JP6241616B2 - 車両用制動力制御装置 - Google Patents

車両用制動力制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6241616B2
JP6241616B2 JP2014246141A JP2014246141A JP6241616B2 JP 6241616 B2 JP6241616 B2 JP 6241616B2 JP 2014246141 A JP2014246141 A JP 2014246141A JP 2014246141 A JP2014246141 A JP 2014246141A JP 6241616 B2 JP6241616 B2 JP 6241616B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
braking force
vehicle
braking
distribution
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014246141A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016107766A (ja
Inventor
中津 慎利
慎利 中津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2014246141A priority Critical patent/JP6241616B2/ja
Priority to US14/953,582 priority patent/US10046643B2/en
Priority to CN201510876166.4A priority patent/CN105667318B/zh
Publication of JP2016107766A publication Critical patent/JP2016107766A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6241616B2 publication Critical patent/JP6241616B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B60L7/26Controlling the braking effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18Controlling the braking effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/10Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1761Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS responsive to wheel or brake dynamics, e.g. wheel slip, wheel acceleration or rate of change of brake fluid pressure
    • B60T8/17616Microprocessor-based systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/14Acceleration
    • B60L2240/18Acceleration lateral
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/24Steering angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/60Regenerative braking
    • B60T2270/604Merging friction therewith; Adjusting their repartition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/60Regenerative braking
    • B60T2270/613ESP features related thereto
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Description

本発明は、モータの発電作用による回生ブレーキと、機械的な抵抗付与による機械式ブレーキとの両方によって車輪を制動させる車両用制動力制御装置に関する。
従来から、モータにより車輪に駆動力と制動力(制駆動力と呼ぶ)とを発生させる車両が知られている。こうした車両においては、油圧によりブレーキパッドをディスク(あるいはドラム)に接触させて発生させる摩擦制動力と、車輪を駆動するモータを発電機として作用させて発電電力をバッテリに回収して発生させる回生制動力との両方を使って車輪を制動する。特許文献1に提案された装置では、回生制動によるエネルギー回収効果を発揮させるために、回生制動を摩擦制動に優先させて行うようにしている。
車輪の制駆動力は、サスペンションを介して車体の上下方向の力に変換される。従って、モータを車輪の制駆動力源として備えた車両においては、モータの制駆動力を制御して車両の運動状態を制御することができる。例えば、前後輪のホイール内部もしくはその近傍にモータを配置したインホイールモータ方式の車両においては、各モータを個別に力行制御または回生制御することにより、車体のロール運動、ヨー運動、ピッチ運動、ヒーブ運動などの車両運動を制御することができる。また、前輪および後輪の何れか一方をモータで左右輪独立して駆動する形式の車両においても、モータの制駆動力の制御によりロール運動、ヨー運動、ピッチ運動などを制御することができる。また、前輪および後輪の何れか一方をモータで左右輪共通して駆動する形式の車両においても、モータの制駆動力の制御によりピッチ運動を制御することができる。
車両運動制御を行う場合において、モータにより車輪に発生させる目標制駆動力は、ドライバーの操作がアクセルペダル操作であれば、アクセル操作量に応じたドライバー要求駆動力と、車両運動制御を行うために必要とされる制御用制駆動力との合計値として計算することができる。一方、ドライバーの操作がブレーキペダル操作であれば、ブレーキ操作量に応じたドライバー要求制動力が設定され、このドライバー要求制動力が、要求摩擦制動力と要求回生制動力とに配分される。モータにより車輪に発生させる目標制駆動力は、この要求回生制動力と、車両運動制御を行うために必要とされる制御用制駆動力との合計値として計算することができる。この目標制駆動力に基づいてモータの作動を制御することにより、ブレーキ操作時においても、車両運動制御を実施することができる。
特開平5−161211号公報
回生能力には、限界がある。このため、ブレーキペダル操作時に、車両運動制御に使用できるモータで発生可能な制御用制駆動力は、モータで発生することのできる最大制動力から、車両を減速させるために要求される要求回生制動力を除いた範囲に制限される。従って、要求回生制動力が大きいほど、車両運動制御に使用できる制御用制駆動力の余力が少なくなる。制御用制駆動力の余力が少なくなっている状況では、モータの目標制動力が能力限界に達しやすく、良好な車両運動制御を実施できないおそれがある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、車輪の制動時において良好な車両運動制御ができるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
車輪に駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して前記車輪に制駆動力を発生させるモータ(30)と、
前記車輪に機械的な抵抗を付与して前記車輪に制動力を発生させる機械式ブレーキ装置(40,45)と、
車両を減速させるために要求されるトータル要求制動力を、配分特性に従って、前記モータにより発生させる要求回生制動力と、前記機械式ブレーキ装置で発生させる要求機械制動力とに配分する要求制動力配分手段(53,S24)と、
前記要求制動力配分手段により配分された要求回生制動力と、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力とに基づいて、前記モータで発生させる車輪の目標制駆動力を演算し、前記目標制駆動力に基づいて前記モータの作動を制御するモータ制御手段(51,52,S41)と、
前記要求機械制動力に基づいて前記機械式ブレーキ装置の作動を制御する機械式ブレーキ制御手段(53,S30)と
を備えた車両用制動力制御装置において、
前記車両運動制御のために必要な制御用制駆動力に対して前記モータで発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況が発生したか否かを判定する判定手段(S101〜S103)と、
前記トータル要求制動力が発生している状態において前記特定状況が発生したと判定された場合には、前記特定状況が発生したと判定されない場合に比べて、前記配分特性により定まる前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が減少し且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が増大するように前記配分特性を変更する配分特性変更手段(S111〜S113)とを備えたことにある。
この場合、前記判定手段は、前記特定状況が発生することを予測するための指標を取得し、前記指標に基づいて前記特定状況が発生したか否かを判定するように構成されるとよい。
本発明の車両用制動力制御装置は、車輪に駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して車輪に制駆動力を発生させるモータと、車輪に機械的な抵抗を付与して車輪に制動力を発生させる機械式ブレーキ装置とを備えている。従って、モータの回生制動力と、機械式ブレーキ装置の機械的な制動力(機械制動力:例えば、摩擦による制動力)とによって、車輪を制動することができる。
要求制動力配分手段は、車両を減速させるために要求されるトータル要求制動力を、配分特性に従って、モータにより発生させる要求回生制動力と、機械式ブレーキ装置で発生させる要求機械制動力とに配分する。モータ制御手段は、要求制動力配分手段により配分された要求回生制動力と、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力とに基づいて、モータで発生させる車輪の目標制駆動力を演算し、目標制駆動力に基づいてモータの作動を制御する。機械式ブレーキ制御手段は、要求機械制動力に基づいて機械式ブレーキ装置の作動を制御する。
車輪は、サスペンションによって車体に連結されているため、モータにより駆動される車輪の制駆動力は、サスペンションによって車体を上下方向に付勢する力に変換される。従って、モータの制駆動トルクを制御することにより、車両運動を制御することができる。例えば、車両のピッチ運動、ロール運動、ヒーブ運動、ヨー運動などの少なくとも1つを制御することができる。
要求回生制動力が大きいほど、車両運動制御に使用できる制御用制駆動力の余力が少なくなる。制御用制駆動力の余力が少なくなっている状況では、良好な車両運動制御を実施できないおそれがある。そこで、本発明では、判定手段と配分特性変更手段とを備えている。
判定手段は、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力に対してモータで発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況が発生したか否かを判定する。例えば、判定手段は、特定状況が発生することを予測するための指標を取得し、その指標に基づいて特定状況が発生したか否かを判定する。配分特性変更手段は、トータル要求制動力が発生している状態において特定状況が発生したと判定された場合には、特定状況が発生したと判定されない場合に比べて、配分特性により定まるトータル要求制動力における要求回生制動力の配分が減少し且つ配分特性により定まる要求機械制動力の配分が増大するように配分特性を変更する。つまり、要求回生制動力の一部あるいは全部を、要求機械制動力にすり替える。
従って、本発明によれば、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力に対してモータで発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況では、トータル要求制動力における要求回生制動力の配分が減らされる(トータル要求制動力における要求機械制動力の配分が増やされる)ため、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力を発生させる余力を増やすことができ、良好な車両運動制御を実施することができる。
更に、本発明においては、前記判定手段は、前記特定状況が発生することを予測するための指標として、前記車両の運動状態を表すか或いは同運動状態に影響を及ぼす車両状態パラメータ(P)を取得し、前記指標に基づいて前記特定状況が発生したか否かを判定するように構成されたことにある。
モータで発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれある特定状況が発生したか否かについては、車両の運動状態を表すか或いは運動状態に影響を及ぼす車両状態パラメータに基づいて判定することができる。そこで、本発明においては、判定手段が、車両の運動状態を表すか或いは運動状態に影響を及ぼす車両状態パラメータを取得する。従って、特定状況が発生したことを簡単に判定することができる。
更に、本発明は、前記モータが追加的に発生することができる前記回生制動トルクの余力分に応じた余裕度合(A)を取得するモータ余裕度合取得手段(S121)を備え、
前記配分特性変更手段は、前記特定状況が発生したと判定されていない場合であっても、前記余裕度合が予め設定された余裕度合閾値を下回る場合には、前記配分特性により定まる前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が減少し且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が増大するように前記配分特性を変更する(S131,S132)ことにある。
本発明においては、モータ余裕度合取得手段が、モータが追加的に発生することができる回生制動トルクの余力分に応じた余裕度合を取得する。配分特性変更手段は、特定状況が発生したと判定されていない場合であっても、余裕度合が予め設定された余裕度合閾値を下回る場合には、配分特性により定まるトータル要求制動力における要求回生制動力の配分が減少し且つ配分特性により定まる要求機械制動力の配分が増大するように配分特性を変更する。従って、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力を発生させる余力を増やすことができ、良好な車両運動制御を実施することができる。尚、余裕度合は、モータが追加的に発生することができる回生制動トルクの余力の多さ、あるいは、少なさの何れを表す情報であってもよい。
本発明の一側面は、前記判定手段は、前記車両状態パラメータとして、操舵角、操舵速度、車体の横加速度、車体のヨーレート、ばね上上下加速度、及び、ばね下上下加速度のうちの少なくとも1つを取得し、前記取得した車両状態パラメータの大きさが判定用閾値を越えた場合に、前記特定状況が発生したと判定することにある。
操舵角、操舵速度、車体の横加速度、車体のヨーレート、ばね上上下加速度、及び、ばね下上下加速度の少なくとも1つが大きい場合には、車両運動制御の必要度合が高い状況であって特定状況が発生すると推定できる。そこで、本発明の一側面においては、判定手段が、車両状態パラメータとして、操舵角、操舵速度、車体の横加速度、車体のヨーレート、ばね上上下加速度、及び、ばね下上下加速度のうちの少なくとも1つを取得する。判定手段は、取得した車両状態パラメータの大きさが判定用閾値を越えた場合に、特定状況が発生したと判定する。配分特性変更手段は、特定状況が発生したと判定された場合に、トータル要求制動力における要求回生制動力の配分を減らす(トータル要求制動力における要求機械制動力の配分を増やす)。従って、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力を発生させる余力を増やすことができ、良好な車両運動制御を実施することができる。
本発明の一側面は、前記車両運動制御は、車体の上下方向の振動を抑制するばね上振動抑制制御、車体のロール方向の運動を抑制するロール運動制御、車体のヨー方向の運動を制御するヨー運動制御、及び、車体のピッチ方向の運動を制御するピッチ運動制御のうちの少なくとも1つを含んでいることにある。
例えば、操舵角、操舵速度、車体の横加速度、車体のヨーレートのうちの少なくとも1つのパラメータの大きさが判定用閾値を超えた場合には、ヨー運動制御あるいはロール運動制御をする必要度合が高くなる。また、ばね上上下加速度、ばね下上下加速度の少なくとも1つのパラメータの大きさが判定用閾値を超えた場合には、ばね上振動抑制制御、あるいは、ピッチ運動制御をする必要度合が高くなる。本発明の一側面によれば、こうした車両状態パラメータの大きさが大きくなって、車両運動制御の必要度合が高くなると、トータル要求制動力における要求回生制動力の配分が減らされる(トータル要求制動力における要求機械制動力の配分が増やされる)。従って、ばね上振動抑制制御、ロール運動制御、ヨー運動制御、ピッチ運動制御の少なくとも1つを良好に実施することができる。
本発明の他の特徴は、
車輪に駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して前記車輪に制駆動力を発生させるモータと、
前記車輪に機械的な抵抗を付与して前記車輪に制動力を発生させる機械式ブレーキ装置と、
車両を減速させるために要求されるトータル要求制動力を、配分特性に従って、前記モータにより発生させる要求回生制動力と、前記機械式ブレーキ装置で発生させる要求機械制動力とに配分する要求制動力配分手段と、
前記要求制動力配分手段により配分された要求回生制動力と、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力とに基づいて、前記モータで発生させる車輪の目標制駆動力を演算し、前記目標制駆動力に基づいて前記モータの作動を制御するモータ制御手段と、
前記要求機械制動力に基づいて前記機械式ブレーキ装置の作動を制御する機械式ブレーキ制御手段と
を備えた車両用制動力制御装置において、
前記車両運動制御のために必要な制御用制駆動力に対して前記モータで発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況が発生したか否かを判定する判定手段と、
前記トータル要求制動力が発生している状態において前記特定状況が発生したと判定された場合には、前記特定状況が発生したと判定されない場合に比べて、前記配分特性により定まる前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が減少し且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が増大するように前記配分特性を変更する配分特性変更手段とを備え、
前記判定手段は、前記特定状況が発生することを予測するための指標として少なくとも操舵角を取得するとともに、前記操舵角が前記判定用閾値としての第1閾値(Pon)より大きくなると前記特定状況が発生したと判定し、
前記配分特性変更手段は、前記特定状況が発生したと判定された後に前記操舵角が前記第1閾値よりも小さな値に設定された第2閾値(Poff)以下になった場合、前記操舵角が前記第2閾値以下になった時点から、前記操舵角が前記第1閾値よりも大きくならない状態が少なくとも予め設定した設定遅延時間以上継続されるのを待って、前記配分特性が前記変更のなされる前の配分特性となるように前記要求回生制動力の配分の増大及び前記要求機械制動力の配分の減少を開始する(S104,S105,S107,S108,S115)ことにある。
本発明においては、判定手段が、少なくとも車両状態パラメータとして操舵角を取得するとともに、操舵角が判定用閾値としての第1閾値より大きくなると特定状況が発生したと判定する。操舵角と判定用閾値との大小関係に基づけば、特定状況の発生および特定状況の終了を判定することができる。しかし、操舵角が判定用閾値未満にまで低下しても、必ずしもその時点で車両のヨー運動が収まるわけではなく、ヨー運動が収まるには一定の時間がかかる。また、レーンチェンジなどを行う場合には、操舵角は、ゼロ点(中立位置)を跨ぎながら反対方向に変化する。そうした場合には、要求回生制動力と要求機械制動力との配分を調整する方向(増加方向、低減方向)が短時間で切り替えられて、ドライバーに違和感を与えるおそれがある。
そこで、本発明においては、配分特性変更手段は、特定状況が発生したと判定された後に操舵角が第1閾値よりも小さな値に設定された第2閾値以下になった場合、操舵角が第2閾値以下になった時点から、操舵角が第1閾値よりも大きくならない状態が少なくとも予め設定した設定遅延時間以上継続されるのを待って、配分特性が変更のなされる前の配分特性となるように要求回生制動力の配分の増大及び要求機械制動力の配分の減少を開始する。従って、本発明によれば、要求回生制動力と要求機械制動力との配分調整を安定して行うことができ、ドライバーに違和感を与えないようにすることができる。
本発明の一側面は、前記配分特性変更手段は、前記指標が大きいほど、前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が小さい値になり且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が大きい値になるように前記配分特性を変更する(S173)ことにある。
車両状態パラメータが大きいほど、また、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力が大きいほど、モータで発生可能な制御用制駆動力が不足しやすくなる。そこで、本発明の一側面においては、配分特性変更手段が、指標が大きいほど、トータル要求制動力における要求回生制動力の配分が小さい値になり且つ配分特性により定まる要求機械制動力の配分が大きい値になるように配分特性を変更する。従って、車両運動制御を一層適正に実施することができる。
本発明の一側面は、前記車輪がロック傾向にあると推定される状態を表すロック状態を検出するロック状態検出手段(S141,S142,S143)と、
前記配分特性変更手段によって前記配分特性が変更されている状況において、前記ロック状態検出手段によって前記ロック状態が検出された場合には、前記要求回生制動力の配分の増大及び前記要求機械制動力の配分の減少を開始するロック時配分特性変更手段(S155,S156)とを備えたことにある。
制動中にタイヤのグリップ力が限界に近づいている状況においては、トータル要求制動力における要求回生制動力の配分を減らしてモータに余力を持たせたところで、適正な車両運動制御を行うことはできない。そこで、本発明の一側面においては、ロック状態検出手段が、車輪がロック傾向にあると推定される状態を表すロック状態を検出する。「車輪がロック傾向にある」とは、車輪がロックしている状態も含まれる。ロック時配分特性変更手段は、配分特性変更手段によって配分特性が変更されている状況において、ロック状態検出手段によってロック状態が検出された場合には、要求回生制動力の配分の増大及び要求機械制動力の配分の減少を開始する。従って、本発明の一側面によれば、本来なら機械制動によって失われる車輪の運動エネルギーを、回生制動によって効率よくバッテリに回収することができる。
本発明の一側面は、前記モータは、左右前後輪に対して、それぞれ独立して駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達するように設けられていることにある。
本発明の一側面によれば、左右前後輪に対して独立して制駆動力を発生させることができるため、車両のヨー運動、ロール運動、ピッチ運動、ヒーブ運動を良好に制御することができる。
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定させるものではない。
本実施形態に係る車両用制動力制御装置が搭載される車両の概略構成図である。 制駆動力と上下力との関係を表す図である。 駆動制御ルーチンを表すフローチャートである。 メインブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートである。 回生ブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートである。 要求回生制動力と要求摩擦制動力との配分を表すグラフである。 車両運動制御範囲を表すイメージ図である。 回生ブレーキ実行率演算ルーチンを表すフローチャートである。 車両運動状況判定フラグ設定ルーチンを表すフローチャートである。 モータトルク使用率フラグ設定ルーチン(変形例1)を表すフローチャートである。 状況フラグ設定ルーチン(変形例1)を表すフローチャートである。 スリップ率フラグ設定ルーチン(変形例2)を表すフローチャートである。 状況フラグ設定ルーチン(変形例2)を表すフローチャートである。 車両運動制御範囲を表すイメージ図(変形例2)である。 状況フラグ設定ルーチン(変形例3)を表すフローチャートである。 実行率マップ(変形例4)を表すグラフである。 回生ブレーキ実行率演算ルーチン(変形例4)を表すフローチャートである。 車両運動状況判定フラグ設定ルーチン(変形例5)を表すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の車両用制駆動力制御装置が搭載される車両1の構成を概略的に示している。
車両1は、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrを備えている。左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrは、それぞれ独立したサスペンション20fl、20fr、20rl、20rrにより車体Bに懸架されている。
サスペンション20fl、20fr、20rl、20rrは、車体Bと車輪10fl、10fr、10rl、10rrとを連結する連結機構であってサスペンションアーム等から構成されるリンク機構21fl、21fr、21rl、21rrと、上下方向の荷重を支え衝撃を吸収するためのサスペンションバネ22fl、22fr、22rl、22rrと、バネ上(車体B)の振動を減衰させるショックアブソーバ23fl、23fr、23rl、23rrとを備えている。サスペンション20fl、20fr、20rl、20rrは、ウイッシュボーン型サスペンションやストラット型サスペンションなど公知の4輪独立懸架方式のサスペンションを採用することができる。
左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrのホイール内部には、モータ30fl、30fr、30rl、30rrがそれぞれ組み込まれている。モータ30fl、30fr、30rl、30rrは、いわゆるインホイールモータであって、それぞれ左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrとともに車両1のバネ下に配置され、モータトルクを左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrに伝達可能に連結されている。この車両1においては、各モータ30fl、30fr、30rl、30rrの回転をそれぞれ独立して制御することにより、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrに発生させる駆動力および制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。
また、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrには、摩擦ブレーキ機構40fl,40fr,40rl,40rrが設けられている。摩擦ブレーキ機構40fl,40fr,40rl,40rrは、左前輪10fl、右前輪10fr、左後輪10rl、右後輪10rrとともに回転するブレーキディスクロータ41fl,41fr,41rl,41rrと、油圧により図示しないホイールシリンダが作動してブレーキパッドをブレーキディスクロータ41fl,41fr,41rl,41rrに押し付けるブレーキキャリパ42fl,42fr,42rl,42rrとを備えている。
尚、車輪毎に設けられる構成については、その符号の末尾に、左前輪についてはfl、右前輪についてはfr、左後輪についてはrr、右後輪についてはrlを付しているが、以下の説明においては、車輪位置を特定する必要がある場合にのみ、末尾の符号を付すものとする。また、前輪と後輪とを特定する必要がある場合には、符号の末尾に、前輪についてはf、後輪についてはrを付す。図面においては、車輪位置を特定する符号を末尾に付している。
各モータ30は、例えば、ブラシレスモータが使用される。各モータ30は、モータドライバ35に接続される。モータドライバ35は、例えば、インバータであって、各モータ30に対応するように4組設けられ、バッテリ70から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を各モータ30に独立して供給する。これにより、各モータ30は、独立に駆動制御されてトルクを発生し、各車輪10に対して駆動力を付与する。このように、モータ30に電力供給して駆動トルクを発生させることを力行と呼ぶ。
また、各モータ30は、発電機としても機能し、各車輪10の回転エネルギーにより発電して、発電電力をモータドライバ35を介してバッテリ70に回生することができる。このモータ30の発電により発生する制動トルクは、車輪10に対して制動力を付与する。以下、駆動力と制動力とに関して、両者を区別する必要が無い場合には、それらを制駆動力と呼び、駆動力であることを特定する必要がある場合には駆動力、制動力であることを特定する必要がある場合には制動力と呼ぶ。
各摩擦ブレーキ機構40は、ブレーキアクチュエータ45に接続される。ブレーキアクチュエータ45は、摩擦ブレーキ機構40に内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整するアクチュエータである。このブレーキアクチュエータ45は、周知であるため、詳細については説明しないが、例えば、摩擦ブレーキ機構40のホイールシリンダに油圧を供給する油圧回路、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダ、昇圧ポンプ等を備えブレーキペダル踏力とは無関係に高圧の油圧を発生する動力油圧発生装置、動力油圧発生装置の出力する油圧を調整して目標油圧に制御するリニア制御弁、各輪のホイールシリンダに独立して油圧を供給する油圧回路を開閉する開閉制御弁、油圧回路の油圧を検出する油圧センサ等を備える。
ブレーキアクチュエータ45は、こうした構成を備えることにより、各車輪10の制動力を制御することができる。尚、ブレーキアクチュエータ45としては、例えば、左右前後輪10のホイールシリンダ圧を独立して制御可能なリニア制御弁を備えた形式のもの(特開2014−19247号公報)、左右前後輪10のホイールシリンダ圧を共通して制御可能なリニア制御弁を備えた形式のもの(特開2013−256253号公報)などを適用することができる。
モータドライバ35およびブレーキアクチュエータ45は、統合電子制御ユニット50に接続されている。統合電子制御ユニット50(以下、統合ECU50と呼ぶ)は、パワーマネジメントECU51と、モータECU52と、ブレーキECU53とから構成されている。パワーマネジメントECU51(以下、パワーECU51と呼ぶ)は、モータECU52およびブレーキECU53と相互に通信可能に接続されている。統合ECU50(パワーECU51、モータECU52、および、ブレーキECU53)は、CPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要部として備え、各種プログラムを実行して、モータ30および摩擦ブレーキ機構40の作動を制御する。
統合ECU50は、ドライバーが車両を走行させるために操作した操作状態を検出する操作状態検出装置60と、車両の運動状態を検出する運動状態検出装置65とを接続し、それらの検出装置60,65から出力される検出信号が入力されるように構成されている。
操作状態検出装置60は、アクセルペダルの踏み込み量(あるいは、角度や圧力など)からドライバーのアクセル操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量(あるいは、角度や圧力など)からドライバーのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、ドライバーが操舵ハンドルを操作した操舵操作量を検出する操舵角センサ、シフトポジションを検出するシフトポジションセンサなどを含む。運動状態検出装置65は、各車輪10の回転速度である車輪速を検出する車輪速センサ、4輪の車輪速に基づいて車体Bの走行速度である車体速を演算して検出する車速センサ、車体Bのヨーレートを検出するヨーレートセンサ、各車輪位置における車体B(バネ上)の上下方向の加速度を検出するバネ上加速度センサ、車体Bの左右方向における横加速度を検出する横加速度センサ、車体Bのピッチレートを検出するピッチレートセンサ、車体Bのロールレートを検出するロールレートセンサ、各サスペンション20のストローク量を検出するストロークセンサ、各車輪10のバネ下の上下方向における上下加速度を検出するバネ下加速度センサなどを含む。尚、方向要素が含まれるセンサ値については、その符号によって方向が識別される。センサ値の大きさについて論じる場合には、センサ値の絶対値が用いられる。
パワーECU51は、主に、各モータ30の目標制御量を演算する処理と、バッテリ70の充電状態(SOC:State Of Charge)、バッテリの端子電圧、バッテリに流れる電流、バッテリの温度などを監視する処理とを担当する。各モータ30の目標制御量は、こうしたバッテリ70の状態に応じて制限される。パワーECU51は、演算した各モータ30の目標制御量をモータECU52に送信する。
モータECU52は、パワーECU51から送信された各車輪10の目標制御量に基づいて、各モータ30の通電を制御する処理を担当する。
ブレーキECU53は、各車輪10に付与する制動力の目標制御量を回生制動による回生制御量と摩擦制動による摩擦制御量とに分けて演算する処理、回生制動に係る目標制御量をパワーECU51に送信する処理、および、摩擦制動に係る目標制御量に基づいてブレーキアクチュエータ45の作動を制御する処理を担当する。
パワーECU51、モータECU52、および、ブレーキECU53の詳細な処理については後述する。
次に、モータ30の制駆動トルクによって車両の運動状態を制御する原理について説明する。
各車輪10を懸架するサスペンション20は、図2に示すように、車両の側面視において、前輪サスペンション20fにおける瞬間回転中心Cf(車体Bに対する前輪10fの瞬間中心)が、前輪10fよりも後方かつ上方に位置し、後輪サスペンション20rにおける瞬間回転中心Cr(車体Bに対する後輪10rの瞬間中心)が、後輪10rよりも前方かつ上方に位置するように構成されている。また、前輪10fの接地点と瞬間回転中心Cfとを結ぶ線と接地水平面とのなす角度(小さい方の角度)をθf、後輪10rの接地点と瞬間回転中心Crとを結ぶ線と接地水平面とのなす角度(小さい方の角度)をθrとすると、本実施形態の車両においては、θfに比べてθrの方が大きいという関係を有する(θf<θr)。θfとθrとの関係は、これに限るものではなく、その逆、あるいは、等しくてもよい。
このようなサスペンション20の構成(ジオメトリ)においては、前輪10fに駆動トルクが付与されると、図2(a)に示すように、前輪10fの接地点に車両の進行方向に関して前向きの力Ff1が作用し、この力Ff1によって車体Bを下向きに付勢する上下力Fzf1が前輪10fの接地点に発生する。従って、前輪10fを駆動することにより車体Bを沈ませる方向の力が作用する。逆に、図2(b)に示すように、前輪10fに制動トルクが付与されると、前輪10fの接地点に車両の進行方向に関して後ろ向きの力Ff2が作用し、この力Ff2によって車体Bを上向きに付勢する上下力Fzf2が前輪10fの接地点に発生する。従って、前輪10fを制動することにより車体Bを浮き上がらせる方向の力が作用する。また、図2(a)に示すように、後輪10rに駆動トルクが付与されると、後輪10rの接地点に車両の進行方向に関して前向きの力Fr1が作用し、この力Fr1によって車体Bを上向きに付勢する上下力Fzr1が後輪10rの接地点に発生する。従って、後輪10rを駆動することにより車体Bを浮き上がらせる方向の力が作用する。逆に、図2(b)に示すように、後輪10rに制動トルクが付与されると、後輪10rの接地点に車両の進行方向に関して後ろ向きの力Fr2が作用し、この力Fr2によって車体Bを下向きに付勢する上下力Fzr2が後輪10rの接地点に発生する。従って、後輪10rを制動することにより車体Bを沈ませる方向の力が作用する。このようにサスペンション20によって、車輪10の駆動力および制動力が車体Bの上下方向の力に変換される。
車体Bに働く上下力の大きさは、前輪10f側については制駆動力Ff1(またはFf2)にtan(θf)を乗算した値となり、後輪10r側については制駆動力Fr1(またはFr2)にtan(θr)を乗算した値となる。制駆動力を車体Bの上下力に変換する上下力変換率は、tan(θf)、tan(θr)で表される。上下力変換率を決定するのは、瞬間回転中心Cf,Crの位置であり、瞬間回転中心Cf,Crは、サスペンション20(主に、リンク機構)によって決定される。
従って、車輪10の制駆動力を制御することにより、車体Bに上下方向の力を付与することができ、車両(車体B)の運動状態を制御することができる。
次に、アクセル操作時におけるパワーECU51の処理について説明する。図3は、パワーECU51により実施される駆動制御ルーチンを表すフローチャートである。パワーECU51は、ブレーキECU53から回生制動要求を受信していない場合に、駆動制御ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実施する。
本ルーチンが起動すると、パワーECU51は、ステップS11において、ドライバー操作状態と車両運動状態とを検出する。この場合、パワーECU51は、操作状態検出装置60のセンサ値から得られるアクセル操作量、操舵操作量を取得するとともに、運動状態検出装置65により検出されるセンサ値から得られる車速、および、車体の運動状態(ヨー運動、ロール運動、ピッチ運動、ヒーブ運動)の程度を表す運動状態量を取得する。
続いて、パワーECU51は、ステップS12において、アクセル操作量に基づいてドライバー要求駆動力Fareqを演算する。ドライバー要求駆動力Fareqは、ドライバーの要求している車両全体で発生させるべき車両前後方向の駆動力、つまり、走行用の駆動力(車輪10の回転速度を増加させる向きの力)である。パワーECU51は、アクセル操作量からドライバー要求駆動力Fareqを導くマップ等の関係付けデータを記憶しており、この関係付けデータを使ってドライバー要求駆動力Fareqを演算する。例えば、ドライバー要求駆動力Fareqは、アクセル操作量(アクセル開度等)が大きくなるに従って増加する値に設定される。
続いて、パワーECU51は、ステップS13において、車両運動制御を行うために必要な制御量である、左前輪10flの制御用制駆動力Fcfl,右前輪10frの制御用制駆動力Fcfr,左後輪10rlの制御用制駆動力Fcrl,右後輪10rrの制御用制駆動力Fcrrを演算する。以下、4輪の制御用制駆動力Fcfl,Fcfr,Fcrl,Fcrrについては、対応する車輪10毎に区別する必要が無い場合には、それらを制御用制駆動力Fcxと総称する。
車両運動制御は、理想ヨーレートとヨーレートセンサにより検出される実ヨーレートとの偏差が許容値を超えている場合、あるいは、ロール状態量、ピッチ状態量、ヒーブ状態量の少なくとも一つが許容値を超えている場合等において実行される。従って、車両運動制御を実行する必要がない場合には、制御用制駆動力Fcxはゼロに設定される。
例えば、各車輪10の制御用制駆動力Fcxは、車両の重心Cgを通る前後方向軸(ロール軸)回りの車体のロール運動を抑制する目標ロールモーメントMxと、車両の重心Cgを通る左右方向軸(ピッチ軸)回りの車体のピッチ運動を抑制する目標ピッチモーメントMyと、車両の重心Cgを通る鉛直方向軸(ヨー軸)回りに車両を旋回させる目標ヨーモーメントMzと、車両の重心Cg位置における上下運動であるヒーブ運動(バウンシング)を抑制する目標ヒーブ力Fzとを用いて演算される。これらの目標値の演算については、公知の種々の演算手法を採用することができる。
例えば、パワーECU51は、ストロークセンサ、バネ上上下加速度センサにより検出されるセンサ値により4輪位置での上下方向の位置、速度、加速度を検出してロール状態量、ピッチ状態量、ヒーブ状態量を検出し、これらの運動を打ち消すように、検出した状態量と予め所定の関係を有する目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヒーブ力Fzを演算する。また、パワーECU51は、操舵角および車速に基づいて設定される理想ヨーレートとヨーレートセンサにより検出される実ヨーレートとの偏差に基づいて、その偏差が無くなるように設定される目標ヨーモーメントMzを演算する。
パワーECU51は、例えば、次式により制御用制駆動力Fcfl,Fcfr,Fcrl,Fcrrを計算する。
Figure 0006241616
ここで、tfは、左右前輪10fのトレッド幅、trは、左右後輪10rのトレッド幅を表す。Lfは、車両の重心Cgと左右前輪10fの中心との間の前後方向水平距離、Lrは、車両の重心Cgと左右後輪10rの中心との間の前後方向水平距離を表す。
この場合、モータECU52は、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヨーモーメントMz、目標ヒーブ力Fzのうちの3つを選択して制御用制駆動力Fcfl,Fcfr,Fcrl,Fcrrを計算する。これは、最終的に各車輪10に発生させる制駆動力が、ドライバー要求駆動力Fareqで決められるため、つまり、制御用制駆動力Fcfl,Fcfr,Fcrl,Fcrrの合計値をゼロにするという制約があるため、4つの目標値を同時に使って演算できないからである。この場合、モータECU52は、ヨー運動制御が必要な場合には、目標ヨーモーメントMzと目標ロールモーメントMxとを優先的に選択し、その2つの目標値Mz,Mxと、残りの目標ピッチモーメントMy、目標ヒーブ力Fzの何れか一方の目標値とを使って、制御用制駆動力Fcfl,Fcfr,Fcrl,Fcrrを演算する。
続いて、パワーECU51は、ステップS14において、左前輪10flの目標制駆動力Ffl,右前輪10frの目標制駆動力Ffr,左後輪10rlの目標制駆動力Frl,右後輪10rrの目標制駆動力Frrを次式により演算する。
Ffl=αf・Fareq+Fcfl
Ffr=αf・Fareq+Fcfr
Frl=αr・Fareq+Fcrl
Frr=αr・Fareq+Fcrr
ここで、αfは、ドライバー要求駆動力Fareqが前輪10fの1輪に配分される配分比を表し、αrは、ドライバー要求駆動力Fareqが後輪10rの1輪に配分される配分比を表す(2αf+2αr=1)。前後輪配分比αf、αrは、前後輪10f,10rともに同じ値(=1/4)に設定されてもよいし、前輪10fと後輪10rとで異なるように設定されてもよい。以下、4輪の目標制駆動力Ffl,Ffr,Frl,Frrについては、対応する車輪10毎に区別する必要が無い場合には、それらを目標制駆動力Fxと総称する。
続いて、パワーECU51は、ステップS15において、各車輪10ごとの目標制駆動力Fxをモータ30を駆動するための目標モータトルクTxに変換し、目標モータトルクTxを表す制駆動指令信号をモータECU52に送信する。これにより、モータECU52は、目標モータトルクTxに従って、モータ30が目標トルクを発生するように生成した制御信号(例えば、PWM制御信号)をモータドライバ35に出力する。こうして、モータドライバ35のスイッチング素子のデューティ比が制御されて、目標トルクに対応した電流がモータ30に流れ、車輪10に制駆動力が発生する。
目標モータトルクTxが駆動トルクを表している場合には、モータ30が力行制御されてモータドライバ35からモータ30に電流が流れる。目標モータトルクTxが制動トルクを表している場合には、モータ30が回生制御されてモータ30からモータドライバ35を介してバッテリ70に電流が流れる。こうして、各車輪10に目標制駆動力Fx相当の制駆動力が発生する。各車輪10の制駆動力の合計は、ドライバー要求駆動力Fareq相当の値となる。
パワーECU51は、制駆動指令信号をモータECU52に送信すると、駆動制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の短い周期にて駆動制御ルーチンを繰り返す。
次に、ブレーキ操作時における処理について説明する。図4は、ブレーキECU53により実施されるメインブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートであり、図5は、パワーECU51により実施される回生ブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートである。ブレーキECU53は、ブレーキペダル操作が行われているあいだ、メインブレーキ制御ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実施する。また、パワーECU51は、ブレーキECU53から回生制動要求を受信しているあいだ、回生ブレーキ制御ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実施する。
メインブレーキ制御ルーチンが起動すると、ブレーキECU53は、ステップS21において、ドライバー操作状態と車両運動状態とを検出する。この場合、ブレーキECU53は、操作状態検出装置60のセンサ値から得られるブレーキ操作量、運動状態検出装置65のセンサ値から得られる車速、車輪速を取得する。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS22において、ブレーキ操作量に基づいて車両の目標減速度を演算する。ブレーキECU53は、ブレーキ操作量から目標減速度を導く関係付けデータを記憶しており、この関係付けデータに基づいて目標減速度を演算する。続いて、ブレーキECU53は、ステップS23において、車両を目標減速度で減速させるために必要となる車輪のドライバー要求制動力Fbreqを演算する。ドライバー要求制動力Fbreqは、本発明のトータル要求制動力に相当する。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS24において、ドライバー要求制動力Fbreqを、要求摩擦制動力Fbfreqと要求回生制動力Fbrreqとに配分する。ブレーキECU53は、ドライバー要求制動力Fbreqを、要求摩擦制動力Fbfreqと要求回生制動力Fbrreqとに配分する配分特性を記憶しており、この配分特性に従って、ドライバー要求制動力Fbreqを、要求摩擦制動力Fbfreqと要求回生制動力Fbrreqとに配分する。例えば、配分特性は、図6に示すように、一定の配分比にて、ドライバー要求制動力Fbreqを、要求摩擦制動力Fbfreqと要求回生制動力Fbrreqとに配分する特性に設定されている。配分特性は、一定の配分比に限らず、例えば、ドライバー要求制動力Fbreqの大きさに応じて、要求摩擦制動力Fbfreqと要求回生制動力Fbrreqとの配分が決定される配分特性など、任意に設定することができる。
要求回生制動力Fbrreqは、上限値Fbrmaxが設定されており、上限値Fbrmaxを超えない範囲に設定される。従って、要求回生制動力Fbrreqが上限値Fbrmaxで制限されている場合には、ドライバー要求制動力Fbreqから要求回生制動力Fbrreqを減算した残りが要求摩擦制動力Fbfreqに割り当てられる。尚、モータ30で発生できる回生トルクは、モータ30の回転速度に応じて変化する。このため、配分特性は、車速に応じた特性に設定されている。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS25において、回生ブレーキ実行率Erを演算する。この回生ブレーキ実行率Erは、後述する回生ブレーキ実行率演算ルーチンにて演算される。
本実施形態においては、後述するように車両運動制御の必要度合が高い状況となった場合に、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力Fcxに対してモータ30で発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況が発生したと予測する。従って、上記特定状況の発生の有無については、車両運動制御の必要度合が高い状況となったか否かについて判定する。
ブレーキECU53は、車両運動制御の必要度合が高い状況においては、図6に示す配分特性を基準として、要求回生制動力Fbrreqの配分割合を低下させる。以下、図6に示す要求回生制動力Fbrreqの配分特性を基準特性と呼ぶ。回生ブレーキ実行率Erは、この基準特性に対して要求回生制動力Fbrreqの配分割合を低下させる度合を表すパラメータである。回生ブレーキ実行率Erは、基準特性によって配分される場合の要求回生制動力Fbrreqを1(=100%)として、その値が小さくなるほど、基準特性に対して要求回生制動力Fbrreqの配分割合を低減させるように働くパラメータに設定されている。
図6における配分特性ラインLが、この基準特性を表す。従って、回生ブレーキ実行率Erが小さくなるほど、配分特性ラインLが下方にシフトするように変更される。勿論、ドライバー要求制動力Fbreqは変更されないため、要求回生制動力Fbrreqの配分割合を低下させた場合、それに合わせて要求摩擦制動力Fbfreqの割合が増加することになる。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS26において、次式に示すように、要求回生制動力Fbrreqに回生ブレーキ実行率Erを乗算して、補正後要求回生制動力Fbrreq*を求める。
Fbrreq*=Fbrreq×Er
続いて、ブレーキECU53は、ステップS27において、パワーECU51に対して、補正後要求回生制動力Fbrreq*を送信する。パワーECU51は、この補正後要求回生制動力Fbrreq*を受信すると、図5に示す回生ブレーキ制御ルーチンを実施する。
回生ブレーキ制御ルーチンが起動すると、パワーECU51は、ステップS41において、補正後要求回生制動力Fbrreq*を左右前後輪に配分した目標制駆動力Fxを演算する。パワーECU51は、補正後要求回生制動力Fbrreq*、および、制御用制駆動力Fcxを使って、左前輪10flの目標制駆動力Ffl,右前輪10frの目標制駆動力Ffr,左後輪10rlの目標制駆動力Frl,右後輪10rrの目標制駆動力Frrを次式により演算する。この場合、パワーECU51は、このステップS41において、制御用制駆動力Fcxを上述(S13)のように演算する。
Ffl=βf・Fbrreq*+Fcfl
Ffr=βf・Fbrreq*+Fcfr
Frl=βr・Fbrreq*+Fcrl
Frr=βr・Fbrreq*+Fcrr
ここで、βfは、補正後要求回生制動力Fbrreq*が前輪10fの1輪に配分される配分比を表し、βrは、補正後要求回生制動力Fbrreq*が後輪10rの1輪に配分される配分比を表す(2βf+2βr=1)。前後輪配分比βf,βrは、前後輪の接地荷重比等に基づいて予め設定されている。
尚、パワーECU51は、ステップS41において、制御用制駆動力Fcxを演算するが、その際、車速等によって決まるモータ30の制駆動力の最大値Fmaxから補正後要求回生制動力分(βf・Fbrreq*あるいはβr・Fbrreq*)を減算した値を上限として制御用制駆動力Fcxを演算する。
続いて、パワーECU51は、ステップS42において、各車輪10ごとの目標制駆動力Fxをモータ30を駆動するための目標モータトルクTxに変換し、目標モータトルクTxを表す制駆動指令信号をモータECU52に送信する。これにより、モータECU52は、目標モータトルクTxに従って、モータドライバ35に駆動信号を出力する。目標モータトルクTxが駆動トルクを表している場合には、モータ30が力行制御されてモータドライバ35からモータ30に電流が流れる。目標モータトルクTxが制動トルクを表している場合には、モータ30が回生制御されてモータ30からモータドライバ35を介してバッテリ70に電流が流れる。こうして、各車輪10に目標制駆動力Fx相当の制駆動力が発生する。各車輪10の制駆動力の合計は、補正後要求回生制動力Fbrreq*相当の値となる。
続いて、パワーECU51は、ステップS43において、実行回生制動力Fbr(実際に発生させた4輪の制駆動力の合計値)をブレーキECU53に送信して回生ブレーキ制御ルーチンを一旦終了する。パワーECU51は、ブレーキECU53から回生制動要求を受信しているあいだ回生ブレーキ制御ルーチンを繰り返し実施する。
再び、図4を参照して、ブレーキECU53は、ステップS28において、パワーECU51から送信された実行回生制動力Fbrを受信し、ステップS29において、要求回生制動力Fbrreqと実行回生制動力Fbrとの差分ΔFbr(=Fbrreq−Fbr)で、要求摩擦制動力Fbfreqを補正した補正後要求摩擦制動力Fbfreq*(=Fbfreq+ΔFbr)を演算する。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS30において、補正後要求摩擦制動力Fbfreq*に基づいて、ブレーキアクチュエータ45の作動を制御する。ブレーキECU53は、油圧回路の制御油圧と摩擦制動力との関係を設定する関係付けデータを記憶し、この関係付けデータを使って、補正後要求摩擦制動力Fbfreq*発生させるために必要な目標制御油圧を設定する。ブレーキECU53は、油圧センサにより検出される油圧が目標制御油圧に追従するようにリニア制御弁の通電を制御する。これにより摩擦ブレーキ機構40が作動して、各車輪10を摩擦力によって制動する。
尚、ブレーキECU53は、ステップS24にて、ドライバー要求制動力Fbreqを要求摩擦制動力Fbfreqと要求回生制動力Fbrreqとに配分する前に、ドライバー要求制動力Fbreqの前後輪配分比を決定している。従って、実行回生制動力Fbrと補正後要求摩擦制動力Fbfreq*との合計値が、上記の前後輪配分比で前輪10fと後輪10rとに配分されるように、補正後要求摩擦制動力Fbfreq*の前後輪配分比が決定される。ブレーキECU53は、補正後要求摩擦制動力Fbfreq*を、その前後輪配分比にて配分して、各輪10が配分された摩擦制動力を発生するようにブレーキアクチュエータ45の作動を制御する。
ブレーキECU53は、ステップS30の処理を実行するとメインブレーキ制御ルーチンを一旦終了し、所定の演算周期でメインブレーキ制御ルーチンを繰り返す。
これにより、車輪10は、モータ30の電力回収によって発生する回生制動力と、摩擦ブレーキ機構40の摩擦抵抗によって発生する摩擦制動力とによって制動される。
次に、回生ブレーキ実行率Erの演算について説明する。回生ブレーキ実行率Erは、ドライバー要求制動力Fbreqにおける要求回生制動力Fbrreqの配分割合を低下させる度合い(要求摩擦制動力Fbfreqの配分割合を増加させる度合ということもできる)を調整するパラメータとして用いられる。以下、要求回生制動力Fbrreqの配分割合を低下させる必要性について説明する。
車輪10を制動する場合、エネルギー効率を考えれば、できるだけ車輪10の運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ70に回収することが望まれる。この場合、バッテリ70に回生可能な範囲で要求回生制動力Fbrreqを設定し、ドライバー要求制動力Fbreqに対して要求回生制動力Fbrreqだけでは不足する分を補うように要求摩擦制動力Fbfreqを設定するとよい。
しかし、要求回生制動力Fbrreqが大きいほど、車両運動制御に使用できる制御用制駆動力Fcxが少なくなってしまう。例えば、ドライバーがブレーキペダル操作をして車輪10に制動力が働いているときに、車体Bに、非所望のロール運動、ピッチ運動、ヒーブ運動などが検出された場合、パワーECU51は、制御用制駆動力Fcxを使って、その運動を打ち消すように車体Bに上下力を発生させる。この場合、車体に発生させる上下力の大きさは、制御用制駆動力Fcxの大きさで決まる。従って、要求回生制動力Fbrreqが大きいほど、車両運動制御に使用できる制御用制駆動力Fcxが小さくなり、モータ30の制駆動力で発生させることができる上下力の余力が低下してしまう。このため、良好な車両運動制御を実施できないおそれがある。
また、パワーECU51は、制御用制駆動力Fcxを使って、ヨー運動を修正するように、かつ、それに伴ってロール運動を発生させないように制駆動力を発生させる。この場合においても、要求回生制動力Fbrreqが大きいほど、車両運動制御に使用できる制御用制駆動力Fcxが小さくなり、良好な車両運動制御を実施できないおそれがある。
図7は、モータ30で発生させることができる制御用制駆動力Fcxの範囲の変化を表す。同図(a)は、ドライバー要求制動力Fbreqを要求回生制動力Fbrreqに100%割り当てた場合、同図(b)は、ドライバー要求制動力Fbreqを要求摩擦制動力Fbfreqに100%割り当てた場合における制御用制駆動力Fcxの範囲を表す。ここでは、ドライバー要求制動力Fbreq、要求回生制動力Fbrreq、要求摩擦制動力Fbfreqについては、1輪分のものとし、ドライバー要求制動力Fbreqの前後輪配分比は、1:1として表している。
図7(a)に示すように、ドライバー要求制動力Fbreqを回生によって100%まかなう場合には、要求回生制動力Fbrreqを発生している状態を基準として、制御用制駆動力Fcxが加算された目標制駆動力Fxが設定される。このため、モータ30は、車両運動制御を行うにあたって、モータ30の最大制駆動力Fmaxから要求回生制動力Fbrreqを除外した能力の範囲でしか制御用制駆動力Fcxを発生させることができない。ここでは、最大制駆動力Fmaxは、モータ30の回生トルクによって発生できる最大制動力、および、その最大制動力と大きさ(絶対値)の等しい駆動力とを表している。
一方、図(b)に示すように、ドライバー要求制動力Fbreqを摩擦力によって100%まかなう場合には、要求回生制動力Fbrreqがゼロに設定されるため、モータ30に制御用制駆動力Fcxのみを発生させれば良くなる。このため、モータ30は、車両運動制御を行うにあたって、モータ30の最大制駆動力Fmaxをフルに使える範囲で制御用制駆動力Fcxを発生させることができる。
そこで、本実施形態においては、車両運動制御の必要度合が高い場合に、要求回生制動力Fbrreqの配分割合を減らし、要求摩擦制動力Fbfreqの配分割合を増やす(図7(a)→(b))。つまり、車両運動制御の必要度合が高くなっている状況を、モータ30で発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある状況であるとみなして、要求回生制動力Fbrreqの配分割合を減らす。これにより、モータ30で発生させることができる制御用制駆動力Fcxの範囲を拡げることができる。
次に、要求回生制動力Fbrreqの配分割合を設定する処理について説明する。要求回生制動力Fbrreqの配分割合は、図8に示す回生ブレーキ実行率演算ルーチン(図8)により演算される。この回生ブレーキ実行率演算ルーチンは、メインブレーキ制御ルーチン(図4)のステップS25に組み込まれて実行されるサブルーチンである。
回生ブレーキ実行率演算ルーチンが起動すると、ブレーキECU53は、ステップS100において、車両運動状況判定フラグ設定処理を実行し、この車両運動状況判定フラグ設定処理で設定された状況フラグfstを読み込む。この車両運動状況判定フラグ設定処理は、図9に示す車両運動状況判定フラグ設定ルーチンに沿って実行される。
車両運動状況判定フラグ設定ルーチンが起動すると、ブレーキECU53は、ステップS101において、車両運動状態を判定するための状況パラメータの値(状況パラメータPと呼ぶ)を取得する。状況パラメータPは、例えば、操舵角、操舵角を時間で微分して得られる操舵角速度、車体の横加速度、車体のヨーレート、各車輪10のばね上の上下方向の加速度であるばね上加速度、各車輪10のばね下の上下方向の加速度であるばね下加速度の少なくとも1つのパラメータを採用することができる。ブレーキECU53は、操作状態検出装置60および/あるいは運動状態検出装置65によって検出される上記状況パラメータPを取得する。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS102において、状況パラメータPがON閾値Ponを超えているか否かを判断する。このON閾値Ponは、車両運動状況が車両運動制御の必要度合が高い状況(本発明の特定状況に相当する)か否かを判定する閾値であり、状況パラメータPがON閾値Ponを超えている場合には、車両運動状況が車両運動制御の必要度合が高い状況であると判定される。従って、状況パラメータPは、車両運動制御の必要度合を表す指標であり、ON閾値Ponは、車両運動状況が車両運動制御の必要度合が高いか否かを判定する判定用閾値である。例えば、操舵角が設定操舵角を超えている場合、操舵角速度が設定操舵角速度を超えている場合、車体の横加速度が設定横加速度を超えている場合、車体のヨーレートが設定ヨーレートを超えている場合、ばね上加速度が設定ばね上加速度を超えている場合、ばね下加速度が設定ばね下加速度を超えている場合において、車両運動状況が車両運動制御の必要度合が高いと判定することができる。
ブレーキECU53は、状況パラメータPがON閾値Ponを超えている場合には(S102:Yes)、ステップS103において、状況フラグfstをONに設定する(fst=ON)。尚、状況パラメータPを複数種類設定している場合(例えば、操舵角と操舵速度とばね上上下加速度など)には、各状況パラメータPごとに閾値(ON閾値Pon、および、後述するOFF閾値Poff)を設定し、複数の状況パラメータPの1つ、あるいは、n(>1)個が閾値を跨いだときに状況フラグfstの設定を切り替えるようにすればよい。
一方、状況パラメータPがON閾値Pon以下である場合には(S102:No)、ブレーキECU53は、ステップS104において、状況パラメーラPがOFF閾値Poff未満であるか否かを判断する。OFF閾値Poffは、車両運動状況が車両運動制御の必要度合が高い状況であるという判定を解除する閾値である。従って、ON閾値PonとOFF閾値Poffとの間の領域が不感帯となる(ON閾値Pon>OFF閾値Poff)。
ブレーキECU53は、状況パラメーラPがOFF閾値Poff未満である場合には(S104:Yes)、ステップS105において、状況フラグfstをOFFに設定し(fst=OFF)、状況パラメーラPがOFF閾値Poff以上である場合には(S104:Yes)、状況フラグfstを変更しない。
ブレーキECU53は、状況フラグfstを設定すると、車両運動状況判定フラグ設定ルーチンを抜けて、その処理を、回生ブレーキ実行率演算ルーチン(図8)のステップS111に進める。ブレーキECU53は、ステップS111において、状況フラグfstがONに設定されているか否かを判断する。
ブレーキECU53は、状況フラグfstがONに設定されている場合(S111:Yes)には、ステップS112において、回生ブレーキ実行率Erを1(=100%)よりも低下させている状況であること(図6における配分特性ラインLを基準特性から下方にシフトさせている状況であること)を表すシフト中フラグfsiftをONに設定する。続いて、ブレーキECU53は、ステップS113において、回生ブレーキ実行率Erを所定量(K1・ΔEr)だけ低下させる(Er=Er−K1・ΔEr)。この所定量(K1・ΔEr)は、予め設定された単位時間あたり(演算周期あたり)の調整量ΔEr(一定値)に、低減ゲインK1を乗算して計算される。尚、回生ブレーキ実行率Erについては、最小値(例えば、ゼロ)が設定されている。従って、ブレーキECU53は、ステップS113において、回生ブレーキ実行率Erが最小値に到達している場合には、それ以上、回生ブレーキ実行率Erを低下させることはしない。
一方、状況フラグfstがONに設定されていない場合(S111:NO)、つまり、状況フラグfstがOFFに設定されている場合には、ブレーキECU53は、ステップS114において、シフト中フラグfsiftがONに設定されているか否かを判断し、シフト中フラグfsiftがONに設定されている場合(S114:Yes)には、ステップS115において、回生ブレーキ実行率Erを所定量(K2・ΔEr)だけ増加させる(Er=Er+K2・ΔEr)。この所定量(K2・ΔEr)は、予め設定された単位時間あたり(演算周期あたり)の調整量ΔEr(一定値)に、増加ゲインK2を乗算して計算される。
また、ステップS114において「No」、つまり、シフト中フラグfsiftがOFFに設定されている場合には、ブレーキECU53は、ステップS116において、回生ブレーキ実行率Erを1(=100%)に設定する。
ブレーキECU53は、ステップS113,S115,S116の何れかの処理で回生ブレーキ実行率Erを演算すると、続くステップS117において、回生ブレーキ実行率Erを出力する。この回生ブレーキ実行率Erは、上述したメインブレーキ制御ルーチンのステップS26における補正後要求回生制動力Fbrreq*の演算に用いられる。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS118において、状況フラグfstがOFFに設定され、かつ、回生ブレーキ実行率Erが閾値Errefよりも大きいか否かを判断する。つまり、車両運動状況が車両運動制御の必要度合が高い状況ではなく、かつ、回生ブレーキ実行率Erが1に近い値(<1)にまで増加してきている状況であるか否かを判断する。ブレーキECU53は、「Yes」と判断した場合には、ステップS119において、シフト中フラグfsiftをOFFに設定して本ルーチンを抜けて、その処理をメインブレーキ制御ルーチン(図4)のステップS26に進める。一方、ステップS118において「No」と判定した場合は、ステップS119の処理がスキップされる。
回生ブレーキ実行率演算ルーチン(図8)は、メインブレーキ制御ルーチンに組み込まれて所定の演算周期で繰り返される。従って、車両運動状態を判定するための状況パラメータPがON閾値を超えると、回生ブレーキ実行率Erが徐々に低減される。また、車両運動状態を判定するための状況パラメータPがOFF閾値未満になると、回生ブレーキ実行率Erが徐々に増加(復帰)される。
尚、低減ゲインK1あるいは増加ゲインK2については、一定値でもよいし、例えば、車両運動状態によって可変設定されるものであってもよい。
以上説明した本実施形態の車両用制動制御装置によれば、車両運動制御の必要度合が高い状況においては(fst=ON)、回生ブレーキ実行率Erが低減されることにより、ドライバー要求制動力における要求回生制動力の配分が少なくなるように変更される。このため、車両運動制御に使用できるモータ余力を増大することができる。つまり、制御用制駆動力Fcxの設定範囲(車両運動制御範囲)を広くすることができる。この結果、制動時における車両運動制御を良好に実施することができる。
また、車両運動状態を判定するための状況パラメータPがOFF閾値Poff未満になると回生ブレーキ実行率Erが徐々に増加(復帰)される。従って、車両運動制御の必要度合が低い状況においては、回生制動の比率を高く維持することができるため、車輪10の運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ70に回収することができる。従って、エネルギー効率が良好となる。
また、回生ブレーキ実行率Erは、徐々に低減あるいは増加される。従って、回生制動と摩擦制動とのすり替えを良好に行うことができる。また、回生ブレーキ実行率Erの低減速度は低減ゲインK1にて設定され、増加速度は増加ゲインK2にて設定される。従って、低減方向と増加方向とで、それぞれ適切な変更速度に設定できる。
また、車両運動状態を判定するための状況パラメータを使って、車両運動制御の必要度合が高い状況(車両運動制御のために必要な制御用制駆動力に対してモータ30で発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況)であるか否かについて判定するため、その判定が容易である。
また、例えば、車体のヨー方向の運動を制御するヨー運動制御、あるいは、車体のロール方向の運動を抑制するロール抑制制御を実施する車両においては、操舵角、操舵速度、車体の横加速度、車体のヨーレートの少なくとも1つを状況パラメータPとして設定し、状況パラメータPが判定用閾値(ON閾値Pon)を超えたとき、状況フラグfstをONに設定するようにすると、上記の車両運動制御を良好に実施することができる。
また、例えば、車体の上下方向の運動を抑制するばね上振動抑制制御、あるいは、車体のピッチ方向の運動を抑制するピッチ抑制制御を実施する車両においては、ばね上上下加速度、ばね下上下加速度の少なくとも1つを状況パラメータPとして設定し、状況パラメータPが判定用閾値(ON閾値Pon)を超えたときに、状況フラグfstをONに設定するようにすると、上記の車両運動制御を良好に実施することができる。
以上、本実施形態にかかる車両用制動力制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。
<変形例1>
上記実施形態においては、車両の運動状態あるいは操作状態に基づいて状況フラグfstを設定しているが、この変形例1においては、更に、モータトルクの使用率を加味して状況フラグfstを設定する。図10、図11は、変形例1としての処理を表すフローチャートであって、図10は、モータトルク使用率フラグ設定ルーチンを表し、図11は、モータトルク使用率フラグを加味した最終的な状況フラグ設定ルーチンを表す。
ブレーキECU53は、モータトルク使用率フラグ設定ルーチンを起動すると、ステップS121において、モータトルク使用率Aを演算する。この場合、ブレーキECU53は、パワーECU51から現時点で算出されている4輪の目標制駆動トルク、および、モータ30で発生可能な制動トルクを表すデータを取得し、このデータに基づいてモータトルク使用率Aを演算する。目標制駆動トルクは、目標制駆動力Fx(補正後要求回生制動力Fbrreq*+制御用制駆動力Fcx)をモータトルクに変換した値でよい。モータ30で発生可能な制動トルクは、例えば、車速(モータ回転速度)によって設定される。モータトルク使用率Aは、例えば、4輪のうちの制動方向の最も大きな目標制駆動トルクを1輪のモータ30で発生可能な制動トルクで除算して求めればよい。また、4輪の目標制駆動トルクの合計値を、4輪のモータ30で発生可能な制動トルクの合計値で除算するなどして求めても良い。また、目標制駆動トルクに代えて、実際にモータ30で発生させた制動トルクの実績値を用いても良い。このモータトルク使用率Aは、本発明における、余裕度合に相当する。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS122において、モータトルク使用率Aが予め設定されたON閾値Aonを超えているか否かを判断する。このON閾値Aonは、モータ30の余力が少ない状況か否かを判定する閾値であり、モータトルク使用率AがON閾値Aonを超えている場合には、モータ30の余力が少ない状況であると判定される。
ブレーキECU53は、モータトルク使用率AがON閾値Aonを超えている場合には(S122:Yes)、ステップS123において、モータ使用状況フラグfstAをON(fstA=ON)に設定する。
一方、モータトルク使用率AがON閾値Aon以下である場合には(S122:No)、ブレーキECU53は、ステップS124において、モータトルク使用率AがOFF閾値Aoff未満であるか否かを判断する。OFF閾値Aoffは、モータ30の余力が少ない状況であるという判定を解除する閾値である。従って、ON閾値AonとOFF閾値Aoffとの間の領域が不感帯となる(ON閾値Aon>OFF閾値Aoff)。
ブレーキECU53は、モータトルク使用率AがOFF閾値Aoff未満である場合には(S124:Yes)、ステップS125において、モータ使用状況フラグfstAをOFF(fstA=OFF)に設定し、モータトルク使用率AがOFF閾値Aoff以上である場合には(S124:Yes)、モータ使用状況フラグfstAを変更しない。
ブレーキECU53は、モータ使用状況フラグfstAを設定すると、モータトルク使用率フラグ設定ルーチンを抜けて、その処理を、状況フラグ設定ルーチン(図11)に進める。
この変形例1においては、モータ使用状況フラグfstAと、実施形態(図9)で説明した状況パラメータPに応じて設定された状況フラグfstとに基づいて、最終的な状況フラグfstが設定される。以下、状況パラメータPに応じて設定される状況フラグfstを、最終的な状況フラグfstと区別する場合には、車両運動状況フラグfstPと呼ぶことにする。この変形例1においては、図9に示すフローチャートに従って車両運動状況フラグfstPが設定されるとともに、上述した図10に示すフローチャートに従ってモータ使用状況フラグfstAが設定される。
ブレーキECU53は、車両運動状況フラグfstPとモータ使用状況フラグfstAとを設定した状態から、図11に示す状況フラグ設定ルーチンを実施する。ブレーキECU53は、ステップS131において、車両運動状況フラグfstPとモータ使用状況フラグfstAとの少なくとも一方がONに設定されているか否かを判断する。ブレーキECU53は、「Yes」と判定した場合には、ステップS132において、状況フラグfstをONに設定する。一方、車両運動状況フラグfstPとモータ使用状況フラグfstAとが何れもOFFである場合には、ブレーキECU53は、ステップS133において、状況フラグfstをOFFに設定する。
ブレーキECU53は、状況フラグfstを設定すると状況フラグ設定ルーチンを抜けてその処理を、回生ブレーキ実行率演算ルーチンのステップS111に進める。
以上説明した変形例1によれば、モータトルク使用率Aが高い場合(余裕度合が低い場合)には、状況フラグfstをONにして回生ブレーキ実行率Erを低減させる。従って、車両運動状態だけでなく、モータ30のトルクを発生できる余裕度合を加味して回生ブレーキ実行率Erを調整するため、モータ30で発生させる制御用制動力の余力を更に適正に維持しておくことができる。従って、車両運動制御を更に良好に実施することができる。尚、モータトルク使用率Aに代えて、モータ30が追加的に発生することができるトルク(余力)の値などを使って、余裕度合を設定する構成であってもよい。
<変形例2>
制動中にタイヤのグリップ力が限界に近づいている状況においては、ドライバー要求制動力を摩擦制動力で発生させてモータ30に車両運動制御用の余力を持たせたところで、そもそも適正な車両運動制御を行うことはできない。そこで、この変形例2では、そうした状況が検出されたときには、ドライバー要求制動力を発生させる制動力を、摩擦制動力から回生制動力にシフトさせることにより、摩擦制動によって失われるはずだった運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ70に回収する。
図12、図13は、変形例2としての処理を表すフローチャートであって、図12は、スリップ率フラグ設定ルーチンを表し、図13は、スリップ率フラグを加味した最終的な状況フラグ設定ルーチンを表す。
ブレーキECU53は、スリップ率フラグ設定ルーチン(図12)を起動すると、ステップS141において、4輪のスリップ率Sを演算する。このスリップ率Sは、車両走行中に車輪10に付与する制動力によって車輪10がロックしている程度を表すもので、((車体速度−車輪速度)/車体速度×100%)にて計算することができる。このスリップ率Sは、制動中にタイヤのグリップ力が限界に近づいた状況であることを判定するためのパラメータである。以下、スリップ率Sは、OFF閾値SoffおよびON閾値Sonと比較されるが、この比較対象となるスリップ率Sは、4輪のスリップ率のうちの最も大きなスリップ率、あるいは、4輪のスリップ率Sの平均値など、適宜、4輪のスリップ状況が反映された値を採用することができる。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS142において、スリップ率Sが予め設定されたOFF閾値Soffを超えているか否かを判断する。このOFF閾値Soffは、車輪10がロックしている状況、あるいは、車輪10がロックしそうな状況(これらをロック状態と呼ぶ)か否かを判定する閾値であり、スリップ率SがOFF閾値Soffを超えている場合には、車輪10がロック状態にあると判定される。
ブレーキECU53は、スリップ率SがOFF閾値Soffを超えている場合(S142:Yes)、ステップS143において、スリップ率フラグfstSをOFF(fstS=OFF)に設定する。
一方、スリップ率SがOFF閾値Soff以下である場合には(S142:No)、ブレーキECU53は、ステップS144において、スリップ率SがON閾値Son未満であるか否かを判断する。ON閾値Sonは、ロック状態であるという判定を解除する閾値である。従って、ON閾値SoffとOFF閾値Sonとの間の領域が不感帯となる(ON閾値Soff>OFF閾値Son)。
ブレーキECU53は、スリップ率SがON閾値Son未満である場合には(S144:Yes)、ステップS145において、スリップ率フラグfstSをON(fstS=ON)に設定し、スリップ率SがON閾値Son以上である場合には(S144:Yes)、スリップ率フラグfstSを変更しない。
ブレーキECU53は、スリップ率フラグfstSを設定すると、スリップ率フラグ設定ルーチンを抜けて、その処理を、状況フラグ設定ルーチン(図13)に進める。
この変形例2においては、スリップ率フラグfstSと、車両運動状況フラグfstPとに基づいて、最終的な状況フラグfstが設定される。従って、この変形例2においては、図9に示すフローチャートに従って車両運動状況フラグfstPが設定されるとともに、上述した図12に示すフローチャートに従ってスリップ率フラグfstSが設定される。
ブレーキECU53は、車両運動状況フラグfstPとスリップ率フラグfstSとを設定した状態から、図13に示す状況フラグ設定ルーチンを実施する。ブレーキECU53は、ステップS151において、車両運動状況フラグfstPがONに設定されているか否かを判断し、車両運動状況フラグfstPがONに設定されている場合には、ステップS152において、状況フラグfstをONに設定する。一方、車両運動状況フラグfstPがOFFに設定されている場合には、ステップS153において、状況フラグfstをOFFに設定する。
続いて、ブレーキECU53は、ステップS154において、回生ブレーキ実行率Erが1未満に設定されているか否かを判断し、回生ブレーキ実行率Erが1である場合(S154:No)には、本ルーチンを一旦抜ける。回生ブレーキ実行率Erが1未満に設定されている場合(S154:Yes)には、ブレーキECU53は、ステップS155において、スリップ率フラグfstSがOFFに設定されているか否かを判断し、スリップ率フラグfstSがOFFに設定されている場合(S155:Yes)、つまり、車輪10がロック状態である場合には、状況フラグfstをOFFに設定する。一方、スリップ率フラグfstSがOFFに設定されていない場合(S155:No)には、本ルーチンを一旦抜ける。
ブレーキECU53は、状況フラグfstを設定すると状況フラグ設定ルーチンを抜けてその処理を、回生ブレーキ実行率演算ルーチン(図8)のステップS111に進める。
以上説明した変形例2によれば、状況フラグfstがON、つまり、配分特性が変更されている状況において、車輪10がロック状態であると推定された場合には、状況フラグfstがOFFに切り替えられる。従って、車両運動状態に関係なく、回生ブレーキ実行率Erが増加(復帰)するように調整される。このため、本来なら摩擦制動によって失われる車輪10の運動エネルギーを、回生制動によって効率よくバッテリ70に回収することができる(図14(a)→(b))。また、ロック状態でない場合には、上述した実施形態のように、車両運動制御の必要度合が高い場合には、要求回生制動力Fbrreqの配分割合を減らし、要求摩擦制動力Fbfreqの配分割合を増やす。
尚、この変形例2では、タイヤのグリップ力が限界に近づいている状況をスリップ率Sによって判定しているが、スリップ率Sに代えて、ドライバー要求制動力Fbreqを用いることもできる。この場合、ブレーキECU53は、ステップS142において、ドライバー要求制動力FbreqがOFF閾値Fbreqoffを超えているか否かを判断し、ドライバー要求制動力FbreqがOFF閾値Fbreqoffを超えていると判定した場合に、車輪10がロックしそうな状況であると推定して、ステップS143において、スリップ率フラグfstSをOFFに設定すればよい。従って、OFF閾値Fbreqoffは、タイヤのグリップ力の限界に近い値に設定される。また、ブレーキECU53は、ステップS144において、ドライバー要求制動力FbreqがON閾値Fbreqon未満であるか否かを判断し、ドライバー要求制動力FbreqがON閾値Fbreqon未満である場合に、ステップS145において、スリップ率フラグfstSをON(fstS=ON)に設定すればよい。
<変形例3>
変形例2を変形例1に組み合わせることもできる。この場合、ブレーキECU53は、図9に示す車両運動状況判定フラグ設定ルーチン、図10に示すモータトルク使用率フラグ設定ルーチン、および、図12に示すスリップ率フラグ設定ルーチンを実行して、車両運動状況フラグfstP、モータ使用状況フラグfstA、スリップ率フラグfstSを演算する。そして、ブレーキECU53は、この3種類のフラグを使って図15に示す状況フラグ設定ルーチンを実施する。
状況フラグ設定ルーチン(図15)が起動すると、ブレーキECU53は、ステップS161において、スリップ率フラグfstSがOFFに設定されているか否かを判断し、スリップ率フラグfstSがOFFに設定されている場合には(S161:Yes)、ステップS162において、状況フラグfstをOFFに設定する。一方、スリップ率フラグfstSがONに設定されている場合には(S161:No)、ブレーキECU53は、ステップS163において、車両運動状況フラグfstPがOFF、かつ、モータ使用状況フラグfstAがOFFに設定されているか否かを判定する。ブレーキECU53は、車両運動状況フラグfstPとモータ使用状況フラグfstAとの両方がOFFに設定されている場合には(S163:Yes)、ステップS162において、状況フラグfstをOFFに設定し、車両運動状況フラグfstPとモータ使用状況フラグfstAとの何れか一方でもONに設定されていれば(S163:No)、ステップS164において、状況フラグfstをONに設定する。
この変形例3によれば、変形例1と変形例2との両方の作用効果が得られる。
<変形例4>
本実施形態においては、回生ブレーキ実行率Erは、状況フラグfstに基づいて増減調整される。従って、回生ブレーキ実行率Erは、状況フラグfstがONに設定されている間は、低減方向に調整されるため、最終的にゼロになる場合もある。それに対して、この変形例4においては、回生ブレーキ実行率Erの目標値が設定される。ブレーキECU53は、図16に示すような、状況パラメータPと回生ブレーキ実行率Erとの関係を表す関係付けデータ(実行率マップと呼ぶ)を記憶しており、この実行率マップに基づいて回生ブレーキ実行率Erを決定する。実行率マップは、状況パラメータPが大きいほど回生ブレーキ実行率Erが少なくなるような特性、つまり、車両運動状況が車両運動制御の必要度合が高い状況であるほど、回生ブレーキ実行率Erが少なくなるような特性を有する。
従って、ブレーキECU53は、状況フラグfstがONに設定されている間は、実行率マップに基づいて、状況パラメータPに応じた回生ブレーキ実行率Erを設定する。この場合、例えば、ブレーキECU53は、図17に示す回生ブレーキ実行率演算ルーチンを実行する。この回生ブレーキ実行率演算ルーチンは、実施形態の回生ブレーキ実行率演算ルーチン(図8)のステップS112,S113の処理に代えてステップS173を設け、ステップS114,S115,S116の処理に代えてステップS174を設け、ステップS118,S119の処理を削除したものである。
ブレーキECU53は、ステップS173において、実行率マップに基づいて、状況パラメータPに応じた回生ブレーキ実行率Erを設定する。また、ブレーキECU53は、状況フラグfstがOFFに設定されている場合には、ステップS174において、回生ブレーキ実行率Erを1(=100%)に設定する。尚、回生ブレーキ実行率Erの調整は、予め設定された設定速度で目標とする値に近づくように行えばよい。
この変形例4によれば、車両運動制御の必要度合に応じた回生ブレーキ実行率Erを設定することができるため、一層適正に、車両運動制御を実施することができる。
<変形例5>
例えば、操舵角を状況パラメータPとして設定している場合には、操舵角がOFF閾値未満になっても、その時点で車両のヨー運動が収まるわけではなく、ヨー運動が収まるには一定の時間がかかる。また、レーンチェンジなどを行う場合には、操舵角は、ゼロ点(中立位置)を跨ぎながら反対方向に変化する。こうした状況においては、実施形態の車両運動状況判定フラグ設定ルーチン(図9)を使って状況フラグfstを設定すると、状況フラグfstのON/OFF設定が短時間で切り替わることがあり、回生ブレーキ実行率Erが速く上下することがある。その場合には、ドライバーに違和感を与える可能性がある。
そこで、変形例5においては、操舵角を状況パラメータPとして採用している場合には、状況パラメータPがON閾値Pon以下になった場合、その時点から、状況パラメータPがON閾値Ponよりも大きくならない状態が少なくとも予め設定した設定遅延時間以上継続されるのを待って、状況フラグfstをOFF設定するように構成されている。ブレーキECU53は、実施形態の車両運動状況判定フラグ設定ルーチン(図9)に代えて、図18に示した車両運動状況判定フラグ設定ルーチンを実施する。この変形例5の車両運動状況判定フラグ設定ルーチンは、実施形態の車両運動状況判定フラグ設定ルーチン(図9)に、ステップS106,S107,S108を追加したものである。
ブレーキECU53は、状況パラメータPがON閾値Ponを超えている場合には(S102:Yes)、ステップS106において、遅延タイマー値Ndelayをゼロクリアした後、ステップS103において、状況フラグfstをONに設定する。また、ブレーキECU53は、状況パラメーラPがOFF閾値Poff未満である場合には(S104:Yes)、ステップS107において、遅延タイマー値Ndelayを値1だけインクリメントし、ステップS108において、遅延タイマー値Ndelayが設定値Nrefを超えたか否かを判断する。設定値Nrefは、設定遅延時間に相当する値に設定されている。ブレーキECU53は、遅延タイマー値Ndelayが設定値Nrefを超えていない場合は(S108:No)、ステップS105の処理をスキップする。従って、状況フラグfstはOFFに設定されない。
ブレーキECU53は、遅延タイマー値Ndelayが設定値Nrefを超えると(S108:Yes)、つまり、状況パラメーラPがOFF閾値Poff未満となっている時間が設定遅延時間を超えると、ステップS105において、状況フラグfstをOFFに設定する。尚、この例では、遅延タイマー値Ndelayは、状況パラメーラPがOFF閾値Poff未満となっている継続時間を計測するが、状況パラメーラPがON閾値Ponよりも大きくならない継続時間を計測してもよい。つまり、状況パラメーラPがON閾値Ponより大きくならない状態が、少なくとも設定遅延時間以上継続されるのを待って、状況フラグfstがOFFに設定される構成であればよい。
この変形例5によれば、状況フラグfstのON/OFF設定が短時間で切り替わらないようにすることができ、ドライバーに違和感を与えないようにすることができる。
<変形例6>
上記実施形態では、メインブレーキ制御ルーチンのステップS24において、ドライバー要求制動力Fbreqから、要求回生制動力Fbrreqと要求摩擦制動力Fbfreqとを直接的に演算しているが、それに代えて、要求回生制動力Fbrreqの配分比率(要求摩擦制動力Fbfreqの配分比率でもよい)を演算するようにしてもよい。例えば、ブレーキECU53は、ドライバー要求制動力Fbreqと要求回生制動力Fbrreqの配分比率Kr(要求摩擦制動力Fbfreqの配分比率Kfでもよい:(Kf+Kr=1))との関係を表す配分比率データを記憶しており、ステップS24では、この配分比率データを使ってドライバー要求制動力Fbreqに応じた配分比率Krを演算する。この配分比率データは、図6に示す特性を、配分比率Kr(Kf)で表したものでよい。
そして、ブレーキECU53は、ステップS26において、次式に示すように、ドライバー要求制動力Fbreqに配分比率Krと回生ブレーキ実行率Erを乗算して、補正後要求回生制動力Fbrreq*を求める。
Fbrreq*=Fbreq×Kr×Er
<変形例7>
実施形態においては、前後左右輪10にそれぞれインホイールモータ30を設け、前後左右輪10を独立して制駆動する車両に適用される車両用制動力制御装置について説明したが、本発明の車両用制動力制御装置は、こうした形式の車両への適用に限るものではない。例えば、後輪10rのみを共通のモータで駆動する後輪駆動形式、前輪10fのみを共通のモータで駆動する前輪駆動形式、前後輪10f,10rを共通のモータで駆動する1モータ4輪駆動形式(前輪と後輪とで上下力変換率が異なるサスペンション20を有する)、左右前輪10fと左右後輪10rとを別々のモータで駆動する2モータ4輪駆動形式等であってもよい。
共通のモータで左右輪を駆動する形式の場合、左右輪に異なった大きさの制駆動力を発生させることができないため、車両の重心Cgを通る前後方向軸回りのロール方向、車両の重心Cgを通る鉛直方向軸回りのヨー方向に関しては、運動制御することはできない。しかし、前輪10fおよび後輪10rの何れか一方を左右輪共通のモータで駆動する1モータ2輪駆動形式の車両においては、車両の重心Cgを通る左右方向軸回りのピッチ方向に関して、制駆動力の制御によって運動制御が可能となる。従って、車両のピッチ運動状態を推定し、車輪10の制駆動力を制御することによって車体Bに上下力を発生させて、ピッチ運動を抑制することができる。
この場合、実施形態のように4輪の制御用制駆動力Fcxの合計をゼロにすることができないため、実際の制動力は、制御用制駆動力Fcxだけ増減する。従って、制御用制駆動力Fcxの分だけ、車両が前後方向に加減速するが、ピッチ運動により感じるドライバーの違和感が、前後方向の加減速により感じるドライバーの違和感を上回るような状況において、ピッチ運動抑制制御を実施するとよい。
前輪10fおよび後輪10rを独立して左右輪共通のモータで駆動する2モータ4輪駆動形式の車両であれば、制御用制駆動力Fcxの合計値をゼロにすることができるため、そうした問題はなく、また、前輪10fと後輪10rとで個別に上下力を制御することができるため、車両の重心Cg位置における上下運動であるヒーブ運動も良好に制御することができる。
また、車体側に4つのモータを設けて、左右前後輪10を独立して駆動する形式の車両にも適用することができる。また、2つのモータによって左右後輪10rを独立して駆動する2モータ後輪駆動形式、あるいは、2つのモータによって左右前輪10fを独立して駆動する2モータ前輪駆動形式の車両にも適用することができる。
また、モータとエンジンとを組み合わせて車輪10を駆動するハイブリッド形式の車両にも適用することができる。この場合、摩擦ブレーキ機構40による摩擦制動力に代えて、あるいは、摩擦制動力の一部に代えて、エンジンブレーキを使って制動力を発生させるようにしてもよい。従って、ドライバー要求制動力を、摩擦制動力とエンジンブレーキとを合わせた要求機械制動力と、要求回生制動力とに配分する配分割合を、上述したように調整することもできる。
<変形例8>
本実施形態においては、ブレーキペダル操作によって発生したドライバー要求制動力を要求回生制動力と要求摩擦制動力とに配分するが、必ずしも、ブレーキペダル操作時に限るものではない。例えば、自動走行運転中における自動制動時、トラクション制御(TRC)の実施による制動時、車両の横滑りを抑制する横滑り抑制制御の実施による制動時、等において発生する要求制動力を、上記実施形態のように要求回生制動力と要求摩擦制動力とに配分することもできる。
<変形例9>
本実施形態においては、車両運動状態量あるいは操作状態量を状況パラメータPとして設定しているが、それに代えて、あるいは、それに加えて、車両運動制御を行うために要求される制御用制駆動力Fcxの大きさを状況パラメータPとして使用することもできる。つまり、制御用制駆動力Fcxの大きさ(絶対値)を、モータ30で発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある状況になることを予測する指標として用いる。この場合、4輪の制御用制駆動力Fcxの大きさ(絶対値)の平均値、あるいは、最大値などを採用することができる。従って、ON閾値Ponは、モータ30で発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある状況であると予測される値に設定され、ON閾値Poffは、モータ30で発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある状況であるという判定を解除する値に設定される。この変形例9によれば、制御用制駆動力Fcxの大きさを使って、車両運動制御の必要度合が高い状況(特定状況)であるか否かについて判定するため、その判定が容易である。
以上、いくつかの変形例について説明したが、本発明は、これらの変形例を適宜組み合わせて実施することもできる。例えば、変形例4と変形例9とを組み合わせて、制御用制駆動力Fcxが大きいほど回生ブレーキ実行率Erが少なくなるように、配分割合を調整する構成であってもよい。つまり、図16における横軸で表される状況パラメータPとして、制御用制駆動力Fcxを使って実施することもできる。また、状況パラメータPは、例えば、操舵角、操舵角速度、車体の横加速度、車体のヨーレート、ばね上加速度、ばね下加速度の少なくとも1つと、制御用制駆動力Fcxとを組み合わせて設定し、そのうちの1つがON閾値Ponを超えたときに状況フラグfstをONに設定するように構成してもよい。
また、本実施形態においては、車両を減速させるために要求されるトータル要求制動力として、ドライバーのアクセル操作量に基づいて設定されるドライバー要求制動力を例に挙げているが、トータル要求制動力は、ドライバー要求制動力に限らず、例えば、自動走行運転時に要求される制動力等であってもよい。
1…車両、10…車輪、20…サスペンション、30…モータ、35…モータドライバ、40…摩擦ブレーキ機構、45…ブレーキアクチュエータ、50…統合ECU、51…パワーマネジメントECU、52…モータECU、53…ブレーキECU、60…操作状態検出装置、65…運動状態検出装置、70…バッテリ、Er…回生ブレーキ実行率、fsift…シフト中フラグ、fst…状況フラグ、fstA…モータ使用状況フラグ、fstP…車両運動状況フラグ、fstS…スリップ率フラグ、K1…低減ゲイン、K2…増加ゲイン、Kf,Kr…配分比率、L…配分特性ライン、P…状況パラメータ、S…スリップ率、A…モータトルク使用率。

Claims (7)

  1. 車輪に駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して前記車輪に制駆動力を発生させるモータと、
    前記車輪に機械的な抵抗を付与して前記車輪に制動力を発生させる機械式ブレーキ装置と、
    車両を減速させるために要求されるトータル要求制動力を、配分特性に従って、前記モータにより発生させる要求回生制動力と、前記機械式ブレーキ装置で発生させる要求機械制動力とに配分する要求制動力配分手段と、
    前記要求制動力配分手段により配分された要求回生制動力と、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力とに基づいて、前記モータで発生させる車輪の目標制駆動力を演算し、前記目標制駆動力に基づいて前記モータの作動を制御するモータ制御手段と、
    前記要求機械制動力に基づいて前記機械式ブレーキ装置の作動を制御する機械式ブレーキ制御手段と
    を備えた車両用制動力制御装置において、
    前記車両運動制御のために必要な制御用制駆動力に対して前記モータで発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況が発生したか否かを判定する判定手段と、
    前記トータル要求制動力が発生している状態において前記特定状況が発生したと判定された場合には、前記特定状況が発生したと判定されない場合に比べて、前記配分特性により定まる前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が減少し且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が増大するように前記配分特性を変更する配分特性変更手段と、
    前記モータが追加的に発生することができる前記回生制動トルクの余力分に応じた余裕度合を取得するモータ余裕度合取得手段と
    を備え
    前記判定手段は、前記特定状況が発生することを予測するための指標として、前記車両の運動状態を表すか或いは同運動状態に影響を及ぼす車両状態パラメータを取得し、前記指標に基づいて前記特定状況が発生したか否かを判定し、
    前記配分特性変更手段は、前記特定状況が発生したと判定されていない場合であっても、前記余裕度合が予め設定された余裕度合閾値を下回る場合には、前記配分特性により定まる前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が減少し且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が増大するように前記配分特性を変更する車両用制動力制御装置。
  2. 請求項1記載の車両用制動力制御装置において、
    前記判定手段は、前記車両状態パラメータとして、操舵角、操舵速度、車体の横加速度、車体のヨーレート、ばね上上下加速度、及び、ばね下上下加速度のうちの少なくとも1つを取得し、前記取得した車両状態パラメータの大きさが判定用閾値を越えた場合に、前記特定状況が発生したと判定する車両用制動力制御装置。
  3. 請求項2記載の車両用制動力制御装置において、
    前記車両運動制御は、車体の上下方向の振動を抑制するばね上振動抑制制御、車体のロール方向の運動を抑制するロール運動制御、車体のヨー方向の運動を制御するヨー運動制御、及び、車体のピッチ方向の運動を制御するピッチ運動制御のうちの少なくとも1つを含む車両用制動力制御装置。
  4. 車輪に駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して前記車輪に制駆動力を発生させるモータと、
    前記車輪に機械的な抵抗を付与して前記車輪に制動力を発生させる機械式ブレーキ装置と、
    車両を減速させるために要求されるトータル要求制動力を、配分特性に従って、前記モータにより発生させる要求回生制動力と、前記機械式ブレーキ装置で発生させる要求機械制動力とに配分する要求制動力配分手段と、
    前記要求制動力配分手段により配分された要求回生制動力と、車両運動制御のために必要な制御用制駆動力とに基づいて、前記モータで発生させる車輪の目標制駆動力を演算し、前記目標制駆動力に基づいて前記モータの作動を制御するモータ制御手段と、
    前記要求機械制動力に基づいて前記機械式ブレーキ装置の作動を制御する機械式ブレーキ制御手段と
    を備えた車両用制動力制御装置において、
    前記車両運動制御のために必要な制御用制駆動力に対して前記モータで発生可能な制御用制駆動力が不足するおそれのある特定状況が発生したか否かを判定する判定手段と、
    前記トータル要求制動力が発生している状態において前記特定状況が発生したと判定された場合には、前記特定状況が発生したと判定されない場合に比べて、前記配分特性により定まる前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が減少し且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が増大するように前記配分特性を変更する配分特性変更手段とを備え、
    前記判定手段は、前記特定状況が発生することを予測するための指標として少なくとも操舵角を取得するとともに、前記操舵角が前記判定用閾値としての第1閾値より大きくなると前記特定状況が発生したと判定し、
    前記配分特性変更手段は、前記特定状況が発生したと判定された後に前記操舵角が前記第1閾値よりも小さな値に設定された第2閾値以下になった場合、前記操舵角が前記第2閾値以下になった時点から、前記操舵角が前記第1閾値よりも大きくならない状態が少なくとも予め設定した設定遅延時間以上継続されるのを待って、前記配分特性が前記変更のなされる前の配分特性となるように前記要求回生制動力の配分の増大及び前記要求機械制動力の配分の減少を開始する車両用制動力制御装置。
  5. 請求項1ないし請求項4の何れか一項記載の車両用制動力制御装置において、
    前記配分特性変更手段は、前記指標が大きいほど、前記トータル要求制動力における前記要求回生制動力の配分が小さい値になり且つ前記配分特性により定まる前記要求機械制動力の配分が大きい値になるように前記配分特性を変更する車両用制動力制御装置。
  6. 請求項1ないし請求項5の何れか一項記載の車両用制動力制御装置において、
    前記車輪がロック傾向にあると推定される状態を表すロック状態を検出するロック状態検出手段と、
    前記配分特性変更手段によって前記配分特性が変更されている状況において、前記ロック状態検出手段によって前記ロック状態が検出された場合には、前記要求回生制動力の配分の増大及び前記要求機械制動力の配分の減少を開始するロック時配分特性変更手段と
    を備えた車両用制動力制御装置。
  7. 請求項1ないし請求項6の何れか一項記載の車両用制動力制御装置において、
    前記モータは、左右前後輪に対して、それぞれ独立して駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達するように設けられている車両用制動力制御装置。
JP2014246141A 2014-12-04 2014-12-04 車両用制動力制御装置 Active JP6241616B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014246141A JP6241616B2 (ja) 2014-12-04 2014-12-04 車両用制動力制御装置
US14/953,582 US10046643B2 (en) 2014-12-04 2015-11-30 Braking force control apparatus for a vehicle
CN201510876166.4A CN105667318B (zh) 2014-12-04 2015-12-03 车辆用制动力控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014246141A JP6241616B2 (ja) 2014-12-04 2014-12-04 車両用制動力制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016107766A JP2016107766A (ja) 2016-06-20
JP6241616B2 true JP6241616B2 (ja) 2017-12-06

Family

ID=56093528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014246141A Active JP6241616B2 (ja) 2014-12-04 2014-12-04 車両用制動力制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10046643B2 (ja)
JP (1) JP6241616B2 (ja)
CN (1) CN105667318B (ja)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9260096B2 (en) * 2011-02-22 2016-02-16 Nissin Kogyo Co., Ltd. Brake fluid pressure control apparatus for vehicle
JP2015143039A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 トヨタ自動車株式会社 車両
MX358334B (es) * 2015-03-20 2018-08-15 Nissan Motor Dispositivo de control de velocidad regenerativo de vehículo.
KR101776721B1 (ko) * 2015-07-07 2017-09-08 현대자동차 주식회사 구동 모터를 구비한 차량의 제어 방법 및 장치
US9862365B2 (en) * 2016-01-22 2018-01-09 Goodrich Corporation Systems and methods for reducing disturbances caused by using gain scheduling in electronic brake actuator controls
BR112019000542B1 (pt) * 2016-07-29 2023-03-21 Nissan Motor Co., Ltd Método de controle e dispositivo de controle de veículo
KR101916074B1 (ko) * 2016-11-08 2019-01-30 현대자동차 주식회사 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법
JP2018098868A (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 Ntn株式会社 車両制御装置
DE102016225537A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Continental Teves Ag & Co. Ohg Bremssystem mit zwei Druckquellen und Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems
JP6879467B2 (ja) * 2017-10-05 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 車両用制動力制御装置
US10493990B2 (en) * 2017-12-15 2019-12-03 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Systems and methods for ride control blending in electric vehicles
JP2019127095A (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 マツダ株式会社 車両の制御装置
JP7010718B2 (ja) * 2018-02-06 2022-01-26 株式会社ミツバ 駆動制御装置、駆動制御方法
JP7205794B2 (ja) * 2018-02-16 2023-01-17 マツダ株式会社 車両の制御方法、車両システム及び車両の制御装置
JP6973194B2 (ja) * 2018-03-08 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 運転支援システム
JP7154477B2 (ja) * 2018-06-22 2022-10-18 マツダ株式会社 車両制御システム及び方法
JP7154476B2 (ja) * 2018-06-22 2022-10-18 マツダ株式会社 車両制御システム及び方法
JP7134403B2 (ja) * 2018-06-27 2022-09-12 マツダ株式会社 車両の制御装置
KR102603002B1 (ko) * 2018-11-16 2023-11-15 현대자동차주식회사 차량의 제동력 제어 시스템
JP7070453B2 (ja) * 2019-02-01 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 車両用制動力制御装置
JP7300321B2 (ja) * 2019-06-20 2023-06-29 株式会社Subaru 制動制御装置
JP7438619B2 (ja) * 2019-08-30 2024-02-27 ダイハツ工業株式会社 回生制御装置
JP7327109B2 (ja) * 2019-11-25 2023-08-16 株式会社アドヴィックス 車両の制動制御装置
CN110667403B (zh) * 2019-12-04 2020-09-11 浙江中车电车有限公司 一种用于电力汽车转弯限速的控制***及方法
DE102019133676A1 (de) * 2019-12-10 2021-06-10 Audi Ag Verfahren zur Steuerung des Bremsbetriebs eines Kraftfahrzeugs
JP7404887B2 (ja) 2020-01-24 2023-12-26 株式会社アドヴィックス 制動制御装置
CN111645684B (zh) * 2020-04-29 2021-09-17 北汽福田汽车股份有限公司 车辆制动能量回收方法、装置、存储介质及车辆
CN111546906B (zh) * 2020-05-20 2023-06-06 吉林大学 一种具有双电机的轮毂驱动与制动集成***及其控制方法
KR20220034976A (ko) * 2020-09-11 2022-03-21 현대자동차주식회사 차량 모터 제어 장치 및 그 방법
JP7145993B2 (ja) * 2021-01-20 2022-10-03 本田技研工業株式会社 車両制御装置
JP2022116786A (ja) * 2021-01-29 2022-08-10 マツダ株式会社 電動車両の制動制御システム
JP2022123951A (ja) * 2021-02-15 2022-08-25 株式会社Subaru 車両用制御装置
KR20230045647A (ko) * 2021-09-27 2023-04-05 현대자동차주식회사 차량의 구동력 제어 방법
US20230150371A1 (en) * 2021-11-18 2023-05-18 GM Global Technology Operations LLC Automated friction brake assisted vehicle stop
US11607952B1 (en) * 2022-05-04 2023-03-21 Dimaag-Ai, Inc. Methods and systems for controlling differential wheel speeds of multi- independent-wheel drive vehicles
CN117642307A (zh) * 2022-06-30 2024-03-01 华为技术有限公司 制动方法、装置、电子设备、车辆和介质

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3160722B2 (ja) * 1991-12-05 2001-04-25 本田技研工業株式会社 電動車両の制動装置
JP2001039281A (ja) * 1999-07-30 2001-02-13 Mazda Motor Corp 車両の制動装置
US7409280B2 (en) * 2004-01-15 2008-08-05 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle braking control apparatus
US20080079311A1 (en) * 2006-08-15 2008-04-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle regenerative braking system and method
JP2008301590A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Honda Motor Co Ltd 電動車両
JP2009189121A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Bridgestone Corp 車両制御装置
JP5817095B2 (ja) 2010-09-08 2015-11-18 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置
JP2013179728A (ja) 2012-02-28 2013-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車体制振制御装置
JP2013180670A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Mitsubishi Motors Corp 制動力制御装置
JP2013256253A (ja) * 2012-06-14 2013-12-26 Toyota Motor Corp 車両のブレーキ制御装置
JP5772743B2 (ja) * 2012-07-17 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 車両のブレーキ制御装置
JP5865509B2 (ja) * 2012-10-22 2016-02-17 川崎重工業株式会社 電動式乗物の回生ブレーキ制御システム
CA2856550A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-12 Stephan P. Georgiev Regenerative braking regulation in automotive vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
US10046643B2 (en) 2018-08-14
CN105667318A (zh) 2016-06-15
CN105667318B (zh) 2018-05-18
JP2016107766A (ja) 2016-06-20
US20160159225A1 (en) 2016-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6241616B2 (ja) 車両用制動力制御装置
JP5862636B2 (ja) 車両用制駆動力制御装置
US8983723B2 (en) Vehicle braking/driving force control system and vehicle braking/driving force control method
CN103241127B (zh) 车辆运动控制装置以及车辆运动控制方法
US9457804B2 (en) Vehicle braking/driving force control apparatus
JP6252455B2 (ja) 車両の制御装置
JP5896173B2 (ja) 車両用制駆動力制御装置
JP4375376B2 (ja) 制動力制御装置
US20160264111A1 (en) Braking force control system
US9283936B2 (en) Braking force control apparatus for vehicle
KR20130130710A (ko) 자동차 브레이크 시스템을 제어하는 방법
CN103889794B (zh) 车辆的制动控制装置
JP5841265B2 (ja) 車輪制御装置、車両、車輪制御方法
JP6164045B2 (ja) 車両の制動力制御方法
JP6248919B2 (ja) 車両用制動力制御装置
CN112248817A (zh) 电动车辆及其能量回收控制***、稳定控制方法和介质
JP6127898B2 (ja) 車両用制駆動力制御装置
JP5971186B2 (ja) 車輪制御装置、車両
JP2014231284A (ja) 車両制御装置
JP2015216724A (ja) 制駆動力制御装置
JP7059980B2 (ja) 車両の制動制御装置
JP6788424B2 (ja) 車両の制動力制御装置
JP6845634B2 (ja) 車両の制動力制御装置
JP6160199B2 (ja) 電気自動車の制動制御装置
JP6767819B2 (ja) 車両の制動力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170328

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170524

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171011

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171024

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6241616

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151