| 【発明の名称】 |
車両用回生協調ブレーキ制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 英夫
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| 【要約】 |
【課題】総制動トルクの不足や過剰となくし、回生協調解除時においても、スムーズに総制動トルクを繋げる。
【解決手段】回生協調ブレーキ制御装置において、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、前記減圧手段が制動油圧の減圧を解除してから一定期間、前記減速度検出手段が検出する減速度が一定になるように、前記モータの回生制動トルク値を補正する補正手段と、を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ブレーキの制動力を入力する手段と、該入力手段の操作量に応じた油圧を発生する油圧制御手段と、前記入力手段の操作量に基づいて総制動トルク要求値を算出する総制動トルク要求演算手段と、車両の状態に基づいて回生制動を実施するのか否かを判断する回生協調判断手段と、該回生協調判断手段が回生制動を実施すると判断した場合に、前記油圧制動手段の制動油圧を一定量減圧する減圧手段と、前記回生協調判断手段が回生制動を実施すると判断した場合に、電動機に所定量の回生トルクを発生する回生制動制御手段と、を有する回生協調ブレーキ制御装置において、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、前記減圧手段が制動油圧の減圧を解除してから一定期間、前記減速度検出手段が検出する減速度が一定になるように、前記モータの回生制動トルク値を補正する補正手段と、該補正手段が補正した回生制動トルク値の補正量を学習値として前記電動機が発生する回生制動トルクを補正する回生制動トルク学習補正手段と、を有する事を特徴とする車両用回生協調ブレーキ制御装置。
【請求項２】 前記補正手段は、前記一定期間経過後に制動トルクの補正を停止する場合には、前記電動機が発生する回生制動トルクを所定の比率で減少させること、を特徴とする請求項１記載の車両用回生協調ブレーキ制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用回生協調ブレーキ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両用回生協調ブレーキ制御装置として、例えば、特開平７−２２３５３２号公報に開示された装置がある。
【０００３】この従来の車両用回生協調ブレーキ制御装置は、油圧制御手段とモータ回生制動手段を有する電気自動車において、油圧制動の作用回数、油圧制動力の延べ作用時間、減速度の積算値等に基づいて、パッドとブレーキの擦りあわせが得られたことを確認できる迄の間は、回生制動を優先して行い、擦りあわせが確認できた後は、要求制動力が油圧制動力と回生制動力の合計となるように制動力配分を決定するものである。パッドとロータの擦りあわせができる迄は、油圧制動力の制御精度が特に得られにくく、この様な状況では、要求制動力＝油圧制動力＋回生制動力を正確に実現することが難しい。そもそも回生協調ブレーキ制御システムにおいて、本式が満足できないと、制動過多や不足を招いてしまう。上記従来例は、この問題を解決できる構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の従来の車両用回生協調ブレーキ制御装置にあっては、摩擦係数のバラツキや温度特性等によって油圧制動力は大きく影響を受けやすいので、パッドとロータの擦りあわせを確認して制御を行っても、電流制御により実現されるモータ回生制動力に比べて制御制動が低いために、モータ回生制動トルクと配分を切替えた際に、総制動トルクが変動してしまい制動フィーリングを悪化させる、という問題があった。
【０００５】本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、制動油圧の一定減圧を解除してから一定期間、駆動輪減速度（又は車両減速度）が一定になるように、回生制動トルク指令値をフィードバック補正する駆動輪減速度フィードバック制御手段と、駆動輪減速度フィードバック制御手段で算出された回生制動トルク指令値補正量に基づいて、フィードバック制御終了後も回生制動トルク指令値の補正を行う回生制動トルク学習補正手段と、を有する事により上記問題点を解決する事を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために本発明の車両用回生協調ブレーキ制御装置は、図１に示すように、ブレーキの制動力を入力する手段と、該入力手段の操作量に応じた油圧を発生する油圧制御手段と、前記入力手段の操作量に基づいて総制動トルク要求値を算出する総制動トルク要求演算手段と、車両の状態に基づいて回生制動を実施するのか否かを判断する回生協調判断手段と、該回生協調判断手段が回生制動を実施すると判断した場合に、前記油圧制動手段の制動油圧を一定量減圧する減圧手段と、前記回生協調判断手段が回生制動を実施すると判断した場合に、電動機に所定量の回生トルクを発生する回生制動制御手段と、を有する回生協調ブレーキ制御装置において、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、前記減圧手段が制動油圧の減圧を解除してから一定期間、前記減速度検出手段が検出する減速度が一定になるように、前記モータの回生制動トルク値を補正する補正手段と、を設けた。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態における構成図である。交流同期モーターにより回生ブレーキトルク制御する間、ブレーキ油圧を減圧制御する事で、回生エネルギーを効率的に回収する「回生協調ブレーキ制御システム」に本案を応用した実施例である。１はドライバーが操作するブレーキペダルであり、２の油圧ブースタ、３のマスタシリンダに連結する。２は油圧ブースタであり、ポンプによってアキュムレータに蓄積された高圧（圧力スイッチのよりシーケンス制御されている）を用いて、ブレーキ圧を倍力してマスタシリンダに供給する。また、この高圧は、後述の減圧機構で作られた減圧状態を解除する際にも利用される。４はホイルシリンダである。５は一段減圧機構であり、プロポーショナルバルブとリリーフバルブの組み合わせ等で構成され、入力圧と出力圧の関係は図２で示される。６は一段減圧機構をバイパスする経路上に設けられた電磁ＯＮ／ＯＦＦバルブであり、ＯＮ（閉）することで一段減圧機構を有効にし、ＯＦＦすることで一段減圧機構を無効にできる。７はストロークコントロールシリンダ、８と９は電磁ＯＮ／ＯＦＦバルブ、１０はリザーバである。これらの組み合わせで、ブレーキ踏み込み時に図２の特性の一段減圧機構によって生じるペダルストロークの目詰まり感を回避する機能や、電磁バルブ６をＯＦＦして減圧状態を解除する際に、ＨＢＢよりＭ／Ｃ圧担当の高圧を導入して速やかな増圧復帰を行う機能を有する。１１は油圧制御コントローラであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、デジタルポート、Ａ／Ｄポート、各種タイマ機能を内蔵するワンチップマイコン（あるいは同機能を実現する複数チップ）と、高速通信用回路、各アクチュエータ駆動用回路によって構成される。図１はホイルシリンダ１輪分に関して構成を示しているが、他の３輪分も同様であり記載を省略している。１５は車両用駆動輪に減速機構を介して連結された交流同期モータであり、駆動トルク制御や、回生ブレーキ制御による車両運動エネルギーのバッテリへの回収を行うものである。１４は直流交流変換用電流制御回路であり、直流バッテリ１３と交流同期モータ１５の間に位置して、１２のモータコントローラからの３相ＰＷＭ信号に基づいて、交流電流と直流電流の変換を行う。１２のモータコントローラは、１１の油圧制御コントローラから通信によって受信した回生ブレーキトルク指令値に基づいて、回生ブレーキトルクを制御する。また、駆動時にはモータによる駆動トルク制御を行う。さらにバッテリ１３の充電状態、温度などで決まる最大許容回生トルク値を算出して、通信を介して、１１の油圧制御コントローラへ送信する。
【０００８】図３は油圧制御コントローラ１１のマイコンが行う制御動作を示し、同図のルーチンは一定周期（例えば５msec）ごとに実施される。
【０００９】Ｓ１では、マイコン内臓のＡ／Ｄ変換機を用いて、Ｍ／ＣＹＬ圧の信号を計測し、所定の物理単位に変換してＰｍｃを算出する。
【００１０】Ｓ２では、マイコン内臓のインプットキャプチャ機能付きのタイマを用いて、駆動輪回転速度を計測する。さらに近似微分処理を施して駆動輪減速度αｖを算出する。
【００１１】Ｓ３では、モータコントローラとの間の高速通信受信バッファから、最大許容回生トルクＴｍｍａｘを読み込む。
【００１２】Ｓ４では、Ｍ／ＣＹＬ圧Ｐｍｃと、予めＲＯＭに記憶した車両緒言定数Ｋ１を用いて、ドライバー制動トルク要求値Ｔｂｄｅｍを算出する。
Ｔｂｄｅｍ＝Ｐｍｃ×定数Ｋ１定数Ｋ１＝Ｗ／ＣＹＬ面積×ブレーキロータ有効半径×ブレーキパッド摩擦係数Ｓ５では、回生協調制御の実施可否を、Ｍ／Ｃ圧、ブレーキＳＷ状態、最大回生トルクＴｍｍａｘから判断する。ブレーキが踏み込まれた状態で、かつ、最大回生トルクＴｍｍａｘに余裕がある場合のみ回生協調を実施するためにＳ６へ進む。そうでない場合はＳ８へ進む。Ｓ６では、一段減圧バルブを有効とする（減圧する）為に電磁バルブ６をＯＮする。Ｓ７では、下式を用いて回生トルク指令値Ｔｍｃｏｍを算出する。
Ｔｍｃｏｍ＝ｍｉｎ（Ｔｂｄｅｍ、減圧分トルク学習値Ｔｇａｋｕ）
更に、減圧トルク学習値Ｔｇａｋｕが選択された時のみ学習可能フラグを１にセットする。Ｔｂｄｅｍが選択された時はクリアする。また、Ｔｇａｋｕ_ｏｌｄ＝Ｔｇａｋｕを実施する。Ｓ８では、一段減圧バルブを無効とする（増圧する）為に電磁バルブ６をＯＦＦする。Ｓ９では、減圧解除（増圧）してからの所定時間をカウントして所定時間以内かつ、学習可能フラグ＝１であればＳ１０へ進み、そうでなければＳ１２へ進む。Ｓ１０では、駆動輪減速度αｖが一定値となるように、フィードバック制御を行い回生トルク指令値を決定する。本実施例ではＰＩ制御とする。
Ｔｍｃｏｍ＝Ｋｐ×（αｖ_ｃｏｍ−αｖ）＋ＫＩ×｛（αｖ_ｃｏｍ−αｖ）の積分値｝
Ｓ１１では、下式を用いて減圧分トルク学習値Ｔｇａｋｕを更新する。
Ｔｇａｋｕ＝Ｔｇａｋｕ_ｏｌｄ−ＴｍｃｏｍＳ１２では、電磁バルブ６をＯＮ／ＯＦＦ駆動する為のポート出力を行う。回生モータトルク指令値を高速通信を用いて、モータトルクコントローラへ送信するための送信処理を行う。
【００１３】図４は、本発明の実施の形態におけるトルク特性図である。時点Ａから時点Ｃの間ドライバーがブレーキペダルを踏み込み、さらに時点Ａから時点Ｄの間は、回生協調（油圧制動トルクの低減、回生制動トルクの発生）が許可実施される事を想定されている。制御の目標は、総制動トルク要求値（Ｍ／Ｃ圧から算出）と実際の総制動トルクを常に一致させながら、油圧制動分と回生制動分の配分を可変することである。
【００１４】従来例（上段）の場合、油圧制動トルクの一段低減分（バルブ特性やパッド／ロータ間の摩擦係数に依存）と、回生制動トルクが一致してないので、総制動トルクが過不足が起こる。また回生協調解除時に、総制動トルク要求値が一定にも関わらず、実際の総制動トルクが変化してしまう。これはドライバーが何度ブレーキを踏んでも同じような減少が発生する。制動力の過不足や段差がドライバーにとって違和感となる。（図４は総制動トルクが不足する場合の例である）
本案（下段）の場合、回生協調が解除されてからの一定期間のみ、駆動輪減速度が一定となるように、回生トルクをフィードバック制御を行う。つまり、回生協調解除前後において総制動トルクが一定となるように回生トルクが補正される。この時、回生協調解除前後の回生トルク（定常値）の差を、一段減圧に基づく油圧制動トルク低減分として学習記憶する。２回目以降のブレーキ踏み込み操作時には、この学習値を用いて回生トルクが決定されるので、従来例のような総制動トルクの不足や過剰といったことが起こりにくい。回生協調解除時においても、スムースに総制動トルクが繋がる。
【００１５】なお、本実施例では回生協調解除時（図４における時点Ｄ）に回生制御トルクを補正し、一定時間が経過すると回生制動トルクの発生を停止しているが、この停止により発生する段差による影響を低減するために、補正した回生制動トルクを所定の比率で減少させ、徐々に０にする事により対応する事ができる。
【００１６】以上説明したように、本発明の実施の形態にあっては、ブレーキの制動力を入力する手段と、該入力手段の操作量に応じた油圧を発生する油圧制御手段と、前記入力手段の操作量に基づいて総制動トルク要求値を算出する総制動トルク要求演算手段と、車両の状態に基づいて回生制動を実施するのか否かを判断する回生協調判断手段と、該回生協調判断手段が回生制動を実施すると判断した場合に、前記油圧制動手段の制動油圧を一定量減圧する減圧手段と、前記回生協調判断手段が回生制動を実施すると判断した場合に、電動機に所定量の回生トルクを発生する回生制動制御手段と、を有する回生協調ブレーキ制御装置において、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、前記減圧手段が制動油圧の減圧を解除してから一定期間、前記減速度検出手段が検出する減速度が一定になるように、前記モータの回生制動トルク値を補正する補正手段と、を設けた構造にしたため、総制動トルクの不足や過剰と行った事が起こりにくく、回生協調解除時においても、スムーズに総制動トルクが繋がる、という効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明の車両用回生協調ブレーキ制御装置にあっては、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、前記減圧手段が制動油圧の減圧を解除してから一定期間、前記減速度検出手段が検出する減速度が一定になるように、前記モータの回生制動トルク値を補正する補正手段とを設け、補正手段が補正した回生制動トルク値の補正量を学習値として電動機が発生する回生制動トルクを補正する構成であるために、減圧手段が制動油圧を減圧した事により制動力が変化しても回生協調制動から単独油圧制動に切替え時に総制動トルクの変動を抑える事ができるという効果がある。さらに、請求項２記載の発明にあっては、補正手段が、制動トルクの補正を停止する際に発生する、総制動トルクの変動を抑える事ができる、という効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年２月２４日（１９９９．２．２４） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４５００３（Ｐ２０００−２４５００３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月８日（２０００．９．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４５７３８ |
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