車両の制動エネルギー制御装置とその制御方法

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【発明の名称】	車両の制動エネルギー制御装置とその制御方法
【発明者】	【氏名】真鍋晃太
【要約】	【課題】【解決手段】

【特許請求の範囲】
【請求項１】車両の車輪に加えられるモータの回生制動エネルギーを制御する回生制動エネルギー制御装置と、ブレーキの摩擦制動エネルギーを制御する摩擦制動エネルギー制御装置とを有する制動エネルギー制御装置であって、ブレーキペダルオフの時に、前記モータの回生制動エネルギー以外に前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを掛ける制御が可能であることを特徴とする車両の制動エネルギー制御装置。
【請求項２】車両の車輪に加えられるモータの回生制動エネルギーを制御する回生制動エネルギー制御装置と、エンジンのエンジンブレーキエネルギーを制御するエンジンブレーキエネルギー制御装置と、ブレーキの摩擦制動エネルギーを制御する摩擦制動エネルギー制御装置とを有する制動エネルギー制御装置であって、ブレーキペダルオフの時に、前記モータの回生制動エネルギー以外に、前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーと前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを掛ける制御が可能であることを特徴とする車両の制動エネルギー制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の車両の制動エネルギー制御装置の制動エネルギー制御方法において、所定の制動エネルギーを設定し、前記モータの最大の回生エネルギーを掛けて、不足分のみ前記ブレーキの摩擦制動エネルギーで補充することを特徴とする車両の制動エネルギー制御方法。
【請求項４】請求項２に記載の車両の制動エネルギー制御装置の制動エネルギー制御方法において、所定の制動エネルギーを設定し、前記モータの最大の回生エネルギーを掛けて、不足分のみ前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーで、あるいは前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーと前記ブレーキの摩擦制動エネルギーで補充することを特徴とする車両の制動エネルギー制御方法。
【請求項５】請求項１あるいは２に記載の車両の制動エネルギー装置において、前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを制御する摩擦制動エネルギー制御装置が、前記ブレーキペダルがオフの時のみ作用し且つ電圧によって液圧を可変に制御するリニアバルブ装置を有することを特徴とする車両の制動エネルギー制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】モータを搭載する車両の制動力を前記モータの回生制動エネルギーとその他の摩擦制動エネルギー等のエネルギーによって確保する車両の制動エネルギー制御装置とその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】モータを搭載した車両の制動エネルギーの制御装置として、従来、特開平７－９９７０４号公報に開示された「電気自動車用動力制御装置」が知られている。図９にこの公報に開示された電気自動車用動力制御装置のブロック図を示す。
【０００３】図９において、電気自動車用動力制御装置３０１は、ブレーキペダル３０２と、複数のブレーキ機構３０３と、アクセルペダル３０５と、回生制動力レンジ切換レバー３０６と、バッテリー３０７と、制御装置３０８とを備えていて、アクセルペダル３０５の踏み込み量及び回生制動力レンジ切換レバー３０６のレンジ位置に基づいて同軸に接続された第１モータ３０９と第２モータ３１０とを高効率励磁で力行運転し、あるいは回生制動する。またブレーキペダル３０２が踏み込まれた時には、この踏み込み量に応じて油圧回路で各ブレーキ機構３０３を動作させて車軸３１３と一体的に回転される車輪３１２を制動させる。
【０００４】アクセルペダル３０５が踏み込まれると、この踏み込み量に応じてバッテリー３０７の直流電圧に基づき、交流の第１モータ３０９及び第２モータ３１０を駆動して電気自動車を力行させる。アクセルペダルが戻され、アクセルペダルオフの状態の時は、バッテリー３０７の充電状態を検知し、バッテリー３０７が充電可能な場合には、第１モータ３０９と第２モータ３１０とを回生運転させるとともに、この回生運転によって得られた回生電力でバッテリー３０７を充電する。またバッテリー３０７が満充電かあるいはそれに近い状態の時には、第１モータ３０９あるいは第２モータ３１０のいずれかを回生運転させ、それによって得られた電力で残りのモータを力行運転させることによってバッテリー３０７に対する充電を行うことなく、回生制動を掛ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】車両の走行中にブレーキペダルがオフの時であっても、アクセルペダルがオフかあるいは微小な踏み込みの状態の時に、適当な制動エネルギーが必要である。前述のような従来の技術の電気自動車用動力制御装置３０１においては、ブレーキペダルオフの時に制動エネルギーを得ようとすると、アクセルペダルオフを検知して回生制動エネルギーのみを掛けるだけの制御であったから、前記モータの回生制動エネルギーの限界以上には制動エネルギーを掛けることができないという問題があった。
【０００６】そこで前述の事情に鑑みて、本発明はモータを搭載した車両において、ブレーキペダルオフの時にバッテリーの充電状態の如何に係わらず、且つ前記モータの回生制動エネルギーの限界に制限されずに所定の制動エネルギーを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段と効果】前述の課題を解決するために以下の手段を提供する。請求項１に記載の発明は、車両の車輪に加えられるモータの回生制動エネルギーを制御する回生制動エネルギー制御装置と、ブレーキの摩擦制動エネルギーを制御する摩擦制動エネルギー制御装置とを有する制動エネルギー制御装置であって、ブレーキペダルオフの時に、前記モータの回生制動エネルギー以外に前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを掛ける制御が可能であることを特徴とする車両の制動エネルギー制御装置である。
【０００８】このような車両の制動エネルギー制御装置であれば、前記ブレーキペダルがオフであって所定の制動力がほしい時に、前記モータの回生制動エネルギーだけでなく前記ブレーキによる摩擦制動エネルギーも掛けることができる。前記モータで吸収できる回生制動エネルギーはバッテリーの充電状態に依存して変化するが、前記モータの回生制動エネルギーで不足する場合については、前記ブレーキの制動エネルギーで補充することが可能である。従って所定の制動エネルギーが前記バッテリーの充電状態に依存せず、且つ前記モータの回生制動エネルギーの限界に制限されずに確保されるという優れた効果がある。
【０００９】請求項２に記載の発明は、車両の車輪に加えられるモータの回生制動エネルギーを制御する回生制動エネルギー制御装置と、エンジンのエンジンブレーキエネルギーを制御するエンジンブレーキエネルギー制御装置と、ブレーキの摩擦制動エネルギーを制御する摩擦制動エネルギー制御装置とを有する制動エネルギー制御装置であって、ブレーキペダルオフの時に、前記モータの回生制動エネルギー以外に、前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーと前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを掛ける制御が可能であることを特徴とする車両の制動エネルギー制御装置である。
【００１０】このような車両の制動エネルギー制御装置であれば、前記ブレーキペダルがオフであって所定の制動力がほしい時に、前記モータの回生制動エネルギーだけでなく前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーも掛けることができる。前記モータで吸収できる回生制動エネルギーはバッテリーの充電状態に依存して変化するが、前記モータの回生制動エネルギーで不足する場合については、前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーと前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを補充することが可能である。従って所定の制動エネルギーが前記バッテリーの充電状態に依存せずに、且つ前記モータの回生制動エネルギーの限界に制限されずに確保されるという優れた効果がある。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制動エネルギー制御装置の制動エネルギー制御方法において、所定の制動エネルギーを設定し、前記モータの最大の回生エネルギーを掛けて、不足分のみ前記ブレーキの摩擦制動エネルギーで補充することを特徴とする車両の制動エネルギー制御方法である。
【００１２】このような車両の制動エネルギー制御装置であれば、前記ブレーキペダルがオフであって所定の制動力がほしい時に、前記モータの回生制動エネルギーだけでなく前記ブレーキの摩擦制動エネルギーも掛けることができる。しかもバッテリーで充電できる範囲において、前記モータの回生制動エネルギーを最大限に前記バッテリーへ回収するので、車両のエネルギー消費量を少なくして走行させることができるという優れた効果がある。また前記モータで吸収できる回生制動エネルギーはバッテリーの充電状態に依存して変化するが、前記モータの回生制動エネルギーで不足する場合については、前記ブレーキの摩擦制動エネルギーで補充される。従って所定の制動エネルギーが前記バッテリーの充電状態に依存せずに、且つ前記モータの回生制動エネルギーの限界に制限されずに確保される効果も合わせ持つ。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の車両の制動エネルギー制御装置の制動エネルギー制御方法において、所定の制動エネルギーを設定し、前記モータの最大の回生エネルギーを掛けて、不足分のみ前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーで、あるいは前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーと前記ブレーキの摩擦制動エネルギーで補充することを特徴とする車両の制動エネルギー制御方法である。
【００１４】このような車両の制動エネルギー制御装置であれば、前記ブレーキペダルがオフであって所定の制動力がほしい時に、前記モータの回生制動エネルギーだけでなく前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーあるいは前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーと前記ブレーキの摩擦制動エネルギーも掛けることができる。しかもバッテリーで充電できる範囲において、前記モータの回生制動エネルギーを最大限に前記バッテリーへ回収するので、車両のエネルギー消費量を少なくして走行させることができるという優れた効果がある。また前記モータで吸収できる回生制動エネルギーはバッテリーの充電状態に依存して変化するが、前記モータの回生制動エネルギーで不足する場合については、前記エンジンのエンジンブレーキエネルギーや前記ブレーキの摩擦制動エネルギーで補充される。従って所定の制動エネルギーが前記バッテリーの充電状態に依存せずに、且つ前記モータの回生制動エネルギーの限界に制限されずに確保される効果も合わせ持つ。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１あるいは２に記載の車両の制動エネルギー装置において、前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを制御する摩擦制動エネルギー制御装置が前記ブレーキペダルがオフの時のみ作用し且つ電圧によって液圧を可変に制御するリニアバルブ装置を有することを特徴とする車両の制動エネルギー制御装置である。
【００１６】このような車両の制動エネルギー制御装置であれば、前記ブレーキの摩擦制動エネルギーを制御するに際して、前記リニアバルブ装置を追加することによって印加する電圧によって液圧を簡単に可変とし、前記ブレーキへの摩擦制動エネルギーを制御できると共に、請求項１あるいは２に記載の発明の効果で述べた効果を得ることができる。
【００１７】以上よりモータを搭載した車両において、ブレーキペダルオフの時にバッテリーの充電状態の如何に係わらず、且つ前記モータの回生制動エネルギーの限界に制限されずに所定の制動エネルギーを得ることができるので、本発明の目的が達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の車両の制動エネルギー制御装置のブロック図を図１に示す。この場合の車両はエンジン５０と電動のモータ２８とで駆動されるハイブリット車となっているが、これは必ずしもハイブリット車に限定されるものではなく、モータのみで駆動される電気自動車であっても良いし、あるいはエンジンのみによって駆動されるが、別途モータを搭載しているという種類の車両であっても良い。
【００１９】図１では特に断っていないが車輪１０、１２は前輪であって駆動輪として機能しており、一般にＦＦ車といわれる車両に適用されている。しかし本発明は後輪で駆動するＦＲ車にも適用されるし、更には４輪駆動車にも適用可能である。この車輪１０、１２にはエンジン５０とモータ２８との選択的なあるいは併合的な駆動力が変速機３８を介してディファレンシャルギヤ装置２２に伝えられ、更に左右のアクスルシャフト２４、２６に分岐されて車輪１０、１２に伝達される。モータ２８の駆動力を制御する電気的駆動装置１４は、モータ２８の回生制動エネルギーによって車輪１０、１２に回生制動エネルギーを掛ける回生制動エネルギー制御装置でもある。（以下１４は回生制動エネルギー制御装置と呼ぶ。）本車両には液圧による摩擦制動エネルギーを制御する摩擦制動エネルギー制御装置３０も設けられている。車輪１０、１２と共に回転するブレーキ回転体としてのロータに摩擦部材としてのパッドがホイールシリンダ３２、３４に液圧が伝達されることにより摩擦係合され、車輪１０、１２が制動される。このように、回生制動エネルギー制御装置１４による回生制動エネルギーと摩擦制動エネルギー制御装置３０による摩擦制動エネルギーとの総和である制動エネルギーが制動エネルギー制御装置４６によって制御されて加えられることによって、車輪１０、１２の回転が抑制されるのである。
【００２０】回生制動エネルギー制御装置１４は前記モータ２８の他に、バッテリ３６、変速機３８、電力変換装置４０、モータ制御装置４２等を含む。モータ２８には、バッテリ３６に蓄えられた直流電流が電力変換装置４０により交流に変換されて供給され、発生した駆動力によって車輪１０、１２は駆動されるので、ある時はモータ２８あるいはエンジン５０のみによって、またある時はモータ２８とエンジン５０の駆動力との併合によって車両が走行される。走行時に、モータ２８の回転軸が車輪１０、１２によって強制的に回転させられる状態が発生すると、モータ２８には回生起電力が発生するので、これをバッテリ３６に充電すれば、モータ２８は負荷として作用することになるから回生制動エネルギーが発生することになる。これによって車輪１０、１２には制動力が掛けられるわけである。電力変換装置４０は、インバータ等を含むものであり、モータ制御装置４２によって制御される。インバータにおける電流制御によって、モータ２８の回生制動エネルギーや駆動エネルギーの大きさは制御されるから、車輪１０、１２に掛けられる制動力や駆動力が制御されるのである。
【００２１】摩擦制動エネルギー制御装置３０は前記車輪１０、１２のホイールシリンダ３２、３４と、制動エネルギー制御装置４６と、主リニアバルブ装置５６と、リニアバルブ装置５４とアンチロック制御装置５８の他に、図３に示すように、後輪である車輪６０、６２のホイールシリンダ６４、６６、マスタシリンダ６８、定液圧源７０等を含むものである。制動エネルギー制御装置４６は回生制動エネルギーと摩擦制動エネルギーとを適宜配分制御して総合的に制動エネルギーを制御する。
【００２２】図３において、マスタシリンダ６８は２つの加圧室７２及び７４を有するものであり、２つの加圧室７２、７４には、それぞれブレーキペダル７６の操作力に応じた液圧が発生させられる。一方の加圧室７２には、液通路８０を介して駆動輪である車輪１０、１２のホイールシリンダ３２、３４が接続され、他方の加圧室７４には、液通路８２、主リニアバルブ装置５６、リニアバルブ装置５４を介して車輪６０、６２のホイールシリンダ６４、６６が接続されている。定液圧源７０は、マスタリザーバ８４、ポンプ８５、アキュムレータ８６等を含むものであり、マスタリザーバ８４の作動液がポンプによって汲み上げられてアキュムレータ８６に蓄えられる。アキュムレータ８６には２つの圧力スイッチ８７、８８が取り付けられており、それぞれアキュムレータ８６の液圧が上限以上になったこと、下限以下になったことが検知される。これら圧力スイッチ８７、８８のヒステリシスを有するオン、オフに応じてポンプ８５が起動したり、停止させられるようになっている。このことによって、アキュムレータ８６には、設定圧力範囲の作動液が常時蓄えられる。定液圧源７０は前記加圧室７４に接続されており、ブレーキペダル７６の踏み込みに伴って、定液圧源７０の作動液が加圧室７４に供給される。
【００２３】前記液通路８０の途中には、切替ソレノイドバルブ９０、９２がそれぞれ設けられている。これらの切替ソレノイドバルブ９０、９２の開閉により、ホイールシリンダ３２、３４とマスタシリンダ６８とが連通させられたり、遮断されたりする。ホイールシリンダ３２、３４は、回生摩擦制動エネルギー協調制御やアンチロック制御が行われる場合等に、マスタシリンダ６８から遮断される。
【００２４】ホイールシリンダ３２、３４とマスタリザーバ８４とを接続する液通路９３の途中には、減圧バルブとしての切替ソレノイドバルブ９４、９６が設けられている。切替ソレノイドバルブ９４、９６が開状態になると、ホイールシリンダ３２、３４とマスタリザーバ８４とが連通させられ、ホイールシリンダ３２、３４の液圧が減圧させられ、液圧による制動力が減少させられる。
【００２５】またホイールシリンダ３２、３４と主リニアバルブ装置５６、及びリニアバルブ装置５４とを接続する液通路９８の途中には、増圧バルブとしての切替ソレノイドバルブ１００、１０２が設けられている。切替ソレノイドバルブ１００、１０２は、通常制動時あるいはブレーキペダルオフ時において回生摩擦制動エネルギー協調制御が行われる場合は開状態に保たれるので、ホイールシリンダ３２、３４と主リニアバルブ装置５６及びリニアバルブ５４とは連通状態に保たれる。これら切替ソレノイドバルブ１００、１０２をそれぞれバイパスするバイパス通路の途中には、ホイールシリンダ３２、３４から主リニアバルブ装置５６及びリニアバルブ装置５４へ向かう作動液の流れは許容するが、逆向きの流れは阻止するチェックバルブ１０４、１０６が設けられており、これらチェックバルブ１０４、１０６により、ブレーキペダル７６の踏み込みが解除された場合に、ホイールシリンダ３２、３４の作動液が早急に戻される。主リニアバルブ装置５６及びリニアバルブ装置５４と切替ソレノイドバルブ１００、１０２とを連通する液通路９８には、切替ソレノイドバルブ１０８が設けられている。切替ソレノイドバルブ１０８は回生摩擦制動エネルギー協調制御や車輪１０、１２についてアンチロック制御が行われる場合等に、開状態にされる。
【００２６】前記主リニアバルブ装置５６は液通路８２から液通路９８に連通される途中に設けられている。また前記リニアバルブ装置５４は定液圧源７０からの液通路８９から液通路９８に連通される途中に設けられている。主リニアバルブ装置５６及びリニアバルブ装置５４とホイールシリンダ６４、６６との間には、増圧バルブとしての切替ソレノイドバルブ１１０が設けられていて、切替ソレノイドバルブ１１０をバイパスするバイパス通路の途中には、ホイールシリンダ６４、６６から主リニアバルブ装置５６及びリニアバルブ装置５４へ向かう方向の作動液の流れは許容するが、逆向きの流れは阻止するチェックバルブ１１２が設けられている。またホイールシリンダ６４、６６とマスタリザーバ８４とを接続する液通路１１４の途中には、減圧バルブとしての切替ソレノイドバルブ１１６が設けられている。切替ソレノイドバルブ１１０とホイールシリンダ６４、６６との間にはプロポーショニングバルブ１１８が設けられていて、後輪である車輪６０、６２のホイールシリンダ６４、６６の液圧が前輪である車輪１０、１２のホイールシリンダ３２、３４の液圧に対して大きくならないように制御されている。
【００２７】主リニアバルブ装置５６とマスタシリンダ６８との間の液通路８２には、液圧センサ１２２が設けられ、主リニアバルブ装置５６及びリニアバルブ装置５４と切替ソレノイドバルブ１０８との間には液圧センサ１２４が設けられている。また液通路９８の途中に液圧センサ１３２が設けられている。この液圧センサ１３２は、前記液圧センサ１２４の異常を検出する為に設けられたものであり、切替ソレノイドバルブ１０８が開状態に保たれた場合に、液圧センサ１３２の出力信号と液圧センサ１２４の出力信号とが大きく異なる場合には、液圧センサ１２４が異常であるとされる。
【００２８】図４にリニアバルブ装置５４と主リニアバルブ装置５６を示すが、この２つの装置の構造と作用は基本的に同一のものである。従って、主として図４（Ａ）のリニアバルブ装置５４の説明を以下に記す。図４（Ｂ）の主リニアバルブ装置５６については主要な部分はリニアバルブ装置５４と同じ構成なので、対応した同じ番号を付け、添字のみａからｂに替えただけとし、若干の異なる点についてのみ説明し、大部分の説明は省略する。
【００２９】リニアバルブ装置５４は増圧制御バルブとしての増圧リニアバルブ１５０ａ、減圧制御バルブとしての減圧リニアバルブ１５２ａ、減圧用リザーバ１５４ａ及び切替ソレノイドバルブ１５６ａ、チェックバルブ１５８ａから構成されている。増圧リニアバルブ１５０ａは定液圧源７０から延び出された液通路８９に連結しており、減圧リニアバルブ１５２ａは増圧リニアバルブ１５０ａと減圧用リザーバ１５４ａとを接続する液通路１６０ａの途中に設けられている。また液通路１６０ａはホイールシリンダ側にも流通されている。切替ソレノイドバルブ１５６ａは、液通路１６２ａからマスタリザーバ８４への途中に設けられ、減圧用リザーバ１５４ａからマスタリザーバ８４へ向かう方向の作動液の流れを阻止しているが、増圧リニアバルブ１５０ａへの電圧の印加が０にされた時は、直ぐに流通に切り替えて減圧用リザーバ１５４ａからの液圧を速やかに低下させてマスタリザーバ８４へ戻す。チェックバルブ１５８ａは減圧リニアバルブ１５２ａをバイパスするバイパス通路の途中に設けられ、減圧用リザーバ１５４ａから切替ソレノイドバルブ１５６ａへ向かう方向の作動液の流れを許容し、逆向きの流れを阻止するものである。
【００３０】増圧リニアバルブ１５０ａは、シーティングバルブ１９０ａと電磁付勢装置１９４ａとで構成されている。シーティングバルブ１９０ａはバルブ２００ａと、バルブ座２０２ａと、バルブ２００ａと一体的に移動する被電磁付勢体２０４ａと、バルブ２００ａがバルブ座２０２ａに着座する向きに被電磁付勢体２０４ａを付勢するスプリング２０６ａとを含むものである。また電磁付勢装置１９４ａは、ソレノイド２１０ａと、そのソレノイド２１０ａを保持する樹脂製の保持部材２１２ａと、第１磁路形成体２１４ａと、第２磁路形成体２１６ａを含むものである。ソレノイド２１０ａの巻線の両端に電圧が印加されると、ソレノイド２１０ａの巻線に電流が流れ、磁界が形成される。ソレノイド２１０ａの巻線に印加される電圧を変化させれば、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの間に作用する磁気力が変化する。被電磁付勢体２０４ａの第２磁路形成体２１６ａ側の端面には、嵌合突部２２０ａが形成されており、第２磁路形成体２１６ａの被電磁付勢体２０４ａ側の端面には、その嵌合突部２２０ａと軸方向に相対移動可能な状態で嵌合する嵌合穴２２２ａが形成されている。この嵌合穴２２２ａに前記スプリング２０６ａが取り付けられている。
【００３１】ソレノイド２１０ａに電圧が印加されると、ソレノイド２１０ａ、第１磁路形成体２１４ａ、被電磁付勢体２０４ａ、第２磁路形成体２１６ａ、第１磁路形成体２１４ａを廻ってソレノイド２１０ａに至る磁路が形成されるが、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの間の磁路の磁気抵抗は、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの軸方向の相対位置に依存して変化する。具体的には、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの軸方向の相対位置が変化すれば、被電磁付勢体２０４ａの嵌合突部２２０ａと第２磁路形成体２１６ａの嵌合穴２２２ａとの微小間隔を隔てて互いに対抗する円筒面（嵌合突部２２０ａの外周面と嵌合穴２２２ａの内周面とのうち互いに対抗する部分）の面積が変化する。もし、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとが単純に端面どうしで微小間隔を隔てて対向しているのであれば、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの軸方向の距離の減少、即ち接近に伴って磁気抵抗が加速的に減少し、両者の間に作用する磁気力が加速的に増大する。そこで、増圧リニアバルブ１５０ａにおいては、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの接近に伴って、嵌合突部２２０ａと嵌合穴２２２ａとの円筒面の面積が増加し、この円筒面を通る磁束が増加する一方、被電磁付勢体２０４ａの端面と第２磁路形成体２１６ａの端面とのエアギャップを通る磁束が減少する。その結果、ソレノイド２１０ａに印加され電圧が一定であれば、被電磁付勢体２０４ａを第２磁路形成体２１６ａの方向へ付勢する磁気力が、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの軸方向の相対的な移動に関係なくほぼ一定となる。一方スプリング２０６ａから離間する方向へ付勢する付勢力は、被電磁付勢体２０４ａと第２磁路形成体２１６ａとの接近に伴って増大する。従ってバルブ２００ａに液圧差に基づく付勢体が作用していない状態では、被電磁付勢体２０４ａの第２磁路形成体２１６の方向への移動が、前記スプリング２０６ａの付勢力と磁気力とが等しくなることにより停止することとなる。
【００３２】この被電磁付勢体２０４ａを第２磁路形成体２１６ａへ接近させる方向に作用する磁気力の大きさは、ソレノイド２１０ａの巻線に印加される電圧の大きさと共に増加し、それら印加する電圧と磁気力との関係は予め知ることができる。従って、印加電圧をその関係に従って連続的に変化させることにより、被電磁付勢体２０４ａを付勢する力を任意に変更することができる。印加電圧を増加させると磁気力が増加し、バルブ２００ａをバルブ座２０２ａに押し付ける向きの力が小さくなり、バルブ２００ａがバルブ座２０２ａから離れ易くなる。バルブ体２００ａに作用する作動液の差圧（液通路８９の液圧と液通路１６０ａの液圧の差圧）による付勢力が、被電磁付勢体２０４ａに作用する力（磁気力とスプリング２０６ａの付勢力の合力である。）よりも大きくなると、離間させられる。従って印加電圧を増加させると差圧が小さくても、増圧リニアバルブ１５０ａを開状態にすることができるので、開弁圧が小さくなり液通路１６０ａにより高い液圧が流れる（即ち差圧が小さくなる。）。
【００３３】減圧リニアバルブ１５２ａも、基本的には増圧リニアバルブ１５０ａと同じものであり、印加電圧を増加させると減圧リニアバルブ１５２ａの開弁圧が小さくされる。従って液通路１６０ａの液圧は低くなる。減圧リニアバルブ１５２ａの構成のうち、増圧リニアバルブ１５０ａと同様であるものは同じ符号を付してあり、説明は省略する。
【００３４】本実施の形態の摩擦制動エネルギー制御装置３０においては、減圧リニアバルブ１５２ａに供給される作動液の最大液圧は、ポンプ８５により供給され、またアキュムレータ８６に蓄えられる最大の液圧である。従って、この最大液圧を上回って、減圧リニアバルブ１５２ａを経て減圧用リザーバ１５４ａに流出することは事実上ない。また、減圧用リザーバ１５４ａに蓄えられた作動液は、終了後に、チェックバルブ１５８ａ、液通路１６０ａ、液通路１６２ａ、切替ソレノイドバルブ１５６ａを経てマスタリザーバ８４に戻される。
【００３５】なお図３において、液通路８０には液圧センサ２２６が設けられていて、マスタシリンダ６８の液圧が検出される。また液通路８０にはストロークシミュレータ２２８が設けられていて、切替ソレノイドバルブ９０、９２が共に閉状態とされた場合に、ブレーキペダル７６の踏み込みができずストロークが殆どないという状態にならないようになっている。ブレーキペダル７６にはブレーキスイッチ２５０が備えてあって、ブレーキペダル７６が踏み込まれたことが検出できるようになっている。また車輪１０、１２、６０、６２の各々の回転速度を検出する車輪速センサ２５２、２５４、２５６、２５８が設けられ、これらの出力信号に基づいて制動スリップ状態や推定車体速度等が取得される。
【００３６】ここで前記リニアバルブ装置５４の増圧リニアバルブ１５０ａ、減圧リニアバルブ１５２ａのいずれか一方のソレノイド２１０ａに印加される電圧は、液圧センサ１２４によって検出された液圧が、後述する摩擦制動エネルギーを得る液圧になるように決定される。増圧リニアバルブ１５０ａのソレノイド２１０ａに印加される電圧が大きくなって、バルブ座２０２ａとバルブ２００ａとが相対的に大きく離間されると液圧センサ１２４によって検出される液圧は大きくなる。また減圧リニアバルブ１５２ａのソレノイド２１０ａに印加される電圧が大きくなると、検出される液圧は小さくなる。
【００３７】このようにリニアバルブ装置５４が構成されているので、制動エネルギー制御装置４６から摩擦制動エネルギー制御装置３０へ指令を出し、リニアバルブ装置５４への電圧を自在に制御して印加させることによってホイールシリンダ３２、３４、６４、６６への液圧をほぼリニアに増減させて送ることができるという優れた効果がある。
【００３８】次に主リニアバルブ装置５６であるが、前述のリニアバルブ装置５４に対して異なる点は増圧リニアバルブ１５０ｂがマスタシリンダ６８からの液通路８２に連結しており、液通路１６０ｂとホイールシリンダ側からの戻りの液通路１６２ｂはチェックバルブ１５６ｂを介して液通路８２に連結されていることである。チェックバルブ１５６ｂはマスタシリンダ６８からの液通路８２を通って来る液圧がホイールシリンダ側へゆくことは阻止するが、逆は流れるようにする機能を持つ。従って液圧による制動が終了した後は、減圧用リザーバ１５４ｂに蓄えられた作動液はチェックバルブ１５８ｂ、液通路１６０ｂ、液通路１６２ｂ、チェックバルブ１５６ｂ、液通路８２及びマスタシリンダ６８を経て、マスタリザーバ８４へ戻される。
【００３９】制動エネルギー制御装置４６、モータ制御装置４２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＵ（プロセッシングユニット）等を備えたコンピュータを主体とするものである。制動エネルギー制御装置４６の入力部には、前述の各液圧センサ１２２、１２４、２２６が接続されると共に、バッテリ３６の充電容量を検出する充電状態検出装置２６２等が接続され、出力部には、各切替ソレノイドバルブ９０、９２、９４、９６、１００、１０２、１０８、１１０、１１６の切替ソレノイドバルブやリニアバルブ装置５４、主リニアバルブ装置５６のソレノイド２１０ａ、２１０ｂ等が図示しない回路を介して接続されている。ＲＯＭには図５のフローチャートで表される回生摩擦制動エネルギー協調制御プログラムが記憶されている。更にこれらの協調制御を行うか否かをバッテリ３６の充電状態に基づいて判定する協調制御許可判定プログラムも記憶されている。
【００４０】モータ制御装置４２の入力部にはモータ２８の回転数を検出するエンコーダ２６０、図示しないアクセルペダルの踏み込み状況を検出するアクセル踏込状況検出装置等が接続され、出力部には電力変換装置４０が接続される。この電力変換装置４０は、アクセルペダルの踏み込み状況に応じて駆動力が与えられるように制御されたり、回生制動要求エネルギーが得られるように制御されたりする。モータ制御装置４２と制動エネルギー制御装置４６との間においては、情報の交換が行われる。制動エネルギー制御装置４６からモータ制御装置４２へは回生制御要求エネルギーを表す情報、回生制動エネルギーの制御を許可するか否かを表す情報等が供給され、モータ制御装置４２から制動エネルギー制御装置４６へは実際に掛けられている回生制動エネルギーを表す情報が供給される。
【００４１】以上のように構成された車両の制動エネルギー制御装置において、ブレーキペダル７６が踏み込まれると各車輪１０、１２、６０、６２には、摩擦制動エネルギーと回生制動エネルギーとの少なくとも一方を含む制動エネルギーが加えられる。この時駆動輪となる車輪１０、１２には少なくとも回生制動エネルギーは加えられるが、非駆動輪となる車輪６０、６２には回生制動エネルギーは加えられないで、摩擦制動エネルギーのみが掛けられる。本発明に係わるブレーキペダルオフの時には車両の車速と図示しないアクスルペダルの踏み込み状況とから設定される所定の制動エネルギーを得る為に、少なくとも回生制動エネルギーを掛け不足する分について液圧による摩擦制動エネルギーで補充する制御を行うが、これについてはフローチャートによって以下に詳しく説明する。
【００４２】この第１の実施の形態の車両の制動エネルギー制御装置の回生摩擦制動エネルギー協調制御の流れをフローチャートで示したものが図５である。まずステップ１（Ｓ１と略称する。以下他のステップについても同様に扱う。）において、回生摩擦制動エネルギー協調制御の終了条件が満たされるか否かが判定される。満たされない場合はＳ２に進み制御が継続して実施される。Ｓ２ではブレーキペダル７６が踏まれている（オン）か否かが判定される。オフの場合にはＳ３に進んでブレーキペダルオフ液圧制御フラグがオンの指示が出される。従って切替ソレノイドバルブ９０、９２がオンされマスタシリンダ６８とホイールシリンダ３２、３４との直接の回路は遮断される。次にＳ４に進み、その時の車両の車速からどれだけの制動エネルギーを得たいかを予め設定された値を基に制動要求エネルギーを計算し設定する。
【００４３】次いでＳ８において車両の車速が設定速度より小さいか否かが判定される。車速が設定速度より小さくない場合には、モータ２８の回転数が設定回転数より小さくないわけであり、回生制動エネルギーを掛けることが可能であるからＳ９に進んで回生制動可能エネルギーの計算に移ってゆく。しかし車速が設定速度より小さい場合にはＳ１０に進んで回生制動可能なエネルギーを０に設定する。モータ２８の回転数が設定値より小さくなると、吸収できる回生制動エネルギーが非常に小さくなったり、変化が大きくなったりして、回生制動エネルギーの大きさを良好に制御できなくなるからこのように０に設定するのである。
【００４４】車速が設定速度より小さくない時はＳ９に進むが、モータ２８の回生制動エネルギーにはモータ２８の容量に応じた上限値である回生制動可能エネルギーがあり、これはまた前記バッテリ３６の充電状況によっても影響されるものである。回生制動可能エネルギーが計算されると、Ｓ１１に進む。ここでＳ４によって設定された制動要求エネルギーを基に、回生制動要求エネルギーが演算される。満充電やそれに近い状態においては、モータ２８の容量一杯の回生制動エネルギーは吸収できず、バッテリ３６によって限界を決められてしまう。そこでバッテリ３６の充電状態を検知してこれによって回生制動エネルギーの可能な値は回生制動限界マップにより求められる。また既に設定された制動要求エネルギーが回生制動可能エネルギーより小さければ限界の回生制動エネルギーを掛ける必要もない。従って回生制動要求エネルギーはＳ１１に示してある如く車両の制動要求エネルギーと回生制動可能エネルギーの値の小さい方の値となる。この情報を表す情報はモータ制御装置４２に供給される。
【００４５】回生制動要求エネルギーが演算されると、次にＳ１２に進んで回生制動要求エネルギーが設定される。そしてＳ１３に進んで摩擦制動要求エネルギーが演算される。摩擦制動要求エネルギーは車両の制動要求エネルギーからＳ１２で設定された回生制動要求エネルギーを差し引いたものとなる。しかしこれが負の値となる時、即ち回生制動要求エネルギーの方が制動要求エネルギーより大きいならモータ２８の回生制動エネルギーだけで賄うことができるので、液圧による摩擦制動エネルギーを使う必要がなくなり、０が設定される。
【００４６】このようにして回生制動要求エネルギーと摩擦制動要求エネルギーが設定された後に、主リニアバルブ装置５６及びリニアバルブ装置５４の制御となる。今ブレーキペダルオフ液圧制御フラグはＳ３でオンになっているからＳ１４での判別はオンの側であってＳ１５に進ことになる。ここではリニアバルブ装置の制御が実施される。これは前述したように図４（Ａ）の増圧リニアバルブ１５０ａと減圧リニアバルブ１５２ａとに摩擦制動要求エネルギーに応じた電圧が印加されて、この電圧に応じた液圧を発生し、後輪側のホイールシリンダ６４、６６へ、また切替ソレノイドバルブ１０８を介して前輪側のホイールシリンダ３２、３４へ供給され、摩擦制動エネルギーが掛けられる。この時Ｓ１６の主リニアバルブ装置はオフとされる。即ち各ホイールシリンダへはリニアバルブ装置から発生される液圧のみ作用されるわけである。以上説明したようにブレーキペダルがオフの状態ではモータ２８による回生制動エネルギーと液圧による摩擦制動エネルギーとの協調制御が実施される。
【００４７】次にＳ２においてブレーキペダルがオン即ち踏み込まれている状態においてはＳ５に進んでブレーキペダルオフ液圧制御フラグがオフとされる。そしてＳ６に進んでマスタシリンダの液圧が読み込まれる。その後Ｓ７に進むが、このマスタシリンダの液圧によって運転者の要求する制動エネルギーの要求の度合いを判断し車両の制動要求エネルギーが計算される。この後はブレーキペダルオフの時の流れと同じとなる。従ってここでは途中の説明は省略する。主リニアバルブ装置、リニアバルブ装置制御のところまで同じであり、次いでＳ１４のブレーキペダルオフ液圧制御フラグはこの場合オフとなっているから、今度はＳ１７に進む。
【００４８】この時即ちブレーキペダルオフ液圧制御フラグがオフの状態では、主リニアバルブ装置が制御される。前述の図４（Ｂ）の増圧リニアバルブ１５０ｂと減圧リニアバルブ１５２ｂとに摩擦制動要求エネルギーに応じた電圧が印加されて、液圧を発生し、後輪側のホイールシリンダ６４、６６へ、また切替ソレノイドバルブ１０８を介して前輪側のホイールシリンダ３２、３４へ供給され、摩擦制動エネルギーが掛けられる。この時Ｓ１８に進んでリニアバルブ装置はオフとされる。このようにブレーキペダルが踏み込まれている時は踏み込み具合に応じてモータ２８による回生制動エネルギーと液圧による摩擦制動エネルギーとの協調制御が実施される。
【００４９】Ｓ１において終了条件が満たされると、Ｓ１９に進みブレーキペダルオフ液圧制御フラグがオフされ、次いでＳ２０に進み、、マスタシリンダ６８とホイールシリンダ３２、３４とは導通される。従って協調制御が終了してブレーキペダル７６の踏み込みだけでの液圧による制御となる。
【００５０】ここでＳ１の終了条件とは、前記ソレノイド２１０ａ、２１０ｂや液圧センサ１２２、１２４、１３２等々の様々な機器が不具合を起こした時あるいは、アクスルシャフト２４、２６に駆動トルクが出た時である。この状態となると終了条件が満たされたことになり、協調制御が実施されない。
【００５１】以上説明してきた第１の実施の形態において、制御装置と共にその制御方法も述べたが、バッテリ３６の充電状態を横軸に取って縦軸に制動エネルギーを取った時の回生制動エネルギーと摩擦制動エネルギーとの配分を示したグラフが図７に示される。この図に示すようにバッテリ３６の充電状態に応じて回生制動エネルギーを掛けられる上限のエネルギー値は変化するものであり、その値は満充電の時の０（Ｂ点）と、最も充電が不足している時のエネルギー値（Ａ点）とを結ぶ線ＡＢ上に乗る。従ってバッテリ３６の充電状態が低い時には、車両の制動要求エネルギーに対して大部分は回生制動エネルギーで当てられるが、バッテリ３６の充電状態が満充電に近くなるに従って回生制動エネルギーの割合が減ってゆき、摩擦制動エネルギーの割合が多くなって充当させられることになる。
【００５２】回生摩擦制動エネルギー協調制御のＳ１１の回生制動要求エネルギーを演算する際に、車両の制動要求エネルギーを上回らない範囲で回生制動エネルギーは可能な限り大きく設定する制御について述べたが、これらは必ずしもこの制御方法に限定する必要はなく、モータ４２の回生制動エネルギーの最大限を使わなくても良い。そのような制御の場合は制御の自由度が増すという効果がある。一方図５に示したモータ４２の回生制動可能エネルギーを使う方法によれば、モータ４２によって回収されバッテリ３６に蓄えられる電力を最大限とできるので、車両のエネルギー消費量を低減できるという優れた効果がある。いずれにせよモータ４２以外に別のモータを搭載することなく、バッテリ３６の充電状態の如何に係わらず所定の制動エネルギーが得られるという効果がある。また第１の実施の形態の車両の制動エネルギー制御装置の制御方法によれば、所定の制動エネルギーが要求された時に、モータ４２の最大限の回生制動エネルギー以上であっても摩擦制動エネルギーで補充できるという効果がある。更に従来の技術においては、ブレーキペダルオフの時は回生制動エネルギーのみしか掛けられなかったのに対して、本実施の形態によれば、回生制動エネルギーだけでなく液圧による摩擦制動エネルギーも併用できるので、所定の制動エネルギーがほしい時に、前記モータの回生制動エネルギーの限界に制限されずに確実に確保することができるという優れた効果を有する。
【００５３】次に本発明の第２の実施の形態の車両の制動エネルギー制御装置について説明する。この場合はエンジンによるエンジンブレーキを併用するものであり、エンジンのみによって駆動される車両やあるいはエンジンとモータによるハイブリッド車両に適用される。この制御装置においては構成要素となる各装置は第１の実施の形態で示した図１のものと基本的に同様であるが、図２の概略図に示すように、図１のエンジン５０を制御するエンジンブレーキエネルギー制御装置５２が追加されていて、この信号が制動エネルギー制御装置４６へ伝達され、またこの制動エネルギー制御装置４６の信号が前記エンジンブレーキエネルギー制御装置５２に送られ、エンジン５０を制御する点が追加されることのみ異なっている。この第２の実施の形態の車両の制動エネルギー制御装置に含まれる摩擦制動エネルギー制御装置の回路図は、第１の実施の形態の説明で述べた図３と同じであるから説明は省略する。そこで、この第２の実施の形態の車両の制動エネルギー制御装置の制御方法について、フローチャートを用いて説明する。
【００５４】図６の回生摩擦制動エンジンブレーキエネルギー協調制御において、各ステップの内容は殆ど図５のものと同一であるが、異なる点はＳ１３に対応するところであり、図６においてはＳ１３－１とこれに続くＳ１３－２のステップがあることである。そこでこの点についてのみ説明し後は省略する。Ｓ１２にて回生制動要求エネルギーが設定されると、Ｓ１３－１に進んで、制動要求エネルギーからこの回生制動要求エネルギーを差し引いた値を求め、この値とエンジンブレーキ可能エネルギーとを比較して、小さい方の値をエンジンブレーキ要求エネルギーとする。この時に制動要求エネルギーより回生制動要求エネルギーの方が大きい時は０とする。次にＳ１３－２に進み、摩擦制動要求エネルギーの演算に移る。これは前記制動要求エネルギーから前記回生制動要求エネルギーとエンジンブレーキ要求エネルギーを差し引き、残りのエネルギー値を持って摩擦制動要求エネルギーとする。ただしこの値が負になるようであれば、その時は０とする。
【００５５】このようにして求められたそれぞれの値を制動エネルギー制御装置４６から回生制動エネルギー制御装置１４及び前記エンジンブレーキ制御装置５２に指令を出し、更に摩擦制動エネルギー制御装置３０へも指令を出して主リニアバルブ装置およびリニアバルブ装置の制御を行うのである。
【００５６】前述の図６の協調制御を、横軸にバッテリ３６の充電状態を、縦軸に制動エネルギーを示すグラフで表すと図８の如くになる。バッテリ３６の充電状態が低い時には主に回生制動エネルギーが当てられ、制動要求エネルギーに満たない分についてはエンジンブレーキエネルギーが当てられる。バッテリ３６の充電状態が満充電かあるいはそれに近い状態の時には、モータ４２による回生制動エネルギーの吸収できる分は少なくなってゆくので、エンジンブレーキエネルギーを可能な限り使った上で、不足する分については液圧による摩擦制動エネルギーが当てられる。このような制御方法によれば、モータ４２による回生制動エネルギーを最大限に使い、次にエンジン５０のよるエンジンブレーキエネルギーをできる限り使い、残りを液圧による摩擦制動エネルギーで当てるので、第１の実施の形態の効果で述べたのと同じく、モータ４２にてバッテリ３６に電力を最大限回収でき、車両の消費エネルギーを低減できる効果があると共に、摩擦制動エネルギーを極力少なく使用するので、図示しないブレーキ装置の摩擦材の摩耗を少なくできるという優れた効果がある。
【００５７】この第２の実施の形態においても、制動要求エネルギーを回生制動エネルギーとエンジンブレーキエネルギーと摩擦制動エネルギーで負担する際に、必ずしも前述のような優先順位で振り分けてゆく制御方法でなくても良い。その場合には制御の自由度が増す効果がある。いずれにせよ、この実施の形態においても、バッテリ３６の充電の如何に係わらず、前記モータ２８の回生制動エネルギーの限界に制限されずに、所定の制動エネルギーを得ることができる効果がある。
【００５８】また第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態において説明したリニアバブ装置５４あるいは主リニアバルブ装置５６を前輪側と後輪側のそれぞれに別個に設けて、それぞれ別個の制御をさせることも可能である。その他いちいち例示することはしないが、特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づき種々の変形、改良を施した態様で本発明を実施することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００３２０７【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】	平成１０年（１９９８）３月１９日
【代理人】
【公開番号】	特開平１１－２７５７０８
【公開日】	平成１１年（１９９９）１０月８日
【出願番号】	特願平１０－７１０４９