JP6716164B2 - 車両のブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動用電動機により左右の前輪に回生制動力を作用させるとともに、左右の後輪にブレーキペダルの操作に基づく摩擦制動力を発生させ、制動中のいずれかの車輪のロック発生時には当該車輪の制動力を制御して車輪のロックを防止する機能を有する車両のブレーキシステムに関する。

従来、車両の各車輪に対して設けられた駆動用電動機により各車輪に回生制動力を作用させる回生制動手段、左右の後輪にブレーキペダルの操作に基づく摩擦制動力を発生させる摩擦制動手段、および、制動中のいずれかの車輪のロック発生時に当該車輪の制動力を制御して車輪のロックを防止するロック防止手段を備え、ロック防止手段が作動中であることを、疑似的な動作音を発生することにより報知するようにした車両のブレーキシステムがある(特許文献１参照)。

特開２０１２−６５４２４号公報（段落００３８−００５５参照）

ところで、上記した特許文献１に記載のものは、いわゆる４輪インホイルモータにより各車輪それぞれが駆動されるものであるが、同様に回生制動機能、摩擦制動機能およびロック防止手段を備えた車両のうち従来のＦＦハイブリッド車や電気自動車（ＥＶ）において、左右の前輪にのみ回生制動をかけるものがある。このように両前輪にのみ回生制動をかける車両では、摩擦制動時のロック防止手段が作動するよりも低い減速度で回生制動を制限してＡＢＳ作動状態になったことが報知されることがあるため、運転者は当該報知に基づき、早い段階でロック防止手段の作動が報知されることによる違和感を覚え、その結果、運転者が適切な踏力でブレーキペダルを踏み込まなくなることがあるという問題がある。

本発明は、左右の前輪に回生制動力を作用させる車両において、運転者が違和感を覚えることのないタイミングでロック防止手段の作動の報知を行なうようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両のブレーキシステムは、車両の駆動用電動機により左右の前輪に回生制動力を作用させる回生制動手段、左右の後輪にブレーキペダルの操作に基づく摩擦制動力を発生させる摩擦制動手段、および、制動中のいずれかの車輪のロック発生時に当該車輪の制動力を制御して車輪のロックを防止するロック防止手段を備える車両のブレーキシステムにおいて、制動中の車両の減速度を検出する検出手段と、制動状態に応じて運転者に所定の警報を発する報知手段と、前記ブレーキペダルが操作されると前記回生制動手段を制御して回生制動力を作用させ、前輪にロックが発生すれば前記ロック防止手段を制御して当該前輪への制動力の低減を開始させるとともに、前記摩擦制動手段を制御して両後輪への摩擦制動力を発生または増大させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段により検出される減速度が前輪のロック開始時に検出された減速度よりも高い値に達したときに、前記報知手段を制御して前記ロック防止手段の作動ありを報知させることを特徴している。

このような構成によれば、ブレーキペダルが操作されると、回生制動手段が制御手段により制御されて回生制動力が作用され、前輪にロックが発生すれば、ロック防止手段が制御手段により制御されて当該前輪への制動力の低減が開始されるとともに、摩擦制動手段が制御手段により制御されて両後輪への摩擦制動力が発生または増大される。また、検出手段により検出される減速度が前輪のロック開始時に検出された減速度よりも高い値に達したときには、制御手段により、報知手段が制御されてロック防止手段の作動ありが報知され、その結果、従来のように、摩擦制動の作動によりロック防止手段が作動するよりも低い減速度で回生制動が制限されてロック防止手段が作動状態になったことが報知されるなど、早いタイミングで報知されるおそれがない。

本発明によれば、左右の前輪に回生制動力を作用させる車両において、運転者が違和感を覚えることのないタイミングでロック防止手段の作動開始の報知を行なうことができ、従来のような早いタイミングでのロック防止手段の作動開始の報知により、運転者が違和感を覚えるのを未然に防止することができるとともに、運転者が適切な踏力でブレーキペダルを踏み込まなくなるという不都合を未然に防止することができる。

本発明に係る車両のブレーキシステムの一実施形態のブロック図である。 図１の動作説明図である。 図１の動作説明図である。

本発明に係る車両のブレーキシステムをハイブリッド車に搭載した場合の一実施形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。

本実施形態の車両のブレーキシステムを搭載したハイブリッド車は図１に示すように構成されている。すなわち、図１に示すように、車両（ハイブリッド車）１の左右の前輪２Ｌ，２Ｒの車軸３に駆動用電動機４が連結され、バッテリ５からインバータ６を介して駆動用電動機４に駆動電流が供給され、このときマイクロコンピュータ構成の電子制御ユニット７の制御により図外のアクセルペダルの踏み込み量に応じた駆動電流が供給され、エンジン８と協働して車両１がアクセルペダルの踏み込みに応じた速度で走行駆動される。なお、図１では、後輪９Ｌ，９Ｒは車軸１０に連結されて従動する。

さらに、ブレーキペダル１１の踏み込みに応じて、電子制御ユニット７により油圧ブレーキユニット１２が制御されて油圧制御による摩擦制動力が発生されるようになっており、ブレーキペダル１１を踏み込んだときに、油圧ブレーキユニット１２のバルブ、ポンプ等が電子制御ユニット７により制御されて、図外のマスタシリンダで発生する油圧が各車輪２Ｒ，２Ｌ，９Ｒ，９Ｌのホイルシリンダに加えられ、例えば各車輪２Ｒ，２Ｌ，９Ｒ，９Ｌに設けられたディスクブレーキによる摩擦制動力が発生される。ここで、油圧ブレーキユニット１２が本発明における摩擦制動手段に相当する。

また、ブレーキペダル１１の踏み込むと、当初駆動用電動機４の回生エネルギがバッテリ５に回生されることによる回生制動力が両前輪２Ｌ，２Ｒに加えられるようになっており、駆動用電動機４は本発明における回生制動手段に相当する。なお、回生制動の制御は、バッテリ５が満充電状態でなくエネルギ回生に余裕がある場合に実行される。

ところで、電子制御ユニット７は、駆動用電動機４による回生制動を開始した後に、車両１の前輪２Ｌ，２Ｒにロックが生じたことを検知すると、図２に示すようなブレーキ配分に従い駆動用電動機４による回生制動を制限するとともに、油圧ブレーキユニット１２の制御を開始して、両前輪２Ｌ，２Ｒおよび両後輪９Ｌ，９Ｒに摩擦制動力を加えて制動をかける。このとき、油圧制御ユニット１２による摩擦制動を実行しても、車輪のロックが生じてスリップにより車両１の挙動が不安定になるときには、油圧ブレーキユニット１２による摩擦静動を制限して各車輪に対する制動力を個別に制御すべく、油圧ブレーキユニット１２の各車輪ごとのバルブ等が個別に制御され、車両１の挙動の安定化が図られる。このような電子制御ユニット７の機能が、本発明における制御手段に相当する。

ここで、図２は、横軸が前輪２Ｌ，２Ｒのフロント制動力、縦軸が後輪９Ｌ，９Ｒのリヤ制動力であり、前輪と後輪の制動力の配分つまりブレーキ配分として、実線により理想的なブレーキ配分（理想ブレーキ配分）を示し、１点鎖線により実際のブレーキ配分（実ブレーキ配分）を示している。このとき実ブレーキ配分は、（前輪）：(後輪)＝７：３、或いは、（前輪）：(後輪)＝８：２等の比率配分に設定されるのが一般的である。さらに、右斜め４５度傾斜の複数の直線は、それぞれ０．６，０．５，０．４，０．３の路面の摩擦係数μを示し、「フロントロック限界」とは、回生制動により前輪２Ｌ，２Ｒがロックする限界を迎えた後に後輪９Ｌ，９Ｒに摩擦制動を加えていったときの制動力の軌跡を示す。

いま、仮に路面の摩擦係数μを０．６としたときに、駆動用電動機４により前輪２Ｌ，２Ｒに回生制動をかけていくと、図２中の「フロントロック限界」の線に示されるように、前輪２Ｌ，２Ｒへの回生制動は０．３Ｇの減速度限界を迎えて前輪２Ｌ，２Ｒはロック状態になり、ロック防止のために回生制動が制限される（図２のａ点）。

そして、従来のシステムであれば、この前輪２Ｌ，２Ｒがロックしてロック防止の制御が開始される時点で、例えばブレーキペダル１１を細かく跳ね返すペダルキックバックを実行したり、所定のブザーを鳴らしたりするなどして運転者にロック防止制御が行なわれている旨の報知がなされる。しかし、このように前輪２Ｌ，２Ｒのロック防止制御が開始されてその旨が報知されると、路面の摩擦係数μが０．６の場合において、前輪２Ｌ，２Ｒの回生制動を行っても前輪２Ｌ，２Ｒのロックが開始するほどの減速度でもないにも拘らず、早い段階でロック防止制御の開始が報知されるため、係る報知により、運転者はロック防止制御が早期介入したと判断して違和感を覚えたり適切なブレーキ操作を行なわなくなるなどの不都合が生じる。

このような不都合をなくすために、本実施形態では、次のような制御が行なわれるように構成されている。

図３（ａ）に示すように、運転者のブレーキペダル１１の踏み込みがあると、同図（ｂ）に示すように、電子制御ユニット７により駆動用電動機４が制御されて前輪２Ｌ，２Ｒに対する回生制動が開始され、前輪２Ｌ，２Ｒのロックが発生した時点で前輪２Ｌ、２Ｒの回生制動が制限されて前輪２Ｌ、２Ｒのロック防止制御が行なわれると同時に、同図（ｃ）に示すように、電子制御ユニット７により油圧ブレーキユニット１２が制御されて、後輪９Ｌ，９Ｒの摩擦制動が開始される。

このとき、車両１の減速度は図３（ｅ）に示すように変化するため、両前輪２Ｌ，２Ｒにそれぞれ設けられた車輪速センサ１３Ｌ，１３Ｒ、両後輪９Ｌ，９Ｒにそれぞれ設けられた車輪速センサ１４Ｌ，１４Ｒにより検出される各車輪の車輪速に基づき、電子制御ユニット７により同図（ｅ）に示す車両１の減速度が検出され、検出された減速度から、次のようにしてロック防止制御の開始を報知すべきタイミングが導出されて報知手段であるブザー１５が作動される。

そして、電子制御ユニット７により油圧ブレーキユニット１２の制御が開始されて図２のｂ点に至ると、図３（ｃ）に示すように、後輪９Ｌ，９Ｒのロックが発生した時点で後輪９Ｌ、９Ｒの摩擦制動が制限されて後輪９Ｌ，９Ｒのロック防止制御が行なわれると同時に、同図（ｅ）に示す各車輪速センサ１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｌ，１４Ｒおよび電子制御ユニット７により検出される車両１の減速度から、後輪９Ｌ，９Ｒのロック開始のタイミングが導出され、導出されたタイミングで、同図（ｄ）に示すようにブザー１５が作動され、後輪９Ｌ，９Ｒのロック防止制御の開始が運転者に報知される。その結果、運転者は、従来のような早いタイミングではなく路面の摩擦係数μに応じたロック防止の作動タイミングでロック防止制御が実行されている旨を認識することができる。

ここで、各車輪速センサ１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｌ，１４Ｒおよび電子制御ユニット７による車両１の減速度の検出処理が、本発明における検出手段に相当し、電子制御ユニット７による回生制動の制限処理およびロック防止制御処理が、本発明におけるロック防止手段に相当し、ロック防止制御の報知処理が、本発明における制御手段に相当する。

したがって、上記した実施形態によれば、検出される車両１の減速度が、前輪２Ｌ，２Ｒのロック開始時に検出された減速度よりも高い後輪９Ｌ，９Ｒがロック開始する値に達したときに、ブザー１５が制御されてロック防止制御の開始が報知されるため、左右の前輪２Ｌ，２Ｒに回生制動力を作用させる車両において、運転者が違和感を覚えることのないタイミングでロック防止制御の報知を行なうことができ、４輪を油圧ブレーキユニットのみで制動する場合におけるロック防止制御の報知と同じような遅いタイミングで報知することが可能になり、従来のように早いタイミングでのロック防止制御の報知されることにより、運転者が適切な踏力でブレーキペダルを踏み込まなくなるという不都合を未然に防止することができ、運転者が違和感を覚えることも防止できる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した実施形態では、本発明に係る車両のブレーキシステムをハイブリッド車である車両１に適用した例について説明したが、電気自動車であっても本発明を同様に適用して上記した実施形態と同等の効果を得ることができる。

また、上記した実施形態では、前輪２Ｌ，２Ｒの回生制動により前輪２Ｌ，２Ｒのロック防止が発生し、続いて後輪９Ｌ，９Ｒの摩擦制動が開始されて後輪９Ｌ，９Ｒのロック防止制御が開始されたときに報知を行うようにした場合について説明したが、報知のタイミングはこのような後輪９Ｌ，９Ｒのロック防止制御の開始タイミングに限るものではなく、要するに検出される車両１の減速度が前輪２Ｌ，２Ｒのロック開始時に検出された減速度よりも高い値に達したときであればよい。例えば、前輪２Ｌ，２Ｒにロックが生じた減速度に基づき、上記したブレーキ配分に従って制動した場合に、フロントロック限界となる減速度（図２のｃ点）を演算し、その減速度に達したときに報知を行えば、運転者に違和感を与えることがない。

また、上記した実施形態では、前輪２Ｌ，２Ｒの制動力を回生制動のみとして説明したが、回生制動力に加えて摩擦制動力を前輪２Ｌ，２Ｒに与えるものであってもよい。この場合、前輪２Ｌ，２Ｒのロック防止手段は回生制動力と摩擦制動力の両方または一方を制限することになる。

また、上記した実施形態では、前輪２Ｌ，２Ｒにロックが生じた後に両後輪９Ｌ，９Ｒに摩擦制動力を与える場合ついて説明したが、前輪２Ｌ，２Ｒにロックが生じる前に両後輪９Ｌ，９Ｒにある程度の摩擦制動力を与えるようにしてもよい。

また、上記した実施形態では、報知手段をブザー１５とした場合について説明したが、報知手段はブレーキペダル１１を細かく跳ね返すペダルキックバックを行なう手段やインストルメントパネルに設けられたランプであってもよく、これらの報知手段を複数備えていて同時に作動させるようにしてもよい。

１ …ハイブリッド車（車両）
２Ｌ，２Ｒ …前輪
４ …駆動用電動機（回生制動手段）
５ …バッテリ
７ …電子制御ユニット（検出手段、ロック防止手段、制御手段）
９Ｌ，９Ｒ …後輪
１２ …油圧ブレーキユニット（摩擦制動手段）
１３Ｌ，１３Ｒ，１４Ｌ，１４Ｒ …車輪速センサ（検出手段）
１５ …ブザー（報知手段）

Claims (1)

1. 車両の駆動用電動機により左右の前輪に回生制動力を作用させる回生制動手段、左右の後輪にブレーキペダルの操作に基づく摩擦制動力を発生させる摩擦制動手段、および、制動中のいずれかの車輪のロック発生時に当該車輪の制動力を制御して車輪のロックを防止するロック防止手段を備える車両のブレーキシステムにおいて、
   制動中の車両の減速度を検出する検出手段と、
   制動状態に応じて運転者に所定の警報を発する報知手段と、
   前記ブレーキペダルが操作されると前記回生制動手段を制御して回生制動力を作用させ、前輪にロックが発生すれば前記ロック防止手段を制御して当該前輪への制動力の低減を開始させるとともに、前記摩擦制動手段を制御して両後輪への摩擦制動力を発生または増大させる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記検出手段により検出される減速度が前輪のロック開始時に検出された減速度よりも高い値に達したときに、前記報知手段を制御して前記ロック防止手段の作動ありを報知させることを特徴とする車両のブレーキシステム。

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