JP6198696B2 - 車両用制動システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用制動システムに関する。

特許文献１の技術では、電動機による回生制動手段と機械的制動手段とを備えた電気自動車において、車両のスロットル操作、ブレーキ操作、および走行状態に従って車両に必要な減速度を算出する減速度演算手段と、バッテリの充電状態を検出する充電検出手段を備える。そしてブレーキ操作を伴うことなくスロットル操作が停止され、そのときにバッテリが満充電状態であるとき、減速度演算手段で求められた減速度に従う電気的制動手段の作動に代えて、減速度演算手段で求められた減速度に従って前記機械的制動手段を作動させることで、アクセルオフに伴う必要な制動力を得る。

特開平１０−２７１６０５号公報

電気自動車などにおいては、アクセルペダルが操作されていないときに、通常のガソリン車におけるエンジンブレーキ相当の制動力を回生制動力で発生させることが知られている。この場合に、回生により得られた電力を充電するためのバッテリの充電量が基準値に達したときは、回生制動力に代えて摩擦制動力でエンジンブレーキ相当の制動力を発生させるようにしている。
しかし、路面の摩擦状態（路面μ）が低い状態で、かつ、回生制動力に代えて比較的大きな摩擦制動力が発生している際には、車両においてアンチロック制御（ＡＢＳ：Antilock Brake System）が作動しやすくなる。

そして、アンチロック制御が頻繁に作動すると、ブレーキペダルを操作していないにもかかわらずアンチロック制御が作動することになるので、その作動音により運転者に違和感を与えるという不具合がある。
本発明の課題は、回生制動力に代えて摩擦制動力を発生させても、アンチロック制御を動作しにくくすることである。

本発明は、回生制動力を発生する回生制動力発生部と、摩擦制動力を発生する摩擦制動力発生部と、前記回生制動力の発生で生じた電力を蓄積するバッテリが所定の状態となったときに、前記回生制動力から前記摩擦制動力に車両の制動力を移行させる移行部と、車両のアンチロック制御のために当該車両の車輪でのスリップを判定するスリップ判定部と、前記摩擦制動力発生部によって前記回生制動力の不足分を前記摩擦制動力で発生させる場合に、前記スリップ判定部でスリップが判定されたときは、そうでないときに比べて前記摩擦制動力発生部による摩擦制動力の発生を低減する制動制御部とを備えることを特徴とする車両用制動システムである。
本発明によれば、アンチロック制御のための車輪のスリップを判定して、摩擦制動力の発生を低減するので、回生制動力に代えて摩擦制動力を発生させても、アンチロック制御を作動しにくくすることができる。

この場合に、前記制動制御部は、前記アンチロック制御が作動する前に発生したスリップを判定して前記摩擦制動力の発生の低減を行うようにしてもよい。
本発明によれば、不用意にアンチロック制御が作動することを防止することができる。

また、前記制動制御部は、前記車両がドライブレンジとなる第1のレンジにあるときよりエンジンブレーキ相当の制動力を高める第２のレンジにある場合に、前記スリップ判定部でスリップが判定されたときは、前記第1のレンジの際に発生させる摩擦制動力に近づけるように前記摩擦制動力発生部による摩擦制動力の発生を低減するようにしてもよい。
本発明によれば、第２のレンジにある場合に摩擦制動力の発生を低減させるときに、ドライブレンジである第1のレンジのエンジンブレーキ相当の制動力に近づけるように低減させるので、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

本発明によれば、回生制動力に代えて摩擦制動力を発生させても、アンチロック制御を動作しにくくすることができる。

本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムを備えた車両の要部系統図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムの摩擦制動装置の概要を表す構成図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムの制御装置の電気的な接続について説明するブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムでエンジンブレーキ相当の制動力を回生制動力により発生させる場合の制御内容を説明するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムでエンジンブレーキ相当の制動力を摩擦制動力により発生させる場合の制御内容を説明するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる車両用制動システムでエンジンブレーキ相当の制動力を摩擦制動力により発生させる場合の制御内容を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態にかかる車両用制動システムを備えた車両１００の要部系統図である。この車両１００は、例えば、電気自動車であり、車両１００の前側に設けられた左右一対の前輪２ａＲ、２ａＬと、車両１００の後側に設けられた左右一対の後輪２ｂＲ、２ｂＬと、を有する。左右の前輪２ａＲ、２ａＬに連結された前輪車軸４には、モータ・ジェネレータ３がトルク伝達機構で連結されている。また、車両１００は、４輪駆動、後輪駆動でもよく、モータ・ジェネレータ３を備えたハイブリッド車などとして構成してもよい。なお、前輪車軸４に設けられる差動機構は図示を省略する。

モータ・ジェネレータ３は、車両駆動用の電動機と回生用の発電機とを兼ねたものである。二次電池であるバッテリ５は、モータ・ジェネレータ３の電源としてインバータ６によってモータ・ジェネレータ３に電力供給を行う。また、車両１００の減速の際には減速エネルギーをモータ・ジェネレータ３が電力に変換し、バッテリ５が、この回生した発電電力を蓄電する。そして、この回生の際には、モータ・ジェネレータ３が回生制動力を発生する。すなわち、モータ・ジェネレータ３などにより、回生制動力発生部を実現している。
また、バッテリ５には、バッテリ５の充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出する充電量検出センサ８（電圧センサおよび／または電流センサ）が設けられている。
制御装置７は、各部を集中的に制御する制御装置である（詳細は後述）。

摩擦制動装置１０は、摩擦制動力発生部となるものである。すなわち、各車輪２ａＲ、２ａＬ、２ａＲ、２ａＬのディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄの各ホイールシリンダに接続され、液圧（油圧）により当該ホイールシリンダを駆動して、ブレーキロータにブレーキパッドを押し当てて摩擦制動力を発生するための装置である。摩擦制動装置１０としては、摩擦制動力を発生するための制動装置であれば様々な装置を適用できるが、本例では、所謂バイ・ワイヤ・ブレーキ・システムを用いている。

図２は、摩擦制動装置１０の概要を表す構成図である。
摩擦制動装置１０は、ブレーキペダル１２の操作により運転者が入力した踏力をブレーキ液圧に変換するマスタシリンダ３４等を備えた入力装置１４、マスタシリンダ３４で発生したブレーキ液圧に応じて、または、そのブレーキ液圧とは無関係にブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ装置１６、車両挙動安定化装置（ＶＳＡ（登録商標）装置など）１８、ディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄなどを備える。モータシリンダ装置１６は、電動モータ７２の駆動力を受けてブレーキ液圧を発生させる第１及び第２スレーブピストン７７ａ，７７ｂを備える。
なお、配管２２ａ〜２２ｆには、各部のブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサＰｍ，Ｐｐ，Ｐｈが設けられている。また、車両挙動安定化装置１８は、ブレーキ液加圧用のポンプ７３を備える。

モータシリンダ装置１６には（車両挙動安定化装置１８を介して）、図示しない車両の右側前輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ａで液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＦＲと、左側後輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ｂに液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＲＬと、右側後輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ｃに液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＲＲと、左側前輪に設けられたディスクブレーキ機構３０ｄに液圧により摩擦制動力を発生させるホイールシリンダ３２ＦＬと、が接続される。
次に、摩擦制動装置１０の基本動作について説明する。

摩擦制動装置１０では、モータシリンダ装置１６やバイ・ワイヤの制御を行う制御系の正常作動時において、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、いわゆるバイ・ワイヤ式のブレーキシステムがアクティブになる。具体的には、正常作動時の摩擦制動装置１０では、運転者がブレーキペダル１２を踏むと（図示しないブレーキペダルストロークセンサ１０１で検出）、第１遮断弁６０ａおよび第２遮断弁６０ｂが、マスタシリンダ３４と各車輪を制動するディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬ）との連通を遮断した状態で、モータシリンダ装置１６が、モータ７２の駆動により発生するブレーキ液圧を用いてディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄを作動させて、各車輪を制動する。

また、正常作動時は、第１遮断弁６０ａおよび第２遮断弁６０ｂが遮断される一方、第３遮断弁６２が開弁され、ブレーキ液は、マスタシリンダ３４からストロークシミュレータ６４に流れ込むようになり、第１遮断弁６０ａおよび第２遮断弁６０ｂが遮断されていても、ブレーキ液が移動し、ブレーキペダル１２操作時にはストロークが生じ、ペダル反力が発生するようになる。

一方、摩擦制動装置１０では、モータシリンダ装置１６等が不作動である異常時において、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、既存の油圧式のブレーキシステムがアクティブになる。具体的には、異常時の摩擦制動装置１０では、運転者がブレーキペダル１２を踏むと、第１遮断弁６０ａおよび第２遮断弁６０ｂをそれぞれ開弁状態とし、かつ、第３遮断弁６２を閉弁状態として、マスタシリンダ３４で発生するブレーキ液圧をディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬ）に伝達して、ディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄ（ホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬ）を作動させて各車輪を制動する。

車両挙動安定化装置１８は、個々のホイールシリンダ３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ，３２ＦＬに個別に液圧を供給することができ、これにより車両１００の挙動の安定化を図る各種制御を行うことができる。ＡＢＳ（Antilock Brake System）による車輪のアンチロック制御も、車両挙動安定化装置１８により行われる。

図３は、制御装置７の電気的な接続について説明するブロック図である。
制御装置７は、モータ・ジェネレータ３などによる回生制動力の発生、及び、摩擦制動装置１０による摩擦制動力の発生を制御する。
制御装置７には、前記の充電量検出センサ８と、ブレーキペダル１２の操作量（操作速度）を検出するブレーキペダルストロークセンサ１０１とが接続されている。制御装置７は、ブレーキペダル１２が操作されていないのをブレーキペダルストロークセンサ１０１で検出したときには、通常のガソリン車におけるエンジンブレーキ相当の制動力を回生制動力により発生するように制御する。また、この場合に、バッテリ５が所定の状態となったとき、例えば、充電量検出センサ８で検出したバッテリ５の充電量があらかじめ定められた基準値を超えたときには、エンジンブレーキ相当の制動力を、モータ・ジェネレータ３などによる回生制動力から摩擦制動装置１０による摩擦制動力に移行させて制動力を発生させるように制御する。これは、制御装置７の移行部１１１が実行する。

また、制御装置７には、車両１００の車輪速を検出する車輪速センサ１０２が接続されている。制御装置７は、車輪速センサ１０２による車両１００の車輪速の検出に基づいて、車両挙動安定化装置１８によるアンチロック制御のために車両１００の車輪でのスリップを判定する。これは、制御装置７のスリップ判定部１１２が実行する。車両挙動安定化装置１８によるアンチロック制御も制御装置７が実行する。
シフト制御部１０３は、車両１００の図示しないセレクトレバー（シフトレバー）の操作に関する制御を行う制御装置である。制御装置７は、シフト制御部１０３から、現在のセレクトレバー（シフトレバー）のポジションがどの位置であるかの情報を取得する。

本実施形態の車両１００においては、セレクトレバー（シフトレバー）で選択できるポジションとして、第1のレンジとなる所謂ドライブレンジ（Ｄレンジ）が用意されている。また、車両１００においては、第１のレンジよりエンジンブレーキ相当の制動力を高めるレンジである第２のレンジも用意されている。
制御装置７の制動制御部１１３は、セレクトレバー（シフトレバー）で選択されているポジションに応じて、前記のエンジンブレーキ相当の制動力を制御する。次に、この制動制御部１１３が実行するエンジンブレーキ相当の制動力の具体的な制御内容について説明する。

図４は、エンジンブレーキ相当の制動力を回生制動力により発生させる場合の制御内容を説明するグラフである。横軸は車両１００の車速、縦軸は車両１００の加速度を示している。加速度が０より大きい場合は車両１００を加速しているときを示し、加速度が０より小さい場合は車両１００を減速しているときを示している。

図４においては、車速、及び、セレクトレバー（シフトレバー）のポジションに応じて、エンジンブレーキ相当の回生制動力の大きさを制御している。符号１２１は、第1のレンジ（Ｄレンジ）の場合の車両１００の加速度の変動を示している。符号１２２は、第２のレンジの場合の車両１００の加速度の変動を示している。図４に示すように、車速がある程度以上の大きさになると、第1のレンジの場合の車両１００の減速度１２１に比べて、第２のレンジの場合の車両１００の減速度１２２が大きくなるように制御する。よって、第２のレンジの場合においては、第1のレンジより大きな回生制動力を発生させ、回生できる電力量も多くなる。

図５は、エンジンブレーキ相当の制動力を摩擦制動力により発生させる場合の制御内容を説明するグラフである。図４と同様、横軸は車両１００の車速、縦軸は車両１００の加速度を示している。加速度が０より大きい場合は車両１００を加速しているときを示し、加速度が０より小さい場合は車両１００を減速しているときを示している。

図５においては、車速、及び、セレクトレバー（シフトレバー）のポジションに応じて、エンジンブレーキ相当の摩擦制動力の大きさを制御している。符号１３１は、第1のレンジ（Ｄレンジ）の場合の車両１００の加速度の変動を示している。符号１３２は、第２のレンジの場合の車両１００の加速度の変動を示している。図５に示すように、車速がある程度以上の大きさになると、第1のレンジ１３１の場合の車両１００の減速度に比べて、第２のレンジ１３２の場合の車両１００の減速度が大きくなるように制御する。よって、第２のレンジ１３２の場合においては、第1のレンジ１３１の場合より大きな摩擦制動力を発生させる。

ここで、セレクトレバー（シフトレバー）のポジションが第２のレンジの場合、通常は、エンジンブレーキ相当の摩擦制動力は符号１３２に示すように制御する。しかし、第２のレンジの場合にエンジンブレーキ相当の摩擦制動力を発生させるときは、その摩擦制動力は、常に符号１３２に示す値に固定されているわけではない。
すなわち、路面の摩擦状態（路面μ）が低い状態で、かつ、回生制動力に代えて比較的大きな摩擦制動力が発生している際には、車両１００においてはアンチロック制御が作動しやすくなる。
そして、アンチロック制御が頻繁に作動すると、ブレーキペダル１２を操作していないにもかかわらずアンチロック制御が作動することになるので、その作動音により運転者に違和感を与えるという不具合がある。

これを避けるために、制御装置７の制動制御部１１３は、図６のフローチャートに示すような制御を行う。すなわち、図６の処理は、エンジンブレーキ相当の摩擦制動力を発生させているときに実行される。まず、制動制御部１１３は、セレクトレバー（シフトレバー）のポジションが第２のレンジであるか否か判断する（Ｓ１）。セレクトレバー（シフトレバー）のポジションが第２のレンジであるときは（Ｓ１のＹｅｓ）、制動制御部１１３は、前記のスリップ判定部１１２の判定に基づいて推定される車輪のスリップ率（推定される路面μ）、及び第２のレンジにおける通常の減速度（符号１３２）に応じて、摩擦制動力の減速度を設定する（Ｓ２）。

すなわち、車輪のスリップ率が所定の基準値より高い場合、あるいは、車輪のスリップ率が所定の基準値より高くて既にＡＢＳによるアンチロック制御が作動している場合には、第２のレンジにおける通常の減速度（符号１３２）のときより、第１のレンジにおける減速度（符号１３１）に近づけるように、摩擦制動力を低減する。そして、これによりアンチロック制御の作動を防止する。この場合の摩擦制動力の一例は、図５に符号１３３で示すとおりである。なお、符号１３３の例は一例であって、車輪のスリップ率の値等に応じて当該摩擦制動力の値は変動させてよい。

また、既にＡＢＳによるアンチロック制御が作動している場合には（Ｓ３のＹｅｓ）、制動制御部１１３は、摩擦制動力の減速度を調整して（Ｓ４）、アンチロック制御が作動しないようにする。この場合の摩擦制動力の一例は、図５に符号１３４で示すとおりである。Ｓ２の処理で摩擦制動力を符号１３３の例のように設定した後、既にＡＢＳによるアンチロック制御が作動している場合には、摩擦制動力を符号１３４の例のように更に低減して、アンチロック制御の作動を防止している。一方、ＡＢＳによるアンチロック制御が作動していない場合には（Ｓ３のＮｏ）、このような調整は行わない。

なお、符号１３３又は１３４の減速度に設定した場合、次に車両１００の図示しないイグニッションスイッチがＯＮになるまで、当該設定のままとしてもよい。あるいは、第２のレンジから第１のレンジに変更された段階で、符号１３３又は１３４の減速度の設定は解除してもよい。あるいは、符号１３３又は１３４の減速度の設定が行われた後、所定の時間が経過してから当該減速度の設定を解除してもよい。

以上説明した本実施形態にかかる車両用制動システムによれば、アンチロック制御のための車輪のスリップを判定して、摩擦制動力の発生を低減するので（Ｓ２）、エンジンブレーキ相当の制動力として回生制動力に代えて摩擦制動力を発生させても、アンチロック制御を動作しにくくすることができる。
よって、ブレーキペダル１２を操作していないにもかかわらずアンチロック制御が作動するのを防止して、アンチロック制御の作動音により運転者に違和感を与えるのを防ぐことができる。

この場合に、制動制御部１１３は、アンチロック制御が作動する前に発生したスリップを判定して前記摩擦制動力の発生の低減を行うこともできるので（Ｓ２）、不用意にアンチロック制御が作動することを防止することができる。

さらに、制動制御部１１３は、第２のレンジにある場合に（Ｓ１のＹｅｓ）摩擦制動力の発生を低減させるときに、Ｄレンジである第1のレンジのエンジンブレーキ相当の制動力（符号１３１）に近づけるように低減させるので（符号１３３及び１３４）（Ｓ２）、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

３ モータ・ジェネレータ（回生制動力発生部）
１０ 摩擦制動装置（摩擦制動力発生部）
１１１ 移行部
１１２ スリップ判定部
１１３ 制動制御部

Claims (6)

1. 回生制動力を発生する回生制動力発生部と、
   摩擦制動力を発生する摩擦制動力発生部と、
   前記回生制動力の発生で生じた電力を蓄積するバッテリが所定の状態となったときに、前記回生制動力から前記摩擦制動力に車両の制動力を移行させる移行部と、
   車両のアンチロック制御のために当該車両の車輪でのスリップを判定するスリップ判定部と、
   前記摩擦制動力発生部によって前記回生制動力の不足分を前記摩擦制動力で発生させる場合に、前記スリップ判定部でスリップが判定されたときは、そうでないときに比べて前記摩擦制動力発生部による摩擦制動力の発生を低減する制動制御部とを備えることを特徴とする車両用制動システム。
2. 前記制動制御部は、前記アンチロック制御が作動する前に発生したスリップを判定して前記摩擦制動力の発生の低減を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用制動システム。
3. 前記制動制御部は、前記車両がドライブレンジとなる第1のレンジにあるときよりエンジンブレーキ相当の制動力を高める第２のレンジにある場合に、前記スリップ判定部でスリップが判定されたときは、前記第1のレンジの際に発生させる摩擦制動力に近づけるように前記摩擦制動力発生部による摩擦制動力の発生を低減することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用制動システム。
4. 前記制動制御部は、前記摩擦制動力の発生を低減した場合に、次のイグニッションスイッチがＯＮになるまで当該摩擦制動力を低減した状態を維持することを特徴とする請求項１〜３の何れかの一項に記載の車両用制動システム。
5. 前記制動制御部は、前記摩擦制動力の発生を低減した後、前記第２のレンジから前記第１のレンジに変更された段階で、当該摩擦制動力の発生を低減する設定を解除することを特徴とする請求項３に記載の車両用制動システム。
6. 前記制動制御部は、前記摩擦制動力の発生を低減した後、所定の時間が経過してから、当該摩擦制動力の発生を低減する設定を解除することを特徴とする請求項１〜５の何れかの一項に記載の車両用制動システム。

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