CN112693322B - 制动控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种车辆的制动控制装置,其中,将制动力产生器与连接有多个车轮的差动机构连接,进而,针对所述车轮的每一个设置有摩擦制动器,所述车辆的制动控制装置包含控制器,所述控制器对由所述制动力产生器及所述摩擦制动器产生的制动力进行控制。在从所述制动力产生器经由所述差动机构向所述各车轮传递制动力的状态下,所述控制器检测滑移率变得比预定的判定值大的有锁止倾向的车轮,使针对与所述差动机构连接的其它车轮设置的所述摩擦制动器的制动力变化,降低所述锁止倾向。
Description
技术领域
本发明涉及对使车辆减速的制动力或者制动装置进行控制的制动控制装置,特别地,涉及利用对由差动机构相互连接的车轮的制动力进行控制的制动控制装置。
背景技术
搭载于车辆的发动机等驱动力源不仅通过动力转换而输出转矩,而且,当通过外力使其旋转时,会产生与将该外力转换成压力、热、以及/或者电力等相伴的负转矩。利用该负转矩对车辆进行制动的状态为发动机制动(动力源制动)状态或再生制动状态。由于混合动力车辆搭载有汽油发动机等内燃机和具有发电功能的电动机(电动发电机)作为能够这样发挥功能的驱动力源,因此,在混合动力车辆中,能够使用内燃机和电动机进行制动。在该情况下,由于电动机的转矩控制的响应性比内燃机好,因此,通过控制电动机的再生转矩来进行制动力的控制是有利的。
在日本特开2014-079099中记载了一种制动装置,所述制动装置同时采用将与利用电动机发电相伴的再生转矩作为制动力的再生制动器和针对各车轮设置的摩擦制动器。日本特开2014-079099中记载的制动装置是将针对每个车轮设置有电动机及摩擦式的制动装置的车辆作为对象的装置。在存在因踩下制动踏板或者将加速踏板收回而产生的制动要求的情况下,该装置求出基于该制动要求的制动指令值,基于该制动指令值对由电动机产生的再生制动力和由制动装置产生的摩擦制动力进行控制。这样,检测出在将制动力施加给车轮的情况下的滑移率,当根据该滑移率判定为车轮有锁止倾向时,控制成使得对于有锁止倾向的车轮的再生制动力比由制动指令值确定的制动力小,并且,成为使该车轮不会锁止的制动力。从而,在日本2014-079099记载的发明中,由于再生制动力的控制响应性高,因此,能够恰当地避免或抑制车轮的锁止倾向。
发明内容
由于车轮的滑移率或锁止倾向根据车辆行驶的路面的状况而时时刻刻地变化,因此,日本特开2014-079099中记载的制动装置,在判定了车轮的锁止倾向的情况下,对作用于该车轮的再生制动力和摩擦制动力之中控制响应性高的再生制动力进行控制,避免或抑制车轮产生锁止倾向。使这样的再生制动力变化而能够保持制动力的原因在于,即使使规定的车轮的再生制动力变化,其它车轮的制动力也不会变化。对此,如日本特开2014-079099中也记载的那样,在电动机经由差动机构与左右车轮连接的车辆中,由于由电动机产生的驱动力或制动力被差动机构分配给左右车轮,因此,当左右任一方的车轮的制动力或滑移率变化时,与此相应地,另一方的车轮的制动力或滑移率也会变化。因此,日本特开2014-079099中记载的制动装置不能用于以经由差动机构进行再生制动的方式构成的车辆。换言之,在经由差动机构将再生转矩传递给左右车轮,兼用再生制动和摩擦制动来进行这些车轮的制动的车辆中,为了利用再生制动力控制车轮的滑移率或锁止倾向,有必要开发一种在相关技术中没有的新的技术。
本发明提供一种制动装置,在产生制动用的负转矩的制动力产生器经由差动机构与至少两个车轮连接的车辆中,由该制动力产生器的负转矩进行制动,并且,能够在使该负转矩变化的同时恰当地控制这些车轮的滑移率,进而能够缩短制动距离。
本发明的一种方式为一种车辆的制动控制装置,其中,制动力产生器与连接有多个车轮的差动机构相连接,所述制动力产生器产生使所述车轮的旋转减速的方向上的制动力,进而,针对各个所述车轮分别设有摩擦制动器,所述摩擦制动器通过摩擦产生使所述车轮的旋转停止的方向上的制动力,其特征在于,包括:控制器,所述控制器对由所述制动力产生器产生的制动力以及由所述摩擦制动器产生的制动力进行控制,其中,所述控制器构成为:在从所述制动力产生器经由所述差动机构向各个所述车轮传递制动力的状态下,对滑移率变得比预定的判定值大的有锁止倾向的车轮进行检测,使针对与所述有锁止倾向的车轮一起连接于所述差动机构的其它车轮设置的所述摩擦制动器的制动力变化,以降低所述锁止倾向。
在上述方式中,所述控制器可以构成为:求出所述其它车轮的目标车轮转速,控制由针对所述其它车轮设置的所述摩擦制动器产生的对所述其它车轮的制动力,以使得所述其它车轮的转速成为所述目标车轮转速。
在上述方式中,也可以为,在所述车辆转弯行驶的情况下,所述目标车轮转速为包含由所述车辆的转向角和车速求出的左右车轮速度差的一半的值的转速。
在上述方式中,所述其它车轮的目标车轮转速可以是使所述其它车轮的滑移率成为预定范围内的值的转速。
在上述方式中,所述制动力产生器可以是产生通过进行能量再生而形成的负转矩来作为所述制动力的能量再生器。
在上述方式中,所述控制器可以构成为,在有减速要求的情况下,从所述减速要求的要求减速度中减去由所述制动力产生器产生的预定的基础制动力,求出应当由所述摩擦制动器产生的基础摩擦制动力,求出与基于所述减速要求的制动时的目标车轮速度相当的所述制动力产生器的目标转速,对所述基础制动力进行修正,以使得所述制动力产生器的转速成为所述目标转速。
在上述方式中,所述控制器可以构成为:在伴随着对所述基础制动力进行修正,与所述差动机构连接的任一个车轮的车轮速度从与所述目标车轮转速相当的车轮速度增大规定值以上的情况下,控制针对所述任一个车轮设置的摩擦制动器的制动力,以使得所述任一个车轮的车轮速度成为与所述目标车轮转速相当的车轮速度。
根据上述方式,在有制动要求的情况下,经由差动机构与车轮连接的制动力产生器产生制动力,或者,在此基础上,针对各个车轮设置的摩擦制动器也产生制动力。通过根据车轮的转速或滑移率而改变由制动力产生器产生的制动力,对这种情况下的车辆的整体的制动力进行控制。当这些车轮之中的任一个车轮的转速(车轮速度)因路面的摩擦系数的下降而下降时,即,当存在锁止倾向时,由制动力产生机构产生的制动力,因差动机构的差动作用,而不会作用于与该车轮一起连接于差动机构的其它车轮。当检测到该锁止倾向时,使针对所述其它车轮设置的摩擦制动器的制动力变化(更具体地,使制动力增大),其结果为,作用于滑移率增大了的车轮的来自于制动力产生器的制动力增大,锁止倾向被降低或消除。可以将由摩擦制动器产生的制动力控制成使得其它车轮的转速与目标车轮转速一致。即,当任一个车轮存在锁止倾向时,本发明的制动控制装置利用摩擦制动器对与该车轮不同的车轮进行制动。其结果为,产生与进行差动机构的差动限制的状态同样的状态,施加于被判定为有锁止倾向的车轮上的由制动力产生器产生的制动力下降,其转速增大。即,锁止倾向被纠正。另外,控制成使得其它车轮的整体的制动力增大,其转速与目标车轮转速一致,其摩擦系数接近于最大值。结果,由于与差动机构连接的各车轮的车轮速度或者滑移率被控制成使摩擦系数变大,因此,车辆整体的制动性能提高。换言之,能够缩短制动距离。
附图说明
下面,将参照附图说明本发明的实施方式的特征、优点、以及技术及工业上的意义,其中,类似的附图标记表示类似的部件,并且,其中:
图1是示意地表示能够采用根据本发明的制动控制装置的车辆的图。
图2是表示滑移率与摩擦系数的关系的线图。
图3是示意地表示由摩擦制动器进行的机械(摩擦)制动与再生制动的关系的图。
图4是用于说明在本发明的实施方式中实施的控制的一个例子的流程图。
图5是示意地表示在左右车轮的摩擦系数不同的状态下进行了制动时的再生转矩的传递状态与由摩擦制动器产生的制动状态的图。
图6是表示左右车轮中的摩擦系数相等的在所谓低μ道路上进行了制动时的电动机转速、车轮速度、车体速度、制动转矩、由摩擦制动器产生的制动转矩、从制动开始到停止的移动距离(制动距离)的变化的一个例子的线图。
图7是表示在左车轮行驶在结冰路面上,右车轮行驶在压实的积雪路面上的状态下进行了制动时(比较例)的电动机转速、车轮速度、车体速度、制动转矩、由摩擦制动器产生的制动转矩、从制动开始到停止的移动距离(制动距离)的变化的一个例子的线图。
图8是表示在左车轮行驶在结冰路面上,右车轮行驶在压实的积雪路面上的状态下的制动时,实施了根据本发明的控制的情况下的电动机转速、车轮速度、车体速度、制动转矩、由摩擦制动器产生的制动转矩、从制动开始到停止的移动距离(制动距离)的变化的一个例子的线图。
具体实施方式
本发明的实施方式中的车辆,是可以将动能转换成电力等而进行回收(再生),可以将进行该能量再生时的转矩作为制动力而作用于车轮的车辆,特别地,是将电动机或电动发电机(以下,将它们统一简单地记作电动机)与差动齿轮(差动机构)连接,将左右车轮与该差动齿轮连接的车辆。另外,可以构成为,针对各车轮设置有摩擦制动机构等进行与再生制动不同的制动的制动机构,兼用再生制动和摩擦制动来进行车辆的制动。
在图1中示意地表示这种车辆。这里所示的车辆1是将电动机(MG)2作为驱动力源的电动汽车,该电动机2例如为永磁体式的同步电动机,通过被供应电力而产生驱动转矩,另外,通过被车辆1的行驶惯性力等强制地旋转而进行发电。与所述发电相伴的负的转矩成为车辆1的制动力(制动转矩)。
电动机2与电源装置3连接。该电源装置3具有向电动机2供应电力而且储存由电动机2产生的电力的蓄电装置和对电压或频率进行转换的变换器等。
电动机2的输出轴(转子轴)与作为主传动减速器的差动齿轮(差动机构)4连接。左右相互成对的车轮(驱动轮)5r、5l与该差动齿轮4连接,由该差动齿轮4吸收左右车轮5r、5l的转速差。另外,在图1所示的例子中,左右车轮5r、5l为后轮。左右前轮6r、6l成为转向轮,连接有转向机构7。从而,电动机2相当于本发明的实施方式中的制动力产生器或能量再生器。
针对前后各车轮5r、5l、6r、6l分别设有制动器8r、8l、9r、9l。这些制动器8r~9l是与相关技术中的制动机构同样的制动器,是盘式制动器、鼓式制动器或者磁粉制动器等摩擦制动器,构成为利用液压或电磁力等产生摩擦力,产生在阻止各车轮5r~61的旋转的方向上的制动力。这些制动器8r~91相当于本发明的实施方式中的摩擦制动器。另外,针对前后各车轮5r~61,设置有用于检测各个车轮的旋转速度(车轮速度)的传感器10r、10l、11r、11l。
在车辆1中设置有用于加、减速操作的踏板12。虽然踏板12也可以为加速踏板和制动踏板这两个踏板,但是,图1所示的例子为所谓的单踏板式的加、减速操作装置,构成为通过加速踏板来进行加速操作及制动操作。这种单踏板式的加、减速操作装置可以是与相关技术中的结构相同的装置,构成为在车辆的行驶中,基于车速和踩下角度或规定的踩下角度的保持时间等求出作为基准的踩下角度,在从该角度踩下踏板12的情况下,作为有加速要求的情况而进行加速度或驱动力的控制,另外,相反地,在从上述角度将踏板12收回的情况下,作为有减速要求的情况而进行制动力的控制。
设置有控制由上述电动机2产生的驱动力及再生制动力(再生制动器)的电子控制装置(MG-ECU)13。该MG-ECU13是以微型计算机为主体构成的,根据输入的数据、预先存储的数据以及运算程序来进行运算,将该运算的结果(例如转矩)作为控制指令信号输出给所述电源装置3。被输入该MG-ECU13的数据(检测信号)为所述踏板12的踩下角度(加速器开度)、或者由附设于电动机2的转速传感器(例如解析器:图中未示出)检测出的转速等。
另外,设置有对由上述制动器8r~9l产生的制动力进行控制的电子控制装置(B-ECU)14。该B-ECU14与上述MG-ECU13同样,是以微型计算机为主体构成的,根据输入的数据、预先存储的数据以及运算程序进行运算,将该运算的结果(例如制动用的液压)作为控制指令信号输出给所述制动器8r~9l。另外,该B-ECU14具有作为防抱死***(ABS)的功能,从而,来自于上述检测车轮速度的传感器10r、10l、11r、11l的检测信号被输入给B-ECU14。在ABS中,由各车轮5r~6l的车轮速度求出车体速度,基于该车体速度与各车轮速度的偏差求出车轮5r~6l的滑移率,在滑移率增大了的情况下,对于该滑移率增大的车轮进行锁止倾向的判断,进而,为了消除该车轮的锁止倾向,即,为了使该车轮的转速成为由车体速度求出的目标车轮转速,使制动力降低。B-ECU14与MG-ECU13彼此能够进行数据通信地连接起来,以便传送该目标车轮转速。
当在车辆1正在行驶的时候,例如因收回踏板12等而有制动要求时,实施由电动机2进行的再生制动。这不仅是进行能量再生而使能量效率提高,而且使得制动性能良好。车轮与路面之间的摩擦系数μ越大则制动性能越好,制动距离越短。该摩擦系数μ根据车轮的滑移率而变化,两者的关系一般为图2所示的关系。另外,这里,滑移率是表示车轮相对于路面的打滑程度的值,滑移率={1-(车轮速度/车体速度)}×100(%)。如图2所示,随着滑移率从零增大,摩擦系数μ急剧增大,在规定的值S0时达到最大,之后,随着滑移率的增大而逐渐变小。因此,通常,对制动力(或者车轮速度)进行控制,以便使滑移率落入以摩擦系数μ达到最大时的规定值S0为中心的规定的范围(图2的S0-α与S0+α之间的范围)。由于产生再生制动力的电动机2能够以电气方式控制转矩,因此,控制响应性高,从而,在本发明的实施方式中,为了追随时时刻刻变化的摩擦系数μ而使制动力变化,在有制动要求的情况下,利用电动机2进行再生制动,基于滑移率(车轮速度)灵敏地使其制动力变化。
另外,对于能够由电动机2产生的再生制动力(再生转矩),由于除了存在极限之外,还因有必要根据滑移率(车轮速度)的变化使大小变化,而不能产生最大限度的再生制动力,因此,在要求制动力大的情况下,由摩擦式的制动器8r、8l、9r、9l承担要求制动力之中的大部分制动力,由电动机2承担剩余的制动力。这样,由摩擦式的制动器承担的制动力相当于本发明的实施方式中的基础摩擦制动力。与此相反,在要求制动力小的情况下,基本上不进行由制动器8r、8l、9r、9l进行的制动,而进行由电动机2进行的再生制动。在图3中示意地表示由摩擦制动器进行的机械(摩擦)制动与再生制动的关系。
在上述车辆1中,通过将与使电动机2作为发电机发挥功能相伴产生的负的转矩(在阻止车轮5r、5l旋转的方向上的转矩)经由差动齿轮4作用于左右车轮5r、5l,进行由电动机2进行的再生制动。由此,在左右车轮5r、5l处的摩擦系数μ不同的情况下,产生由差动齿轮4引起的差动作用,再生制动力会作用于摩擦系数μ小的一方的车轮5r(5l),再生制动力变成不作用于摩擦系数μ大的一方的车轮5l(5r)。当出现这样的状况时,变得不能获得由响应性优异的再生制动力进行的防抱死制动的功能。因此,在本发明的实施方式中,为了消除或抑制由差动齿轮4的差动作用造成的影响以提高制动性能,构成为实施如下所述的控制。
图4是用于说明该控制的一个例子的流程图,由上述MG-ECU13或B-ECU14来实施。从而,这些ECU13、14相当于本发明的实施方式中的控制器。在车辆1正在行驶的状态下,开始图4所示的进程,首先,判断车轮的锁止倾向(步骤S1)。换言之,检测有锁止倾向的车轮。
由于在此实施的控制是对再生制动力的控制,因此,成为锁止倾向的判定对象的车轮为经由差动齿轮4与电动机2连接的左右一对车轮5r、5l。即,是驱动轮。具体地,可以通过判定滑移率是否比锁止判定值大来进行锁止倾向的判定。可以如前面所述,基于车轮速度和车体速度来求出滑移率。另外,对于锁止判定值,在设计上可以预先确定,例如,可以采用用于规定关于图2所示的滑移率的范围的值当中的上限值S0+α,或者也可以采用比其稍小的值或比其稍大的值。另外,可以对于所有车轮同时并行地进行锁止倾向的判定,或者,也可以确定顺序并按顺序判定各车轮5r、5l、6r、6l的锁止倾向。
在因没有检测出具有锁止倾向的车轮而在步骤S1中做出否定的判断的情况下,不进行特别的控制,而暂时结束图4所示的进程。与此相反,在因存在具有锁止倾向的车轮而在步骤S1中做出肯定的判断的情况下,计算基础液压及再生量(步骤S2)。通过由电动机2进行能量再生,产生再生制动力。使该再生制动力变化成将使得因摩擦系数μ的变化而形成的车轮速度与作为目标的车轮速度(转速)相一致的大小,因此,将具有该变化的余量的值设定成基本的再生制动力。该“基本的再生制动力”相当于本发明的实施方式中的基础制动力。
另一方面,基于踏板12的收回角度或其速度,或者在设有制动踏板的情况下,基于制动踏板的踩下角度或踩踏力等,求出该时刻所要求的减速度。通过从与该要求减速度相当的制动力中减去再生制动力(基础制动力),求出由制动器8r~9l产生的制动力(基础摩擦制动力)或与之对应的液压。从而,若要求减速度小,则存在着仅利用由电动机2产生的再生制动力就能够进行必要且充分的减速的情况。将这样求出的基础液压、即产生从要求减速度中减去由再生制动引起的减速度的量而得到的减速度的制动液压施加给制动器8r~9l。
另外,步骤S2中的制动液压的控制可以与通常的制动控制一样,从而,也可以由单独设置的制动***进行步骤S2中的控制,并且在步骤S2中读取由该制动***求出的制动液压。
接着,进行再生ABS控制(步骤S3)。车辆1的转矩的制动力是使由电动机2产生的再生制动力与由制动器8r、8l、9r、9l产生的制动力合起来而成的制动力,为了使该转矩的制动力根据滑移率而变化,对再生制动力进行控制。这是由于电动机2的控制响应性优异的缘故。即,该控制是为了控制转矩的制动力以使车轮不会锁止,而对再生制动力进行调整的控制。由于如前面所述,制动时的摩擦系数μ优选落入在图2中由附图标记S0-α、S0+α表示的范围,因此,对滑移率进行控制,以便使摩擦系数μ落入该范围。从而,车轮的目标车轮转速被设为使该车轮的滑移率落入上述范围的转速,向着该目标车轮转速对车轮的转速或制动力等进行控制。
由于如前面所述,基于车轮速度和车体速度求出滑移率,通过制动力使车轮速度变化,因此,将制动力控制成使得滑移率落入上述范围。在再生ABS控制中,通过控制由电动机2产生的再生制动力、即由电动机2产生的负转矩,进行对这样的制动力的控制。基于该时刻的车体速度和作为目标的滑移率,求出作为由制动要求的目标的车轮速度。基于该车轮速度和从电动机2到车轮5r、5l之间的减速比,求出与作为目标的车轮速度相对应的电动机转速(目标MG转速)。在步骤S3中,这样计算出目标MG转速。并且,对电动机2进行PID控制等反馈控制(FB控制),以使得实际转速达到目标MG转速。通过该控制,使电动机2的转矩及转速变化,这是通过反馈(FB)控制对在上述步骤S2中设定的基础再生量进行修正的控制。
另外,计算左右车轮速度差D的推定值(步骤S4)。左右车轮5r、5l的车轮速度的偏差不仅是由于左右车轮5r、5l的滑移率不同而产生的,而且还因转弯时的内外轮差异而产生。为了避免由这样的内外轮差异引起的车轮速度差D的影响,在步骤S4中,求出该左右车轮速度差D。由于左右车轮速度差D是因车辆1转弯行驶时的各车轮5r、5l的转弯半径不同而产生的,因此,可以基于该时刻的转向角和车速来求出。在该情况下,在能够改变前轮和后轮的转向角的四轮转向车辆中,利用前轮的转向角和后轮的转向角求出各车轮的转弯半径,基于该转弯半径和车速来推定(计算)车轮速度差D。从而,在不转向的情况下,该车轮速度差D变为“0”。另外,左右车轮速度差D的推定值的计算不必接着上述步骤S3进行,也可以读取由转向控制***或防抱死***等其它控制***计算出的数据,也可以逐次进行该读取,根据需要来使用读取的数据。
与实施步骤S3中的再生ABS控制相伴,判断任一车轮的转速是否增大了(步骤S5)。在图1所示的车辆1中,由于从电动机2接受转矩的左右车轮5r、5l经由作为差动机构的差动齿轮4被连接起来,因此,在行驶中,当一方的车轮5r(5l)的转速下降时,另一方的车轮5l(5r)的转速增大。这是由于差动齿轮4是将左右的输出转速的平均值作为输入转速的机构的缘故。从而,在步骤S5中,对于与电动机2连接的各车轮5r、5l,判断其车轮转速是否是比将电动机(MG)2的车轮轴转速(MG车轮轴转速:由电动机转速和从电动机2到车轮5r、5l之间的减速比确定的转速)与上述车轮速度差D的一半的值(D/2)相加得到的转速高的转速。从而,在车辆1正在直线行驶的情况下,由于左右车轮速度差D为“0”,因此,在步骤S5中,判断车轮转速是否是比电动机(MG)2的车轮轴转速高的转速。
例如,当在左车轮51侧,摩擦系数μ变小时,由于利用因车辆1正在行驶而产生的惯性力使车轮旋转的转矩在左车轮51处变小,因此,因再生制动力及制动器制动力(摩擦制动力)而使得左车轮51的转速下降。在该情况下,由于再生制动力经由差动齿轮4被分配并传递给左右车轮5r、5l,因此,当左车轮5l的转速下降时,在左车轮51侧更多地承担再生制动力,而右车轮5r侧的再生制动力变小。其结果为,由于右车轮5r的整体的制动力变小,因此,右车轮5r因车辆1的惯性力而更快地旋转,其转速增大。这样的状态在右车轮5r的转速下降了的情况下也一样,在该情况下,左车轮5l的转速增大。在步骤S5中,判断是否产生这样的状态。另外,对于该判断,也可以代替如上述那样判断车轮转速是否比MG车轮轴转速大,而判断两者的值的差是否比基准值大。
在步骤S5中做出肯定的判断的情况下,开始各车轮的液压ABS控制(步骤S6)。液压ABS控制是由摩擦式的制动器8r~9l进行的防抱死制动控制,对由制动器8r~9l产生的制动力、即液压进行控制,以便使作为对象的车轮的转速成为目标车轮转速。在此,作为对象的车轮是因差动齿轮4的差动作用而使得再生制动力下降了(或者不被分配)的车轮,是经由差动齿轮4相互连接起来的一对车轮5r、5l中的任一方的车轮。换言之,是因差动齿轮4的差动作用的影响而使得再生制动力变得无效的车轮,相当于本发明的实施方式中的“其它车轮”。如果示意性地表示,则如图5所示,在制动中,左车轮5l行驶在压实的积雪路面等摩擦系数μ小的路面R1上,右车轮5r行驶在与左车轮5l相比摩擦系数μ大的路面R2上,其结果为,当左车轮5l的转速下降,左车轮5l有所谓的锁止倾向时,对于与左车轮5l成对的右车轮5r的制动器8r实施上述液压ABS控制。
在由电动机2和制动器8r~9l进行制动的状态下的各车轮5r、5l的目标车轮转速由车体速度、作为目标的摩擦系数μ等来确定,该目标车轮转速可以是上述MG车轮轴转速。从而,在步骤S5中,对于上述转速变成比MG车轮轴转速高的转速的车轮,对针对该车轮设置的制动器的液压进行反馈控制(FB控制:例如PID控制),以便使其转速与MG车轮轴转速一致。结果,当滑移率增大而被判定为有锁止倾向时,为了降低或消除该锁止倾向,使针对与该判定为有锁止倾向的车轮隔着差动齿轮4成对的另一车轮设置的制动器的制动力变化。
判断是否对经由电动机2的差动齿轮4连接起来的全部车轮5r、5l实施了上述再生ABS控制及液压ABS控制(步骤S7)。该步骤S7是设想存在多个具有锁止倾向的车轮的情况的控制步骤,根据车辆1的结构,存在多个车轮具有锁止倾向的情况。在步骤S7中做出否定的判断的情况下,回到所述步骤S5,实施步骤S5及步骤S6的控制。与此相对,在步骤S7中做出肯定的判断的情况下,则返回。另外,在所述步骤S5中做出否定的判断的情况下,为了对其它车轮判定转速,进入步骤S7。在该情况下,如果在步骤S4中判定了转速的车轮是最后的判定转速的车轮,则在步骤S7中做出肯定的判定,因此,暂时结束图4中所示的进程。
对于为了确认根据本发明的实施方式的作用、效果而进行的模拟的结果进行说明。对于左右路面的摩擦系数μ相等的情况、以及左右路面的摩擦系数μ不同的情况,计量电动机转速(MG转速)、车轮速度、车体速度、制动转矩、由摩擦制动器产生的制动转矩、从制动开始到停止的移动距离(制动距离)。另外,在以下的图6、图7、图8中,省略基础摩擦制动转矩,将其设为“0”。
图6表示在如结冰路面那样路面的摩擦系数μ小且均匀的路面上进行制动的情况的例子,由于要求减速度不是特别大,因此,只实施再生制动。在图6中,因收回踏板12等而在t0时刻产生制动要求,与此相伴,电动机2的转速(MG转速)下降。即,由电动机2产生再生制动力,因此,在左右车轮5r、5l的转速暂时下降之后,转速被保持,以便不会锁止。从而,MG转速及左右车轮5r、5l的车轮速度保持比车体速度低一些的旋转速度,与车体速度同样地逐渐下降。
该过程中的实际转矩(制动转矩)因路面的摩擦系数μ小而不会像由踏板操作所要求的转矩(加速器要求转矩)那样小(在负的方向上不大),而是保持在不会发生车轮锁止的程度的小的转矩(在负的方向上小的转矩)。另外,在摩擦系数μ在车辆1的左右相同的基础上,因摩擦系数μ小,而使得制动器8r、8l的制动转矩(制动器转矩)变为零。即,不进行由制动器8r、8l实施的制动。这样,实施由电动机2进行的再生ABS控制,车体速度在t1时刻变为零,车辆1停止。为了保持该停车状态,使制动器转矩增大到预定的上限值。从制动开始到停车的距离(制动距离)为L米。
图7为在下述情况下的例子,即:在左右一对车轮5r、5l之中的一方的车轮(例如右车轮)5r行驶于压实的积雪路面上,与此相对,另一方的车轮(例如左车轮)5l行驶于摩擦系数μ比压实的积雪路面小的例如结冰路面,左右的摩擦系数μ不同的状态下进行制动,并且,这时,不进行消除或抑制由差动齿轮4的差动作用产生的影响的制动控制。从而,图7表示比较例。
在图7中,当在行驶中的t10时刻,因收回踏板12等而产生制动要求时,电动机2作为发电机发挥功能,产生再生制动力。即,与上述图6所示的例子一样,电动机2及左右车轮5r、5l的转速暂时大幅下降之后,保持比车体速度低的转速,与车体速度一起逐渐下降。在该情况下,在摩擦系数μ小的左车轮5l处,由于由车辆1的惯性力进行旋转的转矩变小,因此,其转速变得比右车轮5r小。即,存在锁止倾向。并且,因差动齿轮4的差动作用,而使得由电动机2产生的再生制动力不作用于右车轮5r,其转速与车体速度同步地变化。另外,电动机2的转速(车轮轴转速)保持左右车轮速度之间的值的转速,随着车体速度的下降而逐渐下降。从而,其下降的倾向与图6中所示的通常的状态相同。
当车体速度接近零时,左车轮51的车轮速度比之更早地变为零。由于在该时刻还产生车体速度,因此,将电动机2向着使再生制动力增大的方向控制,其结果为,左车轮5l反向旋转,与此相伴,右车轮5r的车轮速度增大。产生这样的车轮速度的暂时的所谓紊乱,车体速度最终变为零(t11时刻),车辆1停止。为了保持其停车状态,使制动器转矩增大到预定的上限值。从制动开始到停车的距离(制动距离)变成L米。另外,加速器要求转矩及实际转矩、以及由各车轮5r、5l的制动器8r、8l产生的制动器转矩与图6所示的例子一样。结果,在图7所示的比较例中,即使进行再生ABS控制,但由于因差动齿轮4的差动作用而使得由电动机2产生的再生制动力不作用于摩擦系数μ大的一方的车轮5r,因此,制动距离也不会缩短。
在图8中表示根据本发明的实施方式的例子。另外,在图8中,为了避免表示右车轮5r的车轮速度的线与表示左车轮5l的车轮速度的线重叠而变得难以看清,而分别画出这些线。在此表示的例子中的路面的摩擦系数μ与图7所示的例子一样,处于如下的状态:左右一对车轮5r、5l之中的一方的车轮(例如右车轮)5r行驶于压实的积雪路面,与此相对,另一方的车轮(例如左车轮)5l行驶于摩擦系数μ比压实的积雪路面小的例如结冰路面,左右的摩擦系数μ不同。在行驶于这样的路面时,当产生制动要求时,电动机2变成再生状态而产生制动转矩(t20时刻)。其结果为,左右的车轮速度下降,但是,因左车轮5l侧的摩擦系数μ小,而使得其车轮速度大幅降低。即,存在锁止倾向。与此相伴,比左车轮5l摩擦系数μ大的右车轮5r的车轮速度因差动齿轮4的差动作用而变得比左车轮51大。即,再生制动力不作用于右车轮5r,或者,右车轮5r的再生制动力变小。
本发明的实施方式中的控制装置,如参照图4进行说明的那样,由于对各车轮5r、5l分别实施液压ABS控制,因此,当右车轮5r的车轮速度如上所述地增大时,对于右车轮5r实施液压ABS控制。液压ABS控制是使制动力变化以便使车轮的转速与目标车轮转速一致的控制,如上所述,当左车轮51有锁止倾向,右车轮5r的转速(车轮速度)变得比目标车轮转速大时,提高制动器8r的制动力(液压),以便使其转速下降。如图8所示,左车轮51的制动器转矩保持为零不变,使右车轮5r的制动器转矩增大。该控制是将右车轮5r的实际转速与目标车轮转速之差作为控制偏差的制动器液压的反馈控制(FB控制)。
由于对于摩擦系数μ大的一方的车轮(右车轮5r)的液压ABS控制,是因判定为摩擦系数μ小的一方的车轮(左车轮5l)存在锁止倾向,而实施,而且,是液压控制,因此,相对于左车轮5l的车轮速度的下降(锁止倾向的判定)滞后地使右车轮5r的转速下降。这样,由于再生制动力施加于转速下降了的右车轮5r,与此相伴,左车轮5l的再生制动力下降,因此,其转速增大,锁止倾向被消除。
这样,当对于因差动齿轮4的差动作用的影响而不被施加再生制动力的车轮实施液压ABS控制时,该制动器转矩对左右各车轮5r、5l的车轮速度以及再生制动力产生影响,各个车轮5r、5l的转速微妙并且反复地变化。从而,在图8中,由宽度宽的波浪线表示代表各车轮速度的线,车轮速度在其宽度范围内脉动。另外,在图8中,为了避免MG转速的线被挡住,利用将节距加宽的线表示该脉动的状态。如从该图8判明的那样,相对于摩擦系数μ小的一方的左车轮5l的车轮速度的变化,右车轮5r的车轮速度滞后半个周期Dt左右变化。
如上所述,由于液压ABS控制是将转速偏差作为控制偏差的反馈控制,因此,液压反复地高低变化。因此,包含由被液压控制的制动器8r产生的制动力在内的作为车辆1的整体的实际转矩(制动转矩),如图8中由宽度宽的波浪线所示,微妙且反复地变化。
如上所述,对因差动齿轮4的差动作用而转速(车轮速度)增大的车轮(右车轮5r)实施液压ABS控制,由此,减小或消除摩擦系数μ小的一方的车轮(左车轮5l)的锁止倾向,其结果为,通过滑移率的下降,该摩擦系数μ增大。同时,右车轮5r虽然因转速增大而滑移率下降,但通过使转速(车轮速度)向着目标车轮速度下降,滑移率增大,与此相伴,摩擦系数μ向最大值增大。这样,由于对制动力进行控制,使得左右车轮5r、5l与路面之间的摩擦系数μ尽可能地增大,因此,直到车体速度变为零而车辆1停止(t21时刻)为止的移动距离(制动距离)相对于图6所示的通常时的制动距离L或者不进行本发明的实施方式中的控制的情况下的制动距离L而言大幅地缩短,变为大致一半的距离(L/2)。
另外,本发明不限于上述实施方式,本发明中的车辆,除了上述电动汽车以外,也可以是具有内燃机和电动机(电动发电机)作为驱动力源的混合动力车辆,或者,还可以是将内燃机作为驱动力源的车辆。另外,经由差动机构与左右车轮连接的制动力产生器,除了产生用于行驶的驱动力的电动发电机以外,也可以是仅为了能量再生而设置的发电机,另外,还可以是不进行能量再生而产生制动力的装置。进而,除了使小齿轮夹在左右一对侧齿轮之间并啮合的齿轮机构以外,差动机构也可以是行星齿轮机构等其它结构的齿轮机构。进而,在本发明中作为对象的车辆也可以是利用具有差动作用的变速器将具有能量再生功能的驱动力源与前后两侧的差动齿轮连接的四轮驱动车(全轮驱动车),本发明的控制装置也可以构成为利用摩擦制动器控制前后任一车轮的制动力或转速,以便抑制由该变速器的差动作用造成的影响。
Claims (7)
1.一种车辆的制动控制装置,其中,制动力产生器与连接有多个车轮的差动机构相连接,所述制动力产生器产生使所述车轮的旋转减速的方向上的制动力,进而,针对各个所述车轮分别设有摩擦制动器,所述摩擦制动器通过摩擦产生使所述车轮的旋转停止的方向上的制动力,其特征在于,包括:
控制器,所述控制器对由所述制动力产生器产生的制动力以及由所述摩擦制动器产生的制动力进行控制,
其中,所述控制器构成为:
在从所述制动力产生器经由所述差动机构向各个所述车轮传递制动力的状态下,对滑移率变得比预定的判定值大的有锁止倾向的车轮进行检测,
使针对与所述有锁止倾向的车轮一起连接于所述差动机构的其它车轮设置的所述摩擦制动器的制动力变化,以降低所述锁止倾向,
求出所述其它车轮的目标车轮转速,
控制由针对所述其它车轮设置的所述摩擦制动器产生的对所述其它车轮的制动力,以使得所述其它车轮的转速成为所述目标车轮转速,
在所述车辆转弯行驶的情况下,所述目标车轮转速为包含由所述车辆的转向角和车速求出的左右车轮速度差的一半的值的转速。
2.如权利要求1所述的制动控制装置,其特征在于,
所述其它车轮的目标车轮转速是使所述其它车轮的滑移率成为预定范围内的值的转速。
3.如权利要求1或2所述的制动控制装置,其特征在于,
所述制动力产生器是产生通过进行能量再生而形成的负转矩来作为所述制动力的能量再生器。
4.如权利要求1或2所述的制动控制装置,其特征在于,所述控制器构成为:
在有减速要求的情况下,从所述减速要求的要求减速度中减去由所述制动力产生器产生的预定的基础制动力,求出应当由所述摩擦制动器产生的基础摩擦制动力,
求出与基于所述减速要求的制动时的目标车轮速度相当的所述制动力产生器的目标转速,
对所述基础制动力进行修正,以使得所述制动力产生器的转速成为所述目标转速。
5.如权利要求3所述的制动控制装置,其特征在于,所述控制器构成为:
在有减速要求的情况下,从所述减速要求的要求减速度中减去由所述制动力产生器产生的预定的基础制动力,求出应当由所述摩擦制动器产生的基础摩擦制动力,
求出与基于所述减速要求的制动时的目标车轮速度相当的所述制动力产生器的目标转速,
对所述基础制动力进行修正,以使得所述制动力产生器的转速成为所述目标转速。
6.如权利要求4所述的制动控制装置,其特征在于,
所述控制器构成为:
在伴随着对所述基础制动力进行修正,与所述差动机构连接的任一个车轮的车轮速度从与所述目标车轮转速相当的车轮速度增大规定值以上的情况下,控制针对所述任一个车轮设置的摩擦制动器的制动力,以使得所述任一个车轮的车轮速度成为与所述目标车轮转速相当的车轮速度。
7.如权利要求5所述的制动控制装置,其特征在于,
所述控制器构成为:
在伴随着对所述基础制动力进行修正,与所述差动机构连接的任一个车轮的车轮速度从与所述目标车轮转速相当的车轮速度增大规定值以上的情况下,控制针对所述任一个车轮设置的摩擦制动器的制动力,以使得所述任一个车轮的车轮速度成为与所述目标车轮转速相当的车轮速度。
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