(57)【要約】  車両用のブレーキシステム(100)は、回生ブレーキシステム(110)と、摩擦ブレーキシステム(120)とから構成されている。摩擦ブレーキシステム(120)は、従来の通りに、車両を減速させることができる１以上の従来型の摩擦ディスクブレーキ(121)と、１以上の摩擦ブレーキ(121)を冷却することができる冷却デバイス(122)とを備えている。冷却デバイス(122)は、１以上のブロワ(123)と、ブロワ(123)によって生み出された風を摩擦ブレーキ(121)に向ける手段(124)とを備えている。回生ブレーキシステム(110)は、発電機として動作するように構成可能な電動モータ(111)を備えている。電動モータ(111)は、１以上のロードホイールに接続されており、また、１以上のホイールを利用して電動モータ(111)を駆動し、電気エネルギを生成することで、車両を減速することが可能である。このことにより、回生ブレーキシステム(101)は、車両にブレーキをかける際に、エネルギを回収することが可能である。回生ブレーキシステム(110)は、回収されたエネルギの少なくとも一部を冷却デバイス(122)及び／またはバッテリ(112)に向けるようになっている。回生ブレーキシステムが動作すると、回収されたエネルギを優先的にバッテリ(112)に向ける。バッテリ(112)が実質的に全容量の場合、回生ブレーキシステム(110)は、回収されたエネルギを冷却デバイス(122)に向ける。摩擦ブレーキシステムが動作すると、冷却デバイス(122)が作動し、摩擦ブレーキ(121)に風を向ける。【選択図】  図１
2015511553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両にブレーキをかける際にエネルギを回収するようになっている回生ブレーキシステム（１１０）と、
１以上の摩擦ブレーキ（１２１）及び前記１以上の摩擦ブレーキを冷却するようになっている冷却デバイス（１２２）からなる摩擦ブレーキシステム（１２０）と、
前記冷却デバイスを駆動するために、回収された前記エネルギの少なくとも一部を向けるようになっている制御装置（１１３）とを備えた車両用のブレーキシステム（１００）であって、
少なくとも１つの前記摩擦ブレーキの温度を測定し、前記制御装置に測定温度を伝達するように構成された温度センサ（１２５）をさらに備え、
前記制御装置は、１つの前記摩擦ブレーキまたは前記摩擦ブレーキのそれぞれの前記測定温度に応じて、前記冷却デバイスに前記エネルギを向けることを特徴とするブレーキシステム。
【請求項２】
前記回生ブレーキシステムが、さらにエネルギ貯蔵デバイス（１１２）を備えている請求項１に記載のブレーキシステム。
【請求項３】
前記制御装置が、前記回収されたエネルギの少なくとも一部を前記エネルギ貯蔵デバイスに向けるようになっている請求項２に記載のブレーキシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記エネルギ貯蔵デバイスの有効容量を確認し、前記エネルギ貯蔵デバイスが実質的に全容量の場合には、前記回収されたエネルギの全てを前記冷却デバイスに向けるように構成されている請求項２または３に記載のブレーキシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記エネルギ貯蔵デバイスが全容量に満たない状態であり、且つ、前記摩擦ブレーキの温度が閾値に満たない場合に、前記回収されたエネルギの全てを前記エネルギ貯蔵デバイスに向けるように構成されている請求項４に記載のブレーキシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記摩擦ブレーキの温度が閾値を超えた場合に、前記回収されたエネルギの少なくとも一部を前記冷却デバイスに向けるようになっている請求項１乃至５のいずれか１項に記載のブレーキシステム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記摩擦ブレーキが使用されている場合に、前記回収されたエネルギの少なくとも一部を前記冷却デバイスに向けるようになっている請求項１乃至６のいずれか１項に記載のブレーキシステム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記摩擦ブレーキが使用された後、一定時間、前記回収されたエネルギの少なくとも一部を前記冷却デバイスに向けるようになっている請求項７に記載のブレーキシステム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記摩擦ブレーキが使われなくなり、前記摩擦ブレーキの温度が下がっても閾値を超えている場合、前記冷却デバイスの動作を継続させるようになっている請求項７に記載のブレーキシステム。
【請求項１０】
前記冷却デバイスは、前記１以上の摩擦ブレーキに風を向けるブロワを備えている請求項１乃至９のいずれか１項に記載のブレーキシステム。
【請求項１１】
前記１以上の摩擦ブレーキは、それぞれブロワを有している請求項８に記載のブレーキシステム。
【請求項１２】
複数の前記摩擦ブレーキに風を供給するブロワを備え、
前記ブロワは、前記風を供給する対象の前記摩擦ブレーキのそれぞれに対して、前記風を向ける手段を備えている請求項８に記載のブレーキシステム。
【請求項１３】
前記ブロワが、車両の他のコンポーネントの空気源としても機能する請求項１５に記載のブレーキシステム。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記回生ブレーキシステムの作動、前記摩擦ブレーキシステムの作動、前記冷却デバイスの作動、及び、前記回生ブレーキシステムからの前記回収されたエネルギの向け先のうち、一部または全部を制御可能である請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のブレーキシステム。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のブレーキシステムを備えた車両（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生ブレーキ（regenerative braking）の構成要素を組み込んだ車両用のブレーキシステム（braking system）、及び、そのようなブレーキシステムを取り付けた車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回生ブレーキシステムは、ブレーキをかける際に車両が失う運動エネルギ（kinetic energy）の少なくとも一部を回収し（capture）、及び、場合によっては貯蔵して（store）、後ほど使用する。このようなシステムは、多くの電気車両（electric vehicles）及びハイブリッド車両（hybrid vehicles）に採用されている。回生ブレーキが適用されると、車両の電気駆動モータ（electric drive motor）が発電機として働き、車両の運動エネルギを電気エネルギ（electrical energy）に変換し、バッテリの充電に使用される。しかしながら、バッテリが満充電状態（full capacity）の場合、そのようなシステムは使用できないため、回生ブレーキシステムを有する車両は、従来型の摩擦ブレーキ（friction brakes）も備えている。
【０００３】
ハイブリッド車両は、他の車両よりも多くの構成部材からなるため、他の車両よりも著しく重い傾向がある。そのため、ハイブリッド車両は、重さに応じて、大きな摩擦ブレーキを有する傾向があり、摩擦ブレーキによって確実に十分に早く車両を停止できるようにしている。また、このことにより、ハイブリッド車両は、従来型の車両と比較して、車両の質量（mass）が増大する。しかしながら、一般的には、車両の質量、特に、バネ下質量（un-sprung mass）を減らすことが望まれている。
【０００４】
特開平０６−１１３４０４号公報（特許文献１）には、回生ブレーキシステムによって回収されたエネルギを、摩擦ブレーキのためのブレーキ冷却ファンを駆動させるために使用する構成が開示されている。このことにより、バッテリが満充電状態でも回生ブレーキを使用することができ、また、摩擦ブレーキを冷却することで、摩擦ブレーキの耐フェード性（fade resistance）を向上させることができる。回生ブレーキによって生み出されたパワーは、バッテリの充電状態に応じて、車両用バッテリとブレーキ冷却ファンの間で分配される（apportioned between）。したがって、バッテリが満充電状態でない場合、より多くの割合の回生エネルギがバッテリに向けられる。バッテリが満充電状態、または、満充電状態に近い場合、より多くの割合の回生エネルギが冷却ファンに向けられる。このことから、バッテリが満充電状態の場合に、また、回生ブレーキが制限され、摩擦ブレーキの依存度が高く、放散しなければならない熱をより多く生み出す場合に、ブレーキの冷却をより多く行うという、制御のおおざっぱな基準（crude measure of control）が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１１３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この構成では、依然として、ブレーキ冷却ファンの不要な動作を生じ、エネルギの無駄、及び／または、機械ブレーキの非効率的な動作につながる。
【０００７】
本発明の目的は、これらの課題の少なくとも一部を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、車両にブレーキをかける際にエネルギを回収するようになっている回生ブレーキシステムと、１以上の摩擦ブレーキ及び１以上の摩擦ブレーキを冷却するようになっている冷却デバイスからなる摩擦ブレーキシステムと、冷却デバイスを駆動するために、回収されたエネルギの少なくとも一部を向けるようになっている制御装置とを備えた車両用のブレーキシステムであって、少なくとも１つの摩擦ブレーキの温度を測定し、制御装置に測定温度を伝達するように構成された温度センサをさらに備え、制御装置は、１つの摩擦ブレーキまたは摩擦ブレーキのそれぞれの測定温度に応じて、冷却デバイスにエネルギを向けることを特徴とするブレーキシステムが提供される。
【０００９】
１つの摩擦ブレーキまたは摩擦ブレーキのそれぞれの温度を測定することにより、摩擦ブレーキが冷却を必要とする場合にのみ、冷却デバイスを動作させるように構成することが可能となる。このことにより、エネルギを節約し、且つ、摩擦ブレーキの温度を望ましい最低限の動作温度にして、摩擦ブレーキの性能を最適化することを確実にする利点を兼ね備えることができる。
【００１０】
回生ブレーキシステムは、エネルギ貯蔵デバイス（energy storage device）を備えていてもよい。エネルギ貯蔵デバイスは、電気エネルギまたは電気化学エネルギ（electrical or electrochemical energy）を貯蔵するように使用可能でもよい。エネルギ貯蔵デバイスは、バッテリ及び／またはキャパシタ（capacitor）からなってもよい。制御装置は、回収されたエネルギの少なくとも一部をエネルギ貯蔵デバイスに向けるようになっていてもよい。
【００１１】
制御装置は、回収されたエネルギを冷却デバイスに直接向けるようにしてもよい。代わりに、回収されたエネルギは、１以上の中間のコンポーネント（intermediate components）を介して、冷却デバイスに向けられてもよい。例えば、回収されたエネルギは、エネルギ貯蔵デバイスに向けられ、それから、エネルギ貯蔵デバイスから冷却デバイスに向けられてもよい。
【００１２】
制御装置は、エネルギ貯蔵デバイスの有効容量（availably capacity）を確認（establish）できるようになっていてもよい。エネルギ貯蔵デバイスが実質的に全容量（substantially full capacity）の場合には、制御装置は、回収されたエネルギの全てを冷却デバイスに向けるようになっていてもよい。このことにより、エネルギ貯蔵デバイスが実質的に満杯（full）の場合でも、回生ブレーキシステムの動作を継続することができる。
【００１３】
制御装置は、摩擦ブレーキが使用されている場合に、回収されたエネルギの少なくとも一部を冷却デバイスに向けるようになっていてもよい。このことにより、摩擦ブレーキによって生み出される熱を放散し（dissipate）、摩擦ブレーキを比較的低温に保つことを補助することができる。制御装置は、摩擦ブレーキが使用された後、一定時間、及び／または、摩擦ブレーキの温度が望ましい温度に達するまで、回収されたエネルギの少なくとも一部を冷却デバイスに向けるようにしてもよい。
【００１４】
冷却デバイスは、ブロワ（blower）、及び、ブロワによって生み出された風（air）を１以上の摩擦ブレーキに向ける手段を備えていてもよい。１以上の摩擦ブレーキは、ブロワをそれぞれ備えていてもよい。代わりに、ブレーキシステムは、複数の摩擦ブレーキに風を供給するブロワを備え、ブロワが、風を供給する対象の摩擦ブレーキのそれぞれに対して、風を向ける手段を備えるようにしてもよい。ブロワは、車両の他のコンポーネントの空気源（air source）としても機能してもよい。例えば、ブロワは、車両のエンジンを冷却する役割を果たしてもよい。
【００１５】
制御装置は、プロセッサ（processor）を備えていてもよい。制御装置は、回生ブレーキシステムの作動、摩擦ブレーキシステムの作動、冷却デバイスの作動、及び、回生ブレーキシステムからの回収されたエネルギを向ける先のうち、一部または全部を制御可能であってもよい。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様のブレーキシステムを備えた車両が提供される。
【００１７】
本発明の第２の態様の車両は、望ましいように、または、必要に応じて、本発明の第１の態様のブレーキシステムの特徴の一部または全部を備えていてもよい。
【００１８】
車両は、内燃機関及び電気駆動モータ並びにエネルギ貯蔵デバイスを有するハイブリッド車両であってもよい。車両は、自動車であってもよい。
【００１９】
本発明をはっきりと理解するために、本発明の実施の態様を、例として、添付の図を参照して示す：
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ブレーキシステムの概略図である。
【図２】第１の実施の形態のブレーキ冷却システムを有する車両の一部を示す図である。
【図３】第２の実施の形態のブレーキ冷却システムを有する車両の一部を示す図である。
【図４】ブレーキシステムの好ましい動作モードの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、ハイブリッド自動車（hybrid automobile）用のブレーキシステム１００を示しており、ブレーキシステム１００は、回生ブレーキシステム１１０と、摩擦ブレーキシステム１２０とから構成されている。
【００２２】
摩擦ブレーキシステム１２０は、１以上の従来型の摩擦ディスクブレーキ１２１と、冷却デバイス１２２と、温度センサ１２５とを備えている。
【００２３】
１以上の従来型の摩擦ブレーキ１２１は、従来の通りに、車両を減速させる（decelerate）ことができるものである。各摩擦ブレーキ１２１は、車両の車軸（axle）に配置されたブレーキディスク（brake disc）と、車両のシャーシ（chassis）に配置された１以上のブレーキパッド（brake pads）とを備えている。摩擦ブレーキ１２１が作動すると、ブレーキパッドがブレーキディスクと接触し、それによって発生する摩擦により、シャーシに対する車輪の回転を減速させる。この摩擦により熱が発生し、ブレーキパッド及びブレーキディスクを加熱する。ブレーキパッドとブレーキディスクを接触させる力（force）は、例えば、機械式（mechanical）、水圧（hydraulic）、空気圧（pneumatic）、電磁気（electromagnetic）のような、どのような標準的な方法によって付与されてもよい。
【００２４】
冷却デバイス１２２は、１以上の摩擦ブレーキ１２１を冷却することができるものである。冷却デバイス１２２は、１以上のブロワ１２３（例えば、電動モータ駆動ファン）と、ブロワ１２３によって生み出された風を摩擦ブレーキ１２１に向ける手段１２４（例えば、ダクト）とを備えている。
【００２５】
冷却デバイス１２２は、様々な実施の形態が想定されるが、ここでは、図２及び図３を参照して、２つの実施の形態を示す。図２及び図３は、自動車２００の一部を示している。図２に示した実施の形態では、各摩擦ブレーキ１２１は、それぞれ、ブロワ１２３と、ブロワ１２３によって生み出された風（air）を摩擦ブレーキに向けるダクティング（ducting）１２４とを有している（ただし、単純化のために、摩擦ブレーキは１つだけ図示してある）。代わりに、摩擦ブレーキシステム１２０は、複数の摩擦ブレーキ１２１に風を供給する１つのブロワ１２３と、ブロワ１２３によって生み出された風を各摩擦ブレーキ１２１に向けるダクティング１２４とを有していてもよい。これは、図３に示した実施の形態であり、図３に示した実施の形態では、１つのブロワ１２３が、フロントの両方の摩擦ブレーキ１２１の空気源となっている（ただし、単純化のために、摩擦ブレーキは１つだけ図示してある）。１つのブロワ１２３は、車両２００の前方に向かって中央に配置されており、車両２００のエンジン２０１も冷却することが可能である。
【００２６】
温度センサ１２５は、１以上の摩擦ブレーキ１２１の温度を測定することが可能なものである。
【００２７】
回生ブレーキシステム１１０は、発電機として動作するように構成可能な電気駆動モータ１１１を備えている。電気駆動モータ１１１は、１以上のロードホイール（road wheels）に接続されており、また、１以上のホイールを利用して電気駆動モータ１１１を駆動し、電気エネルギを生成することで、車両を減速することが可能である。このことにより、回生ブレーキシステム１０１は、車両にブレーキをかける際に、エネルギを回収することが可能である。システムは、さらに、バッテリ（electric battery）１１２と、制御装置とを備えている。
【００２８】
制御装置１１３は、プロセッサを備えている。制御装置は、電気駆動モータ、バッテリ、摩擦ブレーキの温度センサ１２５、及び、運転者のブレーキ制御手段（例えば、ブレーキペダル）と接続されている。制御装置は、回生ブレーキシステム１１０の作動、摩擦ブレーキシステム１２０の作動、冷却デバイス１２２の作動、回生ブレーキシステム１１０から回生したエネルギの向け先（destination）を制御可能である。
【００２９】
使用時には、車両を減速するために、ブレーキシステム１００が作動すると、回生ブレーキシステム１１０及び／または摩擦ブレーキシステム１２０を使用可能でもよい。摩擦ブレーキの冷却デバイスは、いつでも動作可能であってもよく、回生ブレーキシステムによって回収された、及び／または、バッテリ１１２に貯蔵されたエネルギによって駆動されてもよい。
【００３０】
制御装置１１３は、可能であれば、回生ブレーキシステムが摩擦ブレーキシステムに優先して使用され、回生ブレーキシステムによって回収されたエネルギを可能な限り多くバッテリに貯蔵し、また、摩擦ブレーキの温度が望ましい動作温度範囲内に維持されるように動作する。
【００３１】
図４には、ブレーキシステム１００の好ましい動作モード４００が示してある。
【００３２】
ブレーキを行う第１のステップ４０１では、制御装置は、温度センサ１２５を用いて、摩擦ブレーキの温度を測定する。第２のステップ４０２では、各摩擦ブレーキ１２１のブレーキディスクの温度を閾値（threshold）である制御温度（Control Temperature）と比較する。
【００３３】
ブレーキディスクのいずれかの温度が閾値である制御温度を超えている場合、ブレーキディスクを冷却するために冷却デバイス１２２を作動させ（ステップ４０３）、回生ブレーキシステム１１０によって回収されたエネルギは、冷却デバイス１２２を駆動させるために向けられる。余剰分のエネルギがあれば、バッテリを充電することに向けられる。
【００３４】
各ブレーキディスクの温度が閾値である制御温度よりも低い場合、次のステップ４０４では、バッテリ１１２が全容量すなわち満充電状態であるか否かを判定する。バッテリ１１２が満充電状態であり、貯蔵の空き（storage available）がない場合には、回生ブレーキシステム１１０によって回収された全エネルギは、冷却デバイス１２２に向けられ、冷却デバイス１２２が動作し、ブレーキディスクを冷却する（ステップ４０３）。その他の場合には、回生ブレーキシステム１１０によって回収された全エネルギは、バッテリ１１２に向けられる。
【００３５】
例えば、摩擦ブレーキが加熱したり、及び／または、バッテリが満充電状態になった場合に、システムの動作を変えられるように、一連のステップは、ブレーキをかけている間、継続的に見直し（review）するようにしてもよい。
【００３６】
摩擦ブレーキが動作し、その温度が制御温度を超えている場合、冷却デバイス１２２が作動し、摩擦ブレーキ１２１に対して風が向けられる。このことにより摩擦ブレーキ１２１によって生み出される熱の放散を補助し（aids）、摩擦ブレーキ１２０をより効率的に機能させることができる。制御装置は、摩擦ブレーキ１２０が使用されてから、一定時間、及び／または、ブレーキの温度が制御温度若しくは多少高い閾値温度を下回るまで、冷却デバイスを動作させるようにしてもよい。バッテリに貯蔵されたエネルギを使い切らないようにするために、回生ブレーキシステムが動作していない場合は、冷却デバイスの動作は最小化することが望ましい。
【００３７】
摩擦ブレーキ１２１を冷却するための冷却デバイス１２２の組み合わせ、及び、回生ブレーキシステムによって回収されたエネルギを冷却デバイスに向ける機能性（functionality）によって、電気車両やハイブリッド車両に搭載された摩擦ブレーキ１２１の大きさ及び重量を減らすことが可能である。このことは、従来型の車両と比較して、一般的に著しく重いハイブリッド車両の場合に特に有利である。
【００３８】
摩擦ブレーキの温度に応じてブレーキの冷却デバイスを制御すると、摩擦ブレーキの温度を望ましい動作温度範囲内に維持することができ、効率を最大化することができる。また、可能な限り、回生エネルギをバッテリに貯蔵することもできる。
【００３９】
上記実施の態様は、例示としてのみ説明されている。添付の請求の範囲に定めたように、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変形例が可能である。
【図１】
2015511553.tif 000003
【図２】
2015511553.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2015511553.tif 000007
2015511553.tif 000008
2015511553.tif 000009