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【発明の名称】 制動力制御装置
【発明者】 【氏名】森川 裕彦
【要約】 【課題】本発明は、油圧制動手段と回生制動手段とを備える制動力制御装置に関し、油圧制動力と回生制動力との和が要求制動力を上回るのを防止しつつ、回生エネルギーを最大限に確保することを目的とする。

【解決手段】ブレーキＥＣＵ１２は、ホイルシリンダ圧ＰW/C に基づいて油圧制動力ＦL の最大減少勾配ΔＦmax を推定演算し（ステップ２０６）、その推定値を回生ＥＣＵ１０に送信する（ステップ２０８）。回生ＥＣＵ１０は、回生制動力ＦG の増加勾配が油圧制動力ＦL の最大減少勾配ΔＦmax を超えない範囲で、最大の回生制動力ＦG を発生させると共に、その値をブレーキＥＣＵ１２に送信する。ブレーキＥＣＵ１２は要求制動力ＦREQ と回生制動力ＦG に等しい油圧制動力ＦL を発生させる（ステップ２１２、２１４）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 油圧制動力を発生する油圧制動手段と、回生制動力を発生する回生制動手段と、前記油圧制動手段及び前記回生制動手段を協調動作させる協調制御手段とを備える制動力制御装置において、前記協調制御手段は、前記油圧制動力の最大減少勾配を推定する油圧最大減少勾配推定手段と、前記油圧最大減少勾配推定手段により推定された最大減少勾配に基づいて、前記回生制動力の増加勾配の上限値を決定する回生増加勾配決定手段とを備えることを特徴とする制動力制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の制動力制御装置に係り、特に、油圧制動手段と回生制動手段とを備える制動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開平１−１９８２０１号公報に開示される如く、油圧制動力を発生する油圧制動手段と、回生制動力を発生する回生制動手段とを備える制動力制御装置が公知である。油圧制動手段は、ホイルシリンダに所要の油圧を供給することにより、ホイルシリンダ圧に応じた油圧制動力を発生する。また、回生制動手段は、モータ駆動輪の回転に伴って発生する回生エネルギーにより回生制動力を発生する。油圧制動力と回生制動力とは、それらの和が車両に要求される制動力（以下、要求制動力と称す）に一致するように制御される。
【０００３】回生制動力が発生されると、その大きさに応じた回生エネルギーがバッテリーに充電電流として供給される。従って、バッテリーの充電状態を維持する観点から、最大限の回生エネルギーが確保されるよう可能な限り大きな回生制動力を発生させることが有利である。回生制動手段が発生し得る最大の回生制動力（以下、最大回生制動力と称す）は、バッテリーの充電状態、温度、及び車速等に応じて変化する。従って、最大回生制動力に等しい回生制動力を発生させる場合、最大回生制動力が増加した際には、その増加分だけ、油圧制動力を減少させなければならない。
【０００４】油圧制動手段は、ホイルシリンダからブレーキフルードを流出させることにより油圧制動力を減少させる。ホイルシリンダからのブレーキフルードの流出流量は、ホイルシリンダ圧及び流路の開度等によって制限される。かかる流量の制限により、油圧制動力の減少勾配の最大値（以下、油圧最大減少勾配と称す）も一定値以下に制限されることとなる。このため、最大回生制動力が急増した場合には、その増加分に応じた勾配で油圧制動力を減少させることができない事態が生じ得る。かかる事態が生ずると、回生制動力と油圧制動力との和が要求制動力を上回り、運転者に対して不自然なブレーキフィーリングを与えてしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の不都合を回避するため、最大回生制動力が増加した場合に、回生制動力を、その増加勾配が油圧最大減少勾配を超えないように抑制することが必要である。上記の如く、油圧最大減少勾配は、ホイルシリンダ圧に応じて変化する。従って、最大限の回生制動力を発生させるには、各時点での最大油圧減少勾配に基づいて、回生制動力の増加勾配の抑制を必要最小限の範囲に止めることが必要である。しかしながら、上記従来の制動力制御装置では、各時点での油圧最大減少勾配に基づいて回生制動力の増加勾配を決定することについて考慮されておらず、最大回生制動力の急増に伴う上記の不都合を回避するには、最低限確保することが可能な油圧制動力の減少勾配（すなわち、全範囲のホイルシリンダ圧に対する油圧最大減少勾配の最小値）を用いて、回生制動力の増加勾配を決定する必要がある。このため、上記従来の制動力制御装置によれば、回生制動力の増加勾配が必要以上に抑制され、回生エネルギーを最大限に確保することは困難である。
【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、各時点での油圧最大減少勾配を推定し、その値に基づいて回生制動力の増加勾配を決定することにより、油圧制動力と回生制動力との和が要求制動力を上回るのを防止しつつ、回生エネルギーを最大限に確保することが可能な制動力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１に記載する如く、油圧制動力を発生する油圧制動手段と、回生制動力を発生する回生制動手段と、前記油圧制動手段及び前記回生制動手段を協調動作させる協調制御手段とを備える制動力制御装置において、前記協調制御手段は、前記油圧制動力の最大減少勾配を推定する油圧最大減少勾配推定手段と、前記油圧最大減少勾配推定手段により推定された最大減少勾配に基づいて、前記回生制動力の増加勾配の上限値を決定する回生増加勾配決定手段とを備える制動力制御装置により達成される。
【０００８】本発明において、協調制御手段は、油圧最大減少勾配推定手段と回生増加勾配決定手段とを備える。油圧最大減少勾配推定手段は、油圧制動力の最大減少勾配を推定する。回生増加勾配決定手段は、推定された最大減少勾配に基づいて、回生制動力の増加勾配の上限値を決定する。従って、協調制御手段は、回生制動力の増加勾配が油圧制動力の最大減少勾配を上回らない範囲で、最大限の回生制動力を発生させつつ、油圧制御手段及び回生制御手段の協調制御を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例である制動力制御装置のシステム構成図を示す。本実施例の制動力制御装置は、回生制御用電子制御ユニット１０（以下、回生ＥＣＵ１０と称す）及びブレーキ制御用電子制御ユニット１２（以下、ブレーキＥＣＵ１２と称す）を備えている。回生ＥＣＵ１０とブレーキＥＣＵ１２とは通信ラインを介して相互に接続されている。
【００１０】回生ＥＣＵ１０には、駆動回生装置１４が接続されている。駆動回生装置１４は、駆動モータを備えている。本実施例のシステムにおいて、左右前輪ＦＬ，ＦＲが駆動輪、左右後輪ＲＲ，ＲＬが非駆動輪とされている。図１には、駆動輪である左右前輪ＦＬ，ＦＲのみを示している。左右前輪ＦＬ，ＦＲには、それぞれ、ドライブシャフト２０、２１及び図示しないギヤ機構を介して駆動モータのロータが連結されている。従って、左右前輪ＦＬ，ＦＲには、それぞれ、ドライブシャフト２０、２１を介して駆動モータの発する駆動力が伝達される。
【００１１】駆動モータにはバッテリ２４が接続されている。駆動モータは、バッテリ２４から供給される電力に応じた駆動トルクを発生すると共に、左右前輪ＦＬ，ＦＲから入力されるトルクを動力源として回生エネルギーを発生する機能を備えている。駆動モータの内部には、所定強度の磁場を発生させる磁場発生機構、及び、その磁場を横切って回転するコイルが内蔵されている。磁場発生機構によって発生される磁場は、回生ＥＣＵ１０から供給される指令信号に応じて変化する。また、磁場とコイルとは車輪が回転する際に相対的に回転する。
【００１２】駆動モータの発生する回生エネルギーの大きさは、磁場発生機構により発生される磁場の強さ、及び、磁場とコイルとの相対的な回転速度、すなわち、左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速に応じた値となる。従って、回生エネルギーの大きさを、回生ＥＣＵ１０から供給する指令信号の値に応じて制御することができる。駆動モータが回生エネルギーを発生する場合、左右前輪ＦＬ，ＦＲには、その回転を制動しようとする回生トルクが作用する。すなわち、駆動モータが発生する回生トルクは、左右前輪ＦＬ，ＦＲに対して制動力として作用する。以下、回生トルクにより発生される制動力を、回生制動力ＦG と称する。
【００１３】駆動モータが発生する回生エネルギーは、バッテリ２４に対して充電電流として供給される。従って、大きな回生トルクが発生されるほど、バッテリ２４は大きな充電電流で充電される。バッテリ２４が受け入れることが可能な回生エネルギーの上限は、バッテリ２４の充電状態及び温度によって制限される。また、駆動モータが発生し得る回生エネルギーの上限は、左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速によって制限される。従って、回生制動力ＦG の上限は、バッテリ２４の充電状態、温度、及び、左右前輪ＦＬ，ＦＲの車輪速によって制限される。以下、回生制動力ＦG の上限値を最大回生制動力ＦGmaxと称する。
【００１４】本実施例の制動力制御装置は、また、油圧制御機構３２を備えている。油圧制御機構３２はマスタシリンダ３４を備えている。マスタシリンダ３４にはブレーキペダル３６が連結されている。マスタシリンダ３４にはブレーキペダル３６に付与される操作量に応じた油圧（以下、マスタシリンダ圧ＰM/C と称する）が発生する。マスタシリンダ３４には油圧アクチュエータ３８が接続されている。油圧アクチュエータ３８はブレーキＥＣＵ１２に接続されている。油圧アクチュエータ３８は、ブレーキＥＣＵ１２から付与される指令信号に応じたブレーキ油圧を発生させる。油圧アクチュエータ３８には、各車輪のホイルシリンダが連通している。従って、各ホイルシリンダには、油圧アクチュエータ３８が発生するブレーキ油圧に応じた油圧が供給される。
【００１５】ホイルシリンダはその油圧に応じた力でキャリパ４０、４１を駆動する。キャリパ４０、４１が駆動されると、キャリパ４０、４１に装着されたブレーキパッドが、ホイルシリンダの油圧（以下、ホイルシリンダ圧ＰW/C と称す）に応じた力でディスクロータ４２、４３の制動面に向けて押圧される。従って、ブレーキＥＣＵ１２から油圧制御機構３２に付与される指令信号に応じた大きさの制動力が各車輪に付与される。油圧制御機構３２が発生する制動力を、以下、油圧制動力ＦL と称する。
【００１６】上述の如く、本実施例のシステムにおいて、左右車輪ＦＬ，ＦＲには、駆動回生装置１４が発生する回生制動力ＦG と、油圧制御機構３２が発生する油圧制動力ＦL との双方が付与される。また、左右後輪ＲＬ，ＲＲには、油圧制動力ＦLのみが付与される。油圧アクチュエータ３８は、マスタシリンダ圧を検出するマスタ圧センサを備えている。マスタ圧センサの出力信号は、ブレーキＥＣＵ１２に供給されている。ブレーキＥＣＵ１２は、マスタ圧センサの出力信号に基づいて、車両において発生されるべき制動力、すなわち、要求制動力ＦREQ を演算する。回生制動力ＦG と油圧制動力ＦL とは、それらの和（以下、総制動力ＦALL と称す）が要求制動力ＦREQ に等しくなるように制御される。
【００１７】次に、図２を参照して、油圧制御機構３２の構成を説明する。図２は、油圧制御機構３２の構成図である。図２に示す如く、油圧制御機構３２は、ポンプ４６を備えている。ポンプ４６はモータ４８により駆動される。ポンプ４６の吸入口にはリザーバタンク５０が連通している。また、ポンプ４６の吐出口はレギュレータ５２へ至る高圧通路５４が連通している。高圧通路５４にはアキュームレータ５６が連通している。アキュームレータ５６は、ポンプ４６から吐出されたブレーキ液を貯留する。
【００１８】レギュレータ５２には主油圧通路５８が連通している。レギュレータ５２は、高圧通路５４から供給されるアキュームレータ５６の油圧を、所定のレギュレータ圧ＰREに減圧して主油圧通路５８に出力する。主油圧通路５８には、レギュレータ圧ＰREを検出する油圧センサ６０、及び、増圧制御バルブ６２が配設されている。油圧センサ６０の出力信号はブレーキＥＣＵ１２に供給されている。ブレーキＥＣＵ１２は、油圧センサ６０の出力信号に基づいてレギュレータ圧ＰREを検出する。
【００１９】増圧制御バルブ６２は、主油圧通路５８の導通状態を変化させるリニア制御バルブである。増圧制御バルブ６２は、ＥＣＵ１２から供給される駆動信号に応じてその開度を変化させる。主油圧通路５８には、増圧制御バルブ６２と並列に、増圧制御バルブ６２の下流側からレギュレータ５２側へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁６４が配設されている。
【００２０】主油圧通路５８の、増圧制御バルブ６２の下流側には、補助リザーバタンク６６へ至る減圧通路６８が連通している。減圧通路６８には減圧制御バルブ７０が配設されている。減圧制御バルブ７０は、減圧通路６８の導通状態を制御する減圧制御バルブ機構である。減圧制御バルブ７０は、ブレーキＥＣＵ１２から供給される駆動信号に応じてその開度を変化させる。減圧通路６８には、減圧制御バルブ７０と並列に、補助リザーバタンク６６側から主油圧通路５８側へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁７２が配設されている。
【００２１】主油圧通路５８は、増圧制御バルブ６２の下流側において、後輪ＲＬ，ＲＲ側のホイルシリンダ７４、７６へ至る後輪側油圧通路７８に連通している。後輪側油圧通路７８には、後輪側油圧通路７８内部の油圧、すなわち、後輪側ブレーキ油圧ＰR を検出する油圧センサ８０が配設されている。油圧センサ８０の出力信号はブレーキＥＣＵ１２に供給されている。ブレーキＥＣＵ１２は、油圧センサ８０の出力信号に基づいて後輪側ブレーキ油圧ＰR を検出する。
【００２２】増圧制御バルブ６２は、レギュレータ５２が出力するレギュレータ圧ＰREをその開度に応じた比率で減圧して、後輪側油圧通路７８へ出力する。従って、ブレーキＥＣＵ１２から増圧制御バルブ６２へ供給される駆動信号に応じて、後輪側ブレーキ油圧ＰR が増圧される。また、減圧制御バルブ７０は、その開度に応じた流量のブレーキ液を後輪側油圧通路７８から補助リザーバタンク６６へ流出させる。従って、ブレーキＥＣＵ１２から減圧制御バルブ７０へ供給される駆動信号に応じて、後輪側ブレーキ油圧ＰR が減圧される。
【００２３】後輪側油圧通路７８には、上流側から順に、後輪側保持バルブ８２及びプロポーショニングバルブ８４が配設されている。後輪側保持バルブ８２には、逆止弁８５が並設されている。後輪側保持バルブ８２は常開の電磁開閉バルブであり、ブレーキＥＣＵ１２からオン信号を付与されることにより閉弁状態となる。逆止弁８５は、ホイルシリンダ７４、７６側から主油圧通路５８側へ向かう流れのみを許容する。また、プロポーショニングバルブ８４は、後輪側油圧通路７８から供給された油圧が所定値以下である場合には、その油圧をそのままホイルシリンダ７４、７６へ供給する一方、後輪側油圧通路７８から供給された油圧が所定値を越えた場合には、その油圧を所定の比率で減圧してホイルシリンダ７４、７６へ供給する。
【００２４】後輪側油圧通路７８の後輪側保持バルブ８２とプロポーショニングバルブ８４との間の部位には、リザーバタンク５０へ至る後輪側減圧通路８６が連通している。後輪側減圧通路８６には後輪側減圧バルブ８８が配設されている。後輪側減圧バルブ８８は常閉の電磁開閉バルブであり、ブレーキＥＣＵ１２からオン信号を付与されることにより開弁状態となる。
【００２５】後輪側油圧通路７８の、後輪側保持バルブ８２の上流側には、前輪側油圧通路９０が連通している。前輪側油圧通路９０には切替バルブ９２が配設されている。切替バルブ９２は常閉の電磁開閉バルブであり、ブレーキＥＣＵ１２からオン信号を付与されることにより開弁状態となる。前輪側油圧通路９０の、切替バルブ９２の下流側には、前輪側油圧通路９０の内部の油圧、すなわち、前輪側ブレーキ油圧ＰF を検出する油圧センサ９１が配設されている。油圧センサ９１の出力信号はブレーキＥＣＵ１２に供給されている。ブレーキＥＣＵ１２は油圧センサ９１の出力信号に基づいて前輪側ブレーキ油圧ＰF を検出する。
【００２６】前輪側油圧通路９０は、切替バルブ９２の下流側において、左前輪のホイルシリンダ９４へ至る左前輪油圧通路９６、及び、右前輪のホイルシリンダ９８へ至る右前輪油圧通路１００に連通している。左前輪油圧通路９６及び右前輪油圧通路１００には、それぞれ、左前輪保持バルブ１０２及び右前輪保持バルブ１０４が配設されている。左前輪保持バルブ１０２及び右前輪保持バルブ１０４には、それぞれ、逆止弁１０３及び１０５が並設されている。左前輪保持バルブ１０２及び右前輪保持バルブ１０４は、共に、常開の電磁開閉バルブであり、ブレーキＥＣＵ１２からオン信号を付与されることにより閉弁状態となる。また、逆止弁１０３及び１０５は、それぞれ、ホイルシリンダ９４、９８側から前輪側油圧通路９０側へ向かう流れのみを許容する。
【００２７】左前輪油圧通路９６の左前輪保持バルブ１０２とホイルシリンダ９４との間の部位、及び、右前輪油圧通路１００の右前輪保持バルブ１０４とホイルシリンダ９８との間の部位には、それぞれ、左前輪減圧通路１０６及び右前輪減圧通路１０８が連通している。左前輪減圧通路１０６及び右前輪減圧通路１０８は、共に、リザーバタンク５０に連通している。左前輪減圧通路１０６及び右前輪減圧通路１０８には、それぞれ、左前輪減圧バルブ１１０及び右前輪減圧バルブ１１２が配設されている。左前輪減圧バルブ１１０及び右前輪減圧バルブ１１２は、共に、常閉の電磁開閉バルブであり、ブレーキＥＣＵ１２からオン信号を付与されることにより開弁状態となる。
【００２８】マスタシリンダ３４には、マスタ圧通路１１４が連通している。マスタ圧通路１１４には、マスタシリンダ圧ＰM/C を検出するマスタ圧センサ１１６が配設されている。マスタ圧センサ１１６の出力信号はブレーキＥＣＵ１２に供給されている。ブレーキＥＣＵ１２は、マスタ圧センサ１１６の出力信号に基づいてマスタシリンダ圧ＰM/C を検出する。また、マスタ圧通路１１４には、ストロークシミュレータ１１８が連通している。
【００２９】マスタ圧通路１１４には、左前輪のホイルシリンダ９４へ至る左前輪マスタ圧通路１２０、及び、右前輪のホイルシリンダ９８へ至る右前輪マスタ圧通路１２２が連通している。左前輪マスタ圧通路１２０及び右前輪マスタ圧通路１２２には、それぞれ、マスタシリンダカットバルブ１２４及び１２６が配設されている。マスタシリンダカットバルブ１２４及び１２６は、共に、常開の電磁開閉バルブであり、ブレーキＥＣＵ１２からオン信号を付与されることにより閉弁状態となる。
【００３０】本実施例において、システムに異常が生じていない正常時には、ブレーキペダル３６が踏み込まれると同時にマスタシリンダバルブ１２４及び１２６は共に閉弁状態とされる。この場合、ブレーキペダル３６が踏み込まれたことによりマスタシリンダ圧ＰM/C が上昇すると、マスタシリンダ３４内のブレーキ液は上記ストロークシミュレータ１１８へ流入する。また、ブレーキペダル３６の踏み込みが解除され、マスタシリンダ圧ＰM/C が低下すると、ストロークシミュレータ１１８内のブレーキ液はマスタシリンダ３４へ流入する。従って、ストロークシミュレータ１１８によれば、マスタシリンダカットバルブ１２４及び１２６が閉弁されている状況の下で、ブレーキペダル３６に、ペダル踏力に応じたストロークを発生させることができる。
【００３１】システムに異常が生じたことが検出された場合には、マスタシリンダカットバルブ１２４及び１２６は共に開弁状態とされる。この場合、前輪側のホイルシリンダ９４、９８とマスタシリンダ３４とが連通することで、ホイルシリンダ９４、９８の油圧がマスタシリンダ圧ＰM/C を上限として昇圧されることが保証される。
【００３２】なお、以下、ホイルシリンダ７４、７６、９４、９８を区別しない場合は、参照番号を付さずに、単に「ホイルシリンダ」と称するものとする。油圧制御機構３２において、ブレーキペダル３６が踏み込まれ、かつ、何れの車輪にもロック傾向が生じていない通常ブレーキ時には、後輪側保持バルブ８２、後輪側減圧バルブ８８、左前輪保持バルブ１０２、右前輪保持バルブ１０４、左前輪減圧バルブ１１０、及び右前輪減圧バルブ１１２がオフ状態とされると共に、切替バルブ９２、及びマスタシリンダカットバルブ１２４、１２６がオン状態とされる。以下、この状態を通常ブレーキ状態と称する。
【００３３】通常ブレーキ状態においては、後輪側油圧通路７８、前輪側油圧通路９０、左前輪油圧通路９６、及び右前輪油圧通路１００が導通状態とされる。このため、後輪側ブレーキ油圧ＰR がプロポーショニングバルブ８４を介して後輪側のホイルシリンダ７４、７６に導かれると共に、前輪側ブレーキ油圧ＰF が前輪側のホイルシリンダ９４、９８に導かれる。従って、前輪側のホイルシリンダ圧ＰW/Cは前輪側ブレーキ油圧ＰF に一致する。上述の如く、後輪側ブレーキ油圧ＰR は、増圧制御バルブ６２の開度に応じて増圧され、減圧制御バルブ７０の開度に応じて減圧される。従って、後輪側ブレーキ油圧ＰR 及び前輪側ブレーキ油圧ＰFに基づいて、増圧制御バルブ６２又は減圧制御バルブ７０の開度を調整することによりホイルシリンダＰW/C を所望の油圧に制御することができる。
【００３４】何れかの車輪にロック傾向が生じたことが検出されると、その車輪についてＡＢＳ制御が開始される。例えば、左前輪ＦＬにロック傾向が生じたことが検出されると、左前輪ＦＬについてＡＢＳ制御が開始される。左前輪ＦＬについてのＡＢＳ制御は、通常ブレーキ状態において、左前輪保持バルブ１０２及び左前輪減圧バルブ１１０が開閉されることで実現される。
【００３５】通常ブレーキ状態において、左前輪保持バルブ１０２が閉弁されると共に、左前輪減圧バルブ１１０が開弁されると、ホイルシリンダ９４はリザーバタンク５０と連通する。この場合、ブレーキ液がホイルシリンダ９４からリザーバタンク５０へ流出することで、ホイルシリンダ９４の油圧が速やかに減圧される。この状態を、以下、減圧モードと称する。
【００３６】減圧モードによってホイルシリンダ９４の油圧が減圧された状態で、左前輪保持バルブ１０２が開弁されると共に、左前輪減圧バルブ１１０が閉弁されると、ホイルシリンダ９４は主油圧通路７８と連通する。このため、ホイルシリンダ９４の油圧は後輪側ブレーキ油圧ＰR に向けて増圧される。以下、この状態を、増圧モードと称する。
【００３７】また、左前輪保持バルブ１０２及び左前輪減圧バルブ１１０が共に閉弁されると、ホイルシリンダ９４は油圧アクチュエータ３８から遮断される。このため、ホイルシリンダ９４の油圧は保持される。この状態を、以下、保持モードと称する。左前輪ＦＬのＡＢＳ制御は、車輪のスリップ率が所定のしきい値以下に保持されるように、上記減圧モード、増圧モード、及び保持モードが切り替えて形成されることにより実行される。また、右前輪ＦＲのＡＢＳ制御についても同様に、右前輪保持バルブ１０４及び右前輪減圧バルブ１１２の開閉状態に応じて、減圧モード、増圧モード、及び保持モードが適宜切り替えて形成されることにより実現される。後輪側のＡＢＳ制御は、後輪側保持バルブ８２及び後輪側減圧バルブ８８が切り替えられることにより、左右後輪ＲＬ，ＲＲについて共通に実行される。
【００３８】上述の如く、本実施例の制動力制御装置によれば、駆動回生装置１４が発生する回生制動力ＦG と、油圧制御機構３２が発生する油圧制動力ＦL との和、すなわち、総制動力ＦALL を車両に作用させることができる。回生制動力ＦG が発生されると、その大きさに応じた回生エネルギーが充電電流としてバッテリ２４に供給される。従って、バッテリ２４の充電状態を維持する観点から、最大回生制動力ＦGmaxが要求制動力ＦREQ を上回らない限り、最大回生制動力ＦGmaxに等しい回生制動力ＦG を発生すると共に、要求制動力ＦREQ に対する不足分（ＦREQ−ＦGmax）に等しい油圧制動力ＦL を発生させることが望ましい。しかしながら、このように常に最大限の回生制動力ＦG を発生させるものとすると、以下のような不都合が生ずる。
【００３９】すなわち、上述の如く、最大回生制動力ＦGmaxは、バッテリ２４の充電状態、バッテリ２４の温度、及び車速等に応じて変動する。従って、最大回生制動力ＦGmaxに等しい回生制動力ＦG を発生させることとすると、最大回生制動力ＦGmaxが増加した場合に、その増加分だけ油圧制動力ＦL を減少させることが必要である。図２３、回生制動力ＦG 、油圧制動力ＦL 、及び要求制動力ＦREQ の時間変化の一例を示す。例えば、図２の期間ｔ1 〜ｔ2 に示す如く、要求制動力ＦREQが一定に保たれた状態で、最大回生制動力ＦGmaxの増加に伴って回生制動力ＦGがＦG1からＦG2に増加すると、油圧制動力ＦL をＦL1からＦL2まで、回生制動力ＦG のの増加勾配（＝（ＦG2−ＦG1）／（ｔ2 −ｔ1 ））に等しい勾配で減少させることが必要である。
【００４０】油圧制動力ＦL の減少は、ホイルシリンダ圧ＰW/C を減圧することにより、すなわち、ブレーキフルードをホイルシリンダから減圧制御バルブ７０を介して補助リザーバタンク６６へ流出させることにより実現される。この場合、ホイルシリンダからのブレーキフルードの流出流量は、ホイルシリンダ圧ＰW/C や減圧制御バルブ７０のオリフィス等の影響で制限され、かかる流出流量の制限により、ホイルシリンダ圧ＰW/C の減圧勾配の最大値（以下、最大減圧勾配ΔＰmax と称す）も一定以下に制限されることとなる。従って、最大回生制動力ＦGmaxが急増した場合、最大減圧勾配ΔＰmax が回生制動力ＦG の増加勾配に対して不足し、総制動力ＦALL （＝油圧制動力ＦL ＋回生制動力ＦG ）が要求制動力ＦREQ を上回る事態が起こり得る。総制動力ＦALL が要求制動力ＦREQ を上回ると、運転者が意図する制動力よりも大きな制動力が発生することとなり、運転者に対して不自然なブレーキフィーリングを与えてしまう。
【００４１】かかる不都合を回避するには、回生制動力ＦG の増加勾配を最大減圧勾配ΔＰmax に応じて抑制することが必要である。しかしながら、回生制動力ＦG の増加勾配を制限すると、バッテリ２４へ供給される回生エネルギーが減少することとなる。従って、最大限の回生エネルギーを確保するには、回生制動力ＦG の増加勾配の抑制を必要最小限の範囲に止めることが要求される。
【００４２】図４は、ホイルシリンダ圧ＰW/C を最大の勾配で減圧すべく減圧制御バルブ７０を全開とした場合のホイルシリンダ圧ＰW/C の時間変化の一例を示すタイムチャートである。図４に示す如く、ホイルシリンダ圧ＰW/C が低下するにつれて、、最大減圧勾配ΔＰmax は減少する。これは、後述する如く、ホイルシリンダ圧ＰW/C が小さくなるほど、減圧制御バルブ７０の出入口間の差圧が低下し、ホイルシリンダからのブレーキフルードの流出流量が減少するためである。
【００４３】本実施例の制動力制御装置は、上記の如く最大減圧勾配ΔＰmax がホイルシリンダ圧ＰW/C の値に依存して変化することに鑑みて、ホイルシリンダ圧ＰW/C から各時点での最大減圧勾配ΔＰmax を推定し、その推定値に基づいて回生制動力ＦG の増加勾配を決定することにより、総制動力ＦALL が要求制動力ＦREQ を上回ることを防止しつつ、最大限の回生エネルギーを確保し得る点に特徴を有している。以下、本実施例のかかる特徴部について説明する。
【００４４】まず、最大減圧勾配ΔＰmax を推定する手法について説明する。本実施例において、減圧制御バルブ７０が開弁されると、ホイルシリンダから、ホイルシリンダと補助リザーバタンク６６との間の差圧Ｐdiffに応じた流量Ｑのブレーキフルードが補助リザーバタンク６６へ流出する。そして、流出流用Ｑに応じた勾配で、ホイルシリンダ圧ＰW/C が減圧される。補助リザーバタンク６６の内部は、ほぼ大気圧に等しい圧力に保持されている。従って、ホイルシリンダと補助リザーバタンク６６との間には、ホイルシリンダ圧ＰW/C に等しい差圧Ｐdiffが生じているとみなすことができる。差圧Ｐdiffがホイルシリンダ圧ＰW/C に等しい場合、上記流量Ｑは次のオリフィスの式で表される。
【００４５】
【数１】

【００４６】ただし、Ａはホイルシリンダから補助リザーバタンク６６までの経路の開口面積であり、主として減圧制御バルブ７０のオリフィス面積により規定される。また、Ｃは流量係数、γはブレーキフルードの比重量であり、何れも定数である。一方、ホイルシリンダ圧ＰW/C とホイルシリンダの消費油量Ｖ（すなわち、ホイルシリンダ内の総ブレーキフルード量Ｖ）との関係は、ホイルシリンダに固有の特性となる。図５は、ホイルシリンダ圧ＰW/C と消費油量Ｖとの関係の一例を示す図である。図５に示す如く、ホイルシリンダ圧ＰW/C と消費油量Ｖとの間には、ホイルシリンダ圧ＰW/C が大きくなるほど、消費油量Ｖの勾配が小さくなるような非線型な関係が存在する。ここで、消費油量Ｖの減少勾配はホイルシリンダからのブレーキフルードの流出流量Ｑに相当する。従って、ホイルシリンダＰW/C と消費油量Ｖとの間の関係がＶ＝ｆ（ＰW/C ） ・・・ （２）
で表されるものとすると、流量Ｑは次式で表される。
【００４７】
【数２】

【００４８】（１）、（３）式より、次式が導かれる。
【００４９】
【数３】

【００５０】ところで、上記した最大減圧勾配ΔＰmax は、減圧制御バルブ７０を全開とした場合のホイルシリンダ圧ＰW/C の減圧勾配（＝−ｄＰW/C ／ｄｔ）である。従って、減圧制御バルブ７０が全開とされた場合の開口面積ＡをＡ0 とすると、最大減圧勾配ΔＰmax は次式で表される。
【００５１】
【数４】

【００５２】（５）式において、Ｃ、γ、Ａ0 は定数である。また、ｆ（ＰW/C ）は各ホイルシリンダに固有の特性であって既知であるため、ＰW/C が与えられればｄｆ（ＰW/C ）／ｄＰW/C の値を求めることができる。従って、（５）式を用いて、ホイルシリンダ圧ＰW/C から最大減圧勾配ΔＰmax を推定することができる。そして、最大減圧勾配ΔＰmax に、ブレーキ装置の特性に応じた適当な定数を乗ずることにより、油圧制動力ＦL の最大減少勾配（以下、油圧最大減少勾配ΔＦmaxと称す）を推定することができる。
【００５３】本実施例において、ブレーキＥＣＵ１２は、油圧センサ９１の出力信号に基づいてホイルシリンダ圧ＰW/C を検出する。そして、上記の手法により油圧最大減少勾配ΔＦmax を推定し、推定されたΔＦmax を回生ＥＣＵ１０へ通知する。回生ＥＣＵ１０は、回生制動力ＦG の増加勾配がΔＦmax を上回らない範囲で、可能な限り大きな回生制動力ＦG を発生させるべく、駆動回生装置１４を制御する。一方、ブレーキＥＣＵ１２は、回生制動力ＦG の要求制動力ＦREQ に対する不足分に相当する油圧制動力ＦL を発生させるべく、油圧制御機構３２を制御する。従って、本実施例の制動力制御装置によれば、総制動力ＦALL を要求制動力ＦREQ に等しい値に制御しつつ、最大限の回生制動力ＦG （従って、最大限の回生エネルギー）を確保することができる。
【００５４】以下、図６及び図７を参照して、本実施例においてブレーキＥＣＵ１２及び回生ＥＣＵ１０が実行する具体的な処理の内容について説明する。図６は、本実施例においてブレーキＥＣＵ１２が実行するルーチンの一例を示すフローチャートである。また、図７は、本実施例において回生ＥＣＵ１０が実行するルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、図６及び図７に示すルーチンは所定の時間間隔Ｔで互いに同期して起動される定時割込みルーチンである。
【００５５】図６に示すルーチンが起動されると、先ず、ステップ２００において、マスタシリンダ圧ＰM/C が検出された後、ステップ２０２において、マスタシリンダ圧ＰM/C に基づいて要求制動力ＦREQ が決定される。ステップ２０２の処理が終了されると、次に、ステップ２０４において、ホイルシリンダ圧ＰW/C が検出される。ステップ２０４の処理が終了されると、次にステップ２０６において、ホイルシリンダ圧ＰW/C から、上記の手法により油圧最大減少勾配ΔＦmax を推定するための演算処理が実行される。ステップ２０６の処理が終了すると、次にステップ２０８において、上記ステップ２０２、２０６で求められた要求制動力ＦREQ 及び油圧最大減少勾配ΔＦmax を示す信号が回生ＥＣＵ１０へ向けて送信される。
【００５６】回生ＥＣＵ１０は、図７に示すルーチンのステップ３００において、ブレーキＥＣＵ１２から送信された上記信号を受信する。ステップ３００において信号の受信が完了されると、次にステップ３０２以降の処理が実行される。ステップ３０２では、バッテリー２４の充電状態、温度、車速等に基づいて、駆動回生装置１４が発生し得る最大回生制動力ＦGmaxが検出され、続くステップ３０４において、要求制動力ＦREQ が最大回生制動力ＦGmaxに比して大きいか否かが判別される。その結果、ＦREQ ＞ＦGmaxが成立するならば、次にステップ３０６において、回生制動力ＦG の目標値ＦG0が最大回生制動力ＦGmaxに等しい値に設定された後、ステップ３０８の処理が実行される。一方、ステップ３０４においてＦREQ＞ＦGmaxが不成立ならば、ステップ３１０において目標値ＦG0が要求制動力ＦREQ に等しい値に設定された後、ステップ３０８の処理が実行される。
【００５７】ステップ３０８では、前回のルーチンで発生された回生制動力ＦG の値ＦG (t-1) に対する今回の目標値ＦG0の増分ＤＦG （＝ＦG0−ＦG (t-1) ）が演算される。ステップ３０８に続くステップ３１０では、ＤＦG が油圧最大減少勾配ΔＦmax とルーチンの実行時間間隔Ｔとの積に比して大きいか否かが判別される。その結果、ＤＦG ＞ΔＦmax ・Ｔが成立するならば、目標値ＦG0に等しい回生制動力ＦG が発生されると、回生制動力ＦG の増加勾配（＝ＤＦG ／Ｔ）が油圧最大減圧勾配ΔＦmax を上回り、要求制動力ＦREQ よりも大きな総制動力ＦALL が発生されてしまうと判断される。この場合、次にステップ３１２において、回生制動力ＦG の増分ＤＦG がΔＦmax ・Ｔに等しい値に設定された後、ステップ３１４の処理が実行される。一方、ステップ３１０において、ＤＦG ＞ΔＦmax ・Ｔが不成立ならば、目標値ＦG0に等しい回生制動力ＦG が発生されても、回生制動力ＦG の増加勾配が油圧最大減少勾配ΔＦmax を上回ることはないと判断される。この場合、ステップ３１２の処理はスキップされて、次にステップ３１４の処理が実行される。ステップ３１４では、回生制動力ＦG の目標値ＦG0が、前回値ＦG (t-1) と増分ＤＦG との和に等しい値に設定される。
【００５８】上記ステップ３１０〜３１４の処理によれば、回生制動力の目標値ＦG0は、その増加勾配（＝ＤＦG ／Ｔ）が油圧最大減少勾配ΔＦmax を上回らない範囲で、最大限の大きさに設定される。ステップ３１４の処理が終了されると、次にステップ３１６において、回生制動力ＦG の目標値ＦG0を示す信号がブレーキＥＣＵ１２に向けて送信され、続くステップ３１８において、目標値ＦG0に等しい回生制動力ＦG を発生させるべく、駆動回生装置１４に対して指令信号が供給される。ステップ３１８の処理が終了されると、今回のルーチンは終了される。
【００５９】ブレーキＥＣＵ１２は、図６に示すルーチンのステップ２１０において、回生ＥＣＵ１０から回生制動力ＦG の目標値ＦG0を示す信号を受信する。信号の受信が完了すると、次にステップ２１２において、油圧制動力ＦL の目標値ＦL0が最大要求制動力ＦREQ と回生制動力ＦG の目標値ＦG0との差（ＦREQ −ＦG ）に等しい値に設定された後、ステップ２１４において、目標値ＦL0に等しい油圧制動力ＦL を発生させるべく油圧制御機構３２に対して指令信号が供給される。
【００６０】上述の如く、回生制動力ＦG の目標値ＦG0は演算式ＦG0＝ＦG (t-1) ＋ＤＦGにより設定されている。従って、ステップ２１２の演算処理により、ＦL0は、（ＦREQ −ＦG (t-1) ）−ＤＦG に等しい値となる。ところで、上記図６及び図７に示すルーチンの実行時間間隔Ｔは、想定される要求制動力ＦREQ の変化の周期に対して十分に短い値に設定されているため、要求制動力ＦREQ の値は、前回のルーチン実行時から変化していないとみなすことができる。従って、（ＦREQ −ＦG (t-1) ）は、前回のルーチンの実行時に発生された油圧制動力ＦL に等しい値となる。また、上述の如く、ＤＦG は、油圧減少勾配ΔＦmax とルーチンの実行時間間隔Ｔとの積ΔＦmax ・Ｔを超えないように設定されている。このため、上記ステップ２１４においては、油圧最大減少勾配ΔＦmax に制限されることなく、目標値ＦL0に等しい油圧制動力ＦL を発生させ得ることが保証される。従って、上記図６及び図７に示すルーチンによれば、常に、要求制動力ＦREQ に等しい総制動力ＦALL を発生させることができる。
【００６１】上述の如く、本実施例では、各時点でのホイルシリンダ圧ＰW/C に基づいて油圧最大減少勾配ΔＦmax が推定され、回生制動力ＦG は、その増加勾配が推定されたΔＦmax を上回らない範囲で最大限に設定される。従って、本実施例の制動力制御装置によれば、要求制動力ＦREQ に等しい総制動力ＦALL を発生させつつ、回生エネルギーを最大限に確保することができる。
【００６２】なお、上記実施例においては、ルーチンの実行時間間隔Ｔの間に要求制動力ＦREQ は一定であるとみなすこととした。しかしながら、要求制動力ＦREQ の変化を考慮すべく、過去の要求制動力ＦREQ の値を用いて要求制動力ＦREQ の勾配を推定し、回生制動力ＦG の増加勾配と要求制動力ＦREQ の増加勾配との和が最大油圧減少勾配ΔＦmax を超えないように回生制動力ＦG を決定することとしてもよい。
【００６３】なお、上記実施例においては、油圧制御機構３２が請求項に記載した油圧制動手段に、駆動回生装置１４が請求項に記載した回生制動手段に、それぞれ、相当している。また、ブレーキＥＣＵ１２が図６に示すルーチンを実行すると共に回生ＥＣＵ１２が図７に示すルーチンを実行することにより請求項に記載した協調制御手段が、ブレーキＥＣＵ１２が図６に示すルーチンのステップ２０６の処理を実行することにより請求項に記載した油圧最大減少勾配推定手段が、回生ＥＣＵ１０が図７に示すルーチンのステップ３１０及び３１２の処理を実行することにより請求項に記載した回生増加勾配決定手段が、それぞれ実現されている。
【００６４】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、油圧制動力と回生制動力との和が要求制動力を上回るのを防止しつつ、回生エネルギーを最大限に確保することができる。
【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）５月１８日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
【公開番号】 特開平１１−３３２００８
【公開日】 平成１１年（１９９９）１１月３０日
【出願番号】 特願平１０−１３５４３１