 장착되고, 마스터 실린더압의 증압ㆍ보유 지지ㆍ감압을 제어한다. 이 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)와 브레이크 액압 발생 장치(1)는, 프라이머리 액압관(61)과 세컨더리 액압관(62)에 의해 접속되어 있다. VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)와 각 바퀴의 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR)는, 좌측 전륜 액압관(63)과 우측 전륜 액압관(64)과 좌측 후륜 액압관(65)과 우측 후륜 액압관(66)에 의해 접속되어 있다. 즉, 브레이크 조작시에는, 브레이크 액압 발생 장치(1)에 의해 발생한 마스터 실린더압을, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)에 의해 제어하여, 각 바퀴의 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR)에 가함으로써 액압 제동력을 얻도록 하고 있다.
상기 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)의 구체적 구성은, 도 2에 도시하는 바와 같이, VDC 모터(21)와, VDC 모터(21)(펌프 모터)에 의해 구동하는 액압 펌프(22, 22)와, 리저버(23, 23)와, 마스터 실린더압 센서(24)를 갖는다. 솔레노이드 밸브류로서, 제1 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(25)(차압 밸브)와, 제2 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(26)(차압 밸브)와, 보유 지지 솔레노이드 밸브(27, 27, 27, 27)와, 감압 솔레노이드 밸브(28, 28, 28, 28)를 갖는다. 제1 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(25)와 제2 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(26)는, 휠 실린더압(하류압)과 마스터 실린더압(상류압)의 차압을 제어한다.
상기 스트로크 센서(3)는, 드라이버에 의한 브레이크 페달 조작량을 포텐시오미터 등에 의해 검출하는 수단이다. 이 스트로크 센서(3)는, 회생 협조 브레이크 제어에서의 필요 정보인 목표 감속도(=드라이버 요구 감속도)를 검출하는 구성으로서, 기존의 VDC 시스템에 대해서 추가된 부품이다.
상기 각 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR)는, 전후 각 바퀴의 브레이크 디스크에 설정되고, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)로부터의 액압이 인가된다. 그리고, 각 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR)로의 액압 인가시, 브레이크 퍼팅에 의해 브레이크 디스크를 협압함으로써, 전후륜에 액압 제동력을 부여한다.
상기 주행용 전동 모터(5)는, 좌우측 전륜(구동륜)의 주행용 구동원으로서 설치되고, 구동 모터 기능과 발전 제너레이터 기능을 갖는다. 이 주행용 전동 모터(5)는, 역행시, 배터리 전력을 소비하면서의 모터 구동에 의해, 좌우측 전륜으로 구동력을 전달한다. 그리고, 회생시, 좌우측 전륜의 회전 구동에 부하를 부여함으로써 전기 에너지로 변환하고, 발전분을 배터리로 충전한다. 즉, 좌우측 전륜의 회전 구동에 부여하는 부하가, 회생 제동력이 된다. 이 주행용 전동 모터(5)가 설치되는 좌우측 전륜(구동륜)의 구동계에는, 주행용 전동 모터(5) 이외에, 주행용 구동원으로서 엔진(10)이 설치되고, 변속기(11)를 통해서 좌우측 전륜으로 구동력을 전달한다.
제1 실시예의 브레이크 제어 장치의 브레이크 감속도 제어계는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 브레이크 컨트롤러(7)와, 모터 컨트롤러(8)와, 통합 컨트롤러(9)와, 엔진 컨트롤러(12)를 구비하고 있다.
상기 브레이크 컨트롤러(7)는, 통합 컨트롤러(9)로부터의 지령과 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)의 마스터 실린더압 센서(24)로부터의 압력 정보를 입력한다. 그리고, 소정의 제어칙에 따라서, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)의 VDC 모터(21)와 솔레노이드 밸브류(25, 26, 27, 28)에 대해서 구동 지령을 출력한다. 이 브레이크 컨트롤러(7)에서는, 회생 협조 브레이크 제어시, 통합 컨트롤러(9)로부터 승압분 지령을 입력하면, 휠 실린더압(하류압)과 마스터 실린더압(상류압)의 차압을 제어한다. 차압 제어는, 목표 차압에 대한 제1 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(25)와 제2 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(26)로의 작동 전류값에 의한 차압 컨트롤에 의해 행해진다. 여기서, 차압 제어는 VDC 모터(21)의 작동시, VDC 모터(21)에 의한 펌프 업 승압과 병용해서 행해지고, VDC 모터(21)의 정지시, 차압 컨트롤만에 의해 행해진다. 또한, 브레이크 컨트롤러(7)에서는, 회생 협조 브레이크 제어 이외에, 상기 VDC 제어나 TCS 제어나 ABS 제어 등을 행한다.
상기 모터 컨트롤러(8)는, 구동륜인 좌우측 전륜에 연결된 주행용 전동 모터(5)에 인버터(13)를 통해서 접속된다. 그리고, 회생 협조 브레이크 제어시, 통합 컨트롤러(9)로부터 회생분 지령을 입력하면, 주행용 전동 모터(5)에 의해 발생하는 회생 제동력을 입력받은 회생분 지령에 따라서 제어하는 회생 제동력 제어 수단이다. 이 모터 컨트롤러(8)는, 주행시, 주행 상태나 차량 상태에 따라서 주행용 전동 모터(5)에 의해 발생하는 모터 토크나 모터 회전수를 제어하는 기능도 더불어 갖는다.
상기 통합 컨트롤러(9)는, 브레이크 조작시, 목표 감속도를, 마스터 실린더압에 의한 기본 액압분과 추가 제동분[회생 제동력에 의한 회생분과, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)에 의한 승압분 중 적어도 한쪽]의 총합에 의해 달성하는 회생 협조 브레이크 제어를 행한다. 이때, 목표 감속도는 스트로크 센서(3)로부터의 페달 스트로크 센서값과, 설정되어 있는 목표 감속도 특성 맵에 기초하여 정한다. 이 통합 컨트롤러(9)에는, 배터리 컨트롤러(91)로부터의 배터리 충전 용량 정보, 차륜속 센서(92)로부터의 차륜속 정보, 브레이크 스위치(93)로부터의 브레이크 조작 정보, 스트로크 센서(3)로부터의 브레이크 페달 스트로크 정보, 마스터 실린더압 센서(24)로부터의 마스터 실린더압 정보 등이 입력된다.
[회생 협조 브레이크 제어의 블록 구성]
도 3은, 제1 실시예의 브레이크 제어 장치에 있어서의 회생 협조 브레이크 제어계를 도시한다. 이하, 도 3에 기초하여, 회생 협조 브레이크 제어의 블록 구성을 설명한다.
제1 실시예의 회생 협조 브레이크 제어계는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 브레이크 컨트롤러(7)와, 모터 컨트롤러(8)와, 통합 컨트롤러(9)를 구비하고 있다.
상기 브레이크 컨트롤러(7)는, 통합 컨트롤러(9)로부터 승압분 지령을 입력하고, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)의 VDC 모터(21)와 양쪽 컷트 솔레노이드 밸브(25, 26)와, 각 솔레노이드 밸브(27, 28)에 대해 구동 지령을 출력한다.
상기 모터 컨트롤러(8)는, 통합 컨트롤러(9)로부터 회생분 지령을 입력하고, 주행용 전동 모터(5)를 제어하는 인버터(13)에 회생 지령을 출력한다.
상기 통합 컨트롤러(9)는, 스트로크 센서(3)로부터의 페달 스트로크 센서값, 마스터 실린더압 센서(24)로부터의 MC압 센서값과, 차륜속 센서(92)로부터의 차륜속 센서값을 입력한다. 덧붙여, 노면 구배 센서(94)로부터의 노면 구배 정보와, 시프트 위치 센서(95)로부터 선택되어 있는 레인지 위치(D 레인지, N 레인지, R 레인지 등)를 나타내는 시프트 정보와, 휠 실린더압 센서(96)로부터의 WC압 센서값을 입력한다. 그리고, 이들의 정보에 기초하는 연산 처리부로서, 목표 감속도 산출부(9a)와, 회생 협조 브레이크 제어부(9b)를 갖는다.
상기 목표 감속도 산출부(9a)는, 목표 감속도 특성 맵에 의한 목표 감속도 특성과, 스트로크 센서(3)로부터의 페달 스트로크 센서값에 기초하여, 목표 감속도(=드라이버 요구 감속도)를 산출한다.
상기 회생 협조 브레이크 제어부(9b)는, 목표 감속도 산출부(9a)에서 산출된 목표 감속도와, 마스터 실린더압 센서(24)로부터의 MC압 센서값과, 차륜속 센서(92)로부터의 차륜속 센서값을 입력한다. 그리고, MC압 센서값에 기초하여 기본 액압분을 정하고, 차륜속 센서값에 기초하여 회생분을 정하고, 가능한 한 목표 감속도를 기본 액압분+회생분의 총합에 의해 달성하도록 하고, 부족했을 때 그 부족분을 승압분에 의해 보상하는 회생 협조 브레이크 제어 연산을 행한다. 이 연산 결과에 따라서, 회생분에 대응하는 회생분 지령을 모터 컨트롤러(8)에 출력하고, 승압분에 대응하는 승압분 지령을 브레이크 컨트롤러(7)에 출력한다.
[회생 협조 브레이크 제어의 처리 구성]
도 4는, 제1 실시예의 브레이크 제어 장치에 있어서의 통합 컨트롤러(8)에 의해 실행되는 회생 협조 브레이크 제어 처리의 흐름을 도시하는 흐름도이다. 이하, 도 4에 기초하여, 회생 협조 브레이크 제어의 처리 구성을 나타내는 각 스텝을 설명한다. 또한, 이 회생 협조 브레이크 제어 처리는, 브레이크 조작 개시가 판단된 시점으로부터 스타트하고, 브레이크 조작 해제에 의해 종료한다.
스텝 S1에서는, 브레이크 조작 개시 전에 있어서 정지 상태의 VDC 모터(21)를 모터 구동 상태로 하고, 스텝 S2로 진행한다.
스텝 S2에서는, 스텝 S1에서의 모터 구동, 혹은, 스텝 S7에서의 차량 비정지 상태라는 판단에 이어서, 마스터 실린더압 센서(24)로부터의 마스터 실린더압 정보와, 스트로크 센서(3)로부터의 페달 스트로크량 정보와, 차륜속 센서(92)로부터의 차륜속 정보와, 목표 감속도 특성 맵을 판독하고, 스텝 S3으로 진행한다.
스텝 S3에서는, 스텝 S2에서의 필요 정보와 목표 감속도 특성 맵의 판독에 이어서, 브레이크 페달 스텝핑 속도를 산출하고, 페달 스텝핑 속도에 의한 목표 감속도 특성 맵의 보정을 행하고, 스텝 S4로 진행한다.
여기서, 목표 감속도 특성 맵의 보정은, 예를 들어, 산출된 브레이크 페달 스텝핑 속도가, 페달 스텝핑 속도 정보보다 빠르게 되어 있을수록, 실제 마스터 실린더압 발생 개시 포인트까지의 로스 스트로크를 짧게 하도록 스트로크 방향으로 어긋나게 하는 오프셋 보정을 실시한다. 또한, 목표 감속도 특성 맵이 갖는 페달 스텝핑 속도 정보와 산출된 페달 스텝핑 속도가 일치할 때, 또는, 양쪽 속도차가 허용 범위 내일 때는, 설정되어 있는 목표 감속도 특성 맵의 보정을 요하지 않는다.
스텝 S4에서는, 스텝 S3에서의 페달 스텝핑 속도에 의한 목표 감속도 특성 맵의 보정에 이어서, 브레이크 페달 스트로크 센서값과, 보정 후의 목표 감속도 특성 맵에 기초하여, 드라이버 입력에 의한 브레이크 페달 스트로크 위치에 대응하는 목표 감속도를 산출하고, 스텝 S5로 진행한다.
스텝 S5에서는, 스텝 S4에서의 목표 감속도의 산출에 이어서, 그때의 MC압 센서값에 기초하여 기본 액압분을 정하고, 그때의 차륜속 센서값이나 배터리 SOC에 기초하여 가능한 한 최대가 되는 회생분을 정한다. 그리고, 목표 감속도로부터 기본 액압분과 회생분을 뺀 나머지의 감속도분을 승압분에 의해 분담하도록 정한다. 즉, 목표 감속도를 기본 액압분+회생분+승압분의 총합에 의해 달성하는 회생 협조 브레이크 제어 연산을 행하고, 스텝 S6으로 진행한다.
스텝 S6에서는, 스텝 S5에서의 회생 협조 브레이크 제어 연산에 이어서, 기본 액압분에 대한 추가 목표 제동력 중, 회생분에 대응하는 회생분 지령값을 결정하고, 회생분 지령(제로 지령을 포함함)을 모터 컨트롤러(8)에 출력한다. 동시에, 기본 액압분에 대한 추가 목표 제동력 중, 승압분에 대응하는 승압분 지령값을 결정하고, 승압분 지령(제로 지령을 포함함)을 브레이크 컨트롤러(7)에 출력하고, 스텝 S7로 진행한다.
여기서, 모터 컨트롤러(8)는, 회생분 지령을 입력하면, 회생분을 목표 회생 제동력으로 하고, 주행용 전동 모터(5)로의 회생 전류값을 정하는 피드 포워드 제어에 의해, 회생 토크 제어를 행한다. 브레이크 컨트롤러(7)는, 승압분 지령을 입력하면, 승압분을 목표 차압으로 하고, 양쪽 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(25, 26)로의 작동 전류값을 정하는 피드 포워드 제어에 의해, 차압 컨트롤을 행한다.
스텝 S7에서는, 스텝 S6에서의 회생분 지령과 승압분 지령의 출력에 이어서, 차륜속 센서(92)로부터의 차륜속 센서값에 기초하여, 차량이 정지하였는지 여부를 판단한다. "예"(차량 정지 상태)인 경우는 스텝 S8로 진행하고, "아니오"(차량 비정지 상태)인 경우는 스텝 S2로 복귀한다.
스텝 S8에서는, 스텝 S7에서의 차량 정지 상태라는 판단에 이어서, VDC 모터(21)의 모터 구동을 정지하고, 스텝 S9로 진행한다.
스텝 S9에서는, 스텝 S8에서의 모터 구동 정지, 혹은, 스텝 S10에서의 차륜속 비발생이라는 판단에 이어서, 정차시 모터 OFF 제어를 실시하고, 스텝 S10으로 진행한다.
스텝 S10에서는, 스텝 S9에서의 정차시 모터 OFF 제어의 실시에 이어서, 차륜속 센서(92)로부터의 차륜속 센서값에 기초하여, 차륜속이 발생하였는지 여부를 판단한다. "예"(차륜속 발생)인 경우에는 스텝 S11로 진행하고, "아니오"(차륜속 비발생)인 경우는 스텝 S9로 복귀한다.
스텝 S11에서는, 스텝 S10에서의 차륜속 비발생(정차 중)이라는 판단에 이어서, 정차 중에 계속된 정차시 모터 OFF 제어를 종료하고, 스텝 S12로 진행한다.
스텝 S12에서는, 스텝 S11에서의 정차시 모터 OFF 제어의 종료에 이어서, 브레이크 컨트롤러(7)로부터 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)에 출력되는 휠 실린더압 지령값과, 휠 실린더압 센서(96)로부터의 WC압 센서값에 기초하는 휠 실린더압 실제값의 차이가 제로를 초과했는지 여부를 판단한다. "예"(w/cyl압 지령값>w/cyl압 실제값)인 경우는 스텝 S13으로 진행하고, "아니오"(w/cyl압 지령값≤w/cyl압 실제값)인 경우는 스텝 S17로 진행한다.
여기서, 휠 실린더압 지령값은, 페달 스트로크에 기초하여 출력되는 지령값이며, 목표 감속도에 상당한다. 한편, 휠 실린더압 실제값은, 차량의 감속도를 발생하는 제동 액압 센서값이며, 실제 감속도에 상당한다.
스텝 S13에서는, 스텝 S12에서의 w/cyl압 지령값>w/cyl압 실제값이라는 판단에 이어서, 브레이크 페달 스트로크 센서값을 시간 미분함으로써 브레이크 페달 스텝핑 속도를 연산하는 동시에, 시프트 위치 센서(95)로부터의 시프트 정보와, 노면 구배 센서(94)로부터의 노면 구배를 판독하고, 스텝 S14로 진행한다.
스텝 S14에서는, 스텝 S13에서의 브레이크 페달 스텝핑 속도 연산 및 브레이크 릴리스 전의 스텝핑량과 시프트 정보와 노면 구배의 판독에 이어서, 노면 구배에 기초하여 휠 실린더압의 승압 특성의 기울기인 승압 구배를 연산하고, 스텝 S15로 진행한다.
여기서, 노면 구배에 기초하는 승압 구배는, 전혀 제한하는 것이 없는 승압 구배(도 5의 승압 특성 C)에 대해서 제한한 구배로 하지만, 제한 정도를 하기와 같이 변경 연산한다.
오르막길이나 내리막길이며 노면 구배가 큰 구배를 나타낼수록, 드라이버의 제동 요구가 조급하다고 판단하고, 예를 들어, 도 5의 화살표 B로 나타내는 바와 같이, 승압 특성의 승압 구배 Kb를 급구배로 한다(구배 제한이 적다).
한편, 노면 구배가 평탄로에 가까울수록, 드라이버의 제동 요구가 조급하지 않다고 판단하고, 페달 필을 우선하고, 예를 들어, 도 5의 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 승압 특성의 승압 구배 Ka를 완구배로 한다(구배 제한이 크다).
스텝 S15에서는, 스텝 S14에서의 노면 구배에 기초하는 승압 구배의 연산에 이어서, 시프트 정보에 기초하여 휠 실린더압의 승압 특성의 기울기인 승압 구배를 연산하고, 스텝 S16으로 진행한다.
여기서, 시프트 정보에 기초하는 승압 구배는, 전혀 제한하는 것이 없는 승압 구배(도 5의 승압 특성 C)에 대해서 제한한 구배로 하지만, 노면 구배와 시프트 위치를 관련지어, 오르막길이나 내리막길로 나누어서 제한 정도를 하기와 같이 변경 연산한다.
D 레인지에서의 오르막 시에는, 드라이버의 제동 요구가 조급하지 않다고 판단하고, 완구배로 한다(구배 제한이 크다). 한편, N 레인지나 R 레인지에서의 오르막 시에는, D 레인지보다도 조급성이 높다고 판단하고, 급구배로 한다(구배 제한이 작다).
R 레인지에서의 내리막 시에는, 드라이버의 제동 요구가 조급하지 않다고 판단하고, 완구배로 한다(구배 제한이 크다). 한편, N 레인지나 D 레인지에서의 내리막 시에는, R 레인지보다도 조급성이 높다고 판단하고, 급구배로 한다(구배 제한이 작다).
즉, 시프트 정보에 기초하는 승압 구배 연산에서는, 예를 들어, 스텝 S14에서 노면 구배에 기초하여 제한된 승압 구배를, 또한, 시프트 정보에 기초하여 급구배측이나 완구배측으로 변경함으로써 행한다.
스텝 S16에서는, 스텝 S15에서의 시프트 정보에 기초하는 승압 구배의 연산에 이어서, 스텝 S13에서 연산된 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하여 휠 실린더압의 승압 특성의 기울기인 승압 구배를 연산하고, 스텝 S17로 진행한다.
여기서, 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하는 승압 구배는, 전혀 제한하는 것이 없는 승압 구배(도 5의 승압 특성 C)에 대해서 제한한 구배로 하지만, 브레이크 페달 스텝핑 속도가 빠를수록, 승압 구배를 급구배측으로 제한 변경한다.
이 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하는 승압 구배 연산에서는, 예를 들어, 스텝 S15에서 시프트 정보에 기초하여 제한된 승압 구배를, 또한, 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하여 급구배측으로 변경함으로써 행한다.
스텝 S17에서는, 스텝 S16에서의 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하는 승압 구배의 연산, 혹은, 스텝 S12에서의 w/cyl압 지령값≤w/cyl압 실제값이라는 판단에 이어서, 휠 실린더압의 승압을 실시하고, 리턴으로 진행한다.
여기서, 휠 실린더압의 승압은, w/cyl압 지령값>w/cyl압 실제값일 때, 연산에 의해 제한된 승압 구배에 추종시켜 실시한다.
다음으로, 작용을 설명한다.
제1 실시예의 하이브리드차의 브레이크 제어 장치에 있어서의 작용을, 「회생 협조 브레이크 제어 작용」, 「정차시 모터 OFF 제어 작용」, 「정차시 모터 OFF 제어 종료시의 과제」, 「정차시 모터 OFF 제어 종료시의 승압 구배 억제 작용」으로 나누어서 설명한다.
[회생 협조 브레이크 제어 작용]
하이브리드차의 경우, 제동시에 있어서 엔진차와 같이 제동 에너지를 열 에너지로서 모두 소비하는 것이 아니라, 제동 에너지 중 가능한 한 많은 에너지를 회생 에너지로서 배터리 회수하는 것이 연비 향상을 도모하는 점에서 필요하다. 이하, 이것을 반영하는 회생 협조 브레이크 제어 작용을 설명한다.
기존의 컨벤셔널 VDC의 경우, 브레이크 조작시에 부압 부스터에 의한 기본 액압분으로 드라이버 요구의 목표 감속도를 얻도록 하고 있다. 이에 대해, 브레이크 조작시에 부압 부스터에 의한 기본 액압분을, 목표 감속도에 도달하지 않도록, 드라이버 요구의 목표 감속도로부터 오프셋하고, 목표 감속도의 회생 갭을 설정한다. 이와 같이, 최대 회생 토크에 의한 회생 갭을 설정함으로써, 목표 감속도의 회생 갭분이, 드라이버 요구의 목표 감속도에 대해서 부족하게 된다. 따라서, 최대 회생 토크 발생시에는, 드라이버 요구의 목표 감속도를, 부압 부스터(기본 액압분)와 회생 브레이크(회생분)에 의해 달성하고, 회생 기능을 최대한으로 발휘하도록 하고 있다.
그러나, 예를 들어, 차륜속 조건이나 배터리 충전 용량 조건 등에 의해, 드라이버 요구의 목표 감속도에 대해, 기본 액압분에서 부족한 목표 감속도를 회생분만으로 보상하려고 해도, 보상할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 드라이버 요구의 목표 감속도를, 도 6에 도시하는 바와 같이, 부압 부스터(기본 액압분)와 회생 브레이크(회생분)의 총합에 의해 달성하도록 하고, 부족분을 VDC 브레이크 액압 액추에이터(승압분)에 의해 보상하도록 한 것이 VDC를 이용한 회생 협조 브레이크 시스템이다.
따라서, 기존의 컨벤셔널 VDC에 대해, 부압 부스터의 특성 변경과, VDC 브레이크 액압 액추에이터의 특성 변경과, 스트로크 센서의 추가를 행하는 것만으로, VDC를 이용한 염가의 회생 협조 브레이크 시스템을 구성할 수 있다.
즉, VDC를 이용한 회생 협조 브레이크 제어 시스템은, 목표 감속도에 대해, 기본 액압분과 회생분만으로는 전부 보상할 수 없는 경우가 발생하면, VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)에 의해 전부 보상할 수 없는 분의 액압을 승압하고, 드라이버의 요구 감속도를 달성하는 제어 시스템이다. 바꾸어 말하면, 컨벤셔널 VDC의 안전 기능을 확장(안전 기능+회생 협조 기능)한 제어 시스템이다.
이 회생 협조 브레이크 제어 시스템을 탑재한 하이브리드차에 의한 주행 중에 브레이크 조작하면, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→스텝 S2→스텝 S3→스텝 S4→스텝 S5→스텝 S6→스텝 S7로 진행한다. 그리고, 스텝 S7에서 차량 비정지 상태라고 판단되어 있는 동안은, 스텝 S2→스텝 S3→스텝 S4→스텝 S5→스텝 S6→스텝 S7로 진행되는 흐름이 반복되고, 회생 협조 브레이크 제어를 실행한다. 그리고, 스텝 S7에서 차량 정지 상태라고 판단되면, 스텝 S7로부터 스텝 S8로 진행하고, 회생 협조 브레이크 제어를 종료한다.
즉, 스텝 S4에서는, 브레이크 페달 스트로크 센서값과, 설정 혹은 보정된 목표 감속도 특성 맵에 기초하여, 드라이버 입력에 의한 브레이크 페달 스트로크 위치에 대응하는 목표 감속도가 산출된다. 스텝 S5에서는, 그때의 MC압 센서값에 기초하여 기본 액압분이 결정되고, 그때의 차륜속 센서값이나 배터리 SOC에 기초하여 가능한 한 최대가 되는 회생분이 결정된다. 그리고, 목표 감속도로부터 기본 액압분과 회생분을 뺀 나머지의 감속도분을 승압분에 의해 분담하도록 결정된다. 스텝 S6에서는, 기본 액압분에 대한 추가 목표 제동력 중, 회생분에 대응하는 회생분 지령값이 결정되고, 회생분 지령(제로 지령을 포함함)이 모터 컨트롤러(8)에 출력된다. 동시에, 기본 액압분에 대한 추가 목표 제동력 중, 승압분에 대응하는 승압분 지령값이 결정되고, 승압분 지령(제로 지령을 포함함)이 브레이크 컨트롤러(7)에 출력된다.
따라서, 회생 협조 브레이크 제어시에는, 회생분 지령을 입력하는 모터 컨트롤러(8)에 있어서, 회생분을 목표 회생 제동력으로 하고, 주행용 전동 모터(5)로의 회생 전류값을 정하는 피드 포워드 제어에 의해, 회생 토크 제어가 행해진다. 그리고, 승압분 지령을 입력하는 브레이크 컨트롤러(7)에 있어서, 승압분을 목표 차압으로 하고, VDC 모터(21)로의 회전 상승 지령과, 양쪽 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(25, 26)로의 작동 전류값을 정하는 피드 포워드 제어에 의해, 차압 컨트롤을 행한다. 이 결과, 제동 에너지 중, 가능한 한 최대가 되는 회생 에너지분을, 차량 탑재 배터리에 회수할 수 있다.
[정차시 모터 OFF 제어 작용]
상기 회생 협조 브레이크 제어에서는, 브레이크 조작에 의한 제동시, 펌프 업 승압을 위해 항상 VDC 모터(21)를 작동해 둘 필요가 있으므로, VDC 모터(21)의 내구성이 문제가 된다. 따라서, 브레이크 조작에 의한 제동시라도 일정한 조건 하에서는 VDC 모터(21)를 정지시켜, VDC 모터(21)의 내구성을 확보할 필요가 있다. 이하, 이를 반영하는 정차시 모터 OFF 제어 작용을 설명한다.
정차시 모터 OFF 제어는, 도 4의 스텝 S7에서 차량 정지가 판단되면 VDC 모터(21)의 구동을 정지해서 개시되고, 도 4의 스텝 S10에서 차륜속이 발생하면 종료된다. 즉, 차량 정지 중, VDC 모터(21)의 구동 정지를 계속하는 제어이다.
정차시 모터 OFF 제어의 일례를 설명한다. 차속이 0㎞/h로 되면, 모터 정지 플래그가 OFF로부터 ON으로 전환되고, VDC 모터(21)의 모터 회전수가 저하를 개시한다. 그리고, VDC 모터(21)의 모터 회전수가 제로(모터 정지)로 되고, 브레이크 페달의 스텝핑량을 유지하고 있다고 하면, 그 동안은, 마스터 실린더압에 일정한 밸브 차압이 가해진 휠 실린더압을 유지하고 있다.
그리고, 브레이크 페달의 스텝핑 증가 조작을 개시하면, 마스터 실린더압은, 스텝핑 증가 조작에 추종하여 상승하지만, 휠 실린더압은, VDC 모터(21)의 정지에 의해 펌프 업 승압할 수 없으므로, 스텝핑 증가 조작 개시시의 휠 실린더압을 그대로 유지한다. 즉, 스텝핑 증가시에는, 컷트 밸브(25, 26)로의 지시압(목표 차압)을 떨어뜨리고, 마스터 실린더압의 상승에 반비례하여 밸브 차압을 저하시켜, 상승하는 마스터 실린더압에 저하하는 밸브 차압을 가해서 휠 실린더압을 유지한다. 그리고, 스텝핑 증가 위치에서 페달 스텝핑량을 유지하면, 상승 위치에서 일정한 마스터 실린더압과 저하 위치에서 일정한 밸브 차압을 가해서 휠 실린더압을 유지한다. 또한, 브레이크 페달의 스텝핑 복귀 조작을 개시하면, 밸브 차압을 그대로 유지함으로써, 마스터 실린더압과 휠 실린더압은, 스텝핑 복귀 조작에 추종하여 하강한다. 따라서, 페달 스텝핑량(마스터 실린더압)을 유지하면, 휠 실린더압과 밸브 차압이 저하된다.
그리고, 브레이크 페달의 빼냄 조작을 개시하면, 밸브 차압을 그대로 유지함으로써, 마스터 실린더압과 휠 실린더압은, 빼냄 조작에 추종하여 저하되고, 빼냄 위치에서 페달 스텝핑량을 유지하면, 저하 위치에서 일정한 마스터 실린더압과 일정한 밸브 차압을 가해서 휠 실린더압을 유지한다. 또한, 브레이크 페달의 빼냄 복귀 조작을 개시하면, 마스터 실린더압은 상승하고, 밸브 차압은 저하됨으로써, 휠 실린더압을 유지한다. 따라서, 페달 스텝핑량(마스터 실린더압)을 유지하면, 휠 실린더압과 밸브 차압이 저하된다.
그리고, 다시, 브레이크 페달의 스텝핑 증가 조작을 개시하면, 마스터 실린더압은, 스텝핑 증가 조작에 추종하여 상승하고, 밸브 차압이 제로까지 저하됨으로써, 마스터 실린더압이 휠 실린더압과 일치한다. 즉, 마스터 실린더압과 휠 실린더압의 차압이 없어지고, 마스터 실린더압의 상승에 추종하여 휠 실린더압이 상승하고, 그 이후에는, 마스터 실린더압의 유지 및 저하에 추종하여 휠 실린더압이 유지 및 저하된다. 그 후, 마스터 실린더압과 휠 실린더압의 밸브 차압의 모두가 제로로 된다.
이와 같이, 정차시 모터 OFF 제어에서는, 드라이버가 브레이크 페달에 대해서 스텝핑 증가 방향으로 조작할 때는, 마스터 실린더압과 휠 실린더압의 목표 차압을 유지하지 않고, 목표 차압을 감소시키는 제어를 행한다.
왜냐하면, 첫째로, 페달 스텝핑 증가 방향으로 조작할 때, 마스터 실린더압과 휠 실린더압의 목표 차압을 유지하면, VDC 모터(21)를 작동하여, 휠 실린더압을 마스터 실린더압에 추종시켜 펌프 업 승압시킬 필요가 있다. 둘째로, 마스터 실린더압과 휠 실린더압의 목표 차압을 유지하도록, 컷트 밸브(25, 26)를 폐쇄 상태로 하여 페달 스텝핑 조작을 행하면, 높은 페달 반력에 의해, 페달이 거의 움직이지 않게 되어 버린다.
따라서, 정차시 모터 OFF 제어 중에 드라이버가 브레이크 페달에 대해서 스텝핑 증가 방향으로 조작을 행한 경우에는, 마스터 실린더압과 휠 실린더압 사이에서, 목표 차압이 있는 상태로부터 목표 차압이 없어지는 상태로 천이하게 된다.
[정차시 모터 OFF 제어 종료시의 과제]
상기 정차시 모터 OFF 제어 중에 목표 차압이 낮은 상태로 되어, 차속 발생에 의해 정차시 모터 OFF 제어를 종료하고, 차압 컨트롤과 펌프 업 승압에 의해 휠 실린더압을 기동하는 비교예의 과제를, 도 7에 기초하여 설명한다.
도 7에 있어서, 시각 t1은, 차속 및 감속도가 제로가 되어 정차시 모터 OFF 제어를 개시하는 시각으로 한다. 시각 t2는, 시각 t1로부터의 정차시 모터 OFF 제어 중에 있어서의 페달 스텝핑 증가 조작의 종료 시각으로 한다. 시각 t3은, 시각 t2로부터의 페달 복귀 조작(페달 릴리스 조작)에 의해 차속이 발생하여, 정차시 모터 OFF 제어를 종료하는 시각으로 한다.
시각 t1로부터 시각 t2까지의 동안은, 정차시 모터 OFF 제어 중에 있어서의 페달 스텝핑 증가 조작에 수반하여, 마스터 실린더압은 상승하지만, 목표 차압은 저하되고, 일정한 휠 실린더압을 유지한다. 또한, 시각 t1로부터 시각 t2까지의 동안의 페달 반력은, 마스터 실린더압의 상승에 수반하여 상승한다.
한편, 시각 t2로부터 시각 t3까지의 동안은, 정차시 모터 OFF 제어 중에 있어서의 페달 복귀 조작에 수반하여, 마스터 실린더압과 휠 실린더압이 저하되고, 목표 차압은 저하 후의 차압이 유지된다. 또한, 시각 t2로부터 시각 t3까지의 동안의 페달 반력은, 마스터 실린더압의 저하에 수반하여 저하된다.
그리고, 시각 t3에서 차속의 발생에 의해 정차시 모터 OFF 제어가 종료되면, 저하되어 있는 목표 차압을 단숨에 기동하는 차압 밸브 컨트롤과, 펌프 모터의 작동 재개에 의한 펌프 업 승압이 행해진다. 따라서, 펌프 모터의 작동 재개 직후, 도 7의 화살표 D로 나타내는 바와 같이, 휠 실린더압이 급구배로 상승하고, 펌프 업 승압 작동에 수반하는 브레이크액의 흡입에 의해, 도 7의 화살표 E로 나타내는 바와 같이, 마스터 실린더압이 급구배로 저하된다.
이와 같이, 휠 실린더압이 급구배로 상승하므로, 도 7의 화살표 F로 나타내는 바와 같이, 차속이 시각 t3에서 가속으로부터 감속으로 변동하고, 도 7의 화살표 G로 나타내는 바와 같이, 감속도가 시각 t3에서 가속측으로부터 감속측으로 변동하여, 드라이버에게 감속도 위화감을 부여한다.
덧붙여, 마스터 실린더압이 급구배로 저하되므로, 도 7의 화살표 H로 나타내는 바와 같이, 페달 반력이 시각 t3에서 급저하되어, 드라이버에게 페달 필 위화감을 부여한다.
[정차시 모터 OFF 제어 종료시의 승압 구배 억제 작용]
상기와 같이, 정차시 모터 OFF 제어 중에 스텝핑 증가 조작을 행한 경우, 차속 발생시에 감속도 위화감이나 페달 필 위화감을 발생한다. 이와 같은 감속도 위화감이나 페달 필 위화감을 완화시키는 것이 필요하다. 이하, 도 8에 기초하여, 이것을 반영하는 정차시 모터 OFF 제어 종료시의 승압 구배 억제 작용을 설명한다.
우선, 정차시 모터 OFF 제어가 개시되어도, 스텝 S10에서 차륜속이 비발생이라고 판단되고 있는 동안은, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S9→스텝 S10으로 진행되는 흐름이 반복되고, 정차시 모터 OFF 제어가 계속된다. 그 후, 스텝 S10에서 차륜속이 발생하였다고 판단되면, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S10으로부터 스텝 S11로 진행되어 정차시 모터 OFF 제어를 종료하고, 스텝 S11로부터 스텝 S12로 진행한다. 스텝 S12에서는, 브레이크 컨트롤러(7)로부터 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)에 출력되는 w/cyl압 지령값이, 휠 실린더압 센서(96)로부터의 WC압 센서값에 기초하는 w/cyl압 실제값을 초과했는지 여부가 판단된다. 그리고, w/cyl압 지령값≤w/cyl압 실제값으로 판단된 경우는, 목표 감속도와 실제 감속도가 일치하고 있거나, 혹은, 실제 감속도가 목표 감속도보다 커서 휠 실린더압의 승압을 필요로 하지 않으므로 스텝 S17로 진행한다. 한편, w/cyl압 지령값>w/cyl압 실제값으로 판단된 경우는, 실제 감속도가 목표 감속도보다 작아, 실제 감속도를 목표 감속도에 일치시키도록 휠 실린더압의 승압을 필요로 하기 때문에, 스텝 S13 이후로 진행한다.
스텝 S12에서, w/cyl압 지령값>w/cyl압 실제값으로 판단된 경우, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S12로부터 스텝 S13→스텝 S14→스텝 S15→스텝 S16→스텝 S17→리턴으로 진행한다. 스텝 S13에서는, 승압 구배의 제한을 정하는 정보인 브레이크 페달 스텝핑 속도를 연산하는 동시에, 시프트 정보와 노면 구배를 판독한다. 스텝 S14에서는, 노면 구배에 기초하여 휠 실린더압의 승압 특성의 기울기인 승압 구배가 연산된다. 스텝 S15에서는, 시프트 정보에 기초하여 휠 실린더압의 승압 특성의 기울기인 승압 구배가 연산된다. 스텝 S16에서는, 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하여 휠 실린더압의 승압 특성의 기울기인 승압 구배가 연산된다.
즉, 정차시 모터 OFF 제어의 종료시에, 휠 실린더압의 저하에 의해 w/cyl압 지령값>w/cyl압 실제값으로 판단된 경우, 승압 구배 제한부인 스텝 S12 내지 스텝 S16에 있어서, 승압 구배가 제한된다. 승압 구배의 제한이란, 휠 실린더압을 상승시키는 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)로의 승압 지령에 대해, 승압 특성의 승압 구배(특성의 기울기, 게인)를, 제한이 없을 때의 승압 구배에 비해 완구배로 되도록 제한하는 것을 말한다.
따라서, 도 8의 시각 t3에 있어서 차속의 발생에 의해 정차시 모터 OFF 제어가 종료되면, 저하되어 있는 목표 차압을 서서히 기동하는 차압 밸브 컨트롤과, VDC 모터(21)의 회전수를 서서히 올리는 펌프 업 승압이 행해진다. 이 VDC 모터(21)의 작동 재개 직후, 도 8의 화살표 D'로 나타내는 바와 같이, 휠 실린더압이 완구배로 상승한다. 그리고, 완만한 펌프 업 승압에 의해 브레이크액의 급격한 흡입이 억제되고, 도 8의 화살표 E'로 나타내는 바와 같이, 마스터 실린더압이 완구배로 저하된다.
이와 같이, 휠 실린더압이 완구배로 상승하므로, 도 8의 화살표 F'로 나타내는 바와 같이, 차속이 시각 t3에서 가속으로부터 완만한 저하 구배로 감속으로 변동한다. 그리고, 도 8의 화살표 G'로 나타내는 바와 같이, 감속도가 시각 t3에서 가속측으로부터 완만한 저하 구배로 감속측으로 변동한다. 이 결과, 드라이버에게 부여하는 감속도 위화감이 억제된다. 덧붙여, 마스터 실린더압이 완구배로 저하되므로, 도 8의 화살표 H'로 나타내는 바와 같이, 페달 반력이 시각 t3에서 매끄러운 구배로 저하되어, 드라이버에게 부여하는 페달 필 위화감이 억제된다.
다음에, 승압 구배의 제한 정도를 변경하는 승압 구배 변경 작용을, (a) 노면 구배에 기초하는 승압 구배 변경 작용과, (b) 시프트 정보에 기초하는 승압 구배 변경 작용과, (c) 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하는 승압 구배 변경 작용으로 나누어서 설명한다.
(a) 노면 구배에 기초하는 승압 구배 변경 작용
노면 구배에 기초하는 승압 구배는, 노면 구배가 큰 구배를 나타낼수록, 구배 제한을 작게 취해서 급구배로 된다. 한편, 노면 구배가 평탄로에 가까울수록, 구배 제한을 크게 취해서 완구배로 된다. 예를 들어, 노면 구배가 큰 구배일 때에는, 도 5의 승압 특성 B로 나타내는 바와 같이, 승압 구배 Kb가 커진다. 또한, 노면 구배가 평탄로일 때에는, 도 5의 승압 특성 A로 나타내는 바와 같이, 승압 구배 Ka(<Kb)가 작아진다(가장 강한“적정”제어).
즉, 오르막길 정차의 경우, 제동력의 저하에 의해 차량의 롤백이 발생하지만, 이 롤백에 의한 차속 발생시에 휠 실린더압의 승압이 지연되면, 차량의 롤백을 허용해 버리게 된다. 내리막길의 경우, 제동력의 저하에 의해 차량의 전방으로 밀림이 발생하지만, 이 차량의 전방으로 밀림에 의한 차속 발생시에 휠 실린더압의 승압이 지연되면, 차량의 전방으로 밀림을 허용해 버리게 된다.
따라서, 오르막길이나 내리막길에서의 비탈길 정차시이며, 노면 구배가 큰 구배를 나타낼 때에는, 드라이버의 제동 요구가 조급하다는 판단에 기초하여, 노면 구배에 기초하는 승압 구배를 급구배로 한다. 이에 의해, 오르막길 정차시에는, 차량의 롤백이 방지되고, 내리막길 정차시에는, 차량의 전방으로 밀림이 방지된다. 즉, 비탈길 정차시에는, 조급격한 드라이버의 제동 요구에 따라, 휠 실린더압의 승압이 지연되는 일이 없다.
한편, 평탄로 정차시이며, 노면 구배가 평탄로에 가까울 때에는, 드라이버의 제동 요구가 조급하지 않고, 페달 필의 우선 상황이라는 판단에 기초하여, 노면 구배에 기초하는 승압 구배를 완구배로 함으로써, 감속도 위화감이나 페달 필 위화감이 작게 억제된다.
(b) 시프트 정보에 기초하는 승압 구배 변경 작용
시프트 정보에 기초하는 승압 구배는, 오르막 시와 내리막 시로 나누어서 설정한다.
우선, D 레인지에서의 오르막 시에는, 드라이버의 제동 요구가 조급하지 않다고 판단하고, 구배 제한을 크게 취해서 완구배로 한다. 한편, N 레인지나 R 레인지에서의 오르막 시에는, D 레인지보다도 조급성이 높다고 판단하고, 구배 제한을 작게 취해서 급구배로 한다.
또한, R 레인지에서의 내리막 시에는, 드라이버의 제동 요구가 조급하지 않다고 판단하고, 구배 제한을 크게 취해서 완구배로 한다. 한편, N 레인지나 D 레인지에서의 내리막 시에는, R 레인지보다도 조급성이 높다고 판단하고, 구배 제한을 작게 취해서 급구배로 한다.
이와 같이, 시프트 정보에 기초하여 승압 구배를 정함으로써, 차량이 움직여서 차속이 발생한 것을 검지하였을 때, 노면 구배와 시프트의 조합에 의한 드라이버 제동 요구의 조급성에 맞춘 제동력을 제공할 수 있다.
예를 들어, 오르막길 정차시에 선택되어 있는 시프트 위치가 D 레인지이면, 차량의 롤백의 진행 방향(후퇴 방향)에 대해서 반대 방향인 차량의 전진 방향으로 구동력이 발생한다. 이로 인해, 그 상태에서의 N 레인지나 R 레인지시보다도 조급성이 높지 않다고 판단한다. N 레인지시나 R 레인지시에는, 차량의 롤백에 대한 반력이 발생하지 않으므로, D 레인지시보다도 조급성이 높다고 판단하고, 승압 구배를 급구배로 함으로써, 드라이버의 제동력 요구의 조급성에 맞춘 감속도를 제공할 수 있다.
반대로, 내리막길 정차시에 선택되어 있는 시프트 위치가 R 레인지이면, 차량의 롤백의 진행 방향(전진 방향)에 대해서 반대 방향인 차량의 후퇴 방향으로 구동력이 발생하고 있다. 이로 인해, 오르막길 정차시의 D 레인지와 같이 조급성은 높지 않다고 판단한다. N 레인지시나 D 레인지시에는, 차량의 롤백에 대한 반력이 발생하지 않으므로, R 레인지시보다도 조급성이 높다고 판단하고, 승압 구배를 급구배로 한다.
(c) 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하는 승압 구배 변경 작용
브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하는 승압 구배는, 브레이크 페달 스텝핑 속도가 빠를수록, 구배 제한을 작게 취해서 급구배로 된다. 즉, 브레이크 페달 스텝핑 속도는, 드라이버의 제동력 요구를 나타내는 것이며, 드라이버의 제동력 요구를 승압 구배에 반영시킨 것으로 하고 있다.
따라서, 브레이크 페달 스텝핑 속도가 빠른 경우에는, 조급성이 높다고 판단하고, 승압 구배를 급구배측으로 설정한다. 이에 의해, 드라이버의 감속 요구가 승압 특성에 반영되어, 감속도 위화감이나 페달 필 위화감을 억제하면서도, 요구되는 감속도의 조기 발생이 확보된다.
한편, 브레이크 페달 스텝핑 속도가 느린 경우에는, 조급성이 낮다고 판단하고, 승압 구배를 완구배측으로 설정한다. 이에 의해, 드라이버에게 부여하는 감속 위화감이나 페달 필 위화감의 억제가 승압 특성에 반영되어, 감속도 위화감이나 페달 필 위화감이 작게 억제된다.
이와 같이, 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하여 승압 구배를 변경함으로써, 주행 환경(노면 구배)이나 주행 상태(시프트 위치)뿐만 아니라, 드라이버의 제동 의도 그 자체를 고려한 감속도를 제공할 수 있다.
다음으로, 효과를 설명한다.
제1 실시예의 하이브리드차의 브레이크 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.
(1) 브레이크 조작에 따른 마스터 실린더압을 발생하는 마스터 실린더(13)와,
전후륜의 각 바퀴에 설치되고, 휠 실린더압에 따라서 각 바퀴에 액압 제동력을 부여하는 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR)와,
상기 마스터 실린더(13)와 상기 휠 실린더(4FL, 4FR, 4RL, 4RR) 사이에 개재 장착되고, 펌프 모터[VDC 모터(21)]에 의해 구동하는 액압 펌프(22, 22)와, 휠 실린더압과 마스터 실린더압의 차압을 제어하는 차압 밸브[제1 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(25), 제2 M/C 컷트 솔레노이드 밸브(26)]를 갖는 브레이크 액압 액추에이터[VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)]와,
브레이크 조작에 의해 차량이 정지할 때, 상기 펌프 모터[VDC 모터(21)]를 정지하고, 차량 정지 중, 상기 펌프 모터[VDC 모터(21)]의 정지 상태를 유지한 상태로 하는 정차시 모터 오프 제어부(스텝 S9)와,
차량 정지 상태로부터의 차속 발생에 의해 상기 정차시 모터 오프 제어가 종료되면, 상기 펌프 모터[VDC 모터(21)]의 작동 재개에 수반하는 휠 실린더압의 승압 속도를, 노면 구배가 클수록 빠르게 하는 승압 속도 제어부(스텝 S12 내지 스텝 S16)
를 구비한다.
이로 인해, 차량 정지 상태에서의 펌프 모터[VDC 모터(21)]의 내구성을 확보하면서, 차량 정지 상태로부터의 차속 발생시, 위화감을 억제시킨 감속도나 페달 필을 달성할 수 있다. 덧붙여, 오르막길 정차로부터의 차속 발생시, 차량의 롤백을 방지할 수 있고, 내리막길 정차로부터의 차속 발생시, 차량의 전방으로 밀림을 방지할 수 있다.
(2) 상기 승압 속도 제어부를, 구배를 제한에 의해 완구배로 하는 동시에, 노면 구배가 큰 구배를 나타낼수록 승압 구배를 급구배측으로 제한 변경하는 승압 구배 제한부(스텝 S12 내지 스텝 S16)로 하였다.
이로 인해, 상기 (1)의 효과에 더하여, 승압 구배의 제한 변경에 의해, 펌프 모터[VDC 모터(21)]의 작동 재개에 수반하는 휠 실린더압의 승압 속도를, 노면 구배가 클수록 빠르게 할 수 있다.
(3) 상기 승압 구배 제한부(스텝 S12 내지 스텝 S16)는, 노면 구배가 평탄로라고 판정한 경우, 구배로라고 판정한 경우에 비해 승압 구배를 완구배측으로 제한 변경한다(스텝 S14).
이로 인해, 상기 (2)의 효과에 더하여, 차량의 롤백이나 차량의 전방으로 밀림이 없는 평탄로 정차시에는, 페달 필이 우선되어, 감속도 위화감이나 페달 필 위화감을 작게 억제할 수 있다.
(4) 상기 승압 구배 제한부(스텝 S12 내지 스텝 S16)는, 선택되어 있는 시프트 위치에 의해 발생하는 구동력의 방향이 노면 구배에 의해 차량에 발생하는 힘의 방향에 대해 반대 방향일 때(오르막길 D 레인지, 내리막길 R 레인지), 승압 구배를 완구배측으로 제한 변경하고, 구동력이 발생하지 않는 시프트 위치(N 레인지)가 선택되어 있을 때, 혹은, 선택되어 있는 시프트 위치에 의해 발생하는 구동력의 방향이 노면 구배에 의해 차량에 발생하는 힘의 방향에 대해 동일 방향일 때(오르막길 R 레인지, 내리막길 D 레인지), 승압 구배를 급구배측으로 제한 변경한다(스텝 S15).
이로 인해, 상기 (2) 또는 (3)의 효과에 더하여, 차량이 움직이기 시작하였을 때, 드라이버 제동 요구의 조급성이 높은지 낮은지에 맞춘 승압 구배의 설정에 의해, 드라이버 제동 요구의 조급성에 대응한 제동력을 제공할 수 있다.
(5) 차량 정지 상태로부터 차속이 발생하였을 때의 드라이버에 의한 브레이크 페달 스텝핑 속도를 산출하는 페달 스텝핑 속도 산출부(스텝 S13)를 구비하고,
상기 승압 구배 제한부(스텝 S12 내지 스텝 S16)는, 상기 브레이크 페달 스텝핑 속도가 빠를수록, 승압 구배를 급구배측으로 제한 변경한다(스텝 S16).
이로 인해, 상기 (2) 내지 (4)의 효과에 더하여, 브레이크 스텝핑 조작에 나타나는 드라이버의 제동력 요구에 대응한 제동력을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명의 차량의 브레이크 제어 장치를 제1 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 제1 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.
제1 실시예에서는, 차속 발생에 의해 정차시 모터 OFF 제어가 종료될 때, 노면 구배에 기초하는 승압 구배와, 시프트 정보에 기초하는 승압 구배와, 브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하는 승압 구배를 연산에 의해 구하는 예를 나타냈다. 그러나, 이들 노면 구배(=게인)는, 상승 레이트 리미터를 변경하는 예로 해도 좋고, 또한, 씬별로 설정한 맵으로 대용해도 좋다. 또한, 씬별이란, 2단계나 3단계 등의 유단의 구별이 아니어도, 예를 들어, 맵 보완에 의해 무단계로 구별하도록 해도 좋다.
제1 실시예에서는, 승압 구배 제한부로서, w/cyl압 지령값이 w/cyl압 실제값보다 작다고 판단되었을 때, 노면 구배ㆍ시프트 정보ㆍ브레이크 페달 스텝핑 속도에 기초하여 제한하는 예를 나타냈다. 그러나, 차속 발생시, 목표 감속도와 실제 감속도에 차이가 발생하고, 브레이크 액압 액추에이터에 의해 승압이 필요할 때, 노면 구배만에 의해 승압 구배의 제한을 변경하는 예로 해도 좋다.
제1 실시예에서는, 노면 구배를 오르막길과 내리막길로 나누고, 각각에 대해서 시프트 정보와 조합하여 승압 구배의 제한을 변경하는 예를 나타냈다. 그러나, 노면 구배가 큰 구배로와 노면 구배가 작은 평탄로로 나누고, 승압 구배의 제한을 변경하는 예도 포함된다.
제1 실시예에서는, 브레이크 액압 액추에이터로서, 도 2에 도시하는 VDC 브레이크 액압 액추에이터(2)를 이용하는 예를 나타냈다. 그러나, 브레이크 액압 액추에이터로서는, 펌프 모터에 의해 구동하는 액압 펌프와, 휠 실린더압과 마스터 실린더압의 차압을 제어하는 차압 밸브를 갖는 것이면 된다.
제1 실시예에서는, 본 발명의 브레이크 제어 장치를, 전륜 구동의 하이브리드차에 적용한 예를 나타냈다. 그러나, 후륜 구동의 하이브리드차, 전기 자동차, 연료 전지차 등의 전동 차량이며, 액압 제동력과 회생 제동력에 의한 회생 협조 브레이크 제어를 행하는 것이면, 본 발명의 브레이크 제어 장치를 적용할 수 있다. 또한, 엔진차이며, 정차시 모터 OFF 제어를 채용한 브레이크 액압 액추에이터를 사용하여, 액압 제동력만에 의해 브레이크 제어를 행하는 것이어도 본 발명의 브레이크 제어 장치를 적용할 수 있다.
<관련 출원의 상호 참조>
본 출원은, 2011년 6월 27일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2011-141799에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 모든 개시는 완전히 본 명세서에서 참조에 의해 인용된다.

Claims (5)

  1. 브레이크 조작에 따른 마스터 실린더압을 발생하는 마스터 실린더와,
    전후륜의 각 바퀴에 설치되고, 휠 실린더압에 따라서 각 바퀴에 액압 제동력을 부여하는 휠 실린더와,
    상기 마스터 실린더와 상기 휠 실린더 사이에 개재 장착되고, 펌프 모터에 의해 구동하는 액압 펌프와, 휠 실린더압과 마스터 실린더압의 차압을 제어하는 차압 밸브를 갖는 브레이크 액압 액추에이터와,
    브레이크 조작에 의해 차량이 정지할 때, 상기 펌프 모터를 정지하고, 차량 정지 중, 상기 펌프 모터의 정지 상태를 유지한 상태로 하는 정차시 모터 오프 제어부와,
    차량 정지 상태로부터의 차속 발생에 의해 상기 정차시 모터 오프 제어가 종료되면, 상기 펌프 모터의 작동 재개에 수반하는 휠 실린더압의 승압 속도를, 노면 구배가 클수록 빠르게 하는 승압 속도 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량의 브레이크 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승압 속도 제어부를, 차량 정지 상태로부터의 차속 발생에 의해 상기 정차시 모터 오프 제어가 종료되면, 상기 펌프 모터의 작동 재개에 수반하는 휠 실린더압의 승압 구배를 제한에 의해 완구배로 하는 동시에, 노면 구배가 큰 구배를 나타낼수록 승압 구배를 급구배측으로 제한 변경하는 승압 구배 제한부로 한 것을 특징으로 하는, 차량의 브레이크 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 승압 구배 제한부는, 노면 구배가 평탄로라고 판정한 경우, 구배로라고 판정한 경우에 비해 승압 구배를 완구배측으로 제한 변경하는 것을 특징으로 하는, 차량의 브레이크 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 승압 구배 제한부는, 선택되어 있는 시프트 위치에 의해 발생하는 구동력의 방향이 노면 구배에 의해 차량에 발생하는 힘의 방향에 대해 반대 방향일 때, 승압 구배를 완구배측으로 제한 변경하고, 구동력이 발생하지 않는 시프트 위치가 선택되어 있을 때, 혹은, 선택되어 있는 시프트 위치에 의해 발생하는 구동력의 방향이 노면 구배에 의해 차량에 발생하는 힘의 방향에 대해 동일 방향일 때, 승압 구배를 급구배측으로 제한 변경하는 것을 특징으로 하는, 차량의 브레이크 제어 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    차량 정지 상태로부터 차속이 발생하였을 때의 드라이버에 의한 브레이크 페달 스텝핑 속도를 산출하는 페달 스텝핑 속도 산출부를 구비하고,
    상기 승압 구배 제한부는, 상기 브레이크 페달 스텝핑 속도가 빠를수록, 승압 구배를 급구배측으로 제한 변경하는 것을 특징으로 하는, 차량의 브레이크 제어 장치.
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