JP5381954B2 - 車両駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動力を制御する車両駆動力制御装置に関する。

エンジン・オートマチック・トランスミッション車両（以降、エンジンＡＴ車両）では、アクセルペダルが操作されていない状態であっても、車両を緩やかに発進させることが可能である（クリープ現象）。又、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両でも、同様な制御が行われており、アクセルペダルが操作されていない状態であっても、駆動用モータの励磁電流を制御することにより、クリープトルクを制御して、車両を緩やかに発進させることが可能である。

特開２００４−２８２９０３号公報 特開２０１０−０７５０３６号公報

車両のブレーキ装置には、ブレーキペダルを踏む力（踏力）をアシストする負圧式又は正圧式の倍力装置が設けられており、この倍力装置を用いて、ブレーキ液の圧力（以降、ブレーキ液圧と呼ぶ。）を増加し、ブレーキ力を増加している。しかしながら、負圧又は正圧を供給する圧力発生装置が故障し、倍力装置に圧力が供給できなくなると、運転者の踏力が同一であっても、倍力装置によるアシスト力が無くなる分、ブレーキ液圧が低下する。そして、上述したクリープトルクの制御（低減）を、上記ブレーキ液圧の値によって行っている場合には、クリープトルクを低減することが困難となるため、場合によって、運転者は車両の押出し感を感じ、違和感を持つおそれがある。

なお、特許文献１においては、ブレーキペダルのストローク量に応じて、モータに発生するクリープトルクを決定しているが、ブレーキ装置の正常／異常を区別しておらず、ブレーキ力の低下又は異常があった場合でも、正常時と同じクリープトルクの制御となり、運転者は車両の押出し感を感じ、違和感を持つおそれがある。
一方、特許文献２においては、ブレーキ異常時に、車速に応じてクリープトルクを低減させているが、ブレーキペダルとの関連性については言及がなく、やはり運転者に違和感を与えるおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ブレーキ力発生異常があった場合、クリープトルクを低減して、車両の押出し感を解消する車両駆動力制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る車両駆動力制御装置は、
車両のクリープトルクを制御するクリープトルク制御手段と、
前記車両のブレーキ力を発生させるブレーキ手段と、
前記車両のブレーキペダルのストローク量を検出するストローク量検出手段と、
前記ブレーキ手段のブレーキ力発生異常を監視する監視手段と、
を備え、
前記クリープトルク制御手段は、
前記監視手段により前記ブレーキ手段にブレーキ力発生異常があると判断した場合、前記ブレーキペダルの不感帯の領域において、前記ストローク量の増加に応じて、前記クリープトルクの低減量を増加させることを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る車両駆動力制御装置は、
上記第１の発明に記載の車両駆動力制御装置において、
前記ブレーキ手段は、
検出された前記ストローク量に基づいて、前記ブレーキペダルに対する踏力を補助する倍力手段を有し、
前記監視手段は、
前記倍力手段に性能異常があったとき、前記ブレーキ手段にブレーキ力発生異常があると判断することを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る車両駆動力制御装置は、
上記第２の発明に記載の車両駆動力制御装置において、
前記ブレーキ手段は、
前記倍力手段へ供給する圧力を発生する圧力発生手段を有し、
前記監視手段は、
前記倍力手段に性能異常があったときでも、前記圧力発生手段を定期的に駆動することを特徴とする。
具体的には、倍力手段に性能異常があったときでも、圧力発生手段に異常が無い場合には、圧力発生手段を定期的に駆動し、倍力手段へ供給する圧力を維持する。

上記課題を解決する第４の発明に係る車両駆動力制御装置は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の車両駆動力制御装置において、
前記ブレーキ手段は、
供給されたブレーキ液の液圧を用いて前記ブレーキ力を発生し、かつ、前記ブレーキ液の液圧を検出する液圧検出手段を有し、
前記監視手段は、
検出された前記ブレーキ液の液圧に低下異常があったとき、前記ブレーキ手段にブレーキ力発生異常があると判断することを特徴とする。

本発明によれば、ブレーキ力発生異常があった場合、クリープトルクを低減して、車両の押出し感を解消することができる。

本発明に係る車両駆動力制御装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。 図１に示した車両駆動力制御装置における制御を説明するフローチャートである。 車速とクリープトルクとの関係を示すグラフである。 ブレーキペダルストロークとクリープトルク低減量との関係を示すグラフである。 ブレーキ正常時及び異常時におけるブレーキペダルストロークとクリープトルクとの関係を示すグラフである。 図２に示した制御のブレーキ力発生異常監視として、ブレーキ倍力装置の性能異常監視を説明するフローチャートである。 図２に示した制御のブレーキ力発生異常監視として、ブレーキ液圧系統の低下異常を説明するフローチャートである。

以下、本発明に係る車両駆動力制御装置の実施形態について、図１〜図７を参照して説明を行う。

なお、以下の実施例においては、電気自動車（ＥＶ車）を例示して説明するが、本発明は、ハイブリッド車やエンジンＡＴ車にも適用可能である。又、倍力装置として、負圧式ブレーキ倍力装置を例示するが、本発明は、正圧式ブレーキ倍力装置にも適用可能であるし、モータによって踏力を補助する倍力装置にも適用可能である。又、ブレーキ手段として、ブレーキ液の圧力を用いてブレーキ力を発生させる形態を例示するが、本発明は、モータにより直接ブレーキ力を発生させる形態にも適用可能である。

（実施例１）
図１は、本実施例の車両駆動力制御装置を示す概略構成図であり、図２は、図１に示した車両駆動力制御装置における制御を説明するフローチャートである。又、図３〜図５は、図２に示す制御で用いるグラフであり、図３は、車速とクリープトルクとの関係を示すグラフ、図４は、ブレーキペダルストロークとクリープトルク低減量との関係を示すグラフ、図５は、ブレーキ正常時及び異常時におけるブレーキペダルストロークとクリープトルクとの関係を示すグラフである。又、図６〜図７は、図２に示した制御のブレーキ力異常監視を具体的に説明するフローチャートであり、図６は、ブレーキ倍力装置の性能異常監視を説明するフローチャートであり、図７は、ブレーキ液圧系統の低下異常監視を説明するフローチャートである。

本実施例の車両駆動力制御装置において、車両１０は電気自動車（ＥＶ車）である。
車両１０において、各車輪１１には、車輪１１の車輪速を検出する車輪速センサ１２と、車輪１１を制動するブレーキ１３（キャリパー１３ａ、ディスク１３ｂ；ブレーキ手段）とが設けられている。各ブレーキ１３へは、ブレーキ液配管３１からブレーキ液（ブレーキオイル）が供給されており、演算装置１４に設けられたブレーキ液圧センサ１５（圧力検出手段）により、ブレーキ液圧が検出されている。

又、演算装置１４には、配線３２を介して、車輪速センサ１２が電気的に接続されており、演算装置１４に設けられた車速演算部１６により、車輪速センサ１２で検出した出力値から車両１０の車速を演算している。

ブレーキ１３へのブレーキ液の供給は、ブレーキペダル１７を踏み込むことで行われる。具体的には、ブレーキペダルストロークセンサ２１（ストローク量検出手段）により、ブレーキペダル１７のストローク量が検出される。ここで、ブレーキ倍力装置１９（倍力手段）には、負圧配管３４を介して、負圧発生装置１８（圧力発生手段）が接続されており、負圧発生装置１８で発生した負圧がブレーキ倍力装置１９（倍力手段）に供給されると共に、負圧センサ２２により、その負圧が検出されている。そして、検出されたストローク量に基づいて、ブレーキ倍力装置１９により、ブレーキペダル１７に対する踏力がアシスト（補助）される。そして、マスタシリンダ２０（供給手段）により、踏力を補助した後の力に相当する圧力のブレーキ液が供給される。そして、マスタシリンダ２０から供給されたブレーキ液圧を用いて、ブレーキ力を発生させている。このブレーキ液圧を制御することにより、ブレーキ１３のブレーキ力を制御している。

又、車両１０の駆動軸２３は、ディファレンシャル２４を介して、モータ２６と連結されており、バッテリ（図示省略）からの電圧がインバータ２７により変換されて、モータ２６に供給されて、駆動軸２３を駆動することになる。このとき、モータ２６の回転数は、モータ回転数センサ２５により検出されている。

車両１０においては、主制御装置２８が車両１０を統合的に制御しており、前述した演算装置１４で検出、演算されたブレーキ液圧、車輪速は、ＣＡＮ（Controller Area Network）バス３３を介して、主制御装置２８へ送信され、又、ブレーキペダルストロークセンサ２１で検出されたストローク量、負圧センサ２２で検出された負圧は、配線３２を介して、主制御装置２８へ送信されている。又、モータ２６から出力するモータトルクは、ＣＡＮバス３３を介して、主制御装置２８からインバータ２７へ送信されている。そして、主制御装置２８は、モータトルク制御部２９（クリープトルク制御手段）、ブレーキ力発生異常監視部３０（監視手段）を有しており、これらを用いて、後述するクリープトルクの制御が実施されている。

まず、図２〜図５を参照して、クリープトルク切り替えに関する制御を説明する。

ブレーキ力発生異常が無いか監視する（ステップＳ１）。具体的なブレーキ力発生異常監視方法については、後述の図６〜図７で説明する。

ブレーキ力発生異常があれば、ステップＳ３へ進み、ブレーキ力発生異常が無ければ、ステップＳ４へ進む（ステップＳ２）。

ブレーキ力発生異常があれば、ブレーキストロークセンサ２１よって生成したクリープトルクを出力する（ステップＳ３）。

ここで、図３〜図５を参照して、ブレーキ力発生異常がある場合のクリープトルクについて説明する。

ＥＶ車も、エンジンＡＴ車と同様に、クリープ現象を起こすように構成されており、本実施例の車両１０では、モータ２６が制御されて、クリープトルクを発生させている。クリープトルクは、基本的には、図３に示すように、車速に応じて、その大きさを変えており、０〜低速の速度領域では、クリープトルクを一定かつ最大としているが、その速度領域より大きい速度領域では、車速に応じて、クリープトルクを減少させており、更に大きい速度領域では、クリープトルクを０としている。このように、本実施例では、車輪速センサ１２及び車速演算部１６により求められた車両１０の車速に基づいて、基準となる基準クリープトルクが求められる。

そして、ここでは、上述したように、ブレーキストロークセンサ２１よって生成したクリープトルクを出力している。より具体的には、図４に示すように、ブレーキストロークセンサ２１により検出されたストローク量に応じて、クリープトルク低減量を求めており、ストローク量が０〜ａの領域では、ストローク量に比例して、クリープトルク低減量を増加させており、ストローク量がａより大きい領域では、クリープトルク低減量を一定かつ最大としている。このようにして求めたクリープトルク低減量を、車速に基づいて求めた基準クリープトルクから減算することで、目標とするクリープトルクを求めており、ブレーキ力発生異常がある場合、図５の太線に示すようなクリープトルクを出力するようにしている。

図４及び図５において、ストローク量０〜ａの領域は、所謂、ブレーキペダル１７の遊び（不感帯）に該当する領域であり、この領域を積極的に利用することで、ストローク量の増加に応じて、クリープトルクを低減させている。一方、ストローク量がａより大きい場合には、出力するクリープトルクは０又は僅かなトルクとなり、ブレーキ力の方が、ストローク量に比例して、増加することになる（図５中の一点鎖線参照）。なお、ストローク量０〜ａの領域は、ブレーキペダル１７の不感帯の領域と同一としているが、不感帯の領域に対してオフセットを設けてもよい。その場合、ストローク量の増加に対応して、ブレーキ力が増加し始めても、クリープトルクが暫くは減少していき、その後、出力するクリープトルクを０又は僅かなトルクとすることになる。

一方、ブレーキ力発生異常が無ければ、つまり、正常時であれば、図５の点線に示すようなクリープトルクを出力する（ステップＳ４）。

ここで、図３、図５を参照して、正常時のクリープトルクについて説明する。

ブレーキ力発生異常が無い場合も、車輪速センサ１２及び車速演算部１６により求められた車両１０の車速に基づいて、基準となる基準クリープトルクが求められる（図３参照）。

但し、ここでは、上述したステップＳ３とは異なり、演算装置１４のブレーキ液圧センサ１５で検出したブレーキ液圧に応じて、クリープトルクを出力するようにしている。この場合、ストローク量０〜ａの領域は、不感帯の領域であり、ブレーキ液圧は増加しないので、図５の点線に示すように、車速に基づいて求めた基準クリープトルクのままである。一方、ストローク量がａより大きい領域では、ブレーキ液圧が増加してくるので、その増加に応じて、クリープトルクを低減させ、最終的には、出力するクリープトルクを０又は僅かなトルクとする一方、ブレーキ力を増加させている。

このように、ブレーキ力発生異常の有無によって、クリープトルクの制御を切り替えており、ブレーキ力発生異常があれば、ブレーキストロークセンサ２１（ストローク量）よって生成したクリープトルクを出力し、ブレーキ力発生異常が無ければ、ブレーキ液圧センサ１５（ブレーキ液圧）によって生成したクリープトルクを出力している。なお、制御の切り替え及びクリープトルクの生成は、ペダルストロークセンサに限らず、ストップランプスイッチによって行ってもよい。

従って、油圧系異常（ブレーキ液圧センサ１５の出力異常）や負圧系異常（負圧センサ２２の出力異常等の各種センサの異常や電動ポンプの異常等の負圧発生装置１８に関わる異常）等により、ブレーキ力が低下した場合でも、上述したように生成したクリープトルクを使用することで、ブレーキ液圧が増加するまでのストローク量０〜ａの範囲で制御を行うため、ブレーキペダル１７を強く踏込むことなく、クリープトルクの低減が可能となり、車両押し出し感を解消できる。又、ブレーキペダル１７を操作していない場合は、正常時と変わらないクリープトルクを出力することができる。

次に、ブレーキ力発生異常の具体的な監視方法として、ブレーキ力発生異常監視部３０で実施するブレーキ倍力装置の性能異常の監視方法について、図６を参照して説明する。なお、以下の監視方法は、ブレーキ倍力装置が負圧式の場合だけでなく、正圧式の場合でも適用可能である。又、ブレーキ倍力装置がモータにより踏力を補助するものであっても適用可能であり、この場合は、モータ故障によるブレーキ力発生異常を監視する。

ブレーキ倍力装置１９の性能異常が無いか監視する（ステップＳ１１）。具体的には、その電源回路の監視、モータ駆動状態の監視を行ったり、負圧センサ２２の出力値、ブレーキ液圧センサ１５の出力値を比較したりすればよい。例えば、負圧センサ２２の出力値、ブレーキ液圧センサ１５の出力値を比較するとき、以下の場合に性能異常と判断する。なお、比較する出力値として、例えば、ブレーキストロークセンサ２１、ストップランプスイッチ等のセンサ類の出力値を使用してもよい。
（１）ブレーキ液圧の変化＞設定値のとき、負圧値の変化＜設定値であれば性能異常。
（２）ブレーキ液圧の変化＜設定値のとき、負圧値の変化＞設定値であれば性能異常。

ブレーキ倍力装置１９の性能異常があれば、ステップＳ１３へ進み、ブレーキ倍力装置１９の性能異常が無ければ、ステップＳ１７へ進む（ステップＳ１２）。

ブレーキ倍力装置１９の性能異常があれば、更に、負圧発生装置１８の異常であるかどうかを確認し、負圧発生装置１８の異常であれば、ステップＳ１４へ進み、負圧発生装置１８の異常でなければ、ステップＳ１６へ進む（ステップＳ１３）。

負圧発生装置１８の異常である場合、具体的には、駆動回路、モータ異常等で負圧発生装置１８を駆動できない場合や性能低下と判断される場合には、負圧発生装置１８の作動を停止させ、異常情報を出力することになる（ステップＳ１４〜Ｓ１５）。この場合は、クリープトルクの制御を異常時の制御に切り替え、前述のステップＳ３で説明したように、ブレーキストロークセンサ２１（ストローク量）よって生成したクリープトルクを出力することになる。

一方、負圧発生装置１８の異常ではない場合、具体的には、負圧センサ２２の故障等が疑われる場合には、負圧発生装置１８を定期的に駆動させることで、負圧を維持している（ステップＳ１６）。そして、負圧発生装置１８の異常ではない場合も含めて、ブレーキ倍力装置１９の性能異常が無い場合には、異常と判断せず、正常情報を出力することになる（ステップＳ１７）。この場合、クリープトルクの制御は正常時のままであり、前述のステップＳ４で説明したように、ブレーキ液圧センサ１５（ブレーキ液圧）によって生成したクリープトルクを出力することになる。

又、ブレーキ力発生異常の具体的な監視方法として、ブレーキ力発生異常監視部３０で実施するブレーキ液圧系統の低下異常の監視方法について、図７を参照して説明する。

ブレーキ液圧系統の低下異常が無いか監視する（ステップＳ２１）。具体的には、ブレーキ液圧センサ１５の出力値、パワートレイン出力（モータ２６の出力）、車輪速センサ１２の出力値等を比較すればよい。例えば、ブレーキ液圧センサ１５の出力値、車輪速センサ１２の出力値を比較するとき、以下の場合に低下異常と判断する。なお、比較する出力値として、例えば、ブレーキストロークセンサ２１、モータ回転数センサ２５、ストップランプスイッチ、加速度センサ等のセンサ類の出力値を使用してもよい。
（１）ブレーキ液圧＞設定値のとき、減速度＜設定値であれば低下異常。
（２）ブレーキ液圧＜設定値のとき、減速度＞設定値であれば低下異常。

ブレーキ液圧系統の低下異常があれば、ステップＳ２３へ進みブレーキ液圧系統の低下異常が無ければ、ステップＳ２４へ進む（ステップＳ２２）。

ブレーキ液圧系統の低下異常がある場合、異常情報を出力することになる（ステップＳ２３）。この場合は、クリープトルクの制御を異常時の制御に切り替え、前述のステップＳ３で説明したように、ブレーキストロークセンサ２１（ストローク量）よって生成したクリープトルクを出力することになる。

一方、ブレーキ液圧系統の低下異常が無い場合、正常情報を出力することになる（ステップＳ２４）。この場合、クリープトルクの制御は正常時のままであり、前述のステップＳ４で説明したように、ブレーキ液圧センサ１５（ブレーキ液圧）によって生成したクリープトルクを出力することになる。

なお、本実施例においては、ＥＶ車を例に取って説明したが、主制御装置２８により制御されるクリープトルクの対象を、モータからエンジンに変更すれば、エンジンＡＴ車へも適用可能である。

本発明は、ハイブリッド車やエンジンＡＴ車にも適用可能であり、ＥＶ車に好適なものである。

１０ 車両
１３ ブレーキ
１５ ブレーキ液圧センサ
１７ ブレーキペダル
１８ 負圧発生装置
１９ ブレーキ倍力装置
２０ マスタシリンダ
２１ ブレーキストロークセンサ
２８ 主制御装置
２９ モータトルク制御部
３０ ブレーキ力発生異常監視部

Claims (4)

1. 車両のクリープトルクを制御するクリープトルク制御手段と、
   前記車両のブレーキ力を発生させるブレーキ手段と、
   前記車両のブレーキペダルのストローク量を検出するストローク量検出手段と、
   前記ブレーキ手段のブレーキ力発生異常を監視する監視手段と、
   を備え、
   前記クリープトルク制御手段は、
   前記監視手段により前記ブレーキ手段にブレーキ力発生異常があると判断した場合、前記ブレーキペダルの不感帯の領域において、前記ストローク量の増加に応じて、前記クリープトルクの低減量を増加させることを特徴とする車両駆動力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両駆動力制御装置において、
   前記ブレーキ手段は、
   検出された前記ストローク量に基づいて、前記ブレーキペダルに対する踏力を補助する倍力手段を有し、
   前記監視手段は、
   前記倍力手段に性能異常があったとき、前記ブレーキ手段にブレーキ力発生異常があると判断することを特徴とする車両駆動力制御装置。
3. 請求項２に記載の車両駆動力制御装置において、
   前記ブレーキ手段は、
   前記倍力手段へ供給する圧力を発生する圧力発生手段を有し、
   前記監視手段は、
   前記倍力手段に性能異常があったときでも、前記圧力発生手段を定期的に駆動することを特徴とする車両駆動力制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の車両駆動力制御装置において、
   前記ブレーキ手段は、
   供給されたブレーキ液の液圧を用いて前記ブレーキ力を発生し、かつ、前記ブレーキ液の液圧を検出する液圧検出手段を有し、
   前記監視手段は、
   検出された前記ブレーキ液の液圧に低下異常があったとき、前記ブレーキ手段にブレーキ力発生異常があると判断することを特徴とする車両駆動力制御装置。

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