(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧に応答して作動する車輪のブレーキによる液圧制動と、電力を回生する車両駆動用のモータによる回生制動を併用しており、液圧制動力と回生制動力から目標制動力を得る制動力制御装置において、
前記回生制動力の変更を制御可能にしておき、前記回生制動力の変化量に対して予め定められた制限に従って前記回生制動力を変更制御することを特徴とする制動力制御装置。
【請求項２】
前記変更制御により下降される前記回生制動力の変化量に対しては、上昇される回生制動力の変化量に対する制限よりも緩い制限が予め設定されているか、もしくは制限が予め設定されていない請求項１に記載の制動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧制動及び回生制動により電気自動車を制動する制動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の制動装置としては、車両操縦者のブレーキ操作に応じて発生した液圧（一般には油圧）を車輪のブレーキに伝達して、このブレーキを作動させる液圧（油圧）制動装置が用いられている。
【０００３】
一方、電気自動車においては、車両駆動用モータにより電力を回生することによっても、車両を制動することができるので、液圧制動だけでなく、回生制動を併用している。
【０００４】
これらの液圧制動及び回生制動による制動力は、いずれも制御可能である。すなわち、液圧制動力の場合は、液路にソレノイドバルブ等の弁を挿入し、この弁の開度を調整することにより、制動力を制御することができ、また回生制動力の場合は、車両駆動用モータの電力の回生の制御によって、制動力を制御することができる。このため、液圧制動及び回生制動を併用する電気自動車においては、液圧制動力及び回生制動力を共に制御可能な制動装置を搭載している。この様な制動装置は、例えば特開平７−２０５８００号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液圧制動及び回生制動を併用する場合は、ブレーキの操作量に対応する目標制動力を求めると共に、バッテリーの状態等に応じて定められる回生制動力を求め、目標制動力と回生制動力の差を液圧制動力として求めている。従って、目標制動力が一定であれば、回生制動力の変動に伴って、液圧制動力を変更せねばならない。
【０００６】
しかしながら、バッテリーの状態などによっては回生制動力を発生できない場合がある。このような状況下で目標回生制動力が増大されると、目標回生制動力と実際の回生制動力とが乖離した状態となる。この状態で、実際の回生制動力を発生し得る状況になったとすれば、実際の回生制動力が短時間で大幅に増大される。これに応答して、液圧制動力を変更しようとしても、液圧制動力が追従せず、この結果として、ブレーキの操作量に対応する目標制動力を達成することができないと言う問題点があった。すなわち、回生制動力の応答速度と液圧制動力の応答速度を比較すると、後者の方が鈍く、このために回生制動力を急激に大きく変更したときには、目標制動力と回生制動力の差分に、実際の液圧制動力が追従せず、目標制動力を達成することができなかった。このため、ブレーキの操作量と実際の総合的な制動力が一致しないと言うブレーキフィーリングの悪化を招いた。
【０００７】
そこで、本発明は、回生制動力の変動に実際の液圧制動力が追従しないことを原因とするブレーキフィーリングの悪化を抑制することが可能な制動力制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために、本発明の特徴は、液圧に応答して作動する車輪のブレーキによる液圧制動と、電力を回生する車両駆動用のモータによる回生制動を併用しており、液圧制動力と回生制動力から目標制動力を得る制動力制御装置において、前記回生制動力の変更を制御可能にしておき、前記回生制動力の変化量に対して予め定められた制限に従って前記回生制動力を変更制御するように構成したことにある。
【０００９】
この様な構成によれば、回生制動力の変化量に対して予め制限が設定されており、この制限に従って回生制動力が変更制御される。この制限は、例えば回生制動力の変化に対して実際の液圧制動力が十分に追従し得る様に定められる。このため、回生制動力が変更制御されたときには、実際の液圧制動力が追従し、液圧制動力と回生制動力からなる目標制動力を確実に実現することができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記変更制御により下降される前記回生制動力の変化量に対しては、上昇される回生制動力の変化量に対する制限よりも緩い制限が予め設定されているか、もしくは制限が予め設定されていないことにある。
【００１１】
この場合、回生制動力を下降させるときには、回生制動力が直ちに低下する。つまり、制動を行っている途中でブレーキの操作量が零になり、制動を直ちに中断するときには、目標制動力を直ちに零まで下降させるべきであるため、液圧制動力が追従するか否かにかかわらず、回生制動力を直ちに低下させて、目標制動力を可能な限り速やかに低下させている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１には、本発明の制動力制御装置の一実施形態を示している。同図において、車両駆動用の交流モータ１１の出力軸は、駆動輪に連結されたドライブシャフト１２に連結されている。また、モータ１１は、インバータ１３を介し車載のバッテリー１４から電力供給を受けて回転する。インバータ１３は、モータＥＣＵ１５から供給される制御信号に応じ、バッテリー１４の放電電力（直流電力）を交流電力に変換し、モータ１１に供給する。
【００１３】
モータＥＣＵ１５は、インバータ１３と共にモータ１１の出力トルクを制御する。例えばモータ１１を駆動する際には、モータＥＣＵ１５は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を示す信号やモータ１１の回転数を示す信号を入力し、これらに基づきインバータ１３における電力変換動作を制御する。これにより、アクセルペダルの踏み込み量等に応じた出力トルクをモータ１１から得ることができる。
【００１４】
マスタシリンダ（以下Ｍ／Ｃと称す）２１からフロントホイールシリンダ（以下ＦｒＷ／Ｃと称す）２２及びリアホイールシリンダ（以下ＲｒＷ／Ｃと称す）２３に至る油路を形成している。Ｍ／Ｃ２１は、ブレーキペダル１８の踏み込み量に応じた油圧（以下Ｍ／Ｃ圧と称す）を発生し、このＭ／Ｃ圧を油圧バルブ２４及びＰバルブ２５を介してＦｒＷ／Ｃ２２及びＲｒＷ／Ｃ２３に供給する。ＦｒＷ／Ｃ２２及びＲｒＷ／Ｃ２３は、このＭ／Ｃ圧をＦｒブレーキロータ２６及びＲｒブレーキロータ２７に加える。これによってフロント及びリアの各車輪に油圧制動力が働くことになる。
【００１５】
油圧バルブ２４は、制動時において回生ＥＣＵ１７によって制御されるバルブであり、増圧側ポペット弁及び減圧側ポペット弁を有している。油圧バルブ２４は、Ｍ／Ｃ圧とＦｒＷ／Ｃ２２の油圧の差が回生ＥＣＵ１７によって与えられる開弁値Ｐoを越えると開く。逆に、Ｍ／Ｃ圧とＦｒＷ／Ｃ２２の油圧の差が開弁値Ｐoを越えるにいたっていないときは閉じた状態をとり、Ｍ／Ｃ２１からＦｒＷ／Ｃ２２に至る油路を遮断する。さらに、回生ＥＣＵ１７による制御を受けていない状態（オフ状態）では、Ｍ／Ｃ２１がＦｒＷ／Ｃ２２と連通され、油圧バルブ２４は、Ｍ／Ｃ圧をほぼそのままＦｒＷ／Ｃ２２に伝達する。
【００１６】
Ｍ／Ｃ２１と油圧パルブ２４の間には、ストロークシミュレータ２８が配設されている、このストロークシミュレータ２８は、油圧バルブ２４によってＭ／Ｃ２１からＦｒＷ／Ｃ２２への油路が遮断されている状態でブレーキペダル１８のペダルストロークが自然なものとなるよう、油圧を消費する。Ｍ／Ｃ２１と油圧パルブ２４の間には、さらに、油圧センサ２９が設けられており、この油圧センサ２９によりＭ／Ｃ圧が検出される。検出されたＭ／Ｃ圧は、モータＥＣＵ１５に供給され、回生制動の際にモータ１１の出カトルク（回生トルク）をＭ／Ｃ圧に応じた値に制御するために用いられる、
この回生ブレーキシステムでは、次の様な手順で回生制御が行われる。
まず、アクセルのオフがスロットルセンサ３２によって検出されると、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、パッテリＥＣＵ３１によって検出されたバッテリー１４の状況に基づいて、回生可能なエネルギーを求め、続いて、これに相当する圧力を決定し、決定された圧力を油圧バルブ２４の開弁値Ｐoとして設定する。
【００１７】
この後、ブレーキペダル１８が踏み込まれると、Ｍ／Ｃ圧がＰバルブ２５を介してＲｒブレーキロータ２７に加わり、リアの各車輪に油圧制動力が直ちに働く。また、Ｍ／Ｃ圧が油圧バルブ２４の開弁値Ｐoよりも大きければ、このＭ／Ｃ圧が油圧バルブ２４を介してＦｒブレーキロータ２６に加わり、フロントの各車輪に油圧制動力が直ちに働く。
【００１８】
このとき、Ｍ／Ｃ圧が上昇するので、これが油圧センサ２９によって検出され、これに応答して、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、Ｍ／Ｃ圧相当の要求回生制動トルクＲＥＢＴBを演算して求める。また、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、パッテリＥＣＵ３１によって検出された現在のバッテリー１４の状況などを鑑みて回生可能なエネルギーを求め、この回生エネルギーを回生制動トルクに換算した値を実際の回生制動トルクＤＥＢＴとして算出する。そして、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、後に述べる様に要求回生制動トルクＲＥＢＴBを実際の回生制動トルクＤＥＢＴ等に基づいて制限し、この制限された要求回生制動トルクＲＥＢＴBの実現を目標にして、インバータ１３を制御する。これによって、モータ１１による回生制動力が働く。
【００１９】
更に、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、バッテリー１４の状況等に基づく回生エネルギーに応じた開弁値Ｐoを求めて調整し、この開弁値Ｐoを油圧バルブ２４に設定する。
【００２０】
このような制御が行われると、前輪後輸の合計の目標制動力は、図２に示されるような特性となる、すなわち、Ｍ／Ｃ圧が開弁値Ｐoより低い状態では、前輸側には回生制動力のみが作用し、高い状態になると、回生制動力が大きくなる一方で、油圧バルブ２４を介して油圧制動力が作用し始める。一方、Ｍ／Ｃ圧ＰＭ／ｃが開弁値Ｐoより低い状態でも、後輸には、Ｐバルブ２５を介して油圧制動力が作用する。
【００２１】
さて、バッテリーの状態等の変化に応じて、回生能力が変動し、これに伴って油圧バルブ２４の開弁値Ｐoが変更されるので、油圧制動力は、回生能力、つまり回生制動力に追従して変動することになる。先に述べた様に、液圧制動力の応答速度は、回生制動力の応答速度よりも鈍く、このために回生制動力を急激に大きく変更したときには、実際の液圧制動力が追従しない。
【００２２】
そこで、本実施形態の制動力制御装置では、回生制動力の変化量に対して予め定められた制限を設定し、この制限に従って該回生制動力を変更し、これによって回生制動力の変化に対して実際の液圧制動力が追従する様にしている。
【００２３】
この様な回生制動力の制御は、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７によってなされる。
【００２４】
まず、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、回生制動が次の様な第１及び第２状態のいずれにおいて行われているかを判定する。
【００２５】
（第１状態）
（Ａ−１）回生制動を実施中である。
（Ａ−２）車速センサ３３によって検出された車速Ｖoが予め設定された第１車速ＫＶＲＧＥ１以下である（Ｖo≦ＫＶＲＧＥ１）。
【００２６】
モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、（Ａ−１）及び（Ａ−２）のいずれもが満たされたときに、第１状態と判定する。
【００２７】
（第２状態）
（Ｂ−１）回生制動を実施中である。
（Ｂ−２）回生制動要求中である。
【００２８】
（Ｂ−３）ブレーキペダル１８が踏み込まれてから、回生制動を一度も実行していない。
【００２９】
モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、（Ｂ−１）が満たされているか、又は（Ｂ−２）及び（Ｂ−３）のいずれもが満たされているときに、第２状態と判定する。
【００３０】
ここで、第１状態が第２状態よりも優先する。したがって、回生制動を実施中であって、車速Ｖoが第１車速ＫＶＲＧＥ１以下であれば、第１状態と判定され、車速Ｖoが第１車速ＫＶＲＧＥ１を越えていれば、第２状態と判定される。また、回生制動を実施していなくても、ブレーキペダル１８が踏み込まれ、回生制動要求中であり、かつ回生制動を一度も実行していなければ、第２状態と判定される。
【００３１】
例えば、第１車速ＫＶＲＧＥ１を越える車速Ｖoで、車両が走行中のときに、ブレーキペダル１８が踏み込まれると、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、第２状態と判定する。このとき、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、Ｍ／Ｃ圧相当の要求回生制動トルクＲＥＢＴBを演算して求めると共に、現在のバッテリーの状態等に基づく実際の回生制動トルクＤＥＢＴを求め、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが実際の回生制動トルクＤＥＢＴと予め定められた制限値２０Ｎｍの和以下であれば（ＲＥＢＴB≦ＤＥＢＴ＋２０Ｎｍ）、モータ１１による該要求回生制動トルクＲＥＢＴBの実現を目標にして、インバータ１３を制御する。
【００３２】
また、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが実際の回生制動トルクＤＥＢＴと制限値２０Ｎｍの和を越えれば（ＲＥＢＴB＞ＤＥＢＴ＋２０Ｎｍ）、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBを該和と等しくなる様に訂正し（ＲＥＢＴB＝ＤＥＢＴ＋２０Ｎｍ）、この和に等しい要求回生制動トルクＲＥＢＴBの実現を目標にして、インバータ１３を制御する。
【００３３】
したがって、第２状態においては、Ｍ／Ｃ圧相当の要求回生制動トルクＲＥＢＴBを求めると共に、現在のバッテリーの状態等に基づく実際の回生制動トルクＤＥＢＴを求め、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBが実際の回生制動トルクＤＥＢＴと制限値２０Ｎｍの和を越えることがない様に、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBを制限している。
【００３４】
こうして第２状態において、回生制動が行われ、これに伴って液圧制動も行われると、車速Ｖoが徐々に減少して、この車速Ｖoが第１車速ＫＶＲＧＥ１に達し、このときに第２状態から第１状態に遷移する。
【００３５】
この第１状態においては、第２状態と同様に、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが実際の回生制動トルクＤＥＢＴと制限値２０Ｎｍの和を越えることがない様に、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBを制限している。
【００３６】
また、車速Ｖoが第１車速ＫＶＲＧＥ１に達したときに、モータＥＣＵ１５及び回生ＥＣＵ１７は、Ｍ／Ｃ圧相当の要求回生制動トルクＲＥＢＴBを求め、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBを定数ＲＥＢＴB_ch_stとして設定し、次式（１）に基づく演算によって、図３のグラフに示す様な車速Ｖoに応じて変化する要求回生制動トルクＲＥＢＴBの制限特性Ｓを定める。
Ｓ＝ＲＥＢＴB_ch_st×ＫＰ×（Ｖo−ＫＶＲＧＥ２）    …（１）
ただし、ＫＰは、ＫＰ＝１／（ＫＶＲＧＥ１−ＫＶＲＧＥ２）から求められる係数であり、ＫＶＲＧＥ２は、予め定められた第２車速であり、ＫＶＲＧＥ２＜ＫＶＲＧＥ１である。例えば、第１車速ＫＶＲＧＥ１を２０Ｋｍ／ｈ、第２車速ＫＶＲＧＥ2を１０Ｋｍ／ｈ、ＫＰを０.１に設定する。
【００３７】
図３のグラフから明らかな様に、車速Ｖoが第１車速ＫＶＲＧＥ１から第２車速ＫＶＲＧＥ2へと減少するに従って、要求回生制動トルクＲＥＢＴBの制限特性Ｓが徐々に減少して０となる。これは、第２車速ＫＶＲＧＥ2以下では実際の回生制動トルクＤＥＢＴが０となり、回生制動力が作用しないためであり、車速Ｖoが徐々に減少して第２車速ＫＶＲＧＥ2に達するまでの期間に、要求回生制動トルクＲＥＢＴBを制限特性Ｓで制限することによって、回生制動力を意図的に減少させ、これに伴ってＭ／Ｃ圧の開弁値Ｐoを徐々に下降して、回生制動と油圧制動の協調制御から油圧制動のみの制御へと緩やかに移行させるためである。
【００３８】
ここで、車速Ｖoが第１車速ＫＶＲＧＥ１から第２車速ＫＶＲＧＥ2へと徐々に減少しているときに、ブレーキペダル１８を一定の力で踏み込み続けるか（Ｍ／Ｃ圧が一定レベルを保つか）、あるいは踏み込む力が増大すると（Ｍ／Ｃ圧が増大すると）、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが一定に保たれるか、あるいは増大するので、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBは、制限特性Ｓによって制限され、実際上、この制限特性Ｓに沿って変化する。
【００３９】
また、ブレーキペダル１８を踏み込む力を緩めたことによって、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが制限特性Ｓ未満となっても、この後に踏み込む力を増大して、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが制限特性Ｓに達すれば、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBは、制限特性Ｓによって再び制限される。
【００４０】
また、ブレーキペダル１８を踏み込む力を緩めてから、踏み込む力を増大したときには、制限特性Ｓに達しない範囲で、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが急激に大きく変動する可能性があるものの、このときには実際の回生制動トルクＤＥＢＴと制限値２０Ｎｍの和を越えない様に、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが制限される。
【００４１】
ただし、車速Ｖoが第１車速ＫＶＲＧＥ１以下の状態で、ブレーキペダル１８の踏み込みが開始された場合は、回生制動制御を実施せず、Ｍ／Ｃ圧をＦｒＷ／Ｃ２２及びＲｒＷ／Ｃ２３に伝達する。
【００４２】
これまでの要求回生制動トルクＲＥＢＴBに対する制限を次の表（１）に整理して示す。
【００４３】
【表１】
0003541647.tif 000002
【００４４】
この表１からも明らかな様に、要求回生制動トルクＲＥＢＴBは、少なくとも実際の回生制動トルクＤＥＢＴと制限値２０Ｎｍの和を越えない様に制限される。また、車速Ｖoが徐々に減少して第１車速ＫＶＲＧＥ１以下になったときには、要求回生制動トルクＲＥＢＴBは、上式（１）に基づく制限特性Ｓを越えない様に求められる。
【００４５】
この様な条件に基づいて要求回生制動トルクＲＥＢＴBの変動を制限し、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBの実現を目標にすれば、回生制動力の変動が制限され、この回生制動力の変動に対して油圧制動力が確実に追従する。つまり、要求回生制動トルクＲＥＢＴBの変動に応答して、Ｍ／Ｃ圧の開弁値Ｐoが変動され、回生制動力の変動に追従する様に、油圧制動力が変動される。これによって、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが変動しても、常に、ブレーキペダル１８の踏み込み力に対応する目標制動力を達成することができ、良好なブレーキフィーリングを保つことができる。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、多様に変形することができる。例えば、要求回生制動トルクＲＥＢＴBが減少する場合には、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBに対する制限を緩めて、この要求回生制動トルクＲＥＢＴBを速やかに低下させても良い。つまり、制動を行っている途中でブレーキペダル１８の踏力が減少したときには、回生制動力を速やかに低下させる。このためには、要求回生制動トルクＲＥＢＴBに対する制限を次の表（２）に示す様に設定する。
【００４７】
【表２】
0003541647.tif 000003
【００４８】
この表２を表１と比較すると、第２状態における要求回生制動トルクＲＥＢＴBの制限が異なっており（表２の右下欄）、要求回生制動トルクＲＥＢＴBは、該要求回生制動トルクＲＥＢＴBの上昇時に、少なくとも実際の回生制動トルクＤＥＢＴと制限値２０Ｎｍの和を越えない様に制限され、また該要求回生制動トルクＲＥＢＴBの下降時には、実際の回生制動トルクＤＥＢＴと制限値５０Ｎｍ以上に設定される。
【００４９】
あるいは、要求回生制動トルクＲＥＢＴBの下降時には、該要求回生制動トルクＲＥＢＴBに対する制限を一切設けなくても構わない。
【００５０】
また、要求回生制動トルクＲＥＢＴBの履歴特性を求め、この履歴特性の微分値が一定値以上とならない様に、要求回生制動トルクＲＥＢＴBを制限しても良い。あるいは、制限の条件を複数種類定め、これらの制限を重複して適用しても構わない。
【００５１】
また、ここでは、各前輪を駆動する電気自動車を例示しているが、各前輪及び各後輪のいずれを駆動し、かついずれを油圧制動する場合でも、本発明を適用することできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、回生制動力の変化量に対して予め制限が設定されており、この制限に従って回生制動力が変更制御される。この制限は、例えば回生制動力の変化に対して実際の液圧制動力が十分に追従し得る様に定められる。このため、回生制動力が変更制御されたときには、実際の液圧制動力が追従し、液圧制動力と回生制動力からなる目標制動力を確実に実現することができる。ゆえに、ブレーキ操作に対応する良好なブレーキフィーリングを保つことができる。
【００５３】
また、前記変更制御により下降される前記回生制動力の変化量に対しては、上昇される回生制動力の変化量に対する制限よりも緩い制限が予め設定されているか、もしくは制限が予め設定されていないので、制動を直ちに中断するときには、回生制動力を直ちに低下させて、目標制動力を可能な限り速やかに低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動力制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の制動力制御装置におけるＭ／Ｃ圧に対する制動力の特性を示すグラフである。
【図３】車速に応じて変化する要求回生制動トルクの制限特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１１  交流モータ
１２  ドライブシャフト
１３  インバータ
１４  バッテリー
１５  モータＥＣＵ
１７  回生ＥＣＵ
１８  ブレーキペダル
２１  マスタシリンダ
２２  フロントホイールシリンダ
２３  リアホイールシリンダ
２４  油圧バルブ
２５  Ｐバルブ
２６  Ｆｒブレーキロータ
２７  Ｒｒブレーキロータ
２８  ストロークシミュレータ
２９  油圧センサ
３１  バッテリーＥＣＵ
３２  スロットルセンサ
３３  車速センサ
【図１】
0003541647.tif 000004
【図２】
0003541647.tif 000005
【図３】
0003541647.tif 000006