JP2001008306A - 車両の制動装置 - Google Patents
車両の制動装置Info
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Abstract
との両方の制動を行う場合に、急制動時の制動応答性を
確保する。 【解決手段】例えばブレーキ操作量に基づいて要求制動
力Gtが決定される。車速に応じて決定されるモータ2
で得られる最大回生制動力Grmが要求制動力Gtより
も大きいときは、回生制動力のみによる制動が行われ
る。最大回生制動力Grmよりも要求制動力Gtが大き
いときは、回生制動とディスクブレーキ等による摩擦制
動とが行われる。回生制動と摩擦制動との両方の制動が
行われるとき、例えばブレーキ操作速度が大きい急制動
時には、急制動でないときに比して、応答性に優れた摩
擦制動の割合が大きくされる(応答性の悪い回生制動の
割合が小さくされる)。
Description
関するものである。
は、減速時に、走行エネルギを電気エネルギに変換して
そのときの抵抗により制動力を得る回生制動を行うこと
が一般的である。特開平10ー264793号公報にお
いては、ブレーキペダルの操作状態に応じて設定される
要求制動力が小さいときは回生制動のみを行い、回生制
動力のみでは制動力が不足するときは、車両に摩擦制動
力を発生させる摩擦制動を併せて行うものが提案されて
いる。また、特開平10ー229608号公報において
は、急制動時に、回生制動と摩擦制動との両方によって
制動を行うものが提案されている。
おいては、回生エネルギが回収されることから、燃費向
上の上で好ましいものとなる。このため、ブレーキペダ
ルの操作状態に応じて設定される要求制動力の範囲内で
は回生制動のみを行い、回生制動のみでは要求制動力を
満足できないときに摩擦制動を併せて行うことが好まし
いものである。
生制動と摩擦制動とを併せて行う場合、例えば急制動時
のように要求制動力が大きいときは回生制動と摩擦制動
との両方が行われることになるが、従来のものでは、回
生制動の不足分を摩擦制動で補うという制動手法とな
り、応答性の点で問題になり易いということが判明し
た。すなわち、回生制動を行う場合は、まず回生制動力
を設定する制御が行われた後,設定された回生制動力を
実現する制御が行われることになり、実際に回生制動力
が得られるまでにかなりの時間的遅れを生じてしまうこ
とになる。
れたもので、その目的は、要求制動力が大きいときに回
生制動と摩擦制動とを併せて行う場合に、急制動時での
制動応答性に優れた車両の制動装置を提供する事にあ
る。
め、本発明にあっては、次のような解決手法を採択して
ある。すなわち、特許請求の範囲における請求項1に記
載のように、車両の動力伝達経路に設けられ、回生制動
力を発生させて回生制動を行う回生制動手段と、運転者
のブレーキペダル操作に応じて、車両に摩擦制動力を発
生させて摩擦制動を行う摩擦制動手段と車両の走行状態
を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段
の検出結果に基づき、前記回生制動手段と摩擦制動手段
とを制御する制御手段と、を備え前記制御手段は、前記
走行状態検出手段で検出された走行状態に基づいて決定
される要求制動力が所定値より小さいときは回生制動の
みを行い、該要求制動力が該所定値よりも大きいとき
は、前記回生制動と摩擦制動との両方を行うと共に、急
制動が必要と判定されたときは急制動が必要と判定され
ない場合に比して全制動力に対する回生制動力の比率を
小さくする、ようにしてある。上記解決手法を前提とし
た好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項2以
下に記載のとおりである。
ときは、回生制動と摩擦制動とを併せて行って要求制動
力を確実に確保しつつ、急制動時には急制動でない時に
比して、相対的に応答遅れの大きい回生制動の割合を小
さくしてつまり応答性に優れた摩擦制動の割合を増大さ
せて、応答性の点でも満足のいくものとなる。請求項2
によれば、要求制動力を、運転者によるブレーキ要求の
程度を十分に反映して設定することができる。請求項3
によれば、要求制動力を、障害物を避けるために好まし
い大きさとして設定することができる。
を、ブレーキペダルの操作速度に基づいて正確に決定す
る事ができる。請求項5によれば、ブレーキペダルの操
作速度が大きいほどつまり急制動の度合いが高いときほ
ど、回生制動の割合を小さくして、応答性を十分に確保
することができる。請求項6によれば、制動時にアクセ
ルが操作されているときは運転者がパニック状態である
と考えられるので、このときは要求制動力を大きくし
て、安全確保の上でまた制動の応答性を確保する上で好
ましいものとなる。請求項7によれば、制動時にアクセ
ルが操作されているときは運転者がパニック状態である
と考えられるので、このときは回生制動の割合を小さく
して、制動の応答性を確保する上で好ましいものとな
る。
系統を示すもので、1は走行駆動用エンジン(内燃機関
で、実施形態では多気筒エンジン)、2は走行駆動用モ
ータ(電動機)である。エンジン1の出力(発生トル
ク)は、トルクコンバ−タ3、電磁クラッチ4、多段変
速歯車機構からなる自動変速機5へ入力される。自動変
速機5からの出力は、連動機構としての歯車6、7、8
を介して、駆動輪としての左右前輪9FL、9FR用の
デファレンシャルギア10へと伝達される。また、モー
タ2の出力は、連動機構としての歯車11、12を介し
て上記歯車6へと伝達されて、最終的に駆動輪としての
左右前輪9FR、9FLへと伝達される。モータ2の電
圧源としてバッテリ(蓄電器でコンデンサも含む)13
が設けられ、このバッテリ13への充電が、エンジン1
により機械的に駆動される電動機としての発電機14に
よって行われる。
段、後進1段とされている。エンジン1と発電機14と
の連動機構15中には、電磁クラッチ16が組み込まれ
て、適宜エンジン1と発電機14との連結が切断可能と
されている。また、発電機14は、急速にエンジン1を
始動させるために、通常の自動車に装備されている発電
機に比して十分に大型とされているが、走行駆動用のモ
ータ12に比しては十分小型とされている。
のである。この図2中、21は、ブレーキペダル22の
操作量(踏み込み量)に応じてブレーキ液圧を発生させ
る第1液圧発生源としてのマスタシリンダである。ま
た、第2液圧発生源としてのポンプ装置23が設けられ
ている。このポンプ装置23は、2台のポンプ24と、
ポンプ24を駆動する1つのモータ25とを備えてい
る。各ポンプ24は、マスタシリンダ21のリザーバタ
ンク21aから逆止弁26を介してブレーキ液を吸い込
んで、高圧のブレーキ液を逆止弁27を介してアキュム
レータ28に吐出する。ポンプ24から吐出された余剰
ブレーキ液は、逆止弁29を介してリザーバタンク21
aに戻される。アキュムレータ28に蓄圧されたブレー
キ液は、リニアソレノイドバルブLSV29によって所
望の圧力に調圧された後、リザーバ30に供給される。
擦力によって制動を行う摩擦制動装置は、実施形態では
全てディスクブレーキとされ、左前輪用ブレーキ装置が
符号31FLで示され、右前輪用ブレーキ装置が符号3
1FRで示され、左後輪用ブレーキ装置が符号31RLで
示され、右後輪用ブレーキ装置が符号31RRで示され
る。各ブレーキ装置31FL〜31RRは、ABS制御
回路32を介して、ブレーキ液圧が供給される。すなわ
ち、ABS制御回路32は、2つの接続部33,34を
有して、接続部33に対しては、電磁式の開閉弁からな
るMCV1を介してのマスタシリンダ21からのブレー
キ液と、電磁式の開閉弁からなるVLV1を介してのリ
ザーバ30からのブレーキ液とが選択的に供給される。
同様に、接続部34に対しては、電磁式の開閉弁からな
るMCV2を介してのマスタシリンダ21からのブレー
キ液と、電磁式の開閉弁からなるVLV2を介してのリ
ザーバ30からのブレーキ液とが選択的に供給される。
リザーバ30からマスタシリンダ21のリザーバ21a
に到る通路41には、電磁式の開閉弁42が接続されて
いる。この開閉弁42は、ポンプ装置23からリニアソ
レノイドバルブLSVを介して車輪ブレーキ装置へブレ
ーキ液圧を供給する制動時に閉とされ、それ以外では開
とされる。
に電磁開閉弁からなる供給弁と排出弁とを有する。すな
わち、接続部33からのブレーキ液は、供給弁35FL
を介して左前輪用ブレーキ装置31FLに供給され、、
供給弁35RRを介して右後輪用ブレーキ装置31RR
に供給される。同様に、接続部34からのブレーキ液
は、供給弁35FRを介して右前輪用ブレーキ装置31
FRに供給され、、供給弁35RLを介して左後輪用ブ
レーキ装置31RLに供給される。また、ABS制御中
での各ブレーキ装置31FL〜31RLからのブレーキ
液排出は、排出弁36FL〜36RRを介して、個々独
立して行われる。尚、図2中、37FL〜37RRは、
各ブレーキ装置に設けられて、供給弁35をバイパスし
てブレーキ液をすみやかに排出するための逆止弁であ
る。
到るブレーキ通路には、ブレーキ液の圧力に応じて変位
されて、ブレーキペダル22の操作量を検出するストロ
ークセンサ38が接続されている。なお、図2中符号P
で示すのは、圧力センサである。
マイクロコンピュ−タを利用して構成されたコントロ−
ラである。このコントロ−ラUは、エンジン1やモータ
2を利用した走行用駆動制御を行う他、制動制御を行
う。このためコントロ−ラUには、前記ストロークセン
サ38からの信号の他、各種センサあるいはスイッチ
(検出手段)S1〜S6からの信号が入力される。セン
サS1は、ブレーキペダルが踏み込み操作されたときに
ONとなるブレーキスイッチである。センサS2は、車
速を検出する車速センサである。センサS3は、アキュ
ムレータ28の蓄圧圧力を検出する圧力センサである。
センサS4は、アクセルの操作量を検出するアクセルセ
ンサである。センサS5は、アクセルが踏み込み操作さ
れたときにONとなるアクセルスイッチである。センサ
S6は、自車両の周囲、例えば前方、側方あるいは後方
に位置する障害物までの距離を検出するレーダである。
コントローラUからは、前記モータ2の他、各種バルブ
に対して所定の制御信号が出力される。
動制御の点に着目して図4、図5のフローチャートを参
照しつつ説明するが、以下の説明でQはステップを示
す。尚、実施形態では、摩擦制動力は、基本的に、第2
液圧発生源としてのポンプ装置23からのブレーキ液圧
を利用して制動力を得るようにされ、第1液圧発生源と
してのマスタシリンダ22からのブレーキ液圧は、非常
時に用いるようにしてある。また、レーダS6は、後述
する図9以下の別の実施形態において用いられ、図4,
5の実施形態では用いられない。
ッチS1がONされているか否かが判別される。このQ
1の判別でNOのときは、各ブレーキ装置31FL〜3
1RRをマスタシリンダ21に連通させるべく、Q2に
おいて、開閉弁MCV1,MCV2が開かれ、VLV
1、VLV2が閉じられる。Q1の判別でYESのとき
は、Q3において、ブレーキ液圧センサ等に異常がある
か否かが判別される。このQ3の判別でYESのとき
も、Q2に移行される。Q3の判別でNOのときは、Q
4において、開閉弁MCV1、MCV2が閉じられる
(マスタシリンダ21での発生ブレーキ液圧の使用禁止
状態)。
操作量が入力される。次いで、Q6において、センサ3
8によって検出されるブレーキ操作量に基づいて、要求
制動力Gtが決定される。この要求制動力Gtは、ブレ
ーキ操作量が大きいほど大きい値に設定される。この
後、Q7において、アクセルが踏み込み操作されている
か否かが判別される。このQ7の判別でYESのとき
は、Q8において、要求制動力Gtが、Gt+α(α>
0)として設定される(大きい値への補正)。
ときはそれぞれ、図5のQ11へ移行する。Q11で
は、車速に応じて、モータ2によって得られる最大回生
制動力の大きさGrmが決定される。最大回生制動力G
rmは、図6に示すように、モータ2の特性からして、
車速が大きいほど小さい値とされる。この後、Q12に
おいて、要求制動力Gtが、最大回生制動力Grmより
も大きいか否かが判別される。
動力を、回生制動力でもって全てまかなえるときであ
る。このときは、Q13において、回生制動のゲインG
rg(Grg<0)が、要求制動力Gtを満足する値と
なるように設定される。すなわち、ゲインGrgと最大
回生制動力Grmとを乗算した値が、要求制動力Gtと
なるように、ゲインGrgが決定される。この後、Q1
4において、モータ2の回生制動力が、ゲインGrgに
最大回生制動力Grmを乗算した値でもって実行され
る。Q14の後は、Q15において、油圧制動力つまり
摩擦制動力が0となるように制御される(リニアソレノ
イドバルブLSVに基づく供給ブレーキ液圧が0とされ
る)。
制動力のみでは要求制動力Gtを実現できないときであ
り、このときは、摩擦制動力をも利用して要求制動力G
tを満足させる制御が行われる。すなわち、Q16にお
いて、ブレーキ操作速度(実施形態では、センサ38で
検出されるブレーキ操作量を微分することにより決定)
に基づいて、回生制動のゲインGrgが設定される。こ
のゲインGrgは、図7に示すように、ブレーキ操作速
度が所定値βのときに例えば0.9に設定され、ブレー
キ操作速度が所定値βよりも小さいときに例えば1.0
に設定される。そして、ブレーキ操作速度が所定値βよ
りも大きいときは、ブレーキ操作速度が大きくなるほど
ゲインGrgが小さくなるように設定される。このよう
に、回生制動用のゲインGrgは、基本的に、ブレーキ
操作速度が大きくなるほど急制動の程度が大きいときで
あるとして小さく設定されるが、ブレーキ操作速度が所
定値βよりも小さいときは、急制動が要求されていない
ときであるとして、最大回生制動力が得られるようゲイ
ンGrgが1.0に設定される。
にGrmを乗算した値(回生制動力)を差し引いた値
が、油圧制動力つまり摩擦制動力Gtuとして設定され
る。この後、Q18において、GrgにGrmを乗算し
た値の回生制動力を実現する制御が行われ、Q19にお
いて、Guの値の摩擦制動力を実現する制御が行われる
(リニアソレノイドバルブLSVの制御)。
である。本実施形態では、危険回避等のために自動ブレ
ーキ制御を行う場合において、要求制動力を、走行環
境、特に前方障害物との関係において決定するようにし
てある。より具体的には、前方障害物までの距離と前方
障害物に対する相対速度とに基づいて、要求制動力を決
定するようにしてある。まず、図9のQ21〜Q24
は、図4のQ1〜Q4と同じである。Q24の後、Q2
5においては、車速と、走行環境としてのレーダS6を
利用した前方障害物までの距離が検出される。Q26で
は、Q25で得られた前方障害物までの距離を微分する
ことにより得られた相対速度と、前方歩障害物までの距
離とに基づいて、要求制動力Gtが決定される。この要
求制動力Gtは、相対速度が大きいほどまた距離が小さ
いほど大きくなるように設定される。
われるが、これは、図4におけるQ7,Q8と同じであ
る。また、Q28の後は、図5のQ11移行の処理が行
われるが、図5の場合とは、Q16における処理のみが
異なっており、その他は図5の場合と全く同じ処理が行
われる。すなわち、図9の場合におけるQ16の処理で
は、要求制動力Gtに基づいて、例えば図8に示すよう
な特性図に基づいて、回生制動のゲインGrgが決定さ
れる。この図8に示すように、ゲインGrgは、要求制
動力Gtが大きいほど小さくなるように決定される(要
求制動力Gtが大きい時は小さいときに比してゲインG
rgが小さく設定される)。このように、前方障害物と
の危険回避のために設定される自動ブレーキのための要
求制動力Gtが大きいほど急ブレーキの要求度合いが高
いときであるして、回生制動の割合を小さくすべくゲイ
ンGrgが小さくなるように設定される。
示すものである。本実施形態では、図9の実施形態で示
すのと同様の手法によって走行環境(前方障害物との距
離と相対速度)に基づいて第1の仮要求制動力Gtaを
決定する一方、図4の実施形態で示すのと同様の手法に
よってブレーキ操作量に基づいて第の2の仮要求制動力
Gtmが決定される。そして、両要求制動力GtaとG
tmのうちいずれか大きい方が、最終的な要求制動力G
tとして決定される。また、回生制動のゲインGrg
は、ブレーキ操作速度に応じて図7のようにして決定さ
れるが、第1の仮要求制動力Gtaが所定値よりも大き
い時は、緊急性が高いときであるとして、ブレーキ操作
速度とは無関係にゲインGrgを強制的に0に設定する
ようにしてある。
において、車速、前方障害物までの距離等の走行環境、
ブレーキ操作量が検出される。Q32では、走行環境
(前方障害物までの距離と相対速度)に基づいて、エン
ジン1や自動変速機5の抵抗による減速分では不足する
制動力を補うための第1の仮要求制動力Gtaが決定さ
れる。Q33では、仮要求制動力Gtaが、0よりも大
きいか否かが判別される(走行環境に基づく自動ブレー
キが必要なときであるか否かの判別)。このQ33の判
別でNOのときは、Q41において、ブレーキスイッチ
がONであるか否かが判別される。このQ41の判別で
NOのときは、Q42に移行する(図4のQ2対応)。
Q33の判別でYESのとき、あるいはQ41の判別で
YESのときは、それぞれ、Q34において、ABS制
御あるいは圧力センサに異常があるか否かが判別され
る。このQ34の判別でYESのときも、Q42に移行
する。
いて、MCV1,MCV2が閉じられた後、Q36にお
いて、ブレーキ操作量に基づいて、第2の仮要求制動力
Gtmが決定される。この後、Q37において、第1の
仮要求制動力Gtaが所定値よりも大きいか否かが判別
される。このQ37の判別でYESのときは、Q38に
おいて緊急フラグが1にセットされ、Q37の判別でN
Oのときは、Q39において緊急フラグが0にリセット
される。
40において、2つの仮要求制動力GtaとGtmのう
ち、大きい方が最終要求制動力Gtとして決定される。
Q40の後は、図5のQ11以降の処理がなされる。た
だし、前述したように、図5のQ16の処理では、基本
的に、回生制動のゲインGrgがブレーキ操作速度に基
づいて決定されるが、緊急フラグが1の時は、ブレーキ
操作速度に関係なく、ゲインGrgが0に設定される。
はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むもので
ある。要求制動力Gtの決定は種々の手法によって決定
することができ、例えば前方障害物との距離のみに基づ
いて決定することもできる。また、回生制動を行うため
のモータとしては、走行用に限らず、発電器14を利用
することもできる(特に大型の発電器の場合で、エンジ
ン1を介して走行エネルギを発電器に伝達する)。エン
ジン1を有しないで、モータ2のみによって走行駆動を
行ういわゆる電気自動車にも同様に適用し得る。制動時
にアクセル操作されているときは、回生制動の比率が小
さくなるように設定することもできる(例えば、Q16
で決定されるゲインGrgを、アクセル操作されている
ときは所定割合小さくする補正を行う)。駆動輪は、後
輪であってもよく、全輪であってもよい。
プ群)あるいはセンサやスイッチ等の各種部材は、その
機能の上位表現に手段の名称を付して表現することがで
きる。また、本発明の目的は、明記されたものに限ら
ず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたも
のを提供することをも暗黙的に含むものである。さら
に、本発明は制御方法として表現することも可能であ
る。
す全体系統図。
示す図。
を設定するゲインの設定例を示す図。
するゲインの設定例を示す図。
ート。
出) LSV:リニアソレノイドバルブ(ブレーキ液圧調整
用) S1:ブレーキスイッチ S2:車速センサ S5:アクセルスイッチ S6:レーダ(前方障害物検出用) U:コントロ−ラ
Claims (7)
- 【請求項1】車両の動力伝達経路に設けられ、回生制動
力を発生させて回生制動を行う回生制動手段と、 運転者のブレーキペダル操作に応じて、車両に摩擦制動
力を発生させて摩擦制動を行う摩擦制動手段と車両の走
行状態を検出する走行状態検出手段と、 前記走行状態検出手段の検出結果に基づき、前記回生制
動手段と摩擦制動手段とを制御する制御手段と、を備え
前記制御手段は、前記走行状態検出手段で検出された走
行状態に基づいて決定される要求制動力が所定値より小
さいときは回生制動のみを行い、該要求制動力が該所定
値よりも大きいときは、前記回生制動と摩擦制動との両
方を行うと共に、急制動が必要と判定されたときは急制
動が必要と判定されない場合に比して全制動力に対する
回生制動力の比率を小さくする、ことを特徴とする車両
の制動装置。 - 【請求項2】請求項1において、 前記要求制動力がブレーキペダルの操作量に基づいて決
定される、ことを特徴とする車両の制動装置。 - 【請求項3】請求項1において、 前記要求制動力が障害物との距離に基づいて決定され
る、ことを特徴とする車両の制動装置。 - 【請求項4】請求項2において、 前記急制動の要否がブレーキペダルの操作速度に基づい
て決定される、ことを特徴とする車両の制動装置。 - 【請求項5】請求項1において、 ブレーキペダルの操作速度が大きいほど前記比率が小さ
くされる、ことを特徴とする車両の制動装置。 - 【請求項6】請求項1において、 アクセルが操作されているときは前記要求制動力が大き
い値に補正される、ことを特徴とする車両の制動装置。 - 【請求項7】請求項1において、 アクセルが操作されているときは前記比率がより小さく
される、ことを特徴とする車両の制動装置。
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