JP2016111891A - 車両用制動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 前後配分比の調整機能を有さない油圧式ブレーキ装置を使用して、所望の前後配分比にて制動力を発生させる。【解決手段】 ブレーキＥＣＵは、ステップＳ１３において、要求減速度αと、理想制動力配分特性とに基づいて、前後輪の目標制動力（Ｆｆ，Ｆｒ）を設定する。ブレーキＥＣＵは、ステップＳ１４，Ｓ１５において、油圧制動減速度を発生させるために必要となる前後輪の目標油圧制動力（Ｆｐｆ，Ｆｐｒ）を設定する。ブレーキＥＣＵは、ステップＳ１６において、目標制動力と目標油圧制動力との差に基づいて、前後輪の目標モータ制駆動力（Ｆｍｆ，Ｆｍｒ）を設定する。【選択図】 図２

Description

本発明は、モータの発電作用により発生する回生制動力と、ブレーキ作動油の油圧制御により発生する油圧制動力との両方によって車輪を制動させる車両用制動力制御装置に関する。

従来から、モータにより車輪に駆動力と制動力（制駆動力と呼ぶ）とを発生させる車両が知られている。こうした車両においては、油圧によりブレーキパッドをディスク（あるいはドラム）に接触させて発生させる制動力と、車輪を駆動するモータを発電機として作用させて発電電力をバッテリに回生して発生させる制動力との両方を使って車輪を制動する。前者の制動力を油圧制動力と呼び、後者の制動力を回生制動力と呼ぶ。

車両を減速させるために要求される要求制動力は、前後輪に配分される。この場合、要求制動力の前輪と後輪とへの配分は、要求制動力が大きくなるほど、前輪側の配分が大きくなるように設定することが望まれる。図５は、車両減速時における、前輪側の制動力と後輪側の制動力との理想的な配分特性の一例を表している。

こうした配分特性を実現させるために、特許文献１に提案された車両用ブレーキ装置では、前輪側と後輪側とでホイールシリンダに供給する油圧を独立して制御できるように構成されている。具体的には、油圧式ブレーキアクチュエータ内に、前輪のホイールシリンダに油圧を供給する前輪油圧回路と、後輪のホイールシリンダに油圧を供給する後輪油圧回路とを独立して設け、前輪油圧回路と後輪油圧回路とのそれぞれにリニア制御弁を設けた構成を採用している。従って、それぞれのリニア制御弁の開度を制御することにより、各リニア制御弁の下流側となる前輪のホイールシリンダの液圧と後輪のホイールシリンダの液圧とを互いに独立して制御することができる。これにより、所望の前後配分比が得られるように前後輪に制動力を発生させることができる。

特開２００６−２１７４５号公報

しかしながら、特許文献１に提案された車両用ブレーキ装置では、所望の前後配分比にて制動力を発生させるために、前後輪で独立した油圧回路、および、それぞれの油圧回路毎にリニア制御弁が必要となる。このため、装置の複雑化、および、コストアップを招いてしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、前後配分比の調整機能を有さない油圧式ブレーキ装置を使用して、所望の前後配分比にて制動力を発生させるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
ブレーキ作動油の油圧により作動して前後輪（１０ｆ，１０ｒ）に一定の前後配分比で油圧制動力を発生させる油圧式ブレーキ装置（４５，４０）と、
前記前後輪に、少なくとも前後輪独立した大きさの駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して前記前後輪に制駆動力を発生させるモータ（３０ｆ，３０ｒ）と、
前記モータの駆動電力源および電力回生先となるバッテリ（７０）と、
車両を減速させるために要求される要求減速度（α）と、前記要求減速度が大きくなるほど前輪側の前後配分比が大きくなる予め設定した理想制動力配分特性（Ｌ＊）とに基づいて、前記前後輪の理想目標制動力（Ｆｆ，Ｆｒ）を設定する理想目標制動力設定手段（Ｓ１３）と、
前記バッテリへの電力回生によって発生させることができる最大制動力を前記モータで発生させた場合に、前記要求減速度で車両を減速させるために前記油圧式ブレーキ装置で発生させる必要がある制動力を前記一定の前後配分比で配分して前記前後輪の目標油圧制動力（Ｆｐｆ，Ｆｐｒ）を設定する目標油圧制動力設定手段（Ｓ１４，Ｓ１５）と、
前記理想目標制動力と前記目標油圧制動力との差に基づいて、前記モータで発生させる前記前後輪の目標モータ制駆動力（Ｆｍｆ，Ｆｍｒ）を設定する目標モータ制駆動力設定手段（Ｓ１６）と、
前記目標油圧制動力に基づいて前記油圧式ブレーキ装置の作動を制御する油圧制御手段（５３，Ｓ１８）と、
前記目標モータ制駆動力に基づいて前記モータの作動を制御するモータ制御手段（５１，５２、３５ｆ，３５ｒ）と
を備えたことにある。

本発明の車両用制動力発生装置は、油圧式ブレーキ装置とモータとバッテリとを備えている。油圧式ブレーキ装置は、ブレーキ作動油の油圧により作動して前後輪に一定の前後配分比で油圧制動力を発生させる。モータは、前後輪に、少なくとも前後輪独立した大きさの駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して前後輪に制駆動力を発生させる。例えば、車両用制動力発生装置は、左右前輪を共通に駆動するモータと、左右後輪を共通に駆動するモータとを備えた構成でもよいし、左右前後輪をそれぞれ独立して駆動する４つのモータを備えた構成であってもよい。また、前後輪の一方を共通に駆動するモータと、他方を左右輪独立して駆動する２つのモータとを備えた構成であってもよい。

モータはバッテリに接続され、車輪に駆動トルクを伝達する場合には、バッテリから駆動電力が供給される。また、車輪に回生制動トルクを伝達する場合には、発電電力をバッテリに供給する。

本発明の車両用制動力発生装置は、油圧式ブレーキ装置とモータの制御量を設定するために、理想目標制動力設定手段、目標油圧制動力設定手段、および、目標モータ制駆動力設定手段を備えている。理想目標制動力設定手段は、車両を減速させるために要求される要求減速度と、要求減速度が大きくなるほど前輪側の前後配分比が大きくなる予め設定した理想制動力配分特性とに基づいて、前後輪の理想目標制動力を設定する。

理想目標制動力をモータによる回生制動力のみで発生させる場合には、理想制動力配分特性に従って回生制動トルクを制御することができる。しかし、バッテリへの電力回生によって発生させることができる制動力には限界があるため、車両を要求減速度にて減速させるためには、油圧制動力が必要とされることがある。そこで、本発明においては、回生制動力と油圧制動力とによって理想目標制動力を発生させる。

そのために、目標油圧制動力設定手段は、バッテリへの電力回生によって発生させることができる最大制動力をモータで発生させた場合に、要求減速度で車両を減速させるために油圧式ブレーキ装置で発生させる必要がある制動力を一定の前後配分比で配分して前後輪の目標油圧制動力を設定する。目標モータ制駆動力設定手段は、理想目標制動力と目標油圧制動力との差に基づいて、モータで発生させる前後輪の目標モータ制駆動力を設定する。

油圧制御手段は、目標油圧制動力に基づいて油圧式ブレーキ装置の作動を制御する。モータ制御手段は、目標モータ制駆動力に基づいてモータの作動を制御する。こうして、油圧式ブレーキ装置の作動により発生した油圧制動力と、モータの作動により発生した制駆動力とを合わせた合成力が車輪に発生する。尚、目標モータ制駆動力は、モータで発生させるトータルの力は制動力として働くが、個々のモータで発生させる力は駆動力として働く場合もあり得る。

従って、制動力の前後配分比の調整機能を有さない油圧式ブレーキ装置を搭載した車両であっても、理想制動力配分にて制動力を発生させることができる。この結果、油圧式ブレーキ装置の複雑化、及び／あるいは、コストアップを抑えつつ、所望の前後配分による制動力が得られる。

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、前記符号によって規定される実施形態に限定させるものではない。

本実施形態に係る車両用制動力制御装置が搭載される車両の概略構成図である。 ブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートである。 目標制動力を目標油圧制動力と目標モータ制駆動力とに配分する方法を説明する図である。 回生能力が無い場合における、目標制動力を目標油圧制動力と目標モータ制駆動力とに配分する方法を説明する図である。 理想前後配分特性（ａ）と、油圧式ブレーキ装置の実制動配分特性（ｂ）とを表すグラフである。

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、本実施形態の車両用制駆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。

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、それぞれ図示しないサスペンションにより車体に懸架されている。

本実施形態の車両１は、４輪駆動車両であって、左前輪１０fl、右前輪１０frの駆動源としての前輪モータ３０ｆと、左後輪１０rl、右後輪１０rrの駆動源としての後輪モータ３０ｒとを備えている。前輪モータ３０ｆと後輪モータ３０ｒとは、例えば、ブラシレスモータが使用される。前輪モータ３０ｆの出力トルクは、プロペラシャフト１５ｆに伝達される。プロペラシャフト１５ｆのトルクは、差動装置１６ｆ、ドライブシャフト１７fl，１７frを介して左前輪１０fl，右前輪１０frに伝達される。後輪モータ３０ｒの出力トルクは、プロペラシャフト１５ｒに伝達される。プロペラシャフト１５ｒのトルクは、差動装置１６ｒ、ドライブシャフト１７rl、１７rrを介して左後輪１０rl，右後輪１０rrに伝達される。

また、左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrには、油圧式摩擦ブレーキ機構（単に摩擦ブレーキ機構と呼ぶ）４０fl，４０fr，４０rl，４０rrが設けられている。摩擦ブレーキ機構４０fl，４０fr，４０rl，４０rrは、左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrとともに回転するブレーキディスクロータ４１fl，４１fr，４１rl，４１rrと、ブレーキ作動液の油圧により図示しないホイールシリンダが作動してブレーキパッドをブレーキディスクロータ４１fl，４１fr，４１rl，４１rrに押し付けるブレーキキャリパ４２fl，４２fr，４２rl，４２rrとを備えている。

尚、車輪毎に設けられる構成については、その符号の末尾に、左前輪についてはfl、右前輪についてはfr、左後輪についてはrr、右後輪についてはrlを付しているが、以下の説明においては、車輪位置を特定する必要がない場合には、末尾の符号を省略する。従って、左前輪１０fl、右前輪１０fr、左後輪１０rl、右後輪１０rrについては、車輪１０と呼び、摩擦ブレーキ機構４０fl，４０fr，４０rl，４０rrについては、摩擦ブレーキ機構４０と呼ぶ。また、前輪側の構成と後輪側の構成とを区別する必要がある場合には、左前輪１０fl、右前輪１０frについては前輪１０ｆと呼び、左後輪１０rl、右後輪１０rrについては後輪１０ｒと呼ぶ。

前輪モータ３０ｆは、前輪モータドライバ３５ｆに接続され、後輪モータ３０ｒは、後輪モータドライバ３５ｒに接続される。各モータドライバ３５ｆ，３５ｒは、例えば、インバータが使用される。前輪モータドライバ３５ｆは、バッテリ７０から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を前輪モータ３０ｆに供給する。後輪モータドライバ３５ｒは、バッテリ７０から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を後輪モータ３０ｒに供給する。従って、前輪モータ３０ｆと後輪モータ３０ｒとは互いに独立に駆動制御されて駆動トルクを発生し、前輪１０ｆ，後輪１０ｒに対して互いに独立した駆動力を付与する。このように、モータ３０ｆ，３０ｒに電力供給して駆動トルクを発生させることを力行と呼ぶ。

また、前輪モータ３０ｆ、後輪モータ３０ｒは、発電機としても機能する。前輪モータ３０ｆは、前輪１０ｆの回転エネルギーにより発電して、発電電力を前輪モータドライバ３５ｆを介してバッテリ７０に回生することができる。後輪モータ３０ｒは、後輪１０ｒの回転エネルギーにより発電して、発電電力を後輪モータドライバ３５ｒを介してバッテリ７０に回生することができる。従って、前輪モータ３０ｆと後輪モータ３０ｒとは、独立に回生制御されて制動トルクを発生し、前輪１０ｆ，後輪１０ｒに対して独立した制動力を付与する。

従って、バッテリ７０は、２つのモータ３０ｒ，３０ｆにおける共通の駆動電力源となり、かつ、共通の電力回生先となる。

以下、前輪モータ３０ｆと後輪モータ３０ｒとについては、それらの一方を特定する必要が無い場合には、単にモータ３０と呼ぶ。前輪モータドライバ３５ｆと後輪モータドライバ３５ｒとについても同様に、それらの一方を特定する必要が無い場合には、単にモータドライバ３５と呼ぶ。

また駆動力と制動力とに関して、両者を区別する必要が無い場合には、それらを制駆動力と呼び、駆動力であることを特定する必要がある場合には駆動力、制動力であることを特定する必要がある場合には制動力と呼ぶ。

各摩擦ブレーキ機構４０は、ブレーキアクチュエータ４５に接続される。ブレーキアクチュエータ４５は、各摩擦ブレーキ機構４０に内蔵されたホイールシリンダに供給するブレーキ作動油の油圧を制御するアクチュエータである。このブレーキアクチュエータ４５は、４輪のホイールシリンダの油圧を共通のリニア制御弁にて制御するタイプである。こうしたブレーキアクチュエータ４５は、周知であるため、詳細については説明しないが、例えば、各摩擦ブレーキ機構４０のホイールシリンダに共通の油圧を供給する油圧回路、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダ、昇圧ポンプとアキュムレータを備えブレーキペダル踏力とは無関係に高圧の油圧を発生する動力油圧発生装置、動力油圧発生装置から４輪のホイールシリンダに通じる共通の油圧回路に設けられて４輪のホイールシリンダの油圧を調整する１組のリニア制御弁（増圧用リニア制御弁、減圧用リニア制御弁）、油圧回路の油圧を検出する油圧センサ等を備える。

こうした、１組のリニア制御弁で４輪のホイールシリンダ圧を共通に制御するタイプのブレーキアクチュエータ４５は、例えば、特開２０１３−２５６２５３号公報等に詳細に記載されている。従って、ブレーキアクチュエータ４５は、こうした周知のものを適用することができる。尚、４輪のホイールシリンダ圧を独立して制御できるタイプ、あるいは、前輪１０ｆと後輪１０ｒのホイールシリンダ圧を独立して制御できるタイプのブレーキアクチュエータも知られているが、そうしたタイプのものは、高コストとなるため、本実施形態への適用は不向きとなる。

車両１は、パワーマネジメントＥＣＵ５１（以下、パワーＥＣＵ５１と呼ぶ）と、モータＥＣＵ５２と、ブレーキＥＣＵ５３とを備えている。パワーＥＣＵ５１は、モータＥＣＵ５２およびブレーキＥＣＵ５３と相互に通信可能に接続されている。各ＥＣＵ５１，５２，５３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要部として備え、各種プログラムを実行する。尚、「ＥＣＵ」は、Ｅlectric Ｃontroll Ｕnitの略称である。

パワーＥＣＵ５１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）からドライバーのアクセル操作量を検出するアクセルセンサ６１、および、バッテリ７０の状態を検出するバッテリセンサ６３が接続されている。バッテリセンサ６３は、バッテリ７０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、バッテリ７０の端子電圧、バッテリ７０に流れる電流、バッテリ７０の温度等を表す検出信号を出力する。

ブレーキＥＣＵ５３には、ブレーキアクチュエータ４５に設けられた図示しない油圧センサ、各種制御弁、ポンプが接続されている。また、ブレーキＥＣＵ５３には、ブレーキペダルの踏み込み量（あるいは、角度や圧力など）からドライバーのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ６２、および、４輪の車輪速をそれぞれ検出する４つの車輪速センサ６４が接続されている。

モータＥＣＵ５２には、２つのモータドライバ３５ｆ，３５ｒが接続されている。また、モータＥＣＵ５２には、モータドライバ３５ｆ，３５ｒに設けられた図示しない電流センサ、モータ３０ｆ，３０ｒに設けられた図示しない回転角センサが接続されている。

パワーＥＣＵ５１は、アクセルペダル操作時における２つのモータ３０の目標モータ駆動力を演算する処理、ブレーキＥＣＵ５３から送信された２つのモータ３０の目標モータ制駆動力を表す信号を受信する処理、および、上記の目標モータ駆動力あるいは目標モータ制駆動力をモータ３０のトルクに変換した目標モータトルクを表す指令信号をモータＥＣＵ５２に送信する処理を行う。また、パワーＥＣＵ５１は、バッテリ７０の状態と車速等に基づいて、バッテリ７０に回生可能な電力を演算し、その演算結果を表す回生可能パワー情報をブレーキＥＣＵ５３に送信する処理を行う。

ブレーキＥＣＵ５３は、ブレーキペダル操作時における前後輪１０ｆ，１０ｒの目標油圧制動力と、２つのモータ３０の目標モータ制駆動力とを演算する処理、演算した目標モータ制駆動力を表す信号をパワーＥＣＵ５１に送信する処理、および、演算した目標油圧制動力に基づいてブレーキアクチュエータ４５の作動を制御する処理を行う。また、ブレーキＥＣＵ５３は、車輪速センサ６４により検出される４輪の車輪速に基づいて車速（車体速）を演算し、演算した車速を表す車速情報を通信ネットワーク（図示略）を介してパワーＥＣＵ５１を含む複数の車載ＥＣＵに送信する処理を行う。

モータＥＣＵ５２は、パワーＥＣＵ５１から指令された指令信号に従って、２つのモータ３０ｆ，３０ｒが目標モータトルクを出力するように、モータドライバ３５ｆ，３５ｒに制御信号（例えば、ＰＷＭ制御信号）を供給する。

ここで、ドライバーのアクセルペダル操作時における処理について簡単に説明する。ドライバーがアクセルペダル操作を行うと、パワーＥＣＵ５１は、アクセル操作量に基づいてドライバー要求駆動力を演算する。ドライバー要求駆動力は、ドライバーの要求している車両全体で発生させるべき車両前後方向の駆動力、つまり、走行用の駆動力（車輪１０の回転速度を増加させる向きの力）である。パワーＥＣＵ５１は、アクセル操作量からドライバー要求駆動力を導くマップ等の関係付けデータを記憶しており、この関係付けデータを使ってドライバー要求駆動力を演算する。例えば、ドライバー要求駆動力は、アクセル操作量（アクセル開度等）が大きくなるに従って増加する値に設定される。

パワーＥＣＵ５１は、ドライバー要求駆動力を予め設定された配分比（例えば、１／２）にて前後輪１０ｆ，１０ｒに配分した前後輪１０ｆ，１０ｒの目標モータ駆動力を演算し、それぞれの目標モータ駆動力を目標モータトルクに変換し、目標モータトルクを表す駆動指令信号をモータＥＣＵ５２に送信する。これにより、モータＥＣＵ５２は、それぞれの目標モータトルクに従って、２つのモータ３０ｆ，３０ｒが目標モータトルクを発生するように生成した制御信号をモータドライバ３５ｆ，３５ｒに出力する。こうして、モータドライバ３５ｆ，３５ｒのスイッチング素子のデューティ比が制御されて、目標モータトルクに対応した電流がモータ３０ｆ，３０ｒに流れ、車輪１０ｆ，１０ｒに駆動力が発生する。

次に、ドライバーのブレーキペダル操作時における処理について説明する。上述したように、車両減速時における、前輪１０ｆの制動力と後輪１０ｒの制動力と関係は、図５（ａ）に示すように、ドライバー要求制動力が大きくなるほど、前輪１０ｆの配分比が大きくなるように設定されることが望まれる。一方、本実施形態のブレーキアクチュエータ４５は、４輪のホイールシリンダの油圧を共通のリニア制御弁にて制御するタイプである。このため、図５（ｂ）に示すように、前輪１０ｆの油圧制動力と後輪１０ｒの油圧制動力との配分比は、ブレーキアクチュエータ４５の出力する油圧の大きさにかかわらず常に一定となる。

そこで、本実施形態においては、図５（ａ）に示す理想制動力配分特性と、図５（ｂ）に示す実制動力配分特性（ブレーキアクチュエータ４５，摩擦ブレーキ機構４０からなるブレーキ装置の配分特性）との相違を補償するための制駆動力をモータ３０で発生させる。つまり、摩擦ブレーキ機構４０による油圧制動力とモータ３０による制駆動力とを合わせた合力により、理想制動力配分特性が得られるようにしている。

図２は、ブレーキＥＣＵ５３により実施されるブレーキ制御ルーチンを表すフローチャートである。ブレーキＥＣＵ５３は、ブレーキペダル操作が行われているあいだ、メインブレーキ制御ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実施する。この説明にあたって、ブレーキ制御に必要なパラメータを以下のように定義する。括弧内は、単位を表す。

車両重量：Ｗ（Ｎ）
前軸重量：Ｗｆ（Ｎ）
後軸重量：Ｗｒ（Ｎ）
ホイールベース：Ｌ（ｍ）
車両重心高さ：Ｈ（ｍ）
前輪制動力配分比：ｘ（−）
回生可能パワー：Ｐ（ｗ）
車速：Ｖ（ｍ／ｓ）

ブレーキ制御ルーチンが起動すると、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１１において、ブレーキセンサ６２から出力されるセンサ信号に基づいてブレーキ操作量を検出する。続いて、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１２において、ブレーキ操作量に基づいて車両の要求減速度αを演算する。この要求減速度αは、重力加速度に対する要求減速加速度の比（減速加速度／重力加速度）にて表される値としている。ブレーキＥＣＵ５３は、ブレーキ操作量から要求減速度α（−）を導く関係付けデータを記憶しており、この関係付けデータに基づいて要求減速度αを演算する。例えば、要求減速度αは、ブレーキ操作量が大きくなるに従って増加する値に設定される。

続いて、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１３において、前輪１０ｆの目標制動力Ｆｆ（Ｎ）と、後輪１０ｒの目標制動力Ｆｒ（Ｎ）とを次式にて演算する。
Ｆｆ＝α（Ｗｆ＋α・Ｗ・Ｈ／Ｌ）
Ｆｒ＝α（Ｗｒ−α・Ｗ・Ｈ／Ｌ）

続いて、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１４において、油圧制動減速度α’（−）を次式にて演算する。
α’＝α−Ｐ／（Ｗ・Ｖ）
ここで、油圧制動減速度α’は、要求減速度αから、バッテリ７０への電力回生によって発生させることができる最大制動力によって得られる減速度を差し引いた減速度を表す。つまり、４輪のトータルの目標制動力から、バッテリ７０へ可能な限り電力回生したときに得られる回生制動力を差し引いた、油圧制動力で発生させる減速度を表す。バッテリ７０への回生可能な電力は、パワーＥＣＵ５１から回生可能パワー情報としてリアルタイムでブレーキＥＣＵ５３に送信されている。ブレーキＥＣＵ５３は、パワーＥＣＵ５１から送信された回生可能パワー情報によって回生可能パワーＰ（ｗ）を取得して、油圧制動減速度α’を演算する。

続いて、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１５において、前輪１０ｆの目標油圧制動力Ｆｐｆ（Ｎ）と、後輪１０ｒの目標油圧制動力Ｆｐｒ（Ｎ）とを次式にて演算する。
Ｆｐｆ＝Ｗ（α−Ｐ／（Ｗ・Ｖ）ｘ＝（Ｗ・α−Ｐ／Ｖ）ｘ
Ｆｐｒ＝Ｗ（α−Ｐ／（Ｗ・Ｖ）（１−ｘ）＝（Ｗ・α−Ｐ／Ｖ）（１−ｘ）
ここで、ｘは、前後輪１０ｆ，１０ｒの摩擦ブレーキ機構４０ｆ，４０ｒの特性によって決定される前輪制動力配分比を表す。従って、（１−ｘ）は、前後輪１０ｆ，１０ｒの摩擦ブレーキ機構４０ｆ，４０ｒの特性によって決定される後輪制動力配分比を表す。

続いて、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１６において、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ（Ｎ）と、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ（Ｎ）とを次式にて演算する。
Ｆｍｆ＝Ｆｆ−Ｆｐｆ＝α（Ｗｆ＋α・Ｗ・Ｈ／Ｌ）−（Ｗ・α−Ｐ／Ｖ）ｘ
Ｆｍｒ＝Ｆｒ−Ｆｐｒ＝α（Ｗｒ−α・Ｗ・Ｈ／Ｌ）−（Ｗ・α−Ｐ／Ｖ）（１−ｘ）

尚、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒは、回生制動力として働く場合と、駆動力として働く場合がある。勿論、目標モータ制駆動力Ｆｍｆと目標モータ制駆動力Ｆｍｒとを合わせた合力については、バッテリ７０に電力回生可能な最大の回生制動力として働くものである。

続いて、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１７において、前後輪１０ｆ，１０ｒごとの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ，Ｆｍｒを表す信号をパワーＥＣＵ５１に送信する。これにより、パワーＥＣＵ５１は前後輪１０ｆ，１０ｒごとの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ，Ｆｍｒをモータ３０ｆ，３０ｒを駆動するための目標モータトルクに変換し、目標モータトルクを表す制駆動指令信号をモータＥＣＵ５２に送信する。これにより、モータＥＣＵ５２は、目標モータトルクに従って、モータドライバ３５ｆ，３５ｒに駆動信号を出力する。目標モータトルクが駆動トルクを表している場合には、モータ３０が力行制御されてモータドライバ３５からモータ３０に電流が流れる。目標モータトルクが制動トルクを表している場合には、モータ３０が回生制御されてモータ３０からモータドライバ３５を介してバッテリ７０に電流が流れる。こうして、前後輪１０ｆ，１０ｒごとに独立した制駆動力が発生する。

続いて、ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１８において、目標油圧制動力Ｆｐｆ，Ｆｐｒに基づいてブレーキアクチュエータ４５の作動を制御する。前輪１０ｆの目標油圧制動力Ｆｐｆと後輪１０ｒの目標油圧制動力Ｆｐｒとの割合は、一定の関係（ｘ：（１−ｘ））を有するため、ブレーキＥＣＵ５３は、何れか一方の目標油圧制動力Ｆｐｆ（Ｆｐｒ）に基づいてホイールシリンダの目標制御油圧を設定する。ブレーキＥＣＵ５３は、目標油圧制動力Ｆｐｆ（Ｆｐｒ）から目標制御油圧を導くマップ等の関係付けデータを記憶しており、この関係付けデータを使って目標制御油圧を演算する。目標制御油圧は、目標油圧制動力Ｆｐｆ（Ｆｐｒ）が大きくなるに従って増加する値に設定される。

ブレーキＥＣＵ５３は、油圧センサにより検出される４輪のホイールシリンダの油圧（４輪共通の油圧）が目標制御油圧に追従するようにリニア制御弁の通電を制御する。これにより、４輪の摩擦ブレーキ機構４０が作動して、各車輪１０を摩擦力によって制動する。尚、目標制御油圧は、油圧制動減速度α’から算出する構成であってもよい。この場合には、ブレーキＥＣＵ５３は、油圧制動減速度α’と目標制御油圧との関係を設定した関係付けデータを記憶し、この関係付けデータを使って目標制御油圧を演算する。

この結果、前輪１０ｆには、目標油圧制動力Ｆｐｆと目標モータ制駆動力Ｆｍｆとを合わせた合成制動力（Ｆｐｆ＋Ｆｍｆ）が発生し、後輪１０ｒには、目標油圧制動力Ｆｐｒと目標モータ制駆動力Ｆｍｒとを合わせた合成制動力（Ｆｐｒ＋Ｆｍｒ）が発生する。

ブレーキＥＣＵ５３は、ステップＳ１８の処理を実施するとブレーキ制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期にてブレーキ制御ルーチンを繰り返す。

ここで、ブレーキ制御ルーチンにより設定される油圧制動力と回生制動力との関係について図３を用いて説明する。図３において、理想特性ラインＬ＊は、車両減速時における前輪１０ｆの制動力と後輪１０ｒの制動力との理想的な配分関係を表す理想制動力配分特性を表す。この理想制動力配分特性は、ブレーキＥＣＵ５３がステップＳ１３において演算した前後輪１０ｆ，１０ｒの目標制動力Ｆｆと目標制動力Ｆｒとの関係を表すもので、要求減速度αが大きくなるほど（前後輪１０ｆ，１０ｒの目標制動力が大きくなるほど）、前輪１０ｆの前後配分比（Ｆｆ／（Ｆｆ＋Ｆｒ））が大きくなる特性を有している。従って、ブレーキＥＣＵ５３がステップＳ１３において演算する前後輪１０ｆ，１０ｒの目標制動力Ｆｆ，Ｆｒは、この理想制動力配分特性に沿ったものであり、本発明の理想目標制動力に相当する。

一方、図３において、油圧特性ラインＬｐは、油圧制動力の前後配分特性を表す。本実施形態においては、各輪のホイールシリンダ油圧が共通の油圧に制御されることから、油圧制動力の前後配分特性は、前後輪１０ｆ，１０ｒにおける摩擦ブレーキ装置４０ｆ，４０ｒの特性によって決定され、一定の前後配分比となる。

図３において示した破線は、等減速度ラインを表す。ここでは、一例として４本の等減速度ラインＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを示している。等減速度ライン上の任意のポイントで指定される制動力を前後輪１０ｆ，１０ｒで発生させた場合には、同じ減速度が得られる。従って、要求減速度α（目標制動力）が決まれば、その要求減速度αに対応する等減速度ラインと理想特性ラインＬ＊との交点で表される理想ポイントにて、目標制動力を前後輪１０ｆ，１０ｒに配分すれば、理想制動力特性にそった前後配分が可能となる。

例えば、図３に示すように、要求減速度αに対応して設定される等減速度ラインＬ１ａが決まれば、等減速度ラインＬ１ａと理想特性ラインＬ＊との交点で表される理想ポイントＰ１によって目標制動力（Ｆｆ１，Ｆｒ１）を設定することにより、理想の制動力配分が可能となる。

目標制動力を回生制動力のみで発生させる場合には、前輪モータ３０ｆと後輪モータ３０ｒとの回生制動トルクを独立して制御すれば、理想ポイントＰ１で表される前後配分比にて回生制動力を発生させることができる。しかし、発生可能な回生制動力は、車速、バッテリ７０の状態等によって制限されるため、要求減速度αを得るためには油圧制動力が必要とされることがある。

そこで、本実施形態においては、２つのモータ３０によって回生可能な最大回生制動力を発生させつつ、目標制動力（要求減速度α）が得られるように、摩擦ブレーキ機構４０によって油圧制動力を発生させる。この場合、前後輪１０ｆ，１０ｒの制動力配分が理想制動力配分特性となるように前後輪１０ｆ，１０ｒの目標モータ制駆動力を設定する。例えば、図３において、理想ポイントＰ１にて目標制動力（Ｆｆ１，Ｆｒ１）が設定される場合を考える。図３に示すように、等減速度ラインＬ１ａから、バッテリ７０への電力回生によって発生させることができる最大制動力によって得られる減速度分だけシフトした等減速度ラインＬ１ｂを描くことができる。この等減速度ラインＬ１ｂと等減速度ラインＬ１ａとの範囲が回生可能範囲（回生制動力による減速度調整範囲）を表している。

２つのモータ３０によって回生制動力を最大限に発生させる場合には、等減速度ラインＬ１ｂと油圧特性ラインＬｐとの交点である油圧ポイントＰｐ１によって、前輪１０ｆの目標油圧制動力Ｆｐｆ１と、後輪１０ｒの目標油圧制動力Ｆｐｒ１とを設定し、理想ポイントＰ１と油圧ポイントＰｐ１とにおける差分（Ｆｆ１−Ｆｐｆ１，Ｆｒ１−Ｆｐｒ１）を、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ１、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ１に設定すれば、理想ポイントＰ１にて前後輪１０ｆ，１０ｒを制動することができる。従って、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ１は、Ｆｍｆ１＝（Ｆｆ１−Ｆｐｆ１）で表され、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ１は、Ｆｍｒ１＝（Ｆｒ１−Ｆｐｒ１）で表される。この場合、目標モータ制駆動力Ｆｍｆ１、目標モータ制駆動力Ｆｍｒ１は、ともに制動方向に働く力となる。

もう一つの例として、理想ポイントＰ２にて目標制動力（Ｆｆ２，Ｆｒ２）が設定される場合を考える。図３に示すように、等減速度ラインＬ２ａから、バッテリ７０への電力回生によって発生させることができる最大制動力によって得られる減速度分だけシフトした等減速度ラインＬ２ｂを描くことができる。この等減速度ラインＬ２ｂと等減速度ラインＬ２ａとの範囲が回生可能範囲を表している。

この場合、等減速度ラインＬ２ｂと油圧特性ラインＬｐとの交点である油圧ポイントＰｐ２によって、前輪１０ｆの目標油圧制動力Ｆｐｆ２と、後輪１０ｒの目標油圧制動力Ｆｐｒ２とを設定し、理想ポイントＰ２と油圧ポイントＰｐ２とにおける差分（Ｆｆ２−Ｆｐｆ２，Ｆｒ２−Ｆｐｒ２）を、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ２、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ２に設定すれば、理想ポイントＰ２にて前後輪１０ｆ，１０ｒを制動することができる。従って、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ２は、Ｆｍｆ２＝（Ｆｆ２−Ｆｐｆ２）で表され、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ２は、Ｆｍｒ２＝（Ｆｒ２−Ｆｐｒ２）で表される。この場合、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ２は、制動方向に働く力となるが、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ２は、駆動方向に働く力となる。

また、バッテリ７０に電力回生できない状況である場合（回生可能パワーＰ＝０）においても、同様に考えることができる。例えば、図４に示すように、理想ポイントＰ３にて目標制動力（Ｆｆ３，Ｆｒ３）が設定される場合、理想ポイントＰ３を通る等減速度ラインＬ３と油圧特性ラインＬｐとの交点である油圧ポイントＰｐ３によって、前輪１０ｆの目標油圧制動力Ｆｐｆ３と、後輪１０ｒの目標油圧制動力Ｆｐｒ３とを設定し、理想ポイントＰ３と油圧ポイントＰｐ３とにおける差分（Ｆｆ３−Ｆｐｆ３，Ｆｒ３−Ｆｐｒ３）を、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ３、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ３に設定すれば、理想ポイントＰ３にて前後輪１０ｆ，１０ｒを制動することができる。この場合、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ３は、駆動方向に働く力となる。

また、図４における理想ポイントＰ４（Ｆｆ４，Ｆｒ４）にて制動力を発生させる場合については、理想ポイントＰ４を通る等減速度ラインＬ４と油圧特性ラインＬｐとの交点である油圧ポイントＰｐ４によって、前輪１０ｆの目標油圧制動力Ｆｐｆ４と、後輪１０ｒの目標油圧制動力Ｆｐｒ４とを設定し、理想ポイントＰ４と油圧ポイントＰｐ４とにおける差分（Ｆｆ４−Ｆｐｆ４，Ｆｒ４−Ｆｐｒ４）を、前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆ４、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ４に設定すれば、理想ポイントＰ４にて前後輪１０ｆ，１０ｒを制動することができる。この場合、後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒ４は、駆動方向に働く力となる。

図２に示すブレーキ制御ルーチンは、こうした原理にて前後輪１０ｆ，１０ｒの目標制動力（Ｆｐｆ，Ｆｐｒ，Ｆｍｆ，Ｆｍｒ）を設定する処理を演算式にて表したものである。尚、上記の目標油圧制動力Ｆｐｆ１，Ｆｐｆ２，Ｆｐｆ３，Ｆｐｆ４は、ステップＳ１５における前輪１０ｆの目標油圧制動力Ｆｐｆの値として設定されるものであり、上記の目標油圧制動力Ｆｐｒ１，Ｆｐｒ２，Ｆｐｒ３，Ｆｐｒ４は、ステップＳ１５における後輪１０ｒの目標油圧制動力Ｆｐｒの値として設定されるものである。また、上記の目標モータ制駆動力Ｆｍｆ１，Ｆｍｆ２，Ｆｍｆ３，Ｆｍｆ４は、ステップＳ１６における前輪１０ｆの目標モータ制駆動力Ｆｍｆの値として設定されるものであり、上記の目標モータ制駆動力Ｆｍｒ１，Ｆｍｒ２，Ｆｍｒ３，Ｆｍｒ４は、ステップＳ１６における後輪１０ｒの目標モータ制駆動力Ｆｍｒの値として設定されるものである。

これにより、摩擦ブレーキ機構４０による油圧制動力とモータ３０による制駆動力とを合わせた合力により、理想制動力配分特性が得られる。

以上説明した本実施形態の車両用制動力制御装置によれば、要求減速度αから、バッテリ７０への電力回生によって発生させることができる最大制動力によって得られる減速度を差し引いた油圧制動減速度α’で車両を減速させるために必要となる目標油圧制動力Ｆｐｆ，Ｆｐｒが設定される。つまり、バッテリ７０への電力回生によって発生させることができる最大制動力をモータ３０ｆ，３０ｒで発生させた場合に、要求減速度αで車両を減速させるために油圧式ブレーキ装置で発生させる必要がある制動力を一定の前後配分比で配分して目標油圧制動力Ｆｐｆ，Ｆｐｒが設定される。

また、理想制動力配分特性に沿って設定される目標制動力Ｆｆ，Ｆｒと目標油圧制動力Ｆｐｆ，Ｆｐｒとの差に基づいて、モータ３０ｆ，３０ｒで発生させる目標モータ制駆動力Ｆｍｆ，Ｆｍｒが設定される。従って、制動力の前後配分特性を調整できない油圧式ブレーキ装置（ブレーキアクチュエータ４５、摩擦ブレーキ機構４０）を搭載した車両１であっても、前後輪１０ｆ，１０ｒにおけるモータ３０ｆ，３０ｒで発生させる制駆動力を制御することにより、理想制動力配分にて制動力を発生させることができる。この結果、油圧式ブレーキ装置の複雑化、及び／あるいは、コストアップを抑えつつ、所望の前後配分による制動力が得られる。

以上、本実施形態にかかる車両用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。

例えば、本実施形態においては、左右前輪１０ｆを共通に駆動する前輪モータ３０ｆと、左右後輪１０ｒを共通に駆動するモータ３０ｒとからなる２つのモータを備えた形式の車両に適用しているが、４つのモータによって左右前後輪をそれぞれ独立して駆動する形式の車両に適用することもできる。また、その場合には、車輪１０にモータを組み込んだインホイールモータ方式の車両であってもよい。また、前後輪１０ｆ，１０ｒの一方を共通に駆動するモータと、他方を左右輪独立して駆動する２つのモータとからなる合計３つのモータを備えた形式の車両に適用することもできる。

１…車両、１０…車輪、１０ｆ…前輪、１０ｒ…後輪、３０…モータ、３０ｆ…前輪モータ、３０ｒ…後輪モータ、３５…モータドライバ、４０…摩擦ブレーキ機構、４５…ブレーキアクチュエータ、５１…パワーマネジメントＥＣＵ、５２…モータＥＣＵ、５３…ブレーキＥＣＵ、６１…アクセルセンサ、６２…ブレーキセンサ、６３…バッテリセンサ、７０…バッテリ、Ｌ＊…理想特性ライン、Ｌｐ…油圧特性ライン。

Claims (1)

1. ブレーキ作動油の油圧により作動して前後輪に一定の前後配分比で油圧制動力を発生させる油圧式ブレーキ装置と、
   前記前後輪に、少なくとも前後輪独立した大きさの駆動トルクおよび回生制動トルクを伝達して前記前後輪に制駆動力を発生させるモータと、
   前記モータの駆動電力源および電力回生先となるバッテリと、
   車両を減速させるために要求される要求減速度と、前記要求減速度が大きくなるほど前輪側の前後配分比が大きくなる予め設定した理想制動力配分特性とに基づいて、前記前後輪の理想目標制動力を設定する理想目標制動力設定手段と、
   前記バッテリへの電力回生によって発生させることができる最大制動力を前記モータで発生させた場合に、前記要求減速度で車両を減速させるために前記油圧式ブレーキ装置で発生させる必要がある制動力を前記一定の前後配分比で配分して前記前後輪の目標油圧制動力を設定する目標油圧制動力設定手段と、
   前記理想目標制動力と前記目標油圧制動力との差に基づいて、前記モータで発生させる前記前後輪の目標モータ制駆動力を設定する目標モータ制駆動力設定手段と、
   前記目標油圧制動力に基づいて前記油圧式ブレーキ装置の作動を制御する油圧制御手段と、
   前記目標モータ制駆動力に基づいて前記モータの作動を制御するモータ制御手段と
   を備えた車両用制動力制御装置。

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