JP5760489B2 - 車両のブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを併用する車両において、これら両ブレーキを協調させることなく互いに独立して動作させる車両のブレーキシステムに関する。

自動車等の車両を制動する手段として、ディスクブレーキ又はドラムブレーキなどといった、摩擦抵抗を利用した摩擦ブレーキと、発電機（例えば、ハイブリッド車または電気自動車等の走行駆動源であるモータジェネレータ）からなり、発電時に生じる回転抵抗を利用した回生ブレーキとが知られている。

また、特許文献１には、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを併用して、これら両ブレーキを協調させて動作させるブレーキシステム（以下、「協調ブレーキシステム」という。）が開示されている。

この協調ブレーキシステムでは、バッテリの残容量が少なく該バッテリに多くの回生電力を受け入れ可能なときには、回生ブレーキによる制動力の比率を高くすることでエネルギの有効利用を図ることができ、バッテリの残容量が多く該バッテリにより受け入れ可能な回生電力が少ないときには、回生ブレーキによる制動力を低下させて、代わりに摩擦ブレーキによる制動力の比率を高くすることで、運転者の制動要求に応じた総制動力を得ることができる。すなわち、協調ブレーキシステムによれば、バッテリの残容量に応じて回生エネルギを有効に利用しつつ、常に所要の制動力を得ることができるため、運転者はブレーキ操作時に違和感を覚えることがない。

ところが、協調ブレーキシステムでは、摩擦ブレーキ及び回生ブレーキによる各制動力の比率をあらゆる運転状態に対応するように制御する必要があるため、制御の複雑化を招くとともに、この制御に使用する種々のセンサが必要となり、生産コストの増大を招いてしまう。

これに対して、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを協調させることなく個別に動作させるブレーキシステム（以下、「非協調ブレーキシステム」という。）が採用されることがある。この非協調ブレーキシステムは、運転者の制動要求に応じた制動力を摩擦ブレーキと回生ブレーキとに予め定めた配分で分担させるもので、これによれば、回生ブレーキの制御を簡素化することができるとともに、この制御に使用するセンサが少なくて済むことから生産コストの低減を図ることができる。

特開２００６−２２４７６８号公報

しかしながら、非協調ブレーキシステムでは、バッテリ保護のために、該バッテリの残容量の増加等に伴って回生ブレーキによる制動が制限され或いは禁止されたときに、これを補うための摩擦ブレーキの制動力を増大させる制御は行われないため、トータルの制動力が低下する。この場合、運転者は、予想に反して制動力が小さいことに違和感を覚えることがある。

そこで、本発明は、非協調ブレーキシステムにおいて、回生ブレーキの利用によりエネルギの有効利用を図りつつ、運転者がブレーキ操作時に常に違和感を覚えることがない車両のブレーキシステムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車両のブレーキシステムは、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
ブレーキ操作手段のストローク変化に応じて摩擦ブレーキ手段と回生ブレーキ手段とを非協調で動作させる車両のブレーキシステムであって、
前記ブレーキ操作手段のストローク変化を検出するブレーキ操作検出手段と、
該ブレーキ操作検出手段の検出結果に基づいて、前記回生ブレーキ手段による回生制動力を制御する回生ブレーキ制御手段と、
前記回生ブレーキ手段の作動に伴い生じる電力を蓄える蓄電手段と、
該蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段と、を備え、
前記回生ブレーキ制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作手段の制動操作開始時のストローク変化が検出されたときに前記回生ブレーキ手段を制御する第１期間制御手段と、前記制動操作の継続中において、前記第１期間制御手段による制御に引き続いて前記回生ブレーキ手段の制御を行う第２期間制御手段とを有し、
前記第１期間制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段により検出される制動力増大方向のストローク変化が大きいほど前記回生制動力が大きくなるように前記回生ブレーキ手段を制御し、
前記第２期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が所定値以上であるとき、前記第１期間制御手段による制御時に比べて前記回生制動力が減少するように前記回生ブレーキ手段を制御することを特徴とする。

なお、ここでいう「ストローク変化」とは、ストローク変化量またはストローク変化速度の少なくとも一方を指すものとする。また、ここでいう「回生制動力」とは、回生ブレーキ手段による制動力を指すものとする。

次に、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記第２期間制御手段は、前記回生制動力の減少制御を行うとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が大きいほど前記回生制動力の減少量が大きくなるように制御することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の発明において、
前記第１期間制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段により検出された制動操作開始時のストローク変化の大きさに基づいて前記回生制動力のピーク値を設定し、該ピーク値に到達するように前記回生制動力を増大させるように前記回生ブレーキ手段を制御する手段であり、
前記ブレーキシステムは、
前記第１期間制御手段により制御される前記回生制動力が前記ピーク値に達したか否かを判定するピーク到達判定手段と、を更に備え、
前記第２期間制御手段は、前記ピーク到達判定手段により前記回生制動力が前記ピーク値に達したと判定された後に、前記回生制動力の制御を行うことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記第２期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値未満であることにより前記回生制動力を維持するように制御している場合、前記ブレーキ操作検出手段により制動力を減少させるストローク変化が検出されたときでも、前記回生制動力を維持するように制御することを特徴とする。

さらに、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、
前記第２期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であることにより前記回生制動力の減少制御を行っている場合、前記ブレーキ操作検出手段により制動力を増大させるストローク変化が検出されたときでも、前記回生制動力を維持するように制御することを特徴とする。

さらにまた、請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、
前記蓄電手段の蓄電状態を制御する蓄電制御手段を更に備え、
該蓄電制御手段は、前記回生ブレーキ手段が作動しているときを除いて、前記回生ブレーキ手段が作動するときに生じる電力を前記蓄電手段が受け入れ可能なように該蓄電手段の残容量を所定の閾値以下に維持することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、前記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発明において、
車両が旋回状態であるか否かを検出する旋回状態検出手段を更に備え、
前記第２期間制御手段は、前記旋回状態検出手段により車両の旋回状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする。

さらに、請求項８に記載の発明は、前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明において、
車両が降坂状態であるか否かを検出する降坂状態検出手段を更に備え、
前記第２期間制御手段は、前記降坂状態検出手段により車両の降坂状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする。

本願の請求項１の発明によれば、摩擦ブレーキ手段と回生ブレーキ手段とを協調させることなく個別に動作させる非協調ブレーキシステムにおいて、回生ブレーキ手段の制御が、ブレーキ操作開始時には、ブレーキ操作手段の制動力増大方向のストローク変化が大きいほど回生制動力が大きくなるように行われ、その後、蓄電手段の残容量が所定値以上である場合には回生制動力が減少するように行われる。そのため、蓄電手段の残容量が前記所定値よりも少なく、該蓄電手段が回生電力を十分に受け入れ可能な場合は、ブレーキ操作開始時の制御による回生制動力がその後も維持されることで、回生エネルギを有効に利用することができる。一方、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であり、該蓄電手段による受け入れ可能な回生電力が少ない場合は、ブレーキ操作開始時の制御による回生制動力をその後減少させることにより蓄電手段の保護を図りつつ、ブレーキ操作開始時には、運転者の制動要求に応じた回生制動力を得ることができる。したがって、本発明に係る非協調ブレーキシステムによれば、回生ブレーキ手段の利用によりエネルギの有効利用を図りつつ、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることを確実に防止することができる。

本願の請求項２の発明によれば、ブレーキ操作開始時の制御による回生制動力をその後減少させる制御の際、蓄電手段の残容量が大きいほど回生制動力の減少量が大きくなるように制御されるため、蓄電手段を効果的に保護することができる。

本願の請求項３の発明によれば、制動操作開始時のストローク変化の大きさに基づいて回生制動力のピーク値が設定され、蓄電手段の残容量に関わらず、前記ピーク値に必ず到達するように回生制動力が制御されるため、運転者は、ブレーキ操作時に常に違和感を覚えることがない。

本願の請求項４の発明では、蓄電手段の残容量が前記所定値未満であることにより回生制動力を維持するように制御されている場合、制動力を減少させるブレーキ操作が行われたときでも、回生制動力を維持するように制御される。この請求項４の発明によれば、蓄電手段が回生電力を十分に受け入れ可能なときは回生ブレーキ手段を極力利用することで、回生エネルギの有効利用を一層図ることができる。また、このように制動力を減少させるブレーキ操作が行われたときに回生制動力が維持されても、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて低下し、これにより総制動力が低下するため、運転者の違和感を抑制することができる。

本願の請求項５の発明では、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であることにより回生制動力の減少制御が行われている場合でも、制動力を増大させるブレーキ操作が行われたときは、回生制動力の減少制御が中断されて回生制動力を維持するように制御される。このとき、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて増大し、これにより総制動力が増大するため、運転者が制動力の不足を感じることを極力抑制しつつ、回生制動力を増大させないことにより蓄電手段の保護を図ることができる。

本願の請求項６の発明によれば、回生ブレーキの作動中を除いて、蓄電手段が回生電力を受け入れ可能なように該蓄電手段の残容量が所定の閾値以下に維持されるため、ブレーキ操作が開始されたときに制動要求に応じた回生制動力を確実に得ることができる。

本願の請求項７の発明によれば、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であっても、車両が旋回中であるときには回生制動力を維持するように制御されるため、車両旋回中における走行安定性の維持を図ることができる。

本願の請求項８の発明によれば、蓄電手段の残容量が前記所定値以上であっても、車両が降坂中であるときは回生制動力を維持するように制御されるため、車両降坂中における走行安定性の維持を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る車両のブレーキシステムを示すシステム図である。 図１に示すコントローラが行う制御動作の一例をフローチャートである。 回生トルクのピーク値Ｔｍａｘの設定に使用するマップの一例を示す図である。 回生トルクの減少量ΔＴの設定に使用するマップの一例を示す図である。 図１に示すコントローラによる制御される回生トルクの経時的変化の一例を示すタイムチャートである。 回生トルクをピーク値Ｔｍａｘに維持するように制御されている場合において、ブレーキペダルの踏み込み量が増減したとき、別の実施形態に係るブレーキシステムにより制御される回生トルクの経時的変化を示すタイムチャートである。 回生トルクをピーク値Ｔｍａｘから減少するように制御されている場合において、ブレーキペダルの踏み込み量が増減したとき、更に別の実施形態に係るブレーキシステムにより制御される回生トルクの経時的変化を示すタイムチャートである。 運転者の減速感についての試験で設定された各制御を行った場合の回生トルクの経時的変化を示すグラフである。 図８に示す各制御を行った場合に得られた運転者の減速感を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

先ず、ブレーキ操作時に常に十分な減速感を得られる非協調ブレーキシステムを開発することを目的として、本願発明者により行われた実験について説明する。

この実験では、走行駆動源としてのモータジェネレータ（回生ブレーキ）を搭載するとともに非協調ブレーキシステムを採用した電気自動車において、前記モータジェネレータによる回生制動力（以下、「回生トルク」ともいう。）を制御する方法を複数設定し、これらの方法で制御を行った場合に運転者が感じる減速感の程度を確認した。

具体的に、回生トルクを制御する方法としては、制御Ａ、制御Ｂ及び制御Ｃを設定した。図８に示すように、制御Ａ〜制御Ｃは、ブレーキ操作開始時からの所定時間における回生トルクの累積値が互いに等しくなるように設定されているが、ブレーキ操作初期における回生トルクのピーク値が互いに異なっている。具体的に、制御Ａにおいて、回生トルクのピーク値を最も高く設定し、ピーク値到達後は回生トルクを急激に減少させるように制御した。制御Ｂでは、制御Ａに比べて、回生トルクのピーク値を低く設定するとともに、ピーク値到達後の回生トルクの減少が比較的緩やかになるように設定した。さらに、制御Ｃでは、回生トルクのピーク値を最も低く設定し、ピーク値到達後の回生トルクの減少が最も緩やかになるように設定した。

図９に示すように、この実験の結果、運転者が得られる減速感は、制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃの順で大きく、特に制御Ａを行った場合に得られる減速感が、他の制御に比べて突出して大きいことを確認できた。この実験結果より、本願発明者は、ブレーキ操作初期における回生トルクのピーク値を大きく設定すれば、ピーク値到達後に回生トルクを急激に減少させても、運転者は十分な減速感を得ることができ、ブレーキ操作時に違和感を覚えないことを見出した。

本発明は、この点に着目して得られたものであり、以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両のブレーキシステム１０を示している。このブレーキシステム１０は、ブレーキペダル２２のストローク変化に応じて摩擦ブレーキ１２，１４と、モータジェネレータ４０からなる回生ブレーキとを非協調で動作させるものである。

また、本実施形態において、このブレーキシステム１０が搭載される車両１は、前記モータジェネレータ４０が電動機として作動することで得られる駆動力により走行可能な電気自動車である。この車両１が減速する際、モータジェネレータ４０は、減速回生制御により発電機として作動することで回生電力を発生させるとともに、この発電時に生じる回転抵抗を利用した回生ブレーキとして機能するようになっている。

摩擦ブレーキ１２，１４としては、例えばディスクブレーキが用いられるが、摩擦抵抗を利用して制動力を発生させるものであれば、ディスクブレーキ以外の摩擦ブレーキを使用してもよく、例えばドラムブレーキを用いてもよい。摩擦ブレーキ１２，１４は、前輪２及び後輪４に車輪毎に設けられており、バキュームブースタ２４、マスタシリンダ２６及び油圧経路１６，１８を介してブレーキペダル２２に接続されている。

バキュームブースタ２４は、バキュームコントロールシステム２８から供給される負圧を利用してブレーキペダル２２の踏力圧を増大させて、この増大した踏力圧をマスタシリンダ２６に出力する。バキュームコントロールシステム２８は、真空ポンプにより負圧を発生させる装置であり、このバキュームコントロールシステム２８からバキュームブースタ２４に供給される負圧は、後述のコントローラ３０からの制御信号に基づいて、所定の下限値を下回らないように制御される。

マスタシリンダ２６は、バキュームブースタ２４から入力された踏力圧に対応する油圧を、前輪制動用の油圧経路１６と後輪制動用の油圧経路１８とに供給し、これにより、前輪制動用の油圧経路１６を経由して前輪用の摩擦ブレーキ１２に油圧が供給されるとともに、後輪制動用の油圧経路１８を経由して後輪用の摩擦ブレーキ１４に油圧が供給されて、各摩擦ブレーキ１２，１４が作動する。

本実施形態において、モータジェネレータ４０は前輪２に駆動連結されている。モータジェネレータ４０は、バッテリ４２からの供給電力がインバータ４４を経由して供給されることで電動機として作動し、これにより生じるモータジェネレータ４０の駆動力が前輪２に伝達されることで、車両１が走行可能となる。一方、モータジェネレータ４０が発電機として作動するとき、これにより生じる回生電力がインバータ４４を経由してバッテリ４２に供給され、これにより該バッテリ４２が充電される。このようなモータジェネレータ４０の電動機または発電機としての作動は、後述のコントローラ３０によりインバータ４４が制御されることで制御される。

コントローラ３０は、アクセルペダル２０の踏み込み量を検出するアクセルペダルストロークセンサ５０、ブレーキペダル２２の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ５２、バッテリ４２の残容量をコントローラ３０により推定するために電流、電圧、温度等の各種情報を検出するＳＯＣ推定用センサ５４、前輪２の舵角を検出する舵角センサ５６、及び、路面の勾配を検出する勾配センサ５８に電気的に接続されており、これらのセンサから送られる信号に基づいて演算処理を行い、バキュームコントロールシステム２８及びインバータ４４へ制御信号を出力するようになっている。

運転者によりブレーキペダル２２が踏み込まれると、コントローラ３０は、ブレーキペダルストロークセンサ５２の検出結果に基づいて、摩擦ブレーキ１２，１４による摩擦制動力を制御するとともに、インバータ４４を制御することによりモータジェネレータ４０による回生制動力を制御する。

コントローラ３０は、非協調ブレーキシステムを採用しているため、上記の摩擦制動力の制御と回生制動力の制御とを協調させることなく独立して実行する。そのため、仮に、バッテリ４２の残容量が多くて回生電力の受け入れが困難である場合などに回生制動力を減少させる制御が行われると、これを補うように摩擦制動力を増大させる制御が行われないため、トータルの制動力が低下し、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることがある。この問題を解消するため、本実施形態では、コントローラ３０による回生制動力（回生トルク）の制御が、以下のように行われる。

先ず、ブレーキペダルストロークセンサ５２によりブレーキ操作開始時のストローク変化が検出されたときは、この検出された制動力増大方向のストローク変化が大きいほど回生トルクＴが大きくなるように制御される。なお、ここでいう「ストローク変化」とは、ストローク変化量またはストローク変化速度の少なくとも一方を指すものとする。

具体的には、ブレーキペダルストロークセンサ５２によりブレーキ操作開始時のストローク変化の大きさに基づいて回生トルクＴのピーク値Ｔｍａｘが設定され、該ピーク値Ｔｍａｘに到達するまで増大するように回生トルクＴが制御される。かかる制御により、ブレーキ操作初期において、運転者の制動要求に応じた制動力を確実に得ることができるため、この後に仮に回生トルクＴが減少しても、運転者は十分な減速感を得ることができ、ブレーキ操作時に違和感を覚えることがない。

このブレーキ操作初期の回生トルクＴの制御は、ブレーキペダルストロークセンサ５２によりブレーキ操作開始時のストローク変化が検出されたときに常に実行される。そのため、かかる制御により生じる回生電力が確実にバッテリ４２により受け入れられるようにしておく必要がある。

そこで、コントローラ３０は、モータジェネレータ４０が発電機として作動しているときを除いて、バッテリ４２が回生電力を確実に受け入れ可能なようにバッテリ４２の残容量を所定の閾値Ｘ以下に維持するように制御する。このようにバッテリ４２の蓄電状態を制御しておくことにより、ブレーキ操作が開始されたとき、上記のブレーキ操作初期の回生トルクＴの制御を確実に実行することがでる。閾値Ｘは、例えば、バッテリ４２の残容量の最大値Ｚ（満充電時の残容量）から、ブレーキ操作３回分の回生電力に相当する容量を減算してなる値に設定される。かかるバッテリ４２の蓄電状態の制御は、インバータ４４の制御により行われる。

回生トルクＴがピーク値Ｔｍａｘに到達した後、回生トルクＴはバッテリ４２の残容量に応じて制御される。

具体的に、回生トルクＴのピーク値到達後において、バッテリ４２の残容量が、回生電力を十分に受け入れ可能な所定値Ｙ未満であれば、図５の符号ａで示されるように、回生トルクＴは維持されるように制御され、これにより、回生エネルギの有効利用を図ることができる。ここで、前記所定値Ｙは、例えば、前記閾値Ｘよりも大きな値に設定されるが、該閾値Ｘと同じ値に設定してもよい。

一方、回生トルクＴのピーク値到達後において、バッテリ４２の残容量が前記所定値Ｙ以上であれば、図５の符号ｂ〜ｄで示されるように、回生トルクＴは減少するように制御され、この回生トルクＴの減少制御が行われるとき、回生トルクＴの減少量ΔＴは、バッテリ４２の残容量が大きいほど大きくなるように制御される。かかる制御により、バッテリ４２に回生電力が過剰に供給されることを回避して、バッテリ４２を適切に保護することができる。また、この場合、回生トルクＴが減少することにより、摩擦制動力を合わせたトータルの制動力が低下するが、上述のようにブレーキ操作初期に十分な制動力が働くことにより、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることは防止できる。

続いて、図２のフローチャートを参照しながら、コントローラ３０が回生トルクＴを制御する際の制御動作の一例について説明する。

先ず、ステップＳ１では、コントローラ６０への入力信号に基づいて、車両１の運転状態に関する各種情報が読み込まれる。具体的には、アクセルペダルストロークセンサ５０、ブレーキペダルストロークセンサ５２、ＳＯＣ推定用センサ５４、舵角センサ５６及び勾配センサ５８の各出力値が読み込まれる。

次のステップＳ２では、ステップＳ１で読み込まれたアクセルペダルストロークセンサ５０の出力値に基づき、アクセルペダル２０が踏み込まれているか否かが判定される。なお、ステップＳ２の判定は、アクセルペダルストロークセンサ５０の出力値に代えて、アクセルペダル２０のオンオフを検出するアクセルスイッチの出力値に基づいて行ってもよい。

ステップＳ２の判定の結果、アクセルペダル２０が踏み込まれている場合は、運転者による制動要求がないと見なされ、回生トルクのピーク値Ｔｍａｘが設定されたか否かの判定に用いるフラグＦ１と、回生トルクＴがピーク値Ｔｍａｘに到達したか否かの判定に用いるフラグＦ２とがいずれも「０」に設定されて（ステップＳ１５）、モータジェネレータ４０による回生制動が作動することなく処理が終了する。

一方、ステップＳ２の判定の結果、アクセルペダル２０が踏み込まれていない場合は、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ステップＳ１で読み込まれたブレーキペダルストロークセンサ５２の出力値に基づき、ブレーキペダル２２が踏み込まれているか否かが判定される。なお、ステップＳ３の判定は、ブレーキペダルストロークセンサ５２の出力値に代えて、ブレーキペダル２２のオンオフを検出するブレーキスイッチの出力値に基づいて行ってもよい。

ステップＳ３の判定の結果、ブレーキペダル２２が踏み込まれていない場合は、運転者による制動要求がないと見なされて前記のフラグＦ１とフラグＦ２とがいずれも「０」に設定されるとともに（ステップＳ１６）、回生トルクＴが、エンジンブレーキに相当する最低限の回生制動を生じさせる最低値Ｔｍｉｎに設定されて（ステップＳ１７）、この出力値Ｔｍｉｎがインバータ４４に出力される（ステップＳ１３）。

一方、ステップＳ３の判定の結果、ブレーキペダル２２が踏み込まれている場合は、フラグＦ１が「１」に設定されているか否かが判定される（ステップＳ４）。

ステップＳ４の判定の結果、フラグＦ１が「０」に設定されている場合のみステップＳ５に進み、フラグＦ１が「１」に設定されている場合、ステップＳ５及びステップＳ６を省略してステップＳ７に進む。

ステップＳ５では、ブレーキペダルストロークセンサ５２で検出されたブレーキペダル２２の踏み込み量Ｂｓｔと、該踏み込み量Ｂｓｔの増加速度ΔＢｓｔとに基づいて、回生トルクのピーク値Ｔｍａｘが設定される。具体的に、このピーク値Ｔｍａｘは、例えば図３に示すマップを用いて、踏み込み量Ｂｓｔが大きいほど大きくなるように、且つ、踏み込み量の増加速度ΔＢｓｔが大きいほど大きくなるように設定される。これにより、回生トルクのピーク値Ｔｍａｘを、運転者の制動要求に応じた値に設定することができる。このようにしてピーク値Ｔｍａｘが設定されると、続くステップＳ６においてフラグＦ１が「１」に設定された後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、回生トルクＴが、ステップＳ５で設定されたピーク値Ｔｍａｘに到達したか否かが判定される。

ピーク値Ｔｍａｘの設定直後は、回生トルクＴがピーク値Ｔｍａｘに達していないため、ステップＳ７の判定を経てステップＳ１４に進み、このステップＳ１４においてフラグＦ２が「１」でないと判定された後、回生トルクＴの出力値としてピーク値Ｔｍａｘがインバータ４４に出力される（ステップＳ１３）。この場合、回生トルクＴがピーク値Ｔｍａｘに到達するまで同様の処理が繰り返され、これにより、回生トルクＴはブレーキ操作の初期にピーク値Ｔｍａｘに到達する。よって、ブレーキ操作の初期に、制動要求に応じた回生トルクＴが作動することで、運転者はブレーキ操作時に違和感を覚えることがない。

一方、回生トルクＴがピーク値Ｔｍａｘに到達すると、ステップＳ７の判定を経てステップＳ８においてフラグＦ２が「１」に設定された後、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、ステップＳ１で読み込まれた勾配センサ５８の出力値に基づき、車両１が降坂中であるか否かが判定され、ステップＳ１０では、ステップＳ１で読み込まれた舵角センサ５６の出力値に基づき、車両１がコーナリング中であるか否かが判定される。なお、ステップＳ９の判定は、勾配センサ５８の出力値に代えて、車両の降坂状態を検出可能な別のセンサ（例えば上下方向の加速度を検出する加速度センサ）に基づいて行ってもよく、ステップＳ１０の判定は、舵角センサ５６の出力値に代えて、車両の旋回状態を検出可能な別のセンサ（例えば車幅方向の加速度を検出する加速度センサ）に基づいて行ってもよい。

ステップＳ９及びステップＳ１０の判定の結果、車両１が降坂中であるか又はコーナリング中であるとき、ステップＳ１１及びステップＳ１２における回生トルクＴの減少制御が実行されることなく、回生トルクＴがインバータ４４に出力される（ステップＳ１３）。これにより、車両１の降坂中またはコーナリング中における走行安定性の維持が図られる。

一方、ステップＳ９及びステップＳ１０の判定の結果、車両１が降坂中でもコーナリング中でもないとき、ステップＳ１１及びステップＳ１２における回生トルクＴの減少制御が実行される。

ステップＳ１１では、回生トルクＴの減少量ΔＴが設定される。具体的には、例えば図４に示すマップを用いて、ＳＯＣ推定用センサ５４の検出値に基づき推定されたバッテリ４２の残容量が大きいほど、すなわち、バッテリ４２が受け入れ可能な回生電力が小さいほど、回生トルクの減少量ΔＴは大きく設定される。これにより、バッテリ４２により受け入れ可能な回生電力が小さいときは、回生トルクＴを大きく減少させることで、バッテリ１２に回生電力が過剰に供給されることを回避して、バッテリ４２を適切に保護することができる。

続くステップＳ１２では、ステップＳ１１で設定された減少量ΔＴ分だけ、回生トルクＴが減算されて、この減算後の値がインバータ４４に出力される（ステップＳ１３）。このように、回生トルクＴをピーク値Ｔｍａｘに到達した後に減少させても、上述のように運転者は制動力の不足を感じ難く、ブレーキ操作時に違和感を覚えることはない。

なお、図２に示す制御動作の実行中において、ブレーキペダル２２の踏み込み量Ｂｓｔが増減した場合、これに応じて回生トルクＴが増減するように制御してもよい。

しかしながら、踏み込み量Ｂｓｔが増大したときに常に回生トルクＴを増大させたり、踏み込み量Ｂｓｔが減少したときに常に回生トルクＴを減少させたりすると、エネルギ効率およびバッテリ４２の保護の観点から好ましくないことがある。

この観点に基づいて、図６及び図７を参照しながら、本発明の別の実施形態について説明する。図６及び図７に示す各実施形態では、上述のコントローラ３０により、基本的には上述の実施形態と同様に回生トルクＴが制御されるが、回生トルクＴがピーク値Ｔｍａｘに到達した後にブレーキペダル２２の踏み込み量が増減した場合の制御動作が上述の実施形態と異なる。

具体的に、図６に示す実施形態では、バッテリ４２の残容量が前記所定値Ｙ未満であることにより回生トルクＴを維持するように制御されている場合において、ブレーキペダル２２の踏み込み量Ｂｓｔが増大したときは、これに応じて回生トルクＴを増大させるように制御される。これにより、運転者の制動要求に応じた回生制動を得ることができる。一方、同様に回生トルクＴを維持するように制御されている場合において、ブレーキペダル２２の踏み込み量Ｂｓｔが減少したときは、回生トルクＴを維持するように制御される。これにより、バッテリ４２が回生電力を十分に受け入れ可能なときは回生制動を極力利用することで、回生エネルギの有効利用を一層図ることができる。また、このように制動力を減少させるブレーキ操作が行われたときに回生制動力が維持されても、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて低下し、これにより総制動力が低下するため、運転者の違和感を抑制することができる。

また、図７に示す実施形態では、バッテリ４２の残容量が前記所定値Ｙ以上であることにより回生トルクＴの減少制御を行っている場合において、ブレーキペダル２２の踏み込み量Ｂｓｔが減少したときは、これに応じて回生トルクＴを減少させるように制御される。これにより、運転者の制動要求の低下に応じて回生制動を低下させることができる。一方、同様に回生トルクＴの減少制御を行っている場合において、ブレーキペダル２２の踏み込み量Ｂｓｔが増大したときは、回生トルクＴを維持するように制御される。これにより、回生トルクＴの減少制御が中断されるとともに、摩擦制動力はブレーキ操作に応じて増大し、これにより総制動力が増大するため、運転者が制動力の不足を感じることを極力抑制しつつ、回生トルクＴを増大させないことによりバッテリ４２の保護を図ることができる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、本発明を電気自動車に適用する場合について説明したが、本発明は、摩擦ブレーキと回生ブレーキとを非協調で動作させるブレーキシステムを搭載した車両であれば、電気自動車以外の車両（例えばハイブリッド車）にも適用することができる。

以上のように、本発明によれば、非協調ブレーキシステムにおいて、回生ブレーキの利用によりエネルギの有効利用を図りつつ、運転者がブレーキ操作時に違和感を覚えることを常に防止することが可能となるから、非協調ブレーキシステムを採用した電気自動車またはハイブリッド車等の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１：車両、１０：ブレーキシステム、１２，１４：摩擦ブレーキ、２２：ブレーキペダル、３０：コントローラ、４０：モータジェネレータ（回生ブレーキ手段）、４２：バッテリ（蓄電手段）、５２：ブレーキペダルストロークセンサ、５４：ＳＯＣ推定用センサ、５６：舵角センサ、５８：勾配センサ。

Claims (8)

1. ブレーキ操作手段のストローク変化に応じて摩擦ブレーキ手段と回生ブレーキ手段とを非協調で動作させる車両のブレーキシステムであって、
   前記ブレーキ操作手段のストローク変化を検出するブレーキ操作検出手段と、
   該ブレーキ操作検出手段の検出結果に基づいて、前記回生ブレーキ手段による回生制動力を制御する回生ブレーキ制御手段と、
   前記回生ブレーキ手段の作動に伴い生じる電力を蓄える蓄電手段と、
   該蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段と、を備え、
   前記回生ブレーキ制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作手段の制動操作開始時のストローク変化が検出されたときに前記回生ブレーキ手段を制御する第１期間制御手段と、前記制動操作の継続中において、前記第１期間制御手段による制御に引き続いて前記回生ブレーキ手段の制御を行う第２期間制御手段とを有し、
   前記第１期間制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段により検出される制動力増大方向のストローク変化が大きいほど前記回生制動力が大きくなるように前記回生ブレーキ手段を制御し、
   前記第２期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が所定値以上であるとき、前記第１期間制御手段による制御時に比べて前記回生制動力が減少するように前記回生ブレーキ手段を制御することを特徴とする車両のブレーキシステム。
2. 前記第２期間制御手段は、前記回生制動力の減少制御を行うとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が大きいほど前記回生制動力の減少量が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の車両のブレーキシステム。
3. 前記第１期間制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段により検出されたストローク変化の大きさに基づいて、前記回生制動力のピーク値を設定する手段であり、
   前記ブレーキシステムは、
   前記回生ブレーキ手段による回生制動力を検出する回生制動力検出手段と、
   該回生制動力検出手段により検出された回生制動力が、前記第１期間制御手段により設定された前記ピーク値に達したか否かを判定するピーク到達判定手段と、を更に備え、
   前記第２期間制御手段は、前記ピーク到達判定手段により前記回生制動力が前記ピーク値に達したと判定された後に、前記回生制動力の制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両のブレーキシステム。
4. 前記第２期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値未満であることにより前記回生制動力を維持するように制御している場合、前記ブレーキ操作検出手段により制動力を減少させるストローク変化が検出されたときでも、前記回生制動力を維持するように制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両のブレーキシステム。
5. 前記第２期間制御手段は、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であることにより前記回生制動力の減少制御を行っている場合、前記ブレーキ操作検出手段により制動力を増大させるストローク変化が検出されたときでも、前記回生制動力を維持するように制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両のブレーキシステム。
6. 前記蓄電手段の蓄電状態を制御する蓄電制御手段を更に備え、
   該蓄電制御手段は、前記回生ブレーキ手段が作動しているときを除いて、前記回生ブレーキ手段が作動するときに生じる電力を前記蓄電手段が受け入れ可能なように該蓄電手段の残容量を所定の閾値以下に維持することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両のブレーキシステム。
7. 車両が旋回状態であるか否かを検出する旋回状態検出手段を更に備え、
   前記第２期間制御手段は、前記旋回状態検出手段により車両の旋回状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両のブレーキシステム。
8. 車両が降坂状態であるか否かを検出する降坂状態検出手段を更に備え、
   前記第２期間制御手段は、前記降坂状態検出手段により車両の降坂状態が検出されたとき、前記残容量検出手段により検出される残容量が前記所定値以上であっても、前記回生制動力を維持することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両のブレーキシステム。

Images