(57)【要約】【課題】摩擦ブレーキに異常が発生し、かつ、二次電池が充電不可能な状態である場合にも、回生制動力を車両に作用させることができる、制動制御装置を提供する。【解決手段】二次電池７と電動発電機２およびコンデンサ１２とを接続するプラス配線８には、プラス側リレー１０が介在されている。また、予備充電リレー１３および予備充電抵抗１４からなる直列回路がプラス側リレー１０と並列に設けられている。ブレーキ操作中に、摩擦ブレーキ系の異常が発生すると、二次電池７の充電状態が判定される。そして、二次電池７の充電状態が充電不可能な状態である場合には、予備充電リレー１３がオンにされ、プラス側リレー１０がオフにされて、電動発電機２の回生動作が実行される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池、電動発電機、前記二次電池に対して前記電動発電機と並列に設けられるコンデンサ、前記二次電池と前記電動発電機および前記コンデンサとを電気的に接続する配線、前記配線に介在されたリレー、前記二次電池と前記電動発電機および前記コンデンサとに電気的に接続され、予備充電リレーおよび前記リレーと並列に設けられる予備充電抵抗からなる直列回路、ならびに、摩擦制動のための摩擦ブレーキ系を備える車両に用いられ、前記車両の制動を制御する制動制御装置であって、
前記車両におけるブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
前記摩擦ブレーキ系の異常を検出する異常検出手段と、
前記二次電池が充電状態を判定する充電状態判定手段と、
前記ブレーキ操作検出手段によるブレーキ操作の検出中に、前記異常検出手段によって前記摩擦ブレーキ系の異常が検出され、かつ、前記充電状態判定手段によって前記二次電池が充電不可能な状態であると判定された場合に、前記予備充電リレーをオンにし、前記リレーをオフにして、前記電動発電機を回生動作させる回生制動実行手段とを含む、制動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動発電機を搭載した車両の制動を制御する制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッドカーなどの車両には、電動発電機が搭載されている。
【０００３】
電動発電機には、インバータを介して、二次電池が電気的に接続されている。二次電池とインバータとを接続する回路には、プラス側配線およびマイナス側配線が含まれる。プラス側配線およびマイナス側配線の途中部には、それぞれプラス側リレーおよびマイナス側リレーが介装されている。プラス配線には、プラス側リレーと並列に、予備充電リレーおよび予備充電抵抗を含む直列回路が接続されている。また、プラス配線とマイナス配線との間には、プラス側リレーおよびマイナス側リレーに対してインバータ側において、コンデンサがインバータと並列に設けられている。
【０００４】
二次電池とインバータとが電気的に接続されるときには、突入電流が回路に流れることを防止するため、プラス側リレーのオンに先立ち、予備充電リレーおよびマイナス側リレーがオンにされる。これにより、二次電池から出力される電流が予備充電抵抗を流れ、回路に流れる電流が制限される。そして、コンデンサが予備充電されて、二次電池の電圧とコンデンサの電圧との差が小さくなった後、プラス側リレーがオンにされ、予備充電リレーがオフにされる。
【０００５】
このような車両では、二次電池からインバータを介して電動発電機に電力を供給することにより、電動発電機をモータとして機能させ、電動発電機から出力される駆動力を走行用駆動力として使用することができる。また、制動時には、摩擦ブレーキによる摩擦制動力と併せて、電動発電機を発電機として機能させることによる回生制動力（電気ブレーキ）を利用することができる。このとき、電動発電機で発生する電力は、二次電池に充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０１２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
摩擦ブレーキに異常が発生した場合、回生制動力のみにより、車両を制動することが考えられる。しかしながら、二次電池が満充電状態である場合、回生制動力を発生させることができない。なぜなら、回生制動時に電動発電機で発生する回生エネルギー（電力）をすべて二次電池で吸収（二次電池に充電）する必要があるが、二次電池が満充電状態であると、二次電池による回生エネルギーの吸収が不可能であるからである。
【０００８】
本発明の目的は、摩擦ブレーキに異常が発生し、かつ、二次電池が充電不可能な状態である場合にも、回生制動力を車両に作用させることができる、制動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明に係る制動制御装置は、二次電池、電動発電機、前記二次電池に対して前記電動発電機と並列に設けられるコンデンサ、前記二次電池と前記電動発電機および前記コンデンサとを電気的に接続する配線、前記配線に介在されたリレー、前記二次電池と前記電動発電機および前記コンデンサとに電気的に接続され、予備充電リレーおよび前記リレーと並列に設けられる予備充電抵抗からなる直列回路、ならびに、摩擦制動のための摩擦ブレーキ系を備える車両に用いられる。前記制動制御装置は、前記車両におけるブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、前記摩擦ブレーキ系の異常を検出する異常検出手段と、前記二次電池が充電状態を判定する充電状態判定手段と、前記ブレーキ操作検出手段によるブレーキ操作の検出中に、前記異常検出手段によって前記摩擦ブレーキ系の異常が検出され、かつ、前記充電状態判定手段によって前記二次電池が充電不可能な状態であると判定された場合に、前記予備充電リレーをオンにし、前記リレーをオフにして、前記電動発電機を回生動作させる回生制動実行手段とを含む。
【００１０】
二次電池と電動発電機およびコンデンサとを電気的に接続する配線には、リレーが介在されている。また、予備充電リレーおよび予備充電抵抗からなる直列回路が二次電池と電動発電機およびコンデンサとに接続されている。予備充電抵抗は、リレーと並列に設けられている。そのため、リレーがオンにされることにより、二次電池と電動発電機およびコンデンサとが配線を介して電気的に接続される。また、リレーがオフにされ、予備充電リレーがオンされることにより、二次電池と電動発電機およびコンデンサとが予備充電抵抗を含む直列回路を介して電気的に接続される。
【００１１】
ブレーキ操作が行われると、摩擦ブレーキ系が作動する。ブレーキ操作中に、摩擦ブレーキ系の異常が発生すると、二次電池の充電状態が判定される。そして、二次電池の充電状態が充電不可能な状態（たとえば、二次電池の充電量が満充電量に近い所定の充電量以上である状態）である場合には、予備充電リレーがオンにされ、リレーがオフにされて、電動発電機の回生動作が実行される。これにより、電動発電機から車両に回生制動力が付与され、車両が制動される。このとき、電動発電機で発生する回生電流は、予備充電抵抗を流れる。その結果、電動発電機で発生する回生エネルギーを予備充電抵抗で熱エネルギーに変換して消費することができる。
【００１２】
なお、電動発電機の概念には、交流モータおよびインバータが含まれる場合がある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、摩擦ブレーキ系に異常が発生し、かつ、二次電池が充電不可能な状態である場合にも、回生エネルギーを予備充電抵抗で熱エネルギーとして消費させることにより、特別な装置を付加することなく、回生制動力を車両に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る制動制御装置が適用された車両の要部の構成を図解的に示す図である。
【図２】図２は、ブレーキフェイルセーフ制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る制動制御装置が適用された車両の要部の構成を図解的に示す図である。
【００１７】
車両１は、電動発電機２を駆動源とする電気自動車である。
【００１８】
また、車両１は、後輪駆動車である。左右の後輪３ＲＬ，３ＲＲには、それぞれディファレンシャルギヤ４から左右に延びるドライブシャフト５ＲＬ，５ＲＲが連結されている。電動発電機２の出力軸は、変速機などを介して、ディファレンシャルギヤ４に連結されている。
【００１９】
車両１の加速時には、電動発電機２がモータとして機能する。電動発電機２が発生する駆動力は、変速機およびディファレンシャルギヤ４を介して、ドライブシャフト５ＲＬ，５ＲＲに伝達される。これにより、ドライブシャフト５ＲＬ，５ＲＲが回転し、ドライブシャフト５ＲＬ，５ＲＲとともに、後輪３ＲＬ，３ＲＲが回転する。
【００２０】
車両１の制動時には、電動発電機２が発電機として機能する。ドライブシャフト５ＲＬ，５ＲＲの回転が電動発電機２の出力軸に伝達され、電動発電機２の出力軸の回転が電力に回生される。このとき、電動発電機２が抵抗となり、その抵抗が後輪３ＲＬ，３ＲＲに回生制動力として付与される。
【００２１】
電動発電機２には、インバータ６が接続されている。
【００２２】
インバータ６には、電動発電機２に供給される電力を蓄えておくための二次電池７が接続されている。
【００２３】
インバータ６と二次電池７とを接続する回路には、プラス配線８およびマイナス配線９が含まれる。プラス配線８およびマイナス配線９の途中部には、それぞれプラス（＋）側リレー１０およびマイナス（−）側リレー１１が介在されている。また、プラス配線８とマイナス配線９との間には、プラス側リレー１０およびマイナス側リレー１１に対してインバータ６側において、コンデンサ１２がインバータ６と並列に設けられている。さらに、プラス配線８には、二次電池７とコンデンサ１２との間において、予備充電リレー１３および予備充電抵抗１４の直列回路が接続されている。
【００２４】
プラス側リレー１０およびマイナス側リレー１１がオンされた状態において、電動発電機２の駆動時には、二次電池７が出力する直流電力がインバータ６に供給される。そして、その直流電力がインバータ６で交流電力に変換され、その変換後の交流電力がインバータ６から電動発電機２に供給される。一方、電動発電機２の発電時には、電動発電機２が出力する交流電力がインバータ６で直流電力に変換され、その変換後の直流電力により、二次電池７が充電される。
【００２５】
左右の前輪３ＦＬ，３ＦＲおよび左右の後輪３ＲＬ，３ＲＲには、それぞれ摩擦ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲが設けられている。また、摩擦ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲを作動させるために、バキュームブースタ、マスタシリンダおよび電動式負圧ポンプなどを含むブレーキ油圧機構１６が設けられている。
【００２６】
車両１の車室内の運転席の前方には、ブレーキペダル（図示せず）が配設されている。ブレーキペダルが踏まれると、ブレーキペダルに入力された力がバキュームブースタに伝達される。電動式負圧ポンプからバキュームブースタに伝達される負圧により、ブレーキペダルからバキュームブースタに入力された力が増幅（倍力）され、その増幅された力がマスタシリンダに伝達される。そして、マスタシリンダに入力された力が油圧として、各摩擦ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲに伝達される。これにより、摩擦ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲからそれぞれ車輪３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲに、油圧による摩擦制動力が付与される。
【００２７】
そして、車両１には、ＣＰＵおよびメモリを含む構成のＶＣＵ（車両制御ユニット）２１が備えられている。
【００２８】
ＶＣＵ２１には、ブレーキペダルが踏まれていることを検出するブレーキセンサ２２、ブレーキ油圧機構１６の電動式負圧ポンプが発生する負圧を検出するブレーキ負圧センサ２３、および二次電池７に入出力される電流を検出する電流センサ２４の各検出信号が入力される。
【００２９】
ＶＣＵ２１は、インバータ６を制御し、インバータ６から電動発電機２に供給される電力を制御する。また、ＶＣＵ２１は、電動発電機２で回生される交流電力の直流電力への変換のために、インバータ６を制御する。
【００３０】
さらに、ＶＣＵ２１は、ブレーキ負圧センサ２３から入力される検出信号に基づいて、ブレーキ油圧機構１６の電動式負圧ポンプを制御する。
【００３１】
また、ＶＣＵ２１は、電流センサ２４から入力される検出信号に基づいて、二次電池７の充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）を演算する。そして、ＶＣＵ２１は、二次電池７の充電量、ならびにブレーキ負圧センサ２３および電流センサ２４の各検出信号に基づいて、プラス側リレー１０、マイナス側リレー１１および予備充電リレー１３を制御する。
【００３２】
具体的には、プラス側リレー１０およびマイナス側リレー１１がオフからオンに切り替えられる際には、突入電流が回路に流れることを防止するため、プラス側リレー１０のオンに先立ち、予備充電リレー１３およびマイナス側リレー１１がオンにされる。これにより、二次電池７から出力される電流は、予備充電抵抗１４を介して、コンデンサ１２に供給される。このとき、予備充電抵抗１４の働きにより、回路に流れる電流が制限されながら、コンデンサ１２が予備充電される。そして、コンデンサ１２の予備充電により、二次電池７の電圧とコンデンサ１２の電圧との差が小さくなった後に、プラス側リレー１０がオンにされ、予備充電リレー１３がオフにされる。
【００３３】
また、車両１の走行中、ＶＣＵ２１は、次に説明するブレーキフェイルセーフ制御を繰り返し実行する。
【００３４】
図２は、ブレーキフェイルセーフ制御の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
ブレーキフェイルセーフ制御では、まず、ブレーキペダルが踏まれたか否かが調べられる（ステップＳ１）。
【００３６】
ブレーキペダルが踏まれていないときには、ブレーキフェイルセーフ制御が直ちに終了される。
【００３７】
ブレーキペダルが踏まれると（ステップＳ１のＹＥＳ）、摩擦ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲ、ブレーキ油圧機構１６およびブレーキ負圧センサ２３を含む摩擦ブレーキ系に異常が発生していないか否かが判断される（ステップＳ２）。具体的には、ブレーキ負圧センサ２３によって検出される負圧が異常値を示していないか否かが調べられる。そして、ブレーキ負圧センサ２３によって検出される負圧が異常値を示していれば、摩擦ブレーキ系に異常が発生していると判断される。
【００３８】
摩擦ブレーキ系に異常が発生していない場合には（ステップＳ２のＮＯ）、ブレーキ油圧機構１６の電動式負圧ポンプが制御されて、摩擦ブレーキ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲからそれぞれ車輪３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲに摩擦制動力が付与される（ステップＳ３）。
【００３９】
摩擦ブレーキ系に異常が発生している場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、二次電池７の現在の充電量が参照されて、二次電池７への充電が可能であるか否かが判断される（ステップＳ４）。具体的には、二次電池７の現在の充電量が満充電量に近い所定の充電量以上であるか否かが判断される。そして、現在の充電量が所定の充電量未満であれば、二次電池７の充電が可能であると判断される。一方、現在の充電量が所定の充電量以上であれば、二次電池７の充電が不可能であると判断される。
【００４０】
二次電池７への充電が可能である場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、プラス側リレー１０およびマイナス側リレー１１がオンにされたまま、インバータ６が制御されて、電動発電機２の出力軸の回転が電力に回生される（ステップＳ５）。そして、ブレーキフェイルセーフ制御が終了される。電動発電機２から出力される回生電流は、プラス側リレー１０を流れて、二次電池７に供給される。これにより、二次電池７が充電される。電動発電機２で電力が回生されることにより、後輪３ＲＬ，３ＲＲに回生制動力が付与される。
【００４１】
二次電池７への充電が不可能な状態である場合には（ステップＳ４のＮＯ）、予備充電リレー１３がオフからオンに切り替えられる（ステップＳ６）。
【００４２】
また、プラス側リレー１０がオンからオフに切り替えられる（ステップＳ７）。
【００４３】
その後、インバータ６が制御されて、電動発電機２の出力軸の回転が電力に回生される（ステップＳ５）。そして、ブレーキフェイルセーフ制御が終了される。電動発電機２から出力される回生電流は、予備充電抵抗１４を流れる。これにより、電動発電機２で発生する回生エネルギー（回生電力）は、予備充電抵抗１４で熱エネルギーとして消費される。
【００４４】
このように、摩擦ブレーキ系に異常が発生し、かつ、二次電池７が充電不可能な状態である場合にも、回生エネルギーを予備充電抵抗１４で熱エネルギーとして消費させることにより、特別な装置を付加することなく、フェイルセーフとして、回生制動力を車両１（後輪３ＲＬ，３ＲＲ）に作用させることができる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００４６】
たとえば、二次電池７の現在の充電量が満充電量に近い所定の充電量以上である場合に、二次電池７への充電が不可能であるとして、予備充電リレー１３がオンにされ、プラス側リレー１０がオフにされるとした。しかしながら、二次電池７の充電量が満充電量に達するまでは、プラス側リレー１０がオンのままで維持され、二次電池７の充電量が満充電量に達したときに、二次電池７への充電が完全に不可能であるとして、予備充電リレー１３がオンにされ、プラス側リレー１０がオフにされてもよい。
【００４７】
また、車両１の一例として、電気自動車を取り上げたが、本発明は、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッドカーに適用することもできる。
【００４８】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１        車両
７        二次電池
２        電動発電機
１２      コンデンサ９
８        プラス配線（配線）
１０      プラス側リレー（リレー）
１３      予備充電リレー
１４      予備充電抵抗
１５ＦＬ  摩擦ブレーキ（摩擦ブレーキ系）
１５ＦＲ  摩擦ブレーキ（摩擦ブレーキ系）
１５ＲＬ  摩擦ブレーキ（摩擦ブレーキ系）
１５ＲＲ  摩擦ブレーキ（摩擦ブレーキ系）
１６      ブレーキ油圧機構（摩擦ブレーキ系）
２１      ＶＣＵ（制動制御装置、ブレーキ操作検出手段、異常検出手段、充電状態判定手段、回生制動実行手段）
２２      ブレーキセンサ（ブレーキ操作検出手段)
２３      ブレーキ負圧センサ（摩擦ブレーキ系）
【図１】
2013207926.tif 000003
【図２】
2013207926.tif 000004