WO2013133232A1 - 車両の制動力制御装置 - Google Patents

Abstract

　副電源による駆動状態への移行後、無駄な電力消費を削減することで、副電源容量を低減しながらも必要最低限の制動力を確保すること。　車両電源(１)が失陥した時にバックアップ電源(１４)による駆動状態に切替え、バックアップ電源(１４)による駆動状態に移行すると、ブレーキ液圧を作り出す電動倍力ブレーキ装置(６)の倍力モータ(２４)に対して出力する電流を制限するコントローラ(２１)を備える。この電動車両の制動力制御装置において、コントローラ(２１)は、バックアップ電源(１４)による倍力モータ(２４)の動作時に、ブレーキ液圧の増圧特性を確保するための第１電流制限値と、第１電流制限値より小さな値であるとともに、必要最低制動液圧を保持するための第２電流制限値と、を含む少なくとも２つの電流制限値を切替える機能を有する（図４）。

Description

車両の制動力制御装置

　本発明は、主電源が失陥した時、副電源に駆動状態を切替えて制動液圧を確保する車両の制動力制御装置に関する。

　従来、主電源及び副電源から供給される電力を利用した制動力制御装置であって、主電源の出力電圧が第１閾値以下に低下した場合、主電源から副電源へと駆動状態を切替える制御部を備え、制御部は、主電源の出力電圧が第１閾値より大きい第２閾値以下に低下した場合、制動装置に供給する電力を段階的に減少させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－１８８７５６号公報

　しかしながら、従来の制動力制御装置にあっては、バックアップ電源（副電源）で動作する状態へ切替える前に車両電源電圧に応じて出力電力を低減しているが、バックアップ電源に切替えた後は、１つの制限値だけで出力電力を低減する構成になっていた。このため、バックアップ電源に切替えた後、増圧により必要最低制動液圧を得る制限値で制限する場合、制限不足により無駄に電力消費することがある。したがって、想定される様々なブレーキ操作形態において、無駄な電力消費分を含めて必要最低限の制動力を確保するバックアップ電源容量に設定する必要がある。この結果、バックアップ電源が高容量化し、コストアップに繋がる、という問題があった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、副電源による駆動状態への移行後、無駄な電力消費を削減することで、副電源容量を低減しながらも必要最低限の制動力を確保することができる車両の制動力制御装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の車両の制動力制御装置は、主電源が失陥した時に副電源による駆動状態に切替え、前記副電源による駆動状態に移行すると、ブレーキ液圧を作り出す制動装置の電動アクチュエータに対して出力する電流を制限する制動力制御手段を備えることを前提とする。
この車両の制動力制御装置において、
前記制動力制御手段は、前記副電源による前記電動アクチュエータの動作時に、ブレーキ液圧の増圧特性を確保するための第１電流制限値と、前記第１電流制限値より小さな値であるとともに、必要最低制動液圧を保持するための第２電流制限値と、を含む少なくとも２つの電流制限値を切替える機能を有する。

　上記のように、主電源が失陥した時に副電源による駆動状態に切替えられ、副電源による駆動状態に移行すると、ブレーキ液圧を作り出す制動装置の電動アクチュエータに対して出力する電流制限値として、少なくとも２つの電流制限値が切替えられる。この電流制限値には、ブレーキ液圧の増圧特性を確保するための第１電流制限値と、第１電流制限値より小さな値であるとともに、必要最低制動液圧を保持するための第２電流制限値と、を含む。
例えば、副電源による駆動状態への移行直後からは、第１電流制限値により制限すると、増圧応答性が確保されて制動液圧が短時間にて必要最低制動液圧に達する。そして、制動液圧が必要最低制動液圧に達してからは、制限値を切り替えて第２電流制限値により制限すると、消費電力が最小限に抑えられる。
このように、増圧により必要最低制動液圧に到達させる機能を第１電流制限値が分担し、消費電力を最小限に抑える機能を第２電流制限値が分担する。この機能分担により、例えば、第１電流制限値のみにより制限する場合のような無駄な電力消費が削減されるため、必要最低限のトータル制動力を確保するための副電源容量を低減することができる。そして、消費電力を最小限に抑えた第２電流制限値による制限状態を継続することで、副電源による動作可能時間が拡大され、必要最低限の制動力が確保される。
この結果、副電源による駆動状態への移行後、無駄な電力消費を削減することで、副電源容量を低減しながらも必要最低限の制動力を確保することができる。

電動車両に搭載された実施例１の制動力制御装置を示す全体システム図である。 実施例１の制動力制御装置において基本構成によるインバータ回路を有する電動ブースタを示す回路図である。 実施例１の制動力制御装置に用いられる電動倍力ブレーキ装置を示す概略図である。 実施例１の制動力制御装置における電動ブースタのコントローラにて実行される電流制限による制動力制御処理の流れを示すフローチャートである。 電動ブースタのモータ出力電流に対するホイールシリンダ液圧の増圧特性と保持特性の対比を示す対比特性図である。 実施例１の制動力制御装置でのバックアップ電源による駆動状態への移行後における電流制限値の切替えによる出力電流・ドライバー入力・制動液圧の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の制動力制御装置でのバックアップ電源による駆動状態への移行後におけるペダル踏込み操作時の出力電流・ドライバー入力・制動液圧の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の制動力制御装置でのバックアップ電源による駆動状態への移行後におけるペダル再踏み込み操作時の出力電流・ドライバー入力・制動液圧の各特性を示すタイムチャートである。 実施例２の制動力制御装置における電動ブースタのコントローラにて実行される電流制限による制動力制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の制動力制御装置でのバックアップ電源による駆動状態への移行後におけるペダル踏込み操作時の出力電流・ドライバー入力・制動液圧の各特性を示すタイムチャートである。

　以下、本発明の車両の制動力制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

　まず、構成を説明する。
実施例１の車両の制動力制御装置の構成を、「全体システム構成」、「電動ブースタの構成」、「電動倍力ブレーキ装置の構成」、「電流制限による制動力制御構成」に分けて説明する。

　［全体システム構成］
　図１は、電動車両（車両の一例）に搭載された実施例１の制動力制御装置を示す全体システム図である。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。

　実施例１の制動力制御装置は、図１に示すように、車両電源１（主電源）と、電動ブースタ２と、電動油圧回路３と、一般負荷４と、電源電圧検出回路１０と、バックアップ電源１４（副電源）と、を備えている。
実施例１の制動力制御装置が搭載された電動車両（電気自動車やハイブリッド車や燃料電池車等）の場合、ドライバーの要求制動力を、液圧制動力と回生制動力で得る回生協調制御を行う。このため、ドライバーの要求制動力を液圧制動力のみにより得るエンジン車に比べ、高い自由度で倍力制御を行うことができる電動ブースタ２を用いる必要性が高く、電動ブースタ２を用いたブレーキシステムとしている。

　前記車両電源１は、走行駆動用のバッテリーパックからの直流電圧を変換するDC/DCコンバータ１１とバッテリー１２を有し、電源電圧ＶB（例えば、１２Ｖ）を生成する。そして、車両電源１の下流に、１２Ｖ系電気負荷による複数の負荷ユニットとして、電動ブースタ２と電動油圧回路３と一般負荷４を、電源ライン５を介して並列に接続する構成としている。ここで、一般負荷４とは、電動ブースタ２と電動油圧回路３以外の１２Ｖ系電気負荷、例えば、エアーコンディショナー、オーディオ機器、パワーウインドウ等による複数の負荷ユニットの総称として用いている。

　前記電動ブースタ２は、後述するブレーキペダルやマスタシリンダを備えた電動倍力ブレーキ装置６に設けられ、制動操作時、ドライバーによるペダル踏力を、一般的な負圧倍力に代え、モータトルクによりアシストする。この電動ブースタ２は、コントローラ２１と、遮断リレー２２と、インバータ回路２３と、倍力モータ２４と、を有する。

　前記コントローラ２１は、ドライバーからの入力であるペダル操作量を計算し、インバータ回路２３へ指令を送る。その指令に従い倍力モータ２４を制御し、必要な量の倍力によりドライバー入力をアシストする。この倍力制御に加え、インバータ回路２３に過大な電流が流れる短絡診断を行い、短絡であると診断されると、遮断リレー２２への指令により、インバータ回路２３への通電を遮断する。さらに、ブレーキ操作中に車両電源１に失陥が発生したときの倍力制限制御を行う。

　前記電動油圧回路３は、ABS/TCS/VDC制御に用いられるABSアクチュエータであり、ブレーキ液圧を自己増圧できるオイルポンプモータ３１と、車両の各輪のブレーキ液圧を調整できる複数のバルブソレノイド３２，３３，…と、を有する。
ここで、ABS/TCS/VDC制御とは、走行安全性を向上するため、車両の姿勢制御機能（VDC機能）やTCS機能やABS機能をABS/TCS/VDCユニットにより実現し、ドライバーをサポートする制御である。

　前記ABS/TCS/VDCユニットは、電動油圧回路３と、ABS/TCS/VDCコントローラ７と、各種センサ８と、エンジンコントローラ９と、を有する。ABS/TCS/VDCコントローラ７は、各種センサ８によりドライバーによる運転操作や車速などを検知し、ブレーキ圧（電動油圧回路３への指令）やエンジン出力（エンジンコントローラ９への指令）を自動的に制御する。そして、滑りやすい路面やコーナリング、障害物を回避する際に発生する横滑りを低減し、走行安全性を高める。このABS/TCS/VDCコントローラ７とコントローラ２１との間は、ローカル通信やCAN通信などによる双方向通信が確立している。

　前記電源電圧検出回路１０は、電動ブースタ２を作動させた状態で車両電源１の電源電圧ＶBの検出を行う。つまり、イグニッションスイッチ１３のオン時、車両電源１の電源電圧ＶBを測定する。そして、電源電圧ＶBが失陥判定閾値以下となったとき、車両電源１が失陥したと判定し、電源切替器１５に対して車両電源１からバックアップ電源１４への切替指令を出力する。同時に、コントローラ２１に対して車両電源１の失陥情報を出力する。

　前記バックアップ電源１４は、車両電源１が失陥したとき、車両電源１に代え、車両電源１をバックアップし、電動ブースタ２を用いたブレーキシステムの制動力制御動作を確保する電源であり、必要容量を持つバッテリーにより構成される。

　［電動ブースタの構成］
　図２は、実施例１の制動力制御装置において基本構成によるインバータ回路２３を有する電動ブースタ２を示す回路図である。以下、図２に基づき、電動ブースタ２の構成を説明する。

　前記電動ブースタ２は、図２に示すように、コントローラ２１と、遮断リレー２２と、インバータ回路２３と、倍力モータ２４と、を有する。

　前記遮断リレー２２は、システムが作動していないときや、異常が起こりシステムを停止させるときに車両電源１を遮断するためのリレーである。通常は、電動ブースタ２内のコントローラ２１から指令している。

　前記インバータ回路２３は、シャント抵抗２３ａと、６個の切り替えスイッチ２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇを有する。
前記シャント抵抗２３ａは、電源ライン５から流れる電流を監視するための抵抗値が小さく高精度な抵抗である。実際には流れる電流を電位差としてコントローラ２１のモニタ回路へ取り込む。
前記切り替えスイッチ２３ｂは、パワーFETを使っているもので、上流の切り替えスイッチ２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと下流の切り替えスイッチ２３ｅ，２３ｆ，２３ｇを順次切替えて行き、各相（コイル）へ流れる電流をコントロールしている。

　前記倍力モータ２４は、インバータ回路２３からのPWMによる高速なスイッチングにより各相の切替えを行って回転駆動する３相モータである。ただし、倍力モータ２４としては、３相モータに限らず、DCブラシモータなどであれば、インバータ回路２３に代え、Hブリッジのモータドライバーで機械式のリレーなどを用いても、回転駆動制御が可能である。

　［電動倍力ブレーキ装置の構成］
　図３は、実施例１の制動力制御装置に用いられる電動倍力ブレーキ装置６を示す概略図である。以下、図３に基づき、電動倍力ブレーキ装置６の構成を説明する。

　前記電動倍力ブレーキ装置６（制動装置）は、図３に示すように、ブレーキペダル６１と、インプットロッド６２と、インプットピストン６３と、ブースタハウジング６４と、倍力モータ２４（電動アクチュエータ）と、ボールねじ機構６５と、プライマリピストン６６と、セカンダリピストン６７と、マスタシリンダ６８と、を備えている。

　前記ブレーキペダル６１は、ドライバーがペダル踏力を加えると、インプットロッド６２とインプットピストン６３にペダル踏力を伝達する。このペダル踏力伝達系には、ドライバーによるペダル操作量を検出するストロークセンサ６９が設けられている。なお、インプットピストン６３のフランジ部と、プライマリピストン６６と、の間には、一対のコイルスプリングが介装され、ブレーキ非操作時、インプットピストン６３を付勢中立位置に保つ。

　前記倍力モータ２４は、図外のダッシュパネル等に固定されたブースタハウジング６４に内蔵され、ブースタハウジング６４に固定されたステータと、ステータに対しエアギャップを介して配置されたロータと、により構成される。この倍力モータ２４の内側位置には、倍力モータ２４のロータ回転力を軸方向のアシスト推力に変換してプライマリピストン６６に伝達するボールねじ機構６５が設けられる。

　前記マスタシリンダ５は、図３に示すように、倍力モータ２４をアシスト制御することで倍力されたプライマリ液圧とセカンダリ液圧によるブレーキ液圧を発生させるブレーキ液圧発生装置である。すなわち、ブレーキ非操作時には、リザーバタンク７０が、プライマリピストン６６により形成されるプライマリ液圧室７１とセカンダリピストン６７により形成されるセカンダリ液圧室７２に対しポートを介して連通している。ブレーキ操作されると、プライマリピストン６６とセカンダリピストン６７の図３の左方向へのストロークによりポート連通を遮断し、ペダル踏力とアシスト推力を合計した力に応じてプライマリ液圧とセカンダリ液圧を上昇させる。そして、プライマリ液圧をプライマリ液圧管７３に供給し、セカンダリ液圧をセカンダリ液圧管７４に供給する。なお、プライマリ液圧管７３には、ブレーキ液圧センサ７５が設けられている。

　［電流制限による制動力制御構成］
　図４は、実施例１の制動力制御装置における電動ブースタ２のコントローラ２１にて実行される電流制限による制動力制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、制動力制御構成をあらわす図４の各ステップについて説明する。
なお、この電流制限による制動力制御処理は、電源電圧検出回路１０からコントローラ２１が車両電源１の失陥情報を入力することで開始される。

　ステップＳ１では、電源切替器１５の切替え動作によりバックアップ電源１４による駆動状態への移行が完了したか否かを判断する。YES（バックアップ電源駆動状態へ移行完了）の場合はステップＳ２へ進み、NO（バックアップ電源駆動状態へ移行未完）の場合はステップＳ１の判断を繰り返す。

　ステップＳ２では、ステップＳ１でのバックアップ電源駆動状態へ移行完了であるとの判断、或いは、ステップＳ９でのドライバー操作≦リセット閾値であるとの判断に続き、倍力モータ２４へのモータ出力電流を、第１電流制限値により制限し、ステップＳ３へ進む。
ここで、第１電流制限値は、図５に示すように、モータ出力電流に対するホイールシリンダ液圧の増圧特性において、必要最低制動液圧を増圧により得る増圧可能電流の値に設定される。

　ステップＳ３では、ステップＳ２でのモータ出力電流の第１電流制限値による制限、或いは、ステップＳ６でのドライバー操作≧リセット閾値であるとの判断に続き、制限値切替え用タイマーによるカウント時間をリセットし、ステップＳ４へ進む。

　ステップＳ４では、ステップＳ３でのカウント時間のリセットに続き、倍力モータ２４へのモータ出力電流が、第２電流制限値を超えているか否かを判断する。YES（出力電流＞第２電流制限値）の場合はステップＳ５へ進み、NO（出力電流≦第２電流制限値）の場合はステップＳ１１へ進む。
ここで、第２電流制限値は、図５に示すように、モータ出力電流に対するホイールシリンダ液圧の保持特性において、必要最低制動液圧を液圧保持により得る保持電流の値に設定される。なお、この第２電流制限値は、液圧を保持可能な値であるため、液圧を増圧可能な値である第１電流制限値よりフリクション特性差分だけ小さな値となる。

　ステップＳ５では、ステップＳ４での出力電流＞第２電流制限値であるとの判断、或いは、ステップＳ７でのカウント時間≦応答時間であるとの判断に続き、制限値切替え用タイマーによるカウント時間を加算し、ステップＳ６へ進む。

　ステップＳ６では、ステップＳ５でのカウント時間の加算に続き、ドライバー操作（ペダルストローク、制動液圧）が、リセット閾値（ブレーキペダルをリリースしたことを判定可能な値）以上であるか否かを判断する。YES（ドライバー操作≧リセット閾値）の場合はステップＳ７へ進み、NO（ドライバー操作＜リセット閾値）の場合はステップＳ３へ戻る。
ここで、リセット閾値は、ペダルストローク値、又は、出力した制動液圧を用いることを前提とし、ペダルストロークを使用する場合は、出力誤差、認識誤差を含めたリリース認識値を設定する。制動液圧を用いる場合も同様に、出力誤差、認識誤差を含めたリリース認識値を設定する。

　ステップＳ７では、ステップＳ６でのドライバー操作≧リセット閾値であるとの判断に続き、そのときのカウント時間が、必要最低制動液圧を出力可能な応答時間を超えているか否かを判断する。YES（カウント時間＞応答時間）の場合はステップＳ８へ進み、NO（カウント時間≦応答時間）の場合はステップＳ５へ戻る。

　ステップＳ８では、ステップＳ７でのカウント時間＞応答時間であるとの判断に続き、倍力モータ２４へのモータ出力電流の電流制限値を、第１電流制限値から第２電流制限値に切替え、第２電流制限値により制限し、ステップＳ９へ進む。
ここで、第２電流制限値は、ステップＳ４で説明した第２電流制限値のことをいう。

　ステップＳ９では、ステップＳ８でのモータ出力電流の第２電流制限値による制限に続き、ドライバー操作（ペダルストローク、制動液圧）が、リセット閾値（ブレーキペダルをリリースしたことを判定可能な値）以上であるか否かを判断する。YES（ドライバー操作≧リセット閾値）の場合はステップＳ１０へ進み、NO（ドライバー操作＜リセット閾値）の場合はステップＳ２へ戻る。
すなわち、第２電流制限値に切替える前であれば、カウント時間のリセット処理に戻るが（ステップＳ６→ステップＳ３）、第２電流制限値に切替えた後であれば、出力制限を第１電流制限値に設定する状態に戻る（ステップＳ９→ステップＳ２）。

　ステップＳ１０では、ステップＳ９でのドライバー操作≧リセット閾値であるとの判断に続き、バックアップ電源１４の残容量により倍力モータ２４への第２電流制限値による出力制限による電流出力を継続作動し、エンドへ進む。

　ステップＳ１１では、ステップＳ４での出力電流≦第２電流制限値であるとの判断に続き、バックアップ電源１４の残容量により倍力モータ２４への第１電流制限値による出力制限による電流出力を継続動作し、ステップＳ２へ戻る。

　次に、作用を説明する。
実施例１の電動車両の制動力制御装置における作用を、「第１電流制限値と第２電流制限値の設定作用」、「電流制限値の切替えによる消費電力低減作用」、「ペダル踏込み操作時の電流制限値切替え作用」、「ペダル再踏込み操作時の電流制限値切替え作用」に分けて説明する。

　［第１電流制限値と第２電流制限値の設定作用］
　バックアップ電源駆動状態になった後、モータ出力を制限するに際し、第１電流制限値と第２電流制限値をどのように設定するかは、バックアップ電源容量の効果的な低減を図る上で重要となる。以下、図５に基づき、これを反映する第１電流制限値と第２電流制限値の設定作用を説明する。

　バックアップ電源駆動状態での電流制限値を切替える前提として、電動ブースタ２を用いたブレーキシステムにおけるモータ出力電流－ホイールシリンダ液圧特性（図５）を利用し、第１電流制限値と第２電流制限値を設定している。

　液圧増圧に要する電流値と液圧保持に要する電流値は、ブレーキペダル・メカ構造・ブレーキ液等によるフリクション特性があるため、液圧保持電流値の方が低電流で液圧を保持することが可能である。すなわち、図５に示すように、保持特性と増圧特性の間には、フリクション特性差分だけ、モータ出力電流の差がある。

　したがって、ホイールシリンダ液圧の必要最低制動液圧が、増圧特性と交わる位置でのモータ出力電流を、ホイールシリンダ液圧を必要最低制動液圧まで増圧することが可能な電流である「第１電流制限値」に設定する。一方、ホイールシリンダ液圧の必要最低制動液圧が、保持特性と交わる位置でのモータ出力電流を、必要最低制動液圧を保持することが可能な電流である「第２電流制限値」に設定する。

　このため、必要最低制動液圧を出力した後は、不要な電流消費を低減するため、制限値を、必要最低制動液圧を保持するための第２電流制限値に切替えることで、必要最小限の電力消費に低減しながら必要最低液圧での継続制動が実現できる。例えば、必要最低制動液圧を、3.2MPaとした場合、40%程度（増圧電流：3.3Aに対して、保持電流:1.8A）のフリクション特性差分を利用した消費電流低減となる。

　［電流制限値の切替えによる消費電力低減作用］
　ドライバーが必要最低制動液圧以上を要求するブレーキ操作を継続して実施した場合、継続して消費される電力をいかに低減するかについては工夫が必要である。以下、図６に基づき、これを反映する電流制限値の切替えによる消費電力低減作用を説明する。

　例えば、バックアップ電源駆動状態での電流制限値を、第１電流制限値に相当する１つの電流制限値により与えるものを比較例とする。
この比較例の場合、ドライバーが必要最低制動液圧以上を要求するブレーキ操作を継続して実施した場合、必要最低制動液圧以上をブレーキ制動装置が出力しようと動作する。つまり、図６の点線による出力電流特性（比較例）に示すように、１つの電流制限値に沿うようなモータ出力電流になり、図６の点線による制動液圧特性（比較例）に示すように、必要最低制動液圧を超えてしまう。このため、必要最低制動液圧を保持する場合よりも高い電力を継続して消費することになり、この電力消費を想定したバックアップ電源容量を確保する必要がある。

　これに対し、実施例１は、バックアップ電源１４による倍力モータ２４の動作時に、増圧特性を確保するための第１電流制限値と、第１電流制限値より小さな値であるとともに、必要最低制動液圧を保持するための第２電流制限値と、を切替える機能を有する。

　したがって、バックアップ電源１４による駆動状態への移行直後からは、図６に示すように、第１電流制限値により制限すると、増圧応答性が確保されて制動液圧が短時間（時刻t0～t1）にて必要最低制動液圧に達する。そして、制動液圧が必要最低制動液圧に達した後の時刻t2にて、制限値を切り替えて第２電流制限値により制限すると、時刻t2以降は、第１電流制限値と第２電流制限値の差が消費電力の低減代になる。

　このように、第１電流制限値が、増圧により必要最低制動液圧に到達させる機能を分担し、第２電流制限値が、消費電力を最小限に抑える機能を分担する。この２つの機能分担により、１つの電流制限値のみにより制限する比較例のような無駄な電力消費が削減されるため、必要最低限のトータル制動力を確保するためのバックアップ電源１４の容量を低減することができる。そして、消費電力を最小限に抑えた第２電流制限値による制限状態を継続することで、バックアップ電源１４による動作可能時間が拡大され、必要最低限の制動力が確保される。

　例えば、バックアップ電源１４による駆動状態で、車両最大車速250km/hから車両停止0km/hに至るまで間、ドライバーが必要最低制動液圧以上の制動力を継続的に必要とするようなブレーキ操作を行った場合を想定する。この場合、必要最低制動液圧の出力後は、第２電流制限値に低減するため、増圧のために消費する電力量は最大2.5Asとなり、必要最低制動液圧を保持のために消費する電力量は最大23.4Asとなる。したがって、比較例であれば、最大45.4Asの電力量が必要であるのに対して、実施例１では、25.9Asの電力量が最低限確保されれば良く、42%の電力削減が可能である。

　［ペダル踏込み操作時の電流制限値切替え作用］
　上記のように、バックアップ電源１４による倍力モータ２４の動作時、第１電流制限値から第２電流制限値へと切替える機能を与えた場合、切替え条件をどのように与えるかの工夫が必要である。以下、図４及び図７に基づき、これを反映するペダル踏込み操作時の電流制限値切替え作用を説明する。

　バックアップ電源１４による駆動状態へ移行した後、ドライバーが必要最低制動液圧以上を要求するブレーキ操作を継続して実施した場合、モータ出力電流が第２電流制限値を超えない間は、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ１１へと進む。すなわち、ステップＳ１にて、バックアップ電源１４による駆動状態に移行すると、ステップＳ２にて、第１電流制限値によるモータ出力電流の制限が開始される。そして、ステップＳ４にて、モータ出力電流＞第２電流制限値と判断されるまで、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ１１へと進む流れが繰り返される。

　次に、ステップＳ４にて、モータ出力電流＞第２電流制限値と判断されると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４からステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む。そして、ステップＳ７にて、カウント時間≦応答時間であると判断されている間は、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れが、ステップＳ７にてカウント時間＞応答時間であると判断されるまで繰り返される。これによって、制限値切替え用タイマーによる時間カウントが開始されてからの経過時間が、必要最低制動液圧を出力可能な応答時間を超えるまでは、第１電流制限値によるモータ出力電流の制限が維持される。

　次に、ステップＳ７にてカウント時間＞応答時間であると判断されると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ７から、ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→エンドへと進む。すなわち、ステップＳ８にて、第１電流制限値によるモータ出力電流の制限から、第２電流制限値によるモータ出力電流の制限に切替えられ、ステップＳ１０にて、バックアップ電源１４の残容量により第２電流制限値によるモータ出力電流の制限が継続される。

　図７は、第１電流制限値から第２電流制限値への切替え条件を、出力電流の消費時間とした実施例１のタイムチャートである。実施例１のブレーキシステムの場合、必要最低制動液圧に到達するまでの増圧時間（時刻t0～t1）は、0.5s程度（例えば、単位時間当りのペダル踏力750N/s程度のドライバー急制動時）である。この増圧時間である0.5s程度の間、ある一定の電流値出力が続けば必要最低制動液圧へ到達していると判定することが可能である。しかし、部品誤差や環境条件による特性差を考慮する必要があり、特性差として50%の余裕代を加算して、0.75s（時刻t0～t3）以上経過した場合に第１電流制限値から第２電流制限値に切替える仕様としている。

　次に、制限値切替え用タイマーによる時間カウントを開始する電流値については、図７の特性に示すように、必要最低制動液圧を保持可能な電流値（第２電流制限値と等しい）とする（時刻t0'）。実施例１のブレーキシステムの電流特性上、ペダルリリースした際のブレーキシステムが制動液圧を下げる動作をしている状態では出力電流値は保持電流と同等以下となる。このため、第２電流制限値以上の電流を出力している場合は、ドライバーが必要最低制動液圧以上の制動力を狙った操作を行っているといえる。
したがって、第１電流制限値から第２電流制限値への切替え条件を、出力電流の消費時間とすることで、必要最低制動液圧を確実に出力することが可能となる。

　［ペダル再踏込み操作時の電流制限値切替え作用］
　バックアップ電源１４による駆動状態でドライバーがブレーキペダルを踏み戻した後、再び踏み込むペダル再踏込み操作を行うことが考えられる。よって、このペダル再踏込み操作に電流制限値の切り替え制御を対応させる工夫が必要である。以下、図４及び図８に基づき、これを反映するペダル再踏込み操作時の電流制限値切替え作用を説明する。

　例えば、バックアップ電源駆動状態へ移行した後、第１電流制限値から第２電流制限値へ切り替える制御を行い、その後、ドライバー操作にかかわらず、第２電流制限値を維持するものを比較例とする。
この比較例の場合、出力制限が第２電流制限値に切替った状態で、ドライバーがブレーキペダルを踏み戻した後、再び踏み込むペダル再踏込み操作（ポンピング操作）を実施するとする。この場合、ブレーキペダルが再踏込み操作されたときにも、液圧保持のみ可能な第２電流制限値による出力制限状態が維持されているため、ペダル再踏込み操作後、ホイールシリンダ液圧を増圧しようとしても増圧機能を発揮できず、必要最低制動液圧へ到達できない、という課題がある。

　これに対し、実施例１では、第２電流制限値による制限状態のとき、ドライバーの踏み戻し（ペダルリリース）を検出し、第２電流制限値による制限をリセットし、増圧可能な第１電流制限値に再度切替える機能を備える構成とした。
すなわち、第２電流制限値による制限であるとき、ドライバー操作がリセット閾値を下回ると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ９からステップＳ２へ戻り、電流制限が第２電流制限値から第１電流制限値に再度切替えられる。

　ここで、ステップＳ９においては、リセットを判定するパラメータとして、ドライバー操作をあらわすペダルストローク値、又は、制動液圧値を使用し、ペダルリリース状態と判定できるリセット閾値を下回ったか否かを判断する。
ペダルストロークを切替え条件とする場合は、制動液圧とストロークの相関関係で制動液圧の抜けで再踏込み判定することは困難のため、ペダルが完全にリリースされた状態のストローク値（例えば、0.75mm：センサ誤差・AD変換誤差等を加味した値）をリセット閾値とする。また、制動液圧を切替え条件とする場合は、液圧変化によりドライバーの再踏込み動作を検出し易いため、第１電流制限値と第２電流制限値の切替えが頻繁に起こるハンチングを考慮した値（例えば、2.9MPa：必要最低制動液圧に対してセンサ誤差・AD変換誤差を考慮した値）をリセット閾値とする。

　したがって、バックアップ電源１４による駆動状態でドライバーがブレーキペダルを踏み戻した後、再び踏み込むペダル再踏込み操作を行った場合、図８の時刻t4にてドライバー操作がリセット閾値を下回ると、電流制限が第２電流制限値から第１電流制限値に再度切替えられる。その後、時刻t5にてブレーキペダルの再踏み込みを行うと、ペダル再踏込み操作後、第１電流制限値によるホイールシリンダ液圧の増圧機能が発揮され、時刻t6にて必要最低制動液圧へ到達する。なお、電流制限値の切替え制御では、時刻t6から時間余裕を持つ時刻t7にて、第１電流制限値による制限から第２電流制限値による制限へと切替えられる。

　このように、実施例１では、ドライバーの過度な操作による不必要な電流消費を低減ができ、さらにドライバー操作に応じて必要最低制動液圧を確実に出力することができるため、バックアップ電源１４の容量設定は、必要最小限に抑えることが可能となる。

　次に、効果を説明する。
実施例１の電動車両の制動力制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

　(1) 主電源（車両電源１）が失陥した時に副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態に切替え、前記副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態に移行すると、ブレーキ液圧を作り出す制動装置（電動倍力ブレーキ装置６）の電動アクチュエータ（倍力モータ２４）に対して出力する電流を制限する制動力制御手段（コントローラ２１，図４）を備えた車両（電動車両）の制動力制御装置において、
　前記制動力制御手段（コントローラ２１，図４）は、前記副電源（バックアップ電源１４）による前記電動アクチュエータ（倍力モータ２４）の動作時に、ブレーキ液圧の増圧特性を確保するための第１電流制限値と、前記第１電流制限値より小さな値であるとともに、必要最低制動液圧を保持するための第２電流制限値と、を含む少なくとも２つの電流制限値を切替える機能を有する。
  このため、副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態への移行後、無駄な電力消費を削減することで、副電源容量（バックアップ電源容量）を低減しながらも必要最低限の制動力を確保することができる。

　(2) 前記制動力制御手段（コントローラ２１，図４）は、前記第１電流制限値と前記第２電流制限値による２つの電流制限値を備え、前記副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態に移行した直後から制動液圧が必要最低制動液圧に達するまでは、前記第１電流制限値により制限し、制動液圧が必要最低制動液圧に達してからは、前記第１電流制限値を前記第２電流制限値に切替えて制限する（図６）。
  このため、(1)の効果に加え、副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態で、ドライバーが必要最低制動液圧以上を要求するブレーキ操作を継続して実施した場合、第２電流制限値への切替え後、電力消費量を有効に削減することができる。
この結果、副電源容量（バックアップ電源容量）が、電流制限値が１つの比較例と同じ容量である場合には、副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態の動作可能時間を比較例より拡大することができる。また、副電源による駆動状態の動作可能時間を電流制限値が１つの比較例と同じとした場合には、副電源容量（バックアップ電源容量）を比較例より小さくすることができる。

　(3) 前記制動力制御手段（コントローラ２１，図４）は、前記副電源（バックアップ電源１４）による前記電動アクチュエータ（倍力モータ２４）の動作時であって、前記第２電流制限値に切替えられた状態のとき、ドライバー操作相当値が、ブレーキペダルをリリースしたことをあらわすリセット閾値を下回ると、前記第１電流制限値に戻す機能を有する（ステップＳ９→ステップＳ２、図８）。
  このため、(1)又は(2)の効果に加え、副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態でドライバーがブレーキペダルを踏み戻した後、再び踏み込むペダル再踏込み操作を行った場合、ブレーキ液圧を必要最低制動液圧へ確実に到達させることができる。

　(4) 前記制動力制御手段（コントローラ２１，図４）は、前記第１電流制限値と前記第２電流制限値の切替え条件に出力電流の消費時間を用い、前記副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態に切替えた直後は第１電流制限値を設定し、前記副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態で出力電流が第２電流制限値を超えている時間が、第１電流制限値における出力応答特性で必要最低制動液圧を出力できる時間を超過すれば、第２電流制限値に切替える機能を有する（ステップＳ７→ステップＳ８、図７）。
 このため、(1)～(3)の効果に加え、第１電流制限値から第２電流制限値への切替え条件を、出力電流の消費時間とすることで、必要最低制動液圧を確実に出力することができる。

　実施例２は、第１電流制限値から第２電流制限値への切替え条件として、実施例１の出力電流の消費時間に代え、制動液圧を用いた例である。

　まず、構成を説明する。
図９は、実施例２の制動力制御装置における電動ブースタ２のコントローラ２１にて実行される電流制限による制動力制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、制動力制御構成をあらわす図９の各ステップについて説明する。
なお、ステップＳ２１，ステップＳ２２，ステップＳ２４，ステップＳ２８，ステップＳ２９，ステップＳ３０，ステップＳ３１の各ステップは、図４のステップＳ１，ステップＳ２，ステップＳ４，ステップＳ８，ステップＳ９，ステップＳ１０，ステップＳ１１の各ステップと同じであるため説明を省略する。

　ステップＳ２７では、ステップＳ２４での出力電流＞第２電流制限値であるとの判断に続き、そのときのブレーキ液圧センサ７５からの制動液圧が必要最低制動液圧を超えているか否かを判断する。YES（制動液圧＞必要最低制動液圧）の場合はステップＳ２８へ進み、NO（制動液圧≦必要最低制動液圧）の場合はステップＳ２５へ戻る。
なお、図１～図３の構成は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

　次に、作用を説明すると、実施例２では、出力電流が第２電流制限値を超えていて、かつ、第１電流制限値により制限されている状態において、ステップＳ２７にて、制動液圧＞必要最低制動液圧であると判断されると、次のステップＳ２８へ進み、電流制限値が、第１電流制限値から第２電流制限値へと切替えられる。

　第１電流制限値から第２電流制限値への切替え条件を、制動液圧とした実施例２のタイムチャートを図１０に示す。
実施例２のブレーキシステムにおける必要最低制動力は、4m/s²である。この必要最低制動力を確保するための必要最低制動液圧は、3.2MPa程度であり、必要最低制動液圧が出力されていることを確実に検出できれば、出力制限を第２電流制限値へ切替えが可能である。このため、切替え条件となる制動液圧が必要最低制動液圧（液圧センサ出力誤差、環境変化による液圧特性差を考慮した3.5MPa程度）を超えた場合（図１０の時刻t1）、切替え判定する仕様としている。
したがって、ドライバー入力に対応した出力に応じた電力低減を可能にすると共に、必要最低制動液圧に到達前の早期制限介入を回避することが可能となる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

　次に、効果を説明する。
実施例２の電動車両の制動力制御装置にあっては、実施例１の(1)～(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

　(5) 前記制動力制御手段（コントローラ２１，図９）は、前記第１電流制限値と前記第２電流制限値の切替え条件に制動液圧を用い、前記副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態に切替えた直後は第１電流制限値を設定し、前記副電源（バックアップ電源１４）による駆動状態で制動液圧が必要最低制動液圧を超過した場合、第２電流制限値に切替える機能を有する（図１０）。
  このため、第１電流制限値から第２電流制限値への切替え条件を、制動液圧とすることで、ドライバー入力に対応した出力に応じて電力低減することができると共に、必要最低制動液圧に到達前の早期制限介入を回避することができる。

　以上、本発明の車両の制動力制御装置を実施例１，２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１，２では、制動力制御手段として、第１電流制限値と第２電流制限値の２つの電流制限値を備えた例を示した。しかし、制動力制御手段としては、第１電流制限値と第２電流制限値以外に、ペダル操作状況による電流制限値を加える等、３つ以上の電流制限値を備えたものとしても良い。

　実施例１，２では、第１電流制限値と第２電流制限値として、予め定めた固定値により与える例を示した。しかし、電流制限値として与えた初期値を、電動アクチュエータの応答性やブレーキ液圧の応答性を決める環境因子（温度等）により可変にするような例としても良い。

　実施例１，２では、本発明の制動制御装置を、ハイブリッド車や電気自動車等の電動車両への適用する例を示した。しかし、例えば、電動倍力ブレーキ装置や電動アクチュエータを用いたブレーキ装置を搭載したガソリン車へも勿論適用することができる。

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１２年３月５日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－４８２４１に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (5)

1. 　主電源が失陥した時に副電源による駆動状態に切替え、前記副電源による駆動状態に移行すると、ブレーキ液圧を作り出す制動装置の電動アクチュエータに対して出力する電流を制限する制動力制御手段を備えた車両の制動力制御装置において、
   　前記制動力制御手段は、前記副電源による前記電動アクチュエータの動作時に、ブレーキ液圧の増圧特性を確保するための第１電流制限値と、前記第１電流制限値より小さな値であるとともに、必要最低制動液圧を保持するための第２電流制限値と、を含む少なくとも２つの電流制限値を切替える機能を有する
   　ことを特徴とする車両の制動力制御装置。
2. 　請求項１に記載された車両の制動力制御装置において、
   　前記制動力制御手段は、前記第１電流制限値と前記第２電流制限値による２つの電流制限値を備え、前記副電源による駆動状態に移行した直後から制動液圧が必要最低制動液圧に達するまでは、前記第１電流制限値により制限し、制動液圧が必要最低制動液圧に達してからは、前記第１電流制限値を前記第２電流制限値に切替えて制限する
   　ことを特徴とする車両の制動力制御装置。
3. 　請求項１又は２に記載された車両の制動力制御装置において、
   　前記制動力制御手段は、前記副電源による前記電動アクチュエータの動作時であって、前記第２電流制限値に切替えられた状態のとき、ドライバー操作相当値が、ブレーキペダルをリリースしたことをあらわすリセット閾値を下回ると、前記第１電流制限値に戻す機能を有する
   　ことを特徴とする車両の制動力制御装置。
4. 　請求項１から３までの何れか１項に記載された車両の制動力制御装置において、
   　前記制動力制御手段は、前記第１電流制限値と前記第２電流制限値の切替え条件に出力電流の消費時間を用い、前記副電源による駆動状態に切替えた直後は第１電流制限値を設定し、前記副電源による駆動状態で出力電流が第２電流制限値を超えている時間が、第１電流制限値における出力応答特性で必要最低制動液圧を出力できる時間を超過すれば、第２電流制限値に切替える機能を有する
   　ことを特徴とする車両の制動力制御装置。
5. 　請求項１から３までの何れか１項に記載された車両の制動力制御装置において、
   　前記制動力制御手段は、前記第１電流制限値と前記第２電流制限値の切替え条件に制動液圧を用い、前記副電源による駆動状態に切替えた直後は第１電流制限値を設定し、前記副電源による駆動状態で制動液圧が必要最低制動液圧を超過した場合、第２電流制限値に切替える機能を有する
   　ことを特徴とする車両の制動力制御装置。

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