车辆制动控制装置和车辆制动控制方法与流程

1.本发明涉及一种在车辆的驱动轮的滑移率(slip ratio)超过滑移率阈值的情况下从对驱动轮进行再生制动切换为对驱动轮和从动轮进行摩擦制动的车辆制动控制装置和车辆制动控制方法。


背景技术：

2.在现有技术中，当车辆减速行驶时，在对驱动轮进行再生制动的情况下，若驱动轮的滑移率超过滑移率阈值，则从再生制动切换为对驱动轮和从动轮进行摩擦制动，使车辆的行为稳定化。在该情况下，需要使用某种机构来判定滑移率是否超过滑移率阈值。
3.例如，在作为日本技术公开公报的日本发明专利公开公报特开2004-144644号中公开了，使用搭载于移动体的立体摄像头来识别移动体的行进方向前方的地面的三维形状。因此，考虑使用该技术根据识别到的地面的三维形状来确定滑移率，且判定所确定的滑移率是否超过滑移率阈值。


技术实现要素：

4.然而，在车辆通过行进方向前方的台阶或者凹凸的情况下，滑移率暂时变大，该滑移率有可能比滑移率阈值大。据此，有可能误判定为驱动轮发生滑移，从再生制动切换为摩擦制动。在该情况下，一旦从再生制动切换为摩擦制动，则从摩擦制动恢复到再生制动需要时间。其结果，无法回收基于再生制动的再生能量，再生量(对电池的充电量)不足。因此，有车辆的燃油效率降低，使得该车辆的商品性降低的可能性。
5.本发明是考虑这样的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种通过避免无意中从再生制动向摩擦制动切换来防止车辆的燃油效率降低和商品性降低的车辆制动控制装置和车辆制动控制方法。
6.本发明的方式涉及一种车辆制动控制装置和车辆制动控制方法，该车辆制动控制装置和该车辆制动控制方法被适用于搭载有再生制动装置和摩擦制动装置的车辆，在驱动轮的滑移率超过滑移率阈值的情况下从再生制动切换为摩擦制动，其中，所述再生制动装置用于对所述驱动轮进行所述再生制动；所述摩擦制动装置用于对所述驱动轮和从动轮进行所述摩擦制动。
7.在该情况下，所述车辆制动控制装置还具有路面信息获取部、路面状态判定部和阈值变更处理部，其中，所述路面信息获取部获取所述车辆的行进方向前方的路面信息；所述路面状态判定部根据所述路面信息来判定所述行进方向前方的路面状态；所述阈值变更处理部根据所述路面状态来提高所述滑移率阈值。
8.另外，所述车辆制动控制方法具有：由路面信息获取部获取所述车辆的行进方向前方的路面信息的步骤；由路面状态判定部根据所述路面信息来判定所述行进方向前方的路面状态的步骤；和由阈值变更处理部根据所述路面状态来提高所述滑移率阈值的步骤。
9.根据本发明，按照车辆的行进方向前方的路面状态来预先提高滑移率阈值。据此，
即使在车辆通过台阶(高低起伏路面)或者凹凸(凹凸不平路面)的情况下，也能够避免滑移率暂时超过滑移率阈值而无意中从再生制动向摩擦制动切换。其结果，能够一边保持再生制动一边回收再生能量，由此能够防止车辆的燃油效率的降低和商品性的降低。
10.根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
11.图1是搭载有本实施方式所涉及的控制装置的车辆的概略结构图。图2是包括图1的控制装置的车辆的结构框图。图3是表示图1和图2的控制装置的动作(车辆制动控制方法)的流程图。
具体实施方式
12.下面，例示出优选的实施方式且参照附图对本发明所涉及的车辆制动控制装置和车辆制动控制方法进行说明。
13.[1.本实施方式的结构]图1是表示包括本发明一实施方式所涉及的车辆制动控制装置10(以下还称为本实施方式所涉及的控制装置10。)的车辆12的结构的概略结构图。
[0014]
车辆12是四轮的电动车辆，其具有左右的前轮14和左右的后轮16，通过作为驱动源的电动机18对作为驱动轮的各后轮16进行旋转驱动来行驶。即，在车辆12中，左右的后轮16是驱动轮，左右的前轮14是从动轮。另外，车辆12具有：再生制动装置20，其对左右的后轮16进行再生制动；和摩擦制动装置22(液压制动装置)，其对各前轮14和各后轮16进行摩擦制动。本实施方式所涉及的控制装置10被搭载于这种车辆12。
[0015]
另外，车辆12是通过电动机18来对驱动轮进行旋转驱动的电动车辆或者混合动力车辆即可。因此，车辆12并不限定于图1所示的四轮的车辆，还能够适用于单轮车辆、二轮车辆、三轮车辆等各种车辆。另外，车辆12并不限定于后轮驱动型的车辆，还能够适用于前轮驱动型的车辆、四轮驱动型的车辆。在以下的说明中，如图1所示，对将控制装置10适用于作为后轮驱动型的电动车辆的车辆12的情况进行说明。
[0016]
在车辆12中，电动机18与电池24电连接，并且与设置在车辆12的后部的差速装置26相连结。在差速装置26上连接有向车宽方向外侧延伸的左右的车轴28。在各车轴28的车宽方向外侧的端部连结有后轮16。另一方面，在车辆12的前部配置有沿车宽方向延伸的车轴30。在车轴30的车宽方向外侧的两端部连结有左右的前轮14。
[0017]
在该情况下，电动机18利用从电池24供给的电功率进行旋转，且将该旋转驱动力传递给差速装置26。差速装置26对旋转驱动力进行分配而将其传递给左右的车轴28。据此，连结于各车轴28的各后轮16被传递过来的旋转驱动力旋转驱动。其结果，车辆12以任意的车速行驶。另一方面，在车辆12减速的情况下，电动机18作为发电机发挥作用，使所产生的电功率(再生能量)向电池24充电(再生)。
[0018]
另外，在车辆12上设置有由驾驶员操作的加速踏板32和制动踏板34。在加速踏板32附近设置有用于检测驾驶员对加速踏板32的踩踏量(加速器开度)的加速器开度检测传感器36。在制动踏板34上设置有用于检测驾驶员有无踩踏制动踏板34(踩踏或者松开)的制
动开关38。加速器开度检测传感器36和制动开关38的各检测结果被输出给ecu(electronic control unit)40。
[0019]
ecu40由微型计算机构成，是用于总括地控制车辆12整体的电子控制装置，通过读出并执行存储在未图示的存储器中的程序来实现各种功能。在后面对ecu40的功能的细节进行叙述。
[0020]
摩擦制动装置22是对各前轮14和各后轮16，使用液压(hydraulic)进行摩擦制动的液压制动装置。具体而言，摩擦制动装置22具有制动踏板34、包括主缸42等的制动执行机构44、液压泵46、液压单元48和摩擦制动器50等。
[0021]
制动执行机构44具有：制动助力器(brake booster)52，其连接于制动踏板34；和主缸42，其连接于制动助力器52。主缸(master cylinder)42通过液压配管54连接于液压单元48。液压泵46通过液压配管56连接于液压单元48。
[0022]
在左右的前轮14和左右的后轮16附近分别设置有摩擦制动器50。各摩擦制动器50分别具有：圆盘形的制动盘(brake disc)50a，其分别设置在车轴28、30的车宽方向外侧，与各前轮14或者各后轮16一起旋转；和制动片(brake pad)50b，其以夹着制动盘50a的方式来配置。各制动片50b连接于从液压单元48延伸出的液压配管58。
[0023]
在此，当驾驶员踩踏制动踏板34时，主缸42产生大小与制动踏板34的踩踏量对应的液压(hydraulic)。主缸42内的液压由液压传感器60来检测。液压传感器60的检测结果被输出给ecu40。所产生的液压经液压配管54、液压单元48和各液压配管58向各摩擦制动器50的制动片50b供给。
[0024]
据此，各制动片50b在被供给的液压作用下，夹紧按压制动盘50a。其结果，各制动片50b与各制动盘50a之间产生摩擦阻力(摩擦制动力)，能够通过该摩擦阻力对各前轮14和各后轮16制动。
[0025]
另外，即使在驾驶员未踩踏制动踏板34的情况下，也能够通过来自ecu40的控制来驱动液压泵46，来将加压后的液压从液压配管56经由液压单元48和各液压配管58向各摩擦制动器50供给。在该情况下，各摩擦制动器50的制动片50b也能够在被供给的液压作用下夹持制动盘50a，对各前轮14或者各后轮16制动。
[0026]
再生制动装置20是对各后轮16进行再生制动的制动装置，具有电池24和电动机18等。如前述那样，当车辆12减速时，电动机18作为发电机来发挥作用，通过将一部分运动能量转换为电功率(再生能量)并进行回收，来对电池24进行充电。此时，电动机18作为对各后轮16制动的再生制动器来发挥作用。
[0027]
另外，车辆12还具有旋转传感器62，该旋转传感器62检测电动机18的转速。旋转传感器62的检测结果被输出给ecu40。
[0028]
图2是包括本实施方式所涉及的控制装置10的车辆12的结构框图。另外，需注意在图2中仅图示出车辆12的结构要素中与控制装置10有关的功能块。
[0029]
车辆12还具有：4个车轮速度传感器64，其被设置在各前轮14和各后轮16附近，用于检测各前轮14或者各后轮16的车轮速度；外界检测部66(路面信息获取部)，其对车辆12的行进方向前方的外界进行检测；dc/dc转换器68，其将来自电池24的直流电压转换为任意的直流电压；逆变器(inverter)70，其将由dc/dc转换器68转换后的直流电压转换为交流电压且将其向马达供给。在该情况下，由电池24、dc/dc转换器68、逆变器70和电动机18来构成
再生制动装置20。
[0030]
本实施方式所涉及的控制装置10由图2的左侧所示的各种传感器和ecu40构成，ecu40根据各传感器的检测结果控制再生制动装置20和摩擦制动装置22，据此对各前轮14和各后轮16进行制动。
[0031]
外界检测部66是车辆12具有的立体摄像头和lidar(light detection and ranging：光探测和测距)等测距装置。立体摄像头立体地拍摄车辆12的行进方向前方的路面。测距装置检测至目标的距离和目标的形状等，其中所述目标是指车辆12的行进方向前方的路面上存在的台阶或者凹凸。立体摄像头拍摄到的图像、测距装置的检测结果(目标的信息)被作为路面信息输出给ecu40。各车轮速度传感器64检测各前轮14或者各后轮16的车轮速度，且将其检测结果输出给ecu40。
[0032]
ecu40通过如前述那样执行未图示的程序来实现外界识别部40a、路面状态判定部40b、滑移率计算部40c、阈值变更处理部40d、切换判定部40e和制动控制处理部40f的功能。另外，在后面对ecu40内的各部的功能进行叙述。另外，ecu40根据各传感器的检测结果等来控制dc/dc转换器68、逆变器70和液压泵46。
[0033]
[2.控制装置10的动作]包括本实施方式中的控制装置10的车辆12如以上那样构成。接着，一边参照图3的流程图一边说明控制装置10对车辆12的制动控制的动作(车辆制动控制方法)。在此，对当搭载有控制装置10的车辆12在行进方向前方的路面上减速行驶时在该路面上存在台阶或者凹凸的情况下的动作进行说明。另外，在对该动作进行说明时，根据需要还一边参照图1和图2一边进行说明。
[0034]
在车辆12减速行驶过程中，电动机18作为发电机来发挥作用，且利用发电产生的电功率向电池24进行充电(再生)。此时，电动机18作为对各后轮16进行制动的再生制动器来发挥作用。
[0035]
并且，在图3的步骤s1中，构成外界检测部66(参照图2)的立体摄像头对车辆12(参照图1和图2)的行进方向前方的路面进行拍摄，生成该路面的立体图像。另外，测距装置检测存在于路面上的台阶或者凹凸即目标的距离、形状等，且获取与检测到的该目标有关的信息。与这些图像和目标有关的信息被作为路面信息输出给ecu40。
[0036]
另外，在步骤s1中，各车轮速度传感器64检测各前轮14或者各后轮16的车轮速度，且将该检测结果输出给ecu40。加速器开度检测传感器36检测加速器开度，且将该检测结果输出给ecu40。制动开关38检测有无踩踏制动踏板34，且将其检测结果输出给ecu40。旋转传感器62检测电动机18的转速，且将其检测结果输出给ecu40。液压传感器60检测主缸42的液压，且将其检测结果输出给ecu40。
[0037]
然后，在步骤s2中，外界识别部40a根据来自外界检测部66的路面信息，来识别在车辆12的行进方向前方的路面上有无台阶或者凹凸。
[0038]
然后，在步骤s3、s4中，路面状态判定部40b根据步骤s2中的外界识别部40a的识别结果，来判定车辆12的行进方向前方的路面状态。
[0039]
具体而言，路面状态判定部40b在步骤s3中，根据立体摄像头拍摄到的立体的图像和测距装置检测到的目标的信息来推定路面的摩擦系数μ。例如，根据立体的图像和目标的信息来识别行进方向前方的路面的起伏(台阶或者凹凸)，且根据识别出的起伏的高度来推
定摩擦系数μ。
[0040]
接着，路面状态判定部40b判定摩擦系数μ是否超过摩擦系数阈值μth。在此，所谓摩擦系数阈值μth是指与滑移率阈值sth的默认值sth0相对应的摩擦系数的值。另外，所谓滑移率阈值sth是指将对车辆12的各前轮14或者各后轮16的制动从再生制动切换为摩擦制动时的滑移率s的判定阈值。即，如果滑移率s在滑移率阈值sth以下(s≦sth)，则判断为仅仅通过对各后轮16的再生制动就能够对车辆12适宜地制动。另一方面，如果滑移率s超过滑移率阈值sth(s＞sth)，则仅仅通过再生制动难以对车辆12适宜地制动，因此，判断为切换成对各前轮14和各后轮16的摩擦制动较合适。另外，如后述那样，滑移率s由滑移率计算部40c根据各车轮速度传感器64检测到的各前轮14和各后轮16的车轮速度来计算。
[0041]
在摩擦系数μ超过摩擦系数阈值μth的情况下(μ＞μth，步骤s3：是)，路面状态判定部40b进入步骤s4，判定摩擦系数μ超过摩擦系数阈值μth的原因是否是由于台阶或者凹凸。
[0042]
在由于存在台阶或者凹凸而使摩擦系数μ超过摩擦系数阈值μth的情况下(步骤s4：是)，路面状态判定部40b判定为，由于当车辆12通过行进方向前方存在的台阶或者凹凸时滑移率s可能会超过滑移率阈值sth的默认值sth0，因此需要预先提高该滑移率阈值sth。
[0043]
在接着的步骤s5中，阈值变更处理部40d将滑移率阈值sth从默认值sth0变更(提高)为比该默认值sth0大的任意的值sth1(sth1＞sth0)。另外，滑移率阈值sth的提高量(sth1-sth0)是使由于台阶或者凹凸引起的滑移率s不超过提高后的滑移率阈值sth(sth1)的程度的提高量即可。
[0044]
另一方面，当在步骤s3、s4中为否定的判定结果的情况下(步骤s3、s4：否)，即，由于不存在台阶或者凹凸，因此摩擦系数μ低(步骤s3：否)，或者在虽然摩擦系数μ高但不存在台阶或者凹凸的情况下(步骤s4：否)，路面状态判定部40b判定为即使将滑移率阈值sth维持在默认值sth0，滑移率s也不可能超过默认值sth0(s≦sth0)。其结果，跳过步骤s5的处理，不进行滑移率阈值sth的提高。
[0045]
在步骤s6中，滑移率计算部40c根据在步骤s1中各车轮速度传感器64检测到的各前轮14和各后轮16的车轮速度来计算各后轮16的滑移率s。接着，切换判定部40e判定计算出的滑移率s是否在滑移率阈值sth以下。
[0046]
在滑移率s在滑移率阈值sth以下的情况下(步骤s6：是)，在接着的步骤s7中，切换判定部40e判定为不需要从再生制动向摩擦制动切换，决定保持再生制动。
[0047]
另一方面，在滑移率s超过滑移率阈值sth的情况下(s＞sth，步骤s6：否)，在接着的步骤s8中，切换判定部40e判定为需要从再生制动向摩擦制动切换。
[0048]
在接着的步骤s9中，制动控制处理部40f根据步骤s7或者s8的判定结果，对再生制动装置20或者摩擦制动装置22执行控制处理。
[0049]
具体而言，在切换判定部40e进行了步骤s7的判定处理的情况下，制动控制处理部40f通过控制再生制动装置20的dc/dc转换器68和逆变器70，来继续通过再生制动对各后轮16进行制动动作。
[0050]
另一方面，在切换判定部40e进行了步骤s8的判定处理的情况下，制动控制处理部40f中止对再生制动装置20的dc/dc转换器68和逆变器70的控制，使摩擦制动装置22的液压泵46进行驱动，开始从该液压泵46经由液压单元48向各摩擦制动器50供给液压。据此，进行从再生制动向摩擦制动的切换，且通过摩擦制动对各前轮14和各后轮16进行制动动作。
[0051]
在接着的步骤s10中，路面状态判定部40b判定是否需要使提高的滑移率阈值sth(sth1)恢复到默认值sth0。在根据在步骤s1中获取到的路面信息判明车辆12已通过台阶或者凹凸的情况下，路面状态判定部40b决定将滑移率阈值sth恢复到默认值sth0(步骤s10：是)。据此，在接着的步骤s11中，阈值变更处理部40d使滑移率阈值sth从提高的值sth1恢复到默认值sth0。
[0052]
另一方面，在步骤s10中，在根据在步骤s1中获取到的路面信息判明车辆12接下来将通过台阶或者凹凸的情况下，路面状态判定部40b决定保持提高的滑移率阈值sth(sth1)(步骤s10：否)。据此，跳过步骤s11的处理。另外，在步骤s10中，在滑移率阈值sth为默认值sth0的情况下，也跳过步骤s11的处理。
[0053]
在步骤s12中，切换判定部40e判定是否从摩擦制动恢复到再生制动。在从摩擦制动恢复到再生制动的情况下(步骤s12：是)，切换判定部40e在步骤s13中使液压泵46的驱动停止，并且重新开始对dc/dc转换器68和逆变器70进行控制，且重新开始再生制动。另一方面，当在步骤s12中保持摩擦制动的情况下(步骤s12：否)，跳过步骤s13的处理。
[0054]
在步骤s14中，ecu40判定是否重复进行步骤s1～s13的处理。例如，在车辆12正在减速行驶的情况下(步骤s13：是)，ecu40返回步骤s1，反复执行步骤s1～s13的处理。因此，反复进行步骤s1～s13的处理直到车辆12停车为止(步骤s14：否)。
[0055]
[3.变形例]在上述的说明中，对车辆12在有台阶或者凹凸的路面上行驶的情况进行了说明。本实施方式还能够适用于车辆12在冰雪路、碎石路、未平整道路的路面上行驶的情况。
[0056]
[4.本实施方式的效果]如以上说明的那样，本实施方式涉及一种控制装置10(车辆制动控制装置)和控制方法(车辆制动控制方法)，所述控制装置10(车辆制动控制装置)和所述控制方法(车辆制动控制方法)被适用于搭载有再生制动装置20和摩擦制动装置22的车辆12，在各后轮16的滑移率s超过滑移率阈值sth的情况下(s＞sth)，从再生制动切换为摩擦制动，其中，所述再生制动装置20用于对各后轮16(驱动轮)进行再生制动；所述摩擦制动装置22用于对各前轮14(从动轮)和各后轮16进行摩擦制动。
[0057]
在该情况下，控制装置10还具有外界检测部66(路面信息获取部)、路面状态判定部40b和阈值变更处理部40d，其中，所述外界检测部66(路面信息获取部)获取车辆12的行进方向前方的路面信息；所述路面状态判定部40b根据路面信息来判定行进方向前方的路面状态；所述阈值变更处理部40d根据路面状态来提高滑移率阈值sth。
[0058]
另外，控制方法具有以下步骤：由外界检测部66来获取车辆12的行进方向前方的路面信息的步骤(图3的步骤s1)；由路面状态判定部40b根据路面信息来判定行进方向前方的路面状态的步骤(步骤s3、s4)；由阈值变更处理部40d根据路面状态来提高滑移率阈值sth的步骤(步骤s5)。
[0059]
这样，按照车辆12的行进方向前方的路面状态来预先提高滑移率阈值sth。据此，即使在车辆12通过台阶或者凹凸的情况下，也能够避免滑移率s暂时超过滑移率阈值sth而无意中从再生制动向摩擦制动切换。其结果，能够一边保持再生制动一边回收再生能量，能够防止车辆12的燃油效率的降低和商品性的降低。
[0060]
在该情况下，外界检测部66是车辆12具有的立体摄像头(摄像头)或者lidar等测
距装置。路面状态判定部40b根据立体摄像头拍摄到的行进方向前方的路面的图像或者测距装置检测到的在行进方向前方的路面上存在的目标的信息来判定路面状态。据此，路面状态判定部40b能够使用图像和目标的信息来高精度地进行路面状态的判定处理。
[0061]
另外，在根据图像或者目标的信息，路面状态判定部40b判定为行进方向前方的路面上存在台阶或者凹凸的情况下，阈值变更处理部40d提高滑移率阈值sth，其中，所述台阶或者所述凹凸作为与超过滑移率阈值sth的滑移率s相对应的目标(步骤s3、s4：是)。据此，能够可靠地防止在车辆12通过台阶或者凹凸时无意中从再生制动向摩擦制动切换，并且可靠地回收再生能量。
[0062]
另外，路面状态判定部40b根据图像或者目标的信息来获取行进方向前方的路面的摩擦系数μ，在摩擦系数μ超过摩擦系数阈值μth(μ＞μth)且摩擦系数μ是由于台阶或者凹凸引起的情况下，判定为台阶或者凹凸是与超过滑移率阈值sth的滑移率s相对应的台阶或者凹凸。据此，当在行进方向前方上存在台阶或者凹凸的情况下，能够可靠地提高滑移率阈值sth，避免发生从再生制动向摩擦制动的切换。
[0063]
并且，阈值变更处理部40d在车辆12已通过台阶或者凹凸的情况下，使提高的滑移率阈值sth(sth1)恢复到默认值sth0(初始值)。据此，能够仅仅在车辆12通过台阶或者凹凸时暂时提高滑移率阈值sth。其结果，能够将车辆12的燃油效率和商品性的降低抑制在最小限度。
[0064]
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，当然能够根据本说明书的记载内容而采用各种结构。