回生制動制御装置
【課題】回生式制動装置を備える車両において回生効率を向上させる。
【解決手段】回生制動制御装置２４は、車両の前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段５６ｆ、及び車両の後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段５６ｒの各々を制御する回生制動制御装置であって、第１回生制動手段及び第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力を算出する要求回生制動力算出手段と、要求回生制動力を、第１回生制動手段及び第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比を算出する配分比算出手段と、算出された配分比で要求回生制動力を実現するように、第１回生制動手段及び第２回生制動手段を夫々制御する制御手段とを備える。
【解決手段】回生制動制御装置２４は、車両の前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段５６ｆ、及び車両の後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段５６ｒの各々を制御する回生制動制御装置であって、第１回生制動手段及び第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力を算出する要求回生制動力算出手段と、要求回生制動力を、第１回生制動手段及び第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比を算出する配分比算出手段と、算出された配分比で要求回生制動力を実現するように、第１回生制動手段及び第２回生制動手段を夫々制御する制御手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機による回生制動力を車輪へと伝達する回生式制動装置を制御する回生制動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両やＥＶ車両等の回転電機を備える車両には、回転電機の回生時に発生するトルクを回生制動力として車輪に伝達する回生式制動装置が設けられる場合がある。このような回生式制動装置では、回生効率を高めるために様々な技術が用いられている。例えば特許文献１では、車両の前輪及び後輪の各々に回生式制動装置を設け、回生効率が高い一方の回生式制動装置を選択して回生制動力を発生させるという技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６９４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に係る技術では、一方の回生式制動装置を選択している際には、他方の回生式制動装置では回生制動力が発生されない。このため、前輪に対して回生制動力が伝達される場合には後輪に回生制動力が伝達されず、後輪に対して回生制動力が伝達される場合には前輪に回生制動力が伝達されない。
【０００５】
ここで本願発明者の研究によれば、２つの回生制動装置を備えている車両において、いずれか一方の回生式制動装置のみを利用する場合の回生効率は、常に最大値とはならないことが判明している。具体的には、両方の回生式制動装置で制動力を配分して伝達する方が、回生効率が高くなる場合があることが判明している。従って、上述した特許文献１に係る技術には、最適な回生効率を実現することが困難であるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、回生効率を効果的に向上させることが可能な回生制動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回生制動制御装置は上記課題を解決するために、車両の前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段、及び前記車両の後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段の各々を制御する回生制動制御装置であって、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力を算出する要求回生制動力算出手段と、前記要求回生制動力を、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比を算出する配分比算出手段と、前記算出された配分比で前記要求回生制動力を実現するように、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段を夫々制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る車両は、例えばハイブリッド車両やＥＶ車両であり、前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段、及び後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段を備えている。第１回生制動手段及び第２回生制動手段は、例えば回転電機を含んで構成されており、各々の回生時に発生するトルクを、車両のブレーキング制御を行う制動力として利用することができる。尚、第１回生制動手段及び第２回生制動手段は、バッテリ等の蓄電手段に接続されており、バッテリから供給される電力を利用して、車両の前輪及び後輪を駆動することも可能とされている。
【０００９】
本発明の回生制動制御装置は、上述した第１回生制動手段及び第２回生制動手段を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００１０】
本発明の回生制動制御装置の動作時には、先ず要求回生制動力算出手段によって、第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力が算出される。即ち、車両全体で要求される回生制動力が算出される。
【００１１】
要求回生制動力が算出されると、実際に回生制御が開始される前に、回生制動力の前輪及び後輪に対する配分比が算出される。具体的には、配分比算出手段によって、要求回生制動力を第１回生制動手段及び第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比が算出される。尚、ここでの「最も小さい」とは、エネルギ損失の理論上の最小値を意味するのではなく、算出できる範囲で或いは実際に実現できる範囲で最も小さい値を意味するものである。
【００１２】
配分比が算出されると、制御手段によって、算出された配分比で要求回生制動力を実現するよう、第１回生制動手段及び記第２回生制動手段が夫々制御される。このような制御によれば、回生時のエネルギ損失が最も小さい配分比が選択されるため、回生効率を効果的に向上させることができる。従って、車両の燃費向上を実現することができる。
【００１３】
尚、本発明の回生制動制御装置によって決定される配分比は、第１回生制動手段及び第２回生制動手段の２つの回生制動手段を対象とする配分比だけでなく、３つ以上の回生制動手段を対象とする配分比であってもよい。即ち、要求回生制動力を複数の回生制動装置で実現するような車両であれば、本発明を適用することができる。
【００１４】
以上説明したように、本発明の回生制動制御装置によれば、回生効率を効果的に向上させることが可能である。
【００１５】
本発明の回生制動制御装置の一態様では、前記配分比算出手段は、前記エネルギ損失を、予め設定された複数の配分比に対して夫々算出する損失算出手段と、前記複数の配分比のうち、算出された前記エネルギ損失が最も小さいものを選択して出力する配分比選択手段とを有する。
【００１６】
この態様によれば、配分比算出手段による配分比の算出時には、先ず損失算出手段によって、予め設定された複数の配分比に対応するエネルギ損失が夫々算出される。具体的には、第１回生制動手段及び第２回生制動手段の配分比が、例えば２：８、４：６、６：４、８：２となる４パターンの配分比が予め設定されていたとすると、各々の配分比に対応する４つのエネルギ損失値が算出される。
【００１７】
続いて、配分比選択手段によって、算出されたエネルギ損失が最も小さい配分比が選択される。即ち、算出された損失比が互いに比較され、損失値が最も小さい配分比が選択される。このようにすれば、回生時のエネルギ損失が最も小さくなる配分比を、比較的簡単な処理によって決定することができる。従って、装置の高度複雑化を抑制することができる。
【００１８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る車載用制動装置の全体構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】実施形態に係る回生制動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る回生制動制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。
【図４】配分比算出パターンの一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。尚、以下では、電気自動車に搭載された車載用制動装置を例にとり説明する。
【００２１】
先ず、本実施形態に係る車載用制動装置の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係る車載用制動装置の全体構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２２】
図１において、本実施形態に係る車載用制動装置は、例えばモータジェネレータとして構成される第１電動機１０ｆ及び第２電動機１０ｒを備えている。第１電動機１０ｆは、作動装置１２ｆ及びアクスル１４ｆを介して、図示しない左右前輪を回転駆動する。一方、第２電動機１０ｒは、作動装置１２ｒ及びアクスル１４ｒを介して、図示しない左右後輪を回転駆動する。第１電動機１０ｆ及び第２電動機１０ｒの各々は、例えばリチウムイオン電池等であるバッテリ１６から駆動回路１８ｆ及び１８ｒを経て供給される駆動電流によって回転駆動される。
【００２３】
駆動回路１８ｆ、１８ｒは直流電流を交流電流に変換するコンバータを内蔵している。駆動回路１８ｆ、１８ｒから供給される駆動電流は、踏込み量検出センサ２０により検出される図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、走行用電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４において調整される。これにより各車輪の駆動力がアクセルペダルの踏込み量に応じて制御される。
【００２４】
本実施形態に係る車載用制動装置は更に、ブレーキｂｙワイヤ型の摩擦式制動装置２６を備えている。摩擦式制動装置２６は、ブレーキペダル２８により駆動され電磁式の切換弁３０ｆｌ、３０ｆｒ、３０ｒを介してストロークシミュレータ３２ｆｌ、３２ｆｒ、３２ｒへ油圧を供給するブレーキマスタシリンダ３４を有している。また摩擦式制動装置２６は、図示しない左右の前輪に夫々設けられたホイールディスク３６ｆｌ、３６ｆｒと共働するホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ内の油圧を制御することによって制動力を制御するアクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒと、図示しない左右の後輪に夫々設けられたホイールディスク３６ｒｌ、３６ｒｒと共働するホイールシリンダ３８ｒｌ、３８ｒｒ内の油圧を制御することによって制動力を制御するアクチュエータ４０ｒとを有している。
【００２５】
尚、図１には示されていないが、アクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒ、４０ｒは作動流体としてのオイルを貯容するリザーバと、リザーバよりオイルを汲上げそれを加圧する電動ポンプと、ポンプより吐出される高圧のオイルを貯容するアキュームレータとを共通の部材として有し、対応するホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ、３８ｒｌ、３８ｒｒへ供給される油圧を制御する制御弁を個別の部材として有している。ちなみに、摩擦式制動装置２６の構造自体は本発明の要旨をなすものではないので、摩擦式制動装置２６は前後輪の摩擦制動による制動力を任意に制御し得る限り、当技術分野において公知である任意の構成であってよい。
【００２６】
摩擦式制動装置２６における切換弁３０ｆｌ、３０ｆｒ、３０ｒは、通常時には図１に示された切換え位置に維持され、マスタシリンダ３４とアクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒ、４０ｒとの連通が遮断される。アクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒ、４０ｒの制御弁は、駆動回路４２より供給される駆動電流によって制御される。駆動回路４２の駆動電流は、圧力センサ４４により検出されるマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍ及びストロークセンサ４６により検出されるブレーキペダル２８のストロークＳｐに基づいて制動用電子制御装置４８のマイクロコンピュータ５０により制御される。これによりホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ、３８ｒｌ、３８ｒｒに対するオイルの給排が制御され、各車輪の摩擦制動による制動力が制御される。
【００２７】
また、圧力センサ４４等の異常時には、マイクロコンピュータ５０から供給される制御信号に基づいて駆動回路５２から駆動電流が供給されることにより、マスタシリンダ３４とストロークシミュレータ３２ｆｌ、３２ｆｒ、３２ｒとの連通が遮断される。また、マスタシリンダ３４とホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ、３８ｒｌ、３８ｒｒとが連通される位置に切換えられる。これにより各車輪の摩擦制動による制動力がマスタシリンダ３４の油圧によって直接制御される。
【００２８】
本実施形態では特に、第１電動機１０ｆは、回生回路５４ｆと共働して前輪用回生式制動装置５６ｆを構成している。また第２電動機１０ｒは、回生回路５４ｒと共働して後輪用回生式制動装置５６ｒを構成している。尚、ここでの前輪用回生式制動装置５６ｆは、本発明の「第１回生制動手段」の一例であり、後輪用回生式制動装置５６ｒは、本発明の「第２回生制御手段」の一例である。
【００２９】
回生回路５４ｆ、５４ｒは、交流電流を直流電流に変換するインバータを内蔵し、電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４から供給される制御信号に応答して、オン状態とオフ状態とが切り換えられる。そして特にオン状態においては、第１電動機１０ｆ及び第２電動機１０ｒが発電機として機能することで発生した電力を、バッテリ１６へと供給する。バッテリ１６の充電量はＳＯＣメータ５８により検出される。
【００３０】
尚、図１には示されていないが、電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４及び電子制御装置４８のマイクロコンピュータ５０は、それぞれ中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のものであってよい。
【００３１】
制動用電子制御装置４８のマイクロコンピュータ５０には、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍを示す信号及びストロークセンサ４６により検出されたブレーキペダル２８のストロークＳｐを示す信号が入力される。マイクロコンピュータ５０は、マイクロコンピュータ２４を経て駆動回路１８ｆ、１８ｒ及び回生回路５４ｆ、５４ｒへ制御信号を出力し、回生式制動装置５６ｆ、５６ｒを制御する。これにより、前輪及び後輪の回生制動による制動力を制御し、また必要に応じて駆動回路４２を経てアクチュエータ４０ｆｒ、４０ｆｌ、４０ｒの制御弁へ制御信号を出力することにより、前輪及び後輪の摩擦制動による制動力を制御する。
【００３２】
次に、本発明の「制動制御装置」の一例である電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４の具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、実施形態に係る回生制動制御装置の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図２において、マイクロコンピュータ２４は、要求回生制動力算出部１１０と、損失算出部１２０と、配分比選択部１３０と、制御部１４０とを備えて構成されている。
【００３４】
要求回生制動力算出部１１０は、本発明の「要求回生制動力算出手段」の一例であり、入力される要求制動力（即ち、車両全体に要求される制動力）に基づいて、要求回生制動力（即ち、回生式制動装置で実現されるべき制動力）を算出する。具体的には、マイクロコンピュータ５０において、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍを示す信号、及びストロークセンサ４６により検出されたブレーキペダル２８のストロークＳｐを示す信号から求められた要求制動力に基づいて、要求回生制動力を算出する。
【００３５】
損失算出部１２０は、本発明の「損失算出手段」の一例であり、要求回生制動力算出部１１０において算出された要求回生制動力を実現する場合の、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒにおけるエネルギ損失を算出する。尚、損失算出部１２０には、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒに対応する予め設定された複数の配分比が記憶されており、複数の配分比の各々についてエネルギ損失を算出する。
【００３６】
配分比選択部１３０は、本発明の「配分比選択手段」の一例であり、損失算出部１２０において算出されたエネルギ損失を配分比毎に比較し、最もエネルギ損失が小さくなる配分比を選択して出力する。
【００３７】
制御部１４０は、本発明の「制御手段」の一例であり、配分比選択部１３０において選択された配分比で要求回生制動力を実現するように、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒの各々を制御する。
【００３８】
尚、マイクロコンピュータ２４は、上述した各部位を含んで構成された一体の電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てマイクロコンピュータ２４によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００３９】
次に、本実施形態に係る回生制動制御装置の動作について、図３及び図４を参照して説明する。ここに図３は、実施形態に係る回生制動制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。また図４は、配分比算出パターンの一例を示す表である。
【００４０】
図３において、本実施形態に係る回生制動制御装置には、ブレーキペダルが踏み込まれると（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、要求回生制動力算出部１１０において、車両全体で実現されるべき回生制動力である要求回生制動力が算出される（ステップＳ０２）。より具体的には、要求回生制動力は、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍを示す信号、及びストロークセンサ４６により検出されたブレーキペダル２８のストロークＳｐに基づいて算出される。
【００４１】
要求回生制動力が算出されると、損失算出部１２０において、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒで要求回生制動力を実現する場合のエネルギ損失が算出される（ステップＳ０３）。より具体的には、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒの各々で要求回生制動力を配分して実現する場合のエネルギ損失が算出される。損失算出部１２０は、例えば予め設定された複数の配分比についてエネルギ損失を算出する。
【００４２】
図４に示すように、損失算出部１２０には、複数の配分比算出パターンが予め記憶されている。損失算出部１２０は、これらの配分比算出パターンについて、それぞれエネルギ損失を算出する。即ち、パターン１では、前輪用回生式制動装置５６ｆが２割、後輪用回生式制動装置５６ｒが８割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。パターン２では、前輪用回生式制動装置５６ｆが４割、後輪用回生式制動装置５６ｒが６割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。パターン３では、前輪用回生式制動装置５６ｆが６割、後輪用回生式制動装置５６ｒが４割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。パターン４では、前輪用回生式制動装置５６ｆが８割、後輪用回生式制動装置５６ｒが２割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。
【００４３】
尚、損失算出部１２０に記憶しておく配分比算出パターンの数を多くすれば、より多くの配分比についてエネルギ損失が算出されるため、後述する回生効率を高めるという効果を向上させることができる。一方、失算出部１２０に記憶しておく配分比算出パターンの数を少なくすれば、損失算出部１２０における処理を簡略化できるので、装置の負荷を低減することが可能である。
【００４４】
各配分比に対するエネルギ損失が算出されると、配分比選択部１３０において、算出されたエネルギ損失が最も小さくなる配分比が選択され出力される（ステップＳ０４）。即ち、配分比選択部１３０では、損失算出部１２０で算出された複数の配分比に対するエネルギ損失の値が互いに比較され、最も小さいエネルギ損失となる配分比が出力される。
【００４５】
配分比が選択されると、制御部１４０によって、選択された配分比で要求回生制動力を実現するように、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒの各々が制御される。このような制御によれば、確実に要求回生制動力を実現しつつ、エネルギ損失を最低限に抑制することができる。従って、回生効率を向上させることができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る回生制動制御装置によれば、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒにおける回生制動力の配分比を適切なものとすることができるため、回生効率を効果的に向上させることが可能である。
【００４７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う回生制動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０ｆ…第１電動機、１０ｒ…第２電動機、１６…バッテリ、１８ｆ，１８ｒ…駆動回路、２２…走行用電子制御装置、２４…マイクロコンピュータ、２６…摩擦式制動装置、３８ｆｌ〜３８ｒｒ…ホイールシリンダ、４４…圧力センサ、４６…ストロークセンサ、５４ｆ，５４ｒ…回生回路、５６ｆ，５６ｒ…回生式制動装置、１１０…要求回生制動力算出部、１２０…損失算出部、１３０…配分比選択部、１４０…制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機による回生制動力を車輪へと伝達する回生式制動装置を制御する回生制動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両やＥＶ車両等の回転電機を備える車両には、回転電機の回生時に発生するトルクを回生制動力として車輪に伝達する回生式制動装置が設けられる場合がある。このような回生式制動装置では、回生効率を高めるために様々な技術が用いられている。例えば特許文献１では、車両の前輪及び後輪の各々に回生式制動装置を設け、回生効率が高い一方の回生式制動装置を選択して回生制動力を発生させるという技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６９４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に係る技術では、一方の回生式制動装置を選択している際には、他方の回生式制動装置では回生制動力が発生されない。このため、前輪に対して回生制動力が伝達される場合には後輪に回生制動力が伝達されず、後輪に対して回生制動力が伝達される場合には前輪に回生制動力が伝達されない。
【０００５】
ここで本願発明者の研究によれば、２つの回生制動装置を備えている車両において、いずれか一方の回生式制動装置のみを利用する場合の回生効率は、常に最大値とはならないことが判明している。具体的には、両方の回生式制動装置で制動力を配分して伝達する方が、回生効率が高くなる場合があることが判明している。従って、上述した特許文献１に係る技術には、最適な回生効率を実現することが困難であるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、回生効率を効果的に向上させることが可能な回生制動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回生制動制御装置は上記課題を解決するために、車両の前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段、及び前記車両の後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段の各々を制御する回生制動制御装置であって、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力を算出する要求回生制動力算出手段と、前記要求回生制動力を、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比を算出する配分比算出手段と、前記算出された配分比で前記要求回生制動力を実現するように、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段を夫々制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る車両は、例えばハイブリッド車両やＥＶ車両であり、前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段、及び後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段を備えている。第１回生制動手段及び第２回生制動手段は、例えば回転電機を含んで構成されており、各々の回生時に発生するトルクを、車両のブレーキング制御を行う制動力として利用することができる。尚、第１回生制動手段及び第２回生制動手段は、バッテリ等の蓄電手段に接続されており、バッテリから供給される電力を利用して、車両の前輪及び後輪を駆動することも可能とされている。
【０００９】
本発明の回生制動制御装置は、上述した第１回生制動手段及び第２回生制動手段を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００１０】
本発明の回生制動制御装置の動作時には、先ず要求回生制動力算出手段によって、第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力が算出される。即ち、車両全体で要求される回生制動力が算出される。
【００１１】
要求回生制動力が算出されると、実際に回生制御が開始される前に、回生制動力の前輪及び後輪に対する配分比が算出される。具体的には、配分比算出手段によって、要求回生制動力を第１回生制動手段及び第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比が算出される。尚、ここでの「最も小さい」とは、エネルギ損失の理論上の最小値を意味するのではなく、算出できる範囲で或いは実際に実現できる範囲で最も小さい値を意味するものである。
【００１２】
配分比が算出されると、制御手段によって、算出された配分比で要求回生制動力を実現するよう、第１回生制動手段及び記第２回生制動手段が夫々制御される。このような制御によれば、回生時のエネルギ損失が最も小さい配分比が選択されるため、回生効率を効果的に向上させることができる。従って、車両の燃費向上を実現することができる。
【００１３】
尚、本発明の回生制動制御装置によって決定される配分比は、第１回生制動手段及び第２回生制動手段の２つの回生制動手段を対象とする配分比だけでなく、３つ以上の回生制動手段を対象とする配分比であってもよい。即ち、要求回生制動力を複数の回生制動装置で実現するような車両であれば、本発明を適用することができる。
【００１４】
以上説明したように、本発明の回生制動制御装置によれば、回生効率を効果的に向上させることが可能である。
【００１５】
本発明の回生制動制御装置の一態様では、前記配分比算出手段は、前記エネルギ損失を、予め設定された複数の配分比に対して夫々算出する損失算出手段と、前記複数の配分比のうち、算出された前記エネルギ損失が最も小さいものを選択して出力する配分比選択手段とを有する。
【００１６】
この態様によれば、配分比算出手段による配分比の算出時には、先ず損失算出手段によって、予め設定された複数の配分比に対応するエネルギ損失が夫々算出される。具体的には、第１回生制動手段及び第２回生制動手段の配分比が、例えば２：８、４：６、６：４、８：２となる４パターンの配分比が予め設定されていたとすると、各々の配分比に対応する４つのエネルギ損失値が算出される。
【００１７】
続いて、配分比選択手段によって、算出されたエネルギ損失が最も小さい配分比が選択される。即ち、算出された損失比が互いに比較され、損失値が最も小さい配分比が選択される。このようにすれば、回生時のエネルギ損失が最も小さくなる配分比を、比較的簡単な処理によって決定することができる。従って、装置の高度複雑化を抑制することができる。
【００１８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る車載用制動装置の全体構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】実施形態に係る回生制動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る回生制動制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。
【図４】配分比算出パターンの一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。尚、以下では、電気自動車に搭載された車載用制動装置を例にとり説明する。
【００２１】
先ず、本実施形態に係る車載用制動装置の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係る車載用制動装置の全体構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２２】
図１において、本実施形態に係る車載用制動装置は、例えばモータジェネレータとして構成される第１電動機１０ｆ及び第２電動機１０ｒを備えている。第１電動機１０ｆは、作動装置１２ｆ及びアクスル１４ｆを介して、図示しない左右前輪を回転駆動する。一方、第２電動機１０ｒは、作動装置１２ｒ及びアクスル１４ｒを介して、図示しない左右後輪を回転駆動する。第１電動機１０ｆ及び第２電動機１０ｒの各々は、例えばリチウムイオン電池等であるバッテリ１６から駆動回路１８ｆ及び１８ｒを経て供給される駆動電流によって回転駆動される。
【００２３】
駆動回路１８ｆ、１８ｒは直流電流を交流電流に変換するコンバータを内蔵している。駆動回路１８ｆ、１８ｒから供給される駆動電流は、踏込み量検出センサ２０により検出される図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、走行用電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４において調整される。これにより各車輪の駆動力がアクセルペダルの踏込み量に応じて制御される。
【００２４】
本実施形態に係る車載用制動装置は更に、ブレーキｂｙワイヤ型の摩擦式制動装置２６を備えている。摩擦式制動装置２６は、ブレーキペダル２８により駆動され電磁式の切換弁３０ｆｌ、３０ｆｒ、３０ｒを介してストロークシミュレータ３２ｆｌ、３２ｆｒ、３２ｒへ油圧を供給するブレーキマスタシリンダ３４を有している。また摩擦式制動装置２６は、図示しない左右の前輪に夫々設けられたホイールディスク３６ｆｌ、３６ｆｒと共働するホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ内の油圧を制御することによって制動力を制御するアクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒと、図示しない左右の後輪に夫々設けられたホイールディスク３６ｒｌ、３６ｒｒと共働するホイールシリンダ３８ｒｌ、３８ｒｒ内の油圧を制御することによって制動力を制御するアクチュエータ４０ｒとを有している。
【００２５】
尚、図１には示されていないが、アクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒ、４０ｒは作動流体としてのオイルを貯容するリザーバと、リザーバよりオイルを汲上げそれを加圧する電動ポンプと、ポンプより吐出される高圧のオイルを貯容するアキュームレータとを共通の部材として有し、対応するホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ、３８ｒｌ、３８ｒｒへ供給される油圧を制御する制御弁を個別の部材として有している。ちなみに、摩擦式制動装置２６の構造自体は本発明の要旨をなすものではないので、摩擦式制動装置２６は前後輪の摩擦制動による制動力を任意に制御し得る限り、当技術分野において公知である任意の構成であってよい。
【００２６】
摩擦式制動装置２６における切換弁３０ｆｌ、３０ｆｒ、３０ｒは、通常時には図１に示された切換え位置に維持され、マスタシリンダ３４とアクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒ、４０ｒとの連通が遮断される。アクチュエータ４０ｆｌ、４０ｆｒ、４０ｒの制御弁は、駆動回路４２より供給される駆動電流によって制御される。駆動回路４２の駆動電流は、圧力センサ４４により検出されるマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍ及びストロークセンサ４６により検出されるブレーキペダル２８のストロークＳｐに基づいて制動用電子制御装置４８のマイクロコンピュータ５０により制御される。これによりホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ、３８ｒｌ、３８ｒｒに対するオイルの給排が制御され、各車輪の摩擦制動による制動力が制御される。
【００２７】
また、圧力センサ４４等の異常時には、マイクロコンピュータ５０から供給される制御信号に基づいて駆動回路５２から駆動電流が供給されることにより、マスタシリンダ３４とストロークシミュレータ３２ｆｌ、３２ｆｒ、３２ｒとの連通が遮断される。また、マスタシリンダ３４とホイールシリンダ３８ｆｌ、３８ｆｒ、３８ｒｌ、３８ｒｒとが連通される位置に切換えられる。これにより各車輪の摩擦制動による制動力がマスタシリンダ３４の油圧によって直接制御される。
【００２８】
本実施形態では特に、第１電動機１０ｆは、回生回路５４ｆと共働して前輪用回生式制動装置５６ｆを構成している。また第２電動機１０ｒは、回生回路５４ｒと共働して後輪用回生式制動装置５６ｒを構成している。尚、ここでの前輪用回生式制動装置５６ｆは、本発明の「第１回生制動手段」の一例であり、後輪用回生式制動装置５６ｒは、本発明の「第２回生制御手段」の一例である。
【００２９】
回生回路５４ｆ、５４ｒは、交流電流を直流電流に変換するインバータを内蔵し、電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４から供給される制御信号に応答して、オン状態とオフ状態とが切り換えられる。そして特にオン状態においては、第１電動機１０ｆ及び第２電動機１０ｒが発電機として機能することで発生した電力を、バッテリ１６へと供給する。バッテリ１６の充電量はＳＯＣメータ５８により検出される。
【００３０】
尚、図１には示されていないが、電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４及び電子制御装置４８のマイクロコンピュータ５０は、それぞれ中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のものであってよい。
【００３１】
制動用電子制御装置４８のマイクロコンピュータ５０には、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍを示す信号及びストロークセンサ４６により検出されたブレーキペダル２８のストロークＳｐを示す信号が入力される。マイクロコンピュータ５０は、マイクロコンピュータ２４を経て駆動回路１８ｆ、１８ｒ及び回生回路５４ｆ、５４ｒへ制御信号を出力し、回生式制動装置５６ｆ、５６ｒを制御する。これにより、前輪及び後輪の回生制動による制動力を制御し、また必要に応じて駆動回路４２を経てアクチュエータ４０ｆｒ、４０ｆｌ、４０ｒの制御弁へ制御信号を出力することにより、前輪及び後輪の摩擦制動による制動力を制御する。
【００３２】
次に、本発明の「制動制御装置」の一例である電子制御装置２２のマイクロコンピュータ２４の具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、実施形態に係る回生制動制御装置の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図２において、マイクロコンピュータ２４は、要求回生制動力算出部１１０と、損失算出部１２０と、配分比選択部１３０と、制御部１４０とを備えて構成されている。
【００３４】
要求回生制動力算出部１１０は、本発明の「要求回生制動力算出手段」の一例であり、入力される要求制動力（即ち、車両全体に要求される制動力）に基づいて、要求回生制動力（即ち、回生式制動装置で実現されるべき制動力）を算出する。具体的には、マイクロコンピュータ５０において、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍを示す信号、及びストロークセンサ４６により検出されたブレーキペダル２８のストロークＳｐを示す信号から求められた要求制動力に基づいて、要求回生制動力を算出する。
【００３５】
損失算出部１２０は、本発明の「損失算出手段」の一例であり、要求回生制動力算出部１１０において算出された要求回生制動力を実現する場合の、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒにおけるエネルギ損失を算出する。尚、損失算出部１２０には、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒに対応する予め設定された複数の配分比が記憶されており、複数の配分比の各々についてエネルギ損失を算出する。
【００３６】
配分比選択部１３０は、本発明の「配分比選択手段」の一例であり、損失算出部１２０において算出されたエネルギ損失を配分比毎に比較し、最もエネルギ損失が小さくなる配分比を選択して出力する。
【００３７】
制御部１４０は、本発明の「制御手段」の一例であり、配分比選択部１３０において選択された配分比で要求回生制動力を実現するように、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒの各々を制御する。
【００３８】
尚、マイクロコンピュータ２４は、上述した各部位を含んで構成された一体の電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てマイクロコンピュータ２４によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００３９】
次に、本実施形態に係る回生制動制御装置の動作について、図３及び図４を参照して説明する。ここに図３は、実施形態に係る回生制動制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。また図４は、配分比算出パターンの一例を示す表である。
【００４０】
図３において、本実施形態に係る回生制動制御装置には、ブレーキペダルが踏み込まれると（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、要求回生制動力算出部１１０において、車両全体で実現されるべき回生制動力である要求回生制動力が算出される（ステップＳ０２）。より具体的には、要求回生制動力は、圧力センサ４４により検出されたマスタシリンダ３４内の圧力Ｐｍを示す信号、及びストロークセンサ４６により検出されたブレーキペダル２８のストロークＳｐに基づいて算出される。
【００４１】
要求回生制動力が算出されると、損失算出部１２０において、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒで要求回生制動力を実現する場合のエネルギ損失が算出される（ステップＳ０３）。より具体的には、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒの各々で要求回生制動力を配分して実現する場合のエネルギ損失が算出される。損失算出部１２０は、例えば予め設定された複数の配分比についてエネルギ損失を算出する。
【００４２】
図４に示すように、損失算出部１２０には、複数の配分比算出パターンが予め記憶されている。損失算出部１２０は、これらの配分比算出パターンについて、それぞれエネルギ損失を算出する。即ち、パターン１では、前輪用回生式制動装置５６ｆが２割、後輪用回生式制動装置５６ｒが８割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。パターン２では、前輪用回生式制動装置５６ｆが４割、後輪用回生式制動装置５６ｒが６割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。パターン３では、前輪用回生式制動装置５６ｆが６割、後輪用回生式制動装置５６ｒが４割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。パターン４では、前輪用回生式制動装置５６ｆが８割、後輪用回生式制動装置５６ｒが２割の割合で回生制動力を発生させる場合のエネルギ損失が算出される。
【００４３】
尚、損失算出部１２０に記憶しておく配分比算出パターンの数を多くすれば、より多くの配分比についてエネルギ損失が算出されるため、後述する回生効率を高めるという効果を向上させることができる。一方、失算出部１２０に記憶しておく配分比算出パターンの数を少なくすれば、損失算出部１２０における処理を簡略化できるので、装置の負荷を低減することが可能である。
【００４４】
各配分比に対するエネルギ損失が算出されると、配分比選択部１３０において、算出されたエネルギ損失が最も小さくなる配分比が選択され出力される（ステップＳ０４）。即ち、配分比選択部１３０では、損失算出部１２０で算出された複数の配分比に対するエネルギ損失の値が互いに比較され、最も小さいエネルギ損失となる配分比が出力される。
【００４５】
配分比が選択されると、制御部１４０によって、選択された配分比で要求回生制動力を実現するように、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒの各々が制御される。このような制御によれば、確実に要求回生制動力を実現しつつ、エネルギ損失を最低限に抑制することができる。従って、回生効率を向上させることができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る回生制動制御装置によれば、前輪用回生式制動装置５６ｆ及び後輪用回生式制動装置５６ｒにおける回生制動力の配分比を適切なものとすることができるため、回生効率を効果的に向上させることが可能である。
【００４７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う回生制動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０ｆ…第１電動機、１０ｒ…第２電動機、１６…バッテリ、１８ｆ，１８ｒ…駆動回路、２２…走行用電子制御装置、２４…マイクロコンピュータ、２６…摩擦式制動装置、３８ｆｌ〜３８ｒｒ…ホイールシリンダ、４４…圧力センサ、４６…ストロークセンサ、５４ｆ，５４ｒ…回生回路、５６ｆ，５６ｒ…回生式制動装置、１１０…要求回生制動力算出部、１２０…損失算出部、１３０…配分比選択部、１４０…制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段、及び前記車両の後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段の各々を制御する回生制動制御装置であって、
前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力を算出する要求回生制動力算出手段と、
前記要求回生制動力を、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比を算出する配分比算出手段と、
前記算出された配分比で前記要求回生制動力を実現するように、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段を夫々制御する制御手段と
を備えることを特徴とする回生制動制御装置。
【請求項２】
前記配分比算出手段は、
前記エネルギ損失を、予め設定された複数の配分比に対して夫々算出する損失算出手段と、
前記複数の配分比のうち、算出された前記エネルギ損失が最も小さいものを選択して出力する配分比選択手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の回生制動制御装置。
【請求項１】
車両の前輪に回生制動力を伝達可能な第１回生制動手段、及び前記車両の後輪に回生制動力を伝達可能な第２回生制動手段の各々を制御する回生制動制御装置であって、
前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段の各々に要求される回生制動力の合計値である要求回生制動力を算出する要求回生制動力算出手段と、
前記要求回生制動力を、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段で配分して実現する場合のエネルギ損失が、最も小さくなる配分比を算出する配分比算出手段と、
前記算出された配分比で前記要求回生制動力を実現するように、前記第１回生制動手段及び前記第２回生制動手段を夫々制御する制御手段と
を備えることを特徴とする回生制動制御装置。
【請求項２】
前記配分比算出手段は、
前記エネルギ損失を、予め設定された複数の配分比に対して夫々算出する損失算出手段と、
前記複数の配分比のうち、算出された前記エネルギ損失が最も小さいものを選択して出力する配分比選択手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の回生制動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１７５８９３（Ｐ２０１２−１７５８９３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８７０４（Ｐ２０１１−３８７０４）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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