JP4355164B2 - 車両の制動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動装置、特に、回生制動装置などと組み合わせて用いるため、運転者の制動操作力に応じた制動力を電子制御可能な車両の制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
運転者の制動操作力に応じた制動力を発生する液圧式や電動式などの摩擦制動装置は、例えば回生制動装置などと組み合わせて複合ブレーキとなすような場合、回生制動装置などがモータ／ジェネレータの回転数（車速）やバッテリの蓄電状態に応じて許容最大回生制動トルクを異にするため、そして、エネルギー回収効率の観点からできるだけこの許容最大回生制動トルクを使い切る要求があるため、運転者の制動操作力に応じた摩擦制動力を逐一電子制御する必要がある。
【０００３】
この電子制御に当たっては、運転者の制動操作力から求め得る要求制動トルクを摩擦制動装置と回生制動装置とで発生させるために、そして、回生制動装置の許容最大回生制動トルクをエネルギー回収効率の観点から許容最大回生制動トルクを使い切る要求があるため、要求制動力から許容最大回生制動トルクを差し引いて摩擦制動装置が発生すべき目標摩擦制動トルクと定め、運転者の制動操作力に応じた摩擦制動装置の制動トルクがこの目標摩擦制動トルクとなるよう摩擦制動装置を電子制御する。
【０００４】
かかる電子制御が可能となるようにした車両の制動装置としては従来、例えば特許文献１に記載のようなものが知られている。
つまり、ブレーキペダルの踏み込みに応動するマスターシリンダからの液圧を車輪のホイールシリンダへ供給するブレーキ液圧回路中に、上記の電子制御に際して閉じる遮断弁を挿置し、マスターシリンダのリザーバ内における作動液を媒体として吐出するポンプ、これを駆動する電動モータ、およびポンプからの作動液を蓄圧するアキュムレータで構成された液圧源を設ける。
上記の電子制御に際しては、この液圧源のアキュムレータ内圧を用いて増圧弁を介しホイールシリンダ内のブレーキ液圧を増圧したり、減圧弁を介しホイールシリンダ内のブレーキ液圧を減圧することにより、マスターシリンダ液圧とは関係なくブレーキ液圧を電子制御し得るようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２０００−１６８５３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにして電子制御可能とした車両の制動装置にあっては、上記の電子制御に伴ってブレーキペダルのストロークや反力の変化が発生することによる違和感を回避するために上記の遮断弁が不可欠であり、更に加えて、電子制御中も通常通りのブレーキペダルの操作フィーリング（ストロークや反力）が必要であることから、この遮断弁およびマスターシリンダ間のブレーキ液圧回路にストロークシュミレータを接続して設ける必要がある。
これら遮断弁およびストロークシュミレータは部品点数の増大によりコスト上の不利益を招き、特にストロークシュミレータは、通常通りのブレーキペダルフィーリングを発生させるチューニングに多大の工数と複雑な構成を必要とし、コストアップの大きな要因となる。
【０００７】
本発明は、従来のように遮断弁やストロークシュミレータを必要とすることなく、従って、少ない部品点数で安価に制動力の電子制御が可能となるようにした車両の制動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明による車両の制動装置は、請求項１に記載のごとく、
運転者の制動操作力を入力されるマスターシリンダから出力されたマスターシリンダ液圧に応動して機械的に車輪を制動する第１ブレーキ系と、
少なくとも該第１ブレーキ系による制動状態の検出結果に応じて別の車輪を任意に制動制御する第２ブレーキ系と、
第１ブレーキ系により制動される車輪または前記第２ブレーキ系により制動される車輪に駆動連結され、該車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに蓄電することにより車輪に制動力を付与する回生制動装置と、
機械的な第１ブレーキ系による制動状態の検出結果から該第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度を演算する第１制動力演算手段および要求減速度演算手段と、
これら演算手段により求めた第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度から、第１ブレーキ系の制動力との協働により車両の要求減速度を実現するのに必要な制動力不足分である前記第２ブレーキ系の目標制動力および前記回生制動装置の回生制動力を演算する第２制動力演算手段および回生制動力演算手段と、を具え、
第２ブレーキ系を該目標制動力が発生するよう制御すると共に回生制動装置を前記回生制動力が発生するよう制御する構成にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、第１ブレーキ系はマスターシリンダ液圧に応動して機械的に車輪を制動することから、当該車輪を運転者の制動操作力に応じた制動力で機械的に制動することができる。
一方で第２ブレーキ系は、少なくとも第１ブレーキ系による制動状態の検出結果に応じて別の車輪を任意に制動制御するため、この検出結果を用いて当該車輪の制動力を任意に制御することができる。
しかもこの際、第１ブレーキ系は車輪を機械的に制動するため、遮断弁やストロークシュミレータを付加することなく、通常の液圧ブレーキ装置と同様なブレーキペダル操作フィーリングを得ることができ、少ない部品点数で安価に当該上記の制動制御が可能となってコスト上大いに有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明のー参考形態になる車両の制動装置を示し、１は、運転者が踏み込んで制動操作力を付与するブレーキペダル、２は、ブレーキペダル１からの制動操作力を入力されるマスターシリンダである。
ブレーキペダル１からの制動操作力は、負圧式や、正圧式や、油圧式を可とする倍力装置３を介して倍力下に入力する。
【００１１】
マスターシリンダ２はタンデムマスターシリンダとし、該マスターシリンダ２の２個の液圧出口から左右前輪4L,4Rの制動ユニット（ドラムブレーキやディスクブレーキ等）5L,5Rまでブレーキ配管6L,6Rを延在させ、これら独立した２系統により第１ブレーキ系７を構成する。
左右後輪8L,8Rの制動ユニット（ドラムブレーキやディスクブレーキ等）9L,9Rは、ブレーキ配管10L,10Rを介して後輪制動力制御装置11に接続し、これら独立した２系統により第２ブレーキ系12を構成する。
【００１２】
後輪制動力制御装置11は、詳細を図示しなかったが、電動式ポンプおよびアキュムレータを含むブレーキ液圧源と、これからの液圧を元圧としてブレーキ配管10L,10Rへのブレーキ液圧を決定する増圧弁および減圧弁と、これら弁の開閉制御を司るコントローラとで構成する。
そしてコントローラは、ブレーキペダル１の踏み込みストロークＳを検出するストロークセンサ13からの信号を入力され、これを基に第１ブレーキ系７による前輪制動力および車両の要求減速度を演算する第１制動力演算手段および目標減速度演算手段と、これら第１ブレーキ系７による前輪制動力および車両の要求減速度から、第１ブレーキ系７による前輪制動力との協働により車両の要求減速度を実現可能な第２ブレーキ系12の目標後輪制動力を演算する第２制動力演算手段とを内蔵し、この目標後輪制動力が第２ブレーキ系12により達成されるよう増圧弁および減圧弁を開閉制御するものとする。
【００１３】
上記した構成になる本参考形態によれば、第１ブレーキ系７はマスターシリンダ液圧に応動して前輪４Ｌ，４Ｒを機械的に制動することから、常に前輪４Ｌ，４Ｒを運転者のブレーキペダル１からの制動操作力に応じた制動力で制動することができる。
一方で第２ブレーキ系１２は、少なくとも第１ブレーキ系７による制動状態を表すブレーキペダルストロークＳに応じて後輪８Ｌ，８Ｒを任意に制動制御するため、ブレーキペダルストロークＳを用いて後輪８Ｌ，８Ｒの制動力を任意に加減することができる。
しかもこの際、第１ブレーキ系７は前輪４Ｌ，４Ｒを機械的に制動するため、従来装置につき前記した遮断弁やストロークシュミレータを付加することなく、通常の液圧ブレーキ装置と同様なブレーキペダル操作フィーリングを得つつ、第２ブレーキ系１２による後輪８Ｌ，８Ｒの任意の制動制御が可能であり、少ない部品点数で安価に上記の制動制御が可能となってコスト上大いに有利である。
【００１４】
そして上記によれば、第１ブレーキ系７の制動力が機械的に定まることからその制御に際して演算が一切不要であり、第２ブレーキ系12の目標制動力を前記した通り、第１ブレーキ系７の制動力との関連で、車両の要求制動力が達成されるような値に設定する演算のみで足り、演算が大いに簡素化されて応答性も向上する。
【００１５】
また、ブレーキペダル１からの制動操作力を倍力装置３によりマスターシリンダ２へ入力するよう構成したため、以下の作用効果が奏し得られる。
つまり従来の制動装置においては、電気系の失陥時に全輪のブレーキ液圧源であるポンプ駆動モータが動作不能になって全輪が制動不能になることから、このような電気系失陥時は前記の遮断弁を開いてマスターシリンダ液圧がそのまま全輪のブレーキユニットに供給されるようにした対策がなされている。
しかし従来の制動装置においては、倍力装置を設けないか、設ける場合においても、上記電動モータ駆動ポンプからのブレーキ液を流用する油圧式の倍力装置を用いるのが常套であったため、電気系の失陥時はいずれにしてもブレーキペダルからマスターシリンダへの制動操作力が倍力されなくなる。
【００１６】
これに対し本参考形態によれば、ブレーキペダル１からの制動操作力を倍力装置３によりマスターシリンダ２へ入力するため、制動力制御装置１１内におけるポンプ駆動モータが動作不能になる電気系の失陥時においても、前輪４Ｌ，４Ｒは倍力装置３による制動作用を継続することができ、全輪で倍力装置による制動が不能になる従来装置に較べ、同一操作力当たりの車両としての制動力が大きくなるという利点がある。
通常、一般的に倍力装置による倍力比は６〜９倍くらいのため、倍力不能になると同一操作力当たりの車両としての制動力は１／９〜１／６程度に低下してしまうが、本参考形態によれば車両制動力がこれほど大きく低下するのを回避することができる。
【００１７】
本参考形態においては更に、マスターシリンダ２をタンデムマスターシリンダとし、第１ブレーキ系７を、タンデムマスターシリンダ２の２個のマスターシリンダ液圧出口から前輪４Ｌ，４Ｒの制動ユニット５Ｌ，５Ｒに至る独立した２系統６Ｌ，６Ｒにより構成したため
第１ブレーキ系７を成す独立した２系統６Ｌ，６Ｒのうち一方が失陥しても他方の系統による制動力を確保することができ、第１ブレーキ系７の失陥時における制動力低下代を小さくすることができる。
【００１８】
なお上記した参考形態では、後輪制動力制御装置１１へ入力すべき第１ブレーキ系７による制動状態として、ストロークセンサ１３により検出したブレーキペダルストロークＳを用いたが、
この代わりに図２に示すごとく、第１ブレーキ系７を成す２系統６Ｌ，６Ｒのうち一方（図２では左前輪系統６Ｌ）へのマスターシリンダ液圧Ｐｍを検出するマスターシリンダ液圧センサ１４からの信号を後輪制動力制御装置１１へ入力したり、
或いは図３に示すごとく、第１ブレーキ系７を成す２系統６Ｌ，６Ｒのうち一方（図２では左前輪系統６Ｌ）のブレーキ液圧Ｐｗを検出するブレーキ液圧センサ１５からの信号を後輪制動力制御装置１１へ入力してもよい。
【００１９】
ところで、図２のようにマスターシリンダ液圧Pmを用いるにしても、また、図３のようにブレーキ液圧Pwを用いるにしても、マスターシリンダ液圧Pmを用いる場合につき図４に示すごとく、第１ブレーキ系７を成す２系統6L,6Rに個々に液圧センサ13a,14bを設け、これらセンサからの情報を後輪制動力制御装置11へ入力するのがよい。
この場合、第１ブレーキ系７を成す２系統6L,6Rのうち一方が失陥しても、正常な系統における液圧センサ14aまたは14bからの情報を用いて後輪制動力制御装置11は目標後輪制動力を演算することができ、信頼性を高める上で大いに有利である。
【００２０】
図５は、本発明の更に他の参考形態を示し、本参考形態においては後輪制動力制御装置１１へ入力すべき第１ブレーキ系７による制動状態として、踏力センサ１６により検出したブレーキペダル１の踏力Ｆ（制動操作力）を用いたものである。
ここで、ブレーキペダル踏力ＦとブレーキペダルストロークＳとの間に図７のごとき関係があり、倍力装置３が正常に機能している場合と失陥した場合とでは、同じブレーキペダル踏力ＦのもとでもブレーキペダルストロークＳが異なる。
従って、第１ブレーキ系７による制動状態をブレーキペダル踏力Ｆ（制動操作力）で判断する場合、倍力装置３が失陥しても運転者が意図する制動力を確実に読み込むことができ、車両の要求制動力を正確に求めることができて制動力制御を一層正確なものにし得る。
【００２１】
なお図１〜図５の何れの参考形態においても、左右前輪４Ｌ，４Ｒに係わるブレーキ系をマスターシリンダ液圧に応動する機械的な第１ブレーキ系７とし、左右後輪８Ｌ，８Ｒに係わるブレーキ系を少なくとも第１ブレーキ系７による制動状態の検出結果に応動する第２ブレーキ系１２としたが、これらの関係を逆にしても同様の作用効果を達成し得ること勿論であるし、
或いは、左前輪４Ｌおよび右後輪８Ｒに係わるブレーキ系をマスターシリンダ液圧に応動する機械的な第１ブレーキ系７とし、右前輪４Ｒおよび左後輪８Ｌに係わるブレーキ系を少なくとも第１ブレーキ系７による制動状態の検出結果に応動する第２ブレーキ系１２としてもよい。
【００２２】
図７は、本発明の一実施の形態を示し、本実施の形態においては、図２に示した構成に回生制動装置１７を付加したもので、図中、図２におけると同様の部分を同一符号にて示す。
本実施の形態においては回生制動装置１７を、第２ブレーキ系に１２により制動される後輪８Ｌ，８Ｒに関連して設ける。
ここで回生制動装置１７は、後輪８Ｌ，８Ｒに駆動連結されて該車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーをバッテリに蓄電することにより後輪８Ｌ，８Ｒに制動力を付与するものとする。
【００２３】
なお、回生制動装置17を図７のように後輪8L,8Rに関連して設ける場合、制動力配分が前輪4L,4Rに偏るのを防止し得て、制動時に車両姿勢が前のめりになる傾向を回避することができ好ましいが、回生制動装置17は図８のように前輪4L,4Rに関連して設けてもよいこと勿論である。
図７および図８のように回生制動装置17を付加する場合、回生制動によるエネルギー回収によりエネルギーの有効利用を図ることができて有利である。
【００２４】
いずれにしても第２ブレーキ系12の目標制動力および回生制動装置17による回生制動力は、例えば図９に示す制御プログラムにより決定することができる。
先ずステップＳ11においては、第１ブレーキ系７による制動状態を検出するが、ここでは図７および図８に示すセンサ14により検出したマスターシリンダ液圧Pmを、第１ブレーキ系７の制動状態として読み込む。
要求減速度演算手段に相当する次のステップＳ12においては、図13に例示した機械的な第１ブレーキ系７（前輪4L,4R）の制動圧、つまりマスターシリンダ液圧Pmと、車両の要求減速度Gsとの関係を表した予定のマップを基に、マスターシリンダ液圧Pmから車両の要求減速度Gsを検索により求める。
【００２５】
次いで、第１制動力演算手段に応答するステップＳ13において、機械的な第１ブレーキ系７の制動力F1（図７および図８では前輪制動力）を、マスターシリンダ液圧Pmと、液圧・制動力変換係数Ｋとを用い、F1＝Pm×Ｋの演算により求める。
次のステップＳ14においては、要求減速度Gsおよび第１ブレーキ系７による制動力F1（以下では、第１制動力F1とも言う）の関数f(Gs, F1)で表される、要求減速度Gsに対する制動力不足分Foを求める。
具体的には、要求減速度Gsごとにこれを達成可能な前後輪制動力の組み合わせを示した図14に例示するマップを基に、要求減速度Gsおよび第１制動力F1から、Gs＝0.4Gである場合につき図14に示すようにして、要求減速度Gsに対する制動力不足分Foを求める。
第１制動力F1のみでは車両の要求減速度Gsを達成することができず、Foはその時の不足分を意味する。
【００２６】
回生制動力演算手段に相当するステップＳ15では、上記の制動力不足分Foと、回生制動装置17の許容最大回生制動力Fgmaxとから、以下のようにして回生制動装置17の回生制動力Fgを設定する。
つまり、回生制動を併用する車両の制動装置においては、回生制動によるエネルギー回収効率を高める意味合いにおいて回生制動装置17の許容最大回生制動力Fgmaxをできるだけ使い切るのがよいことから、しかし、回生制動装置17の回生制動力Fgが上記の制動力不足分Foを越えると車両減速度が要求減速度Gsを越えて過大になるため、
制動力不足分Foおよび許容最大回生制動力Fgmaxのうちの小さい方min(Fo, Fgmax)を回生制動装置17の回生制動力Fgと定め、これを回生制動装置17に指令する。
【００２７】
その後、第２制動力演算手段に相当するステップＳ16で、制動力不足分Foから回生制動力Fgを差し引いて第２ブレーキ系12の目標制動力F2を求め、これを後輪制動力制御装置11に指令する。
【００２８】
以上のような第２ブレーキ系12（目標制動力F2）および回生制動装置17（回生制動力Fg）による車両の制動力制御によれば、機械的な第１ブレーキ系７による制動状態（ブレーキペダルストロークＳ）の検出結果から求めた第１ブレーキ系７の制動力F1および車両の要求減速度Gsを基に、第１ブレーキ系７の制動力F1との協働により要求減速度Gsを実現可能な第２ブレーキ系12の目標制動力F2および回生制動装置17の回生制動力Fgを求めて車両の制動力制御に資するため、
第１ブレーキ系７の制動力F1と、第２ブレーキ系12の目標制動力F2と、回生制動装置17による回生制動力Fgとで要求減速度Gsを確実に達成することができ、回生制動によるエネルギー回収を図りつつ要求減速度Gsの実現が可能である。
【００２９】
しかも、第１ブレーキ系７の制動力F1が運転者によるブレーキペダル操作で機械的に決定されるため、これに関する演算が不要となり、第２ブレーキ系12の目標制動力F2および回生制動装置17の回生制動力Fgを演算するだけでよくて、演算負荷を減ずることができる。
なお、図９のステップＳ15およびステップＳ16における回生制動力Fgを０にした場合の制御が、図１〜図５のように回生制動装置を付設しない制動システム用の前記した制御となるのは言うまでもない。
【００３０】
図１０は、図７に示すように回生制動装置17を第２ブレーキ系12に係わる後輪8L,8Rに関連して設けた制動システムを制御対象とし、第２ブレーキ系12および回生制動装置17の制御量を図９とは別の要領で求める制御プログラムを示す。
ステップＳ21〜ステップＳ23は、図９におけるステップＳ11〜ステップＳ13と同様のもので、ステップＳ21において機械的な第１ブレーキ系７の制動状態（マスターシリンダ液圧Pm）を読み込み、ステップＳ22において車両の要求減速度Gsを求め、ステップＳ23において第１ブレーキ系７の制動力F1（前輪制動力）を演算する。
【００３１】
ステップＳ24においては、図９のステップＳ12におけると同様にして求めた要求減速度Gsの関数f(Gs)で表される車両の要求制動力Ftotal（要求減速度Gsを達成するための制動力）を求める。
この要求制動力Ftotalは、例えば図１５に例示するように車両ごとに予め求めておいたマップを基に要求減速度Gsから検索により求めるのがよい。
ステップＳ25においては、要求制動力Ftotalに対する制動力不足分FoをFo＝Ftotal−F1の演算により求める。
第１制動力F1のみでは車両の車両の要求制動力Ftotalを達成することができず、Foはその時の不足分を意味する。
【００３２】
ステップＳ26においては、図９のステップＳ15におけると同様にして、制動力不足分Foおよび許容最大回生制動力Fgmaxのうちの小さい方min(Fo, Fgmax)を回生制動装置17の回生制動力Fgと定める。
ステップＳ27においては、図９のステップＳ16におけると同様にして、制動力不足分Foから回生制動力Fgを差し引いて第２ブレーキ系12の目標制動力F2を求める。
ステップＳ28においては、前軸制動力Ffおよび後軸制動力Frを演算するが、この演算に当たっては図７の構成に照らして、第１制動力F1をそのまま前軸制動力Ffとし、第２制動力F2および回生制動力Fgの和値を後軸制動力Frとする。
【００３３】
第２制動力補正手段および回生制動力補正手段に相当するステップＳ29においては、先ず、後輪が前輪より先に制動ロックして車両挙動が不安定になることのないよう上記後軸制動力Frを制限する。
図１６は、制動時に前後輪が同時にロックする前後軸理想制動力配分特性を例示するもので、特性線図より上の領域が後軸制動力Frの過大で後輪を先にロックさせる領域、下の領域が前軸制動力Ffの過大で前輪を先にロックさせる領域を示し、前後軸制動力配分を図１６の理想特性よりも下の領域となるよう定めることで制動時の車両挙動を安定させることができる。
そこで後軸制動力Frの制限に当たっては、図１６の前後軸制動力理想配分特性を基に前軸制動力Ffから後軸制動力限界値Frlimを求め、これと上記後軸制動力Frとの小さい方min｛Fr, Frlim（Ff）｝を制限済後軸制動力Fr1と定める。
【００３４】
そして、後軸制動力Frから制限済後軸制動力Fr1を差し引くことにより後軸制動力過大分dFr1（＝Fr−Fr1）を求め、第２制動力F2からこの後軸制動力過大分dFr1を差し引いて、第２ブレーキ系12の補正済目標制動力F2t（＝F2−dFr1）求める。
しかし、補正済目標制動力F2tが負値になると制御上の不都合を生ずるから、（F2−dFr1）と０との大きい方max(0, F2−dFr1)を補正済目標制動力F2tと定める。
次に、補正済目標制動力F2tと回生制動力Fgとの和値（第２制動力F2の上記補正後における後軸制動力）から制限済後軸制動力Fr1を差し引いて、第２制動力F2の上記補正後における後軸制動力過大分dFr2（＝F2t−Fr1）を求める。
そして、回生制動力Fgからこの後軸制動力過大分dFr2を差し引いて、補正済回生制動力Fg2（＝Fg−dFr2）求める。
しかし、補正済回生制動力Fg2が負値になると制御上の不都合を生ずるから、（Fg−dFr2）と０との大きい方max(0, Fg−dFr2)を補正済回生制動力Fg2と定める。
【００３５】
ステップＳ30においては、ステップＳ29で上述のように求めた補正済目標制動力F2tおよび補正済回生制動力Fg2をそれぞれ、図７における後輪制動力制御装置11および回生制動装置17に出力して指令する。
【００３６】
以上のような第２ブレーキ系12（補正済目標制動力F2t）および回生制動装置17（補正済回生制動力Fg2）による車両の制動力制御によれば、これら補正済目標制動力F2tおよび補正済回生制動力Fg2が、後輪先ロックとなることのない前後軸制動力（Ff, Fr）配分となすものであることから、
制動時に後輪が前輪よりも先にロックして車両が挙動不安定になるのを防止することができる。
また本実施の形態においても、第１ブレーキ系７の制動力F1が運転者によるブレーキペダル操作で機械的に決定されるため、これに関する演算が不要であり、第２ブレーキ系12の補正済目標制動力F2tおよび回生制動装置17の補正済回生制動力Fg2を演算するだけでよくて、演算負荷を減ずることができる。
【００３７】
図１１は、図８に示すように回生制動装置17を第１ブレーキ系７に係わる前輪4L,4Rに関連して設けた制動システムであって、且つ、その前輪ブレーキ配管6L,6Rに個々に図１２のごとき前軸制動力増大手段31を付加した制動システムを制御対象とし、第２ブレーキ系12および回生制動装置17の制御量を図９および図１０とは更に別の要領で求める制御プログラムを示す。
先ず図１２の前軸制動力増大手段31を説明するに、これを、常開電磁弁32と、常閉電磁弁33と、増圧ポンプ34とで構成する。
常閉電磁弁33および増圧ポンプ34を直列配置し、これらに対し常開電磁弁32を並列配置し、かかる相互配置になるユニットを、図８に示す制動システムにおける前輪ブレーキ配管6L,6R中に個々に挿置する。
なお増圧ポンプ34は、常閉電磁弁33に対しこれよりも制動ユニット5L,5Rに近い側に配置し、マスターシリンダ２（図８参照）の作動液を制動ユニット5L,5Rに吐出するようなものとするが、車両の制動装置によるダイナミック挙動制御に用いられている既存のポンプを流用するのがよい。
【００３８】
前軸制動力増大手段31の作用を次に説明するに、通常は常開電磁弁32および常閉電磁弁33がともにOFFで図示の接続状態となっており、制動ユニット5L,5Rへはマスターシリンダ液圧Pmが供給され、前軸制動力が運転者による制動操作のみにより決まる。
運転者による制動操作力を越えて前軸制動力を増大させる要求があるときは、常開電磁弁32をONにより閉じ、常閉電磁弁33をONにより開いて制動ユニット5L,5Rをマスターシリンダから遮断する。
この状態で増圧ポンプ34を前軸制動力の要求増大量に応じて駆動することにより、制動ユニット5L,5Rのブレーキ液圧Pwを増圧してを前軸制動力を要求増大量だけ大きくする。
【００３９】
図８にかかる前軸制動力増大手段31を付加した制動システムに係わる図１１の制御プログラムを以下に説明する。
ステップＳ41〜ステップＳ47は、図１０におけるステップＳ21〜ステップＳ27と同様のもので、
ステップＳ41において機械的な第１ブレーキ系７の制動状態（マスターシリンダ液圧Pm）を読み込み、
ステップＳ42において車両の要求減速度Gsを求め、
ステップＳ43において第１ブレーキ系７の制動力F1（前輪制動力）を演算し、
ステップＳ44において車両の要求制動力Ftotal（要求減速度Gsを達成するための制動力）を求め、
ステップＳ45において制動力不足分Foを求め、
ステップＳ46において回生制動装置17の回生制動力Fgを設定し、
ステップＳ47においては、図１７の▲１▼で示すように要求減速度Gs（図１７の▲１▼はGs＝0.4Gの場合）および第１制動力F1から、第１制動力F1との協働により要求減速度Gsを実現するのに必要な第２ブレーキ系12の目標制動力F2を求める。
【００４０】
ステップＳ48においては、前軸制動力Ffおよび後軸制動力Frを演算するが、この演算に当たっては図８の構成に照らして、第１制動力F1および回生制動力Fgの和値を前軸制動力Ffとし、第２制動力F2をそのまま後軸制動力Fr（図１７参照）とする。
第２制動力補正手段に相当するステップＳ49においては、後輪が前輪より先に制動ロックして車両挙動が不安定になることのないよう上記後軸制動力Frを、図１０のステップＳ29で行ったと同様にして制限し、図１７に例示するごとくに制限済後軸制動力Fr1を求める。
【００４１】
前軸制動力増大量演算手段に相当するステップＳ50においては、後軸制動力Frから制限済後軸制動力Fr1を差し引くことにより後軸制動力過大分、従って、後輪が前輪より先に制動ロックするのを防止するのに必要な前軸制動力補正（要求増大）量Ffd（＝Fr−Fr1）を、図１７の▲２▼で示すように求める。
次のステップＳ51においては、後輪用のアンチスキッド制御装置（制動スリップに応動するものなら何でもよい）が作動しているか否かをチェックし、作動していなければ、ステップＳ52およびステップＳ53をスキップして制御をステップＳ54に進め、図１７の▲３▼で示すごとく第２ブレーキ系12の補正済目標制動力として上記の制限済後軸制動力Fr1をそのまま図８の後輪制動力制御装置11へ出力し、上記の回生制動力Fgを回生制動装置17へ出力し、上記の前軸制動力要求増大量Ffdを図１２の前軸制動力増大手段31へ出力する。
かように前軸制動力要求増大量Ffdを前軸制動力増大手段31へ出力することにより、この増大量Ffdが図１７に▲４▼で示すごとく第１制動力F1に加算されて要求減速度Gs（0.4G）を実現することができ、後輪先ロックを生じない前後軸制動力配分によっても減速度が不足することはない。
【００４２】
以上のような第２ブレーキ系12（補正済目標制動力Fr1）、および回生制動装置17（回生制動力Fg）、並びに前軸制動力増大手段31（前軸制動力要求増大量Ffd）による車両の制動力制御によれば、これら補正済目標制動力Fr1、回生制動力Fg、および前軸制動力要求増大量Ffdが上記したところから明らかなように、車両の目標減速度Gsを達成しつつ後輪先ロックとなることのない前後軸制動力（Ff, Fr）配分となすものであることから、
目標減速度Gsを実現しつつ、制動時に後輪が前輪よりも先にロックして車両が挙動不安定になるのを防止することができる。
また本実施の形態においても、第１ブレーキ系７の制動力F1が運転者によるブレーキペダル操作で機械的に決定されるため、これに関する演算が不要であり、第２ブレーキ系12の補正済目標制動力F2tおよび回生制動装置17の補正済回生制動力Fg2並びに前軸制動力増大手段31の前軸制動力要求増大量Ffdを演算するだけでよくて、演算負荷を減ずることができる。
【００４３】
ところで図１１のステップＳ51で後輪用のアンチスキッド制御装置が作動していると判定する場合は、ステップＳ52において左右後輪の低下している実制動力Fr2を、路面摩擦係数μおよび車輪荷重Ｗとの乗算により演算し、次いで、前軸制動力増大量演算手段に相当するステップＳ53において、後軸制動力Frから実制動力Fr2を差し引くことにより後軸制動力過大分、従って、後輪が前輪より先に制動ロックするのを防止するのに必要な前軸制動力補正（要求増大）量Ffd（＝Fr−Fr2）を求め、これをステップＳ54で出力する。
従って、アンチスキッド制御装置が作動するような左右後輪の制動力低下時は、ステップＳ50で求めた前軸制動力要求増大量Ffd（＝Fr−Fr1）に代え、低下している後輪制動力Fr2を用いてステップＳ53で求めた前軸制動力要求増大量Ffd（＝Fr−Fr2）が制動力制御に供されることとなり、結果として、後輪用アンチスキッド制御装置のスリップ防止作用による後輪制動力低下分だけ前軸制動力要求増大量Ffdが増大されることになり、かかるアンチスキッド制御装置の作用による後輪制動力の低下時も車両の要求減速度Gsが達成されなくなることがない。
【００４４】
なお、図７および図８に示すように回生制動装置１７を付加し、図１０のような制動力制御を行う場合は、図７および図８に示すように機械的な第１ブレーキ系７により前２輪４Ｌ，４Ｒを制動し、電子的な第２ブレーキ系１２により後２輪８Ｌ，８Ｒを制動するよう構成し、後輪用の第２ブレーキ系１２による制動力より前輪用の機械的な第１ブレーキ系７による制動力Ｆ１を相対的に小さくするとともに、後輪先ロック防止用に要求される前後軸制動力配分との関連で回生制動装置１７による回生制動力を増大させるのがよい。
かようにすることにより、エネルギー回収量が大きくなり、エネルギー効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図２】 本発明の他の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図３】 本発明の更に他の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図４】 本発明の別の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図５】 本発明の更に別の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図６】 ブレーキペダルの踏力とストロークとの関係を、倍力装置が機能している場合と、機能していない場合とで比較して示す特性線図である。
【図７】 図２の制動装置において後輪に回生制動装置を付加した場合の車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図８】 図２の制動装置において前輪に回生制動装置を付加した場合の車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図９】 図７または図８のように回生制動装置を付加した制動装置の制動力制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１０】 図７のように回生制動装置を付加した制動装置の制動力制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１１】 図８のように回生制動装置を付加し、これに前軸制動力増大手段を付加した制動装置の制動力制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１２】 図８の制動装置に付加する前軸制動力増大手段を示す概略説明図である。
【図１３】 前輪制動圧に対する車両要求減速度の変化特性を例示する特性線図である。
【図１４】 車両の要求減速度を達成するための前輪制動力および後輪制動力の組み合わせを示した線図である。
【図１５】 車両の要求減速度に対する要求制動力の変化特性を示す特性線図である。
【図１６】 前輪と後輪が同時にロックする前後軸理想制動力配分特性を示す線図である。
【図１７】 図１１の制御プログラムによる動作順序を説明するのに用いた、図１４と同様な車両要求減速度と、前軸制動力と、後軸制動力との関係線図である。
【符号の説明】
１ ブレーキペダル
２ マスターシリンダ
３ 倍力装置
４Ｌ，４Ｒ 左右前輪
５Ｌ，５Ｒ 制動ユニット
６Ｌ，６Ｒ ブレーキ配管
７ 第１ブレーキ系
８Ｌ，８Ｒ 左右後輪
９Ｌ，９Ｒ 制動ユニット
１０Ｌ，１０Ｒ ブレーキ配管
１１ 後輪制動力制御装置
１２ 第２ブレーキ系
１３ ブレーキペダルストロークセンサ
１４ マスターシリンダ液圧センサ
１５ ブレーキ液圧センサ
１６ ブレーキペダル踏力センサ
１７ 回生制動装置
３１ 前軸制動力増大手段
３２ 常開電磁弁
３３ 常閉電磁弁
３４ 増圧ポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動装置、特に、回生制動装置などと組み合わせて用いるため、運転者の制動操作力に応じた制動力を電子制御可能な車両の制動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
運転者の制動操作力に応じた制動力を発生する液圧式や電動式などの摩擦制動装置は、例えば回生制動装置などと組み合わせて複合ブレーキとなすような場合、回生制動装置などがモータ／ジェネレータの回転数（車速）やバッテリの蓄電状態に応じて許容最大回生制動トルクを異にするため、そして、エネルギー回収効率の観点からできるだけこの許容最大回生制動トルクを使い切る要求があるため、運転者の制動操作力に応じた摩擦制動力を逐一電子制御する必要がある。
【０００３】
この電子制御に当たっては、運転者の制動操作力から求め得る要求制動トルクを摩擦制動装置と回生制動装置とで発生させるために、そして、回生制動装置の許容最大回生制動トルクをエネルギー回収効率の観点から許容最大回生制動トルクを使い切る要求があるため、要求制動力から許容最大回生制動トルクを差し引いて摩擦制動装置が発生すべき目標摩擦制動トルクと定め、運転者の制動操作力に応じた摩擦制動装置の制動トルクがこの目標摩擦制動トルクとなるよう摩擦制動装置を電子制御する。
【０００４】
かかる電子制御が可能となるようにした車両の制動装置としては従来、例えば特許文献１に記載のようなものが知られている。
つまり、ブレーキペダルの踏み込みに応動するマスターシリンダからの液圧を車輪のホイールシリンダへ供給するブレーキ液圧回路中に、上記の電子制御に際して閉じる遮断弁を挿置し、マスターシリンダのリザーバ内における作動液を媒体として吐出するポンプ、これを駆動する電動モータ、およびポンプからの作動液を蓄圧するアキュムレータで構成された液圧源を設ける。
上記の電子制御に際しては、この液圧源のアキュムレータ内圧を用いて増圧弁を介しホイールシリンダ内のブレーキ液圧を増圧したり、減圧弁を介しホイールシリンダ内のブレーキ液圧を減圧することにより、マスターシリンダ液圧とは関係なくブレーキ液圧を電子制御し得るようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２０００−１６８５３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにして電子制御可能とした車両の制動装置にあっては、上記の電子制御に伴ってブレーキペダルのストロークや反力の変化が発生することによる違和感を回避するために上記の遮断弁が不可欠であり、更に加えて、電子制御中も通常通りのブレーキペダルの操作フィーリング（ストロークや反力）が必要であることから、この遮断弁およびマスターシリンダ間のブレーキ液圧回路にストロークシュミレータを接続して設ける必要がある。
これら遮断弁およびストロークシュミレータは部品点数の増大によりコスト上の不利益を招き、特にストロークシュミレータは、通常通りのブレーキペダルフィーリングを発生させるチューニングに多大の工数と複雑な構成を必要とし、コストアップの大きな要因となる。
【０００７】
本発明は、従来のように遮断弁やストロークシュミレータを必要とすることなく、従って、少ない部品点数で安価に制動力の電子制御が可能となるようにした車両の制動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明による車両の制動装置は、請求項１に記載のごとく、
運転者の制動操作力を入力されるマスターシリンダから出力されたマスターシリンダ液圧に応動して機械的に車輪を制動する第１ブレーキ系と、
少なくとも該第１ブレーキ系による制動状態の検出結果に応じて別の車輪を任意に制動制御する第２ブレーキ系と、
第１ブレーキ系により制動される車輪または前記第２ブレーキ系により制動される車輪に駆動連結され、該車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに蓄電することにより車輪に制動力を付与する回生制動装置と、
機械的な第１ブレーキ系による制動状態の検出結果から該第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度を演算する第１制動力演算手段および要求減速度演算手段と、
これら演算手段により求めた第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度から、第１ブレーキ系の制動力との協働により車両の要求減速度を実現するのに必要な制動力不足分である前記第２ブレーキ系の目標制動力および前記回生制動装置の回生制動力を演算する第２制動力演算手段および回生制動力演算手段と、を具え、
第２ブレーキ系を該目標制動力が発生するよう制御すると共に回生制動装置を前記回生制動力が発生するよう制御する構成にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、第１ブレーキ系はマスターシリンダ液圧に応動して機械的に車輪を制動することから、当該車輪を運転者の制動操作力に応じた制動力で機械的に制動することができる。
一方で第２ブレーキ系は、少なくとも第１ブレーキ系による制動状態の検出結果に応じて別の車輪を任意に制動制御するため、この検出結果を用いて当該車輪の制動力を任意に制御することができる。
しかもこの際、第１ブレーキ系は車輪を機械的に制動するため、遮断弁やストロークシュミレータを付加することなく、通常の液圧ブレーキ装置と同様なブレーキペダル操作フィーリングを得ることができ、少ない部品点数で安価に当該上記の制動制御が可能となってコスト上大いに有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明のー参考形態になる車両の制動装置を示し、１は、運転者が踏み込んで制動操作力を付与するブレーキペダル、２は、ブレーキペダル１からの制動操作力を入力されるマスターシリンダである。
ブレーキペダル１からの制動操作力は、負圧式や、正圧式や、油圧式を可とする倍力装置３を介して倍力下に入力する。
【００１１】
マスターシリンダ２はタンデムマスターシリンダとし、該マスターシリンダ２の２個の液圧出口から左右前輪4L,4Rの制動ユニット（ドラムブレーキやディスクブレーキ等）5L,5Rまでブレーキ配管6L,6Rを延在させ、これら独立した２系統により第１ブレーキ系７を構成する。
左右後輪8L,8Rの制動ユニット（ドラムブレーキやディスクブレーキ等）9L,9Rは、ブレーキ配管10L,10Rを介して後輪制動力制御装置11に接続し、これら独立した２系統により第２ブレーキ系12を構成する。
【００１２】
後輪制動力制御装置11は、詳細を図示しなかったが、電動式ポンプおよびアキュムレータを含むブレーキ液圧源と、これからの液圧を元圧としてブレーキ配管10L,10Rへのブレーキ液圧を決定する増圧弁および減圧弁と、これら弁の開閉制御を司るコントローラとで構成する。
そしてコントローラは、ブレーキペダル１の踏み込みストロークＳを検出するストロークセンサ13からの信号を入力され、これを基に第１ブレーキ系７による前輪制動力および車両の要求減速度を演算する第１制動力演算手段および目標減速度演算手段と、これら第１ブレーキ系７による前輪制動力および車両の要求減速度から、第１ブレーキ系７による前輪制動力との協働により車両の要求減速度を実現可能な第２ブレーキ系12の目標後輪制動力を演算する第２制動力演算手段とを内蔵し、この目標後輪制動力が第２ブレーキ系12により達成されるよう増圧弁および減圧弁を開閉制御するものとする。
【００１３】
上記した構成になる本参考形態によれば、第１ブレーキ系７はマスターシリンダ液圧に応動して前輪４Ｌ，４Ｒを機械的に制動することから、常に前輪４Ｌ，４Ｒを運転者のブレーキペダル１からの制動操作力に応じた制動力で制動することができる。
一方で第２ブレーキ系１２は、少なくとも第１ブレーキ系７による制動状態を表すブレーキペダルストロークＳに応じて後輪８Ｌ，８Ｒを任意に制動制御するため、ブレーキペダルストロークＳを用いて後輪８Ｌ，８Ｒの制動力を任意に加減することができる。
しかもこの際、第１ブレーキ系７は前輪４Ｌ，４Ｒを機械的に制動するため、従来装置につき前記した遮断弁やストロークシュミレータを付加することなく、通常の液圧ブレーキ装置と同様なブレーキペダル操作フィーリングを得つつ、第２ブレーキ系１２による後輪８Ｌ，８Ｒの任意の制動制御が可能であり、少ない部品点数で安価に上記の制動制御が可能となってコスト上大いに有利である。
【００１４】
そして上記によれば、第１ブレーキ系７の制動力が機械的に定まることからその制御に際して演算が一切不要であり、第２ブレーキ系12の目標制動力を前記した通り、第１ブレーキ系７の制動力との関連で、車両の要求制動力が達成されるような値に設定する演算のみで足り、演算が大いに簡素化されて応答性も向上する。
【００１５】
また、ブレーキペダル１からの制動操作力を倍力装置３によりマスターシリンダ２へ入力するよう構成したため、以下の作用効果が奏し得られる。
つまり従来の制動装置においては、電気系の失陥時に全輪のブレーキ液圧源であるポンプ駆動モータが動作不能になって全輪が制動不能になることから、このような電気系失陥時は前記の遮断弁を開いてマスターシリンダ液圧がそのまま全輪のブレーキユニットに供給されるようにした対策がなされている。
しかし従来の制動装置においては、倍力装置を設けないか、設ける場合においても、上記電動モータ駆動ポンプからのブレーキ液を流用する油圧式の倍力装置を用いるのが常套であったため、電気系の失陥時はいずれにしてもブレーキペダルからマスターシリンダへの制動操作力が倍力されなくなる。
【００１６】
これに対し本参考形態によれば、ブレーキペダル１からの制動操作力を倍力装置３によりマスターシリンダ２へ入力するため、制動力制御装置１１内におけるポンプ駆動モータが動作不能になる電気系の失陥時においても、前輪４Ｌ，４Ｒは倍力装置３による制動作用を継続することができ、全輪で倍力装置による制動が不能になる従来装置に較べ、同一操作力当たりの車両としての制動力が大きくなるという利点がある。
通常、一般的に倍力装置による倍力比は６〜９倍くらいのため、倍力不能になると同一操作力当たりの車両としての制動力は１／９〜１／６程度に低下してしまうが、本参考形態によれば車両制動力がこれほど大きく低下するのを回避することができる。
【００１７】
本参考形態においては更に、マスターシリンダ２をタンデムマスターシリンダとし、第１ブレーキ系７を、タンデムマスターシリンダ２の２個のマスターシリンダ液圧出口から前輪４Ｌ，４Ｒの制動ユニット５Ｌ，５Ｒに至る独立した２系統６Ｌ，６Ｒにより構成したため
第１ブレーキ系７を成す独立した２系統６Ｌ，６Ｒのうち一方が失陥しても他方の系統による制動力を確保することができ、第１ブレーキ系７の失陥時における制動力低下代を小さくすることができる。
【００１８】
なお上記した参考形態では、後輪制動力制御装置１１へ入力すべき第１ブレーキ系７による制動状態として、ストロークセンサ１３により検出したブレーキペダルストロークＳを用いたが、
この代わりに図２に示すごとく、第１ブレーキ系７を成す２系統６Ｌ，６Ｒのうち一方（図２では左前輪系統６Ｌ）へのマスターシリンダ液圧Ｐｍを検出するマスターシリンダ液圧センサ１４からの信号を後輪制動力制御装置１１へ入力したり、
或いは図３に示すごとく、第１ブレーキ系７を成す２系統６Ｌ，６Ｒのうち一方（図２では左前輪系統６Ｌ）のブレーキ液圧Ｐｗを検出するブレーキ液圧センサ１５からの信号を後輪制動力制御装置１１へ入力してもよい。
【００１９】
ところで、図２のようにマスターシリンダ液圧Pmを用いるにしても、また、図３のようにブレーキ液圧Pwを用いるにしても、マスターシリンダ液圧Pmを用いる場合につき図４に示すごとく、第１ブレーキ系７を成す２系統6L,6Rに個々に液圧センサ13a,14bを設け、これらセンサからの情報を後輪制動力制御装置11へ入力するのがよい。
この場合、第１ブレーキ系７を成す２系統6L,6Rのうち一方が失陥しても、正常な系統における液圧センサ14aまたは14bからの情報を用いて後輪制動力制御装置11は目標後輪制動力を演算することができ、信頼性を高める上で大いに有利である。
【００２０】
図５は、本発明の更に他の参考形態を示し、本参考形態においては後輪制動力制御装置１１へ入力すべき第１ブレーキ系７による制動状態として、踏力センサ１６により検出したブレーキペダル１の踏力Ｆ（制動操作力）を用いたものである。
ここで、ブレーキペダル踏力ＦとブレーキペダルストロークＳとの間に図７のごとき関係があり、倍力装置３が正常に機能している場合と失陥した場合とでは、同じブレーキペダル踏力ＦのもとでもブレーキペダルストロークＳが異なる。
従って、第１ブレーキ系７による制動状態をブレーキペダル踏力Ｆ（制動操作力）で判断する場合、倍力装置３が失陥しても運転者が意図する制動力を確実に読み込むことができ、車両の要求制動力を正確に求めることができて制動力制御を一層正確なものにし得る。
【００２１】
なお図１〜図５の何れの参考形態においても、左右前輪４Ｌ，４Ｒに係わるブレーキ系をマスターシリンダ液圧に応動する機械的な第１ブレーキ系７とし、左右後輪８Ｌ，８Ｒに係わるブレーキ系を少なくとも第１ブレーキ系７による制動状態の検出結果に応動する第２ブレーキ系１２としたが、これらの関係を逆にしても同様の作用効果を達成し得ること勿論であるし、
或いは、左前輪４Ｌおよび右後輪８Ｒに係わるブレーキ系をマスターシリンダ液圧に応動する機械的な第１ブレーキ系７とし、右前輪４Ｒおよび左後輪８Ｌに係わるブレーキ系を少なくとも第１ブレーキ系７による制動状態の検出結果に応動する第２ブレーキ系１２としてもよい。
【００２２】
図７は、本発明の一実施の形態を示し、本実施の形態においては、図２に示した構成に回生制動装置１７を付加したもので、図中、図２におけると同様の部分を同一符号にて示す。
本実施の形態においては回生制動装置１７を、第２ブレーキ系に１２により制動される後輪８Ｌ，８Ｒに関連して設ける。
ここで回生制動装置１７は、後輪８Ｌ，８Ｒに駆動連結されて該車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーをバッテリに蓄電することにより後輪８Ｌ，８Ｒに制動力を付与するものとする。
【００２３】
なお、回生制動装置17を図７のように後輪8L,8Rに関連して設ける場合、制動力配分が前輪4L,4Rに偏るのを防止し得て、制動時に車両姿勢が前のめりになる傾向を回避することができ好ましいが、回生制動装置17は図８のように前輪4L,4Rに関連して設けてもよいこと勿論である。
図７および図８のように回生制動装置17を付加する場合、回生制動によるエネルギー回収によりエネルギーの有効利用を図ることができて有利である。
【００２４】
いずれにしても第２ブレーキ系12の目標制動力および回生制動装置17による回生制動力は、例えば図９に示す制御プログラムにより決定することができる。
先ずステップＳ11においては、第１ブレーキ系７による制動状態を検出するが、ここでは図７および図８に示すセンサ14により検出したマスターシリンダ液圧Pmを、第１ブレーキ系７の制動状態として読み込む。
要求減速度演算手段に相当する次のステップＳ12においては、図13に例示した機械的な第１ブレーキ系７（前輪4L,4R）の制動圧、つまりマスターシリンダ液圧Pmと、車両の要求減速度Gsとの関係を表した予定のマップを基に、マスターシリンダ液圧Pmから車両の要求減速度Gsを検索により求める。
【００２５】
次いで、第１制動力演算手段に応答するステップＳ13において、機械的な第１ブレーキ系７の制動力F1（図７および図８では前輪制動力）を、マスターシリンダ液圧Pmと、液圧・制動力変換係数Ｋとを用い、F1＝Pm×Ｋの演算により求める。
次のステップＳ14においては、要求減速度Gsおよび第１ブレーキ系７による制動力F1（以下では、第１制動力F1とも言う）の関数f(Gs, F1)で表される、要求減速度Gsに対する制動力不足分Foを求める。
具体的には、要求減速度Gsごとにこれを達成可能な前後輪制動力の組み合わせを示した図14に例示するマップを基に、要求減速度Gsおよび第１制動力F1から、Gs＝0.4Gである場合につき図14に示すようにして、要求減速度Gsに対する制動力不足分Foを求める。
第１制動力F1のみでは車両の要求減速度Gsを達成することができず、Foはその時の不足分を意味する。
【００２６】
回生制動力演算手段に相当するステップＳ15では、上記の制動力不足分Foと、回生制動装置17の許容最大回生制動力Fgmaxとから、以下のようにして回生制動装置17の回生制動力Fgを設定する。
つまり、回生制動を併用する車両の制動装置においては、回生制動によるエネルギー回収効率を高める意味合いにおいて回生制動装置17の許容最大回生制動力Fgmaxをできるだけ使い切るのがよいことから、しかし、回生制動装置17の回生制動力Fgが上記の制動力不足分Foを越えると車両減速度が要求減速度Gsを越えて過大になるため、
制動力不足分Foおよび許容最大回生制動力Fgmaxのうちの小さい方min(Fo, Fgmax)を回生制動装置17の回生制動力Fgと定め、これを回生制動装置17に指令する。
【００２７】
その後、第２制動力演算手段に相当するステップＳ16で、制動力不足分Foから回生制動力Fgを差し引いて第２ブレーキ系12の目標制動力F2を求め、これを後輪制動力制御装置11に指令する。
【００２８】
以上のような第２ブレーキ系12（目標制動力F2）および回生制動装置17（回生制動力Fg）による車両の制動力制御によれば、機械的な第１ブレーキ系７による制動状態（ブレーキペダルストロークＳ）の検出結果から求めた第１ブレーキ系７の制動力F1および車両の要求減速度Gsを基に、第１ブレーキ系７の制動力F1との協働により要求減速度Gsを実現可能な第２ブレーキ系12の目標制動力F2および回生制動装置17の回生制動力Fgを求めて車両の制動力制御に資するため、
第１ブレーキ系７の制動力F1と、第２ブレーキ系12の目標制動力F2と、回生制動装置17による回生制動力Fgとで要求減速度Gsを確実に達成することができ、回生制動によるエネルギー回収を図りつつ要求減速度Gsの実現が可能である。
【００２９】
しかも、第１ブレーキ系７の制動力F1が運転者によるブレーキペダル操作で機械的に決定されるため、これに関する演算が不要となり、第２ブレーキ系12の目標制動力F2および回生制動装置17の回生制動力Fgを演算するだけでよくて、演算負荷を減ずることができる。
なお、図９のステップＳ15およびステップＳ16における回生制動力Fgを０にした場合の制御が、図１〜図５のように回生制動装置を付設しない制動システム用の前記した制御となるのは言うまでもない。
【００３０】
図１０は、図７に示すように回生制動装置17を第２ブレーキ系12に係わる後輪8L,8Rに関連して設けた制動システムを制御対象とし、第２ブレーキ系12および回生制動装置17の制御量を図９とは別の要領で求める制御プログラムを示す。
ステップＳ21〜ステップＳ23は、図９におけるステップＳ11〜ステップＳ13と同様のもので、ステップＳ21において機械的な第１ブレーキ系７の制動状態（マスターシリンダ液圧Pm）を読み込み、ステップＳ22において車両の要求減速度Gsを求め、ステップＳ23において第１ブレーキ系７の制動力F1（前輪制動力）を演算する。
【００３１】
ステップＳ24においては、図９のステップＳ12におけると同様にして求めた要求減速度Gsの関数f(Gs)で表される車両の要求制動力Ftotal（要求減速度Gsを達成するための制動力）を求める。
この要求制動力Ftotalは、例えば図１５に例示するように車両ごとに予め求めておいたマップを基に要求減速度Gsから検索により求めるのがよい。
ステップＳ25においては、要求制動力Ftotalに対する制動力不足分FoをFo＝Ftotal−F1の演算により求める。
第１制動力F1のみでは車両の車両の要求制動力Ftotalを達成することができず、Foはその時の不足分を意味する。
【００３２】
ステップＳ26においては、図９のステップＳ15におけると同様にして、制動力不足分Foおよび許容最大回生制動力Fgmaxのうちの小さい方min(Fo, Fgmax)を回生制動装置17の回生制動力Fgと定める。
ステップＳ27においては、図９のステップＳ16におけると同様にして、制動力不足分Foから回生制動力Fgを差し引いて第２ブレーキ系12の目標制動力F2を求める。
ステップＳ28においては、前軸制動力Ffおよび後軸制動力Frを演算するが、この演算に当たっては図７の構成に照らして、第１制動力F1をそのまま前軸制動力Ffとし、第２制動力F2および回生制動力Fgの和値を後軸制動力Frとする。
【００３３】
第２制動力補正手段および回生制動力補正手段に相当するステップＳ29においては、先ず、後輪が前輪より先に制動ロックして車両挙動が不安定になることのないよう上記後軸制動力Frを制限する。
図１６は、制動時に前後輪が同時にロックする前後軸理想制動力配分特性を例示するもので、特性線図より上の領域が後軸制動力Frの過大で後輪を先にロックさせる領域、下の領域が前軸制動力Ffの過大で前輪を先にロックさせる領域を示し、前後軸制動力配分を図１６の理想特性よりも下の領域となるよう定めることで制動時の車両挙動を安定させることができる。
そこで後軸制動力Frの制限に当たっては、図１６の前後軸制動力理想配分特性を基に前軸制動力Ffから後軸制動力限界値Frlimを求め、これと上記後軸制動力Frとの小さい方min｛Fr, Frlim（Ff）｝を制限済後軸制動力Fr1と定める。
【００３４】
そして、後軸制動力Frから制限済後軸制動力Fr1を差し引くことにより後軸制動力過大分dFr1（＝Fr−Fr1）を求め、第２制動力F2からこの後軸制動力過大分dFr1を差し引いて、第２ブレーキ系12の補正済目標制動力F2t（＝F2−dFr1）求める。
しかし、補正済目標制動力F2tが負値になると制御上の不都合を生ずるから、（F2−dFr1）と０との大きい方max(0, F2−dFr1)を補正済目標制動力F2tと定める。
次に、補正済目標制動力F2tと回生制動力Fgとの和値（第２制動力F2の上記補正後における後軸制動力）から制限済後軸制動力Fr1を差し引いて、第２制動力F2の上記補正後における後軸制動力過大分dFr2（＝F2t−Fr1）を求める。
そして、回生制動力Fgからこの後軸制動力過大分dFr2を差し引いて、補正済回生制動力Fg2（＝Fg−dFr2）求める。
しかし、補正済回生制動力Fg2が負値になると制御上の不都合を生ずるから、（Fg−dFr2）と０との大きい方max(0, Fg−dFr2)を補正済回生制動力Fg2と定める。
【００３５】
ステップＳ30においては、ステップＳ29で上述のように求めた補正済目標制動力F2tおよび補正済回生制動力Fg2をそれぞれ、図７における後輪制動力制御装置11および回生制動装置17に出力して指令する。
【００３６】
以上のような第２ブレーキ系12（補正済目標制動力F2t）および回生制動装置17（補正済回生制動力Fg2）による車両の制動力制御によれば、これら補正済目標制動力F2tおよび補正済回生制動力Fg2が、後輪先ロックとなることのない前後軸制動力（Ff, Fr）配分となすものであることから、
制動時に後輪が前輪よりも先にロックして車両が挙動不安定になるのを防止することができる。
また本実施の形態においても、第１ブレーキ系７の制動力F1が運転者によるブレーキペダル操作で機械的に決定されるため、これに関する演算が不要であり、第２ブレーキ系12の補正済目標制動力F2tおよび回生制動装置17の補正済回生制動力Fg2を演算するだけでよくて、演算負荷を減ずることができる。
【００３７】
図１１は、図８に示すように回生制動装置17を第１ブレーキ系７に係わる前輪4L,4Rに関連して設けた制動システムであって、且つ、その前輪ブレーキ配管6L,6Rに個々に図１２のごとき前軸制動力増大手段31を付加した制動システムを制御対象とし、第２ブレーキ系12および回生制動装置17の制御量を図９および図１０とは更に別の要領で求める制御プログラムを示す。
先ず図１２の前軸制動力増大手段31を説明するに、これを、常開電磁弁32と、常閉電磁弁33と、増圧ポンプ34とで構成する。
常閉電磁弁33および増圧ポンプ34を直列配置し、これらに対し常開電磁弁32を並列配置し、かかる相互配置になるユニットを、図８に示す制動システムにおける前輪ブレーキ配管6L,6R中に個々に挿置する。
なお増圧ポンプ34は、常閉電磁弁33に対しこれよりも制動ユニット5L,5Rに近い側に配置し、マスターシリンダ２（図８参照）の作動液を制動ユニット5L,5Rに吐出するようなものとするが、車両の制動装置によるダイナミック挙動制御に用いられている既存のポンプを流用するのがよい。
【００３８】
前軸制動力増大手段31の作用を次に説明するに、通常は常開電磁弁32および常閉電磁弁33がともにOFFで図示の接続状態となっており、制動ユニット5L,5Rへはマスターシリンダ液圧Pmが供給され、前軸制動力が運転者による制動操作のみにより決まる。
運転者による制動操作力を越えて前軸制動力を増大させる要求があるときは、常開電磁弁32をONにより閉じ、常閉電磁弁33をONにより開いて制動ユニット5L,5Rをマスターシリンダから遮断する。
この状態で増圧ポンプ34を前軸制動力の要求増大量に応じて駆動することにより、制動ユニット5L,5Rのブレーキ液圧Pwを増圧してを前軸制動力を要求増大量だけ大きくする。
【００３９】
図８にかかる前軸制動力増大手段31を付加した制動システムに係わる図１１の制御プログラムを以下に説明する。
ステップＳ41〜ステップＳ47は、図１０におけるステップＳ21〜ステップＳ27と同様のもので、
ステップＳ41において機械的な第１ブレーキ系７の制動状態（マスターシリンダ液圧Pm）を読み込み、
ステップＳ42において車両の要求減速度Gsを求め、
ステップＳ43において第１ブレーキ系７の制動力F1（前輪制動力）を演算し、
ステップＳ44において車両の要求制動力Ftotal（要求減速度Gsを達成するための制動力）を求め、
ステップＳ45において制動力不足分Foを求め、
ステップＳ46において回生制動装置17の回生制動力Fgを設定し、
ステップＳ47においては、図１７の▲１▼で示すように要求減速度Gs（図１７の▲１▼はGs＝0.4Gの場合）および第１制動力F1から、第１制動力F1との協働により要求減速度Gsを実現するのに必要な第２ブレーキ系12の目標制動力F2を求める。
【００４０】
ステップＳ48においては、前軸制動力Ffおよび後軸制動力Frを演算するが、この演算に当たっては図８の構成に照らして、第１制動力F1および回生制動力Fgの和値を前軸制動力Ffとし、第２制動力F2をそのまま後軸制動力Fr（図１７参照）とする。
第２制動力補正手段に相当するステップＳ49においては、後輪が前輪より先に制動ロックして車両挙動が不安定になることのないよう上記後軸制動力Frを、図１０のステップＳ29で行ったと同様にして制限し、図１７に例示するごとくに制限済後軸制動力Fr1を求める。
【００４１】
前軸制動力増大量演算手段に相当するステップＳ50においては、後軸制動力Frから制限済後軸制動力Fr1を差し引くことにより後軸制動力過大分、従って、後輪が前輪より先に制動ロックするのを防止するのに必要な前軸制動力補正（要求増大）量Ffd（＝Fr−Fr1）を、図１７の▲２▼で示すように求める。
次のステップＳ51においては、後輪用のアンチスキッド制御装置（制動スリップに応動するものなら何でもよい）が作動しているか否かをチェックし、作動していなければ、ステップＳ52およびステップＳ53をスキップして制御をステップＳ54に進め、図１７の▲３▼で示すごとく第２ブレーキ系12の補正済目標制動力として上記の制限済後軸制動力Fr1をそのまま図８の後輪制動力制御装置11へ出力し、上記の回生制動力Fgを回生制動装置17へ出力し、上記の前軸制動力要求増大量Ffdを図１２の前軸制動力増大手段31へ出力する。
かように前軸制動力要求増大量Ffdを前軸制動力増大手段31へ出力することにより、この増大量Ffdが図１７に▲４▼で示すごとく第１制動力F1に加算されて要求減速度Gs（0.4G）を実現することができ、後輪先ロックを生じない前後軸制動力配分によっても減速度が不足することはない。
【００４２】
以上のような第２ブレーキ系12（補正済目標制動力Fr1）、および回生制動装置17（回生制動力Fg）、並びに前軸制動力増大手段31（前軸制動力要求増大量Ffd）による車両の制動力制御によれば、これら補正済目標制動力Fr1、回生制動力Fg、および前軸制動力要求増大量Ffdが上記したところから明らかなように、車両の目標減速度Gsを達成しつつ後輪先ロックとなることのない前後軸制動力（Ff, Fr）配分となすものであることから、
目標減速度Gsを実現しつつ、制動時に後輪が前輪よりも先にロックして車両が挙動不安定になるのを防止することができる。
また本実施の形態においても、第１ブレーキ系７の制動力F1が運転者によるブレーキペダル操作で機械的に決定されるため、これに関する演算が不要であり、第２ブレーキ系12の補正済目標制動力F2tおよび回生制動装置17の補正済回生制動力Fg2並びに前軸制動力増大手段31の前軸制動力要求増大量Ffdを演算するだけでよくて、演算負荷を減ずることができる。
【００４３】
ところで図１１のステップＳ51で後輪用のアンチスキッド制御装置が作動していると判定する場合は、ステップＳ52において左右後輪の低下している実制動力Fr2を、路面摩擦係数μおよび車輪荷重Ｗとの乗算により演算し、次いで、前軸制動力増大量演算手段に相当するステップＳ53において、後軸制動力Frから実制動力Fr2を差し引くことにより後軸制動力過大分、従って、後輪が前輪より先に制動ロックするのを防止するのに必要な前軸制動力補正（要求増大）量Ffd（＝Fr−Fr2）を求め、これをステップＳ54で出力する。
従って、アンチスキッド制御装置が作動するような左右後輪の制動力低下時は、ステップＳ50で求めた前軸制動力要求増大量Ffd（＝Fr−Fr1）に代え、低下している後輪制動力Fr2を用いてステップＳ53で求めた前軸制動力要求増大量Ffd（＝Fr−Fr2）が制動力制御に供されることとなり、結果として、後輪用アンチスキッド制御装置のスリップ防止作用による後輪制動力低下分だけ前軸制動力要求増大量Ffdが増大されることになり、かかるアンチスキッド制御装置の作用による後輪制動力の低下時も車両の要求減速度Gsが達成されなくなることがない。
【００４４】
なお、図７および図８に示すように回生制動装置１７を付加し、図１０のような制動力制御を行う場合は、図７および図８に示すように機械的な第１ブレーキ系７により前２輪４Ｌ，４Ｒを制動し、電子的な第２ブレーキ系１２により後２輪８Ｌ，８Ｒを制動するよう構成し、後輪用の第２ブレーキ系１２による制動力より前輪用の機械的な第１ブレーキ系７による制動力Ｆ１を相対的に小さくするとともに、後輪先ロック防止用に要求される前後軸制動力配分との関連で回生制動装置１７による回生制動力を増大させるのがよい。
かようにすることにより、エネルギー回収量が大きくなり、エネルギー効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図２】 本発明の他の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図３】 本発明の更に他の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図４】 本発明の別の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図５】 本発明の更に別の参考形態になる車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図６】 ブレーキペダルの踏力とストロークとの関係を、倍力装置が機能している場合と、機能していない場合とで比較して示す特性線図である。
【図７】 図２の制動装置において後輪に回生制動装置を付加した場合の車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図８】 図２の制動装置において前輪に回生制動装置を付加した場合の車両の制動装置を示す制御システム図である。
【図９】 図７または図８のように回生制動装置を付加した制動装置の制動力制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１０】 図７のように回生制動装置を付加した制動装置の制動力制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１１】 図８のように回生制動装置を付加し、これに前軸制動力増大手段を付加した制動装置の制動力制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１２】 図８の制動装置に付加する前軸制動力増大手段を示す概略説明図である。
【図１３】 前輪制動圧に対する車両要求減速度の変化特性を例示する特性線図である。
【図１４】 車両の要求減速度を達成するための前輪制動力および後輪制動力の組み合わせを示した線図である。
【図１５】 車両の要求減速度に対する要求制動力の変化特性を示す特性線図である。
【図１６】 前輪と後輪が同時にロックする前後軸理想制動力配分特性を示す線図である。
【図１７】 図１１の制御プログラムによる動作順序を説明するのに用いた、図１４と同様な車両要求減速度と、前軸制動力と、後軸制動力との関係線図である。
【符号の説明】
１ ブレーキペダル
２ マスターシリンダ
３ 倍力装置
４Ｌ，４Ｒ 左右前輪
５Ｌ，５Ｒ 制動ユニット
６Ｌ，６Ｒ ブレーキ配管
７ 第１ブレーキ系
８Ｌ，８Ｒ 左右後輪
９Ｌ，９Ｒ 制動ユニット
１０Ｌ，１０Ｒ ブレーキ配管
１１ 後輪制動力制御装置
１２ 第２ブレーキ系
１３ ブレーキペダルストロークセンサ
１４ マスターシリンダ液圧センサ
１５ ブレーキ液圧センサ
１６ ブレーキペダル踏力センサ
１７ 回生制動装置
３１ 前軸制動力増大手段
３２ 常開電磁弁
３３ 常閉電磁弁
３４ 増圧ポンプ
Claims (11)
- 運転者の制動操作力を入力されるマスターシリンダから出力されたマスターシリンダ液圧に応動して機械的に車輪を制動する第１ブレーキ系と、
少なくとも該第１ブレーキ系による制動状態の検出結果に応じて別の車輪を任意に制動制御する第２ブレーキ系と、
前記第１ブレーキ系により制動される車輪または前記第２ブレーキ系により制動される車輪に駆動連結され、該車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに蓄電することにより車輪に制動力を付与する回生制動装置と、
前記機械的な第１ブレーキ系による制動状態の検出結果から該第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度を演算する第１制動力演算手段および要求減速度演算手段と、
これら演算手段により求めた第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度から、第１ブレーキ系の制動力との協働により車両の要求減速度を実現するのに必要な制動力不足分である前記第２ブレーキ系の目標制動力および前記回生制動装置の回生制動力を演算する第２制動力演算手段および回生制動力演算手段と、を具え、
第２ブレーキ系を前記目標制動力が発生するよう制御すると共に回生制動装置を前記回生制動力が発生するよう制御する構成にした、車両の制動装置。 - 請求項１に記載の車両の制動装置であって、前記制動操作力を倍力装置によりマスターシリンダへ入力するよう構成したことを特徴とする車両の制動装置。
- 請求項１または２に記載の車両の制動装置であって、前記第１ブレーキ系による制動状態が前記運転者の制動操作力であることを特徴とする車両の制動装置。
- 請求項１または２に記載の車両の制動装置であって、前記第１ブレーキ系による制動状態が該第１ブレーキ系内における任意箇所の液圧であることを特徴とする車両の制動装置。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の制動装置であって、前記マスターシリンダをタンデムマスターシリンダとし、前記第１ブレーキ系を、該マスターシリンダの２個のマスターシリンダ液圧出口から２個の車輪の制動ユニットに至る独立した２系統により構成したことを特徴とする車両の制動装置。
- 請求項５に記載の車両の制動装置であって、前記第１ブレーキ系による制動状態が、該第１ブレーキ系の独立した２系統それぞれの任意箇所における液圧であることを特徴とする車両の制動装置。
- 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両の制動装置であって、前記演算手段により求めた目標制動力および回生制動力を、前記第１ブレーキ系による制動力との関連において前軸制動力および後軸制動力間における制動力配分が後輪を前輪より先に制動ロックさせることのない配分となるよう補正して補正済目標制動力および補正済回生制動力を演算する第２制動力補正手段および回生制動力補正手段とを設け、
第２ブレーキ系を前記目標制動力が発生するよう制御する代わりに前記補正済目標制動力が発生するよう制御すると共に回生制動装置を前記回生制動力が発生するよう制御する代わりに前記補正済回生制動力が発生するよう制御する構成にしたことを特徴とする車両の制動装置。 - 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両の制動装置であって、前軸の制動力を前記第２ブレーキ系とは独立して増大可能な前軸制動力増大手段と、
前記第１ブレーキ系による制動状態の検出結果から該第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度を演算する第１制動力演算手段および要求減速度演算手段と、
これら演算手段により求めた第１ブレーキ系の制動力および車両の要求減速度から、第１ブレーキ系の制動力との協働により車両の要求減速度を実現可能な前記第２ブレーキ系の目標制動力および前記回生制動装置の回生制動力を演算する第２制動力演算手段および回生制動力演算手段と、
前記第１ブレーキ系による制動力との関連において、車両の総制動力を前記要求減速度に対応した値に維持しつつ、前軸制動力および後軸制動力間における制動力配分が後輪を前輪より先に制動ロックさせることのない配分となるよう、前記目標制動力および回生制動力を補正して補正済目標制動力および補正済回生制動力を演算すると共に前記前軸制動力増大手段による前軸制動力増大量を演算する、第２制動力補正手段、回生制動力補正手段、および前軸制動力増大量演算と、を具え、
第２ブレーキ系を前記目標制動力が発生するよう制御する代わりに前記補正済目標制動力が発生するよう制御し、また、回生制動装置を前記回生制動力が発生するよう制御する代わりに前記補正済回生制動力が発生するよう制御し、更に前軸制動力増大手段を前軸制動力増大量が発生するよう制御する構成にしたことを特徴とする車両の制動装置。 - 請求項８に記載の車両の制動装置であって、後輪の制動スリップを防止する後輪スリップ防止装置が作動した場合、該装置のスリップ防止作用による後輪制動力低下分だけ前記前軸制動力増大手段により前軸制動力を増大させるよう構成したことを特徴とする車両の制動装置。
- 請求項７に記載の車両の制動装置であって、前記機械的な第１ブレーキ系により前２輪を制動し、前記第２ブレーキ系により後２輪を制動するよう構成し、後輪用の第２ブレーキ系による制動力より前輪用の機械的な第１ブレーキ系による制動力を相対的に小さくするとともに、前記回生制動装置による回動制動力を増大させたことを特徴とする車両の制動装置。
- 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車両の制動装置であって、前記回生制動装置を後２輪に関連して設けたことを特徴とする車両の制動装置。
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