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【発明の名称】 車両の制動装置
【発明者】 【氏名】山本 康典

【氏名】伊与田 輝
【要約】 【課題】要求制動力が大きいときに回生制動と摩擦制動との両方の制動を行う場合に、急制動時の制動応答性を確保する。

【解決手段】例えばブレーキ操作量に基づいて要求制動力Ｇｔが決定される。車速に応じて決定されるモータ２で得られる最大回生制動力Ｇｒｍが要求制動力Ｇｔよりも大きいときは、回生制動力のみによる制動が行われる。最大回生制動力Ｇｒｍよりも要求制動力Ｇｔが大きいときは、回生制動とディスクブレーキ等による摩擦制動とが行われる。回生制動と摩擦制動との両方の制動が行われるとき、例えばブレーキ操作速度が大きい急制動時には、急制動でないときに比して、応答性に優れた摩擦制動の割合が大きくされる（応答性の悪い回生制動の割合が小さくされる）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両の動力伝達経路に設けられ、回生制動力を発生させて回生制動を行う回生制動手段と、運転者のブレーキペダル操作に応じて、車両に摩擦制動力を発生させて摩擦制動を行う摩擦制動手段と車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段の検出結果に基づき、前記回生制動手段と摩擦制動手段とを制御する制御手段と、を備え前記制御手段は、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に基づいて決定される要求制動力が所定値より小さいときは回生制動のみを行い、該要求制動力が該所定値よりも大きいときは、前記回生制動と摩擦制動との両方を行うと共に、急制動が必要と判定されたときは急制動が必要と判定されない場合に比して全制動力に対する回生制動力の比率を小さくする、ことを特徴とする車両の制動装置。
【請求項２】請求項１において、前記要求制動力がブレーキペダルの操作量に基づいて決定される、ことを特徴とする車両の制動装置。
【請求項３】請求項１において、前記要求制動力が障害物との距離に基づいて決定される、ことを特徴とする車両の制動装置。
【請求項４】請求項２において、前記急制動の要否がブレーキペダルの操作速度に基づいて決定される、ことを特徴とする車両の制動装置。
【請求項５】請求項１において、ブレーキペダルの操作速度が大きいほど前記比率が小さくされる、ことを特徴とする車両の制動装置。
【請求項６】請求項１において、アクセルが操作されているときは前記要求制動力が大きい値に補正される、ことを特徴とする車両の制動装置。
【請求項７】請求項１において、アクセルが操作されているときは前記比率がより小さくされる、ことを特徴とする車両の制動装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車やハイブリッドカーにおいては、減速時に、走行エネルギを電気エネルギに変換してそのときの抵抗により制動力を得る回生制動を行うことが一般的である。特開平１０ー２６４７９３号公報においては、ブレーキペダルの操作状態に応じて設定される要求制動力が小さいときは回生制動のみを行い、回生制動力のみでは制動力が不足するときは、車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動を併せて行うものが提案されている。また、特開平１０ー２２９６０８号公報においては、急制動時に、回生制動と摩擦制動との両方によって制動を行うものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、回生制動においては、回生エネルギが回収されることから、燃費向上の上で好ましいものとなる。このため、ブレーキペダルの操作状態に応じて設定される要求制動力の範囲内では回生制動のみを行い、回生制動のみでは要求制動力を満足できないときに摩擦制動を併せて行うことが好ましいものである。
【０００４】上述のように、要求制動力が大きい時に回生制動と摩擦制動とを併せて行う場合、例えば急制動時のように要求制動力が大きいときは回生制動と摩擦制動との両方が行われることになるが、従来のものでは、回生制動の不足分を摩擦制動で補うという制動手法となり、応答性の点で問題になり易いということが判明した。すなわち、回生制動を行う場合は、まず回生制動力を設定する制御が行われた後，設定された回生制動力を実現する制御が行われることになり、実際に回生制動力が得られるまでにかなりの時間的遅れを生じてしまうことになる。
【０００５】本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、要求制動力が大きいときに回生制動と摩擦制動とを併せて行う場合に、急制動時での制動応答性に優れた車両の制動装置を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明にあっては、次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、車両の動力伝達経路に設けられ、回生制動力を発生させて回生制動を行う回生制動手段と、運転者のブレーキペダル操作に応じて、車両に摩擦制動力を発生させて摩擦制動を行う摩擦制動手段と車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段の検出結果に基づき、前記回生制動手段と摩擦制動手段とを制御する制御手段と、を備え前記制御手段は、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に基づいて決定される要求制動力が所定値より小さいときは回生制動のみを行い、該要求制動力が該所定値よりも大きいときは、前記回生制動と摩擦制動との両方を行うと共に、急制動が必要と判定されたときは急制動が必要と判定されない場合に比して全制動力に対する回生制動力の比率を小さくする、ようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。
【０００７】
【発明の効果】請求項１によれば、要求制動力が大きいときは、回生制動と摩擦制動とを併せて行って要求制動力を確実に確保しつつ、急制動時には急制動でない時に比して、相対的に応答遅れの大きい回生制動の割合を小さくしてつまり応答性に優れた摩擦制動の割合を増大させて、応答性の点でも満足のいくものとなる。請求項２によれば、要求制動力を、運転者によるブレーキ要求の程度を十分に反映して設定することができる。請求項３によれば、要求制動力を、障害物を避けるために好ましい大きさとして設定することができる。
【０００８】請求項４によれば、急制動であるか否かを、ブレーキペダルの操作速度に基づいて正確に決定する事ができる。請求項５によれば、ブレーキペダルの操作速度が大きいほどつまり急制動の度合いが高いときほど、回生制動の割合を小さくして、応答性を十分に確保することができる。請求項６によれば、制動時にアクセルが操作されているときは運転者がパニック状態であると考えられるので、このときは要求制動力を大きくして、安全確保の上でまた制動の応答性を確保する上で好ましいものとなる。請求項７によれば、制動時にアクセルが操作されているときは運転者がパニック状態であると考えられるので、このときは回生制動の割合を小さくして、制動の応答性を確保する上で好ましいものとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、ハイブリッドカーの駆動系統を示すもので、１は走行駆動用エンジン（内燃機関で、実施形態では多気筒エンジン）、２は走行駆動用モータ（電動機）である。エンジン１の出力（発生トルク）は、トルクコンバ−タ３、電磁クラッチ４、多段変速歯車機構からなる自動変速機５へ入力される。自動変速機５からの出力は、連動機構としての歯車６、７、８を介して、駆動輪としての左右前輪９ＦＬ、９ＦＲ用のデファレンシャルギア１０へと伝達される。また、モータ２の出力は、連動機構としての歯車１１、１２を介して上記歯車６へと伝達されて、最終的に駆動輪としての左右前輪９ＦＲ、９ＦＬへと伝達される。モータ２の電圧源としてバッテリ（蓄電器でコンデンサも含む）１３が設けられ、このバッテリ１３への充電が、エンジン１により機械的に駆動される電動機としての発電機１４によって行われる。
【００１０】自動変速機５は、実施形態では、前進４段、後進１段とされている。エンジン１と発電機１４との連動機構１５中には、電磁クラッチ１６が組み込まれて、適宜エンジン１と発電機１４との連結が切断可能とされている。また、発電機１４は、急速にエンジン１を始動させるために、通常の自動車に装備されている発電機に比して十分に大型とされているが、走行駆動用のモータ１２に比しては十分小型とされている。
【００１１】図２は、ブレーキ（制動）回路例を示すものである。この図２中、２１は、ブレーキペダル２２の操作量（踏み込み量）に応じてブレーキ液圧を発生させる第１液圧発生源としてのマスタシリンダである。また、第２液圧発生源としてのポンプ装置２３が設けられている。このポンプ装置２３は、２台のポンプ２４と、ポンプ２４を駆動する１つのモータ２５とを備えている。各ポンプ２４は、マスタシリンダ２１のリザーバタンク２１ａから逆止弁２６を介してブレーキ液を吸い込んで、高圧のブレーキ液を逆止弁２７を介してアキュムレータ２８に吐出する。ポンプ２４から吐出された余剰ブレーキ液は、逆止弁２９を介してリザーバタンク２１ａに戻される。アキュムレータ２８に蓄圧されたブレーキ液は、リニアソレノイドバルブＬＳＶ２９によって所望の圧力に調圧された後、リザーバ３０に供給される。
【００１２】各車輪に設けられたブレーキ装置つまり摩擦力によって制動を行う摩擦制動装置は、実施形態では全てディスクブレーキとされ、左前輪用ブレーキ装置が符号３１ＦＬで示され、右前輪用ブレーキ装置が符号３１ＦＲで示され、左後輪用ブレーキ装置が符号３１RLで示され、右後輪用ブレーキ装置が符号３１RＲで示される。各ブレーキ装置３１ＦＬ〜３１ＲＲは、ＡＢＳ制御回路３２を介して、ブレーキ液圧が供給される。すなわち、ＡＢＳ制御回路３２は、２つの接続部３３，３４を有して、接続部３３に対しては、電磁式の開閉弁からなるＭＣＶ１を介してのマスタシリンダ２１からのブレーキ液と、電磁式の開閉弁からなるＶＬＶ１を介してのリザーバ３０からのブレーキ液とが選択的に供給される。同様に、接続部３４に対しては、電磁式の開閉弁からなるＭＣＶ２を介してのマスタシリンダ２１からのブレーキ液と、電磁式の開閉弁からなるＶＬＶ２を介してのリザーバ３０からのブレーキ液とが選択的に供給される。リザーバ３０からマスタシリンダ２１のリザーバ２１ａに到る通路４１には、電磁式の開閉弁４２が接続されている。この開閉弁４２は、ポンプ装置２３からリニアソレノイドバルブLＳＶを介して車輪ブレーキ装置へブレーキ液圧を供給する制動時に閉とされ、それ以外では開とされる。
【００１３】ＡＢＳ制御回路３２は、各ブレーキ装置毎に電磁開閉弁からなる供給弁と排出弁とを有する。すなわち、接続部３３からのブレーキ液は、供給弁３５ＦＬを介して左前輪用ブレーキ装置３１ＦＬに供給され、、供給弁３５ＲＲを介して右後輪用ブレーキ装置３１ＲＲに供給される。同様に、接続部３４からのブレーキ液は、供給弁３５ＦＲを介して右前輪用ブレーキ装置３１ＦＲに供給され、、供給弁３５ＲＬを介して左後輪用ブレーキ装置３１ＲＬに供給される。また、ＡＢＳ制御中での各ブレーキ装置３１ＦＬ〜３１ＲＬからのブレーキ液排出は、排出弁３６ＦＬ〜３６ＲＲを介して、個々独立して行われる。尚、図２中、３７ＦＬ〜３７ＲＲは、各ブレーキ装置に設けられて、供給弁３５をバイパスしてブレーキ液をすみやかに排出するための逆止弁である。
【００１４】マスタシリンダ２１から開閉弁ＭＣＶ１に到るブレーキ通路には、ブレーキ液の圧力に応じて変位されて、ブレーキペダル２２の操作量を検出するストロークセンサ３８が接続されている。なお、図２中符号Ｐで示すのは、圧力センサである。
【００１５】図３は、制御系統を示すものであり、Ｕはマイクロコンピュ−タを利用して構成されたコントロ−ラである。このコントロ−ラＵは、エンジン１やモータ２を利用した走行用駆動制御を行う他、制動制御を行う。このためコントロ−ラＵには、前記ストロークセンサ３８からの信号の他、各種センサあるいはスイッチ（検出手段）Ｓ１〜Ｓ６からの信号が入力される。センサＳ１は、ブレーキペダルが踏み込み操作されたときにＯＮとなるブレーキスイッチである。センサＳ２は、車速を検出する車速センサである。センサＳ３は、アキュムレータ２８の蓄圧圧力を検出する圧力センサである。センサＳ４は、アクセルの操作量を検出するアクセルセンサである。センサＳ５は、アクセルが踏み込み操作されたときにＯＮとなるアクセルスイッチである。センサＳ６は、自車両の周囲、例えば前方、側方あるいは後方に位置する障害物までの距離を検出するレーダである。コントローラＵからは、前記モータ２の他、各種バルブに対して所定の制御信号が出力される。
【００１６】次にコントローラＵの制御内容のうち、制動制御の点に着目して図４、図５のフローチャートを参照しつつ説明するが、以下の説明でＱはステップを示す。尚、実施形態では、摩擦制動力は、基本的に、第２液圧発生源としてのポンプ装置２３からのブレーキ液圧を利用して制動力を得るようにされ、第１液圧発生源としてのマスタシリンダ２２からのブレーキ液圧は、非常時に用いるようにしてある。また、レーダＳ６は、後述する図９以下の別の実施形態において用いられ、図４，５の実施形態では用いられない。
【００１７】まず、図４のＱ１において、ブレーキスイッチＳ１がＯＮされているか否かが判別される。このＱ１の判別でＮＯのときは、各ブレーキ装置３１ＦＬ〜３１ＲＲをマスタシリンダ２１に連通させるべく、Ｑ２において、開閉弁ＭＣＶ１，ＭＣＶ２が開かれ、ＶＬＶ１、ＶＬＶ２が閉じられる。Ｑ１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、ブレーキ液圧センサ等に異常があるか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときも、Ｑ２に移行される。Ｑ３の判別でＮＯのときは、Ｑ４において、開閉弁ＭＣＶ１、ＭＣＶ２が閉じられる（マスタシリンダ２１での発生ブレーキ液圧の使用禁止状態）。
【００１８】Ｑ４の後、Ｑ５において、車速、ブレーキ操作量が入力される。次いで、Ｑ６において、センサ３８によって検出されるブレーキ操作量に基づいて、要求制動力Ｇｔが決定される。この要求制動力Ｇｔは、ブレーキ操作量が大きいほど大きい値に設定される。この後、Ｑ７において、アクセルが踏み込み操作されているか否かが判別される。このＱ７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ８において、要求制動力Ｇｔが、Ｇｔ＋α（α＞０）として設定される（大きい値への補正）。
【００１９】前記Ｑ８の後あるいはＱ７の判別でＮＯのときはそれぞれ、図５のＱ１１へ移行する。Ｑ１１では、車速に応じて、モータ２によって得られる最大回生制動力の大きさＧｒｍが決定される。最大回生制動力Ｇｒｍは、図６に示すように、モータ２の特性からして、車速が大きいほど小さい値とされる。この後、Ｑ１２において、要求制動力Ｇｔが、最大回生制動力Ｇｒｍよりも大きいか否かが判別される。
【００２０】前記Ｑ１２の判別でＮＯのときは、要求制動力を、回生制動力でもって全てまかなえるときである。このときは、Ｑ１３において、回生制動のゲインＧｒｇ（Ｇｒｇ＜０）が、要求制動力Ｇｔを満足する値となるように設定される。すなわち、ゲインＧｒｇと最大回生制動力Ｇｒｍとを乗算した値が、要求制動力Ｇｔとなるように、ゲインＧｒｇが決定される。この後、Ｑ１４において、モータ２の回生制動力が、ゲインＧｒｇに最大回生制動力Ｇｒｍを乗算した値でもって実行される。Ｑ１４の後は、Ｑ１５において、油圧制動力つまり摩擦制動力が０となるように制御される（リニアソレノイドバルブＬＳＶに基づく供給ブレーキ液圧が０とされる）。
【００２１】前記Ｑ１２の判別でＹＥＳのときは、回生制動力のみでは要求制動力Ｇｔを実現できないときであり、このときは、摩擦制動力をも利用して要求制動力Ｇｔを満足させる制御が行われる。すなわち、Ｑ１６において、ブレーキ操作速度（実施形態では、センサ３８で検出されるブレーキ操作量を微分することにより決定）に基づいて、回生制動のゲインＧｒｇが設定される。このゲインＧｒｇは、図７に示すように、ブレーキ操作速度が所定値βのときに例えば０．９に設定され、ブレーキ操作速度が所定値βよりも小さいときに例えば１．０に設定される。そして、ブレーキ操作速度が所定値βよりも大きいときは、ブレーキ操作速度が大きくなるほどゲインＧｒｇが小さくなるように設定される。このように、回生制動用のゲインＧｒｇは、基本的に、ブレーキ操作速度が大きくなるほど急制動の程度が大きいときであるとして小さく設定されるが、ブレーキ操作速度が所定値βよりも小さいときは、急制動が要求されていないときであるとして、最大回生制動力が得られるようゲインＧｒｇが１．０に設定される。
【００２２】Ｑ１７では、要求制動力Ｇｔから、ＧｒｇにＧｒｍを乗算した値（回生制動力）を差し引いた値が、油圧制動力つまり摩擦制動力Ｇｔｕとして設定される。この後、Ｑ１８において、ＧｒｇにＧｒｍを乗算した値の回生制動力を実現する制御が行われ、Ｑ１９において、Ｇｕの値の摩擦制動力を実現する制御が行われる（リニアソレノイドバルブＬＳＶの制御）。
【００２３】図９は、本発明の別の実施形態を示すものである。本実施形態では、危険回避等のために自動ブレーキ制御を行う場合において、要求制動力を、走行環境、特に前方障害物との関係において決定するようにしてある。より具体的には、前方障害物までの距離と前方障害物に対する相対速度とに基づいて、要求制動力を決定するようにしてある。まず、図９のＱ２１〜Ｑ２４は、図４のＱ１〜Ｑ４と同じである。Ｑ２４の後、Ｑ２５においては、車速と、走行環境としてのレーダＳ６を利用した前方障害物までの距離が検出される。Ｑ２６では、Ｑ２５で得られた前方障害物までの距離を微分することにより得られた相対速度と、前方歩障害物までの距離とに基づいて、要求制動力Ｇｔが決定される。この要求制動力Ｇｔは、相対速度が大きいほどまた距離が小さいほど大きくなるように設定される。
【００２４】Ｑ２６の後は、Ｑ２７、Ｑ２８の処理が行われるが、これは、図４におけるＱ７，Ｑ８と同じである。また、Ｑ２８の後は、図５のＱ１１移行の処理が行われるが、図５の場合とは、Ｑ１６における処理のみが異なっており、その他は図５の場合と全く同じ処理が行われる。すなわち、図９の場合におけるＱ１６の処理では、要求制動力Ｇｔに基づいて、例えば図８に示すような特性図に基づいて、回生制動のゲインＧｒｇが決定される。この図８に示すように、ゲインＧｒｇは、要求制動力Ｇｔが大きいほど小さくなるように決定される（要求制動力Ｇｔが大きい時は小さいときに比してゲインＧｒｇが小さく設定される）。このように、前方障害物との危険回避のために設定される自動ブレーキのための要求制動力Ｇｔが大きいほど急ブレーキの要求度合いが高いときであるして、回生制動の割合を小さくすべくゲインＧｒｇが小さくなるように設定される。
【００２５】図１０は、本発明のさらに別の実施形態を示すものである。本実施形態では、図９の実施形態で示すのと同様の手法によって走行環境（前方障害物との距離と相対速度）に基づいて第１の仮要求制動力Ｇｔaを決定する一方、図４の実施形態で示すのと同様の手法によってブレーキ操作量に基づいて第の２の仮要求制動力Ｇｔｍが決定される。そして、両要求制動力ＧｔaとＧｔｍのうちいずれか大きい方が、最終的な要求制動力Ｇｔとして決定される。また、回生制動のゲインＧｒｇは、ブレーキ操作速度に応じて図７のようにして決定されるが、第１の仮要求制動力Ｇｔaが所定値よりも大きい時は、緊急性が高いときであるとして、ブレーキ操作速度とは無関係にゲインＧｒｇを強制的に０に設定するようにしてある。
【００２６】以上のことを前提として、図１０のＱ３１において、車速、前方障害物までの距離等の走行環境、ブレーキ操作量が検出される。Ｑ３２では、走行環境（前方障害物までの距離と相対速度）に基づいて、エンジン１や自動変速機５の抵抗による減速分では不足する制動力を補うための第１の仮要求制動力Ｇｔaが決定される。Ｑ３３では、仮要求制動力Ｇｔaが、０よりも大きいか否かが判別される（走行環境に基づく自動ブレーキが必要なときであるか否かの判別）。このＱ３３の判別でＮＯのときは、Ｑ４１において、ブレーキスイッチがＯＮであるか否かが判別される。このＱ４１の判別でＮＯのときは、Ｑ４２に移行する（図４のＱ２対応）。Ｑ３３の判別でＹＥＳのとき、あるいはＱ４１の判別でＹＥＳのときは、それぞれ、Ｑ３４において、ＡＢＳ制御あるいは圧力センサに異常があるか否かが判別される。このＱ３４の判別でＹＥＳのときも、Ｑ４２に移行する。
【００２７】Ｑ３４の判別でＮＯのときは、Ｑ３５において、ＭＣＶ１，ＭＣＶ２が閉じられた後、Ｑ３６において、ブレーキ操作量に基づいて、第２の仮要求制動力Ｇｔｍが決定される。この後、Ｑ３７において、第１の仮要求制動力Ｇｔaが所定値よりも大きいか否かが判別される。このＱ３７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３８において緊急フラグが１にセットされ、Ｑ３７の判別でＮＯのときは、Ｑ３９において緊急フラグが０にリセットされる。
【００２８】Ｑ３８あるいはＱ３９の後はそれぞれ、Ｑ４０において、２つの仮要求制動力ＧｔａとＧｔｍのうち、大きい方が最終要求制動力Ｇｔとして決定される。Ｑ４０の後は、図５のＱ１１以降の処理がなされる。ただし、前述したように、図５のＱ１６の処理では、基本的に、回生制動のゲインＧｒｇがブレーキ操作速度に基づいて決定されるが、緊急フラグが１の時は、ブレーキ操作速度に関係なく、ゲインＧｒｇが０に設定される。
【００２９】以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。要求制動力Ｇｔの決定は種々の手法によって決定することができ、例えば前方障害物との距離のみに基づいて決定することもできる。また、回生制動を行うためのモータとしては、走行用に限らず、発電器１４を利用することもできる（特に大型の発電器の場合で、エンジン１を介して走行エネルギを発電器に伝達する）。エンジン１を有しないで、モータ２のみによって走行駆動を行ういわゆる電気自動車にも同様に適用し得る。制動時にアクセル操作されているときは、回生制動の比率が小さくなるように設定することもできる（例えば、Ｑ１６で決定されるゲインＧｒｇを、アクセル操作されているときは所定割合小さくする補正を行う）。駆動輪は、後輪であってもよく、全輪であってもよい。
【００３０】フロ−チャ−トに示す各ステップ（ステップ群）あるいはセンサやスイッチ等の各種部材は、その機能の上位表現に手段の名称を付して表現することができる。また、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。さらに、本発明は制御方法として表現することも可能である。
【出願人】 【識別番号】０００００３１３７
【氏名又は名称】マツダ株式会社
【出願日】 平成１１年６月１７日（１９９９．６．１７）
【代理人】 【識別番号】１０００８０７６８
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 実
【公開番号】 特開２００１−８３０６（Ｐ２００１−８３０６Ａ）
【公開日】 平成１３年１月１２日（２００１．１．１２）
【出願番号】 特願平１１−１７１２８７