(57)【要約】【課題】車重によらず、少なくとも駆動輪の制動力を適切に設定可能な回生協調制動装置を提供すること。【解決手段】本開示は、駆動輪と機械的に接続された回生電動機と、前記駆動輪用の第一摩擦ブレーキとを備えた電気推進車両に適用可能な回生協調制動装置であって、前記駆動輪の制動力を導出する第一導出部と、前記第一導出部が導出した前記駆動輪の制動力に基づき、前記回生電動機の回生制動力と、前記第一摩擦ブレーキの摩擦制動力を導出する第二導出部であって、回生協調制動の開始直後に関しては、前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力を、圧力媒体が流路内を満たす程度の値に設定する第二導出部と、を備え、前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力は、回生協調制動の間では時間の経過と共に減少しない、回生協調制動装置に向けられる。【選択図】図１
2018002022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪と機械的に接続された回生電動機と、前記駆動輪用の第一摩擦ブレーキとを備えた電気推進車両に適用可能な回生協調制動装置であって、
前記駆動輪の制動力を導出する第一導出部と、
前記第一導出部が導出した前記駆動輪の制動力に基づき、前記回生電動機の回生制動力と、前記第一摩擦ブレーキの摩擦制動力を導出する第二導出部であって、回生協調制動の開始直後に関しては、前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力を、圧力媒体が流路内を満たす程度の値に設定する第二導出部と、を備え、
前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力は、回生協調制動の間では時間の経過と共に減少しない、回生協調制動装置。
【請求項２】
駆動輪と機械的に接続された回生電動機と、
前記駆動輪用の第一摩擦ブレーキと、
前記駆動輪の制動力を導出する共に、導出した前記駆動輪の制動力に基づき、前記回生電動機の回生制動力と、前記第一摩擦ブレーキの摩擦制動力とを導出する制動装置であって、回生協調開始直後に関しては前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力を、圧力媒体が流路内を満たす程度の値に設定する制動装置と、を備え、
前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力は、回生協調制動の間では時間の経過と共に減少せず、
前記回生電動機は、前記制動装置で導出された回生制動力を前記駆動輪に与え、前記第一摩擦ブレーキは、前記制動装置で導出された摩擦制動力を前記駆動輪に与える、電気推進車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、摩擦制動（液圧制動）と回生制動とを組み合わせた回生協調制動装置、および電気推進車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の回生協調制動装置としては、例えば、下記の特許文献１に記載の燃料電池車両の制御装置（以下、従来の制動装置という）がある。
【０００３】
従来の制動装置において、協調回生制動制御部は、バッテリの充電状態が燃料電池発電を停止させる第１所定値より低い第２所定値以上の場合に車両が制動状態になった場合、回生制動から摩擦制動に制動状態を切り替える前に、摩擦制動装置であるブレーキに供給する液圧をあらかじめブレーキ準備液圧まで上昇させておくと共に、モータによる回生量を制限するように制御する。ここで、摩擦制動力（液圧）に関しては、回生制動開始直後ゼロに設定される。
【０００４】
回生協調制動では、ブレーキペダル操作に対する制動力に関し、運転者が違和を感じないようにすることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０３４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、ブレーキペダル操作に対する制動力に関し運転者が違和を感じにくい回生協調制動装置および電気推進車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一局面は、駆動輪と機械的に接続された回生電動機と、前記駆動輪用の第一摩擦ブレーキとを備えた電気推進車両に適用可能な回生協調制動装置であって、前記駆動輪の制動力を導出する第一導出部と、前記第一導出部が導出した前記駆動輪の制動力に基づき、前記回生電動機の回生制動力と、前記第一摩擦ブレーキの摩擦制動力を導出する第二導出部であって、回生協調制動の開始直後に関しては、前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力を、圧力媒体が流路内を満たす程度の値に設定する第二導出部と、を備え、前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力は、回生協調制動の間では時間の経過と共に減少しない、回生協調制動装置に向けられる。
【０００８】
また、本開示の他の局面は、駆動輪と機械的に接続された回生電動機と、前記駆動輪用の第一摩擦ブレーキと、前記駆動輪の制動力を導出する共に、導出した前記駆動輪の制動力に基づき、前記回生電動機の回生制動力と、前記第一摩擦ブレーキの摩擦制動力とを導出する制動装置であって、回生協調開始直後に関しては前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力を、圧力媒体が流路内を満たす程度の値に設定する制動装置と、を備え、前記第一摩擦ブレーキによる摩擦制動力は、回生協調制動の間では時間の経過と共に減少せず、前記回生電動機は、前記制動装置で導出された回生制動力を前記駆動輪に与え、前記第一摩擦ブレーキは、前記制動装置で導出された摩擦制動力を前記駆動輪に与える、電気推進車両に向けられる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、ブレーキペダル操作に対する制動力に関し運転者が違和を感じにくい回生協調制動装置および電気推進車両を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の回生協調制動装置および電気推進車両の構成を示す図
【図２】キャリパの液圧−液量の特性を示すグラフ
【図３】図１の回生協調制動装置の動作を示すフロー図
【図４】前輪と後輪の制動力配分を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、上記図面を参照して、本開示に係る回生協調制動装置（以下、単に制動装置という）１と、電気推進車両Ｖとを詳説する。
【００１２】
＜１．制動装置１の概略構成＞
図１において、電気推進車両Ｖは、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）または燃料電池自動車（ＦＣＶ）である。また、本開示では、電気推進車両Ｖは、典型的には、商用車（貨物輸送用または旅客輸送用の車両）である。
【００１３】
電気推進車両Ｖは、一対の従動輪としての一対の前輪ＦＲと、一対の駆動輪としての一対の後輪ＲＲと、を有する。後輪ＲＲは、バッテリ（図示せず）からの電力供給を受ける回生電動機１１に、トランスミッション（図示せず）等を介して機械的に接続される。回生電動機１１の駆動はパワードライブユニットにより制御される。パワードライブユニットは、回生制動中に回生電動機１１から生じた電力がバッテリに適切に蓄積されるよう充電制御も行う。
【００１４】
電気推進車両Ｖにはさらに、ブレーキペダル１３と、マスタシリンダ１４と、ハイドロリックユニット（以下、ＨＵという）１５と、第一電子制御ユニット（以下、第一ＥＣＵという）１７と、前輪用の摩擦ブレーキ１９Ｆと、後輪用の摩擦ブレーキ１９Ｒと、圧力センサ２１と、第二電子制御ユニット（以下、第二ＥＣＵという）２３と、データ伝送路２５と、が搭載される。ここで、本開示では、摩擦ブレーキ１９Ｆ，１９Ｒはそれぞれ液圧ブレーキである。
【００１５】
また、少なくとも第一ＥＣＵ１７および第二ＥＣＵ２３は、制動装置１を構成する。
【００１６】
ブレーキペダル１３から摩擦ブレーキ１９Ｆ，１９Ｒのキャリパに至るまでの圧力媒体（本開示ではブレーキ液）の流路の仕様は多種多様わたる。ブレーキペダル１３の踏力により、マスタシリンダ１４内の圧力媒体に圧力がかかる。この圧力が、圧力媒体の流路およびＨＵ１５を介してキャリパに伝わるように構成されることもあるが、ブレーキペダル１３とキャリパとが媒体圧力的（本開示の場合、液圧的）に遮断されていることもある。
【００１７】
ＨＵ１５は、ポンプおよびキャリパの間に圧力媒体の流路やバルブを有し、第一ＥＣＵ１７の制御下で、摩擦ブレーキ１９Ｆ，１９Ｒへの媒体圧力を独立的に制御して、摩擦ブレーキ１９Ｆ，１９Ｒそれぞれの摩擦制動力を調整する。ここで、図２は、キャリパの液圧−液量の特性を示すグラフである。図２に示すように、極低圧（例えば１ＭＰａ未満）では液量が液圧に対し完全に非線形となっており、極低圧以外では概ね線形となっている。いる。他の経験圧で測定しても同様の特性が得られる。
【００１８】
圧力センサ２１は、マスタシリンダ１４およびＨＵ１５を接続する流路内の媒体圧力を検出して、検出結果に相関する電気信号（以下、単に、検出結果という）を第二ＥＣＵ２３に送信する。
【００１９】
また、上記回生電動機１１はさらに、第二ＥＣＵ２３の制御下で回生トルクを発生して、後輪ＲＲに回生制動力を与える。
【００２０】
＜２．各ＥＣＵ１７，２３の構成＞
第一ＥＣＵ１７も第二ＥＣＵ２３も、回路基板上に実装された、コネクタ、ＣＰＵ、プログラムメモリ、ワーキングメモリ、通信インタフェイスおよび各種電子部品を備えている。
【００２１】
第一ＥＣＵ１７において、ＣＰＵは、プログラムメモリに格納されたプログラムをワーキングメモリを使って実行して、主としてＨＵ１５による摩擦制動を担う。それに対し、第二ＥＣＵ２３において、ＣＰＵは、プログラムメモリに格納されたプログラムをワーキングメモリを使って実行して、主として回生電動機１１による回生制動を担う。これによって、制動装置１は、摩擦制動と回生制動とを組み合わせた回生協調制動を実施する。
【００２２】
＜３．回生協調制御＞
以下、図３を参照して、本開示の回生協調制御の詳細について説明する。
まず、第二ＥＣＵ２１は、回生電動機１１で生じる回生制動力の制限値（以下、単に制限値という）ＲＢＦｌｉｍｉｔを、バッテリ（図示せず）のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）や回生電動機１１の現在の回転数等に基づき導出する（ステップＳ００１）。
【００２３】
次に、第二ＥＣＵ２１は、回生電動機１１の現在の回生制動力ＲＢＦｃｕｒｒｅｎｔを、回生電動機１１の回転数、変速段および車輪速等に基づき導出する（ステップＳ００３）。ここで、周知のように、電気推進車両Ｖのアクセルペダルへの踏力を無くすと、回生電動機１１は、発電機として機能すると共に、回生制動力を発生する。生じた電力は、パワードライブユニットによりバッテリに適切に充電される。
【００２４】
次に、第二ＥＣＵ２１は、圧力センサ２１より検出結果を取得して、取得した検出結果（即ち、ブレーキペダル１３の踏力）から、前輪側制動力ＢＦｆｒｏｎｔを導出する（ステップＳ００５）。なお、本開示では、運転者がブレーキペダル１３を操作すると、マスタシリンダ１４から、踏力に応じた圧力が、ＨＵ１５を素通りして、摩擦ブレーキ１９Ｆに伝達される。これにより、摩擦ブレーキ１９Ｆは、踏力に相当する前輪側制動力ＢＦｆｒｏｎｔを前輪ＦＲに加える。
【００２５】
ここで、第二ＥＣＵ２１のプログラムメモリには、前輪側制動力ＢＦｆｒｏｎｔ毎に、後輪側制動力ＢＦｒｅａｒを記述したテーブルが格納されている。このテーブルに関しては周知であるため、その詳説を控える。
【００２６】
第二ＥＣＵ２１は、ステップＳ００５で導出した前輪側制動力ＢＦｆｒｏｎｔに対応する後輪側制動力ＢＦｒｅａｒを、上記のようなテーブルから選択する（ステップＳ００７）。上記のようにして、第二ＥＣＵ２１は、前輪側制動力ＢＦｆｒｏｎｔおよび後輪側制動力ＢＦｒｅａｒを導出する。
【００２７】
ここで、テーブルは、本回生協調制動装置１の設計開発段階において、理想制動力配分および実際の制動力配分（図４右側を参照）に基づき生成され、実際の制動力配分を表すようにテーブルは作成される。なお、トラック等の商用車では前後の荷重割合の変化が大きいため、積車時と空車時で異なる制動力配分にすることが好ましい。
【００２８】
次に、第二ＥＣＵ２１は、ステップＳ００７で導出した後輪側制動力ＢＦｒｅａｒに基づき、後輪ＲＲについて、設定すべき回生制動力（以下、回生設定値という）ＲＢＦｓｅｔと、設定すべき摩擦制動力（以下、摩擦設定値という）ＬＢＦｓｅｔとを導出する（ステップＳ００９）。詳細は下記の通りである。
【００２９】
第二ＥＣＵ２１は、回生協調制動の開始直後（換言すると極初期）においては、キャリパの極低圧における圧力媒体量（ブレーキ液量）が非線形であるため、摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔを、ＨＵ１５が有する流路を圧力媒体で満たす程度の値に強制的に設定する。これにより、回生協調制動装置１は運転者が違和を感じる制動力の発生を抑制している。従って、図４左側に示すように、回生協調制動の極初期では、後輪側の制動力は極めて小さい摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔのみで定義される。ここで、回生協調制動の開始直後とは、運転者がブレーキペダル１３に踏力を与え始めてから、回生制動力が立ち上がるまでの時間を意味する。
【００３０】
第二ＥＣＵ２１は、回生協調制動中（但し、極初期を除く）においては、ステップＳ００７で導出した後輪側制動力ＢＦｒｅａｒを超えない範囲で、摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔを時間経過と共に減少しないように（即ち、増加または一定にするように）設定する。従って、図４左側に示すように、回生協調制動中（回生制動終了直前も含む）、後輪側の制動力は、摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔと、回生設定値ＲＢＦｓｅｔとの合計となる。この間、摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔは時間経過と共に減少しない。この場合、回生設定値ＲＢＦｓｅｔは、ステップＳ００７で導出した後輪側制動力ＢＦｒｅａｒから摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔを減算した値となる。また、もし、後輪側制動力ＢＦｒｅａｒから摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔを減算した結果が制限値ＲＢＦｌｉｍｉｔを超える場合、回生設定値ＲＢＦｓｅｔは、制限値ＲＢＦｌｉｍｉｔに設定される。
【００３１】
また、電気推進車両Ｖにおける現在の減速比等の条件にもよるが、車速が低速になると、回生電動機１１で生じる回生制動力はほぼゼロとなる。よって、回生協調制動の終了後、摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔは、図４左側に示すように、後輪側制動力ＢＦｒｅａｒと実質的に一致する。
【００３２】
次に、第二ＥＣＵ２１は、ステップＳ００９で導出した後輪側の摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔとを、データ伝送路２５を介して、第一ＥＣＵ１７に送信する（ステップＳ０１１）。
【００３３】
第一ＥＣＵ１７は、ＨＵ１５における摩擦ブレーキ１９Ｒの摩擦制動力が、受け取った後輪側の摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔとなるように、摩擦ブレーキ１９Ｒの摩擦制動力（即ち、液圧）を制御する（ステップＳ０１３）。
【００３４】
第二ＥＣＵ２３は、回生設定値ＲＢＦｓｅｔが示す制動力が生じるように回生電動機１１を制御する（ステップＳ０１５）。
【００３５】
第一ＥＣＵ１７は、ステップＳ１３が終了すると、新たな後輪側の摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔが送信されてくることを待機し、第二ＥＣＵ２３は、ステップＳ０１５が終了すると、ステップＳ００１に戻り、一連の処理を回生協調制動の終了まで（即ち、運転者がブレーキペダル１３の操作終了または電子推進車両Ｖの停止まで）再度行う。
【００３６】
＜４．作用・効果＞
上記の通り、本開示の回生協調制動装置１は、ステップＳ００９において、回生協調制動の開始直後（換言すると極初期）では、摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔを、ＨＵ１５の流路内を圧力媒体で満たす程度の値に強制的に設定する。これにより、運転者が違和を感じる制動力の発生を抑制している。また、回生協調制動装置１は、回生協調制動中（但し、極初期を除く）では、ステップＳ００７で導出した後輪側制動力ＢＦｒｅａｒを超えない範囲で、摩擦設定値ＬＢＦｓｅｔを時間経過と共に減少しないように設定する。このように、本回生協調制動装置１は、摩擦制動力が増減することを無くしているため、運転者が違和を感じる制動力の発生を抑制している。さらに、摩擦制動力の増減を無くすことで、ＨＵ１５の構成（例えば、バルブの個数等）を簡素化できるという付随的な効果も奏する。
【００３７】
＜５．付記＞
上記実施形態では、回生協調制動装置１を電気推進車両Ｖに搭載した場合について説明した。しかし、回生協調制動装置１は単独で流通する場合もある。このような場合、回生協調制動装置１の必須の構成は、上記の通り、電子制御ユニット（ＥＣＵ）のみとなる。換言すると、例えば摩擦ブレーキ１９Ｆ，１９Ｒ等は、回生協調制動装置１の必須の構成では無い。
【００３８】
上記実施形態では、電気推進車両Ｖにおいて駆動輪は後輪ＲＲであるとして説明した。しかし、これに限らず、駆動輪は前輪ＦＲであっても構わないし、駆動輪は前後両側であっても構わない。四輪駆動の場合、前輪ＦＲおよび後輪ＲＲのそれぞれに対し、回生協調制動装置１は、上記のような処理を行うことが望ましい。
【００３９】
上記実施形態では、各ＥＣＵの１７，２３プログラムメモリに、対応するプログラムが格納されるとして説明した。しかし、これに限らず、各プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体（例えばＤＶＤ等）に格納されて提供されても構わない。他にも、各種端末装置がダウンロードできるように、プログラムはサーバ装置に格納されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本開示の協調制動装置および電気推進車両は、車重によらず駆動輪の制動力を適切に設定可能であり、商用の電気推進車両に好適である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｖ  電気推進車両
ＦＲ  前輪
ＲＲ  後輪（駆動輪）
１１  回生電動機
１  回生協調制動装置
１７  第一ＥＣＵ
２３  第二ＥＣＵ
１９Ｆ  前輪用の摩擦ブレーキ
１９Ｒ  後輪用の摩擦ブレーキ
【図１】
2018002022.tif 000003
【図２】
2018002022.tif 000004
【図３】
2018002022.tif 000005
【図４】
2018002022.tif 000006