(57)【要約】【課題】電動ブレーキ専用バッテリーの劣化を均一にする。【解決手段】複数のバッテリーの内の充電状態の高いバッテリーと複数のアクチュエーターの内の目標ブレーキ力が高いアクチュエーターとを接続するとともに、複数のバッテリーの内の充電状態の低いバッテリーと複数のアクチュエーターの内の目標ブレーキ力が低いアクチュエーターとを接続する。また、複数の発電機の内の発電電圧が高い発電機と複数のバッテリーの内の充電状態が低いバッテリーとを接続するとともに、複数の発電機の内の発電電圧が低い発電機と複数のバッテリーの内の充電状態が高いバッテリーとを接続する。【選択図】図２
2007168515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の複数の車輪に設置され、前記各車輪ごとに目標ブレーキ力に応じた制動力を発生させる複数の電動ブレーキアクチュエーターと、
前記アクチュエーターに電力を供給する複数のバッテリーと、
前記各バッテリーの充電状態を検出する充電状態検出手段と、
前記複数のバッテリーの内の充電状態の高いバッテリーと前記複数のアクチュエーターの内の目標ブレーキ力が高いアクチュエーターとを接続するとともに、前記複数のバッテリーの内の充電状態の低いバッテリーと前記複数のアクチュエーターの内の目標ブレーキ力が低いアクチュエーターとを接続する接続切替手段とを備えることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動ブレーキ装置において、
前記車両の複数の車輪に設置され、前記複数のバッテリーを充電するための複数の発電機と、
前記各発電機の発電電圧を検出する電圧検出手段とをさらに備え、
前記接続切替手段は、前記複数の発電機の内の発電電圧が高い発電機と前記複数のバッテリーの内の充電状態が低いバッテリーとを接続するとともに、前記複数の発電機の内の発電電圧が低い発電機と前記複数のバッテリーの内の充電状態が高いバッテリーとを接続することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動ブレーキ装置において、
前記接続切替手段は、前記発電機の発電電圧が前記バッテリーを充電可能な上限電圧を超えたときには、当該発電機と前記バッテリーとの接続を解除することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の電動ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の対角線上にある車輪の電動ブレーキアクチュエーターを一つのブレーキ系統とし、各系統ごとに電動ブレーキ専用バッテリーを設けるとともに、それらの専用バッテリーを充電するための発電機を左右後輪に設け、一方の電動ブレーキ系統に異常が発生しても他方の電動ブレーキ系統により制動力を確保するようにした電動ブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開２０００−２９５７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の電動ブレーキ装置では、車両の走行環境によってはブレーキ系統ごとにバッテリーの放電量と充電量に差が生じ、特定のバッテリーの劣化が進むことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  複数のバッテリーの内の充電状態の高いバッテリーと複数のアクチュエーターの内の目標ブレーキ力が高いアクチュエーターとを接続するとともに、複数のバッテリーの内の充電状態の低いバッテリーと複数のアクチュエーターの内の目標ブレーキ力が低いアクチュエーターとを接続する。
（２）  また、複数の発電機の内の発電電圧が高い発電機と複数のバッテリーの内の充電状態が低いバッテリーとを接続するとともに、複数の発電機の内の発電電圧が低い発電機と複数のバッテリーの内の充電状態が高いバッテリーとを接続する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、複数のバッテリーの内の特定のバッテリーに充放電が集中して劣化が進むのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は一実施の形態の構成を示す図である。車両の前後左右の車輪１〜４にはそれぞれ電動ブレーキアクチュエーター５〜８が設置される。各電動ブレーキアクチュエーター５〜８は電動モーター（不図示）を備え、制御装置１８により目標ブレーキ力に応じた電力を電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４から電動モーターへ供給し、ブレーキパッドをブレーキローターに押し当てて各車輪ごとに目標ブレーキ力に応じた制動力を発生させる。
【０００８】
バッテリー１１は電動ブレーキアクチュエーター５〜８以外の車載機器へ電力を供給する。電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４は電動ブレーキアクチュエーター５〜８へのみ電力を供給する専用のバッテリーである。発電機１５、１６は車両の左右後輪３、４に設置され、車両の走行エネルギーを回生して電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４を充電する。
【０００９】
制御装置１８は、電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４から電動ブレーキアクチュエーター５〜８へ放電して作動させるときに、バッテリーブレーキ切替回路２５を制御して専用バッテリー１３と１４のうちの充電状態ＳＯＣ（充電量）が高い方を電動ブレーキアクチュエーター５〜８の中の目標ブレーキ力が大きく大電力が必要なアクチュエーターへ接続する。なお、バッテリーブレーキ切替回路２５はリレーを用いて切り替えるものであってもよいし、半導体スイッチを用いて切り替えるものでもよい。
【００１０】
制御装置２０は、発電機１５、１６から電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４へ回生電力を供給して充電を行うときに、発電機バッテリー切替回路２６を制御して発電機１５と１６のうちの発電電圧が高い発電機を専用バッテリー１３と１４のうちの充電状態ＳＯＣが低い専用バッテリーへ接続する。なお、発電機バッテリー切替回路２６はリレーを用いて切り替えるものであってもよいし、半導体スイッチを用いて切り替えるものでもよい。
【００１１】
バッテリー充電状態検出装置２７は、電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４の充電状態ＳＯＣを検出する。充電状態ＳＯＣを検出する方法としては、電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４を電動ブレーキアクチュエーター５〜８と発電機１５、１６から電気的に切り離した状態で専用バッテリー１３、１４の解放電圧を測定し、この無負荷解放電圧に基づいて充電状態ＳＯＣを検出する方法がある。
【００１２】
また、別の検出方法として、電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４への充電電流量を計測し、充電電流を時間積分して専用バッテリー１３、１４に蓄えられる電荷量を算出し、充電状態ＳＯＣを検出することができる。さらに、別の検出方法として、一定の電圧でバッテリーを充電をしたときに充電状態ＳＯＣに応じて充電電流が変化する性質を利用し、電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４へ流れる充電電流と充電電圧に基づいて充電状態ＳＯＣを検出することもできる。
【００１３】
電圧検出回路２８は発電機１５、１６の発電電圧を検出する。アクセルセンサー２３はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキセンサー２４はブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
【００１４】
図２は、一実施の形態の発電機とバッテリーの切り替え動作およびバッテリーと電動ブレーキアクチュエーターの切り替え動作を示すフローチャートである。ステップ１０１において、バッテリー充電状態検出装置２７により電動ブレーキ専用バッテリー１３の充電状態Ｃ１（ＳＯＣ）と電動ブレーキ専用バッテリー１４の充電状態Ｃ２（ＳＯＣ）を検出する。続くステップ１０２でアクセルセンサー２３によりアクセルペダルが解放状態（オフ）にあるか否かを確認し、アクセルペダルが解放状態にあるときはステップ１０３へ進み、そうでないときはステップ１０１へ戻る。
【００１５】
アクセルペダルが解放状態にあるときは、ステップ１０３で電圧検出回路２８により発電機１５の発電電圧Ｖ１と発電機１６の発電電圧Ｖ２をそれぞれ検出する。ステップ１０４において発電機１５、１６の発電電圧Ｖ１、Ｖ２をそれぞれバッテリーを充電可能な上限電圧（以下、充電上限電圧という）Ｖoと比較する。２台の発電機１５、１６の発電電圧Ｖ１、Ｖ２がともに充電上限電圧Ｖo以下と判定されたときはステップ１０５へ進み、発電機バッテリー切替回路２６により発電電圧Ｖ１、Ｖ２と充電状態Ｃ１、Ｃ２に応じて発電機１５、１６とバッテリー１３、１４の接続を切り替える。
【００１６】
基本的には発電電圧が高い方の発電機を充電状態ＳＯＣが低い方のバッテリーに接続する。すなわち、Ｖ１＜Ｖ２かつＣ１＜Ｃ２の場合は、発電電圧Ｖ２が高い発電機１６と充電状態Ｃ１が低いバッテリー１３を接続するとともに、発電電圧Ｖ１が低い発電機１５と充電状態Ｃ２が高いバッテリー１４を接続する。また、Ｖ１＞Ｖ２かつＣ１＜Ｃ２の場合は、発電電圧Ｖ１が高い発電機１５と充電状態Ｃ１が低いバッテリー１３を接続するとともに、発電電圧Ｖ２が低い発電機１６と充電状態Ｃ２が高いバッテリー１４を接続する。
【００１７】
さらに、Ｖ１＜Ｖ２かつＣ１＞Ｃ２の場合は、発電電圧Ｖ２が高い発電機１６と充電状態Ｃ２が低いバッテリー１４を接続するとともに、発電電圧Ｖ１が低い発電機１５と充電状態Ｃ１が高いバッテリー１３を接続する。さらにまた、Ｖ１＞Ｖ２かつＣ１＞Ｃ２の場合は、発電電圧Ｖ１が高い発電機１５と充電状態Ｃ２が低いバッテリー１４を接続するとともに、発電電圧Ｖ２が低い発電機１６と充電電圧Ｃ１が高いバッテリー１３を接続する。
【００１８】
ステップ１０４で発電機１５、１６の発電電圧Ｖ１、Ｖ２がともに電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４の充電上限電圧Ｖo以下でないと判定されたときはステップ１０６へ進み、発電電圧Ｖ１、Ｖ２がともに充電上限電圧Ｖoを超えているか否かを判定する。発電電圧Ｖ１、Ｖ２がともに充電上限電圧Ｖoを超えているときは、発電機１５、１６によりバッテリー１３、１４の充電を行うことができないから、発電機１５、１６とバッテリー１３、１４を接続せず、ステップ１０８へ進む。
【００１９】
一方、発電機１５、１６の発電電圧Ｖ１、Ｖ２のいずれか一方が充電上限電圧Ｖoを超えており、他方が充電上限電圧Ｖo以下の場合はステップ１０７へ進む。この場合は、発電電圧が充電上限電圧Ｖo以下の発電機を充電状態ＳＯＣが低い方のバッテリーへ接続して充電を行う。
【００２０】
具体的には、Ｖ２≦ＶoかつＣ１＜Ｃ２の場合、すなわち発電電圧Ｖ２が充電上限電圧Ｖo以下の発電機１６と充電状態Ｃ１が低いバッテリー１３を接続する。また、Ｖ２≦ＶoかつＣ１＞Ｃ２の場合、すなわち発電電圧Ｖ２が充電上限電圧Ｖo以下の発電機１６と充電状態Ｃ２が低いバッテリー１４を接続する。さらに、Ｖ１≦ＶoかつＣ１＜Ｃ２の場合、すなわち発電電圧Ｖ１が充電上限電圧Ｖo以下の発電機１５と充電状態Ｃ１が低いバッテリー１３を接続する。さらにまた、Ｖ１≦ＶoかつＣ１＞Ｃ２の場合、すなわち発電電圧Ｖ１が充電上限電圧Ｖo以下の発電機１５と充電状態Ｃ２が低いバッテリー１４を接続する。
【００２１】
ここで、例えば車両が曲線路を通過する場合を考えると、曲線路走行により車輪１〜４に速度差が生じて発電機１５、１６の発電電圧Ｖ１、Ｖ２に差が生じる。図３に示すように、車両が左方向の曲線路を通過する際には、右後輪２の速度が左後輪４の速度より高くなり、発電機１５の発電電圧Ｖ１は発電機１６の発電電圧Ｖ２よりも高くなる。
【００２２】
従来の電動ブレーキ装置では発電機と電動ブレーキ専用バッテリーとの接続が固定されているため、図３に示すような車両の走行環境において発電機の発電電圧に差が生じた場合には、発電電圧の高い発電機で充電状態ＳＯＣが高いバッテリーを充電することがあり、特定のバッテリーだけが過充電になって劣化が進むことがある。
【００２３】
また、従来の電動ブレーキ装置では、車両の走行速度を例えば変速機の出力軸と連動して回転する車速パルスセンサーにより検出し、走行速度が所定速度を超えたら発電機によるバッテリーの充電を停止し、電動ブレーキ専用バッテリーの過充電を防止している。ところが、車速パルスセンサーにより検出される車速が所定速度未満であっても、曲線路走行などの走行環境によっては一方の側の車輪の速度が高くなることがあり、発電機の発電電圧が電動ブレーキ専用バッテリーの充電上限電圧Ｖoを超えてしまい、バッテリーの劣化が進むという問題がある。
【００２４】
このような問題を防止するために、各車輪の速度を検出し、最も高い速度により車速を決定し、車速が所定速度を超えたら発電機によるバッテリーの充電を停止することが考えられる。しかしながら、この方法では、低い速度で回転している車輪に設けられた発電機の発電電圧がバッテリーの充電上限電圧Ｖo以下であっても充電が行われないため、車両の走行エネルギーを発電機を介してバッテリーへ回生電力として回収する機能が失われてしまう。
【００２５】
そこで、この一実施の形態では、電圧検出回路２８により発電機１５、１６の発電電圧を検出するとともに、バッテリー充電状態検出装置２７により電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４の充電状態ＳＯＣを検出し、発電機１５、１６の発電電圧Ｖ１、Ｖ２がともに充電上限電圧Ｖo以下の場合には、発電電圧が高い方の発電機を充電状態ＳＯＣが低い方のバッテリーに接続するとともに、発電電圧が低い方の発電機を充電状態ＳＯＣが高い方のバッテリーに接続するように、発電機バッテリー切替回路２６により発電機１５、１６と電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４の接続を切り替える。
【００２６】
図３に示す例では、高回転で高電圧を発生する発電機１５を充電状態ＳＯＣが低いバッテリー１４に接続して大きな充電電力で充電を行うとともに、低回転で低電圧を発生する発電機１６を充電状態ＳＯＣが高いバッテリー１３に接続して小さい充電電力で充電を行う。
【００２７】
このような構成を備えることにより、一実施の形態によれば、発電機１５、１６の発電電力で電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４を充電する際に、充電上限電圧Ｖoを超える電圧でバッテリー１３、１４を充電するのを防止しながら、充電状態ＳＯＣが低いバッテリーに対しては発電電圧が高い発電機から多くの充電電流が流れ、逆に充電状態ＳＯＣが高いバッテリーに対しては発電電圧が低い発電機から少ない充電電流が流れることになり、バッテリー１３、１４の充電状態ＳＯＣに差があっても最終的にほぼ同じ充電状態ＳＯＣになるように充電を行うことができる。したがって、従来の電動ブレーキ装置ように、車両の走行環境によって左右の車輪速が異なることがあっても、一方のバッテリーに偏った充電がなされてバッテリーが劣化するという事態が防止される。
【００２８】
また、一実施の形態では、発電電圧が充電上限電圧Ｖo以下の発電機がある限り、その発電機で充電状態ＳＯＣの低いバッテリーを充電するようにしたので、従来の電動ブレーキ装置に比べ、より多くの走行エネルギーを回収することができる。
【００２９】
発電機１５、１６と電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４の接続処理を終えた後、図２のステップ１０８でブレーキセンサー２４によりブレーキペダルが踏み込まれているか否かを確認し、ブレーキペダルが踏み込まれていないときはステップ１０１へ戻って上述した処理を繰り返す。
【００３０】
ブレーキペダルが踏み込まれているときはステップ１０９へ進み、バッテリーブレーキ切替回路２５により充電状態Ｃ１、Ｃ２と目標ブレーキ力とに応じて電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４と電動ブレーキアクチュエーター５〜８を接続する。基本的には、充電状態ＳＯＣが高い方のバッテリーと強いブレーキ力を必要とする電動ブレーキアクチュエーターとを接続する。
【００３１】
すなわち、バッテリー１４の充電状態Ｃ２がバッテリー１３の充電状態Ｃ１より高い場合は、バッテリー１４と強いブレーキ力を必要とする電動ブレーキアクチュエーターを接続し、バッテリー１３と残りの電動ブレーキアクチュエーターとを接続する。また、バッテリー１３の充電状態Ｃ１がバッテリー１４の充電状態Ｃ２より高い場合は、バッテリー１３と強いブレーキ力を必要とする電動ブレーキアクチュエーターを接続し、バッテリー１４と残りの電動ブレーキアクチュエーターを接続する。
【００３２】
ここで、スピンや走行路の逸脱を防止して車両の安全性を向上させるために、各車輪のブレーキ力を制御して車両の挙動を安定させるＶＤＣ(Vehicle Dynamics Control)装置やＴＣＳ(Traction Control System)装置が実用化されている。このような装置を電動ブレーキ装置を用いて実現する場合、必然的に各車輪にブレーキ力の差が生じるため、電動ブレーキ専用バッテリーから供給される電力もブレーキアクチュエーターごとに異なる。また、ブレーキにより車輪がロックするのを防止するＡＢＳ(Anti-lock Brake System)装置を作動させた場合にも、路面の摩擦係数等の条件により各車輪での目標ブレーキ力に差が生じるため、電動ブレーキ専用バッテリーから供給される電力もブレーキアクチュエーターごとに異なる。
【００３３】
車両の使用環境等によりブレーキ力の差に長期間の偏りが発生した場合、従来の電動ブレーキ装置では電動ブレーキ専用バッテリーと電動ブレーキアクチュエーターとの接続が固定されているため、バッテリーの充電状態ＳＯＣに偏りが生じて特定のバッテリーのみ劣化が進むという問題がある。
【００３４】
例えば今、図４に示すように、バッテリー１４の充電状態ＳＯＣがバッテリー１３の充電状態ＳＯＣよりも高く、右前輪１と左後輪４の目標ブレーキ力が右後輪２と左前輪３の目標ブレーキ力よりも大きい場合には、充電状態ＳＯＣが高いバッテリー１４を目標ブレーキ力の大きい右前輪１の電動ブレーキアクチュエーター５と左後輪４の電動ブレーキアクチュエーター４に接続して大きな電力を供給するとともに、充電状態ＳＯＣが低いバッテリー１３を目標ブレーキ力の小さい右後輪２の電動ブレーキアクチュエーター６と左前輪３の電動ブレーキアクチュエーター７に接続して小さい電力を供給する。
【００３５】
このように、一実施の形態によれば、電動ブレーキ専用バッテリー１３、１４の充電状態ＳＯＣを検出するとともに、各電動ブレーキアクチュエーター５〜８の目標ブレーキ力を入手し、充電状態ＳＯＣが高いバッテリーと目標ブレーキ力が大きな電動ブレーキアクチュエーターを接続して大きな電力を供給するとともに、充電状態ＳＯＣが低いバッテリーと目標ブレーキ力が小さい電動ブレーキアクチュエーターを接続して小さい電力を供給するようにしたので、すべのバッテリーの充電状態ＳＯＣを常にほぼ同じ値に保つことができ、従来の電動ブレーキ装置のように特定のバッテリーの放電量が増大して劣化が進むという事態が防止される。
【００３６】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、バッテリー充電状態検出装置２７が充電状態検出手段を、バッテリーブレーキ切替回路２５および発電機バッテリー切替回路２６が接続切替手段を、電圧検出回路２８が電圧検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。
【００３７】
なお、上述した一実施の形態では、車両の前後左右の各車輪に電動ブレーキアクチュエーターをそれぞれ設置するとともに、左右後輪にそれぞれ発電機を設置し、２台の電動ブレーキ専用バッテリーを用いた例を示したが、電動ブレーキアクチュエーターの数、発電機の数、電動ブレーキ専用バッテリーの数はそれぞれ２台以上あればよく、電動ブレーキアクチュエーターと発電機の配置も上述した一実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】一実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】発電機とバッテリーの接続例を示す図である。
【図４】バッテリーと電動ブレーキアクチュエーターとの接続例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
５〜８  電動ブレーキアクチュエーター
１３、１４  電動ブレーキ専用バッテリー
１５、１６  発電機
１８、２０  制御装置
２３  アクセルセンサー
２４  ブレーキセンサー
２５  バッテリーブレーキ切替回路
２６  発電機バッテリー切替回路
２７  バッテリー充電状態検出装置
２８  電圧検出回路
【図１】
2007168515.tif 000003
【図２】
2007168515.tif 000004
【図３】
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【図４】
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