(57)【要約】【課題】駆動輪がロックするのを抑制しながら、回生発電量の増加を図ることが可能なブレーキ制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、車両１００の後輪６１よりも進行方向前側の路面の摩擦係数μを推定するとともに、摩擦係数μに基づいて回生制動力の上限値ＦMAXを算出するように構成されている。【選択図】図１
2019198179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ブレーキを制御するブレーキ制御装置であって、
車両の駆動輪よりも進行方向前側の路面の摩擦係数を推定する推定部と、
前記推定部により推定された摩擦係数に基づいて、回生制動力の上限値を算出する算出部とを備えることを特徴とするブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行用の駆動力源としてモータを備える車両が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような車両は、摩擦ブレーキ装置による摩擦制動力と、モータによる回生制動力とを併用する協調ブレーキ制御を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９２１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、たとえば、路面の摩擦係数が低い場合であっても駆動輪がロックしないように、回生制動力の上限値を低い一定値にすると、回生発電量の増加を図ることが困難になる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、駆動輪がロックするのを抑制しながら、回生発電量の増加を図ることが可能なブレーキ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるブレーキ制御装置は、車両用ブレーキを制御するものであり、車両の駆動輪よりも進行方向前側の路面の摩擦係数を推定する推定部と、推定部により推定された摩擦係数に基づいて、回生制動力の上限値を算出する算出部とを備える。なお、回生制動力の上限値とは、駆動輪がロックしない範囲での回生制動力の上限値である。
【０００８】
このように構成することによって、摩擦係数が低い場合に回生制動力の上限値を低くするとともに、摩擦係数が高い場合に回生制動力の上限値を高くすることにより、駆動輪がロックするのを抑制しながら、回生発電量の増加を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のブレーキ制御装置によれば、駆動輪がロックするのを抑制しながら、回生発電量の増加を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるＥＣＵを備える車両の全体構成を示した概略図である。
【図２】本実施形態によるＥＣＵを示したブロック図である。
【図３】本実施形態の車両における回生制動時の動作例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
−機械的構成−
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるＥＣＵ９を備える車両１００の機械的構成（駆動機構）について説明する。
【００１３】
車両１００は、図１に示すように、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式のハイブリッド車両であり、エンジン１と、モータ２と、ジェネレータ３と、動力分割機構４とを備えている。このため、車両１００は、エンジン１およびモータ２の少なくとも一方から出力される駆動力が、プロペラシャフト５１、差動装置５２およびドライブシャフト５３を介して後輪６１に伝達されるように構成されている。すなわち、車両１００では、後輪６１が駆動輪であり、前輪６２が従動輪である。
【００１４】
エンジン（内燃機関）１は、たとえばガソリンエンジンであり、走行用の駆動力を出力可能に構成されている。このエンジン１の出力軸（クランクシャフト）は、動力分割機構４を介してプロペラシャフト５１およびジェネレータ３に連結されている。
【００１５】
モータ２は、主に電動機として機能し、状況によっては発電機としても機能する。モータ２は、たとえば交流同期電動機であり、走行用の駆動力をプロペラシャフト５１に出力可能に構成されている。また、モータ２は、車両１００の減速時に発電機として機能する場合に、回生制動力を発生させるように構成されている。なお、モータ２は、本発明の「車両用ブレーキ」の一例である。
【００１６】
ジェネレータ３は、主に発電機として機能し、状況によっては電動機としても機能する。ジェネレータ３は、たとえば交流同期発電機であり、エンジン１の駆動力によって発電するように構成されている。なお、ジェネレータ３は、エンジン１の始動時にスタータモータとして機能する。
【００１７】
動力分割機構４は、たとえば遊星歯車機構であり、３つの回転要素にそれぞれエンジン１、モータ２およびジェネレータ３が連結されている。この動力分割機構４は、エンジン１の出力をプロペラシャフト５１とジェネレータ３とに振り分けるように構成されている。
【００１８】
また、車両１００には、後輪６１および前輪６２の近傍に油圧式の摩擦ブレーキ装置７が設けられている。摩擦ブレーキ装置７は、たとえば、ディスクロータ７ａと、ブレーキパッド（図示省略）を有するブレーキキャリパ７ｂとを含んでいる。この摩擦ブレーキ装置７は、油圧制御部７１により駆動されるブレーキパッドがディスクロータ７ａを挟み込むことによって摩擦制動力を発生させるように構成されている。なお、摩擦ブレーキ装置７は、本発明の「車両用ブレーキ」の一例である。
【００１９】
−電気的構成−
次に、図２を参照して、本実施形態による車両１００の電気的構成（制御系統）について説明する。
【００２０】
車両１００は、図２に示すように、ＥＣＵ９と、バッテリ８２と、インバータ８１ａおよび８１ｂとを備えている。
【００２１】
ＥＣＵ９は、車両システムを実行して車両１００の走行を制御するように構成されている。たとえば、ＥＣＵ９は、エンジン１の運転制御、モータ２およびジェネレータ３の駆動制御、エンジン１、モータ２およびジェネレータ３の協調制御などを実行するようになっている。また、ＥＣＵ９は、摩擦ブレーキ装置７による摩擦制動力と、モータ２による回生制動力とを併用する協調ブレーキ制御を実行するように構成されている。
【００２２】
このＥＣＵ９は、ＣＰＵ９ａと、ＲＯＭ９ｂと、ＲＡＭ９ｃと、バックアップＲＡＭ９ｄと、入出力インターフェース９ｅとを含み、これらがバスを介して接続されている。なお、ＥＣＵ９は本発明の「ブレーキ制御装置」の一例であり、ＣＰＵ９ａがＲＯＭ９ｂに記憶されたプログラムを実行することにより本発明の「推定部」および「算出部」が実現される。
【００２３】
ＣＰＵ９ａは、ＲＯＭ９ｂに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ９ｂには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ９ｃは、ＣＰＵ９ａによる演算結果や各センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ９ｄは、車両システムを停止する際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００２４】
入出力インターフェース９ｅは、各センサの検出結果などが入力されるとともに、各部に制御信号などを出力する機能を有する。入出力インターフェース９ｅには、アクセルペダルポジションセンサ９１、ブレーキペダルポジションセンサ９２および車輪速センサ９３などが接続されている。
【００２５】
アクセルペダルポジションセンサ９１は、アクセルペダルの操作量（踏込量）を検出するために設けられ、ブレーキペダルポジションセンサ９２は、ブレーキペダルの操作量（踏込量）を検出するために設けられている。車輪速センサ９３は、４輪（左右の後輪６１および左右の前輪６２）の車輪速を検出するために設けられている。
【００２６】
また、入出力インターフェース９ｅには、エンジン１のインジェクタ１１、イグナイタ１２およびスロットルモータ１３が接続されている。そして、ＥＣＵ９は、各センサの検出結果などに基づいて、燃料噴射量、点火時期およびスロットル開度（吸入空気量）などを制御することにより、エンジン１の運転状態を制御可能に構成されている。
【００２７】
また、入出力インターフェース９ｅには、バッテリ８２、インバータ８１ａおよび８１ｂが接続されている。
【００２８】
バッテリ８２は、充放電可能な高圧電源であり、モータ２およびジェネレータ３を駆動する電力を供給するとともに、モータ２およびジェネレータ３で発電された電力を蓄電するように構成されている。
【００２９】
インバータ８１ａおよび８１ｂは、たとえば、ＩＧＢＴおよびダイオードを有する三相ブリッジ回路であり、ＥＣＵ９から供給される駆動信号によりＩＧＢＴのオン／オフ状態が制御されることによって回生制御または力行制御される。
【００３０】
インバータ８１ａは、バッテリ８２から供給される直流電流を交流電流に変換してモータ２を駆動する（力行制御）とともに、回生制動時にモータ２で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ８２に出力する（発電制御）。ＥＣＵ９はインバータ８１ａを用いてモータ２での回生発電量を制御可能であり、その回生発電量に応じた回生制動力がモータ２において発生する。
【００３１】
インバータ８１ｂは、エンジン１の動力によりジェネレータ３で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ８２に出力する（発電制御）とともに、バッテリ８２から供給される直流電流を交流電流に変換してジェネレータ３を駆動する（力行制御）。
【００３２】
また、入出力インターフェース９ｅには油圧制御部７１が接続されている。油圧制御部７１は、摩擦ブレーキ装置７に供給される制動油圧を制御するために設けられている。そして、ＥＣＵ９は、油圧制御部７１を用いて制動油圧を調整することにより、摩擦ブレーキ装置７での摩擦制動力を調整するように構成されている。たとえば、ＥＣＵ９は、ブレーキペダルの操作量などに基づいて前輪６２に対する要求制動力および後輪６１に対する要求制動力を算出し、前輪６２に対する要求制動力が得られるように油圧制御部７１を制御するとともに、後輪６１に対する要求制動力が得られるようにインバータ８１ａおよび油圧制御部７１を制御するように構成されている。
【００３３】
ここで、本実施形態のＥＣＵ９は、慣性諸元と路面の摩擦係数μとに基づいて回生制動力の上限値ＦMAXを算出するように構成されている。この回生制動力の上限値ＦMAXとは、後輪６１がロックしない範囲での回生制動力の上限値である。すなわち、本実施形態では、回生制動力の上限値ＦMAXが可変であることから、回生発電量の上限値が可変である。具体的には、摩擦係数μが高い場合には、摩擦係数μが低い場合に比べて、回生制動力の上限値ＦMAXが高くされる。また、定積の場合には、軽積の場合に比べて、回生制動力の上限値ＦMAXが高くされる。したがって、摩擦係数μが低く、かつ、軽積の場合（駆動輪のロックが発生しやすい場合）であっても駆動輪がロックしないように回生制動力の上限値を低い一定値にする従来の場合に比べて、回生発電量の増加を図ることが可能である。なお、定積とは、たとえば車両１００が最も重い状態（車両１００の乗車人数が定員であり、かつ、車両１００に荷物が積載されている状態）であり、軽積とは、たとえば車両１００が最も軽い状態（車両１００にドライバのみが乗っている状態）である。
【００３４】
−車両の回生制動時の動作例−
次に、図３を参照して、本実施形態の車両１００における回生制動時の動作例（ＥＣＵ９による後輪６１に対する協調ブレーキ制御例）について説明する。なお、以下の各ステップはＥＣＵ９によって実行される。
【００３５】
まず、図３のステップＳ１において、慣性諸元が推定される。この慣性諸元には重心高Ｈおよび後輪荷重ＭRが含まれており、重心高Ｈおよび後輪荷重ＭRはたとえば公知の手法を用いて推定される。
【００３６】
次に、ステップＳ２において、後輪６１と路面との摩擦係数μが推定される。この摩擦係数μは、たとえば、前輪６２の回転速度と車速とに基づいて推定される。すなわち、前輪６２を用いて摩擦係数μが推定されることから、駆動輪である後輪６１よりも進行方向前側の路面の摩擦係数μが推定される。つまり、後輪６１がその後に通過する路面の摩擦係数μが推定される。
【００３７】
次に、ステップＳ３において、回生制動可能であるか否かが判断される。たとえば、ステップＳ２で推定された摩擦係数μが０．１以上である場合に、回生制動可能であると判断される。そして、回生制動可能であると判断された場合には、ステップＳ４に移る。その一方、回生制動可能ではないと判断された場合には、リターンに移る。なお、回生制動可能ではないときに制動要求があった場合には、要求制動力に相当する摩擦制動力が出力されるように油圧制御部７１が制御される。
【００３８】
次に、ステップＳ４において、後輪６１がロックしない範囲での回生制動力の上限値ＦMAXが算出される。この回生制動力の上限値ＦMAXは、たとえば以下の式（１）によって算出される。
【００３９】
ＦMAX＝（μ・ＭR・ｇ）／｛１＋（Ｈ／Ｌ）・μ｝      ・・・（１）
なお、式（１）において、μは摩擦係数であり、ＭRは後輪荷重であり、ｇは重力加速度であり、Ｈは重心高であり、Ｌはホイールベース（前輪６２と後輪６１との距離）である。摩擦係数μはステップＳ２で推定された値であり、重心高Ｈおよび後輪荷重ＭRはステップＳ１で推定された値である。ホイールベースＬは予め設定された値である。
【００４０】
したがって、回生制動力の上限値ＦMAXは、摩擦係数μが大きくなるほど大きくなり、車両重量と相関する後輪荷重ＭRが大きくなるほど大きくなる。
【００４１】
次に、ステップＳ５において、制動要求があるか否かが判断される。たとえば、ブレーキペダルが操作されている場合に制動要求があると判断される。そして、制動要求があると判断された場合には、ステップＳ６に移る。その一方、制動要求がないと判断された場合には、リターンに移る。
【００４２】
次に、ステップＳ６において、後輪６１に対する要求制動力が回生制動力の上限値ＦMAX以下であるか否かが判断される。後輪６１に対する要求制動力は、たとえばブレーキペダルの操作量などに基づいて算出される。そして、後輪６１の要求制動力が上限値ＦMAX以下であると判断された場合には、ステップＳ７に移る。その一方、後輪６１の要求制動力が上限値ＦMAX以下ではないと判断された場合（後輪６１の要求制動力が上限値ＦMAXを超過する場合）には、ステップＳ８に移る。
【００４３】
そして、ステップＳ７では、後輪６１の要求制動力がモータ２による回生制動力によって賄われる。このため、後輪６１の要求制動力に相当する回生制動力が出力されるようにインバータ８１ａが制御される。すなわち、モータ２による回生制動力が出力され、摩擦ブレーキ装置７による摩擦制動力が出力されない。
【００４４】
また、ステップＳ８では、後輪６１の要求制動力が、モータ２による回生制動力および摩擦ブレーキ装置７による摩擦制動力によって賄われる。すなわち、後輪６１の要求制動力が回生制動力の上限値ＦMAXを上回る場合には摩擦制動力が付加される。具体的には、回生制動力の上限値ＦMAXがモータ２から出力され、後輪６１の要求制動力から上限値ＦMAXを差し引いた残りの制動力が摩擦ブレーキ装置７から出力される。このため、上限値ＦMAXの回生制動力が出力されるようにインバータ８１ａが制御されるとともに、後輪６１の要求制動力に対する残りの摩擦制動力が出力されるように油圧制御部７１が制御される。
【００４５】
−効果−
本実施形態では、上記のように、慣性諸元と路面の摩擦係数μとに基づいて回生制動力の上限値ＦMAXを算出することによって、回生制動力の上限値ＦMAXが可変である。このため、摩擦係数μが低い場合に回生制動力の上限値ＦMAXを低くし、摩擦係数μが高い場合に回生制動力の上限値ＦMAXを高くするとともに、軽積の場合に回生制動力の上限値ＦMAXを低くし、定積の場合に回生制動力の上限値ＦMAXを高くすることにより、駆動輪である後輪６１がロックするのを抑制しながら、回生発電量の増加を図ることができる。したがって、燃費の改善を図るとともに、摩擦ブレーキ装置７の負荷の軽減を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、前輪６２を用いて摩擦係数μを推定することによって、後輪６１がその後に通過する路面の摩擦係数μを推定することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、制動要求の前に予め回生制動力の上限値ＦMAXを算出することによって、制動要求がなされた場合に応答性よくモータ２および摩擦ブレーキ装置７を制御することができる。
【００４８】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
たとえば、上記実施形態では、走行用の駆動力源としてエンジン１およびモータ２を備えるハイブリッド車両に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、走行用の駆動力源としてモータのみを備える電動車両に本発明を適用するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、動力分割機構４を備えるハイブリッド車両に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、動力分割機構が設けられていないハイブリッド車両に本発明を適用するようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、車両１００がＦＲ方式である例を示したが、これに限らず、車両がＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式であってもよい。この場合には、車両の前輪よりも進行方向前側の路面の摩擦係数を、カメラ画像、地図情報および天候情報の少なくとも１つを用いて推定するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、式（１）を用いて回生制動力の上限値ＦMAXが算出される例を示したが、これに限らず、摩擦係数に応じて設定される最大の車両減速度と車両重量とに基づいて回生制動力の上限値が算出されるようにしてもよい。この場合には、慣性諸元として車両重量が含まれていてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、エンジン１がガソリンエンジンである例を示したが、これに限らず、エンジンがディーゼルエンジンなどのその他のエンジンであってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態において、ＥＣＵ９が、ＨＶ（ハイブリッド）ＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ＭＧ（モータジェネレータ）ＥＣＵ、バッテリＥＣＵおよびブレーキＥＵＣなどによって構成され、これらのＥＣＵが互いに通信可能に接続されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、車両用ブレーキを制御するブレーキ制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
２      モータ（車両用ブレーキ）
７      摩擦ブレーキ装置（車両用ブレーキ）
９      ＥＣＵ（ブレーキ制御装置）
６１    後輪（駆動輪）
１００  車両
【図１】
2019198179.tif 000003
【図２】
2019198179.tif 000004
【図３】
2019198179.tif 000005