JP4147850B2 - 制動制御装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータジェネレータのような回生制動手段と、ホイールシリンダのような流体圧制動手段とを備えた車両にあって、運転者の制動操作量に応じた減速度を達成する制動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような制動制御装置としては例えば特開平７−２２３５３２号公報に記載されるものがある。この制動制御装置では、運転者の制動操作量に応じた減速度から制動力指令値を算出し、それを回生制動手段への制動力指令値と流体圧制動手段への制動力指令値とに配分し、夫々の指令値に応じて車輪への制動力を制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制動制御装置では、回生制動力が走行速度によって変化するため、当該回生制動力の変化に応じて流体圧制動手段による制動力の配分を変更する必要があるが、回生制動手段と流体圧制動手段とでは制御精度や応答性が異なり、これにより車両或いは車輪に発生する減速度が変動してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、これらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、車両或いは車輪に発生する減速度を安定化することができる制動制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る制動制御装置は、制動流体圧によって車輪に制動力を付与する流体圧制動手段と、回生制動によって車輪に制動力を付与する回生制動手段と、乗員の制動操作量から目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、車両又は車輪に発生する減速度を検出する減速度検出手段と、前記目標減速度設定手段で設定された目標減速度に対し、前記減速度検出手段で検出された減速度が理想の応答特性で一致するための制動力指令値を算出する制動力指令値算出手段と、前記制動力指令値算出手段で算出された制動力指令値を前記流体圧制動手段への流体圧制動力指令値と前記回生制動手段への回生制動力指令値とに配分する制動力配分手段と、前記制動力配分手段で配分された流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の夫々に対し、前記流体圧制動手段及び回生制動手段の夫々の制動力が所定の応答特性で一致するように、各制動力指令値に位相補償を施す位相補償手段と、前記位相補償手段で位相補償された流体圧制動力指令値に基づいて前記流体圧制動手段による車輪への制動力を制御する流体圧制動制御手段と、前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値に基づいて前記回生制動手段による車輪への制動力を制御する回生制動制御手段とを備え、前記制動力指令値算出手段は、前記位相補償手段で流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値に位相補償を施すための自車両モデルの応答特性を設定し、前記減速度検出手段で検出された減速度が理想の応答特性で一致するために、前記目標減速度に対し、前記理想の応答特性と自車両モデルの応答特性とに基づいてフィードフォワード処理を施すフィードフォワード補償器を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る制動制御装置は、前記請求項１の発明において、前記位相補償手段の所定の応答特性を、前記制動力指令値算出手段の理想の応答特性よりも遅く設定することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る制動制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記回生制動手段による最大回生制動力を検出する最大回生制動力検出手段と、前記最大回生制動力検出手段で検出された最大回生制動力に基づいて前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値が達成できないときに、当該回生制動力指令値と最大回生制動力との差分値を前記位相補償手段で位相補償された流体圧制動力指令値に再配分して流体圧制動力指令値を設定し且つ前記最大回生制動力を回生制動力指令値に設定する制動力再配分手段とを備え、前記流体圧制動制御手段は、前記制動力再配分手段で設定された流体圧制動力指令値に基づいて前記流体圧制動手段による車輪への制動力を制御し、前記回生制動制御手段は、前記制動力再配分手段で設定された回生制動力指令値に基づいて前記回生制動手段による車輪への制動力を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項４に係る制動制御装置は、前記請求項３の発明において、前記制動力再配分手段は、前記最大回生制動力検出手段で検出された最大回生制動力に所定のオフセット値を加味して前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値が達成できないことを判定して前記流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の設定を開始し、且つ当該最大回生制動力のみから前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値が達成できることを判定して前記流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の設定を終了することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項５に係る制動制御装置は、前記請求項４の発明において、前記制動力再配分手段は、前記目標減速度設定手段で設定された目標減速度に応じて前記所定のオフセット値を設定することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る制動制御装置によれば、乗員の制動操作量から目標減速度を設定し、この目標減速度に自車両の減速度が理想の応答特性で一致するための制動力指令値を算出し、この制動力指令値を流体圧制動手段への流体圧制動力指令値と回生制動手段への回生制動力指令値とに配分し、この流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の夫々に対し、流体圧制動手段及び回生制動手段の夫々の制動力が所定の応答特性で一致するように、各制動力指令値に位相補償を施し、この位相補償された流体圧制動力指令値に基づいて流体圧制動手段による車輪への制動力を制御すると共に、同じく位相補償された回生制動力指令値に基づいて回生制動手段による車輪への制動力を制御する構成としたため、各制動手段の応答特性を前記所定の応答特性に揃えることができ、これにより車両又は車輪に作用する減速度を安定化することが可能となる。
【００１０】
また、本発明のうち請求項２に係る制動制御装置によれば、位相補償手段の所定の応答特性を、制動力指令値算出手段の理想の応答特性よりも遅く設定することとしたため、減速度の変動が抑制され、より一層、車両又は車輪に作用する減速度を安定化することができる。
また、本発明のうち請求項３に係る制動制御装置によれば、最大回生制動力に基づいて位相補償された回生制動力指令値が達成できないときに、当該回生制動力指令値と最大回生制動力との差分値を当該位相補償された流体圧制動力指令値に再配分して流体圧制動力指令値を設定し且つ最大回生制動力を回生制動力指令値に設定し、これら再設定された流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値に基づいて流体圧制動手段及び回生制動手段による車輪への制動力を制御する構成としたため、最大回生制動力が減少したときにも車両全体の制動力を確保し、車両又は車輪に作用する減速度を安定化することができる。
【００１１】
また、本発明のうち請求項４に係る制動制御装置によれば、最大回生制動力に所定のオフセット値を加味して位相補償された回生制動力指令値が達成できないことを判定して流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の設定を開始し、且つ当該最大回生制動力のみから位相補償された回生制動力指令値が達成できることを判定して流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の設定を終了する構成としたため、ノイズなどの微小な変動によって不必要な制動力の再配分が行われるのを抑制防止することができる。
【００１２】
また、本発明のうち請求項５に係る制動制御装置によれば、目標減速度、つまり運転者の制動操作量に応じて所定のオフセット値を設定する構成としたため、例えば目標減速度が大きいほど、オフセット値を小さくすることにより、回生制動力指令値及び流体圧制動力指令値の不必要な変化を抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すシステム概略構成図であり、交流同期モータにより回生ブレーキトルクを制御する間、制動流体圧を減圧制御することにより、回生エネルギーを効率的に回収する回生協調ブレーキ制御システムに本発明の制動制御装置を適用したものである。
【００１４】
図１において、運転者によって制動操作されるブレーキペダル１は、ブースタ２を介してマスタシリンダ３に連結されている。前記ブースタ２は、ポンプ２１によって昇圧され、アキュームレータ２２に蓄圧された高圧の制動流体圧を用いて、ペダル踏力を倍力してマスタシリンダに供給する。なお、前記ポンプ２１は、圧力スイッチ２３によってシーケンス制御されている。また、図中の符号４は制動流体のリザーバである。
【００１５】
前記マスタシリンダ３は、各車輪１０のホイールシリンダ５に接続されているが、その制動流体路の途中には、当該ホイールシリンダ５と同等の流体負荷を備えたストロークシミュレータ６に切換えるためのストロークシミュレータ切換弁７が介装されている。即ち、ストロークシミュレータ切換弁７が非通電の状態ではマスタシリンダ３は各ホイールシリンダ５に接続されるが、ストロークシミュレータ切換弁７に通電するとマスタシリンダ３はストロークシミュレータ６に接続され、各ホイールシリンダ５はマスタシリンダ３の制動流体圧から切り離される。
【００１６】
このストロークシミュレータ切換弁７の作用に伴って、前記ポンプ２１の出力圧若しくはアキュームレータ２２の蓄圧を各ホイールシリンダ５に供給して増圧するための増圧弁８、各ホイールシリンダ５の制動流体圧をリザーバ４に還元して減圧するための減圧弁９が設けられている。このうち、増圧弁８は、非通電時に各ホイールシリンダ５とポンプ２１又はアキュームレータ２２とを遮断し、通電時には各ホイールシリンダ５とポンプ２１又はアキュームレータ２２とを接続する。また、減圧弁９は、非通電時に各ホイールシリンダ５とリザーバ４とを遮断し、通電時に各ホイールシリンダ５とリザーバ４とを接続する。従って、前記ストロークシミュレータ切換弁７によって各ホイールシリンダ５をマスタシリンダ３から切り離した状態で、前記増圧弁８に通電すれば、マスタシリンダ３の出力圧とは個別に、各ホイールシリンダ５の制動流体圧を増圧することができ、前記減圧弁９に通電すれば、各ホイールシリンダ５の制動流体圧を減圧することができる。
【００１７】
また、この制動流体圧回路には、マスタシリンダ３の出力圧を検出するマスタシリンダ圧センサ１１及び前記ストロークシミュレータ切換弁７によってマスタシリンダ３から切り離された状態の各ホイールシリンダ５の制動流体圧を検出するホイールシリンダ圧センサ１２が設けられ、これら圧力センサ１１、１２で検出された制動流体圧を用いて、制動流体圧コントロールユニット１３からの指令により、前記ストロークシミュレータ切換弁７、増圧弁８、減圧弁９が制御される。
【００１８】
前記車輪１０のうち、駆動輪に相当する前輪１０には、ギヤボックス１４を介して交流同期モータ、所謂モータジェネレータ１５が接続されている。このモータジェネレータ１５は、バッテリ１６からの供給電力によって電動機として車輪１０を駆動すると共に、車輪１０からの路面駆動トルクによって発電機としてバッテリ１６に蓄電することができる。このバッテリ１６とモータジェネレータ１５との間に介装されているのが交流電流制御回路、所謂インバータ１７であり、モータコントロールユニット１８からの指令（３相ＰＷＭ信号）に応じて交流電流と直流電流との変換を行い、これによりモータジェネレータ１５の駆動トルク制御や、回生ブレーキ制御による車両運動エネルギーのバッテリ１６への回収を行うことができる。
【００１９】
前記制動流体圧コントロールユニット１３及びモータコントロールユニット１８は、通信回線を介して回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９に接続している。前記制動流体圧コントロールユニット１３やモータコントロールユニット１８は、勿論、夫々、単体でホイールシリンダ５の制動流体圧やモータジェネレータ１５の回転状態を制御することが可能であるが、回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９からの指令に応じて、それらを制御することにより、より効率よく、車両運動エネルギーの回収を行って燃費を向上することが可能となる。
【００２０】
具体的には、モータコントロールユニット１８は、回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９から受信した回生ブレーキトルク指令値に基づいて、回生ブレーキトルクを制御すると共に、バッテリ１６の充電状態や温度等で求められる最大許容回生トルク値を算出し、それを回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９に送信する。また、制動流体圧コントロールユニット１３は、回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９から受信した制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ５の制動流体圧を制御すると共に、前記マスタシリンダ圧センサ１１、ホイールシリンダ圧センサ１２で検出したマスタシリンダ圧及びホイールシリンダ圧を回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９に送信する。なお、回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９内で前記回生ブレーキトルクや制動流体圧指令値を算出するために、車両には前記駆動輪に相当する車輪（前輪）１０の回転速度を検出する駆動輪速度センサ２０が設けられている。
【００２１】
前記回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９を始めとする、制動流体圧コントロールユニット１３やモータコントロールユニット１８等の各コントロールユニットは、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備え、そのうち、制動流体圧コントロールユニット１３やモータコントロールユニット１８は、各指令値に応じた駆動信号や制御信号を創成し、前述した各アクチュエータに向けて出力する。これに対し、前記回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９は、運転者の意図に合致した減速度が得られると共に、最も車両運動エネルギーの回収効率のよい制動流体圧指令値及び回生トルク指令値を算出し、夫々、制動流体圧コントロールユニット１３及びモータコントロールユニット１８に出力する。
【００２２】
次に、前記回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９内で行われる制動流体圧指令値及び回生トルク指令値の算出のために、目標減速度αdem から制動トルク指令値Ｔd-com を算出する手法を図２のブロック図に基づいて説明する。例えば、目標減速度αdem を、運転者のブレーキペダル踏込み量（制動操作量）、即ちマスタシリンダ圧Ｐmcに比例した値であるとしたとき、その目標減速度αdem のみに応じたフィードフォワード項と、実際に車両に発生している減速度をフィードバックしたフィードバック項とを求め、それらの合算値を制動トルク指令値Ｔd-com とする。
【００２３】
この図２では、ブロックＢ４（応答特性Ｐ(s))が自車両に相当する。図中のαV は、自車両で達成される、或いは発生する減速度である。ここで、制動開始直前の減速度、例えばエンジンブレーキ力による減速度や登坂路の減速度、或いは降坂路の加速度等を基準減速度αB としたとき、前記自車両で発生する減速度αV から前記基準減速度αB を減じた値（αV −αB ）が、制動制御系で達成すべき減速度になる。
【００２４】
この図２のブロック図では、まずブロックＢ１において、制御対象である自車両モデルの応答特性（以下、自車両モデル特性とも記す）Ｐm (s) （時定数Ｔp の一次遅れ特性）を規範モデル特性（自車両の理想的な応答特性）Ｆref (s) （時定数Ｔr の一次遅れ特性）に一致させるために、前記目標減速度αdem に対し、下記１式で示すフィードフォワード補償器（位相補償器）ＣFF(s) 処理を施して制動トルク指令値のフィードフォワード項Ｔd-FFを算出する。なお、式中のＫ2 は、目標減速度αdem を制動トルクに換算するための車両諸元定数である。
【００２５】
【数１】
Figure 0004147850
【００２６】
一方、制動トルク指令値のフィードバック項Ｔd-FBを算出するため、まずブロックＢ２で、前記目標減速度αdem に対し、下記２式で示す規範モデル特性Ｆref (s) 処理を施して規範減速度αref を算出する。
【００２７】
【数２】
Figure 0004147850
【００２８】
このようにして算出された規範減速度αref から、前記自車両で発生する減速度αV と基準減速度αB との差（αV −αB ）を加減算器で減じて減速度のフィードバック差分値Δαを算出する。そして、この減速度のフィードバック差分値Δαに対し、ブロックＢ３で、下記３式で示すフィードバック補償器ＣFB(s) 処理を施して制動トルク指令値のフィードバック項Ｔd-FBを算出する。なお、前記フィードバック補償器ＣFB(s) は、基本的なＰＩ（比例ー積分）制御器であり、式中の制御定数ＫP 、ＫI はゲイン余裕や位相余裕を考慮して設定する。
【００２９】
【数３】
Figure 0004147850
【００３０】
従って、前記制動トルク指令値のフィードフォワード項Ｔd-FFと制動トルク指令値のフィードバック項Ｔd-FBとを加算器で加算して制動トルク指令値Ｔd-com を算出することができる。
次に、前記回生協調ブレーキ制御コントロールユニット１９内で行われる制動流体圧指令値及び回生トルク指令値算出のための演算処理を図３のフローチャートに従って説明する。
【００３１】
この演算処理は、所定時間ΔＴ（例えば１０msec. ）毎のタイマ割込処理として実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算によって得られた情報は随時記憶され、記憶されている情報は、必要に応じて、随時読込まれる。
この演算処理は、まずステップＳ１で、前記マスタシリンダ圧センサ１１で検出されたマスタシリンダ圧Ｐmc及びホイールシリンダ圧センサ１２で検出された各ホイールシリンダ圧Ｐwcを前記制動流体圧コントロールユニット１３から読込む。
【００３２】
次にステップＳ２に移行して、前記駆動輪速度センサ２０で検出された駆動輪速度を車両の走行速度として読込み、更に下記４式の伝達関数Ｆbpf (s) で示されるバンドパスフィルタ処理を施して駆動輪減速度を求め、それを前記実際の車両に発生している車両減速度αV とする。但し、式中のωは固有角周波数、ζは減衰定数である。
【００３３】
【数４】
Figure 0004147850
【００３４】
次にステップＳ３に移行して、前記モータコントロールユニット１８から利用可能な最大回生トルクＴmmaxを読込む。
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ１で読込んだマスタシリンダ圧Ｐmcに所定の定数Ｋ1 を乗じ、その負値を前記目標減速度αdem として算出する。
【００３５】
次にステップＳ５に移行して、エンジンブレーキ力による減速度の推定値、エンジンブレーキ減速度推定値αeng を算出する。具体的には、まず前記ステップＳ２で読込んだ駆動輪速度を車両の走行速度とし、この走行速度とシフトポジションとから図４ａの制御マップに従ってエンジンブレーキ力（図ではエンブレ力）推定値又は目標値Ｆeng を求める。また、同時に、自車両の走行速度から図４ｂの制御マップに従って平坦路における走行抵抗Ｆreg を求める。そして、それらの和を平均的な車両重量ＭV で除してエンジンブレーキ減速度推定値αeng を算出する。
【００３６】
次にステップＳ６に移行して、前記ステップＳ４で算出した目標減速度αdem に対し、前記１式のフィードフォワード補償器（位相補償器）ＣFF(s) 処理を施して制動トルク指令値のフィードフォワード項Ｔd-FFを算出する。
次にステップＳ７に移行して、例えば前記ステップＳ１で読込んだマスタシリンダ圧Ｐmcが比較的小さな所定値以上であるか否か等を利用することによってブレーキペダルが踏込まれているブレーキペダルオン（制動操作）状態であるか否かを判定し、ブレーキペダルオン状態である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
【００３７】
前記ステップＳ８では、ブレーキ操作直前減速度α0 及びエンジンブレーキ減速度基準値αeng0を更新してからステップＳ１１に移行する。具体的には、アクセルペダル解除操作、即ちアクセルオフからブレーキ操作、即ちブレーキオンまでの制動開始時間ＴJ を求め、その制動開始時間ＴJ が、例えばエンジンブレーキ力が収束する時間相当の所定値ＴJ0以上であるときには、前記ステップＳ２で算出した車両減速度αV をブレーキ操作直前減速度α0 とすると共に、前記ステップＳ５で算出したエンジンブレーキ減速度推定値αeng をエンジンブレーキ減速度基準値αeng0とする。また、前記制動開始時間ＴJ が前記所定値ＴJ0未満であるときには、前記ステップＳ５で算出したエンジンブレーキ減速度推定値αeng をブレーキ操作直前減速度α0 とすると共に、当該エンジンブレーキ減速度推定値αeng をエンジンブレーキ減速度基準値αeng0とする。即ち、制動開始時間ＴJ がエンジンブレーキ収束所要時間相当の所定値ＴJ0以上であるときには、実際の車両減速度αV をブレーキ操作直前減速度α0 とし、所定値ＴJ0未満であるときには、その後に発生するであろうエンジンブレーキ減速度推定値αeng をブレーキ操作直前減速度α0 とする。
【００３８】
一方、前記ステップＳ９では、前記ステップＳ５で算出したエンジンブレーキ減速度推定値αeng から前記エンジンブレーキ減速度基準値αeng0を減じた値を前記ブレーキ操作直前減速度α0 に和して、前記基準減速度αB を算出してからステップＳ１０に移行する。
前記ステップＳ１０では、前記ステップＳ９で算出した基準減速度αB を用い、前述のように目標減速度αdem に対して前記２式で示す規範モデル特性Ｆref (s) 処理を施して規範減速度αref を算出し、この規範減速度αref から車両減速度αV と基準減速度αB との差（αV −αB ）を減じて減速度のフィードバック差分値Δαを算出し、この減速度のフィードバック差分値Δαに対し、前記３式で示すフィードバック補償器ＣFB(s) 処理を施して制動トルク指令値のフィードバック項Ｔd-FBを算出してから前記ステップＳ１１に移行する。
【００３９】
前記ステップＳ１１では、前記ステップＳ６で算出した制動トルク指令値のフィードフォワード項Ｔd-FFと前記ステップＳ１０で算出した制動トルクの指令値のフィードバック項Ｔd-FBとの和から制動トルク指令値Ｔd-com を求め、それを制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com と回生制動トルク指令値Ｔm-com とに配分する。ここでは、可及的に燃費を向上するため、前記ステップＳ３で読込んだ最大回生トルクＴmmaxをできるだけ使い切るように配分する。本実施形態の前記モータジェネレータ１５は前輪だけを駆動し、前輪からの路面駆動トルクによって回生制動するものであるから、以下のようにして場合分けを行う。まず、図５に示す前後輪制動力配分制御マップ（例えば理想制動力配分マップ）に従って、前記制動トルク指令値Ｔd-com を前輪制動トルク指令値Ｔd-com-F と後輪制動トルク指令値Ｔd-com-R とに配分する。そして、この前輪制動トルク指令値Ｔd-com-F の絶対値と後輪制動トルク指令値Ｔd-com-R の絶対値との和、即ち前記制動トルク指令値Ｔd-com の絶対値が前記最大回生トルクＴmmaxの絶対値未満であるときには回生制動のみとし、前輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-F 及び後輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-R を共に“０”とし、回生制動トルク指令値Ｔm-com を前記制動トルク指令値Ｔd-com に設定する。また、前記制動トルク指令値Ｔd-com の絶対値が前記最大回生トルクＴmmax の絶対値以上であり、且つ前記前輪制動トルク指令値Ｔd-com-F の絶対値が前記最大回生トルクＴmmaxの絶対値未満であるときには回生制動と後輪制動流体圧制動とし、前輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-F を“０”とし、後輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-R を、前記制動トルク指令値Ｔd-com から最大回生トルクＴmmaxを減じた値とし、回生制動トルク指令値Ｔm-com を最大回生トルクＴmmaxに設定する。また、前記最大回生トルクＴmmaxの絶対値が“０”近傍の所定値以上であり且つ前記前輪制動トルク指令値Ｔd-com-F の絶対値が当該最大回生トルクＴmmaxの絶対値以上であるときには回生制動と前後輪制動流体圧制動とし、前輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-F を、前輪制動トルク指令値Ｔd-com-F から最大回生トルクＴmmaxを減じた値とし、後輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-R を後輪制動トルク指令値Ｔd-com-R とし、回生制動トルク指令値Ｔm-com を最大回生トルクＴmmaxに設定する。また、前記最大回生トルクＴmmaxが“０”近傍の所定値未満であるときには制動流体圧制動のみとし、前輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-F を前輪制動トルク指令値Ｔd-com-F とし、後輪制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-R を後輪制動トルク指令値Ｔd-com-R とし、回生制動トルク指令値Ｔm-com を“０”に設定する。
【００４０】
次にステップＳ１２に移行して、前記制動流体圧による制動の応答特性並びに回生制動の応答特性を前記自車両モデル特性に揃えるために、下記５式に従って、前記ステップＳ１１で算出された前後輪の流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-F 、Ｔb-com-R 及び回生制動トルク指令値Ｔm-com に位相補償を施す。なお、式中のＴb は制動流体圧による制動の応答時定数、Ｔm は回生制動の応答時定数であり、何れも一次遅れで表れる。また、前記自車両モデル特性の時定数Ｔp は前記規範モデルの時定数Ｔr よりも大きくしてある。
【００４１】
【数５】
Figure 0004147850
【００４２】
次にステップＳ１３に移行して、後述する図６の演算処理に従って、前記ステップＳ１２で位相補償された前後輪の制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FP、Ｔb-com-RP及び回生制動トルク指令値Ｔm-comPの再配分を行う。
次にステップＳ１４に移行して、前記ステップＳ１２で位相補償された前後輪の制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FP、Ｔb-com-RP、厳密には前記ステップＳ１３で再配分された前後輪の制動流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FP-adj、Ｔb-com-RP-adjに夫々所定の車両諸元定数Ｋ3 、Ｋ4 を乗じて前後輪の位相補償済み制動流体圧指令値Ｐb-com-F 、Ｐb-com-R を算出する。
【００４３】
次にステップＳ１５に移行して、前記ステップＳ１２で位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comP、厳密には前記ステップＳ１３で再配分された回生制動トルク指令値Ｔm-comP-adjを前記モータコントロールユニット１８に向けて出力すると共に、前記ステップＳ１４で算出した前後輪の制動流体圧指令値Ｐb-com-F 、Ｐb-com-R を前記制動流体圧コントロールユニット１３に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
【００４４】
次に、前記図３の演算処理のステップＳ１３で行われる制動力再配分のための演算処理について図６に従って説明する。この演算処理では、まずステップＳ１３１で、回生制動制限フラグＦＬＧが“０”のリセット状態であるか否かを判定し、当該回生制動制限フラグＦＬＧがリセット状態である場合にはステップＳ１３２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３３に移行する。
【００４５】
前記ステップＳ１３２では、図７の制御マップに従って、前記目標減速度αdem に応じた回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs を設定してからステップＳ１３４に移行する。この制御マップでは、目標減速度αdem が小さい（減速の度合いとしては大きい）ほど、負値の回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs が小さく設定される。
【００４６】
前記ステップＳ１３４では、前記図３の演算処理のステップＳ１２で位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comPが前記最大回生トルクＴmmax（負値）と前記ステップＳ１３３で設定された回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs （負値）の加算値（負値）以下であるか否かを判定し、当該位相補償済み回生制動トルク指令値Ｔm-comPが最大回生トルクＴmmaxと回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs の加算値以下である場合にはステップＳ１３５に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３６に移行する。
【００４７】
前記ステップＳ１３５では、前記回生制動制限フラグＦＬＧを“１”にセットしてからステップＳ１３７に移行する。
一方、前記ステップＳ１３３では、前記図３の演算処理のステップＳ１２で位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comPが前記最大回生トルクＴmmax（負値）以上であるか否かを判定し、当該位相補償済み回生制動トルク指令値Ｔm-comPが前記最大回生トルクＴmmax以上である場合にはステップＳ１３８に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１３７に移行する。
【００４８】
前記ステップＳ１３８では、前記回生制動制限フラグＦＬＧを“０”にリセットしてから前記ステップＳ１３６に移行する。
そして、前記ステップＳ１３７では、前記最大回生トルクＴmmaxを再配分済み回生制動トルク指令値Ｔm-comP-adj に設定してからステップＳ１３９に移行する。
【００４９】
前記ステップＳ１３９では、前記位相補償済み回生制動トルク指令値Ｔm-comPから前記最大回生トルクＴmmaxを減じた値を前記ステップＳ１２で位相補償された前輪流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FPに加算し、その値を再配分済み前輪流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FP-adjに設定してから前記図３の演算処理のステップＳ１４に移行する。
【００５０】
これに対して、前記ステップＳ１３６では、前記位相補償済み回生制動トルク指令値Ｔm-comPをそのまま再配分済み回生制動トルク指令値Ｔm-comP-adj に設定してからステップＳ１４０に移行する。
前記ステップＳ１４０では、前記位相補償された前輪流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FPをそのまま再配分済み前輪流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FP-adjに設定してから前記図３の演算処理のステップＳ１４に移行する。
【００５２】
この演算処理によれば、ブレーキペダルの踏込みが行われると、そのときの車両減速度αV 又はエンジンブレーキ減速度推定値αeng がブレーキ操作直前減速度α0 として、またそのときのエンジンブレーキ減速度推定値αeng がエンジンブレーキ減速度基準値αengOとして記憶され、このブレーキ操作直前減速度α0 及びエンジンブレーキ減速度基準値αeng0を用いて、そのときのエンジンブレーキ減速度推定値αeng に応じた基準減速度αB が算出され、この基準減速度αB と実際の車両減速度αV と前記規範減速度αref とから制動トルク指令値フィードバック項Ｔd-FBが算出され、これに前記制動トルク指令値フィードフォワード項Ｔd-FFを和した値が制動トルク指令値Ｔd-com となる。このとき、アクセルオフからブレーキオンまでの時間ＴJ が前記エンジンブレーキ力が収束する時間相当の所定値ＴJ0以上であれば、そのときの車両減速度αV が前記ブレーキ操作直前減速度α0 に設定されている。従って、ブレーキ操作時に、エンジンブレーキ力や登坂路での減速度や、降坂路での加速度が作用していれば、それは車両減速度αV に表れてブレーキ操作直前減速度α0 に反映しているので、その後の基準減速度αB はそれらの加減速度の影響を反映した値となり、この基準減速度αB と車両減速度αV との差に応じた制動トルク指令値フィードバック項Ｔd-FBは、エンジンブレーキトルクの変動のみを反映した値となり、ブレーキペダルの操作量が一定で前記制動トルク指令値フィードフォワード項Ｔd-FFが同等か又はほぼ同等である限り、運転者の意図した減速度を達成することができる。
【００５３】
また、この途中にダウンシフトなどによってエンジンブレーキ力が変化したときにも、そのときのエンジンブレーキ減速度推定値αeng と前記エンジンブレーキ減速度基準値αeng0との差を基準減速度αB に反映することができるので、その後も、基準減速度αB と車両減速度αV との差に応じた制動トルク指令値フィードバック項Ｔd-FBに基づいて、運転者の意図した減速度を達成し続けることができる。
【００５４】
また、アクセルオフからブレーキオンまでの時間ＴJ が前記エンジンブレーキ力が収束する時間相当の所定値ＴJ0未満であるときには、エンジンブレーキ減速度推定値αeng を前記ブレーキ操作直前減速度α0 に設定するので、エンジンブレーキ力が収束してから、運転者の意図した減速度を達成することが可能となる。
【００５５】
図８は、前記図３の演算処理による車両加減速度の経時変化を示したものである。このタイミングチャートでは、平坦路を定速走行中に、時刻ｔ01でアクセルオフ、時刻ｔ02でブレーキオン、時刻ｔ03でダウンシフトを行っており、ブレーキオンからのブレーキペダルの踏込み量、即ちマスタシリンダ圧Ｐmcは一定である。時刻ｔ01でアクセルオフとなると、エンジンブレーキ力によって車両に減速度が発生するが、自車両走行速度の減少に伴って、その減速度の値は次第に増加する（減速の度合いとしては小さくなる）。
【００５６】
そして、時刻ｔ02でブレーキオンとなると、そのときの車両減速度αV がブレーキ操作直前減速度α0 に設定され、そのときのエンジンブレーキ減速度推定値αeng がエンジンブレーキ減速度基準値αeng0に設定される。従って、この時刻ｔ02以後、ブレーキペダルの踏込み量に応じた減速度（αV −αB ）が、それまでの減速度αB （＝α0 ）に付加されるが、その後の自車両走行速度の減少に伴ってエンジンブレーキ減速度推定値αeng が大きく（減速の度合いとしては小さく）なると、このエンジンブレーキ減速度推定値αeng と前記エンジンブレーキ減速度基準値αeng0との差の分だけ減速度基準値αB が小さくなり、これに伴って前記制動流体圧制御又は回生ブレーキ制御によって発生する車両減速度αV の値はエンジンブレーキトルクの減少分ずつ大きく（減速の度合いとしては小さく）なってゆく。
【００５７】
更に、時刻ｔ03でダウンシフトを行うと、その分だけ、エンジンブレーキ減速度推定値αeng が小さく（減速の度合いとしては大きく）なり、このエンジンブレーキ減速度推定値αeng と前記エンジンブレーキ減速度基準値αeng0との差の分だけ減速度基準値αB が小さく（減速の度合いとしては大きく）なり、これに伴って前記制動流体圧制御又は回生ブレーキ制御によって発生する車両減速度αV の値はエンジンブレーキトルクの増加分だけ小さく（減速の度合いとしては大きく）なる。しかし、その後も、走行速度の減少に伴ってエンジンブレーキ力が減少するので、車両減速度αV の値は次第に大きく（減速の度合いとしては小さく）なってゆく。
【００５８】
図９は、前記図３の演算処理によって制動力制御を行っているときに、回生制動トルクが急速に減少したときの車両減速度の変化をシミュレートしたものである。なお、前述のように目標減速度αdem が負値であることから、各制動トルクも負値で表れるが、ここでは全て絶対値表示し、数値の大きさだけを示す。この実施形態では、車両に発生する減速度αV をフィードバックしながら、回生制動トルクと制動流体圧制動トルクとを制御しているため、例えばこのように回生制動トルクが急速に減少し、車両減速度αV が減少しようとすると、制動流体圧制動トルクを速やかに増大することにより車両減速度αV が減少するのを抑制防止され、例えば回生制動トルクが急速に減少している過渡期の減速度も、その後の定常的な減速度も、それ以前の値とさほど変化しておらず、このようなときにも運転者の意図した減速度を達成し続けることができる。
【００５９】
これに対して、図１０（数値は絶対値表示）は、単にブレーキペダルの操作量から目標減速度を設定し、自車両の減速度が目標減速度に一致するようにのみ制動流体圧制動トルクを制御したものである。この場合には、実際の車両減速度が減少し始めて、初めて制動流体圧制動トルクが一様に増大されるので、結果的に回生制動トルクが急速に減少している過渡期の減速度も、その後の定常的な減速度も、大きく変化してしまい、運転者の意図した減速度を達成し続けることが困難になっている。
【００６０】
また、本実施形態では、前記図３の演算処理のステップＳ１２で、前記モータジェネレータ１５による回生制動及び前記ホイールシリンダ５による流体圧制動の夫々の位相補償を行い、各制動手段の応答特性を前記自車両モデル特性に一致させると共に、その自車両モデル特性の時定数を前記理想的な規範モデル特性の時定数より大きくし、自車両モデルの応答特性を規範モデルの応答特性よりも遅くしている。
【００６１】
まず、本実施形態のように回生制動手段と流体圧制動手段の二つの制動手段を有し、更に回生制動手段を優先的に使用する車両では、場合によっては流体圧制動のみで制動を行うときや、回生制動のみで制動を行うときがある。図１１は、夫々の状況における減速度の状態を示したものである。図において、従来例に相当する、位相補償のないものでは、前記回生制動手段及び流体圧制動手段の指令値に対する応答が異なるため、例えば応答の遅い、理想的な減速度規範モデルに対し、応答の速い目標減速度をそのまま回生制動の指令値に設定したのでは、実際の減速度が減速度規範モデルに追従できず、結果的に運転者の意図した減速度が得られないという問題がある。これに対し、本実施形態では、回生制動手段及び流体圧制動手段の夫々の応答特性を、前記理想的な減速度規範モデルよりも時定数の大きい自車両モデルに一致させるように位相補償を行っているため、特に回生制動による減速度が規範モデルによく追従している。
【００６４】
更に、本実施形態では、前記位相補償された回生制動トルク指令値と最大回生トルクとを比較し、当該位相補償された回生制動トルク指令値が達成されないときには、当該最大回生トルクを再配分済み回生制動トルク指令値に設定し、前記位相補償された回生制動トルク指令値と最大回生トルクとの差分値、具体的には当該位相補償された回生制動トルク指令値から最大回生トルクを減じた値を前記位相補償された前輪流体圧制動トルク指令値に加算して再配分済み前輪流体圧制動トルク指令値に設定している。図１６は、こうした比較を行わず、前記位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comPをそのまま指令値として出力した場合の前輪総制動トルクの経時変化を示したものである。このシミュレーションでは、前輪への必要な制動力、つまり前記目標減速度αdem 一定の状態で、例えばバッテリの充電状態などから、最大回生トルクＴmmaxが急速に大きく（減速の度合いとしては小さく）なった状態を示している。前記位相補償される前の回生制動トルク指令値Ｔm-com は最大回生トルクＴmmaxで規制されているが、位相補償を施した回生制動トルク指令値Ｔm-comPは、場合によっては最大回生トルクＴmmaxより小さな（減速の度合いとしては大きな）値となってしまい、実質的に必要な減速度が得られない。このように位相補償済み回生制動トルク指令値Ｔm-comPが最大回生トルクＴmmaxより数値的に小さいとき、つまり指令値が要求する減速の度合いが最大回生トルクに相当する減速の度合いより大きいときには、前輪総制動トルクが不足してしまう。
【００６５】
これに対し、図１７は、本実施形態のように位相補償された回生制動トルク指令値と最大回生トルクとを比較し、当該位相補償された回生制動トルク指令値が達成されないとき、つまり位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comPが最大回生トルクＴmmaxより小さな（減速の度合いとしては大きな）値となったときには、当該最大回生トルクＴmmaxを再配分済み回生制動トルク指令値Ｔm-comP-adjに設定して指令値として出力する。また、これと合わせて、前記再配分済み回生制動トルク指令値Ｔm-comP-adjが大きく（減速の度合いとしては小さく）なった分、つまり位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comPから最大回生トルクＴmmaxを減じた値を、前記位相補償された前輪流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FPに加算して再配分済み前輪流体圧制動トルク指令値Ｔb-com-FP-adjを算出し、それを指令値として出力する。従って、回生制動トルクによる減速の度合いの減少分は流体圧制動トルクによって補償され、位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comPが最大回生トルクＴmmaxより小さな（減速の度合いとしては大きな）値となった後も、それ以前と同等の前輪総制動トルクが得られる。
【００６６】
更に、本実施形態では、前述のような制動トルク指令値の再配分を開始するときには、前記最大回生トルクに回生制動トルクオフセット値を加味した値と位相補償された回生制動トルク指令値とを比較し、制動トルク指令値の再配分を終了するときには最大回生トルクと位相補償された回生制動トルク指令値とを比較している。つまり、制御の開始閾値と終了閾値とにヒステリシスが設けられている。図１８は、このようなヒステリシスを設けずに制動トルク指令値の再配分開始及び終了を行ったときの前輪総制動トルクの経時変化を示したものである。このシミュレーションでは、前輪への必要な制動力、つまり前記目標減速度αdem 一定の状態で、例えばバッテリの充電状態などから、最大回生トルクＴmmaxが細かく変動した状態を示している。この最大回生トルクＴmmaxの変動は前述と同様に再配分済み回生制動トルク指令値Ｔm-comP-adj及び再配分済み前輪流体圧制動トルク指令値Ｔ b- com-FP-adjによって補償しているので、前輪総制動トルクは安定している。しかしながら、位相補償された回生制動トルク指令値Ｔm-comPが最大回生トルクＴmmaxより小さな（減速の度合いとしては大きな）値となる度に、制動トルク指令値の再配分制御が行われるため、制動トルク指令値が頻繁に且つ不連続に変動している。
【００６７】
これに対し、前述のように回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs を用いて制動トルク指令値の再配分制御の開始と終了とにヒステリシスを設けた図１９では、制動トルク指令値の不連続変動を抑制することができる。但し、前輪総制動トルクは変動する。この前輪総制動トルクの変動幅は、最大でも前記回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs の絶対値以下となる（変動幅はヒステリシスの大きさの範囲内である）。従って、この回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs を、運転者が感じる減速度変化の最小変化幅に基づいて設定すれば、前述の前輪総制動トルク変動を運転者が感じることはない。また、本実施形態では、運転者の制動操作量である前記目標減速度αdem の絶対値が大きいほど、つまり運転者の要求減速度が大きいほど、回生制動トルクオフセット値Ｔm-ofs の絶対値、即ち前記前輪総制動トルクの変動幅を大きく設定している。一般に、同等の減速度変動があったとき、運転者の要求減速度が大きい（目標減速度αdem の数値としては小さい）ほど、減速度変動を感じにくい。従って、より一層、減速の度合いの大きい要求減速度に対して、運転者に減速殿変動を感じさせることなく、制動トルク指令値の不連続変動を抑制することが可能となる。
【００６８】
以上より、前記ホイールシリンダ５、ポンプ２１、増圧弁８、減圧弁９が本発明の流体圧制動手段を構成し、以下同様に、前記モータジェネレータ１５が回生制動手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１及びステップＳ４が目標減速度設定手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ２が減速度検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ５〜ステップＳ１０が制動力指令値算出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１１が制動力配分手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１２が位相補償手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１４、ステップＳ１５及び前記制動流体圧コントロールユニット１３が流体圧制動制御手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１５及びモータコントロールユニットが回生制動制御手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ１３が制動力再配分手段を構成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動制御装置の一例を示すシステム概略構成図である。
【図２】回生協調ブレーキ制御コントロールユニットで行われる制動トルク指令値算出のブロック図である。
【図３】図２の制動トルク指令値算出に基づく制動流体圧指令値及び回生トルク指令値算出のための演算処理のフローチャートである。
【図４】図３の演算処理で用いる制御マップである。
【図５】図３の演算処理で用いる制御マップである。
【図６】図３の演算処理で行われる制動力再配分のためのマイナプログラムを示すフローチャートである。
【図７】図６の演算処理で用いる制御マップである。
【図８】図３の演算処理による車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図９】図３の演算処理による制動トルクと車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】従来の制動力制御による制動トルクと車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１１】車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１２】車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１３】車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１４】車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１５】車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１６】制動トルク及び車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１７】制動トルク及び車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１８】制動トルク及び車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図１９】制動トルク及び車両減速度の変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１はブレーキペダル
３はマスタシリンダ
５はホイールシリンダ
６はストロークシミュレータ
７はストロークシミュレータ切換弁
８は増圧弁
９は減圧弁
１０は車輪
１１はマスタシリンダ圧センサ
１２はホイールシリンダ圧センサ
１３は制動流体圧コントロールユニット
１５はモータジェネレータ
１８はモータコントロールユニット
１９は回生協調ブレーキ制御コントロールユニット

Claims (5)

  1. 制動流体圧によって車輪に制動力を付与する流体圧制動手段と、回生制動によって車輪に制動力を付与する回生制動手段と、乗員の制動操作量から目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、車両又は車輪に発生する減速度を検出する減速度検出手段と、前記目標減速度設定手段で設定された目標減速度に対し、前記減速度検出手段で検出された減速度が理想の応答特性で一致するための制動力指令値を算出する制動力指令値算出手段と、前記制動力指令値算出手段で算出された制動力指令値を前記流体圧制動手段への流体圧制動力指令値と前記回生制動手段への回生制動力指令値とに配分する制動力配分手段と、前記制動力配分手段で配分された流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の夫々に対し、前記流体圧制動手段及び回生制動手段の夫々の制動力が所定の応答特性で一致するように、各制動力指令値に位相補償を施す位相補償手段と、前記位相補償手段で位相補償された流体圧制動力指令値に基づいて前記流体圧制動手段による車輪への制動力を制御する流体圧制動制御手段と、前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値に基づいて前記回生制動手段による車輪への制動力を制御する回生制動制御手段とを備え、前記制動力指令値算出手段は、前記位相補償手段で流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値に位相補償を施すための自車両モデルの応答特性を設定し、前記減速度検出手段で検出された減速度が理想の応答特性で一致するために、前記目標減速度に対し、前記理想の応答特性と自車両モデルの応答特性とに基づいてフィードフォワード処理を施すフィードフォワード補償器を備えたことを特徴とする制動制御装置。
  2. 前記位相補償手段の所定の応答特性を、前記制動力指令値算出手段の理想の応答特性よりも遅く設定することを特徴とする請求項１に記載の制動制御装置。
  3. 前記回生制動手段による最大回生制動力を検出する最大回生制動力検出手段と、前記最大回生制動力検出手段で検出された最大回生制動力に基づいて前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値が達成できないときに、当該回生制動力指令値と最大回生制動力との差分値を前記位相補償手段で位相補償された流体圧制動力指令値に再配分して流体圧制動力指令値を設定し且つ前記最大回生制動力を回生制動力指令値に設定する制動力再配分手段とを備え、前記流体圧制動制御手段は、前記制動力再配分手段で設定された流体圧制動力指令値に基づいて前記流体圧制動手段による車輪への制動力を制御し、前記回生制動制御手段は、前記制動力再配分手段で設定された回生制動力指令値に基づいて前記回生制動手段による車輪への制動力を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の制動制御装置。
  4. 前記制動力再配分手段は、前記最大回生制動力検出手段で検出された最大回生制動力に所定のオフセット値を加味して前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値が達成できないことを判定して前記流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の設定を開始し、且つ当該最大回生制動力のみから前記位相補償手段で位相補償された回生制動力指令値が達成できることを判定して前記流体圧制動力指令値及び回生制動力指令値の設定を終了することを特徴とする請求項３に記載の制動制御装置。
  5. 前記制動力再配分手段は、前記目標減速度設定手段で設定された目標減速度に応じて前記所定のオフセット値を設定することを特徴とする請求項４に記載の制動制御装置。
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