(57)【要約】【課題】車両のエネルギー効率を高く保持し、かつ運転者の望む制動力で車両を適確に減速、停止させることができる制動制御装置を提供すること。【解決手段】制動制御装置は、回生ブレーキが可能な電気モータと、摩擦ブレーキなどからなる制動装置を備えた車両に設けられている。制動制御装置は、記憶手段と制動力要求値算出手段と比較手段と制御手段とを備えている。制動力要求値算出手段は、運転者が行った制動操作に基づき、運転者が要求している制動力要求値を算出する。比較手段は、制動力要求値と第１の閾値とを比較する。制御手段は、比較の結果制動力要求値が第１の閾値以下の場合、回生ブレーキを作用させ、第１の閾値を超えた場合回生ブレーキとともに回生ブレーキ以外の制動装置を作用させる。【選択図】図１
2011088568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータを備え、該電気モータにより車輪を回転駆動させて走行する車両において、
運転者が行う制動操作に基づき、該運転者の制動力要求値を算出する制動力要求値算出手段と、
閾値を記憶する記憶手段と、
前記制動力要求値算出手段が算出した制動力要求値と前記記憶手段から読み出した閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記制動力要求値が第１の閾値以下の場合、前記電気モータに回生ブレーキを作用させ、前記制動力要求値が前記第１の閾値を超えたとき、前記電気モータによる回生ブレーキとともに該回生ブレーキ以外の、前記車両に制動力を付与する制動装置を作用させる制御手段と、を備えて構成したことを特徴とする車両の制動制御装置。
【請求項２】
前記車両は、後輪２軸で、後前車輪を、前記電気モータによる駆動輪とした車両であり、
前記制御手段は、前記比較手段による比較の結果、前記制動力要求値が第１の閾値以下の場合、前記電気モータに回生ブレーキを作用させ、前記制動力要求値が前記第１の閾値を超えたとき、前記電気モータによる回生ブレーキとともに前記車両の前車輪に設けられた制動装置を作用させ、前記制動力要求値が、前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超えたとき、前記電気モータによる回生ブレーキとともに前記前車輪および後後車輪に設けられた制動装置を作用させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の制動制御装置。
【請求項３】
前記車輪と該車輪が接している路面との間に滑りが生じているか否かを判定する車輪ロック判定手段を備え、
前記回生ブレーキが作用しているとき、前記車輪ロック判定手段が、前記車輪に滑りが生じていると判定すると、前記制御手段は、前記電気モータによる回生ブレーキを停止させるとともに前記車輪と前記路面との間で滑りが生じないように前記制動装置を作用させることを特徴とした請求項１または２に記載の車両の制動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータを走行用に具えた車両の制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気モータで走行する電気車両や、内燃機関と電気モータとを備えたハイブリッド車などは、エネルギーの利用効率が高いことが知られている。これは、制動時に電気モータを駆動させて発電し、その発電した電力をバッテリに蓄えて走行に利用できること（以下、「回生ブレーキ」という。）が一つの大きな原因となっている。車両のエネルギーの利用効率を向上させる点から、回生ブレーキを最大限利用し、車両の制動力を可能な限り発電に利用することが望ましい。
【０００３】
一方電気車両等で回生ブレーキが行えるのは、電気モータが接続された車輪である。例えばＦＲ車（前置きエンジン・後輪駆動車）で、エンジンに電気モータを組み込んだ車両では、駆動輪である後輪でしか回生ブレーキは作用しない。
【０００４】
したがって、強いブレーキをかけた場合などでは、回生ブレーキのみ、つまり後輪での制動のみでは、ブレーキ能力や車輪と路面との摩擦力などの観点から十分な制動能力が得られない場合がある。運転者は、電気車両やハイブリッド車両など回生ブレーキが作用する車両であっても、ブレーキペダルの操作により従来どおり車両が減速、停止することを望む。そこで必要に応じて、従来から各車輪に設けられている摩擦ブレーキを用いて、車両を制動させることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０３８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、制動時に、従来の摩擦ブレーキやエンジンブレーキを多用すると、電気モータで回生されるエネルギー量が減少し、車両としてのエネルギー利用効率が低下するという問題があった。
【０００７】
また、各車輪に摩擦ブレーキを作用させた場合、一般に車両の前輪側でのブレーキが強く作用するが、駆動輪を後輪として回生ブレーキを後輪に強く作用させると、ブレーキングの際の前後バランスがうまく設定できなくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決し、エネルギーの利用効率が高く、かつ従来と同様に運転者に違和感を生じさせることなく車両を適確に制動させることができる、電気モータを備えた車両の制動制御装置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】
【０００９】
本発明は、車両の制動制御装置を次のように構成した。  
制動制御装置は、回生ブレーキの作用が可能な電気モータと、回生ブレーキ以外の、摩擦ブレーキなどからなる制動装置を備えた車両に設けられている。制動制御装置は、記憶手段と制動力要求値算出手段と比較手段と制御手段とを備えて構成されている。
【００１０】
記憶手段には各種閾値が記憶されている。制動力要求値算出手段は、運転者が行った制動操作、例えばブレーキペダルの踏み込み等に基づき、運転者が要求している制動力要求値を算出する。比較手段は、制動力要求値算出手段が算出した制動力要求値と第１の閾値とを比較する。制御手段は、比較の結果制動力要求値が第１の閾値以下の場合、回生ブレーキを作用させ、第１の閾値を超えた場合回生ブレーキとともに回生ブレーキ以外の制動装置を作用させる。
【００１１】
また車両が後輪２軸で、電気モータが後前車輪に連結されている車両である場合、制御手段は、制動力要求値算出手段が算出した制動力要求値が第１の閾値以下の場合、回生ブレーキを作動させる。制動力要求値が第１の閾値を超えたとき、後前車輪に回生ブレーキを行わせるとともに前輪に制動作用を行わせる。更に制動力要求値が、第２の閾値を超えたとき、後後車輪にも制動作用を行わせることとした。
【００１２】
また制動制御装置は、車輪のロック動作を検知する車輪ロック判定手段を備える。制動制御装置は、車輪ロック判定手段が、車輪のロック状態があると判定した場合、回生ブレーキの作用を停止させるとともに、制動装置を所定の車輪に、各車輪がロックされないように作用させることとした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる制動制御装置は、車両制動時のエネルギーを電気モータにより最大限回収でき、高いエネルギーの利用効率が得られる。しかも回生ブレーキによる制動力を超えた制動要求があったときは、回生ブレーキとともに、回生ブレーキ以外の制動装置を作用させて制動するので、高いエネルギーの利用効率を保持したまま、運転者が要求する制動力に従って車両を適確に減速、停止させることができる。
【００１４】
ブレーキング時における制動力の前後バランスを適切に設定できる。また、車輪をロックさせることなく、適切に車両を減速、停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる車両の制動制御装置を具えたハイブリッド車の一実施形態を示す側面構成図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車の平面構成図である。
【図３】制動制御装置の作動の一例を示すフローチャートである。
【図４】制動制御装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明にかかる、車両の制動制御装置の一実施形態について、ハイブリッド車両を例に用いて説明する。図１に、車両１０を示す。
【００１７】
車両１０は、後輪を２軸とした貨物用車両であり、前方と後方にそれぞれ車輪（前車輪および後車輪）１２が組み付けられている。また車両１０は、前方にエンジン１４、クラッチ機構１６、変速機１８、およびモータ２０を備えている。
【００１８】
エンジン１４は、ディーゼルエンジンである。尚エンジン１４は、ガソリンエンジン等その他のエンジンでもよい。クラッチ機構１６は、エンジン１４とモータ２０との間に設けられ、エンジン１４の出力軸とモータ２０の入力軸との回転を断続させる。変速機１８は、変速機構を具え、プロペラシャフト２２を介して後前車輪１２ｂに接続している。
【００１９】
モータ２０は、電気モータで、クラッチ機構１６と変速機１８の間に設けられている。なおモータ２０は、駆動輪に接続される形であれば、設置する位置は問わない。例えば、駆動輪が後前車輪１２ｂである場合には、エンジン１４とクラッチ機構１６との間にモータ２０を設けても良い。また、駆動軸が前車輪１２aや後後車輪１２ｃである場合には、前車輪１２aや後後車輪１２ｃを駆動する駆動軸などに接続する形態にしても良い。
【００２０】
車両１０には、電池２４およびパワーコントロールユニット２６（図２参照。）が設けられており、モータ２０は、パワーコントロールユニット２６を通して電池２４に接続している。電池２４は、車両走行用の高出力電池である。パワーコントロールユニット２６は、電池２４の電力をモータ２０に送り適宜駆動させ、変速機１８に駆動力を付与する。またパワーコントロールユニット２６は、制動時に車輪１２からの回転力でモータ２０に発電を行なわせ、発電した電力を電池２４に送り、蓄える。かかる回生ブレーキによる制動力、すなわちモータ２０の発電量は変更可能となっている。クラッチ機構１６および変速機１８は、基本的に自動変速装置であり、エンジン制御装置（図示せず。）によりエンジン１４やモータ２０に連動して制御される。
【００２１】
車両１０は、後輪２軸の車両であって、車輪１２は、車両１０の前方に設けられた前車輪１２ａと後方に設けられた後前車輪１２ｂ及び後後車輪１２ｃから構成されている。更に後前車輪１２ｂが、上述したようにプロペラシャフト２２により変速機１８に連結しており、エンジン１４やモータ２０で駆動される駆動輪となっている。前車輪１２ａと後後車輪１２ｃは、従動輪である。
【００２２】
また各車輪１２には、制動装置としての摩擦ブレーキ３０（図４参照。）が設けられている。摩擦ブレーキ３０は、ブレーキアクチュエータ３２に接続され、ブレーキペダル３４を運転者が操作することによりブレーキアクチュエータ３２を介して油圧や空圧が送られ、各車輪１２に制動力を付与する。またブレーキアクチュエータ３２は、後述する制動制御装置４０からの指示に従い、各摩擦ブレーキ３０を選択してそれぞれの車輪１２に個別に制動させる機能を有している。
【００２３】
各車輪１２の近傍には、車輪速センサ３６が設けられている。車輪速センサ３６は、各車輪１２の回転速度を検出し、検出結果を制動制御装置４０の車輪ロック判定部４８に送出する。
【００２４】
次に、制動制御装置４０について説明する。
【００２５】
制動制御装置４０は、図４に示すように制動力要求値算出部４２と、記憶部４４と、比較部４６と、車輪ロック判定部４８と、制御部５０などを具えて構成されている。
【００２６】
制動力要求値算出部４２には、車両１０に設けられたブレーキペダル３４のブレーキペダル操作センサ３５が接続している。ブレーキペダル操作センサ３５は、制動動作のため運転者がブレーキペダル３４を踏むと、その踏み込み状態を検出し、制動制御装置４０に送出する。
【００２７】
制動力要求値算出部４２は、ブレーキペダル操作センサ３５からブレーキペダル３４の踏み込み状態、つまりブレーキペダル３４の踏み込み量や踏み込み速度などが送られてくると、それらの値から運転者が望んでいる制動力要求値Ｘを算出する。制動力要求値算出部４２は、制動力要求値Ｘを算出すると、制動力要求値Ｘを比較部４６に送出する。
【００２８】
記憶部４４には、第１の閾値Ｘａおよび第２の閾値Ｘｂが記憶されている。第１の閾値Ｘａは、後前車輪１２ｂに制動力を付与したとき、後前車輪１２ｂと路面との間で速度差が生じない、つまり後前車輪１２ｂに滑りが生じない範囲内で付与できる制動力の最大値に基づいた値である。
【００２９】
第２の閾値Ｘｂは、後前車輪１２ｂに回生ブレーキ、前車輪１２ａに摩擦ブレーキ３０をそれぞれ作用させて車両１０に付与することができる制動力の最大値に基づいた値である。尚、これら閾値は、車速や積載量などに応じて変更可能としてもよい。
【００３０】
比較部４６は、制動力要求値算出部４２から制動力要求値Ｘが送られてくると、記憶部４４から第１の閾値Ｘａあるいは第２の閾値Ｘｂを読み出し、制動力要求値Ｘと第１の閾値Ｘａあるいは第２の閾値Ｘｂと比較する。そして比較部４６は、その比較結果を制御部５０に送り出す。
【００３１】
車輪ロック判定部４８は、車輪速センサ３６に基づき、車輪１２の何れかに滑りが生じているか否かを判定する。具体的には、車輪ロック判定部４８は、各車輪１２の車輪速センサ３６からの値と、車両１０の走行速度（各車輪速センサ３６からの値等から算出する。）とを比較して、両者間に速度差があると、かかる車輪１２に滑りが生じていると判断する。更に、車輪１２の回転が検出されなければ、その車輪１２が完全にロックした状態であると判断する。車輪ロック判定部４８は、判定した結果を制御部５０に送出する。
【００３２】
制御部５０は、制動力要求値算出部４２が算出した制動力要求値Ｘと第１の閾値Ｘａとを比較部４６が比較し、その結果、制動力要求値Ｘが第１の閾値Ｘａ以下であるとの判定を受け取ると、モータ２０に指示を送り、回生ブレーキを作用させる。モータ２０の回生ブレーキによる制動力は、制動力要求値Ｘに応じた値とするのが好ましい。
【００３３】
また制御部５０は、比較部４６で制動力要求値Ｘが第１の閾値Ｘａを超えていると判定された場合、回生ブレーキを最大の制動力に保持させたまま、前車輪１２ａの摩擦ブレーキ３０を作動させる指示をブレーキアクチュエータ３２に送る。
【００３４】
更に比較部４６で制動力要求値Ｘが第２の閾値Ｘｂを超えていると判定されると、制御部５０は、回生ブレーキを最大の制動力に保持し、前車輪１２ａに摩擦ブレーキ３０を作動させた状態で、後後車輪１２ｃに摩擦ブレーキ３０を作動させる指示をブレーキアクチュエータ３２に送る。
【００３５】
一方、各車輪１２の制動力を緩めるときは、上記例と逆の行程で行う。まず後後車輪１２ｃの摩擦ブレーキを緩和し、次に前車輪１２ａの摩擦ブレーキ３０を緩和し、最後にモータ２０による回生ブレーキを解除することとする。
【００３６】
更に、制御部５０は、車輪ロック判定部４８からの検出結果を受け取り、いずれかの車輪１２に滑りが生じていると判断すると、後前車輪１２ｂのモータ２０による制動を解除し、摩擦ブレーキ３０により制動を行う旨ブレーキアクチュエータ３２に指示を送る。ブレーキアクチュエータ３２は、制動力要求値Ｘに従い車輪１２の摩擦ブレーキ３０を適宜選択して作用させ、各車輪１２の制動力の合計が制動力要求値Ｘとなるようにする。また制動力は、各車輪１２が同時でなく、前車輪１２ａから後後車輪１２ｃに順次作用させるようにしてもよい。
【００３７】
次に、制動制御装置４０を用いた車両１０の制動作用について図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３８】
例えば乗車して、キーを回すと、エンジン１４が作動する。ドライブレンジに入れ、アクセルを踏み込むと、エンジン１４の駆動力が後前車輪１２ｂを回転させて車両１０が走行するとともに（Ｓ−１００）、パワーコントロールユニット２６から適宜モータ２０に指示が送られ、モータ２０が作動して、駆動力を付与する。エンジン制御装置は、車速、アクセルの踏み込み量、変速機１８の設定ギヤ段などを考慮して、適宜エンジン１４、クラッチ機構１６、変速機１８を操作し、更にモータ２０を駆動して、エンジン１４とモータ２０の双方の出力を適宜使用して車両１０を走行させる。また運転者がアクセルペダル（図示せず。）から足を離すと、エンジンブレーキとしてモータ２０に発電作用を適宜行わせ、発電された電気を電池２４に蓄える。
【００３９】
そして、運転者がブレーキペダル３４を踏み、制動動作を行うと（Ｓ−１０２）、運転者によるブレーキペダル３４の踏み込み状況が制動力要求値算出部４２に送られ、制動力要求値算出部４２が、運転者が望む制動力要求値Ｘを算出する（Ｓ−１０４）。制動力要求値算出部４２で算出された制動力要求値Ｘは、比較部４６に送られる。制御部５０は、制動力要求値Ｘが比較部４６に送り出されるとそれを検知し、モータ２０による制動、つまり回生ブレーキを開始させる（Ｓ−１０６）。回生ブレーキによる制動力は、制動力要求値Ｘに応じて付与される。
【００４０】
また車輪ロック判定部４８からの検出結果により、車輪１２にロック状態が生じていないか検知する（Ｓ−１０８）。ロックが生じていなければステップＳ−１１０に進み、ブレーキペダル３４が継続して踏まれているか判定する。ブレーキペダル３４が継続して踏まれていなければ回生ブレーキを解除（Ｓ−１２０）してステップ（Ｓ−１００）に戻る。
【００４１】
一方、ブレーキペダル３４が踏まれていれば更に比較部４６は、制動力要求値Ｘと第１の閾値Ｘａとを比較する（Ｓ−１１２）。比較部４６は、制動力要求値Ｘが第１の閾値Ｘａを超えたと判定したなら、その結果を制御部５０に送り出す。制御部５０は、判定結果を受け取ったなら、モータ２０による回生ブレーキの作用はそのまま保持して、前車輪１２ａの摩擦ブレーキ３０を作用させるようにブレーキアクチュエータ３２に指示を出す。ブレーキアクチュエータ３２は、制御部５０から指示に従い、前車輪１２ａの摩擦ブレーキ３０を作用させる。これにより、後前車輪１２ｂおよび前車輪１２ａに制動作用が生じる（Ｓ−１１４）。
【００４２】
更に比較部４６は、記憶部４４から第２の閾値Ｘｂを読み出し、制動力要求値Ｘと第２の閾値Ｘｂとを比較する（Ｓ−１１６）。比較部４６が、制動力要求値Ｘは第２の閾値Ｘｂより大きいと判定するとその結果を制御部５０に送り出す。すると制御部５０は、後後車輪１２ｃの摩擦ブレーキ３０を作用させるようにブレーキアクチュエータ３２に指示を出す。ブレーキアクチュエータ３２は、制御部５０から指示に従い、後後車輪１２ｃの摩擦ブレーキ３０の作用を追加する（Ｓ−１１８）。これにより、前車輪１２ａと後後車輪１２ｃには摩擦ブレーキ３０による制動作用が生じ、後前車輪１２ｂ、つまり駆動輪には、モータ２０による回生ブレーキの作用が生じ、全車輪１２で車両１０を制動させる。
【００４３】
そして運転者がブレーキペダル３４の踏み込み量を少なくした場合には、後後車輪１２ｃの制動作用から徐々に解除され、最後に後前車輪１２ｂの回生ブレーキの作用が解除される。
【００４４】
このようにして車輪１２には、回生ブレーキが常に最大にかけられた状態で車両１０が制動されるので、車両１０のエネルギー効率を高く保持し、かつ運転者の望む制動力で車両１０を適確に減速、停止させることができる。
【００４５】
次に、ステップ（Ｓ−１０８）で車輪１２にロックが生じていると判定された場合について説明する。
【００４６】
少なくとも回生ブレーキが作用していると、車輪ロック判定部４８は各車輪１２の滑りを検出し、いずれかの車輪１２に滑りやロック（以下「ロック状態」とする。）が生じていることを検出すると、その旨を制御部５０に送る。
【００４７】
制御部５０は、いずれかの車輪１２がロック状態になっていると判断したなら、モータ２０に回生ブレーキの作用を停止させる指示を送るとともに、ブレーキアクチュエータ３２に、制動力要求値Ｘに基づいた制動力が、摩擦ブレーキ３０により車輪１２に作用するように指示を送る。ブレーキアクチュエータ３２は、制御部５０からの指示に従い、車輪１２を適宜選択し、摩擦ブレーキ３０を作用させる（Ｓ−１２２）。この場合、前車輪１２ａから順次制動をかけるのが好ましい。
【００４８】
各車輪１２に付与される摩擦ブレーキ３０による制動作用は、各車輪１２に滑りが生じないように、車輪ロック判定部４８による検出結果をフィードバックさせながら行うことが好ましい。すると、滑りやすい路面であっても、各車輪１２の制動を適確に制御し、車両１０を減速、停止させることができる。
【００４９】
尚、上記例では本発明を、ハイブリッド車両を例に説明したが、本発明にかかる車両は、電気モータによる回生ブレーキが作用する車両であればよく、電気車両でもよい。また、ハイブリッドの構成も内燃機関に限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる制動制御装置は、電気モータを用いて制動時にエネルギーの回収を行う車両に用いられる。
【符号の説明】
【００５１】
１０…車両
１２…車輪（前車輪１２ａ、後前車輪１２ｂ、後後車輪１２ｃ）
１４…エンジン
２０…モータ
２２…プロペラシャフト
２４…電池
２６…パワーコントロールユニット
３０…摩擦ブレーキ
３２…ブレーキアクチュエータ
３４…ブレーキペダル
３５…ブレーキペダル操作センサ
４０…制動制御装置
４２…制動力要求値算出部
４４…記憶部
４６…比較部
４８…車輪ロック判定部
５０…制御部
【図１】
2011088568.tif 000003
【図２】
2011088568.tif 000004
【図３】
2011088568.tif 000005
【図４】
2011088568.tif 000006