(57)【要約】【課題】  車輪のロック傾向が解消されて制動力を復帰させるときの、制動力復帰に係る応答性と安定性とを両立させる【解決手段】  ＥＣＵ１００は、ＡＢＳ復帰制御ルーチンを起動すると、モータ回生のみによる制動力の増加を開始する（Ｓ１１）。続いて、スリップ率に基づいて制動力の要求増加量を演算し、要求増加量が少ない場合、あるいは、モータ回生制動力の余裕度が所定レベルより高い場合には、制動力の増加をモータ回生のみにより実施する（Ｓ１３〜１５）。モータ回生制動力の余裕度が所定レベル以下の場合には、摩擦制動力を増加させながらモータ回生制動力を低減させて、モータ回生制動力と摩擦制動力とのすり替えを行う（Ｓ１６）。【選択図】  図２
2015196474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪に設けられ駆動力と回生制動力とを発生可能なインホイールモータと、
車輪に設けられ油圧によって摩擦制動力を発生可能な摩擦ブレーキ機構と、
前記インホイールモータおよび前記摩擦ブレーキ機構の作動を制御するとともに、車輪の制動中に前記車輪のロック傾向が検出されたときに前記回生制動力と前記摩擦制動力とを合わせた総合制動力を低減させ、前記ロック傾向が解消されたときに前記総合制動力を復帰させるアンチロックブレーキ制御機能を有する制御手段と
を備えた車両の制動力制御装置において、
前記制御手段は、
前記ロック傾向が解消されて前記総合制動力を復帰させるときに、前記回生制動力を前記摩擦制動力に先行して増加させる回生制動力先行増加手段と、
前記回生制動力先行増加手段によって前記回生制動力が前記摩擦制動力に先行して増加された後、前記回生制動力を低減させながら前記摩擦制動力を増加させて前記回生制動力の少なくとも一部を前記摩擦制動力にすり替える制動力すり替え手段と
を備えた車両の制動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータ駆動方式の車両の制動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の一形態として、バネ下となる車輪のホイール内部もしくはその近傍にモータを配置し、このモータにより車輪を直接駆動するインホイールモータ駆動方式の車両が開発されている。このインホイールモータ駆動方式の車両においては、車輪ごとに設けたモータを独立して駆動（力行）制御または回生制御することにより、各車輪に付与する駆動力または制動力を独立して制御することができる。
【０００３】
こうした、インホイールモータ方式の車両においては、モータの回生制御による回生制動力と、油圧アクチュエータの油圧制御による摩擦制動力との両方を組み合わせて全体の制動力を発生させることができる。例えば、特許文献１に提案されている制動力制御装置おいては、車輪のロック傾向が検出された場合、摩擦制動力を一定値に維持した状態でモータによる回生制動力を制御して車輪のロック傾向を回避する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２７０３８７号公報
【発明の概要】
【０００５】
一般に、制御応答性に関しては、油圧アクチュエータに比べてモータのほうが優れている。しかし、モータにより発生することのできる回生制動力は、モータ回転速度等、状況によって変化する。このため、特許文献１に提案されている制動力制御装置のように、摩擦制動力を一定値に維持した状態でモータによる回生制動力のみを制御すると、車輪のロック傾向が解消されて制動力を復帰させるときに、制動力が不足してしまうことがある。このため、制動力の復帰を安定的に行なえない可能性がある。また、油圧制御による摩擦制動力のみにより制動力を復帰させる構成を採用した場合には、回生制動力を制御する場合に比べて応答性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、車輪のロック傾向が解消されて制動力を復帰させるときの、制動力復帰に係る応答性と安定性とを両立させることを目的とする。
【０００７】
上記課題を解決する本発明の特徴は、車輪に設けられ駆動力と回生制動力とを発生可能なインホイールモータ（３０）と、
車輪に設けられ油圧によって摩擦制動力を発生可能な摩擦ブレーキ機構（７０）と、
前記インホイールモータおよび前記摩擦ブレーキ機構の作動を制御するとともに、車輪の制動中に前記車輪のロック傾向が検出されたときに前記回生制動力と前記摩擦制動力とを合わせた総合制動力を低減させ、前記ロック傾向が解消されたときに前記総合制動力を復帰させるアンチロックブレーキ制御機能を有する制御手段（３５，７５，１００）と
を備えた車両の制動力制御装置において、
前記制御手段は、
前記ロック傾向が解消されて前記総合制動力を復帰させるときに、前記回生制動力を前記摩擦制動力に先行して増加させる回生制動力先行増加手段（Ｓ１１）と、
前記回生制動力先行増加手段によって前記回生制動力が前記摩擦制動力に先行して増加された後、前記回生制動力を低減させながら前記摩擦制動力を増加させて前記回生制動力の少なくとも一部を前記摩擦制動力にすり替える制動力すり替え手段（Ｓ１６）とを備えたことにある。
【０００８】
本発明の車両の制動力制御装置は、インホイールモータ駆動方式の車両に適用される。制動力制御装置は、車輪を駆動する駆動力と車輪を制動する回生制動力とを発生可能なインホイールモータと、油圧によって摩擦制動力を発生可能な摩擦ブレーキ機構と、インホイールモータおよび摩擦ブレーキ機構の作動を制御する制御手段とを備えている。制御手段は、車輪の制動中に車輪のロック傾向が検出されたときに回生制動力と摩擦制動力とを合わせた総合制動力を低減させ、ロック傾向が解消されたときに総合制動力を復帰させる、いわゆる、アンチロックブレーキ制御を実施する。
【０００９】
制御手段は、ロック傾向が解消されて総合制動力を復帰させる手段として、回生制動力先行増加手段と制動力すり替え手段とを備えている。回生制動力先行増加手段は、ロック傾向が解消されて総合制動力を復帰させるときに、回生制動力を摩擦制動力に先行して増加させる。つまり、摩擦制動力を増加させずに回生制動力を優先して増加させる。従って、高い応答性にて制動力を増加させることができる。制動力すり替え手段は、回生制動力が摩擦制動力に先行して増加された後、回生制動力を低減させながら摩擦制動力を増加させて回生制動力の少なくとも一部を摩擦制動力にすり替える。このため、インホイールモータで発生させることのできる回生制動力の制御幅が小さくても、途中で回生制動力の少なくとも一部を摩擦制動力にすり替えることにより、車輪に付与する制動力を摩擦制動力によって底上げした状態から、更に、回生制動力を増加制御することができる。このため、高い応答性で、かつ、大きな制動力を発生させることができる。この結果、本発明によれば、制動力復帰に係る応答性と安定性とを両立させることができる。
【００１０】
例えば、制動力すり替え手段は、制動力の復帰中に回生制動力を増加させることのできる余裕度を取得し、この余裕度が所定レベル以下となったときに、回生制動力を摩擦制動力にすり替えるようにするとよい。また、回生制動力を摩擦制動力にすり替えながら、総合制動力を増加させるようにするとよい。
【００１１】
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は上記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる車両の制動力制御装置が搭載される車両の概略構成図である。
【図２】ＡＢＳ復帰制御ルーチンを表わすフローチャートである。
【図３】ＡＢＳ復帰時における制動力等の推移を表わすグラフである。
【図４】比較例にかかるＡＢＳ復帰時における制動力の推移を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の車両の制動力制御装置が搭載される車両１の構成を概略的に示している。
【００１４】
車両１は、左前輪１０FL、右前輪１０FR、左後輪１０RL、右後輪１０RRを備えている。左前輪１０FL、右前輪１０FR、左後輪１０RL、右後輪１０RRは、それぞれ独立したサスペンション２０FL、２０FR、２０RL、２０RRを介して車体に支持されている。以下、各車輪１０FL、１０FR、１０RL、１０RRの任意のものを特定する必要がない場合には、それらを車輪１０と総称する。また、各車輪１０に対応して設けられる構成については、その符号の末尾に、左前輪１０FLに対応して設けられる構成には「FL」、右前輪１０FRに対応して設けられる構成には「FR」、左後輪１０RLに対応して設けられる構成には「RL」、右後輪１０RRに対応して設けられる構成には「RR」を付し、それらの任意のものを車輪毎に特定する必要が無い場合には、末尾符号を省略する。
【００１５】
左前輪１０FL、右前輪１０FR、左後輪１０RL、右後輪１０RRのホイール内部には、モータ３０FL、３０FR、３０RL、３０RRが組み込まれている。各モータ３０は、いわゆるインホイールモータであって、それぞれ車輪１０とともにバネ下部に固定され、各車輪１０に動力伝達可能に連結されている。この車両１においては、各モータ３０のトルクをそれぞれ独立して制御することにより、各車輪１０に発生させる駆動力、回生制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。
【００１６】
各モータ３０は、モータドライバ３５に接続される。モータドライバ３５は、例えば、インバータであって、各モータ３０に対応するように４組設けられ、バッテリ６０から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を各モータ３０に独立して供給する。これにより、各モータ３０は、駆動制御されて、各車輪１０に対して駆動力を付与する。
【００１７】
また、各モータ３０は、発電機としても機能し、車輪１０の回転エネルギーにより発電して、発電電力をモータドライバ３５を介してバッテリ６０に回生することができる。このモータ３０の発電により発生する回生制動力は、車輪１０に対して制動力を付与する。
【００１８】
また、左前輪１０FL、右前輪１０FR、左後輪１０RL、右後輪１０RRには、それぞれ、摩擦ブレーキ機構７０FL、７０FR、７０RL、７０RRが設けられている。各摩擦ブレーキ機構７０は、例えば、ディスクブレーキ、ドラムブレーキなどの公知の制動装置である。これらのブレーキ機構７０は、ブレーキアクチュエータ７５に接続され、ブレーキアクチュエータ７５から供給される油圧によりホイールシリンダのピストン（図示省略）が作動して各車輪１０に対して制動力を付与する。
【００１９】
ブレーキアクチュエータ７５は、昇圧ポンプ、アキュムレータ等からなる動力液圧発生装置、ブレーキ作動油の圧力を調整して摩擦ブレーキ機構７０のホイールシリンダに供給する圧力調整制御弁、摩擦ブレーキ機構７０にブレーキ作動油を供給する油圧回路の開閉を行う開閉制御弁等を備える（以上、図示略）。
【００２０】
上記モータドライバ３５およびブレーキアクチュエータ７５は、電子制御ユニット１００にそれぞれ接続されている。電子制御ユニット１００（以下、ＥＣＵ１００と呼ぶ）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品として備え、各種プログラムを実行して各モータ３０および摩擦ブレーキ機構７０の作動を独立して制御するものである。このため、ＥＣＵ１００には、アクセルペダルの踏み込み量（あるいは、角度や圧力など）から運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ６１、ブレーキペダルの踏み込み量（あるいは、角度や圧力など）から運転者のブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ６２、各車輪１０の車輪速を検出する車輪速センサ６３FL、６３FR、６３RL、６３RRが接続され、アクセル操作量、ブレーキ操作量、４輪の車輪速を表すセンサ信号を入力する。また、ＥＣＵ１００は、モータドライバ３５から各モータ３０に流れる電流値を表す信号、モータドライバ３５に供給される電圧値を表す信号など、モータ制御に必要なセンサ信号をモータドライバ３５から入力する。
【００２１】
ＥＣＵ１００は、アクセルセンサ６１およびブレーキセンサ６２から入力される信号に基づいて、運転者のアクセル操作量およびブレーキ操作量に応じた要求駆動力および要求制動力（目標駆動力および目標制動力）、すなわち、車両１を走行または制動させるために必要とされるトータル要求制駆動力を演算する。そして、トータル要求制駆動力を、予め定められた規則に従って各車輪１０のモータ３０で発生させる各輪要求制駆動力に配分する。要求制駆動力の値が正の場合は、駆動力が要求されている場合であり、要求制駆動力が負の場合は、制動力が要求されている場合である。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、各輪要求制駆動力に応じた電流がモータ３０に流れるように制御信号（例えば、ＰＷＭ制御信号）を生成してモータドライバ３５に出力する。ＥＣＵ１００は、各輪要求制駆動力が負の場合には、各輪要求制駆動力を、予め決められた規則に従って、モータ３０で発生させる回生制動力と、摩擦ブレーキ機構７０で発生させる摩擦制動力とに配分する。ＥＣＵ１００は、回生制動力を発生させるための制御信号をモータドライバ３５に出力し、摩擦制動力を発生させるための制御信号をブレーキアクチュエータ７５に出力する。これにより、モータ３０では目標とする回生制動力を発生し、摩擦ブレーキ機構７０では目標とする摩擦制動力を発生する。
【００２３】
尚、ＥＣＵ１００は、モータ３０の制御（モータドライバ３５の制御）を担当するマイクロコンピュータと、摩擦ブレーキ機構７０の制御（ブレーキアクチュエータ７５の制御）を担当するマイクロコンピュータとを相互通信可能に備え、両マイクロコンピュータの協働により車輪に付与する制動力を制御する。また、モータ３０の制御応答性は、ブレーキアクチュエータ７５の制御応答性に比べて優れている。
【００２４】
また、ＥＣＵ１００は、制動時の車輪のロックを抑制して車両の安定性を確保するアンチロックブレーキ制御（ＡＢＳと呼ぶ）を実施する。
【００２５】
ここで、ＡＢＳについて説明する。ＥＣＵ１００は、４輪の各車輪速と車体速とを比較して各輪のスリップ率（（車体速度−車輪速度）／車体速度×１００％）を所定の短い演算周期にて繰り返し演算し、任意の車輪のスリップ率がＡＢＳ開始判定閾値を超えたときに車輪１０がロックしていると判定して、そのロックが判定された車輪１０を対象としてＡＢＳを開始する。車体速は、例えば、４輪の各車輪速に基づいて算出される。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、ＡＢＳを開始すると、ＡＢＳ対象輪のモータ３０により発生させていた回生制動力を一旦ゼロにするとともに、ＡＢＳ対象輪の摩擦ブレーキ機構７０の液圧（図示しないホイールシリンダの液圧）を低下させる。これにより摩擦制動力が低下してスリップ率が減少していく。そして、スリップ率が減圧終了判定閾値を下回ると、ＥＣＵ１００は、ＡＢＳ対象輪の摩擦ブレーキ機構７０の減圧動作（図示しないホイールシリンダの減圧動作）を終了し、制動力を増加させる処理を開始する。本実施形態においては、制動力を増加させる場合に、応答性の高いモータ３０を優先使用して回生制動力を発生させることにより制動力の回復を早める。
【００２７】
図２は、ＥＣＵ１００の実施するＡＢＳ復帰制御ルーチンを表す。ＥＣＵ１００は、スリップ率が減圧終了判定閾値を下回ったことを検出して摩擦ブレーキ機構７０の減圧を終了すると、このＡＢＳ復帰制御ルーチンを開始する。まず、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１において、モータ回生のみによる制動力の増加を開始する。このとき、摩擦ブレーキ機構７０による摩擦制動力は、ＡＢＳ復帰制御ルーチンが開始される直前（減圧動作の終了時）の大きさに維持される。これにより、車輪に付与される制動力は、モータ回生制動力分のみ増加していくことになる。
【００２８】
続いて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２において、現時点のスリップ率を読み込み、このスリップ率に基づいて制動力の要求増加量を演算する。続いて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１３において、要求増加量が、第１閾値よりも小さいか（要求増加量：小）、第１閾値以上であって第２閾値以下であるか（要求増加量：中）、第２閾値より大きいか（要求増加量：大）について判断する。ステップＳ１２以降の処理は、繰り返し実施されるが、このステップＳ１３の判断処理が最初に行われるときは、ステップＳ１１によりモータ回生制動力を増加させた結果として表れたスリップ率に基づく要求増加量が演算される。
【００２９】
ＡＢＳにより制動力を低減した後、各輪要求制駆動力にまで復帰させる場合、車輪が再びロックしてしまわないようにする必要がある。そのため、ＥＣＵ１００は、制動力の増加結果とした表れたスリップ率を確認しながら、要求増加量を演算する。例えば、制動力の増加結果としてスリップ率が大きく増加する場合には、要求増加量は小さな値に制限される。スリップ率の状況によっては、要求増加量を負の値に設定することもできる。逆に、スリップ率の増加が少ない場合には、要求増加量は大きな値に設定され制動力の復帰が促進される。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、要求増加量が小である場合には、ステップＳ１４において、制動力の増加をモータ回生のみにより実施する。従って、ＥＣＵ１００は、要求増加量にしたがってモータ回生制動力を増加させる。また、要求増加量が中である場合には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１５において、モータ回生制動力の余裕度が所定レベル以下であるか否かを判断する。モータ回生制動力の余裕度とは、例えば、モータ３０によって発生することのできる回生制動力の上限値（回生可能制動力）に対して、現時点で発生している回生制動力との差（回生増加可能量）の大きさにより表される。あるいは、上記上限値に対する上記回生増加可能量の割合により表されるものであってもよい。ＥＣＵ１００は、モータの回転速度、バッテリ６０の充電状態等に基づいて余裕度を演算し、余裕度が所定レベルよりも高い場合には、その処理を上述したステップＳ１４に進めて、制動力の増加をモータ回生のみにより実施する。
【００３１】
一方、余裕度が所定レベル以下である場合には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１６において、モータ回生制動力と摩擦制動力とのすり替えを行う。この場合、ＥＣＵ１００は、ブレーキアクチュエータ７５から摩擦ブレーキ機構７０に供給する油圧を制御して摩擦制動力を増加させながら、モータ回生制動力を低減させることにより、総合制動力（モータ回生制動力と摩擦制動力との和）を増加させる。これにより、モータ回生制動力の余裕度を増加させながら、総合制動力を増加させることができる。つまり、車輪１０に付与する制動力を摩擦制動力によって底上げした状態にすることができる。
【００３２】
モータ３０によって発生することのできる回生制動力は、モータ回転速度等の諸条件によって変化する。このため、モータ回生制動力の制御幅を常に比較的大きい値に確保することは難しい。そこで、このステップＳ１６においては、モータ回生制動力の余裕度が少なくなった場合、車輪１０に付与する制動力を摩擦制動力によって底上げした状態にすることで、それ以降、制動力の増加要求に対して、モータ回生制動力を使って十分に対応することができるようにしている。これにより、高い応答性で制動力制御を継続させることができる。
【００３３】
また、ＥＣＵ１００は、要求増加量が大である場合には、ステップＳ１７において、モータ回生制動力の増加に加えて、摩擦制動力も増加させる。例えば、車両の走行路面が、摩擦係数μの低い低μ路面から、摩擦係数μの高い高μ路面に切り替わった場合には、このステップＳ１７の処理により、大きな制動力を発生させることができる。
【００３４】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１７の何れかの処理を実施すると、続いて、ステップＳ１８において制動力の増加処理を終了させるか否か、つまり、車輪１０に付与した制動力が各輪要求制駆動力に到達したか否かを判断する。ＥＣＵ１００は、増加させた制動力が各輪要求制駆動力に到達していない場合（Ｓ１８：Ｎｏ）には、その処理をステップＳ１２に戻して上述した処理を繰り返す。これにより、スリップ率に基づく要求増加量が演算され、要求増加量の大きさ、および、モータ回生制動力の余裕度に応じて、車輪１０に付与する制動力の形態が選択される。
【００３５】
こうした処理が繰り返されて制動力が各輪要求制駆動力に到達すると、ＥＣＵ１００は、ＡＢＳ復帰制御ルーチンを終了して、アンチロックブレーキ制御を終了する。
【００３６】
以上説明した本実施形態の制動力制御装置によれば、ＡＢＳ復帰制御ルーチンが開始されると、摩擦制動力に先行して、モータ回生制動力を使った制動力の増加処理が行われる（Ｓ１１）。モータの制御応答性は、ブレーキアクチュエータの制御応答性に比べて優れている。このため、制動力増加に伴うスリップ率の変化を、制動力制御に素早く反映させることができる。従って、車輪１０を再ロックさせてしまうことなく、制動力の復帰を素早く行うことができる。
【００３７】
また、モータ回生制動力を使った制動力の増加処理を行った後は、要求増加量が小である場合には、モータ回生制動力のみによって制動力が増加される。従って、高い応答性にて制動力を制御することができる。モータ回生により発生できる回生制動力の制御幅は、油圧制御によって発生できる摩擦制動力の制御幅に比べて小さい。このため、モータ回生制動力を大きく増加させることができないこともある。そこで、本実施形態においては、要求増加量が中である場合には、モータ回生制動力の余裕度が低ければ、モータ回生制動力と摩擦制動力とのすり替えが行われる。
【００３８】
図３は、ＡＢＳ復帰制御ルーチンの実行により推移するスリップ率（同図（ａ））、車速−車輪速（同図ｂ）、総合制動力（同図ｃ）、モータ回生制動力（同図ｄ）、摩擦制動力（同図ｅ）を表わしている。同図（ｄ），（ｅ）に一点鎖線で囲んだ部分が、モータ回生制動力と摩擦制動力とのすり替えが行われている状況を表わしている。このすり替え時には、総合制動力が増加していくように、モータ回生制動力の減少度合いの大きさよりも摩擦制動力の増加度合いの大きさが大きくなるように設定されている。
【００３９】
モータ回生制動力を摩擦制動力にすり替えることにより、車輪１０に付与する制動力が摩擦制動力によって底上げされた状態となり、それ以降、制動力の増加要求に対して、モータ回生制動力を使って十分に対応することができる。従って、制動力復帰に係る応答性と安定性とを両立させることができる。また、モータ回生制動力の余裕度が高ければ、モータ回生制動力のみによって制動力が増加される。従って、高い応答性で制動力制御を継続させることができる。
【００４０】
また、要求増加量が大である場合には、モータ回生制動力の増加に加えて、摩擦制動力が増加される。このため、車両が低μ路面から高μ路面に乗り移った場合でも、適切に制動力を増加させることができる。
【００４１】
図４は、比較例として、ブレーキアクチュエータの油圧制御により摩擦制動力のみを増加させる場合の制動力（＝総合制動力）の推移を破線で表わしたものである。油圧制御は、モータ制御に比べて応答性が低いため、車輪１０が再ロックしないようにスリップ率の変化を検出ながら摩擦制動力を増加させるには、破線にて示すように、制動力（油圧に対応する）を徐々に増加させていく必要がある。このため、本実施形態の総合制動力に比べて、制動力の復帰が遅くなる。
【００４２】
以上、本実施形態の車両の制動力制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…車両、１０…車輪、３０…モータ、３５…モータドライバ、６０…バッテリ、６１…アクセルセンサ、６２…ブレーキセンサ、６３…車輪速センサ、７０…摩擦ブレーキ機構、７５…ブレーキアクチュエータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015196474.tif 000005
【図４】
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