JP7383405B2 - 制動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に搭載される制動制御装置に関する。

従来、車両の制御装置として、例えば、特開２０００－２１３７７０号公報に記載されるように、エンジンとモータにより走行駆動可能なハイブリッド車両に搭載され、モータを駆動させるインバータを制御する制御装置が知られている。この制御装置は、アクセルペダルが開放操作された際に開放速度に応じて回生トルクの強さを調整することで、運転者の要求する減速トルクを得ようとするものである。

特開２０００－２１３７７０号公報

ところで、この制御装置において、モータによる制動（回生制動）とモータの出力側に設けられるリターダによる制動を併用することが考えられる。ところが、車両の制動時において、モータによる制動とリターダによる制動の切り替えが適切に行えないおそれがある。例えば、モータによる制動からリターダによる制動による制動に切り替える場合、リターダによる制動力はリターダの温度によって変動する。このため、リターダの温度を加味せずにモータによる制動を行うと、モータによる制動力が不適切となり、制動の切替により制動力が急激に変化するおそれがある。

そこで、本発明は、車両の制動力の変動を抑制してモータによる制動とリターダによる制動の切り替えが適切に行える制動制御装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る制動制御装置は、エンジンとモータより駆動可能としモータの出力側にリターダを備えた車両に搭載され、車両の制動制御を行う制動制御装置において、モータによる制動とリターダによる制動を切り替えて制動制御を行う制動制御部を備え、制動制御部は、モータによる制動及びリターダによる制動の一方から他方に制動を切り替えるときに、一方の制動の制動力と他方の制動の制動力を一致させるように制動制御を行うように構成される。この制動制御装置によれば、モータによる制動及びリターダによる制動の一方から他方を切り替えて制動制御を行う場合、一方の制動の制動力と他方の制動の制動力を一致させるように制動制御を実行する。このため、モータによる制動及びリターダによる制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を抑制することができる。

また、本発明に係る制動制御装置において、リターダの制動力を演算する制動力演算部を備え、制動力演算部により演算されたリターダの制動力を用いて、モータによる制動及びリターダによる制動の一方から他方を切り替えて制動制御を行ってもよい。この場合、制動力演算部によりリターダの制動力を演算することにより、リターダの制動力を正確に認識することができる。このため、モータによる制動及びリターダによる制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を適切に抑制することができる。

また、本発明に係る制動制御装置において、制動力演算部は、リターダの温度に基づいてリターダの制動力を演算してもよい。この場合、温度によって変動するリターダの制動力を正確に認識することができる。このため、モータによる制動及びリターダによる制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を適切に抑制することができる。

また、本発明に係る制動制御装置において、制動力演算部は、リターダの作動時間を用いてリターダの温度を推定し、その推定されたリターダの温度に基づいてリターダの制動力を演算してもよい。この場合、リターダの作動時間に基づいてリターダの温度を推定し、その推定されたリターダの温度に基づいてリターダの制動力を演算する。リターダの温度を計測することなく、温度によって変動するリターダの制動力を正確に認識することができる。このため、モータによる制動及びリターダによる制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を適切に抑制することができる。

本発明によれば、車両の制動力の変動を抑制してモータによる制動とリターダによる制動の切り替えを適切に行うことができる。

本発明の実施形態に係る制動制御装置の構成概要を示すブロック図である。 図１の制動制御装置における制動力設定の制御マップを示す図である。 図１の制動制御装置における制動力設定の制御マップを示す図である。 図１の制動制御装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る制動制御装置１の構成概要を示すブロック図である。図１に示すように、制動制御装置１は、エンジン２とモータ４より駆動可能としモータ４の出力側にリターダ６を備えた車両に搭載され、車両の制動制御を行う装置である。車両は、例えばパラレル式のハイブリッド車両であり、バス、トラックなどの大型車両である。エンジン２の出力軸にはクラッチ３の入力軸が連結されている。クラッチ３の出力軸にはモータ４の回転軸が連結されている。モータ４の回転軸は、変速機５の入力軸が連結されている。変速機５の出力軸は、プロペラシャフト１１が連結されている。プロペラシャフト１１には、差動機構１２及び駆動軸１３を介して左右の駆動輪１４が連結されている。また、変速機５の出力軸には、リターダ６が取り付けられている。

エンジン２は、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンなどの内燃機関である。クラッチ３は、エンジン２とモータ４の機械的な接続及び接続切離しを行う。モータ４は、電動機及び発電機として機能し、例えばモータジェネレータが用いられる。モータ４は、インバータ７の制御信号を受けて作動する。インバータ７は、バッテリ８と電気的に接続され、バッテリ８の電力を用いてモータ４を作動させる。バッテリ８は、直流電圧を出力する充電可能な蓄電器である。インバータ７は、モータ４を駆動動力源として機能させる場合、バッテリ８の直流電力を交流電力に変換してモータ４に供給する。変速機５は、エンジン２及びモータ４の動力をトルク、回転数及び回転方向を変えて駆動輪１４側へ伝達する機構であり、例えばオートマチックトランスミッションが用いられる。

リターダ６は、車両を減速させるブレーキ機器であり、例えば永久磁石式のものが用いられる。リターダ６は、いわゆるミッションリターダであり、変速機５の内部に組み込まれていてもよい。このリターダ６は、例えば、複数の永久磁石を有するステータ及び変速機５の出力軸と一体となって回転するロータを備えている。リターダ６は、永久磁石の磁束をロータへ作用させることにより作動状態（オン状態）となり、ロータに渦電流を生じさせて制動力を発生する。一方、リターダ６は、永久磁石の磁束のロータへの作用を低減することにより非作動状態（オフ状態）となり、制動力を解除する。リターダ６は、温度に応じて制動力が変化する。例えば、常温に対して高い温度状態になると、リターダ６が発揮する制動力が低下する。すなわち、リターダ６が高温になるほどリターダ６の制動力が低下する。これは、高温によりリターダ６の構成部品が熱膨張し、ステータとロータの距離が離れ、ロータへ磁束の作用が低減するためである。

制動制御装置１には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９を備えている。ＥＣＵ９は、制動制御装置１を制御する電子制御ユニットであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ９は、エンジン２、クラッチ３、モータ４、変速機５、リターダ６及びインバータ７と電気的に接続されている。例えば、ＥＣＵ９と、エンジン２、クラッチ３、モータ４、変速機５、リターダ６及びインバータ７とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信によりデータの入出力を行ってもよい。

ＥＣＵ９は、運転者の運転操作に基づいてモータ４の制動（回生制動）又はリターダ６の制動を実行させる。例えば、ＥＣＵ９は、運転者がブレーキ操作を行い又はアクセル操作を解除した時などに、必要に応じてモータ４による制動又はリターダ６による制動を実行する。具体的には、ＥＣＵ９は、バッテリ８の充電が必要な場合にはモータ４による制動を行い、バッテリ８の充電が完了したらモータ４による制動からリターダ６の制動に切り替える。また、ＥＣＵ９は、リターダ６の制動中においてバッテリ８の充電が必要な場合には、リターダ６による制動からモータ４による制動に切り替える。このとき、リターダによる制動力とモータ４による制動力に差があると、制動の切替時に制動力が急激に変動し車両のドライバビリティが悪化する。このため、制動の切替時に、リターダによる制動力とモータ４による制動力との差を低減することが求められる。

ＥＣＵ９には、制動力演算部９１及び制動制御部９２が設けられている。制動力演算部９１は、リターダ６の温度に基づいてリターダ６の制動力の演算（推定、検出）を行う。リターダ６は温度によって発生する制動力が異なることから、制動力演算部９１は、リターダ６の温度に応じてリターダ６の制動力を演算する。例えば、ＥＣＵ９は、リターダ６の温度、ロータの回転数に応じたリターダ６の制動力マップを記憶しており、リターダ６の温度及びロータの回転数に基づいてリターダ６の制動力を演算する。ロータの回転数は、変速機５の出力軸の回転数と同じである。リターダ６の温度は、例えば、リターダ６が作動している場合、リターダ６の作動時間を用いて推定すればよい。作動時間は、作動継続している時間である。一方、リターダ６が作動停止している場合、リターダ６の温度は、リターダ６の作動していた時間及び作動停止から経過時間を用いて推定すればよい。

制動制御部９２は、モータ４による制動とリターダ６による制動を切り替えて制動制御を行う。制動制御部９２は、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えるときに、他方の制動の制動力を一方の制動の制動力を一致させるように制動制御を行う。例えば、制動制御部９２は、制動力演算部９１により演算されるリターダ６の制動力を用いて、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えて制動制御を行う。具体的には、リターダ６による制動からモータ４による制動に切り替える場合、制動制御部９２は、リターダ６の温度に基づいて制動力演算部９１が演算したリターダ６の制動力に対しモータ４による制動力が一致するようにインバータ７を作動させて制動制御を行う。これにより、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を抑制することができる。

図２及び図３は、制動力の設定するための制御マップの一例を示したものである。図２はリターダ６が高温時の制御マップ、図３は、リターダ６が低温時（常温時）の制御マップである。図２及び図３に示すように、制動制御部９２は、リターダ６の温度に応じた制御マップを複数記憶しており、これらの制御マップを用いて制動を切り替えるときの制動力を決定している。例えば、制動制御部９２は、リターダ６の温度に応じて制動力（制動トルク）を設定するための制御マップを決定する。そして、制動制御部９２は、制御マップを用いて、変速機５のギア比（ギア段）及びモータ４の回転数を用いて制動切替時における制動力を設定する。これにより、リターダ６の制動力とモータ４による制動力が一致するように制動力の切り替えが行える。

図２及び図３において、ギア比ごとに複数の制動トルク（負のトルク値）が表示されている。ギア比が高いほど制動トルクが大きくなっている。また、図２の高温時の制動力に比べて、図３の低温時の制動力は高くなっている。なお、図２及び図３では、制動トルクの設定の概要を示しており、制動トルクが五つのギア比について表示されているが、それ以上の制動トルクについて表示されていてもよい。また、制御マップの一例として、高温時の制御マップと低温時の制御マップを示したが、異なる温度に応じて三つ以上の制御マップが用いられてもよい。

制動力演算部９１及び制動制御部９２は、例えば、それぞれの機能を果たすプログラムをＥＣＵ９に導入することにより構成される。また、制動力演算部９１及び制動制御部９２は、物理的に個別の制御ユニットとしてＥＣＵ９に設けられていてもよい。

次に、本実施形態に係る制動制御装置１の動作について説明する。

図４は、制動制御装置１の動作を示すフローチャートである。図４の各制御処理は、例えばＥＣＵ９により繰り返して実行される。

まず、図４のステップＳ１０（以下、単に「Ｓ１０」という。以下のステップについても同様とする。）に示すように、制動の切り替えが必要であるか否かが判定される。例えば、運転者のブレーキ操作により車両の制動が行われモータ４又はリターダ６を用いた制動が行われた場合において、リターダ６による制動からモータ４による制動へ切り替えが必要であるか否か、または、モータ４による制動からリターダ６による制動へ切り替えが必要であるか否かが判定される。

例えば、リターダ６による制動が行われている場合、バッテリ８の充電が必要となったときには、リターダ６による制動からモータ４による制動へ切り替えが必要であると判定される。これに対し、リターダ６による制動が行われている場合、バッテリ８の充電が不要であるときには、リターダ６による制動からモータ４による制動へ切り替えが必要でないと判定される。

一方、モータ４による制動が行われている場合、バッテリ８の充電が不要となったときには、モータ４による制動からリターダ６による制動へ切り替えが必要であると判定される。これに対し、モータ４による制動が行われている場合、バッテリ８の充電が必要であるには、モータ４による制動からリターダ６による制動へ切り替えが必要でないと判定される。

Ｓ１０にて制動の切り替えが必要でないと判定された場合、制動を切り替えることなく 継続して制動が行われる（Ｓ１２）。例えば、リターダ６による制動が行われている場合、リターダ６による制動が継続して行われる。一方、モータ４による制動が行われている場合、モータ４による制動が継続して行われる。

これに対しＳ１０にて制動の切り替えが必要であると判定された場合、温度推定処理が行われる（Ｓ１４）。温度推定処理は、リターダ６の温度を推定する処理である。例えば、制動力演算部９１は、リターダ６の作動時間を用いてリターダ６の温度を推定する。具体的には、リターダ６による制動からモータ４による制動に切り替える場合、制動力演算部９１は、リターダ６が作動していた時間を用いてリターダ６の温度を推定する。一方、モータ４による制動からリターダ６による制動に切り替える場合、制動力演算部９１は、リターダ６が作動していた時間及びリターダ６の作動停止からの経過時間を用いてリターダ６の温度を推定する。

次に、Ｓ１６に制御処理が移行し、制動力演算処理が行われる。制動力演算処理は、リターダ６の制動により発生する制動力を演算する処理である。例えば、制動力演算部９１は、Ｓ１４にて推定されたリターダ６の温度に基づいてリターダ６の制動力を演算する。

そして、Ｓ１８に制御処理が移行し、制動切替処理が行われる。制動切替処理は、モータ４による制動力とリターダ６による制動力を一致させるようにして、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方に制動を切り替える処理である。例えば、制動制御部９２は、Ｓ１６にて演算されたリターダ６の制動力を用い、モータ４による制動力とリターダ６による制動力を一致させて、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方に制動を切り替える。

具体的には、リターダ６による制動からモータ４による制動に切り替える場合、制動制御部９２は、モータ４による制動力がＳ１６にて演算されたリターダ６の制動力となるようにインバータ７を作動させる。一方、モータ４による制動からリターダ６による制動に切り替える場合、制動制御部９２は、制動切替を行う前のモータ４による制動力がＳ１６にて演算されたリターダ６の制動力となるようにインバータ７を作動させる。そして、制動制御部９２は、モータ４による制動からリターダ６による制動に切り替える。これにより、モータ４による制動とリターダ６による制動を切り替えるときに、制動力の変動が抑制される。

Ｓ１８の制動切替処理及びＳ１２の制動継続処理を終えたら、図４の一連の制御処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る制動制御装置１によれば、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えて制動制御を行う場合、一方の制動の制動力と他方の制動の制動力を一致させるように制動制御を実行する。このため、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を抑制することができる。従って、車両のドライバビリティの低下を抑制することができる。

例えば、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替える場合に、モータ４による制動力とリターダ６による制動力が一致していないと、制動の切り替え時に車両の制動力が急激に変動することとなる。これに対し、本実施形態に係る制動制御装置１では、モータ４による制動力とリターダ６による制動力を一致させて制動の切り替えが行われる。このため、制動の切り替えによる制動力の急激な変動を抑制することができるのである。

また、本実施形態に係る制動制御装置１によれば、リターダ６の制動力を演算する制動力演算部９１を備え、制動力演算部９１により演算されたリターダ６の制動力を用いて、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えて制動制御を行っている。このため、制動力演算部９１によりリターダ６の制動力を演算することにより、リターダ６の制動力を正確に認識することができる。このため、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を適切に抑制することができる。

また、本実施形態に係る制動制御装置１において、リターダ６の温度に基づいてリターダ６の制動力が演算される。このため、温度によって変動するリターダ６の制動力を正確に認識することができる。従って、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えたときに、車両の制動力の変動を適切に抑制することができる。

また、本実施形態に係る制動制御装置１において、リターダ６の作動時間に基づいてリターダの温度が推定され、その推定されたリターダ６の温度に基づいてリターダ６の制動力が演算される。このため、リターダ６の温度を計測することなく、温度によって変動するリターダ６の制動力を正確に認識することができる。このため、モータ４による制動及びリターダ６による制動の一方から他方を切り替えたときに車両の制動力の変動を適切に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明に係る制動制御装置の一実施形態を説明したものであり、本発明に係る制動制御装置は上記実施形態に記載されたものに限定されない。本発明に係る制動制御装置は、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で上記実施形態に係る制動制御装置を変形し、又は他のものに適用したものなどであってもよい。

１…制動制御装置、２…エンジン、３…クラッチ、４…モータ、５…変速機、６…リターダ、７…インバータ、８…バッテリ、９…ＥＣＵ、９１…制動力演算部、９２…制動制御部。

Claims (3)

1. エンジンとモータより駆動可能とし前記モータの出力側にリターダを備えた車両に搭載され、前記車両の制動制御を行う制動制御装置において、
   前記モータによる制動と前記リターダによる制動を切り替えて制動制御を行う制動制御部と、
   前記リターダの制動力を演算する制動力演算部と、を備え、
   前記制動制御部は、前記リターダによる制動から前記モータによる制動に切り替えるときに、前記モータによる制動の制動力が、前記制動力演算部により演算された前記リターダの制動力となるように、前記モータを作動させ、前記モータによる制動から前記リターダによる制動に切り替えるときに、当該切り替えを行う前の前記モータによる制動の制動力が、前記制動力演算部により演算された前記リターダの制動力となるように、前記モータを作動させる、制動制御を行う、
   制動制御装置。
2. 前記制動力演算部は、前記リターダの温度に基づいて前記リターダの制動力を演算する、請求項１に記載の制動制御装置。
3. 前記制動力演算部は、前記リターダの作動時間を用いて前記リターダの温度を推定し、その推定された前記リターダの温度に基づいて前記リターダの制動力を演算する、
   請求項２に記載の制動制御装置。

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