JP2013158186A - Vehicle braking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧により作動して車輪を制動する油圧ブレーキと、回生トルクを発生させることにより車輪を制動可能な回転電機とを備えた車両に適用される車両制動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle braking device applied to a vehicle including a hydraulic brake that operates by hydraulic pressure to brake a wheel and a rotating electrical machine that can brake a wheel by generating regenerative torque.
油圧により作動して車輪を制動する油圧ブレーキと、車輪と動力伝達可能に接続されるとともに回生トルクを発生させることにより車輪を制動可能なモータ・ジェネレータ等の回転電機とを備えた車両が知られている。このような車両に適用される制動装置として、ブレーキペダルポジションに基づいて回生トルクの下限値を設定し、その設定した下限値で回転電機から出力する回生トルクを制限して回転電機による制動力の付与と油圧ブレーキによる制動力の付与とを協調させる装置が知られている(特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2〜4が存在する。
2. Description of the Related Art A vehicle is known that includes a hydraulic brake that operates by hydraulic pressure to brake a wheel, and a rotating electrical machine such as a motor / generator that is connected to the wheel so as to be able to transmit power and generates a regenerative torque to brake the wheel. ing. As a braking device applied to such a vehicle, a lower limit value of the regenerative torque is set based on the brake pedal position, and the regenerative torque output from the rotating electrical machine is limited by the set lower limit value to reduce the braking force by the rotating electrical machine. There is known an apparatus for coordinating application and application of braking force by a hydraulic brake (see Patent Document 1). In addition, there are
周知のように油圧ブレーキでは、油圧が所定の圧力値に達してから車輪に制動力が付与される。そのため、油圧ブレーキが動作を開始してから車輪に制動力が付与されるまでに若干の時間差が生じる。一方、回生トルクは回転電機に制御指令値を出力した時点から直ぐに出力される。そのため、回転電機が動作を開始した直後から車輪に制動力が付与される。特許文献1の装置では、このような車輪に制動力が付与されるタイミングのずれを考慮した制御を行っていない。そのため、油圧ブレーキのみで車両を制動する場合と、油圧ブレーキ及び回転電機の両方で車両を制動する場合と車輪に制動力が付与されるタイミングがずれ、運転者が違和感を覚えるおそれがある。
As is well known, in a hydraulic brake, a braking force is applied to a wheel after the hydraulic pressure reaches a predetermined pressure value. For this reason, there is a slight time difference from when the hydraulic brake starts operating until the braking force is applied to the wheels. On the other hand, the regenerative torque is output immediately after the control command value is output to the rotating electrical machine. Therefore, braking force is applied to the wheels immediately after the rotating electrical machine starts operation. The apparatus of
そこで、本発明は、制動時に運転者に与える違和感を抑制することが可能な車両制動装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle braking device that can suppress a sense of discomfort given to a driver during braking.
本発明の車両制動装置は、油圧により作動して車輪を制動する油圧ブレーキ手段と、前記車輪と動力伝達可能に接続され、かつ回生トルクを発生させることにより前記車輪を制動可能な回転電機と、を備えた車両に適用され、ブレーキペダルが操作された場合に前記油圧ブレーキ手段及び前記回転電機のうちの少なくともいずれか一方を作動させて前記車輪を制動する制動制御手段を備えた車両制動装置において、前記制動制御手段は、前記ブレーキペダルが操作された場合に、前記ブレーキペダルが操作されてから前記回転電機から回生トルクが出力されるまでの時間が、前記油圧ブレーキ手段に前記車両の制動が指示されてから前記油圧ブレーキ手段の油圧が所定の判定圧に到達するまでに要する時間と同じになるように前記回転電機を制御する回転電機制御手段を備えている(請求項1)。 The vehicle braking device of the present invention includes a hydraulic brake means that operates by hydraulic pressure to brake a wheel, a rotating electrical machine that is connected to the wheel so as to be able to transmit power and that can brake the wheel by generating regenerative torque, In a vehicle braking apparatus including a braking control unit that is applied to a vehicle including a brake and that operates at least one of the hydraulic brake unit and the rotating electric machine to brake the wheel when a brake pedal is operated. When the brake pedal is operated, the braking control means is configured so that the time from when the brake pedal is operated until the regenerative torque is output from the rotating electric machine is applied to the hydraulic brake means to brake the vehicle. The rotating electrical machine is adjusted so that the time required for the hydraulic pressure of the hydraulic brake means to reach a predetermined judgment pressure after being instructed is the same. And a Gosuru rotary electric machine control means (claim 1).
本発明の車両制動装置によれば、判定圧を適切に設定することにより、回転電機から車輪に制動力が付与されるタイミングと油圧ブレーキ手段から車輪に制動力が付与されるタイミングとを一致させることができる。そのため、油圧ブレーキのみで車両を制動する場合、油圧ブレーキ及び回転電機の両方で車両を制動する場合及び回転電機のみで車両を制動する場合のいずれにおいても車輪に制動力が付与されるタイミングを同じにすることができる。従って、制動時に運転者に与える違和感を抑制することができる。また、本発明では、ブレーキペダルの位置に応じて回生トルクを制限しないので、エネルギの回収量を増加させることができる。 According to the vehicle braking device of the present invention, by appropriately setting the determination pressure, the timing at which the braking force is applied from the rotating electrical machine to the wheel is matched with the timing at which the braking force is applied from the hydraulic brake means to the wheel. be able to. Therefore, the timing at which the braking force is applied to the wheels is the same whether the vehicle is braked with only the hydraulic brake, the vehicle is braked with both the hydraulic brake and the rotating electric machine, or the vehicle is braked with only the rotating electric machine. Can be. Therefore, the uncomfortable feeling given to the driver during braking can be suppressed. In the present invention, since the regenerative torque is not limited according to the position of the brake pedal, the amount of energy recovered can be increased.
本発明の車両制動装置の一形態において、前記回転電機制御手段は、前記油圧ブレーキ手段及び前記回転電機の両方にて前記車輪が制動される場合に、前記油圧ブレーキ手段の油圧が前記判定圧に到達してから前記回転電機から回生トルクが出力されるように前記回転電機を制御してもよい(請求項2)。この形態では、油圧ブレーキ手段の実際の油圧に基づいて回生トルクを出力するタイミングを調整する。そのため、制動時に運転者に与える違和感をさらに抑制することができる。 In one form of the vehicle braking apparatus of the present invention, the rotating electrical machine control means is configured such that when the wheel is braked by both the hydraulic brake means and the rotating electrical machine, the hydraulic pressure of the hydraulic brake means is set to the determination pressure. The rotary electric machine may be controlled so that the regenerative torque is output from the rotary electric machine after reaching the above (Claim 2). In this embodiment, the timing for outputting the regenerative torque is adjusted based on the actual hydraulic pressure of the hydraulic brake means. Therefore, it is possible to further suppress the uncomfortable feeling given to the driver during braking.
本発明の車両制動装置の一形態において、前記油圧ブレーキ手段は、油圧が上昇するほど前記車輪に付与する制動力が増加し、前記回転電機制御手段は、前記回転電機から回生トルクを出力する場合に、前記回転電機から前記車輪に付与される制動力が前記油圧ブレーキ手段から前記車輪に付与される制動力と同様の増加率で増加するように前記回転電機から出力される回生トルクを増加させてもよい(請求項3)。このように回生トルクを増加させることにより、車輪に付与される制動力が急に増加することを防止できる。また、回転電機から車輪に付与される制動力を油圧ブレーキ手段から車輪に付与される制動力と同じように増加させることができる。そのため、制動時に運転者に与える違和感をさらに抑制できる。 In one form of the vehicle braking apparatus of the present invention, the hydraulic brake means increases the braking force applied to the wheel as the hydraulic pressure increases, and the rotating electrical machine control means outputs regenerative torque from the rotating electrical machine. Further, the regenerative torque output from the rotating electrical machine is increased so that the braking force applied from the rotating electrical machine to the wheel increases at the same rate as the braking force applied from the hydraulic brake means to the wheel. (Claim 3). By increasing the regenerative torque in this way, it is possible to prevent a sudden increase in the braking force applied to the wheels. Further, the braking force applied from the rotating electrical machine to the wheel can be increased in the same manner as the braking force applied from the hydraulic brake means to the wheel. For this reason, the uncomfortable feeling given to the driver during braking can be further suppressed.
以上に説明したように、本発明の車両制動装置によれば、回転電機から車輪に制動力が付与されるタイミングと油圧ブレーキ手段から車輪に制動力が付与されるタイミングとを一致させることができる。そのため、制動時に運転者に与える違和感を抑制することができる。 As described above, according to the vehicle braking device of the present invention, the timing at which the braking force is applied from the rotating electrical machine to the wheel and the timing at which the braking force is applied from the hydraulic brake means to the wheel can be matched. . Therefore, the uncomfortable feeling given to the driver during braking can be suppressed.
図1は、本発明の一形態に係る制動装置が組み込まれた車両を概略的に示している。この車両1は、内燃機関(以下、エンジンと称することがある。)10と、第1モータ・ジェネレータ(以下、第1MGと略称することがある。)11と、回転電機としての第2モータ・ジェネレータ(以下、第2MGと略称することがある。)12とを備えている。エンジン10は、ハイブリッド車両に搭載される周知の火花点火式の内燃機関であるため、詳細な説明を省略する。
FIG. 1 schematically shows a vehicle in which a braking device according to one embodiment of the present invention is incorporated. The
第1MG11及び第2MG12は、電動機及び発電機として機能する周知のものである。第1MG11は、ロータ軸11aと一体回転するロータ11bと、ロータ11bの外周に同軸に配置されてケース3に固定されたステータ11cとを備えている。第2MG12も同様に、ロータ軸12aと一体回転するロータ12bと、ロータ12bの外周に同軸に配置されてケース3に固定されたステータ12cとを備えている。第1MG11は、第1インバータ13を介してバッテリ14と電気的に接続されている。第2MG12は、第2インバータ15及び第1インバータ13を介してバッテリ14と電気的に接続されている。
The first MG 11 and the second MG 12 are well-known ones that function as an electric motor and a generator. The first MG 11 includes a
また、車両1には、動力分割機構16と、車両1の前輪2Fに動力を伝達するための出力部17とが設けられている。そのため、前輪2Fが車両1の駆動輪となる。出力部17は、出力軸18と、出力軸18と一体に回転するドライブギア19とを備えている。ドライブギア19は第1中間軸20と一体に回転するドリブンギア21と噛み合っている。また、第1中間軸20には第1中間ギア22が一体回転するように設けられている。第1中間ギア22は、第2中間軸23と一体に回転する第2中間ギア24と噛み合っている。第2中間軸23には、出力ギア25が一体回転するように設けられている。出力ギア25は、デファレンシャル機構26のケースに設けられたリングギア26aと噛み合っている。デファレンシャル機構26は、伝達された動力を左右の前輪2Fに分配する周知のものである。
Further, the
動力分割機構16には、エンジン10、第1MG11及び出力部17が接続されている。動力分割機構16は、シングルピニオン型の遊星歯車機構27を備えている。遊星歯車機構27は、外歯歯車であるサンギアS1、そのサンギアS1に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアR1と、これらのギアS1、R1に噛み合うピニオンギアP1を自転可能かつサンギアS1の周囲を公転可能に支持するキャリアC1とを備えている。この図に示すようにサンギアS1は第1MG11のロータ軸11aと連結されている。キャリアC1はダンパー28を介してエンジン10の出力軸10aと接続されている。なお、ダンパー28は内部に設けられた不図示のバネの伸縮により振動を減衰する周知のものである。リングギアR1は出力部17の出力軸18と連結されている。
The
第2MG12は、減速機構29を介して出力部17と接続されている。減速機構29は、シングルピニオン型の減速用遊星歯車機構30を備えている。減速用遊星歯車機構30は、外歯歯車であるサンギアS2、そのサンギアS2に対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギアR2と、これらのギアS2、R2に噛み合うピニオンギアP2を自転可能かつサンギアS2の周囲を公転可能に支持するキャリアC2とを備えている。この図に示すようにサンギアS2は第1MG12のロータ軸12aと連結されている。キャリアC2は回転不能なようにケース3に固定されている。リングギアR2は出力部17の出力軸18と連結されている。
The
図2に示すように車両1には、左右の前輪2F及び左右の後輪2Rを制動する油圧ブレーキ手段としての油圧ブレーキ40が設けられている。なお、以降において前輪2Fと後輪2Rとを区別する必要がない場合には単に車輪2を称する。油圧ブレーキ40は、車輪2とともに回転するブレーキディスク41と、ブレーキディスク41を挟み込んで車輪2に制動力を付与するブレーキキャリパ42とを備えている。この図に示すようにこれらブレーキディスク41及びブレーキキャリパ42は、各車輪2に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図3に拡大して示したようにブレーキキャリパ42は、ブレーキディスク41に押し付けられるブレーキパッド43と、ブレーキパッド43を駆動するシリンダ44とを備えている。各シリンダ44は、ブレーキ配管45を介してブレーキアクチュエータ46にそれぞれ接続されている。ブレーキアクチュエータ46は、その内部に油圧ポンプ及び電磁バルブ等を有し、この油圧ポンプにてブレーキペダルBPにて操作されるマスタシリンダ47内のブレーキオイルを各シリンダ44に送出することにより各車輪に制動力を付与する。ブレーキアクチュエータ46は、その内部に設けられている電磁バルブの開閉によって各シリンダ44内の油圧をそれぞれ調整でき、これにより各車輪2に付与する制動力をそれぞれ別々に調節することができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 3, the
エンジン10、第1MG11、第2MG12及びブレーキアクチュエータ46の油圧ポンプ及び電磁バルブの各動作は、車両制御装置50にて制御されている。車両制御装置50は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なRAM、ROM等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。車両制御装置50は、車両1を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置50は、これらのプログラムを実行することによりエンジン10、第1MG11及び第2MG12等の制御対象に対する制御を行っている。なお、車両制御装置50は、第1インバータ13を制御することにより第1MG11を、第2インバータ15を制御することにより第2MG12をそれぞれ制御する。車両制御装置50には、車両1に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置50には、例えば車両1の速度(車速)に対応した信号を出力する車速センサ51、ブレーキペダルBPの操作量に対応した信号を出力するブレーキペダルセンサ52及びブレーキアクチュエータ46から各シリンダ44に送られる油圧(以下、ブレーキ油圧と称することがある。)に対応した信号を出力する油圧センサ53等が接続されている。なお、ブレーキペダルセンサ52及び油圧センサ53は図2に示した。車両制御装置50にはこの他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
The operations of the
車両制御装置50は、ブレーキペダルBPが操作された場合に第2MG12及び油圧ブレーキ40を制御して車両1を制動する。第2MG12は、減速機構29及び出力部17を介して前輪2Fと動力伝達可能に接続されている。そのため、第2MG12からトルクを付与することにより前輪2Fを制動できる。この車両1では制動モードとして、第2MG12のみを使用して車両1を制動する回生制動モード、油圧ブレーキ40のみを使用して車両1を制動する油圧制動モード及び第2MG12及び油圧ブレーキ40の両方を使用して車両1を制動する協調制動モードが設定されている。回生制動モードでは、第2MG12を発電機として機能させるとともに第2MG12から回生トルクを出力させ、この回生トルクにて前輪2Fを制動する。油圧制動モードでは、油圧ブレーキ40のブレーキキャリパ42でブレーキディスク41を挟み込んで車輪2を制動する。協調制動モードでは、第2MG12から回生トルクを出力させるとともにブレーキキャリパ42でブレーキディスク41を挟み込んで車輪2を制動する。
The
車両制御装置50は、ブレーキペダルBPの操作量及び単位時間当たりのブレーキペダルBPの操作量の変化量(以下、操作変化量と称することがある。)等に応じてこれらの制動モードを適宜に選択して車両1を制動する。例えば、ブレーキペダルBPがゆっくり踏み込まれた場合、すなわちブレーキペダルBPの操作変化量が所定の第1判定変化量以下の場合には回生制動モードで車両1を制動する。一方、ブレーキペダルBPの操作変化量がその第1判定変化量より大きい場合には、協調制動モードで車両1を制動する。この場合、まず油圧制動モードで車両1を制動し、その後協調制動モードで車両1を制動する。ただし、車両1を緊急に制動する必要があると考えられる場合、例えばブレーキペダルBPの操作量が大きく、かつブレーキペダルBPの操作変化量が第2判定変化量以上の場合には、協調制動モードのみで車両1を制動する。なお、第2判定変化量には第1判定変化量よりも大きい値が設定される。また、車両制御装置50はこの際に車輪2がロックすると判定した場合には車輪2に付与される制動力を増減させるABS制御を実行して車輪2のロックを防止する。なお、ABS制御における制動力の制御方法は周知のアンチロック・ブレーキ・システムと同様でよいため、詳細な説明は省略する。
The
車両制御装置50は、このように車両1の制動を制御するために図4に示した制動制御ルーチンを実行する。この制御ルーチンは、車両1の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは車両制御装置50が実行する他の制御ルーチンと並行に実行される。この制御ルーチンを実行することにより車両制御装置50が本発明の制動制御手段として機能する。
The
この制御ルーチンにおいて車両制御装置50は、まずステップS11で車両1の走行状態を取得する。車両1の走行状態としては、例えば車速、ブレーキペダルBPの操作量brk及びブレーキ油圧等が取得される。また、この処理ではブレーキペダルBPの操作変化量Δbrkも取得される。この操作変化量Δbrkは、例えば前回この制御ルーチンが実行されたときに取得された操作量brkと今回取得された操作量brkとを用いて算出すればよい。次のステップS12において車両制御装置50は、ブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいか否か、すなわちブレーキペダルBPが踏み込まれているか否か判定する。ブレーキペダルBPの操作量brkが0以下、すなわちブレーキペダルBPが踏み込まれていないと判定した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
In this control routine, the
一方、ブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいと判定した場合はステップS13に進み、車両制御装置50はブレーキペダルBPの操作変化量Δbrkが上述した第1判定変化量Δbrk1より大きく、かつ第2判定変化量Δbrk2未満か否か判定する。上述したように第1判定変化量Δbrk1は、回生制動モードで車両1を制動可能な否か判定するための基準として設定される。また、第2判定変化量Δbrk2は、車両1を緊急に制動する必要があるか否か判定するための基準として設定される。なお、これらの判定変化量Δbrk1、Δbrk2は、車両1の重量等に応じて適宜に設定すればよい。
On the other hand, if it is determined that the operation amount brk of the brake pedal BP is greater than 0, the process proceeds to step S13, and the
ブレーキペダルBPの操作変化量Δbrkが第1判定変化量Δbrk1より大きく、かつ第2判定変化量Δbrk2未満と判定した場合はステップS20に進み、車両制御装置50は第1協調制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。図5はこの第1協調制御において実行される第1協調制御ルーチンを示している。なお、図5において図4と共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいて車両制御装置50はまずステップS11で車両1の走行状態と取得する。次のステップS21において車両制御装置50は、ブレーキ油圧Pbrkが予め設定した所定の判定圧P1より大きいか否か判定する。周知のように油圧ブレーキ40は、シリンダ44に送られる油圧が所定圧以下ではブレーキキャリパ42が殆ど動作せず、油圧が所定圧より大きくなるとブレーキキャリパ42が動作して車輪2に制動力が付与される。判定圧P1には、このブレーキキャリパ42が動き始める所定圧が設定される。
When it is determined that the operation change amount Δbrk of the brake pedal BP is greater than the first determination change amount Δbrk1 and less than the second determination change amount Δbrk2, the process proceeds to step S20, and the
ブレーキ油圧Pbrkが判定圧P1より大きいと判定した場合はステップS22に進み、車両制御装置50は第2MG12の制御に使用する回生トルク指令値Trq及びブレーキアクチュエータ46の制御に使用する油圧指令値Prqを算出する。回生トルク指令値Trq及び油圧指令値Prqを算出する場合には、まず車両1に対して要求されている制動力(要求制動力)Fxを算出する。要求制動力Fxは、以下の式(1)に示したようにブレーキペダルBPの操作量brkを所定の関数に代入して算出する。
If it is determined that the brake hydraulic pressure Pbrk is greater than the determination pressure P1, the process proceeds to step S22, and the
Fx=f(brk) ・・・(1) Fx = f (brk) (1)
なお、要求制動力Fxを算出する関数は、予め実験や数値計算等により求めておけばよい。回生トルク指令値Trqは、以下の式(2)に示したように要求制動力Fxに車輪(タイヤ)2の半径Rtireを掛けることにより算出される。ただし、第2MG12の回生トルクが0の場合には、回生トルクを0から式(2)で算出した値まで増加させると車輪2に急制動がかかる。そこで、第2MG12の回生トルクを0から立ち上げる場合には、第2MG12から車輪2に付与される制動力が、油圧ブレーキ40から車輪2に付与される制動力と同様の増加率で増加するように回生トルク指令値Trqが算出される。そして、この増加率で増加させた第2MG12の回生トルクが式(2)で算出された値に到達した後は、式(2)で算出した値が回生トルク指令値Trqとして設定される。また、油圧指令値Prqは以下の式(3)にて算出される。
Note that the function for calculating the required braking force Fx may be obtained in advance by experiments, numerical calculations, or the like. The regenerative torque command value Trq is calculated by multiplying the required braking force Fx by the radius Rtire of the wheel (tire) 2 as shown in the following equation (2). However, when the regenerative torque of the
Trq=Fx×Rtire ・・・(2)
Prq=α×(Fx−Tact/Rtire) ・・・(3)
Trq = Fx × Rtire (2)
Prq = α × (Fx−Tact / Rtire) (3)
なお、式(3)中のαは要求制動力から油圧への換算係数を示している。また、Tactは第2MG12から出力されている回生トルクを示している。なお、換算係数αは、予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置50のROMに記憶させておけばよい。
In the equation (3), α represents a conversion coefficient from the required braking force to the hydraulic pressure. Tact indicates the regenerative torque output from the
次のステップS23において車両制御装置50は協調制御を実行する。この協調制御では、算出した回生トルク指令値Trqが第2MG12から出力されるように第2MG12を制御するとともにブレーキ油圧が油圧指令値Prqになるようにブレーキアクチュエータ46を制御する。これにより第2MG12及び油圧ブレーキ40にて車輪2が制動される。
In the next step S23, the
一方、ブレーキ油圧Pbrkが判定圧P1以下と判定した場合はステップS24に進み、車両制御装置50は油圧指令値Prqを算出する。油圧指令値Prqは、以下の式(4)に示したように上述した要求制動力Fxに換算係数αを掛けることにより算出される。
On the other hand, when it is determined that the brake hydraulic pressure Pbrk is equal to or lower than the determination pressure P1, the process proceeds to step S24, and the
Prq=α×Fx ・・・(4) Prq = α × Fx (4)
次のステップS25において車両制御装置50は油圧ブレーキ制御を実行する。この油圧ブレーキ制御では、ブレーキ油圧が油圧指令値Prqになるようにブレーキアクチュエータ46を制御する。
In the next step S25, the
ステップS23で協調制御を実行した後又はステップS25で油圧ブレーキ制御を実行した後はステップS12に進み、車両制御装置50はブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいか否か判定する。ブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいと判定した場合はステップS11に戻る。一方、ブレーキペダルBPの操作量brkが0と判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。
After executing cooperative control in step S23 or after executing hydraulic brake control in step S25, the process proceeds to step S12, and the
図4に戻って制動制御ルーチンの説明を続ける。ステップS13においてブレーキペダルBPの操作変化量Δbrkが第1判定変化量Δbrk1以下、又は操作変化量Δbrkが第2判定変化量Δbrk2以上と判定した場合はステップS14に進み、車両制御装置50はブレーキペダルBPの操作変化量Δbrkが第2判定変化量Δbrk2以上か否か判定する。操作変化量Δbrkが第2判定変化量Δbrk2以上と判定した場合はステップS15に進み、車両制御装置50は車両1に対して要求されている制動が危険を回避するための危険回避制動であるか否か判定する。危険回避制動であるか否かは例えばABS制御を実行する条件が成立しているか否かに基づいて判定し、ABS制御を実行する条件が成立している場合に危険回避制動であると判定すればよい。また、車両1にカメラやレーダーが搭載されて前の車両との車間距離等を計測している場合には、その車間距離等に基づいて危険回避制動であるか否か判定すればよい。例えば、車間距離に基づいて衝突を回避するために車両1が制動されているか否か判定し、衝突を回避するための制動と判定した場合に危険回避制動と判定すればよい。危険回避制動ではないと判定した場合はステップS20に進み、車両制御装置50は第1協調制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
Returning to FIG. 4, the description of the braking control routine will be continued. If it is determined in step S13 that the operation change amount Δbrk of the brake pedal BP is equal to or less than the first determination change amount Δbrk1, or the operation change amount Δbrk is equal to or greater than the second determination change amount Δbrk2, the process proceeds to step S14, and the
一方、危険回避制動であると判定した場合はステップS30に進み、車両制御装置50は第2協調制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。図6はこの第2協調制御において実行される第2協調制御ルーチンを示している。なお、図6において図4又は図5と共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいて車両制御装置50はまずステップS11で車両1の走行状態と取得する。続くステップS31において車両制御装置50は、第2MG12の制御に使用する回生トルク指令値Trq及びブレーキアクチュエータ46の制御に使用する油圧指令値Prqを算出する。この処理においても上述した図5のステップS22と同様に式(2)、(3)で回生トルク指令値Trq及び油圧指令値Prqが算出される。ただし、このステップS31では第2MG12の回生トルクを0から立ち上げる場合であっても式(2)で算出された値が回生トルク指令値Trqとして設定される。次のステップS23において車両制御装置50は協調制御を実行する。その後、ステップS12において車両制御装置50はブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいか否か判定する。ブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいと判定した場合はステップS11に戻る。一方、ブレーキペダルBPの操作量brkが0と判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。
On the other hand, when it determines with it being danger avoidance braking, it progresses to step S30 and the
図4に戻って制動制御ルーチンの説明を続ける。ステップS14においてブレーキペダルBPの操作変化量Δbrkが第2判定変化量Δbrk2未満と判定した場合はステップS40に進み、車両制御装置50は回生制動制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。図7はこの回生制動制御において実行される回生制動制御ルーチンを示している。なお、図7において図4と共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。この制御ルーチンにおいて車両制御装置50はまずステップS11で車両1の走行状態と取得する。続くステップS41において車両制御装置50はブレーキペダルBPが操作されてから経過した時間を計測するタイマが予め設定した判定値Tdより大きいか否か判定する。上述したように油圧ブレーキ40は、ブレーキ油圧が所定圧より大きくなるまでブレーキキャリパ42が殆ど動作しない。判定値Tdには、油圧ブレーキ40に対して車輪2の制動が指示されてから、すなわち油圧指令値が0より大きくなってからブレーキ油圧がこの所定圧、すなわち上述した判定圧P1に到達するまでに要する時間が設定される。
Returning to FIG. 4, the description of the braking control routine will be continued. When it is determined in step S14 that the operation change amount Δbrk of the brake pedal BP is less than the second determination change amount Δbrk2, the process proceeds to step S40, and the
タイマは、図8に示したタイマカウントルーチンにてカウントされている。車両制御装置50は車両1の走行中に所定の周期で繰り返しこのルーチンを実行する。また、このルーチンは車両制御装置50が実行する他のルーチンと並行に実行される。このルーチンにおいて車両制御装置50は、まずステップS51でブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいか否か判定する。操作量brkが0より大きいと判定した場合はステップS52に進み、車両制御装置50はタイマをカウント中か否か判定する。タイマをカウントしていないと判定した場合はステップS53に進み、車両制御装置50はタイマを0にリセットした後、タイマのカウントを開始する。タイマのカウントを開始した後又はステップS52が肯定判定された場合にはステップS51に戻る。
The timer is counted by the timer count routine shown in FIG. The
一方、ブレーキペダルBPの操作量brkが0と判定した場合はステップS54に進み、車両制御装置50はタイマを0にリセットする。その後、今回の制御ルーチンを終了する。このルーチンが実行されることによりブレーキペダルBPが踏み込まれている間は、ブレーキペダルBPが操作されてから経過した時間が計測される。
On the other hand, when it is determined that the operation amount brk of the brake pedal BP is 0, the process proceeds to step S54, and the
図7に戻って回生制動制御ルーチンの説明を続ける。タイマの値が判定値Td以下と判定した場合はステップS42及びS43をスキップしてステップS12に進む。一方、タイマの値が判定値Tdより大きいと判定した場合はステップS42に進み、車両制御装置50は回生トルク指令値Trqを算出する。この処理でも上述した式(1)、(2)を用いて回生トルク指令値Trqを算出する。なお、この処理においても上述した図4のステップS22と同様に第2MG12の回生トルクを0から立ち上げる場合には、第2MG12から車輪2に付与される制動力が、油圧ブレーキ40から車輪2に付与される制動力と同様の増加率で増加するように回生トルク指令値Trqが算出される。そして、この増加率で増加させた第2MG12の回生トルクが式(2)で算出された値に到達した後は、式(2)で算出した値が回生トルク指令値Trqとして設定される。続くステップS43において車両制御装置50は、回生ブレーキ制御を実行する。この回生ブレーキ制御では、算出した回生トルク指令値Trqが第2MG12から出力されるように第2MG12を制御する。
Returning to FIG. 7, the description of the regenerative braking control routine will be continued. If it is determined that the timer value is equal to or less than the determination value Td, steps S42 and S43 are skipped and the process proceeds to step S12. On the other hand, when it is determined that the timer value is greater than the determination value Td, the process proceeds to step S42, and the
次のステップS12において車両制御装置50はブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいか否か判定する。ブレーキペダルBPの操作量brkが0より大きいと判定した場合はステップS11に戻る。一方、ブレーキペダルBPの操作量brkが0と判定した場合は今回の制御ルーチンを終了する。
In the next step S12, the
図9は、第1協調制御にて車両1を制動した場合のブレーキペダルBPの操作量brk、ブレーキ油圧、回生トルク及び車両1の減速度の時間変化を示している。また、図10は、回生制動制御にて車両1を制動した場合のブレーキペダルBPの操作量brk、タイマの値、回生トルク及び車両1の減速度の時間変化を示している。図11には、比較例として油圧ブレーキ40のみで車両1を制動した場合のブレーキペダルBPの操作量brk、ブレーキ油圧及び車両1の減速度の時間変化を示した。まず、図11を参照して比較例を説明する。なお、この図における実線L1はブレーキ油圧の時間変化を示し、破線L2は油圧指令値の時間変化を示している。周知のように油圧ブレーキ40は制御を開始してからブレーキ油圧が上昇し始めるまでに時間がかかる。また、上述したように油圧ブレーキ40は、ブレーキ油圧が所定圧P1より大きくなるまでブレーキキャリパ42が殆ど動作しない。そのため、この図に示すように車両1の減速度はブレーキ油圧が所定値P1より大きくなる時刻t1まで殆ど大きくならず、時刻t1以降に大きくなっている。従って、油圧ブレーキ40で車両1を制動する場合には制御を開始してから時刻t1までの間の応答時間差TLが生じる。
FIG. 9 shows temporal changes in the operation amount brk of the brake pedal BP, the brake hydraulic pressure, the regenerative torque, and the deceleration of the
次に図9を参照して第1協調制御の場合を説明する。なお、この図における実線L11はブレーキ油圧の時間変化を示し、破線L12は油圧指令値の時間変化を示している。そして、二点鎖線L13は要求制動力相当の指令値(=α×Fx)の時間変化を示している。また、この図の実線L14は回生トルクの時間変化を示し、破線L15は回生トルク指令値の時間変化を示している。二点鎖線L16は、要求制動力相当の指令値(=Fx×Rtire)の時間変化を示している。第1協調制御では、油圧ブレーキ40及び第2MG12の両方で車両1を制動する。そのため、図11の比較例と同じように油圧ブレーキ40にて車両1が制動されるまで応答時間差TLが発生する。上述したように第1協調制御では、ブレーキ油圧が判定圧P1より大きくなるまで第2MG12から回生トルクを出力しない。そのため、この図に示すように第2MG12の回生トルクは時刻t1から出力される。従って、第1協調制御では、油圧ブレーキ40及び第2MG12の両方から同じタイミングで車輪2に制動力が付与される。
Next, the case of the first cooperative control will be described with reference to FIG. In this figure, the solid line L11 indicates the time change of the brake oil pressure, and the broken line L12 indicates the time change of the oil pressure command value. A two-dot chain line L13 indicates a change over time of a command value (= α × Fx) corresponding to the required braking force. In addition, the solid line L14 in this figure shows the time change of the regenerative torque, and the broken line L15 shows the time change of the regenerative torque command value. An alternate long and two short dashes line L16 indicates a change over time in a command value (= Fx × Rtire) corresponding to the required braking force. In the first cooperative control, the
図10を参照して回生制動制御の場合を説明する。なお、この図における実線L21は回生トルクの時間変化を示し、破線L22は回生トルク指令値の時間変化を示している。そして、一点鎖線L23は要求制動力相当の指令値(=Fx×Rtire)の時間変化を示している。上述したように回生制動制御では、タイマが判定値Tdより大きくなってから回生トルクが出力される。そして、判定値Tdには、油圧指令値が0より大きくなってからブレーキ油圧が判定圧P1に到達するまでに要する時間が設定されている。そのため、この図に示したように回生制動制御の場合においても油圧ブレーキ40にて車両1を制動する場合と同様に時刻t1から車輪2に制動力が付与される。
The case of regenerative braking control will be described with reference to FIG. In addition, the solid line L21 in this figure has shown the time change of the regenerative torque, and the broken line L22 has shown the time change of the regenerative torque command value. The alternate long and short dash line L23 indicates the change over time of the command value (= Fx × Rtire) corresponding to the required braking force. As described above, in the regenerative braking control, the regenerative torque is output after the timer becomes larger than the determination value Td. The determination value Td is set with the time required for the brake hydraulic pressure to reach the determination pressure P1 after the hydraulic pressure command value is greater than zero. Therefore, as shown in this figure, also in the case of regenerative braking control, the braking force is applied to the
以上に説明したように、本発明では、第1協調制御にて車両1を制動する場合には第2MG12及び油圧ブレーキ40の両方から同じタイミングで車輪2に制動力が付与される。また、回生制動制御にて車両1を制動する場合には油圧ブレーキ40のみにて車両1を制動する場合と同様に時刻t1から車輪2に制動力が付与される。そのため、本発明では、第2MG12による車両1の制動、すなわち回生ブレーキの有無に拘わらず同じタイミングで車輪2に制動力が付与される。従って、制動時に運転者に与える違和感を抑制できる。なお、図5の第1協調制御ルーチン及び図7の回生制動制御ルーチンを実行することにより車両制御装置50が本発明の回転電機制御手段として機能する。
As described above, in the present invention, when braking the
第1協調制御では、ブレーキ油圧が判定圧P1より大きくなった場合に第2MG12から回生トルクが出力される。そのため、油圧ブレーキ40から車輪2に制動力が付与されるタイミングと第2MG12から車輪2に制動力が付与されるタイミングとのずれを小さくできる。
In the first cooperative control, the regenerative torque is output from the
一方、回生制動制御では、タイマに基づいて第2MG12から回生トルクを出力するタイミングを調整するので、ブレーキペダルBPの踏み込みが小さくブレーキ油圧の上昇が遅い場合でも適切なタイミングで車輪2に制動力を付与することができる。また、制動時に回生する機会を増加させることができるので、燃費を向上させることができる。
On the other hand, in the regenerative braking control, the timing at which the regenerative torque is output from the
第1協調制御及び回生制動制御では、第2MG12の回生トルクを0から立ち上げる場合に、第2MG12から車輪2に付与される制動力が油圧ブレーキ40から車輪2に付与される制動力と同様の増加率で増加するように回生トルク指令値Trqが算出される。そのため、第2MG12から車輪に急に大きな制動力が付与されることを防止できる。そのため、制動時に運転者に与える違和感をさらに抑制できる。なお、回生トルクの増加量、すなわち回生トルク指令値Trqの変化量は、油圧ブレーキ40による制動から回生トルクへの切り替え中に油圧指令値Prqの変化に対する実際の油圧変化の応答時間差があった場合でも、車両1の減速度に影響が出ない程度の変化量を上限とする。
In the first cooperative control and the regenerative braking control, when the regenerative torque of the
本発明では、車両1に対して要求されている制動が危険回避制動の場合には第2協調制御を実行し、迅速に第2MG12から回生トルクを出力する。そのため、このような場合には車両1を速やかに制動することができる。また、制動距離を短縮することができる。
In the present invention, when the braking required for the
なお、本発明の実施形態は上述した形態に限定されない。例えば、図4のステップS13では、車両1を協調制御で制動するか回生制動制御で制動するか判定している。そこで、この処理では、ブレーキペダルBPの操作変化量Δbrk、ブレーキペダルBPの操作量brk及び車速に基づいて判定を行ってもよい。これにより判定の精度を高めることができる。
In addition, embodiment of this invention is not limited to the form mentioned above. For example, in step S13 of FIG. 4, it is determined whether the
また、本発明では適宜のタイミングで判定値Tdを学習させてもよい。例えば、油圧ブレーキ40で車両1が制動される毎に、油圧指令値が0より大きくなってからブレーキ油圧が判定値P1に達するまでの時間を計測し、その計測した時間を判定値Tdに反映させてもよい。これにより回生制動制御時に運転者に与える違和感をさらに抑制することができる。
In the present invention, the determination value Td may be learned at an appropriate timing. For example, each time the
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される車両は上述した形態で示した車両に限定されない。例えば、第1モータ・ジェネレータ及び第2モータ・ジェネレータに加えて第3モータ・ジェネレータが搭載され、その第3モータ・ジェネレータが後輪にギア列を介して動力伝達可能に接続された車両に本発明を適用してもよい。この場合には、第3モータ・ジェネレータから回生トルクを出力して車両を制動することができる。そこで、この第3モータ・ジェネレータに対しても上述した形態で示した制御を実行する。これにより制動時に運転者に与える違和感を抑制できる。 The present invention is not limited to the above-described form and can be implemented in various forms. For example, the vehicle to which the present invention is applied is not limited to the vehicle shown in the above-described form. For example, a third motor / generator is mounted in addition to the first motor / generator and the second motor / generator, and the third motor / generator is connected to a rear wheel so that power can be transmitted via a gear train. The invention may be applied. In this case, the regenerative torque can be output from the third motor / generator to brake the vehicle. Therefore, the control shown in the above-described form is also executed for the third motor / generator. As a result, the uncomfortable feeling given to the driver during braking can be suppressed.
1 車両
2 車輪
12 第2モータ・ジェネレータ(回転電機)
40 油圧ブレーキ(油圧ブレーキ手段)
50 車両制御装置(制動制御手段、回転電機制御手段)
BP ブレーキペダル
P1 判定圧
1
40 Hydraulic brake (hydraulic brake means)
50 Vehicle control device (braking control means, rotating electrical machine control means)
BP brake pedal P1 judgment pressure
Claims (3)
ブレーキペダルが操作された場合に前記油圧ブレーキ手段及び前記回転電機のうちの少なくともいずれか一方を作動させて前記車輪を制動する制動制御手段を備えた車両制動装置において、
前記制動制御手段は、前記ブレーキペダルが操作された場合に、前記ブレーキペダルが操作されてから前記回転電機から回生トルクが出力されるまでの時間が、前記油圧ブレーキ手段に前記車両の制動が指示されてから前記油圧ブレーキ手段の油圧が所定の判定圧に到達するまでに要する時間と同じになるように前記回転電機を制御する回転電機制御手段を備えている車両制動装置。 Applied to a vehicle comprising hydraulic brake means that operates by hydraulic pressure to brake a wheel, and a rotating electrical machine that is connected to the wheel so as to be able to transmit power and that can brake the wheel by generating regenerative torque,
In a vehicle braking device including a braking control unit that operates at least one of the hydraulic brake unit and the rotating electrical machine to brake the wheel when a brake pedal is operated,
When the brake pedal is operated, the brake control means instructs the hydraulic brake means to brake the vehicle after the brake pedal is operated until the regenerative torque is output from the rotating electrical machine. A vehicle braking device comprising: a rotating electrical machine control means for controlling the rotating electrical machine so that the time required for the hydraulic pressure of the hydraulic brake means to reach a predetermined determination pressure after being set.
前記回転電機制御手段は、前記回転電機から回生トルクを出力する場合に、前記回転電機から前記車輪に付与される制動力が前記油圧ブレーキ手段から前記車輪に付与される制動力と同様の増加率で増加するように前記回転電機から出力される回生トルクを増加させる請求項1又は2に記載の車両制動装置。 The hydraulic brake means increases the braking force applied to the wheel as the hydraulic pressure increases,
When the rotating electrical machine control means outputs the regenerative torque from the rotating electrical machine, the braking force applied from the rotating electrical machine to the wheel is increased at the same rate as the braking force applied from the hydraulic brake means to the wheel. The vehicle braking device according to claim 1, wherein the regenerative torque output from the rotating electric machine is increased so as to increase at a higher speed.
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