JP5962608B2 - 車両の制動システム - Google Patents
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Description
本発明は、回生制動装置と液圧制動装置とを備える車両の制動システムに関する。
特許文献1には、回生制動装置と協調して車両に対する制動力を制御することのできる液圧制動装置の一例が開示されている。この装置は、運転者によるブレーキ操作に応じた液圧である基礎液圧をマスタシリンダ内に発生させる液圧発生部と、マスタシリンダと車輪に対して設けられているホイールシリンダとの間の差圧を調整するブレーキアクチュエータとを備えている。
液圧発生部は、マスタシリンダに加え、運転者によるブレーキ操作力を助勢するブースタ装置を備えている。そして、マスタシリンダ内では、ブースタ装置によって助勢されたブレーキ操作力に応じて移動するマスタピストンの移動量が所定量に達するまでは基礎液圧が増圧されない。ブレーキ操作力が大きくなってマスタピストンの移動量が所定量以上になると、移動量から所定量を減じた差に応じて基礎液圧が増圧され、同基礎液圧に応じた量のブレーキ液がブレーキアクチュエータを通じてホイールシリンダに供給される。なお、ここでいう「マスタピストンの移動量」とは、ブレーキ操作がなされていないときにおけるマスタピストンの初期位置からの移動量である。
こうした液圧制動装置では、運転者によるブレーキ操作量に応じた要求制動力から回生制動装置が車両に付与する回生制動力を減じた差に応じた制動力を車両に付与するために、ブレーキアクチュエータが作動される。なお、液圧制動装置が車両に付与する制動力のことを「液圧制動力」というものとする。
ここで、回生制動装置が車両に付与する回生制動力は、液圧制動装置が車両に付与する液圧制動力よりも制御しにくい。そのため、運転者によるブレーキ操作によって車両の車体速度が低下され、同車体速度が所定速度以下になったときには、車体速度の低下に合わせて回生制動力を次第に小さくするとともに液圧制動力を次第に大きくする、いわゆるすり替え制御が行われる。そして、こうしたすり替え制御によって、車両の停止前までに回生制動力が「0(零)」とされ、液圧制動力が運転者によるブレーキ操作に応じた要求制動力と一致するようになる。
ところで、上記すり替え制御において回生制動力の減少分を補うように液圧制動力を増大させる場合、マスタシリンダとホイールシリンダとの間の差圧が次第に大きくなるようにブレーキアクチュエータが作動する。このとき、ブレーキアクチュエータを構成するポンプによってマスタシリンダ内からブレーキ液が汲み上げられてホイールシリンダ内に供給される。すると、マスタシリンダ内のブレーキ液の減少によって基礎液圧が減圧され、マスタピストンが、基礎液圧を増圧させる方向(以下、「操作方向」ともいう。)に移動しやすくなる。この場合、ブースタ装置によって助勢されたブレーキ操作力がマスタピストンに付与されているため、マスタピストンが操作方向に移動し、マスタピストンに駆動連結されているブレーキ操作部材が変位してしまう。すなわち、運転者自身がブレーキ操作力を大きくしなくてもブレーキ操作部材が変位することとなり、ドライバビリティが低下するおそれがある。
こうした上記すり替え制御時におけるドライバビリティの低下を抑制する方法としては、回生制動力の減少勾配、すなわち液圧制動力の増大勾配を小さく、すなわち緩やかな勾配にする方法が考えられる。この方法によれば、マスタシリンダ内のブレーキ液の減少速度が遅くなるため、基礎液圧の減圧に伴うブレーキ操作部材の変位速度を遅くすることができ、ドライバビリティの低下を抑制することはできる。しかしながら、この場合、すり替え制御の開始タイミングを決定するための上記所定速度を大きくする必要があり、回生効率の低下を招くこととなる。
本発明の目的は、ブレーキ操作時における車両の減速に合わせて回生制動力を次第に小さくするとともに液圧制動力を次第に大きくするすり替え制御を行うに際し、ドライバビリティの低下を抑制しつつ回生効率の低下をも抑制することができる車両の制動システムを提供することにある。
上記課題を解決するための車両の制動システムは、車両に回生制動力を付与する回生制動装置と、車輪に対応するホイールシリンダ内の液圧を調整することにより液圧制動力を車両に付与する液圧制動装置と、を備え、ブレーキ操作部材が操作されるブレーキ操作時における車両の減速に合わせて回生制動力を次第に小さくするとともに液圧制動力を次第に大きくするすり替え制御を行うシステムを前提としている。このシステムにおいて、液圧制動装置は、ブレーキ操作に応じた基礎液圧をマスタシリンダ内に発生させる液圧発生部と、マスタシリンダとホイールシリンダとの間の差圧を調整するブレーキアクチュエータと、を有する。また、ブレーキアクチュエータは、マスタシリンダとホイールシリンダとの間の経路に配置される差圧調整弁と、マスタシリンダ内からブレーキ液を汲み上げて同ブレーキ液を差圧調整弁よりもホイールシリンダ側の経路に吐出する供給ポンプとを有する。また、液圧発生部は、ブースタ室内の流体圧が高いほどブレーキ操作部材の操作力を大きく助勢するブースタ装置を有し、同ブースタ装置によって助勢された操作力に応じてマスタピストンをマスタシリンダ内で移動させることにより基礎液圧を調整し、同基礎液圧に応じた量のブレーキ液をホイールシリンダに供給する。また、ブレーキ操作部材の操作量が維持される維持状態の開始時点における基礎液圧を基準基礎液圧としたとき、ブースタ装置は、上記維持状態では、供給ポンプの作動によってマスタシリンダ内のブレーキ液が減少しても、基準基礎液圧からの基礎液圧の減圧量が規定減圧量未満であるときには、ブースタ室内への流体の流入を規制する弁装置を有する。そして、上記車両のシステムは、上記維持状態ですり替え制御を行う場合、基準基礎液圧からの基礎液圧の減圧量が規定減圧量未満である第1の期間での回生制動力の減少勾配を、同基礎液圧の減圧量が規定減圧量以上である第2の期間での回生制動力の減少勾配よりも急勾配にする制御装置を備えている。
上記構成によれば、運転者によるブレーキ操作部材の操作、すなわちブレーキ操作によって車両の車体速度が低下しているときに、すり替え制御が開始される。そして、このすり替え制御が開始されると、車両の減速に合わせ、回生制動力が次第に小さくされるととともに、液圧制動力が次第に大きくされる。このように液圧制動力を増圧させる際には、ブレーキアクチュエータの差圧調整弁及びポンプのうち少なくともポンプが動作し、マスタシリンダとホイールシリンダとの差圧が大きくされる。
ポンプの動作時には、マスタシリンダ内のブレーキ液がポンプによって汲み上げられることによりマスタシリンダ内のブレーキ液が減少するため、マスタシリンダ内では、その内部の液圧である基礎液圧を増圧させる方向にマスタピストンが移動しやすくなる。このとき、ブースタ装置の弁装置は、基準基礎液圧からの基礎液圧の減圧量が規定減圧量未満である第1の期間では、ブースタ室への流体の流入を規制する。すなわち、ブースタ装置によるブレーキ操作部材の操作力の助勢効率が高くならず、ブレーキ操作量が多くなる方向にブレーキ操作部材が変位しにくい。そのため、第1の期間では、基礎液圧の減圧によってマスタピストンが移動しやすい状態になっても、ブレーキ操作部材が変位しやすくなることはあまりなく、ドライバビリティが低下しにくい。
ただし、基準基礎液圧からの基礎液圧の減圧量が規定減圧量以上になる第2の期間では、弁装置によってブースタ室への流体の流入が許容されるため、ブースタ装置によるブレーキ操作部材の操作力の助勢効率が高くなる。すなわち、第2の期間では、第1の期間と比較して、ブレーキ操作量が多くなる方向にブレーキ操作部材が変位しやすくなる。そのため、第2の期間では、基礎液圧の減圧速度が速いほど、ブレーキ操作部材の変位速度が速くなりやすいため、ドライバビリティが低下しやすくなる。
そこで、上記構成では、すり替え制御を行う場合、第1の期間での回生制動力の減少勾配を、第2の期間での回生制動力の減少勾配よりも大きくした。すなわち、基礎液圧を減圧させてもブレーキ操作部材が変位しにくい状態を維持することのできる第1の期間で、回生制動力を大幅に減少させるとともに液圧制動力を大幅に増大させるようにした。そのため、基礎液圧の減圧に伴いブレーキ操作部材が変位しやすくなる第2の期間で回生制動力の減少勾配を大きくすることなく、すり替え制御の開始タイミングを遅らせることが可能となる。したがって、ブレーキ操作時にすり替え制御を行うに際し、ドライバビリティの低下を抑制しつつ回生効率の低下をも抑制することができるようになる。
なお、すり替え制御は、車両の車体速度がすり替え開始速度まで低下すると開始され、同車体速度がすり替え開始速度よりも小さいすり替え終了速度になるまでに完了されるようになっている。そして、上記車両のシステムは、回生制動装置が車両に回生制動力を付与することにより発生する電力を蓄電するバッテリを備えるようにしてもよい。この場合、バッテリの蓄電量が少ないときには、車両制動時に回生制動装置が車両に付与する回生制動力をより大きくすることでバッテリに効率良く蓄電させることができる。このようにバッテリへの蓄電効率を高めるためには、すり替え開始速度を小さくしてすり替え制御の開始タイミングを遅くすることが好ましい。その一方で、バッテリの蓄電量が多いときには、回生制動装置での電力の発生量を多くしても、同電力の一部をバッテリに蓄電させることなく放電させることがあり得る。
そして、上記車両のシステムにおいて、制御装置は、バッテリの蓄電量が所定量未満であるときには、すり替え制御として、蓄電量が所定量以上であるときよりもすり替え開始速度を小さくし、第1の期間での回生制動力の減少勾配を蓄電量が少ないほど大きくする第1のすり替え制御を行うことが好ましい。一方、制御装置は、バッテリの蓄電量が所定量以上であるときには、すり替え制御として、すり替え開始速度を固定値とし、第1の期間での回生制動力の減少勾配を蓄電量が多いほど大きくし、第2の期間での回生制動力の減少勾配を蓄電量が多いほど小さくする第2のすり替え制御を行うことが好ましい。
上記構成によれば、バッテリの蓄電量が所定量未満である場合、バッテリの蓄電量が少ないと判断することができるため、すり替え開始速度は、蓄電量が所定量以上である場合よりも小さくされる(第1のすり替え制御)。これにより、バッテリの蓄電量が所定量未満である場合のすり替え制御の開始タイミングを、蓄電量が所定量以上である場合よりも遅くすることができる。また、このようにすり替え制御の開始タイミングを遅らせても、第1の期間での回生制動力の減少勾配を大きくすることにより、第2の期間での回生制動力の減少勾配が小さい状態を維持することができる。したがって、バッテリの蓄電量が所定量未満である場合には、ドライバビリティの低下を抑制しつつ、車両制動時に効率良くバッテリに蓄電させることができるようになる。
一方、バッテリの蓄電量が所定量以上である場合、バッテリの蓄電量が多いと判断することができるため、すり替え開始速度は固定値と等しくされる。そして、蓄電量が多いほど、第1の期間での回生制動力の減少勾配が大きくされ、第2の期間での回生制動力の減少勾配が小さくされる(第2のすり替え制御)。これにより、蓄電量が所定量以上である場合には、すり替え制御の開始タイミングを変更することなく、第2の期間での回生制動力の減少勾配を小さくすることができる。すなわち、第2の期間中における基礎液圧の減圧速度を遅くすることができる。その結果、第2の期間中では、ブレーキ操作部材が変位するにしても、その変位速度を遅くすることができる。すなわち、ブレーキ操作部材を操作する運転者は、ブレーキ操作部材の変位を感じにくくなる。したがって、蓄電量が所定量以上である場合には、蓄電量が多いほど、ドライバビリティの低下の抑制効果を高めることができるようになる。
そして、上記構成では、バッテリの蓄電量が所定量以上であるか否かによって、第1のすり替え制御又は第2のすり替え制御を選択して実行することができる。
また、上記車両のシステムにおいて、制御装置は、バッテリの蓄電量が少ないほど、すり替え開始速度を小さくするとともに、第1の期間での回生制動力の減少勾配を大きくするすり替え制御を行うことが好ましい。この構成によれば、蓄電量が所定量以上であるか否かに拘わらず、蓄電量が多いほどすり替え開始速度が小さくされ、すなわちすり替え制御の開始タイミングが遅らされる。そして、第1の期間での回生制動力の減少勾配は、すり替え開始速度が小さいほど、すなわち蓄電量が少ないほど大きくされる。このように蓄電量に合わせてすり替え開始速度及び第1の期間での回生制動力の減少勾配を変更しても、第2の期間での回生制動力の減少勾配は変更されない。したがって、蓄電量が少ない場合ほど、ドライバビリティの低下を抑制した上で、バッテリへの蓄電効率を向上させることができるようになる。
また、上記車両のシステムにおいて、制御装置は、バッテリの蓄電量が少ないほど、すり替え開始速度を小さくするとともに、第1の期間での回生制動力の減少勾配を大きくするすり替え制御を行うことが好ましい。この構成によれば、蓄電量が所定量以上であるか否かに拘わらず、蓄電量が多いほどすり替え開始速度が小さくされ、すなわちすり替え制御の開始タイミングが遅らされる。そして、第1の期間での回生制動力の減少勾配は、すり替え開始速度が小さいほど、すなわち蓄電量が少ないほど大きくされる。このように蓄電量に合わせてすり替え開始速度及び第1の期間での回生制動力の減少勾配を変更しても、第2の期間での回生制動力の減少勾配は変更されない。したがって、蓄電量が少ない場合ほど、ドライバビリティの低下を抑制した上で、バッテリへの蓄電効率を向上させることができるようになる。
また、制御装置は、すり替え開始速度を固定値とし、バッテリの蓄電量が多いほど、第1の期間での回生制動力の減少勾配を大きくするとともに、第2の期間での回生制動力の減少勾配を小さくするすり替え制御を行うことが好ましい。この構成によれば、蓄電量が所定量以上であるか否かに拘わらず、すり替え開始速度を固定値とした上で、すなわちすり替え制御の開始タイミングを一定とした上で、第2の期間での回生制動力の減少勾配を小さくすることができる。したがって、蓄電量が多い場合ほど、ドライバビリティの低下の抑制効果を高めることができるようになる。
また、制御装置は、すり替え制御を実施するときに、バッテリの蓄電量が多いほど、すり替え開始速度を大きくするとともに、第2の期間での回生制動力の減少勾配を小さくすることが好ましい。この構成によれば、バッテリの蓄電量が少ないときには、すり替え開始速度を小さくすることにより、すり替え制御の開始タイミングを遅らせることができる。これにより、ブレーキ操作時に回生制動装置でより多くの電力を発生させることができ、車両制動時に効率良くバッテリに蓄電させることができるようになる。
また、このようにすり替え制御の開始タイミングを遅らした上で、第2の期間での回生制動力の減少勾配が小さくされる。すなわち、第2の期間中における基礎液圧の減圧速度が遅くなる。その結果、第2の期間中では、ブレーキ操作部材が変位するにしても、その変位速度を遅くすることができる。すなわち、ブレーキ操作部材を操作する運転者は、ブレーキ操作部材の変位を感じにくくなる。したがって、すり替え制御の実施中におけるドライバビリティの低下をさらに抑制することができるようになる。
ところで、上記車両の制動システムにおいて、第1の期間での回生制動力の減少勾配を第1の一定値とし、第2の期間での回生制動力の減少勾配を第1の一定値よりも小さい第2の一定値としてもよい。この構成によれば、すり替え制御の実施中における回生制動力の減少勾配を2段階に変更することができる。
(第1の実施形態)
以下、車両の制動システムの第1の実施形態について図1〜図10に従って説明する。なお、以下における本明細書中の説明においては、車両の進行方向(前進方向)を前方(車両前方)として説明する。
以下、車両の制動システムの第1の実施形態について図1〜図10に従って説明する。なお、以下における本明細書中の説明においては、車両の進行方向(前進方向)を前方(車両前方)として説明する。
図1には、本実施形態の制動システムを備えるハイブリッド車両が図示されている。図1に示すように、ハイブリッド車両には、2モータ方式のハイブリッドシステム10と、全ての車輪FL,FR,RL,RRに対して制動力(液圧制動力)を付与する液圧制動装置20と、車両を統括的に制御する制御装置100とが設けられている。
ハイブリッドシステム10は、ガソリンなどの燃料の供給によって運転されるエンジン11を備えている。このエンジン11のクランク軸11aには、遊星歯車機構などを有する動力伝達機構12を通じて第1のモータ13及び第2のモータ14が連結されている。動力伝達機構12は、エンジン11からの動力を第1のモータ13及び駆動輪である前輪FL,FRに分割して伝達する。また、第2のモータ14の駆動時では、動力伝達機構12は、第2のモータ14からの動力を前輪FL,FRに伝達する。
第1のモータ13は、動力伝達機構12を介して伝達された動力によって発電する。そして、第1のモータ13で発電された電力は、インバータ15を介してバッテリ16に供給されて蓄電される。
第2のモータ14は、運転者がアクセルペダル18を操作する場合には車両の駆動源として機能する。このとき、第2のモータ14には、インバータ15を介してバッテリ16から電力が供給される。すると、第2のモータ14で発生した動力は、動力伝達機構12及びディファレンシャル17を介して前輪FL,FRに伝達される。なお、アクセルペダル18の近傍には、アクセルペダル18の操作量であるアクセル操作量に応じた信号を制御装置100に出力するアクセル開度センサSE1が設けられている。
一方、第2のモータ14には、運転者がブレーキ操作部材としてのブレーキペダル21を操作するブレーキ操作時、前輪FL,FRの回転に伴う動力がディファレンシャル17及び動力伝達機構12を通じて伝達される。このとき、第2のモータ14は発電機として機能し、この第2のモータ14で発電された電力は、インバータ15を介してバッテリ16に供給されて蓄電される。そして、このように発電する第2のモータ14は、第2のモータ14での発電量に応じた回生制動力を車両に対して付与する。したがって、本実施形態では、第2のモータ14が、「回生制動装置」の一例を構成する。
次に、液圧制動装置20について説明する。
液圧制動装置20は、ブレーキペダル21が駆動連結されている液圧発生部の一例である基礎液圧供給装置50と、車輪FL,FR,RL,RRに対する液圧制動力を自動調整可能なブレーキアクチュエータ30とを備えている。ブレーキペダル21には、同ブレーキペダル21の操作量であるブレーキ操作量Yに応じた信号を制御装置100に出力するブレーキ操作量センサSE2が設けられている。
液圧制動装置20は、ブレーキペダル21が駆動連結されている液圧発生部の一例である基礎液圧供給装置50と、車輪FL,FR,RL,RRに対する液圧制動力を自動調整可能なブレーキアクチュエータ30とを備えている。ブレーキペダル21には、同ブレーキペダル21の操作量であるブレーキ操作量Yに応じた信号を制御装置100に出力するブレーキ操作量センサSE2が設けられている。
図2に示すように、ブレーキアクチュエータ30には、2系統の液圧回路311,312が設けられている。第1の液圧回路311には、左前輪用のホイールシリンダ22aと右前輪用のホイールシリンダ22bとが接続されるとともに、第2の液圧回路312には、左後輪用のホイールシリンダ22cと右後輪用のホイールシリンダ22dとが接続されている。そして、基礎液圧供給装置50から第1及び第2の液圧回路311,312にブレーキ液が流入されると、ホイールシリンダ22a〜22d内にブレーキ液が流入し、ホイールシリンダ22a〜22d内の液圧であるWC圧が増圧される。その結果、車輪FL,FR,RL,RRにはWC圧に応じた液圧制動力が付与される。
基礎液圧供給装置50のマスタシリンダ61とホイールシリンダ22a〜22dとを接続する経路には、電磁式のリニア電磁弁である差圧調整弁321,322が設けられている。また、第1の液圧回路311において差圧調整弁321よりもホイールシリンダ22a,22b側には、左前輪用の経路33a及び右前輪用の経路33bが設けられるととともに、第2の液圧回路312において差圧調整弁322よりもホイールシリンダ22c,22d側には、左後輪用の経路33c及び右後輪用の経路33dが設けられている。そして、こうした経路33a〜33dには、ホイールシリンダ22a〜22d内のWC圧の増圧を規制する際に作動する常開型の電磁弁である増圧弁34a,34b,34c,34dと、WC圧を減圧させる際に作動する常閉型の電磁弁である減圧弁35a,35b,35c,35dとが設けられている。
また、第1及び第2の液圧回路311,312には、ホイールシリンダ22a〜22dから減圧弁35a〜35dを通じて流出したブレーキ液を一時貯留するためのリザーバ361,362と、ポンプ用モータ37の回転に基づき作動する供給ポンプ381,382とが接続されている。リザーバ361,362は、吸入用流路391,392を通じて供給ポンプ381,382に接続されるとともに、マスタ側流路401,402を通じて差圧調整弁321,322よりもマスタシリンダ61側の通路に接続されている。また、供給ポンプ381,382は、供給用流路411,412を通じて差圧調整弁321,322と増圧弁34a〜34dの間の接続部位421,422に接続されている。そして、供給ポンプ381,382は、ポンプ用モータ37が駆動する場合に、リザーバ361,362及びマスタシリンダ61内から吸入用流路391,392及びマスタ側流路401,402を通じてブレーキ液を汲み取り、該ブレーキ液を供給用流路411,412内に吐出する。
図2及び図3に示すように、基礎液圧供給装置50は、流体圧源51を備えている。この流体圧源51は、流体の一例であるブレーキ液が貯留されている大気圧リザーバ52と、高圧のブレーキ液を蓄積するアキュムレータ53と、大気圧リザーバ52からブレーキ液をアキュムレータ53に圧送する蓄圧用ポンプ54とを有している。また、流体圧源51には、アキュムレータ53内の蓄積圧を検出する圧力センサSE3と、蓄積圧が過剰になったときにアキュムレータ53内のブレーキ液の一部を大気圧リザーバ52に戻すレリーフ弁55とが設けられている。
また、基礎液圧供給装置50は、有底筒状をなすマスタシリンダ61と、ブレーキペダル21の操作によって図中左右方向に移動するオペレーティングロッド62と、蛇腹をなすゴム製のブーツ63とを備えている。マスタシリンダ61の開口端(図中右端)には、内向きフランジ状のスリーブ支持壁611が設けられている。そして、ブーツ63の一端はこうしたマスタシリンダ61の開口端に嵌合され、ブーツ63の他端はオペレーティングロッド62に嵌合されている。なお、本明細書においては、運転者によるブレーキ操作によってオペレーティングロッド62が移動する方向である図3における左方を「操作方向+X」といい、その反対方向である図3における右方を「解消方向−X」というものとする。
マスタシリンダ61及びブーツ63によって形成された内部空間64には、ブレーキペダル21から遠い順に、第1のマスタピストン651、第2のマスタピストン652、弁装置66が配置されている。第1のマスタピストン651は、常に第1の付勢部材671によって解消方向−Xに付勢されているとともに、第2の付勢部材672を支持している。また、第2のマスタピストン652は、常に第2の付勢部材672によって解消方向−Xに付勢されている。
そして、ブレーキペダル21が操作されると、第1及び第2のマスタピストン651,652がマスタシリンダ61の側壁に沿って操作方向+Xに摺動する。すると、マスタシリンダ61の底壁と第1のマスタピストン651との間の第1のマスタ室681内の液圧と、第1のマスタピストン651と第2のマスタピストン652との間の第2のマスタ室682内の液圧が増圧される。その結果、第1及び第2のマスタ室681,682内の液圧に応じた量のブレーキ液が、マスタシリンダ61の側壁に設けられている供給路614,615を通じてマスタシリンダ61外に流出し、ブレーキアクチュエータ30の液圧回路311,312を通じてホイールシリンダ22a〜22d内に供給される。なお、第1及び第2のマスタ室681,682内の液圧のことを「基礎液圧Pmc」という。
また、マスタシリンダ61の側壁には、第1のマスタ室681とマスタシリンダ61外とを連通する第1の連通路612と、第2のマスタ室682とマスタシリンダ61外とを連通する第2の連通路613とが設けられている。第1及び第2の連通路612,613は、大気圧リザーバ52から延びる供給管69に接続されている。
ブレーキペダル21が操作されていない状態では、第1及び第2の連通路612,613と供給管69とを介し、大気圧リザーバ52と第1及び第2のマスタ室681,682とが連通している。そのため、この状態でブレーキアクチュエータ30の供給ポンプ381,382が作動する場合、第1及び第2のマスタ室681,682内のブレーキ液が供給ポンプ381,382によって汲み上げられても、第1及び第2のマスタ室681,682には大気圧リザーバ52からブレーキ液が補充される。したがって、第1及び第2のマスタ室681,682のブレーキ液量、すなわち基礎液圧Pmcはほとんど変化しない。
一方、ブレーキペダル21が操作され、第1及び第2のマスタピストン651,652が操作方向+Xに移動している場合、第1及び第2の連通路612,613と供給管69とを介した大気圧リザーバ52と第1及び第2のマスタ室681,682との連通が、第1及び第2のマスタピストン651,652によって遮断される。そのため、この状態でブレーキアクチュエータ30の供給ポンプ381,382が作動した場合、第1及び第2のマスタ室681,682内のブレーキ液が供給ポンプ381,382によって汲み上げられると、大気圧リザーバ52から第1及び第2のマスタ室681,682にブレーキ液が補充されない。したがって、第1及び第2のマスタ室681,682内のブレーキ液が減少し、基礎液圧Pmcが減圧される。
弁装置66は、運転者によるブレーキ操作力を助勢するための力を蓄えるブースタ室70と流体圧源51との連通を許容したり、連通を遮断したりすべく動作する装置である。すなわち、弁装置66と流体圧源51とにより、ブースタ室70内の流体圧であるブースタ圧が高いほどブレーキペダル21の操作力を大きく助勢するブースタ装置71の一例が構成される。
弁装置66は、マスタシリンダ61の側壁に沿って操作方向+X及び解消方向−Xに摺動するスリーブ72と、スリーブ72の内側で操作方向+X及び解消方向−Xに摺動するスプール73とを備えている。また、スリーブ72の内側には、同スリーブ72の操作方向+X側の開口を閉塞する弾性体74と、スリーブ72と弾性体74との間に配置されるプランジャ75とが設けられている。こうした弁装置66は、プッシュロッド83を通じて第2のマスタピストン652に接続されている。
なお、上記内部空間64において第2のマスタピストン652と弁装置66との間には、大気開放室76が設けられている。マスタシリンダ61の側壁には、大気開放室76とマスタシリンダ61外とを連通させる開放通路616が設けられており、この開放通路616は、排出管56を通じて大気圧リザーバ52内と連通している。すなわち、大気開放室76内の圧力は、大気圧リザーバ52内の圧力とほぼ同等である。
弁装置66のスリーブ72は、外径の異なる第1の円筒部721、第2の円筒部722及び第3の円筒部723を有している。第2の円筒部722は、マスタシリンダ61の側壁に沿って操作方向+X及び解消方向−Xに摺動可能な状態でマスタシリンダ61内に位置している。また、第2の円筒部722の外径は、第1及び第3の円筒部721,723の外径よりも大きい。そして、第2の円筒部722とスリーブ支持壁611との間に、ブースタ室70が設けられている。
第1の円筒部721は、第2の円筒部722よりも操作方向+X側に位置している。第1の円筒部721の外径は、第2の円筒部722の外径やマスタシリンダ61の内径よりも小さい。そのため、第1の円筒部721とマスタシリンダ61の側壁との間には、環状をなす軸方向液路77が形成されている。マスタシリンダ61の側壁には、マスタシリンダ61の内外を連通させる連通路617が設けられている。そして、軸方向液路77は、この連通路617及び供給管57を通じてアキュムレータ53に接続されている。よって、軸方向液路77内の圧力は、アキュムレータ53内の蓄積圧とほぼ同等である。
また、第1の円筒部721における第2の円筒部722との境界部分には、径方向に延びる貫通孔72aが設けられている。そして、軸方向液路77は、この貫通孔72aを通じて、スリーブ72の内側の空間と連通する。
さらに、第1の円筒部721の内側には、スプール73と弾性体74との間に開放空間78が設けられている。そして、第1の円筒部721には、開放空間78と、弁装置66よりも操作方向+X側に位置する大気開放室76とを連通するドレーン通路72bが設けられている。
なお、第1の円筒部721は、内径の大きい大径部分721Aと、内径の小さい小径部分721Bとに区分される。大径部分721Aは小径部分721Bよりも操作方向+X側に位置しており、この大径部分721Aの内側に弾性体74が配置されている。
第3の円筒部723は、第2の円筒部722よりも解消方向−X側に位置している。この第3の円筒部723の外径はマスタシリンダ61のスリーブ支持壁611の内径とほぼ同等であり、第3の円筒部723は、マスタシリンダ61内からスリーブ支持壁611の内側を通じてブーツ63内に突出している。
また、第3の円筒部723内には、円柱状をなす作動部材79が設けられており、この作動部材79は、第3の円筒部723の内周面に沿って操作方向+X及び解消方向−Xに摺動可能となっている。この作動部材79の解消方向−X側の端部には、オペレーティングロッド62が当接し、作動部材79の操作方向+X側の端部には、スプール73が当接している。そのため、ブレーキペダル21が操作された場合、運転手によるブレーキ操作力が、オペレーティングロッド62及び作動部材79を通じてスプール73に伝達される。
なお、スリーブ72において第1の円筒部721と第3の円筒部723との間には、ブースタ室70と、スリーブ72の内側の空間とを連通させる接続通路72cが設けられている。
スプール73は、第1のランド部731と、第1のランド部731の解消方向−X側に位置する第2のランド部732と、第2のランド部732の解消方向−X側に位置する第3のランド部733とを有している。第2のランド部732の外径は、第1及び第3のランド部731,733の外径よりも小さい。そして、第2のランド部732の外周面とスリーブ72の内周面との間には、円環状のインポート通路80が形成されている。このインポート通路80は、スリーブ72の内周面と第3のランド部733の外周面との間に形成されている連続通路81と、スリーブ72に設けられている接続通路72cとを通じて、ブースタ室70内と連通している。
プランジャ75は、スリーブ72の第1の円筒部721の小径部分721Bの内側に位置しており、スリーブ72に対して操作方向+X及び解消方向−Xに摺動可能となっている。そして、図3に示すように、ブレーキペダル21が操作されていない場合、プランジャ75は、スプール73に当接する一方で、弾性体74から離れている。
弁装置66は、ブースタ室70内からブレーキ液を開放空間78内に流出させる流出経路82を有している。この流出経路82は、スプール73からプランジャ75に跨るように設けられている。そして、ブレーキペダル21が操作されていない場合、ブレーキ操作量が増大される場合、及びブレーキ操作量が維持される場合、流出経路82のスプール73側の開口が、スリーブ72によって閉塞される。一方、ブレーキ操作量が減少される場合、流出経路82のスプール73側の開口が開口され、同開口からブースタ室70内のブレーキ液が流出経路82に流入して開放空間78内に流出される。
次に、図3〜図6を参照し、ブレーキペダル21の操作時及び操作の解消時における基礎液圧供給装置50の作用について説明する。
図3に示すように、ブレーキペダル21が操作されていない場合、スリーブ72に設けられている貫通孔72aはスプール73の第1のランド部731によって閉塞される。そのため、流体圧源51のアキュムレータ53とマスタシリンダ61内のブースタ室70との連通が遮断されている。この状態では、ブースタ室70の容積が増えると、その分、ブースタ室70内のブースタ圧が減圧されることとなる。すなわち、運転者によるブレーキ操作力が助勢されない。
図3に示すように、ブレーキペダル21が操作されていない場合、スリーブ72に設けられている貫通孔72aはスプール73の第1のランド部731によって閉塞される。そのため、流体圧源51のアキュムレータ53とマスタシリンダ61内のブースタ室70との連通が遮断されている。この状態では、ブースタ室70の容積が増えると、その分、ブースタ室70内のブースタ圧が減圧されることとなる。すなわち、運転者によるブレーキ操作力が助勢されない。
ブレーキペダル21の操作が開始されると、弁装置66が動作する。すなわち、ブレーキペダル21に連結されているオペレーティングロッド62に押され、作動部材79が操作方向+Xに摺動する。すると、作動部材79に押され、スプール73がスリーブ72に対して操作方向+Xに相対的に摺動する。こうしたスプール73のスリーブ72に対する相対的な移動量が助勢開始量ΔM未満である場合、スリーブ72の貫通孔72aをスプール73で閉塞する状態が維持されるため、アキュムレータ53とブースタ室70との連通は遮断されたままとなる。すなわち、スプール73のスリーブ72に対する相対的な移動量が助勢開始量ΔMに達するまでは、運転者によるブレーキ操作力は、ブースタ装置71によって助勢されない。
また、図3に示すように、ブレーキペダル21の非操作時にあっては、プランジャ75と弾性体74との間に隙間が介在している。そのため、運転者によるブレーキ操作によって、スプール73及びプランジャ75が操作方向+Xに摺動しても、ブレーキ操作力はプッシュロッド83に伝達されない。その結果、第1及び第2のマスタピストン651,652は操作方向+Xに摺動せず、第1及び第2のマスタ室681,682内の液圧である基礎液圧Pmcが増圧されない。
ブレーキ操作量が更に増えると、図4に示すように、スプール73のスリーブ72に対する相対的な移動量が助勢開始量ΔM以上になる。すると、スリーブ72の貫通孔72aが開放され、同貫通孔72aがスプール73の第2のランド部732の外周側に位置するインポート通路80と連通する。これにより、アキュムレータ53とブースタ室70とが連通され、ブースタ室70内には、アキュムレータ53から高圧のブレーキ液が供給される。こうした状態では、スリーブ72の操作方向+Xへの摺動によってブースタ室70の容積が広くなっても、ブースタ室70内のブースタ圧が減圧されない。すなわち、スリーブ72は、ブースタ室70内のブースタ圧に助勢されることで、スプール73と共に操作方向+Xに摺動する。
また、このようにスプール73のスリーブ72に対する相対的な移動量が助勢開始量ΔM以上になると、プランジャ75が弾性体74に当接し、弾性体74は、操作方向+Xに摺動するスリーブ72と、第1及び第2のマスタ室681,682から解消方向−Xに付勢されているプランジャ75とによって圧縮される。そして、この圧縮力が、プランジャ75、スプール73、作動部材79及びオペレーティングロッド62を通じて反力としてブレーキペダル21に作用する。また、圧縮されている弾性体74によってプッシュロッド83が操作方向+Xに押される。すなわち、ブースタ装置71によって助勢されたブレーキ操作力がプッシュロッド83に伝達され、プッシュロッド83が第1及び第2のマスタピストン651,652を操作方向+Xに押し込む。これにより、第1及び第2のマスタ室681,682の容積が狭くなり、第1及び第2のマスタ室681,682と大気圧リザーバ52との連通が第1及び第2のマスタピストン651,652によって遮断される。その結果、第1及び第2のマスタ室681,682内の液圧である基礎液圧Pmcが増圧される。すると、第1及び第2のマスタ室681,682内のブレーキ液が、ブレーキアクチュエータ30の液圧回路311,312を通じてホイールシリンダ22a〜22d内に供給される。
そして、運転者によるブレーキ操作量が維持される維持状態になると、維持状態への移行直後に、ブースタ室70内のブースタ圧を受けるスリーブ72が操作方向+Xに摺動する。ブレーキ操作量が大きくならない維持状態では、スプール73は摺動しない。そのため、図5に示すように、スリーブ72がスプール73を基準に操作方向+Xに摺動することにより、スリーブ72の貫通孔72aが、スプール73の第1のランド部731によって閉塞される。これにより、アキュムレータ53とブースタ室70との連通が遮断される。このとき、スプール73とプランジャ75とに跨って形成されている流出経路82とブースタ室70との遮断状態は維持されている。そのため、ブースタ室70内のブースタ圧が保持される。この場合、プッシュロッド83が第1及び第2のマスタピストン651,652に付与する押圧力もまた保持され、第1及び第2のマスタ室681,682内の基礎液圧Pmcが、上記維持状態への移行時の液圧で保持される。
その後、ブレーキペダル21の操作が解消されたり、ブレーキ操作力が小さくなったりすると、第1及び第2のマスタピストン651,652は、第1及び第2の付勢部材671,672の付勢力によって解消方向−Xに摺動する。
すると、図6に示すように、第2のマスタピストン652によってプッシュロッド83が解消方向−Xに押される。この場合、プッシュロッド83によって弾性体74が解消方向−Xに押されることにより、弾性体74が変形する。そして、こうして変形した弾性体74によって押されることにより、プランジャ75及びスプール73は、スリーブ72に対して解消方向−Xに相対的に摺動する。
このとき、アキュムレータ53とブースタ室70との連通が遮断される状態は維持される一方で、ブースタ室70が流出経路82と連通するようになる。そして、スプール73の解消方向−Xへの摺動と連動してスリーブ72もまた解消方向−Xに摺動すると、ブースタ室70内の容積が狭くなるのに合わせ、ブースタ室70内のブレーキ液が、流出経路82、開放空間78及びドレーン通路72bを通じて大気開放室76に流出する。そして、大気開放室76内のブレーキ液の一部は、図3に示すように、連通路617及び排出管56を通じて大気圧リザーバ52に排出される。
次に、ハイブリッド車両に搭載される制御装置100について説明する。
図1に示すように、制御装置100には、アクセル開度センサSE1及びブレーキ操作量センサSE2に加え、車両の車体速度VSを検出するための車速センサSE4が電気的に接続されている。また、制御装置100には、アキュムレータ53内の蓄積圧を検出する圧力センサSE3と、マスタシリンダ61内の基礎液圧Pmcを検出する基礎液圧検出センサSE5とが電気的に接続されている(図2参照)。そして、制御装置100は、各センサSE1〜SE5などの各種検出系からの検出信号に基づき車両制御を統括的に行う。
図1に示すように、制御装置100には、アクセル開度センサSE1及びブレーキ操作量センサSE2に加え、車両の車体速度VSを検出するための車速センサSE4が電気的に接続されている。また、制御装置100には、アキュムレータ53内の蓄積圧を検出する圧力センサSE3と、マスタシリンダ61内の基礎液圧Pmcを検出する基礎液圧検出センサSE5とが電気的に接続されている(図2参照)。そして、制御装置100は、各センサSE1〜SE5などの各種検出系からの検出信号に基づき車両制御を統括的に行う。
こうした制御装置100は、パワーマネージメントコンピュータ101と、エンジン11を制御するエンジン制御ユニット102と、第1及び第2の各モータ13,14を制御するモータ制御ユニット103と、液圧制動装置20を制御するブレーキ制御ユニット104とを備えている。
パワーマネージメントコンピュータ101は、運転者がアクセル操作を行う場合、車両の走行状態に基づき、エンジン11に要求する要求動力及び第2のモータ14に要求する要求動力を算出する。そして、パワーマネージメントコンピュータ101は、算出した要求動力に基づいた制御指令をエンジン制御ユニット102及びモータ制御ユニット103に個別に送信する。
また、パワーマネージメントコンピュータ101は、その時点でのバッテリ16の蓄電量及び前輪FL,FRの車輪速度などに基づき、その時点で前輪FL,FRに付与可能な回生制動力を算出する。そして、パワーマネージメントコンピュータ101は、算出したその時点の回生制動力をブレーキ制御ユニット104に送信する。
こうしたパワーマネージメントコンピュータ101は、運転者によるブレーキ操作に伴う車両減速時には、ブレーキ制御ユニット104によって算出された要求回生制動力に関する情報を受信する。すると、パワーマネージメントコンピュータ101は、受信した情報をモータ制御ユニット103に送信する。
モータ制御ユニット103は、運転者によるブレーキ操作に伴う車両減速時には、パワーマネージメントコンピュータ101から要求回生制動力に関する情報を受信する。そして、モータ制御ユニット103は、受信した情報に基づいた要求回生制動力と同等の回生制動力が前輪FL,FRに付与されるように第2のモータ14に発電させる。
ブレーキ制御ユニット104は、運転者がブレーキ操作を行う場合、ブレーキ操作量センサSE2からの信号に基づいてブレーキ操作量を演算し、運転者が要求する車両に対する要求制動力をブレーキ操作量に基づき演算する。そして、ブレーキ制御ユニット104は、演算した車両に対する要求制動力とその時点で前輪FL,FRにできる回生制動力などに基づき要求回生制動力を算出し、該要求回生制動力に関する情報をパワーマネージメントコンピュータ101に送信する。
このとき、ブレーキ制御ユニット104は、車両に対する要求制動力を回生制動力だけで賄うことができると判断した場合、ブレーキアクチュエータ30を作動させない。すなわち、ブレーキ制御ユニット104は、液圧制動装置20から車両に対して液圧制動力を付与させない。一方、ブレーキ制御ユニット104は、車両に対する要求制動力が回生制動力だけで賄うことができない場合、車両に対して液圧制動力を付与させる。このように回生制動力と液圧制動力とを管理することにより、回生エネルギーの回収効率が高くなる。この点で、第2のモータ14、バッテリ16、液圧制動装置20及び制御装置100により、「車両の制動システム」の一例が構成される。
次に、図7に示すタイミングチャートを参照して、ブレーキ操作に伴う車両制動時における回生制動力BPRと液圧制動力BPPとの協調制御の一例について説明する。
図7(a),(b),(c)に示すように、第1のタイミングt11でブレーキ操作が開始されると、ブレーキ操作量の増大に合わせて要求制動力BPTが次第に大きくなる。そして、ブレーキ操作の開始直後にあっては、要求制動力BPTを回生制動力BPRで賄うことができる。しかし、第2のタイミングt12以降からは、回生制動力BPRの応答遅れによって、要求制動力BPTと回生制動力BPRとの間にずれが生じるようになる。
図7(a),(b),(c)に示すように、第1のタイミングt11でブレーキ操作が開始されると、ブレーキ操作量の増大に合わせて要求制動力BPTが次第に大きくなる。そして、ブレーキ操作の開始直後にあっては、要求制動力BPTを回生制動力BPRで賄うことができる。しかし、第2のタイミングt12以降からは、回生制動力BPRの応答遅れによって、要求制動力BPTと回生制動力BPRとの間にずれが生じるようになる。
そのため、第2のタイミングt12以降では、要求制動力BPTから回生制動力BPRを減じた差と液圧制動力BPPとが等しくなるようにブレーキアクチュエータ30が作動する。このとき、ブレーキアクチュエータ30においては、差圧調整弁321,322及び供給ポンプ381,382が作動する。これにより、マスタシリンダ61とホイールシリンダ22a〜22dとの間の差圧が発生し、ホイールシリンダ22a〜22d内のWC圧が増大される。そして、第3のタイミングt13に達すると、要求制動力BPTと回生制動力BPRとが等しくなるため、ブレーキアクチュエータ30の作動が停止され、液圧制動力BPPが「0(零)」となる。
このように車両に制動力BPが付与されていると、車両の車体速度VSが次第に遅くなる。そして、第4のタイミングt14に達すると、車体速度VSが、その時点で設定されているすり替え開始速度である開始判定値VSTh1になり、車体速度VSが低速になったと判断することができる。そのため、第4のタイミングt14で、回生制動力BPRを次第に小さくするとともに液圧制動力BPPを次第に大きくするすり替え制御が開始される。このすり替え制御の実施により、車両が停止する前の第5のタイミングt15で、車体速度VSが、すり替え終了速度である終了判定値VSTh2に達する。そして、このように車体速度VSが終了判定値VSTh2になった時点では、回生制動力BPRを液圧制動力BPPにすり替えるすり替え制御が完了され、回生制動力BPRが「0(零)」となる。その後、第5のタイミングt15から車両が停止する第6のタイミングt16までは、液圧制動力BPPが要求制動力BPTと等しくなる。
ところで、すり替え制御では、液圧制動力BPPを次第に大きくするために、ブレーキアクチュエータ30が作動される。ブレーキ操作量が規定量よりも大きい状態では、第1及び第2のマスタ室681,682内と大気圧リザーバ52とは遮断されているため、ブレーキアクチュエータ30の作動によって第1及び第2のマスタ室681,682内のブレーキ液が減少される。すなわち、第1及び第2のマスタ室681,682内の基礎液圧Pmcが減圧され、第1及び第2のマスタピストン651,652は操作方向+Xに摺動(変位)しやすくなる。
なお、ブレーキアクチュエータ30が作動していない状態で、ブレーキ操作量が増大される状態から維持状態に遷移した場合、この遷移時点の基礎液圧Pmcを「基準基礎液圧Pmc_B」とする。そして、維持状態でブレーキアクチュエータ30が作動し始めると、基礎液圧Pmcは基準基礎液圧Pmc_Bから次第に減圧される。
また、維持状態では、運転者によるブレーキ操作力はほぼ一定である。すなわち、維持状態では、ブースタ装置71によって助勢はされていないものの、プッシュロッド83には、運転者によるブレーキ操作力が、スプール73、プランジャ75及び弾性体74を通じて伝達されている。そのため、第1及び第2のマスタピストン651,652が操作方向+Xに摺動し、これに連動してスプール73及びプランジャ75が操作方向+Xに摺動する。
このとき、ブースタ室70内にはアキュムレータ53から高圧のブレーキ液が流入しないため、スリーブ72はほとんど摺動しない。すなわち、スプール73及びプランジャ75は、スリーブ72に対して操作方向+Xに相対的に摺動することとなる。
基準基礎液圧Pmc_Bからの基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh未満である場合、スプール73がスリーブ72に対して操作方向+Xに相対的に摺動したとしても、スプール73のスリーブ72に対する相対的な移動量は助勢開始量ΔM未満である。そのため、スリーブ72の貫通孔72aをスプール73によって閉塞する状態が維持され、アキュムレータ53とブースタ室70との連通は遮断されている。こうした状態では、ブースタ装置71によるブレーキ操作力の助勢効率は高くならないため、ブレーキペダル21はほとんど変位しない。すなわち、維持状態でのブレーキアクチュエータ30の作動によって基礎液圧Pmcが減圧されても、それに伴う違和感を運転手が感じにくい。
その後もブレーキアクチュエータ30の作動が継続され、基準基礎液圧Pmc_Bからの基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcThに達すると、スプール73のスリーブ72に対する相対的な移動量は助勢開始量ΔMとなる。すると、スプール73の第1のランド部731が、スリーブ72の貫通孔72aよりも操作方向+X側に位置するようになり、スリーブ72の貫通孔72aが開放され、アキュムレータ53とブースタ室70とが連通される。これにより、ブースタ室70内にアキュムレータ53から高圧のブレーキ液が流入するようになり、スリーブ72は、ブースタ室70内のブースタ圧によって押されて操作方向+Xに摺動する。すると、スリーブ72の操作方向+Xへの摺動がプッシュロッド83を通じて第1及び第2のマスタピストン651,652に伝達され、第1及び第2のマスタピストン651,652が操作方向+Xに大幅に摺動する。この場合、第1及び第2のマスタピストン651,652の摺動に連動し、スプール73なども操作方向+Xに大幅に摺動することとなる。その結果、運転者によるブレーキ操作力が一定であるにも拘わらず、ブレーキペダル21は、ブレーキ操作量Yが大きくなる方向に変位するようになる。
なお、このときのブレーキペダル21の変位速度は、基礎液圧Pmcの減圧速度に応じた速度となる。すなわち、基礎液圧Pmcの減圧速度が速い場合には、第1及び第2のマスタ室681,682やスプール73などの操作方向+Xへの摺動速度が速くなり、ブレーキペダル21の変位速度が速くなる。一方、基礎液圧Pmcの減圧速度が遅い場合には、第1及び第2のマスタ室681,682やスプール73などの操作方向+Xへの摺動速度が遅くなり、ブレーキペダル21の変位速度もまた遅くなる。
そこで、本実施形態の制動システムにあっては、すり替え制御では、回生制動力BPRの減少勾配、すなわち液圧制動力BPPの増大勾配を途中で変更するようにした。すなわち、基準基礎液圧Pmc_Bからの基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh未満である期間を「第1の期間TM1」とし、減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh以上である期間を「第2の期間TM2」とする。そして、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配である第1の減少勾配ΔDWN1を、第2の期間TM2での回生制動力BPRの減少勾配である第2の減少勾配ΔDWN2よりも急勾配にする。この場合、第1の期間TM1での液圧制動力BPPの増大勾配である第1の増大勾配ΔUP1は、第2の期間TM2での液圧制動力BPPの増大勾配である第2の増大勾配ΔUP2よりも急勾配になる。ここでいう「勾配が急勾配になる」とは「勾配が大きくなる」と同意であり、「勾配が緩やかになる」とは「勾配が小さくなる」と同意である。
なお、本実施形態の制動システムでは、第1の減少勾配ΔDWN1は第1の一定値に相当し、第2の減少勾配ΔDWN2は第1の一定値よりも小さい第2の一定値に相当する。すなわち、本実施形態の制動システムで実施されるすり替え制御では、回生制動力BPRの減少勾配は、2段階となっている。
図8(a),(b),(c),(d)では、本実施形態の制動システムで実施されるすり替え制御を実線で示し、減少勾配が第2の減少勾配ΔDWN2で一定となる比較例のすり替え制御を破線で示している。なお、ここでは、図8(c)に示すように、ブレーキ操作量Yは一定であるものとする。
比較例のすり替え制御では、第1のタイミングt21ですり替え制御が開始される。すると、第1のタイミングt21から第4のタイミングt24までは、回生制動力BPRが一定勾配(すなわち、第2の減少勾配ΔDWN2)で減少される。また、液圧制動力BPPは、一定勾配(すなわち、第2の増大勾配ΔUP2)で増大される。
これに対し、本実施形態の制動システムで実施されるすり替え制御は、第1のタイミングt21よりも後の第2のタイミングt22から開始される。この場合、第2のタイミングt22からの回生制動力BPRの減少勾配は、第2の減少勾配ΔDWN2よりも急勾配の第1の減少勾配ΔDWN1となる。また、液圧制動力BPPの増大勾配もまた、第2の増大勾配ΔUP2よりも急勾配である第1の増大勾配ΔUP1となる。
なお、第1の減少勾配ΔDWN1及び第1の増大勾配ΔUP1は、例えば、ブレーキアクチュエータ30の供給ポンプ381,382の最大吐出速度に応じた値に設定されている。そのため、第1の期間TM1では、回生制動力BPRが急速に減少されるとともに、液圧制動力BPPが急速に増大されることとなる。
第3のタイミングt23で、基準基礎液圧Pmc_Bからの基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcThに達する。すなわち、第2のタイミングt22から第3のタイミングt23までが第1の期間TM1となり、第3のタイミングt23から第4のタイミングt24までが第2の期間TM2となる。そして、第3のタイミングt23で、回生制動力BPRの減少勾配が第2の減少勾配ΔDWN2となり、液圧制動力BPPの増大勾配が第2の増大勾配ΔUP2となる。
つまり、維持状態ですり替え制御が実施されている場合、ブレーキペダル21がほとんど変位しない第1の期間TM1では、回生制動力BPRの減少速度及び液圧制動力BPPの増大速度が速くされる。そして、ブレーキペダル21が変位しやすい第2の期間TM2では、回生制動力BPR及び液圧制動力BPPがゆっくりと変化することとなる。そのため、比較例のすり替え制御を実施する場合と比較して、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少量が多くなる分、すり替え制御の開始タイミングを遅らせることができる。その結果、ブレーキ操作時における回生効率を向上させることができる。しかも、第2の期間TM2では、基礎液圧Pmcの減少速度を比較例のすり替え制御の場合と同程度とすることにより、ブレーキペダル21の変位速度が、比較例のすり替え制御の場合と同程度となり、ドライバビリティの低下が抑制される。
ところで、回生制動力BPRの大きさは、第2のモータ14での発電量にほぼ比例する。すなわち、回生制動力BPRが大きいほど、第2のモータ14からバッテリ16への蓄電効率が高くなる。言い換えると、バッテリ16の蓄電量SOCが多いときには、蓄電量SOCが少ないときよりも、第2のモータ14での発電量を多くしなくてもよい。そこで、本実施形態の制動システムでは、すり替え制御における第2の減少勾配ΔDWN2を、バッテリ16の蓄電量SOCが少ないほど急勾配にしている。ただし、蓄電量SOCがいくら少なくても、第2の減少勾配ΔDWN2は、第1の減少勾配ΔDWN1よりも緩やかな勾配とされる。
このように蓄電量SOCに応じて第2の減少勾配ΔDWN2を変更する場合、すり替え制御の開始タイミングが変わることとなる。すなわち、蓄電量SOCが少ないほど、すり替え制御の開始タイミングを遅らせることができ、ブレーキ操作時におけるバッテリ16の蓄電効率を向上させることができる。
図9には、すり替え制御の開始タイミングを決定するための開始判定値VSTh1を決定するためのマップを図示している。図9に示すように、蓄電量SOCが第1の蓄電量SOC1未満である場合、開始判定値VSTh1は、最小値VSTh1minに決定される。また、蓄電量SOCが第1の蓄電量SOC1よりも多い第2の蓄電量SOC2以上である場合、開始判定値VSTh1は、最大値VSTh1maxに決定される。そして、蓄電量SOCが第1の蓄電量SOC1以上であって且つ第2の蓄電量SOC2未満である場合、開始判定値VSTh1は、蓄電量SOCが多いほど大きい値に決定される。
次に、図10に示すフローチャートを参照し、すり替え制御を行う際に制御装置100のブレーキ制御ユニット104が実行する処理ルーチンについて説明する。
図10に示すように、本処理ルーチンにおいて、ブレーキ制御ユニット104は、バッテリ16の現時点の蓄電量SOCを検出し、図9に示すマップを用い、開始判定値VSTh1を現時点の蓄電量SOCに応じた値に決定する(ステップS11)。続いて、ブレーキ制御ユニット104は、車速センサSE4からの信号に基づいた車両の車体速度VSを取得し、同車体速度VSが、ステップS11で決定した開始判定値VSTh1以下になったか否かを判定する(ステップS12)。車体速度VSが開始判定値VSTh1よりも速い場合(ステップS12:NO)、ブレーキ制御ユニット104は、車体速度VSが開始判定値VSTh1以下になるまでステップS12の判定を繰り返す。一方、車体速度VSが開始判定値VSTh1以下になった場合(ステップS12:YES)、ブレーキ制御ユニット104は、すり替え制御を開始する。
図10に示すように、本処理ルーチンにおいて、ブレーキ制御ユニット104は、バッテリ16の現時点の蓄電量SOCを検出し、図9に示すマップを用い、開始判定値VSTh1を現時点の蓄電量SOCに応じた値に決定する(ステップS11)。続いて、ブレーキ制御ユニット104は、車速センサSE4からの信号に基づいた車両の車体速度VSを取得し、同車体速度VSが、ステップS11で決定した開始判定値VSTh1以下になったか否かを判定する(ステップS12)。車体速度VSが開始判定値VSTh1よりも速い場合(ステップS12:NO)、ブレーキ制御ユニット104は、車体速度VSが開始判定値VSTh1以下になるまでステップS12の判定を繰り返す。一方、車体速度VSが開始判定値VSTh1以下になった場合(ステップS12:YES)、ブレーキ制御ユニット104は、すり替え制御を開始する。
すなわち、ブレーキ制御ユニット104は、回生制動力BPRの減少勾配を第1の減少勾配ΔDWN1とし、その旨の指令をパワーマネージメントコンピュータ101に送信する(ステップS13)。この指令は、パワーマネージメントコンピュータ101からモータ制御ユニット103に送信される。すると、モータ制御ユニット103は、第2のモータ14が車両に付与する回生制動力BPRを第1の減少勾配ΔDWN1で減少させるように第2のモータ14での発電量を制御する。
続いて、ブレーキ制御ユニット104は、液圧制動力BPPの増大勾配を第1の増大勾配ΔUP1とする(ステップS14)。そして、ブレーキ制御ユニット104は、液圧制動装置20が車両に付与する液圧制動力BPPが第1の増大勾配ΔUP1で増大されるように、ブレーキアクチュエータ30の差圧調整弁321,322及び供給ポンプ381,382を制御する。
そして、ブレーキ制御ユニット104は、上記基準基礎液圧Pmc_Bからの基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcを演算し、同減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh以上になったか否かを判定する(ステップS15)。すなわち、このステップS15では、ブレーキペダル21が変位しにくい第1の期間TM1であるのか、ブレーキペダル21が変位しやすい第2の期間TM2であるのかが判断される。減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh未満である場合(ステップS15:NO)、第1の期間TM1であると判断することができるため、ブレーキ制御ユニット104はその処理を前述したステップS13に移行する。一方、減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh以上である場合(ステップS15:YES)、第2の期間TM2であると判断することができるため、ブレーキ制御ユニット104は、その処理を次のステップS16に移行する。
ステップS16において、ブレーキ制御ユニット104は、回生制動力BPRの減少勾配を第1の減少勾配ΔDWN1よりも緩やかな第2の減少勾配ΔDWN2とし、その旨の指令をパワーマネージメントコンピュータ101に送信する。この指令は、パワーマネージメントコンピュータ101からモータ制御ユニット103に送信される。すると、モータ制御ユニット103は、第2のモータ14が車両に付与する回生制動力BPRを第2の減少勾配ΔDWN2で減少させるように第2のモータ14での発電量を制御する。
続いて、ブレーキ制御ユニット104は、液圧制動力BPPの増大勾配を第1の増大勾配ΔUP1よりも緩やかな第2の増大勾配ΔUP2とする(ステップS17)。そして、ブレーキ制御ユニット104は、液圧制動装置20が車両に付与する液圧制動力BPPが第2の増大勾配ΔUP2で増大されるように、ブレーキアクチュエータ30の差圧調整弁321,322及び供給ポンプ381,382を制御する。
ここで、第2の減少勾配ΔDWN2及び第2の増大勾配ΔUP2の決定方法の一例について説明する。上述したように、第2の減少勾配ΔDWN2及び第2の増大勾配ΔUP2は、バッテリ16の蓄電量SOCに応じて決定する。例えば、蓄電量SOCが図9に示す第1の蓄電量SOC1未満である場合、第2の減少勾配ΔDWN2及び第2の増大勾配ΔUP2は最も急勾配、すなわち最も大きな値に決定される。また、蓄電量SOCが図9に示す第2の蓄電量SOC2以上である場合、第2の減少勾配ΔDWN2及び第2の増大勾配ΔUP2は最も緩やかな勾配、すなわち最も小さな値に決定される。なお、このように第2の減少勾配ΔDWN2及び第2の増大勾配ΔUP2を決定する際に用いられる蓄電量SOCは、ステップS11で開始判定値VSTh1を決定する際に用いられた蓄電量SOCとしてもよいし、最新の蓄電量SOCとしてもよい。
そして、ブレーキ制御ユニット104は、車両の車体速度VSが上記終了判定値VSTh2以下であるか否かを判定する(ステップS18)。車体速度VSが終了判定値VSTh2よりも速い場合(ステップS18:NO)、ブレーキ制御ユニット104は、その処理を前述したステップS16に移行する。一方、車体速度VSが終了判定値VSTh2以下である場合(ステップS18:YES)、ブレーキ制御ユニット104は、すり替え制御を終了し、本処理ルーチンを終了する。
なお、このようにすり替え制御を行った場合、回生制動力BPRは、車両が停止する前に「0(零)」となる。そして、車体速度VSが終了判定値VSTh2未満になった以降では、回生制動力BPRが「0(零)」であるため、ブレーキ制御ユニット104は、液圧制動力BPPが要求制動力BPTと等しくなるようにブレーキアクチュエータ30を制御する。
以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)運転者によるブレーキ操作に基づく車両減速によって車体速度VSが開始判定値VSTh1以下になると、すり替え制御が開始される。このすり替え制御では、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配である第1の減少勾配ΔDWN1は、第2の期間TM2での回生制動力BPRの減少勾配である第2の減少勾配ΔDWN2よりも急勾配である。そのため、第1の期間TM1での液圧制動力BPPの増大勾配である第1の増大勾配ΔUP1は、第2の期間TM2での液圧制動力BPPの増大勾配である第2の増大勾配ΔUP2よりも急勾配になる。
(1)運転者によるブレーキ操作に基づく車両減速によって車体速度VSが開始判定値VSTh1以下になると、すり替え制御が開始される。このすり替え制御では、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配である第1の減少勾配ΔDWN1は、第2の期間TM2での回生制動力BPRの減少勾配である第2の減少勾配ΔDWN2よりも急勾配である。そのため、第1の期間TM1での液圧制動力BPPの増大勾配である第1の増大勾配ΔUP1は、第2の期間TM2での液圧制動力BPPの増大勾配である第2の増大勾配ΔUP2よりも急勾配になる。
ここで、第1の期間TM1では、アキュムレータ53とブースタ室70との連通が弁装置66によって遮断されており、ブースタ装置71によるブレーキ操作力の助勢効率が高くならない。そのため、基礎液圧Pmcの減圧速度が速くてもブレーキペダル21が変位しにくい状態が維持される。すなわち、第1の期間TM1では、回生制動力BPRの減少勾配を急勾配にしても、ドライバビリティが低下しにくい。
したがって、このように第1の減少勾配ΔDWN1を第2の減少勾配ΔDWN2よりも急勾配にすることにより、回生制動力BPRの減少勾配が第2の減少勾配ΔDWN2で一定となる比較例のすり替え制御を実施する場合と比較して、すり替え制御の開始タイミングを遅らせることができる。その結果、ブレーキ操作時における回生効率を向上させることができる。
しかも、このように第1の期間TM1では回生制動力BPRの減少勾配を急勾配にしても、その後の第2の期間TM2では、回生制動力BPRの減少勾配が緩やかにされる。よって、第2の期間TM2では、比較例のすり替え制御を実施する場合と同様に、ドライバビリティの低下を抑制することができる。したがって、ブレーキ操作時にすり替え制御を行うに際し、ドライバビリティの低下を抑制しつつ回生効率の低下をも抑制することができる。
(2)なお、第2の減少勾配ΔDWN2は、バッテリ16の蓄電量SOCが多いときほど緩やかにされる。そのため、蓄電量SOCが比較的多い場合には、基礎液圧Pmcの減圧速度が遅くなるため、ブレーキペダル21が変位したとしても、その変位速度を比較的遅くすることができる。したがって、すり替え制御の実施に伴うドライバビリティの低下を抑制することができる。
その一方で、バッテリ16の蓄電量SOCが比較的少ない場合には、開始判定値VSTh1を小さくすることにより、すり替え制御の開始タイミングを遅らせることができる。その結果、回生効率を向上させることができる。
(第2の実施形態)
次に、車両の制動システムの第2の実施形態を図11及び図12に従って説明する。なお、第2の実施形態の制動システムでは、ブースタ装置の構成が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
次に、車両の制動システムの第2の実施形態を図11及び図12に従って説明する。なお、第2の実施形態の制動システムでは、ブースタ装置の構成が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図11には、液圧制動装置20の基礎液圧供給装置50Aが図示されている。図11に示すように、マスタシリンダ61Aとブレーキペダル21との間には、負圧式のブースタ装置71Aが設けられている。このブースタ装置71Aは、マスタシリンダ61Aの解消方向−X側に固定されるブースタシェル120を備えている。このブースタシェル120は、操作方向+X側に位置する前側シェル121と、解消方向−X側に位置する後側シェル122とを有している。
この後側シェル122の解消方向−X側の端部と、ブレーキペダル21に連結されているオペレーティングロッド62との間には、蛇腹状をなすゴム製のブーツ123が設けられている。このブーツ123の一端が後側シェル122の解消方向−X側の端部に固定されるとともに、ブーツ123の他端がオペレーティングロッド62に固定されている。そして、ブースタシェル120とブーツ123とによって形成された内部空間には、弁装置124が設けられている。
ブースタシェル120内には、区画部材125が設けられている。そして、ブースタシェル120内において区画部材125よりも操作方向+X側の空間が負圧室R1となり、解消方向−X側の空間がブースタ室R2となっている。こうした区画部材125は、ゴム製のダイヤフラム126と金属製のプレート127とを有しており、区画部材125の内周縁に弁装置124が取り付けられている。
前側シェル121には、負圧源でもあるエンジン11の吸気マニホールドに連通される負圧取入れ部121aが設けられている。そして、エンジン11の運転中にあっては、負圧室R1が常に負圧になっている。負圧室R1は、弁装置124を介してブースタ室R2と連通可能であるとともに、弁装置124を介して大気圧の領域(後述する大気連通空間A1)と連通可能である。そして、ブースタ装置71Aは、オペレーティングロッド62を通じてブレーキペダル21に接続されるとともに、プッシュロッド83Aを通じて第2のマスタピストン652に接続されている。
次に、図12を参照して、弁装置124について説明する。なお、図12は、ブレーキペダル21の操作量であるブレーキ操作量Yが保持されている維持状態であるときのブースタ装置71Aを図示している。
図12に示すように、弁装置124は区画部材125の内周縁を支持するバルブピストン131を備え、このバルブピストン131は、ブースタシェル120の内部に配置される解消スプリング140によって解消方向−X側に付勢されている。バルブピストン131の操作方向+X側には、ゴム製の弾性体74Aとプッシュロッド83Aとが設けられている。
バルブピストン131は、操作方向+X側に位置する第1のピストン部1311と、解消方向−X側に位置する筒状の第2のピストン部1312とを有している。第1のピストン部1311には、バルブピストン131の操作方向+X側の端部に開口するとともに第2のピストン部1312の内側の空間である大気連通空間A1に開口する連通路132が形成されている。この連通路132は、オペレーティングロッド62よりも径方向外側に位置しており、上記負圧室R1と連通している。
一方、第1のピストン部1311において連通路132よりも内側の空間であるブースタ室連通空間A2は、上記ブースタ室R2と連通している。こうしたブースタ室連通空間A2には、オペレーティングロッド62に接続されるプランジャ75Aが設けられており、プランジャ75Aと弾性体74Aとの間には反力部材133が設けられている。そして、上記維持状態では、弾性体74Aからの反力が、反力部材133を通じてプランジャ75Aに伝達される。
プランジャ75Aの解消方向−X側の部位は円筒部75A1となっており、この円筒部75A1内にオペレーティングロッド62の先端が挿入されている。こうした円筒部75A1の解消方向−X側の端部には鍔75A2が設けられている。さらに、円筒部75A1の外周側において鍔75A2よりも操作方向+X側には、フランジ状をなす突設部75A3が設けられている。
また、第1のピストン部1311において連通路132よりも内側には、プランジャ75Aの円筒部75A1の外周に位置し、且つプランジャ75Aに同軸配置される円筒形状の大気圧弁座部材134が設けられている。この大気圧弁座部材134の解消方向−X側の端部には、外向きフランジ状の弁座部1341が設けられている。また、大気圧弁座部材134の操作方向+X側の端部には、内向きフランジ状をなす係止部1342が設けられている。上記維持状態である場合、係止部1342と、プランジャ75Aの円筒部75A1に設けられている突設部75A3との間には隙間が介在している。そして、このときの係止部1342と突設部75A3との間隔が、「助勢開始量ΔM」に相当する。
なお、大気圧弁座部材134は、第1のピストン部1311の内部に配置されている付勢部材137によって解消方向−X側に付勢されている。
第2のピストン部1312の内周側の大気連通空間A1には、円盤状をなす弁体135と、弁体135を操作方向+X側に付勢する弁体用スプリング136とが設けられている。そして、ブレーキペダル21の非操作時や上記維持状態である場合、弁体135は、弁体用スプリング136からの付勢力によって、第1のピストン部1311の端部や大気圧弁座部材134の弁座部1341に着座している。そして、このように第1のピストン部1311の端部に弁体135が着座している場合、連通路132が弁体135によって閉塞されている。すなわち、径方向において連通路132の開口よりも内側に位置する部位が負圧弁座131aとして機能し、この負圧弁座131aと弁体135とにより、負圧弁の一例が構成される。
第2のピストン部1312の内周側の大気連通空間A1には、円盤状をなす弁体135と、弁体135を操作方向+X側に付勢する弁体用スプリング136とが設けられている。そして、ブレーキペダル21の非操作時や上記維持状態である場合、弁体135は、弁体用スプリング136からの付勢力によって、第1のピストン部1311の端部や大気圧弁座部材134の弁座部1341に着座している。そして、このように第1のピストン部1311の端部に弁体135が着座している場合、連通路132が弁体135によって閉塞されている。すなわち、径方向において連通路132の開口よりも内側に位置する部位が負圧弁座131aとして機能し、この負圧弁座131aと弁体135とにより、負圧弁の一例が構成される。
また、弁体135が大気圧弁座部材134の弁座部1341に着座している場合、第1のピストン部1311の内側に設けられているブースタ室連通空間A2が、弁体135によって閉じられる。すなわち、弁座部1341と弁体135とにより、大気圧弁の一例が構成される。
次に、上記維持状態からブレーキ操作量Yが増大された場合の作用について説明する。
上記維持状態からブレーキ操作量Yが増大されると、オペレーティングロッド62が操作方向+Xに移動し、プランジャ75Aもまた操作方向+Xに移動する。こうしたプランジャ75Aの移動量が助勢開始量ΔM未満である場合、プランジャ75Aの突設部75A3が、大気圧弁座部材134の係止部1342に係止されない。そのため、大気圧弁座部材134は操作方向+Xに移動せず、連通路132と上記ブースタ室連通空間A2との連通が遮断されたままとなる。
上記維持状態からブレーキ操作量Yが増大されると、オペレーティングロッド62が操作方向+Xに移動し、プランジャ75Aもまた操作方向+Xに移動する。こうしたプランジャ75Aの移動量が助勢開始量ΔM未満である場合、プランジャ75Aの突設部75A3が、大気圧弁座部材134の係止部1342に係止されない。そのため、大気圧弁座部材134は操作方向+Xに移動せず、連通路132と上記ブースタ室連通空間A2との連通が遮断されたままとなる。
さらなるブレーキ操作量Yの増大によって、プランジャ75Aの移動量が助勢開始量ΔM以上になると、プランジャ75Aの突設部75A3が大気圧弁座部材134の係止部1342に係止される。すると、プランジャ75Aの移動に連動し、大気圧弁座部材134は、付勢部材137からの付勢力に抗して操作方向+Xに移動する。これにより、大気圧弁が開弁され、大気連通空間A1とブースタ室連通空間A2とが連通し、ブースタ室連通空間A2と連通するブースタ室R2には、大気連通空間A1から大気が流入する。これにより、ブースタ室R2内のブースタ圧が増圧される。その結果、運転者によるブレーキ操作力がブースタ装置71Aによって助勢され、プッシュロッド83Aが操作方向+Xに第2のマスタピストン652を押す。すると、第1及び第2のマスタピストン651,652が操作方向+Xに移動し、第1及び第2のマスタ室681,682内の基礎液圧Pmcが増圧される。
次に、上記維持状態でのブレーキアクチュエータ30の作動によって基礎液圧Pmcが減圧される際の作用について説明する。
基礎液圧Pmcが減圧されると、第1及び第2のマスタピストン651,652は操作方向+Xに移動しやすくなる。ここで、オペレーティングロッド62は、プランジャ75A、反力部材133、弾性体74A及びプッシュロッド83を通じて第2のマスタピストン652に接続されている。また、維持状態では、オペレーティングロッド62には、運転者によって一定のブレーキ操作力が付与されている。そのため、第1及び第2のマスタピストン651,652の操作方向+Xへの移動に連動し、オペレーティングロッド62及びプランジャ75Aもまた操作方向+Xに移動する。
基礎液圧Pmcが減圧されると、第1及び第2のマスタピストン651,652は操作方向+Xに移動しやすくなる。ここで、オペレーティングロッド62は、プランジャ75A、反力部材133、弾性体74A及びプッシュロッド83を通じて第2のマスタピストン652に接続されている。また、維持状態では、オペレーティングロッド62には、運転者によって一定のブレーキ操作力が付与されている。そのため、第1及び第2のマスタピストン651,652の操作方向+Xへの移動に連動し、オペレーティングロッド62及びプランジャ75Aもまた操作方向+Xに移動する。
このとき、プランジャ75Aの移動量が助勢開始量ΔM未満である場合、プランジャ75Aの突設部75A3が、大気圧弁座部材134の係止部1342に係止されない。そのため、大気圧弁座部材134は操作方向+Xに移動せず、連通路132と上記ブースタ室連通空間A2との連通が遮断されたままとなる。この場合、ブースタ室R2内のブースタ圧は増圧されないため、ブースタ装置71Aによるブレーキ操作力の助勢効率は高くならない。そのため、第1及び第2のマスタピストン651,652が操作方向+Xに移動しても、ブレーキペダル21の変位しにくい状態は維持される。
ブレーキアクチュエータ30の作動によって基礎液圧Pmcが更に減圧されると、第1及び第2のマスタピストン651,652の操作方向+Xへの移動量が大きくなり、プランジャ75Aの移動量が助勢開始量ΔM以上になる。すると、プランジャ75Aの突設部75A3が大気圧弁座部材134の係止部1342に係止され、プランジャ75Aの移動に連動し、大気圧弁座部材134が弁体用スプリング136からの付勢力に抗して操作方向+Xに移動する。すなわち、大気圧弁が開弁され、大気連通空間A1とブースタ室連通空間A2とが連通し、ブースタ室連通空間A2と連通するブースタ室R2には、大気連通空間A1から大気が流入する。これにより、ブースタ室R2内のブースタ圧が増圧される。その結果、ブースタ装置71Aによるブレーキ操作力の助勢効率が高くなり、ブレーキペダル21は変位しやすくなる。
なお、ブースタ圧が高くなるタイミングは、第1の実施形態の場合と同様に、基準基礎液圧Pmc_Bからの基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcを監視することにより判別することができる。すなわち、減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh未満である場合、上記大気圧弁は閉弁しており、ブースタ圧は増圧されない。減圧量ΔPmcがさらに大きくなり、減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh以上になると、上記大気圧弁が開弁され、ブースタ圧が増圧されるようになる。
そのため、上記第1の実施形態の場合と同様に、ブレーキ操作時に車体速度VSが開始判定値VSTh1以下になったことを契機にすり替え制御が開始される。このとき、基準基礎液圧Pmc_Bからの基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh未満である場合、第1の期間TM1であるため、回生制動力BPRの減少勾配は第1の減少勾配ΔDWN1とされ、液圧制動力BPPの増大速度は第1の増大勾配ΔUP1とされる。また、基礎液圧Pmcの減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh以上となると、第2の期間TM2となるため、回生制動力BPRの減少勾配は、第1の減少勾配ΔDWN1よりも緩やかな第2の減少勾配ΔDWN2とされる。また、液圧制動力BPPの増大速度は、第1の増大勾配ΔUP1よりも緩やかな第2の増大勾配ΔUP2とされる。
したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1),(2)と同等の効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
次に、車両の制動システムの第3の実施形態を図13〜図15に従って説明する。なお、第3の実施形態の制動システムでは、バッテリ16の蓄電量SOCに応じてすり替え制御の内容を変更する方法が第1及び第2の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1及び第2の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1及び第2の各実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(第3の実施形態)
次に、車両の制動システムの第3の実施形態を図13〜図15に従って説明する。なお、第3の実施形態の制動システムでは、バッテリ16の蓄電量SOCに応じてすり替え制御の内容を変更する方法が第1及び第2の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1及び第2の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1及び第2の各実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
まず、図13に示すマップを参照し、開始判定値VSTh1の決定方法について説明する。
本実施形態の制動システムでは、開始判定値VSTh1を決定するに際し、図13に示すマップを用い、バッテリ16の蓄電量SOCに応じた基準開始判定値VSTh1Bが設定される。すなわち、図13に示すように、基準開始判定値VSTh1Bは、蓄電量SOCが予め設定されている所定量KSOC未満であるときには第1の基準値VSTh1B1にされ、蓄電量SOCが所定量KSOC以上であるときには第1の基準値VSTh1B1よりも大きい第2の基準値VSTh1B2にされる。
本実施形態の制動システムでは、開始判定値VSTh1を決定するに際し、図13に示すマップを用い、バッテリ16の蓄電量SOCに応じた基準開始判定値VSTh1Bが設定される。すなわち、図13に示すように、基準開始判定値VSTh1Bは、蓄電量SOCが予め設定されている所定量KSOC未満であるときには第1の基準値VSTh1B1にされ、蓄電量SOCが所定量KSOC以上であるときには第1の基準値VSTh1B1よりも大きい第2の基準値VSTh1B2にされる。
そして、蓄電量SOCが所定量KSOC以上である場合、開始判定値VSTh1は、第2の基準値VSTh1B2と等しい値に決定される。一方、蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合、開始判定値VSTh1は、以下に示す関係式(式1)を用いて算出することができる。
VSTh1 = VSTh1B1 × G1 ・・・(式1)
関係式(式1)における「G1」は、蓄電量SOCに応じたゲイン値であって、「0(零)」よりも大きく且つ「1」以下となるように設定される。例えば、ゲイン値G1は、蓄電量SOCが少ないほど小さくするようにしてもよい。この場合、蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合の開始判定値VSTh1は、蓄電量SOCが所定量KSOC以上である場合よりも小さくなる。さらに、蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合、開始判定値VSTh1は、第1の基準値VSTh1B1未満の範囲で、蓄電量SOCが少ないほど小さくなる。
関係式(式1)における「G1」は、蓄電量SOCに応じたゲイン値であって、「0(零)」よりも大きく且つ「1」以下となるように設定される。例えば、ゲイン値G1は、蓄電量SOCが少ないほど小さくするようにしてもよい。この場合、蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合の開始判定値VSTh1は、蓄電量SOCが所定量KSOC以上である場合よりも小さくなる。さらに、蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合、開始判定値VSTh1は、第1の基準値VSTh1B1未満の範囲で、蓄電量SOCが少ないほど小さくなる。
次に、図14及び図15に示すタイミングチャートを参照して、すり替え制御における回生制動力BPRの減少方法及び液圧制動力BPPの増大方法について説明する。なお、図14及び図15に示す破線は、一定勾配で回生制動力BPRを減少させる比較例のすり替え制御を示している。
本実施形態の制動システムでは、バッテリ16の蓄電量SOCが所定量KSOC以上であるか否かによって、すり替え制御の内容を変更している。例えば、蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合には、バッテリ16の蓄電量SOCが少ないと判断することができるため、回生効率の高い第1のすり替え制御が選択される。一方、蓄電量SOCが所定量KSOC以上である場合には、蓄電量SOCが多いと判断することができるため、ドライバビリティを重視する第2のすり替え制御が選択される。
図14は、第1のすり替え制御を行う場合における回生制動力BPRの減少態様を示している。図14に示すように、ブレーキ制御ユニット104は、すり替え制御の開始タイミングを決定する開始判定値VSTh1をバッテリ16の蓄電量SOCに応じた値とする(ステップS11)。そして、車体速度VSが開始判定値VSTh1に達する場合(ステップS12:YES)、ブレーキ制御ユニット104は、蓄電量SOCが所定量KSOC未満であるため、第1のすり替え制御を開始する。例えば、ブレーキ制御ユニット104は、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNを、蓄電量SOCが少ないほど、すなわち開始判定値VSTh1が小さいほど大きくする。このとき、ブレーキ制御ユニット104は、第1の期間TM1での液圧制動力BPPの増大勾配ΔUPを、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNに応じた値とする。
この場合、開始判定値VSTh1が比較的大きいときには、第1のタイミングt31よりも後の第2のタイミングt32から第2のすり替え制御が開始される。第2のタイミングt32から第4のタイミングt34までは、第1の期間TM1であるため、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNが比較的小さくされる。ただし、このときの減少勾配ΔDWNは、比較例のすり替え制御での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNよりも急勾配となる。
また、開始判定値VSTh1が比較的小さいときには、第2のタイミングt32よりも後であって且つ第4のタイミングt34よりも前の第3のタイミングt33から第2のすり替え制御が開始される。この場合、第3のタイミングt33から第4のタイミングt34までが第1の期間TM1となる。そして、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNが比較的大きくされる。
そして、第1のすり替え制御の開始に伴うブレーキアクチュエータ30の作動によって基礎液圧Pmcが減圧され、その減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcThに達すると、ブレーキ制御ユニット104は、第2の期間TM2での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNを第2の減少勾配ΔDWN2とし(ステップS16)、第2の期間TM2での液圧制動力BPPの増大勾配ΔUPを第2の増大勾配ΔUP2とする(ステップS17)。
その後、車体速度VSが終了判定値VSTh2に達すると、回生制動力BPRから液圧制動力BPPへのすり替えが完了するため、ブレーキ制御ユニット104は第1のすり替え制御を終了する。
図15は、第2のすり替え制御を行う場合における回生制動力BPRの減少態様を示している。図15に示すように、ブレーキ制御ユニット104は、すり替え制御の開始タイミングを決定する開始判定値VSTh1を固定値とする(ステップS11)。例えば、この固定値は、比較例のすり替え制御のように回生制動力BPRを上記第2の減少勾配ΔDWN2で減少させる際における開始判定値VSTh1と同等の値であってもよい。そして、車体速度VSが開始判定値VSTh1に達する場合(ステップS12:YES)、ブレーキ制御ユニット104は、蓄電量SOCが所定量KSOC以上であるため、第2のすり替え制御を開始する。例えば、ブレーキ制御ユニット104は、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNを蓄電量SOCが少ないほど急勾配にする。このとき、ブレーキ制御ユニット104は、第1の期間TM1での液圧制動力BPPの増大勾配ΔUPを、第1の期間TM1での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNに応じた値とする。
この場合、第2のすり替え制御は、比較例のすり替え制御の開始タイミングでもある第1のタイミングt41から開始される。ただし、回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNは、比較例のすり替え制御における回生制動力BPRの減少勾配(例えば、上記第2の減少勾配ΔDWN2)よりも大きい。そのため、比較例のすり替え制御に伴うブレーキアクチュエータ30の作動によって基礎液圧の減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcThに達する第4のタイミングt44よりも前の第2のタイミングt42や第3のタイミングt43で、第1の期間TM1から第2の期間TM2に移行される。
そして、基礎液圧の減圧量ΔPmcが規定減圧量ΔPmcTh以上である場合、ブレーキ制御ユニット104は、第2のすり替え制御の開始時点における蓄電量SOCが多いほど、回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNを緩やかにする。この場合、第2のすり替え制御の開始時点における蓄電量SOCの大きさには関係なく、第2のすり替え制御の終了タイミングは第5のタイミングt45である。この第5のタイミングt45は、比較例のすり替え制御が終了されるタイミングでもある。そのため、第2のすり替え制御を行うことにより、第2の期間TM2での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNが、比較例のすり替え制御における回生制動力BPRの減少勾配よりも小さくなる。
以上、上記構成及び作用によれば、第1及び第2の各実施形態における効果(1)に加え、以下に示す効果を得ることができる。
(3)バッテリ16の蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合には、蓄電量SOCが少ないと判断することができるため、回生効率の高い第1のすり替え制御が実施される。そのため、車両制動時に効率良くバッテリ16に蓄電させることができる。一方、蓄電量SOCが所定量KSOC以上である場合には、蓄電量SOCが多いと判断することができるため、ドライバビリティの低下抑制を重視する第2のすり替え制御が実施される。そのため、ドライバビリティの低下抑制の効果を高めることができる。
(3)バッテリ16の蓄電量SOCが所定量KSOC未満である場合には、蓄電量SOCが少ないと判断することができるため、回生効率の高い第1のすり替え制御が実施される。そのため、車両制動時に効率良くバッテリ16に蓄電させることができる。一方、蓄電量SOCが所定量KSOC以上である場合には、蓄電量SOCが多いと判断することができるため、ドライバビリティの低下抑制を重視する第2のすり替え制御が実施される。そのため、ドライバビリティの低下抑制の効果を高めることができる。
(4)また、第1のすり替え制御を実施するに際しては、蓄電量SOCが少ないほど開始判定値VSTh1が小さくされる。そのため、蓄電量SOCが少ないほど、回生効率を高めることができ、ひいては車両制動時に効率良くバッテリ16に蓄電させることができる。
(5)また、第2のすり替え制御を実施するに際しては、蓄電量SOCが多いほど、第2の期間TM2での回生制動力BPRの減少勾配ΔDWNが小さくされる。そのため、蓄電量SOCが多いほど、ドライバビリティの低下抑制効果を高めることができる。
なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記第1の実施形態では、バッテリ16の蓄電量SOCに応じて第2の減少勾配ΔDWN2、第2の増大勾配ΔUP2及び開始判定値VSTh1を変更していたが、第2の減少勾配ΔDWN2、第2の増大勾配ΔUP2及び開始判定値VSTh1を、蓄電量SOCによらず一定値としてもよい。このように構成しても、上記(1)と同等の効果を得ることができる。
・上記第1の実施形態では、バッテリ16の蓄電量SOCに応じて第2の減少勾配ΔDWN2、第2の増大勾配ΔUP2及び開始判定値VSTh1を変更していたが、第2の減少勾配ΔDWN2、第2の増大勾配ΔUP2及び開始判定値VSTh1を、蓄電量SOCによらず一定値としてもよい。このように構成しても、上記(1)と同等の効果を得ることができる。
・上記各実施形態において、第2の期間TM2では、回生制動力BPRの減少勾配及び液圧制動力BPPの増大勾配を一定としていたが、回生制動力BPRの減少勾配及び液圧制動力BPPの増大勾配を、第1の期間TM1での勾配よりも緩勾配となる範囲内で可変としてもよい。例えば、第2の期間TM2での回生制動力BPRの減少勾配及び液圧制動力BPPの増大勾配を、車体速度VSが遅くなるほど次第に緩やかになるようにしてもよい。
・上記第2の実施形態において、バッテリ16の蓄電量SOCが所定量KSOC未満であるか否かに拘わらず、すり替え制御として第1のすり替え制御を実施するようにしてもよい。この場合であっても上記(4)と同等の効果を得ることができる。
・上記第2の実施形態において、バッテリ16の蓄電量SOCが所定量KSOC以上であるか否かに拘わらず、すり替え制御として第2のすり替え制御を実施するようにしてもよい。この場合であっても上記(5)と同等の効果を得ることができる。
・回生制動装置は、車両に付与する回生制動力BPRを調整することのできるものであれば、モータ以外の他のアクチュエータであってもよい。例えば、回生制動装置は、駆動源としては機能しない単なる発電機であってもよい。
・ブレーキアクチュエータは、差圧調整弁と供給ポンプとを備える構成であれば、上記ブレーキアクチュエータ30以外の他の構成のものであってもよい。
・上記各実施形態の制動システムを備える車両は、エンジン11を備える車両であれば、2モータ方式のハイブリッド車両の他、1モータ方式のハイブリッド車両であってもよい。また、回生制動装置として発電機を備える場合、車両は、駆動源としてエンジン11のみを備えるものであってもよい。
・上記各実施形態の制動システムを備える車両は、エンジン11を備える車両であれば、2モータ方式のハイブリッド車両の他、1モータ方式のハイブリッド車両であってもよい。また、回生制動装置として発電機を備える場合、車両は、駆動源としてエンジン11のみを備えるものであってもよい。
・第1の実施形態の制動システムを備える車両は、エンジン11を備えない車両であってもよい。例えば、車両は、電気自動車であってもよい。
次に、上記各実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
次に、上記各実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)前記弁装置は、
前記ブレーキ操作部材に接続されており、
前記維持状態にある場合、前記供給ポンプの作動による前記基準基礎液圧からの前記基礎液圧の減圧量が前記規定減圧量未満であるときには前記流体圧源と前記ブースタ室との連通を遮断する一方、前記基準基礎液圧からの前記基礎液圧の減圧量が前記規定減圧量以上であるときには前記流体圧源に前記ブースタ室を連通させるようにしてもよい。
前記ブレーキ操作部材に接続されており、
前記維持状態にある場合、前記供給ポンプの作動による前記基準基礎液圧からの前記基礎液圧の減圧量が前記規定減圧量未満であるときには前記流体圧源と前記ブースタ室との連通を遮断する一方、前記基準基礎液圧からの前記基礎液圧の減圧量が前記規定減圧量以上であるときには前記流体圧源に前記ブースタ室を連通させるようにしてもよい。
14…回生制動装置の一例である第2のモータ、16…バッテリ、20…液圧制動装置、21…ブレーキ操作部材の一例であるブレーキペダル、22a〜22d…ホイールシリンダ、30…ブレーキアクチュエータ、321,322…差圧調整弁、381,382…供給ポンプ、50,50A…液圧発生部の一例である基礎液圧供給装置、61,61A…マスタシリンダ、651,652…マスタピストン、66,124…弁装置、70,R2…ブースタ室、71,71A…ブースタ装置、100…制御装置、104…勾配設定部の一例であるブレーキ制御ユニット、BPP…液圧制動力、BPR…回生制動力、FL,FR,RL,RR…車輪、Pmc…基礎液圧、Pmc_B…基準基礎液圧、SOC…蓄電量、TM1…第1の期間、TM2…第2の期間、VS…車体速度、VSTh1…すり替え開始速度としての開始判定値、VSTh2…すり替え終了速度としての終了判定値、Y…ブレーキ操作量、ΔPmc…減圧量、ΔDWN…減少勾配、ΔDWN1…第1の一定値である第1の減少勾配、ΔDWN2…第2の一定値である第2の減少勾配、ΔUP1…第1の増大勾配、ΔUP2…第2の増大勾配、ΔPmcTh…規定減圧量。
Claims (6)
- 車両に回生制動力を付与する回生制動装置と、
車輪に対応するホイールシリンダ内の液圧を調整することにより液圧制動力を車両に付与する液圧制動装置と、を備え、
ブレーキ操作部材が操作されるブレーキ操作時における車両の減速に合わせて回生制動力を次第に小さくするとともに液圧制動力を次第に大きくするすり替え制御を行う車両の制動システムにおいて、
前記液圧制動装置は、ブレーキ操作に応じた基礎液圧をマスタシリンダ内に発生させる液圧発生部と、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間の差圧を調整するブレーキアクチュエータと、を有し、
前記ブレーキアクチュエータは、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間の経路に配置される差圧調整弁と、前記マスタシリンダ内からブレーキ液を汲み上げて同ブレーキ液を前記差圧調整弁よりも前記ホイールシリンダ側の経路に吐出する供給ポンプとを有し、
前記液圧発生部は、ブースタ室内の流体圧が高いほど前記ブレーキ操作部材の操作力を大きく助勢するブースタ装置を有し、同ブースタ装置によって助勢された操作力に応じてマスタピストンを前記マスタシリンダ内で移動させることにより前記基礎液圧を調整し、同基礎液圧に応じた量のブレーキ液を前記ホイールシリンダに供給するようになっており、
前記ブレーキ操作部材の操作量が維持される維持状態の開始時点における前記基礎液圧を基準基礎液圧としたとき、
前記ブースタ装置は、前記維持状態では、前記供給ポンプの作動によって前記マスタシリンダ内のブレーキ液が減少しても、前記基準基礎液圧からの前記基礎液圧の減圧量が規定減圧量未満であるときには、前記ブースタ室内への流体の流入を規制する弁装置を有し、
前記維持状態で前記すり替え制御を行う場合に、前記基準基礎液圧からの前記基礎液圧の減圧量が前記規定減圧量未満である第1の期間での回生制動力の減少勾配を、同基礎液圧の減圧量が前記規定減圧量以上である第2の期間での回生制動力の減少勾配よりも大きくする制御装置を備える
ことを特徴とする車両の制動システム。 - 前記すり替え制御は、車両の車体速度がすり替え開始速度まで低下すると開始され、同車体速度が前記すり替え開始速度よりも小さいすり替え終了速度になるまでに完了されるようになっており、
前記回生制動装置が車両に回生制動力を付与することにより発生する電力を蓄電するバッテリを備え、
前記制御装置は、
前記バッテリの蓄電量が所定量未満であるときには、前記すり替え制御として、同蓄電量が同所定量以上であるときよりも前記すり替え開始速度を小さくし、前記第1の期間での回生制動力の減少勾配を前記蓄電量が少ないほど大きくする第1のすり替え制御を行い、
前記バッテリの蓄電量が前記所定量以上であるときには、前記すり替え制御として、前記すり替え開始速度を固定値とし、前記第1の期間での回生制動力の減少勾配を前記蓄電量が多いほど大きくし、前記第2の期間での回生制動力の減少勾配を前記蓄電量が多いほど小さくする第2のすり替え制御を行う
請求項1に記載の車両の制動システム。 - 前記すり替え制御は、車両の車体速度がすり替え開始速度まで低下すると開始され、同車体速度が前記すり替え開始速度よりも小さいすり替え終了速度になるまでに完了されるようになっており、
前記回生制動装置が車両に回生制動力を付与することにより発生する電力を蓄電するバッテリを備え、
前記制御装置は、前記バッテリの蓄電量が少ないほど、前記すり替え開始速度を小さくするとともに、前記第1の期間での回生制動力の減少勾配を大きくする前記すり替え制御を行う
請求項1又は請求項2に記載の車両の制動システム。 - 前記すり替え制御は、車両の車体速度がすり替え開始速度まで低下すると開始され、同車体速度が前記すり替え開始速度よりも小さいすり替え終了速度になるまでに完了されるようになっており、
前記回生制動装置が車両に回生制動力を付与することにより発生する電力を蓄電するバッテリを備え、
前記制御装置は、前記すり替え開始速度を固定値とし、前記バッテリの蓄電量が多いほど、前記第1の期間での回生制動力の減少勾配を大きくするとともに、前記第2の期間での回生制動力の減少勾配を小さくする前記すり替え制御を行う
請求項1又は請求項2に記載の車両の制動システム。 - 前記すり替え制御は、車両の車体速度がすり替え開始速度まで低下すると開始され、同車体速度が前記すり替え開始速度よりも小さいすり替え終了速度になるまでに完了されるようになっており、
前記回生制動装置が車両に回生制動力を付与することにより発生する電力を蓄電するバッテリを備え、
前記制御装置は、前記すり替え制御を実施するときに、前記バッテリの蓄電量が多いほど、前記すり替え開始速度を大きくするとともに、前記第2の期間での回生制動力の減少勾配を小さくする
請求項1に記載の車両の制動システム。 - 前記第1の期間での回生制動力の減少勾配は第1の一定値であり、前記第2の期間での回生制動力の減少勾配は前記第1の一定値よりも小さい第2の一定値である
請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の車両の制動システム。
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