WO2003078200A1

WO2003078200A1 - Systeme de freinage pour vehicule hybride

Info

Publication number: WO2003078200A1
Application number: PCT/JP2003/003436
Authority: WO
Inventors: Mitsuhiro Nishina; Yuuji Suzuki; Tatsuji Miyata
Original assignee: Nissan Diesel Motor Co., Ltd.
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2003-09-25
Also published as: US20050218717A1; EP1491386B1; CN1642772A; JP2003284203A; EP1491386A1; JP3921109B2; CN1308161C; EP1491386A4; US7275795B2

Description

明細書

ハイブリッド車両の制動システム発明の技術分野

本発明は、車両の動力源としてエンジンと電動モータを選択的に切り換えるハイブリツド車両の制動システムの改良に関するものである。技術的背景

従来、ハイブリッド車両であって、エンジンの出力軸に連結したモータを備え、車両の加速時にモータに電力を供給してエンジンの出力を補助し、減速時および制動時にモータを発電機として作動させて回生制動を行い、発電した電力で蓄電装置を充電するものが、特開 2 0 0 0 - 3 3 2 9 6 3号公報によって知られてレ、る。

しかしながら、このような従来のハイブリッド車両において、ブレーキペダルが踏まれる主ブレーキ要求時に、モータの回生発電を優先して要求制動力のほとんどをモータの回生ブレーキで行ったり、あるいはモータを回生発電させると同時に駆動輪のブレーキを効かせたりする場合、駆動輪の制動力が非常に大きくなるため、凍結路面等の滑りやすい路面走行時には、駆動輪がスリップして、制動時の安定性が損なわれることがある。

本発明は、滑りやすい路面でも、制動時の安定性が確保されるハイブリッド車両の制動システムを提供することを目的とする。発明の概要

本発明は、エンジンと、モータと、モータを駆動する電力を蓄える蓄電装置とを備えたハイブリッド車両において、前記モータからの回転が伝達される車両の駆動輪と、車両の従動輪と、前記駆動輪と従動輪の制動を行うブレーキアクチュエータと、前記駆動輪と従動輪のブレーキアクチユエータの制動力をそれぞれ変化させられる制御装置と、制動用のコントローラとを備える。前記コントローラは、制動要求時に、そのときの運転条件に基づいて必要な制動エネルギを算出し、この制動エネルギを発生させるように、前記モータを回生発電させ、かつ従動輸の制動力を制御する。

制動要求時には、必要な制動力は、前記駆動輪に連結された前記モータの回生発電と、前記従動輪を制動するブレーキアクチユエータによる駆動力とによって得られるので、駆動輪側の制動力が過大になるのが防止でき、凍結路面など滑りやすい走行条件でも安定した制動性能を発揮できる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の実施例の概略構成を示すシステム構成図である。

図 2はその制御内容を示すプロック図である。

図 3は同じく制御内容を示すフローチャートである。

図 4は制御概念を示す概念説明図である。

図 5は制動配分の関係を示す担模式図である。

図 6は同じく制動力を分配する制御ブロック図。

図 7は同じく制動力を配分する制御内容を示すフローチャートである。

図 8は前輪プロポーショナルバルブの制御内容を示すフローチャートである。図 9は後輪プロポーショナルバルブの制御内容を示すフローチャートである。図 1 0は回生ェキゾーストブレーキの制御内容を示すフローチャートである。図 1 1は回生エンジンブレーキの制御内容を示すフローチヤ一トである。図 1 2はモータの回生発電の制御内容を示すフローチャート。

図 1 3は制動力配分による制動制御状態を示すタイムチャートである。

図 1 4は極低速時に自動制動制御を解除する制御内容を示すタイムチヤ一トである。発明の好適な実施形態以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図 1に示すように、車両のパワートレインは、エンジン 1、エンジンクラッチ 3、トランスミッション 4を備える。エンジン 1の出力がエンジンクラッチ 3を介してトランスミッシヨン 4の入力軸に伝えられ、トランスミッシヨン 4の出力軸の回転が図示しないプロペラシャフトからデフアレンシャルギア 5およびドライブシャフトを介して左右の後輪（駆動輪） 7に伝達される。

エンジン 1は内燃機関であり、供給される燃料をシリンダ内で燃焼させ、シリンダのビストンの往復運動により出力軸を回転駆動する。

エンジン 1の出力制御するエンジンコントロールュ-ット 1. 0が備えられ、ェンジン回転センサ 1 3の検出信号や、後述する車両コントロールュニット 2 0からの各種の制御信号に基づいて燃料供給量を制御し、エンジン 1の発生出力を調節する。

エンジンクラツチ 3はクラッチブースタ 8を介してエンジン出力軸とトランスミッション入力軸の接続と切り離しを行う。クラッチブースタ 8は、図 4に示すように、クラッチバルブ 1 9の切り換えにより、クラッチァクチユエータ 1 8力ら導かれる加圧空気によってエンジンクラッチ 3を切り離し、クラッチバルブ 1 9が大気解放することによりエンジンクラッチ 3を接続する。

エンジンクラッチ 3の接続によりトランスミッション 4にエンジン出力が伝達れ、後輪 7が駆動される。

さらに、車両のパワートレインは、モータ 2、モータクラッチ 1 2、ギア装置 1 3を備え、モータ 2の回転がモータクラッチ 1 2及ぴギア装置 1 3を介してトランスミッシヨン入力軸に伝達される。

モータ 2は三相同期電動機または三相誘導電動機等の交流機であり、インバータ 1 5によって駆動される。また、モータ 2は車両の減速時など、インパータ 1 5によって発電機として機能し、回生発電を行う。

インバータ 1 5は、蓄電装置である電気二重相キャパシタ 1 6に接続され、キャパシタ 1 6の直流充電電力を交流電力に変換してモータ 2へ供給するとともに、モータ 2の交流発電電力を直流電力に変換してキャパシタ 1 6に充電する。なお、蓄電装置としてキャパシタ 1 6に限らず、化学反応を用いた各種蓄電池を用いても良い。また、モータ 2は交流機に限らず直流電動機を用い、 D C ZD .Cコンバータによって駆動してもよい。 .

車両に備えられるレーキシステムは、運転者に操作されて制動空気圧を調節するブレーキバルブ 4 1を備え、このブレーキバルブ 4 1は前輪用と後輪用の制動空気圧を発生させ、こ^ブレーキバルブ 4 1には、前輸用の制動空気圧を前輸プレーキブースタ 5 1に導く前輪制動圧通路 5 0と、後輪用の制動空気圧を後輪ブレーキブースタ 6 1に導く後輪制動圧通路 6 0とを備える。

ブレーキバルブ 4 1は運転者によるブレーキペダルの踏み込み量に応じて、それぞれ前輪側制動圧と後輪側制動圧を発生させる。

前記後輪制動圧通路 6 0の途中にはブレーキバルブ 4 1の後輪用の制動空気圧を遮断するカツトバルブ 6 2と、後述する車両コントロールュエツト 2 0からの指令に基づいて制動空気圧を調節するプロポーショナルバルブ 6 3とが介装される。そして、ブレーキバルブ 4 1の制動空気圧をプロポーショナルバルプ 6 3を迂回して後輪ブレーキブースタ 6 1に導くバイパス通路 6 4と、プロポーショナルバルブ 6 3から導かれる圧力とバイパス通路 6 4から導かれる圧力のうち、レ、ずれか高い方の圧力を選択して後輪ブレーキブースタ 6 1に導くダブルチェックバルブ 6 5とを備える。

なお、図 1において、 7 0は、ブレーキバルブ 4 1及ぴプロポーショナバルプ 5 3， 6 3の空気圧、源となるリザ一バタンクである。

また、前輪制動圧通路 5 0の途中には、ブレーキバルブ 4 1の前輪用の制動空気圧を遮断するカツトバルブ 5 2と、車両コントロールュニット 2 0から指令に基づいて制動空気圧を調節するプロポーショナルバルブ 5 3とが介装される。そして、ブレーキバルブ 4 1の制動空気圧をプロポーショナルバルブ 5 3を迂回して前輪ブレーキブースタ 5 1に導くバイパス通路 5 4と、プロポーショナノレバルブ 5 3から導かれる圧力とバイパス通路 5 4から導かれる圧力のうち、高い方の圧力を選択して前輪ブレーキブースタ 5 1に導くダブルチェックバルブ 5 5とを備る。

前記ブレーキブースタ 5 1 ， 6 1は、ブレーキバルブ 4 1またはプロポーショナルバルブ 5 3， 6 3から導かれる制動空気圧を制動油圧に変換するものであり、図示しない A B Sモジュレータを介して前輪側ブレーキアクチユエータ 5 7及ぴ後輸側プレーキアクチユエータ 6 7を作動させ、前輪（従動輪） 6及び後輸 7 に制動力を付与する。 A B Sモジユレータは車両の制動時に、各車輸 6， 7のスリップ率が目標値に近づくように各ブレーキアクチユエータ 5 7 , 6 7に導かれる制動油圧を断続するものであり、車輪のスリップの発生時に制動油圧を弱め、スリップを少なくする。

運転者によるブレーキ操作に基づく、ブレーキパルプ 4 1の制動空気圧によつて各ブレーキブースタ 5 1， 6 1が作動するマエユアル制動時には、車両コントロールユニット 2 0からの指令に基づいてカットパルプ 5 2， 6 2が開かれ、ブレーキバルブ 4 1の制動空気圧が各ブレーキブースタ 5 1， 6 1に導かれる。

—方、自動制動制御時には、車両コントロールユニット 2 0からの指令で、プ口ポーショナルバルプ 5 3， 6 3により制御される制動空気圧が、各ブレーキブースタ 5 1， 6 1に導入されるのであり、このときには、カットバルブ 5 2， 6 2が閉じられる。

プロポーショナルバルブ 5 3， 6 3は電磁比例流量制御弁で構成され、車両コントロールュニット 2 0からのデューティ信号に応じてその開度がフィードバック制御される。一方、カツトバルブ 5 2， 6 2は車両コントロールュュット 2 0 からの信号の O N · O F Fによって開閉する電磁開閉弁によって構成される.。また、前輪側の制動回路には、ブレーキパルプ 4 1の制動空気圧をカットパルブ 5 2及びプロポーショナルバルブ 5 3を迂回して前輪ブレーキブースタ 5 1に導くバックアップ通路 7 1と、ブレーキバルブ 4 1の制動空気圧が所定値を超えるのに伴ってパックアップ通路 7 1を開通させるアダプタバルブ 7 2と、プロボーショナルバルブ 5 3から導かれる圧力とバックアツプ通路 7 1から導かれる圧力のうち高い方を選択して前輪ブレーキブースタ 5 1に導くダブルチェックバルブ 7 3とを備える。

アダプタバルブ 7 2はブレーキバルブ 4 1の制動空気圧が所定値を超えるのに伴ってバックアップ通路 ₇ 1を開通させるようになっている。アダプタバルブ 7 2は運転者によってブレーキペダルが大きく踏み込まれい状態ではバックアツプ通路 7 1を遮断する一方、ブレーキペダルが大きく踏み込まれるのに伴ってパックアップ通路 7 1を開通させてブレーキパルプ 4 1の制動空気圧を前輪ブレーキブースタ 5 1に導く。これにより、万一、車両コントロールユニット 2 0等の制御系が失陥した場合でも、ブレーキバルブ 4 1の制動空気圧がアダプタバルブ 7 2を介して前輪ブレーキブースタ 5 1に導かれ、前輪 6の制動が行われるフエィルセーフ機能が果たされる。

上記した車両のブレーキシステムとは別に、捕助ブレーキとして、ェキゾーストブレーキ 2 7が設けられる。ェキゾーストブレーキ 2 7は排気通路にェキプレシャツタが介装され、ェキブレシャッタが閉弁することによってエンジン 1の排気圧力を高めてエンジンブレーキ力を高める。

エンジンコントロールュニット 1 0はェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が運転者によって操作されて O Nになると、車両コントロールュニット 2 0からの要求される制御信号に基づいて、ェキブレシャッタを閉じてェキゾーストブレーキ 2 7を作動させるようになっている。

なお、捕助ブレーキとして、例えばエンジンの排気弁を吸入行程で開弁させる圧縮圧力開放式ブレーキや、エンジンブレーキ力を高めるもの以外の他の機構を設けても良い。

前記した車両コントロールュ-ット 2 0は、エンジンコントロールュニット 1 0及ぴインパータ 1 5からの情報を入力するとともに、非常スィッチ 2 8、ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6、アクセル踏み込み量を検出するアクセル開度センサ 2 2、エンジンクラツチ 3のストロークを検出するストロ一クセンサ 2 4、トランスミッシヨン 4のギア位置を検出するギアポジションセンサ 2 3、車速を検出する車速センサ 2 5、キャパシタ 1 6の充電状態を検出する電圧センサ 2 9 、制動圧通路 5 0， 6 0に設けられて制動圧に応じて O N · O F Fするストップランプスィッチ 5 8， 6 8及ぴ同じく制動圧を検出する制動圧力センサ 5 9， 6 9からの各検出信号を入力し、これらの各信号に基づいて判断した運転条件に応じて、エンジンクラッチ 3の断接、モータクラッチ 1 2の断接を制御し、さらには、エンジン 1の出力とモータ 2の出力、及ぴ前記ブレーキシステムによるブレーキ制動力を、協調制御する。

なお、非常スィッチ 2 8は運転者の操作によってシステムの作動、停止を切り換えるもので、システムに何らかの異常が発生した場合に車両コントロールュニット 2 0による制御システムを停止し、とくにブレーキシステムの作動をマニュアル操作に戻す機能をもつ。ここで、車両のコントロールユニット 2 0による制動制御動作としては、コースティング時、ェキゾ一ストブレーキ要求時、主ブレーキ要求時、ェキゾ一ストブレーキ 2 7と主ブレーキ両方要求時に分けて以下のようにして行われる。

1 ) コースティング時は次の条件で判定される。

•アクセルペダルの踏み込み量が所定値以下のアクセル O F F時

•ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が O F Fとなるェキゾーストブレーキ O F

F時

•ブレーキペダルの踏み込み量が所定値以下の主ブレーキ O F F時

このコースティング時と判定された場合、エンジンクラツチ 3を切断し、モータクラツチ 1 2を接続して、エンジンブレーキの制動力 (エンジン 1のフリクシヨン）の相当分を生じるように、回生発電するモータ 2の交流発電電力をインバータ 1 5を介して制御する。

一方、キャパシタ 1 6の充電圧が規定値を超えると、モータクラッチ 1 2を切断し、エンジンクラツチ 3を接続して、エンジン 1のフリクションのみにより制動する。

2 ) ェキゾーストブレーキ要求時は次の条件で判定される。

.ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が〇Nとなるェキゾーストブレーキ O N時

•主ブレーキ O F F時

このェキゾーストブレーキ要求時と判定された場合、エンジンクラッチ 3を接続し、ェキブレシャッタを開弁し、モータクラッチ 1 2を接続して、ェキゾーストブレーキ 2 7の制動力の相当分を生じるように、回生発電するモータ 2の交流発電電力を制御する。

一方、キャパシタ 1 6の充電圧が規定値を超えると、モータクラッチ 1 2を切断し、ェキブレシャッタを閉弁して、エンジンブレーキのみにより制動する。

3 ) 主ブレーキ要求時は次の条件で判定される。

•アクセル O F F時

•ェキゾ一ストブレーキ O F F時

.ブレーキペダルの踏み込み量が所定値を超えた主ブレーキ O N時この主ブレーキ要求時と判定された場合、エンジンクラッチ 3を切断し、ェキブレシャッタを開弁し、モータクラッチ 1 2を接続して、予め設定されたマップに基づき求められた制動力の相当分を生じるように、モータ 2の交流発電電力を制御するとともに、残りの制動力を各プロポーショナルバルブ 5 3， 6 3を作動させて各ブレーキアクチユエータ 5 7， 6 7の制動力を制御する。

この場合、とくに後述するように、制動初期には、後輪側ではなく、前輪側の制動力のみを発生させ、必要とする制動エネルギを、モータ 2による回生発電と、前輪側の制動力により発生させる。

—方、キャパシタ 1 6の充電圧が規定値を超えると、モータクラッチ 1 2を切断し、各ブレーキアクチユエータ 5 7， 6 7のみにより制動する。

4 ) ヱキゾーストブレーキ 2 7と主ブレーキの両方要求時は次の条件で判定される。

-アクセル O F F時

•ェキゾーストブレーキ O N時

•主ブレーキ O N時

このェキゾーストブレーキ 2 7と主ブレーキの両方要求時と判定された場合、エンジンクラッチ 3を接続し、ェキブレシャッタを開弁し、モ一タクラツチ 1 2 を接続して、予め設定されたマップに基づき求められた制動力の相当分を生じるようにモータ 2の交流発電電力を制御するとともに、残りの制動力を各プロボ一ショナルバルプ 5 3， 6 3を作動させて各ブレーキアクチユエータ 5 7， 6 7の制動力を制御する。この場合も、上記 3 ) の主ブレーキ要求時と同じようにょうに前輪側の制動力とモータ 2の回生発電により必要な制動エネルギを発生させるように制御する。

一方、キャパシタ 1 6の充電圧が規定値を超えると、モータクラッチ 1 2を切断し、ェキブレシャッタを閉弁して、エンジンブレーキと各ブレーキアクチユエ —タ 5 7， 6 7により制動する。

図 2は上記した制動制御のうち、 1 ) 、 2 ) の制御を行うための制御プロック図である。

車両コントロールュ-ット 2 0は、ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が O N となる回生ェキゾ一ストブレーキ時（ェキゾーストブレーキ要求時）を判定する回路部 3 1と、ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が O F Fでの回生エンジンブレーキ時を判定する回路部 3 2が備えられる。このために、これら各回路部 3 1 と 3 2には、ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6、車速センサ 2 5、クラッチストロークセンサ 2 4、アクセル開度センサ 2 2、ギヤポジションセンサ 2 3、 E C S電圧（キャパシタ電圧）センサ 2 9などからの各検出信号が入力する。前記回路部 3 1と 3 2からの出力に基づいてエンジンクラッチ 3の断接を制御する回路部 3 3が備えられ、さらに、各回路部からの制御信号に基づいて機能する、クラッチアクチユエータ 1 8の作動制御のためのエンジンクラツチ力ット回路部 3 5と、クラッチバルブ 1 9の作動制御のためのエンジンクラッチクローズ回路部 3 6と、ェキゾーストブレーキの作動を制御する回路部 3 4とを備える。図 3のフローチャートは、車両コントロールユニット 2 0で実行される、上記した制動制御の制御ルーチンを示している。

これについて説明すると、まずステップ 1にてェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が O Nとなるェキゾ一ストブレーキ回生時と判定されると、ステップ 2に進んでエンジンクラッチ 3を接続し、ステップ 3にてキャパシタ 1 6の充電圧が規定値を超える満充電状態かどうかを判定する。

ここで満充電状態と判定されると、ステップ 4に進んでエンジンコント口ールユニット 1 0がェキゾ一ストブレーキ 2 7を働かせる指令をする。一方、満充電状態でないと判定されると、ステップ 5に進んで、エンジンコントロールュニット 1 0へェキゾーストブレーキ 2 7をオフにして、モータ 2に回生発電をさせることで、ェギゾーストブレーキと同じ制動力を発生させる。

ステップ 1でェギゾーストブレーキ回生時でないと判断されると、ステップ 6 に進んで、エンジンブレーキ回生時かどうかの判断を行う。

ここでは、ェキゾ一ストブレーキスィッチ 2 6が O F Fであって、車両の減速時、コースティング時が判断されると、エンジンブレーキ回生時と判定される。この場合には、ステップ 7に進んでキャパシタ 1 6の充電圧が規定値を超える満充電状態かどうかを判定する。

ステップ 7で満充電状態と判定されると、ステップ 8に進んでエンジンコントロー ^ /レユニット 1 0がエンジンクラッチ 3を接続させ、エンジン 1による、いわゆるエンジンブレーキを発生させる。

一方、ステップ 7で満充電状態でないと判定されると、ステップ 9に進んでモータ 2による回生発電をさせる。

このようにして、ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が O Nとなるェキゾーストブレーキ要求時でも、ェキゾーストブレーキ 2 7を働かせないでモータ 2に回生発電をさせることにより、ェキゾ一ストブレーキ 2 7の制動エネルギ相当分の電力が回生され、車両の運動エネルギを有効に回収できる。

また、ェギゾーストブレーキ要求時以外であっても、コースティング時になどエンジンブレーキの要求のあるときは、モータ 2がエンジンブレーキに相当する制動エネルギ分の電力を回生することもできる。

これらにより、主ブレーキの負担を軽減でき、主ブレーキを含めた制動力に余裕が生じる。さらに、このモータ 2によるエンジンブレーキ時には、エンジン 1 の燃料供給を停止することが可能となり、エンジン 1の燃費を低減できる。次に、上記した制動制御動作における、 3 ) 、 4 ) の主ブレーキ要求時に、制動力をモータ 2の回生ブレーキ力と、各ブレーキアクチユエータ 5 7， 6 7のブレーキ力に分配する制動システムを説明する。

まず、図 4は、制動システムの概念を示す説明図であり、まずこれに基づいて説明すると、ブレーキペダル圧力と減速度の関係を、実験データに基づいて求め、これに基づいて、ブレーキペダル圧力と、車両の減速エネルギとの関係を設定したマップ 4 2に設定する。

マップ 4 2を用いて制動圧力センサ 5 9 , 6 9によって検出されるブレーキぺダル圧 tこ応じた要求減速エネルギが求められる。

この要求減速エネルギとギアポジションセンサ 2 3によって検出されるトランスミッション 4のシフト位置、車速センサ 2 5によって検出される車速、モータ 2のトルク特性、キャパシタ 1 6の蓄電圧等に基づいて、予め、モータ 2の回生ブレーキ力と、各ブレーキアクチユエ一タ 5 7 , 6 7によるブレーキ力の分担率が設定されているマップ 4 3を参照して、ブレーキ分担率と、回生ブレーキ特性が選定される。そして、前記ブレーキ分担率に基づいて、演算部 4 6で前輪側と後輪側の各ブレーキアクチユエータ 5 7， 6 7が分担する減速エネルギが計算される。この演算結果に基づいて、予め設定されたマップ 4 4， 4 5を参照して、前輪制動圧、後輪制動圧が求められ、この制動圧が得られるように各プロポーショナルバルブ (制動圧調節機構） 5 3， 6 3の作動がフィードパック制御される。

一方、マップ 4 3で求められた回生ブレーキ力から、演算部 4 7でモータ 2の回生エネルギが計算され、この回生エネルギが得られるようにインバータ 1 5に出力指令される。これによりモータ 2による回生発電が行われる。

ところで、図 5の（a ) 図に示すように、ブレーキペダルが踏まれる主ブレーキ要求時に、必要な減速エネルギを発生させるのに、モータ 2の回生発電を優先して要求制動力のほとんどをモータ 2の回生プレーキで行った場合、後輪 7の制動力が強いため、凍結路面等の滑りやすい路面走行時に制動時の安定性が損なわれ、 A B Sモジユレータが ί乍動する頻度が高まる。

図は、左側から右側にいくにしたがい、車速の高い状態から車速が低下し、最後には停止するまでを示してある。

この図において、.主ブレーキ要求があつたときは、車速も高いので、モータ 2 による回生発電（R R回生）で、要求される減速エネルギのすベてをまかなうことができ、車速の低下に伴い、モータ回生エネルギが減少し、全体的には制動ェネルギが不足するようになると、前輪側と後輪側のブレーキ力（F Rと R R) を働かせるようになる。そして、停止するときには、モータ回生エネルギはゼロとなり、前輪側と後輪側のブレーキ力のみとなる。

しかし、上記のとおり、制動初期には、後輪側のモータ 2による回生発電による制動力が大きくなりすぎ、滑りやすい路面での制動安定性が損なわれる。そこで、本発明では、図 5の（b ) 図に示すように、ブレーキペダルが踏まれる主ブレーキ要求時に、必要な減速エネルギを、ブレーキアクチユエータ 5 7によって生じる前輪 6の制動力と、モータ 2の回生発電によって生じる制動力との比率がね略 3 ： 7に配分されるように、ブレーキアクチユエータ 5 7による制動力と、モータ 2の回生ブレーキ力との分配制御が行われる。この制動初期には後輪側のブレーキアクチユエータ 6 7による制動は直ぐには開始されない。ここで、前輪 6と後輪 7にかかる制動力の配分比 3 ： 7は、摩擦係数が 0 . 1 μの路面で 0 . 4 Gの減速度で制動が行われた場合に A B Sモジュレータが作動しない限界値として設定された値である。

こうして、主ブレーキ要求時に、前輪 6と後輪 7にかかる制動力の比が走行時に略 3 ： 7に配分されることにより、凍結路面等の滑りやすい路面を走行する時にも制動時の安定性が確保され、 A B Sモジユレータの作動頻度が少なくできる。なお、この制動力の分配制御は、モータ 2による回生エネルギが減少し、上記した配分が維持できなくなると、後輪 7のブレーキアクチユエータ 6 7によって捕われる。つまり、後輪 7のブレーキアクチユエータ 6 7によっても制動力が発生するようになり、これによりモータ 2の回生エネルギが減速中に次第に低下してきたときには、ブレーキアクチユエータ 6 7による制動力で、全体として要求される減速エネルギを確保し、安定した制動特性を維持できる。

図 6は上記した制動力を配分するための車両コント口一ルュニット 2 0で実行される制御内容を示す演算プロック図である。

図のように、制動圧力センサ 5 9， 6 9によって検出されるブレーキペダル圧に応じた要求減速エネルギを算出する要求制動力算出回路部 8 1と、算出された要求減速エネルギを前輪 6と後輪 7に略 3 ： 7の比で配分する要求制動力配分回路部 8 2とが備えられる。

また、モータ 2の回転速度に応じて生じるモータ制動力を算出する制動力算出回路部 8 3が備えられる。

さらに、車速に基づいてエンジン回転速度を算出する回転速度算出回路部 8 0 と、このエンジン回転速度に応じて生じるエンジンブレーキ力を算出するェンジンブレーキ算出回路部 8 4と、エンジン回転速度に応じてェキゾーストブレーキ力を算出するェキゾーストブレーキ力算出回路部 8 5とが備え ¾れ、これらェンジンブレーキ力とェキゾーストブレーキ力を加算回路部 8 6により加算する。そして、前記モータ制動力算出回路部 8 3のモータ制動力から、エンジンブレーキ力とェキゾーストブレーキ力の加算値を減算する減算器 8 7を備え、この減算値をモータ制動トルクとして、モータ制動トルク出力回路部 8 9が出力するようになっている。また、前記要求制動力配分回路部 8 2によって後輪 7に配分された要求制動力力ら、前記モータ制動トルクを減算する減算器 8 8を設け、この減算値に応じたデューティ信号を出力するデューティ信号出力回路部 9 0により前記後輪プロボーショナルバルブ 6 3にデューティ信号を出力し、さらに、前輪 6に配分された要求制動力に応じたデューティ信号を出力するデューティ信号出力回路部 9 1により、前輪プロポーショナルバルブ 5 3にデューティ信号を出力するように構成されている。

図 7のフローチャートは、上記した制動力を配分する制御ルーチンを示している。

これについて説明すると、まずステップ 1 1にて制動圧力センサ 5 9， 6 9によって検出されるブレーキペダル圧に応じた要求減速エネルギ（制動エネルギ）に基づいて要求制動力を算出する。ステップ 1 2に進んで、 .算出された要求制動力を、前輪 6と後輪 7に略 3 ： 7の比で配分する。

この後、ステップ 1 3に進んで、図 8に示すサブルーチンにおける、ステップ 2 1〜2 6を実行することにより、前輪 6に配分されこ要求制動力に応じた制御圧力が得られるように、前輪プロポーショナルバルブ 5 3の制御圧を P I制御により算出する。

すなちわ、ステップ 2 1で、前輪側のプロポーショナル制御圧力と目標圧力との偏差を求め、ステップ 2 2で、積分操作量 Iを、偏差に積分ゲインを掛けて求め、さらにステップ 2 3では比例操作量 Pを、偏差に比例ゲインを掛けて求める。ステップ 2 4では、操作量として、積分操作量 Iと比例操作量 Pをたし合わせて求め、ステップ 2 5で制御圧力を、目標圧力とこの操作量との加算により算出し、ステップ 2 6でこの制御圧力を、プロポーショナル圧力の制御信号に変換して求めるのである。

次に、図 7のステップ 1 4に進んで、エンジンブレーキ力とェキゾ一ストブレ —キカを加えた制動力を算出する。これについては、図 1 0と図 1 1のサブルーチンを実行することにより算出されるが、これは後で説明する。

次にステップ 1 5に進んで、モータ 2の出力可能制動力を算出し、次いでステップ 1 6で、後輪 7に配分された要求制動力からモータ制動力を減算する。続いてステップ 1 7に進んで、モータ制動力をモータ 2のトルク指令値 A C S Tに変換する。ステップ 1 8に進んで、図 9に示すサブルーチンにてステップ³ 1〜 3 6を実行することにより、後輪 7に配分された要求制動力に応じた目標圧力が得られるように、後輪プロポーショナルバルプ 6 3の制御圧を P I制御するこの図 9のサブルーチンも、前記した図 8のサブルーチンとほぼ同じであり、ステップ 3 1〜3 6は、前記ステップ 2 1〜2 6に相当し、制御対象が後輪側のプロポーショナル圧力の制御信号ということでのみ相違するだけであり、図 8の説明を参照することで、詳細な説明は省略する。

続いてステップ 1 9に進んで、モータ 2、前輪プロポーショナルバルブ 5 3、後輪プロポーショナルパルプ 6 3の制御信号をそれぞれ出力する。

図 1 0のフローチャートはェキゾーストブレーキ 2 7の作動を制御するルーチンを示している。

これについて説明すると、まずステップ 5 1にて車速換算のエンジン回転から必要なェキゾ一ストブレーキトルク値 E X Bを算出する。ステップ 5 2では、ェキゾーストブレーキトルク値 E X Bをモータ 2のトルク指令値 A C S Tに変換する。続いてステップ 5 3に進んで、ェキゾーストブレーキスィツチ 2 6が O Nとなる回生ェキゾ一ストブレーキ時かどうかを判定する。

ェギゾーストブレーキスィツチ 2 6が O Nのときには、ステップ 5 4に進んで、エンジン回転数が 8 0 0 r p m以上かどうかを判定する。エンジン回転数が 8 O O r p m以上のときは、ステップ 5 5に進んで、アクセル O F F時で.あることを判定する。アクセル O F Fならば、ステップ 5 6に進んで、トランスミツション 4のギアポジションが確定しているかどうかを判定する。

ギヤ位置が確定しているならば、ステップ 5 7に進んで、エンジンクラッチ 3 が接続されているかどうかを判定し、接続されているときには、ステップ 5 8に進んで、キャパシタ（E C S ) 1 6の充電圧が規定値を超える満充電状態であるかどうかの判定を行う。

キャパシタ 1 6が満充電の場合には、ステップ 5 9に進んで、エンジンコントロールュニット 1 0にェキゾーストブレーキ 2 7を働かせる指令を出し、ステツプ 6 0にてェキゾーストブレーキトルク値 E X Bを 0とする。

—方、ステップ 5 8で満充電状態でないと判定されると、ステップ 6 1に進んで非常スィッチ 2 8が O F Fとなっていることを判定する。非常モードであるときは、ステップ 5 9以降に進んで、上記と同じ動作である、ェキゾ一ストブレーキ操作を行う。

これに対して、非常モードでないときは、ステップ 6 2に進んで、 A B Sモジユレータが作動していないことを判定する。すなわち、アンチブレーキ制御が実行されていないことを確認する。

これらの条件が全て満たされた場合、ステップ 6 3に進んでエンジンコントロールュニット 1 0にェキゾーストブレーキ 2 7を停止させる指令を出し、ステツプ 6 4にて、モータ 2による回生努電を行うために、ェキゾ一ストブレーキトノレク値 E X Bを計算値とする。

また、ステップ 5 3〜5 7の条件が一つでも満たされない場合はステップ 6 5 にてェキゾーストブレーキトルク値 E X Bを 0とし、モータ 2による回生発電ではなく、ェギゾーストブレーキ 2 7を働かせる。

次に、図 1 1のフローチヤ一トはエンジンブレーキの作動を制御するルーチンを示している。

これについて説明すると、まずステップ 7 1にて、車速から換算してのェンジン回転速度から、必要なエンジンブレーキトルク値 E N Bを算出する。ステップ 7 2に進んで、エンジンブレーキトルク値 E N Bを、モータ 2による回生トルクに相当する、トルク指令値 A C S Tに変換する。

ステップ 7 3に進んで、エンジンクラツチ 3が切られているかどうかの判定を行い、クラッチカツトならば、ステップ 7 4に進んで、トランスミッション 4のギアポジションが確定しているかどうかを判定し、確定のばあいには、ステップ 7 5に進んで、ギアポジションがニュートラルにないことを判定する。これらの条件がすべて満たされているときは、ステップ 7 6に進んで、キャパシタ 1 6が満充電状態であるかどうかを判定する。

ステップ 7 6で、もしも、満充電の状態ならば、ステップ 7 7において、ェンジンブレーキトルク値 E N Bを 0とし、モータによる回生発電は行わない。 —方、満充電状態でないと判定されると、ステップ 78に進んで、モータ 2による回生発電のために、エンジンブレーキトルク値 ENBを計算値に設定する。また、ステップ 73〜75の条件が一つでも満たされない場合は、ステップ 7 9にてエンジンブレーキトルク値 ENBを 0とし、モータ 2による回生発電は行わない。

さらに、図 12のフローチャートはモータ 2の回生発電を制御するルーチンを示している。

これについて説明すると、まずステップ 81にてモータ 2の回転速度から出力可能な最大モータトルク値 ACS Tに基づいて、最大トルク指令値 MTR— MA Xを算出する。ステップ 82に進んで、モータ制動トルク値 MTR— RTDを、この最大トルク指令値 MTR— MAXから、前記のように算出した、ェキゾーストブレーキトルク値 EXB及ぴエンジンブレーキトルク値 ENBを差し引いて算出する。

続いてステップ 83に進んで、キャパシタ 16が満充電状態であるかどうかを判定する。もし、満充電ならば、ステップ 84に進んでモータ制動トルク値 MT Rを 0とする。すなわち、モータ回生発電は停止する。

一方、満充電状態でないと判定されると、ステップ 86に進んで非常スィッチ 28が OFFとなっていることを判定し、ステップ 87に進んで、 ABSモジュレータが作動していないことを判定し、さらにステップ 88に進んで、エンジンクラツチ 3が断でないことことを判定する。

これらの条件がすべて満たされない場合、ステップ 89に進んでエンジンコントロールユニット 10に、モータ 2による回生発電を行わせるために、前記の演算されたモータ制動トルク指令値 MTR— RTDを設定する。

これに対して、ステップ 86〜88の条件が一つでも満たされる場合には、ステツプ 84にてモータ制動トルク値 MTRを 0と.する。最後にステップ 85に進んで制動トルク値 M T R— R T Dを制動力に変換する。

このようにして、ブレーキペダルが踏み込まれての制動時には、所定の条件を満たす限りにおいて、モータ 2による回生発電が行われ、これにより後輪側の制動力が発生する。図 1 3は上記したようにブレーキカを分配した制御例を示すタイムチャートでめる。

車両の走行がモータ 2により行われているので、モータ 2は電力を消費している。時間（5) の付近でブレーキペダルが踏まれると、モータ消費電力が負側に変化し、モータ 2による回生発電が行われる。これにより後輪側の制動力が発生する。同時に、前輪側のブレーキ圧力も上昇し、このときの前輪側と後輪側の制動力配分が、上記したように、 3 ： 7となるように設定される。

この制動開始に伴い車速が低下していく。車速の低下によりモータ回生エネルギも減少し、必要とする後輪側の減速エネルギ（制動エネルギ）がモータ回生ェネルギでは不足するため、その時点で後輪側のブレーキ圧力を発生させる。これにより、後輪側の制動力はモータ 2と後輪側のブレーキアクチユエータにより発生する。

時間（10) 付近で車両が完全に停止し、その後、ブレーキペダルが解放されると、前輪側と後輪側のブレーキ圧力ががゼロまで低下し、また、モータ電力もゼ口となる。

このようにして、制動力の配分が行われるために、必要な制動エネルギをモータ 2による回生発電と、前輪、後輪側のブレーキアクチユエータにより発生させ、確実に要求される制動トルクを発生させられ、また、このとき、前輪側と後輪側の制動力を適正に分配することで、凍結路面など滑りやすい路面の走行時にも、スリップを起こすことなく、安定した制動が実現できる。

ところで、上記した自動制動制御時に、制動に伴い車速がごく低速状態、例えば車速 3〜 5. k m/ h以下になった場合には、車両コントロールュニット 2 0は、上記自動制動制御を停止し、マエユアル制動制御に戻すこともできる。

囪 1 5は車両の減速走行時に、車速が例えば 3 k m/ h以上のときは、プロボーショナルバルブ 5 3 , 6 3によつて制動空気圧が制御され、上記のとおり、モータ回生発電と、前輪側、後輪側のブレーキ圧力の自動制動制御を行う。

その後、車速が次第に低下していき、車速が例えば 3 k m/ h以下になると、カットバルブ 5 2， 6 2が開弁し、この状態では、プロポーショナルバルブ 5 3 、 6 3による制動空気圧制御は停止され、このため、ブレーキバルブ 4 1によるマニュアル制動制御に切換られる。

このようにして、 3〜5 k m/ h以下の極低速走行時には、自動制動制御ではなく、マニュアル制動が行われることにより、運転者のブレーキ操作により、制動力をきめ細かに調節することが可能となり、ブレーキフィーリングを損なわないで済む。 . .

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。産業上の利用可能性

この発明はハイプリット車両の制動装置として適用できる。

Claims

請求の範囲

1 .

エンジンと、モータと、モータを駆動する電力を蓄える蓄電装置とを備えたハイブリッド車両において、

前記モータからの回転が伝達される車両の駆動輪と、

車両の従動輪と、

前記駆動輪と従動輪の制動を行うブレーキアクチユエータと、

前記駆動輪と従動輪のブレーキアクチユエータの制動力をそれぞれ変化させられる制御装置と、

制動用のコントローラとを備え、

前記コントローラは、制動要求時に、そのときの運転条件に基づいて必要な制動エネルギを算出し、この制動エネルギを発生させるように、前記モータを回生発電させ、かつ従動輪の制動力を制御するようになっている、ハイブリッド車両の制動システム。

2 .

前記コントローラは、前記制動要求時の駆動輪と従動輪の発生する制動力の比率が、略 7 ： 3となるように制動力を配分する請求項 1に記載のハイブリッド車両の制動システム。

3 .

前記コントローラは、前記モータによる駆動輪の制動力が、前記比率を満たすことができないときに、駆動輪のブレーキアクチユエータによる駆動力を発生させる請求項 2に記載のハイプリッド車両の制動システム。

4 .

前記コントローラは、制動時の車速が所定値以下のときには、前記駆動輪と従動輪の制動力の比率を略 5 ： 5となるように制動力を配分する請求項 3に記載のハイブリッド車両の制動システム。

5 .

前記コントローラは、制動時の車速が所定値以下の極低速走行時には、前記制動力の配分制御を停止する請求項 3に記載のハイプリッド車両の制動システム。

6 . - 前記コントローラは、前記蓄電装置の満充電状態を判定したときには、前記モ一タの発電を停止させ、前記駆動輸と従動輪との制動力を前記ブレーキアクチュエータに基づいて発生させるようにした請求項 1に記載のハイブリッド車両の制動システム。

7 .

前記制動要求は、ブレーキペダルの操作に基づいて検出される請求項 1に記載のハイプリッド車両の制動システム。