JP2016094095A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両のブレーキペダルの踏み込みがされていない状態において、エンジンブレーキ相当のブレーキ力を摩擦ブレーキにより付加することで、車速をコントロールすると同時に、その際のブレーキユニットの発熱を抑制し、摩擦ブレーキの効きを保つことができる、ブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】アクセルペダル２１とブレーキペダル３０の踏み込み量を検出するドライバ操作検出部１１と、バッテリ２２の充電量を検出する充電状態検出部１２と、ドライバ操作検出部１１及び充電状態検出部１２の検出情報に基づき、バッテリ２２が満充電状態である場合に、エンジンブレーキ相当のブレーキ力を電動車両１の各輪に与えるように、ブレーキモジュレータ１４に対し指示するＥＣＵ１３と、ＥＣＵ１３の指示に基づき、電動車両１の各輪２６〜２９にそれぞれ配されたブレーキユニット３１〜３４を作動させる、ブレーキモジュレータ１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両に備わるブレーキ制御装置に関する。

従来、自動車の摩擦ブレーキは温度が許容値を超えると効きが低下することが知られている。そのため、摩擦ブレーキの温度を抑制する機構が各社で考案されている（例えば下記特許文献１参照）。

ところで、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両は、エンジン車におけるエンジンブレーキに相当するブレーキ力を、モータによる回生ブレーキにて発生させている。

特開２００４‐３５２１１２号公報

従来の電動車両では、バッテリが満充電の場合、回生ブレーキが効かない状態となるため、エンジンブレーキ相当のブレーキ力が発生せず、特に下り坂で満充電となると、ドライバに空走感や加速感を与えてしまう問題がある。

また、上記問題を補うために、ブレーキペダルを踏み、下り坂での速度調整を行い続けると、フェード現象、すなわち発熱によりブレーキ力が低下するという問題が新たに生じてしまう。

そこで、本発明は、電動車両のブレーキペダルの踏み込みがされていない状態において、エンジンブレーキ相当のブレーキ力を摩擦ブレーキにより付加することで、車速をコントロールすると同時に、その際のブレーキユニットの発熱を抑制し、摩擦ブレーキの効きを保つことができる、ブレーキ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るブレーキ制御装置は、
電動車両におけるバッテリの満充電時に作動するブレーキ制御装置であって、
アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量を検出する第１検出部と、
前記バッテリの充電量を検出する第２検出部と、
前記第１検出部及び前記第２検出部の検出情報に基づき、前記バッテリが満充電状態である場合に、エンジンブレーキ相当のブレーキ力を前記電動車両の各輪に与えるように、ブレーキモジュレータに対し指示する、電子制御部と、
前記電子制御部の指示に基づき、前記電動車両の各輪にそれぞれ配されたブレーキユニットを作動させる、前記ブレーキモジュレータと
を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るブレーキ制御装置は、
上記第１の発明に係るブレーキ制御装置において、
前記電子制御部は、
前記第１検出部及び前記第２検出部の検出情報に基づき、前記電動車両が走行中であり、前記アクセルペダルが踏み込まれていない状態、かつ、前記ブレーキペダルが踏み込まれていない状態、かつ、前記バッテリが満充電状態である場合に、制御を開始し、
前記アクセルペダルが踏み込まれているか、前記ブレーキペダルが踏み込まれているか、又は、前記バッテリが非満充電状態か、いずれかの状態である場合に、制御を終了する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るブレーキ制御装置は、
上記第１又は２の発明に係るブレーキ制御装置において、
前記電子制御部は、
前記ブレーキユニットのうち、右前輪に配される第１ブレーキユニット及び左前輪に配される第２ブレーキユニットと、右後輪に配される第３ブレーキユニット及び左後輪に配される第４ブレーキユニットとを、交互に作動させるように、前記ブレーキモジュレータに対し指示する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るブレーキ制御装置は、
上記第３の発明に係るブレーキ制御装置において、
前記電子制御部は、
前記第１ブレーキユニット及び前記第２ブレーキユニットの温度余裕代の合計値が、前記第３ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値以上であれば、前記第１ブレーキユニット及び前記第２ブレーキユニットを作動させ、
前記第１ブレーキユニット及び前記第２ブレーキユニットの前記余裕代の合計値が、前記第３ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値未満であれば、第３ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットを作動させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係るブレーキ制御装置は、
上記第４の発明に係るブレーキ制御装置において、
前記電子制御部は、
前記電動車両が直線的な走行をしている場合、
前記ブレーキユニットのうち、前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットと、前記第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットとを、交互に作動させるように、前記ブレーキモジュレータに対し指示する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係るブレーキ制御装置は、
上記第５の発明に係るブレーキ制御装置において、
前記電子制御部は、
前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値が、前記第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットの前記余裕代の合計値以上であれば、前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットを作動させ、
前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値が、前記第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットの前記余裕代の合計値未満であれば、第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットを作動させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係るブレーキ制御装置は、
上記第４又は６の発明に係るブレーキ制御装置において、
前記電子制御部は、
各前記ブレーキユニットの温度を算出し、各前記ブレーキユニットの温度の余裕代を算出することで、全前記ブレーキユニットの前記余裕代があるか否かを判断し、
全前記ブレーキユニットの温度の余裕代がある場合、各前記ブレーキユニットを作動させ、
全前記ブレーキユニットのうち１つでも前記余裕代がない場合、温度上昇フェール処理を実施する
ことを特徴とする。

本発明に係るブレーキ制御装置によれば、電動車両のブレーキペダルの踏み込みがされていない状態において、エンジンブレーキ相当のブレーキ力を摩擦ブレーキにより付加することで、車速をコントロールすると同時に、その際のブレーキユニットの発熱を抑制し、摩擦ブレーキの効きを保つことができる。

本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置のシステム図である。 本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置による各輪の摩擦ブレーキ力付加の切り替えを説明する概略図である。（ａ）は、左前輪及び右前輪に摩擦ブレーキが付加された状態を示し、（ｂ）は、左後輪及び右後輪に摩擦ブレーキが付加された状態を示している。 本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置による制御を説明するフローチャートである。

以下、本発明に係るブレーキ制御装置を実施例にて図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置の装置構成について、まず、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置のシステム図である。なお、該図中の破線矢印は、電気的な接続を示すものである。

図１に示すように、本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置は、電動車両１に備わるものであり、ドライバ操作検出部（第１検出部）１１、充電状態検出部（第２検出部）１２、ＥＣＵ（電子制御部）１３、及び、ブレーキモジュレータ１４を備える。

電動車両１は、運転者がアクセルペダル２１を踏み込むと、ＥＣＵ１３の制御により、バッテリ２２に充電された電力がインバータ２３を介してモータ２４へ供給される。この電力により駆動したモータ２４の動力は、トランスアクスル２５を介して各輪２６〜２９へ伝達される。

また、電動車両１は、エンジン車におけるエンジンブレーキに相当するブレーキ力を、モータ２４による回生ブレーキにて発生させている。すなわち、電動車両１の走行中に運転者がアクセルペダル２１を踏み込まない状態のとき、モータ２４の回転により発生した電力が、インバータ２３を介してバッテリ２２に充電される際に、回生ブレーキがかかる。ただし、回生ブレーキはバッテリ２２が満充電状態のときには効かなくなる。

そこで、まず、本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置では、電動車両１のバッテリ２２が満充電状態のとき、ブレーキペダル３０の踏み込みがされていない状態において、回生ブレーキの代わりに、ブレーキユニット３１〜３４により摩擦ブレーキ力を付加することで、エンジン車におけるエンジンブレーキ相当のブレーキ力を与える。

ドライバ操作検出部１１は、運転者によるアクセルペダル２１及びブレーキペダル３０の踏み込み量を検出するものである。また、充電状態検出部１２は、バッテリ２２の充電量を検出するものである。

ＥＣＵ１３は、ドライバ操作検出部１１及び充電状態検出部１２による検出情報に基づき、バッテリ２２が満充電状態である場合に、エンジン車におけるエンジンブレーキ相当のブレーキ力を、摩擦ブレーキで電動車両１の各輪２６〜２９に与えるように、ブレーキモジュレータ１４に対し指示する。

ブレーキモジュレータ１４は、ＥＣＵ１３からの上記指示により、各輪２６〜２９に配置されているブレーキユニット３１〜３４を作動させ、各輪２６〜２９に摩擦ブレーキ力を発生させる。これによって、エンジンブレーキ相当の摩擦ブレーキが発生する。なお、本実施例ではブレーキユニット３１〜３４の種類（ドラム、ディスク）は限定しない。

また、右前輪（ＦＲ）２６に配されるブレーキユニットを第１ブレーキユニット３１、左前輪（ＦＬ）２７に配されるブレーキユニットを第２ブレーキユニット３２、右後輪（ＲＲ）２８に配されるブレーキユニットを第３ブレーキユニット３３、左後輪（ＲＬ）２９に配されるブレーキユニットを第４ブレーキユニット３４とする。

ここで、図２は、本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置による各輪の摩擦ブレーキ力付加の切り替えを説明する概略図であり、図２（ａ）は、左前輪及び右前輪に摩擦ブレーキが付加された状態を示し、図２（ｂ）は、左後輪及び右後輪に摩擦ブレーキが付加された状態を示している。なお、図２では、ブレーキユニットは省略しているが、実際の配置は図１と同様であるものとする。また、ブレーキユニットにより摩擦ブレーキが付加されている各輪２６〜２９には、ハッチングを施している。

本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置では、ＥＣＵ１３の指示により、ブレーキモジュレータ１４は、第１，２ブレーキユニット３１，３２の組と、第３，４ブレーキユニット３３，３４の組とを、交互に（切り替えて）作動させる。あるいは、図示していないが、第１，４ブレーキユニット３１,３４の組と、第２，３ブレーキユニット３２，３３の組とを、交互に作動させるようにしてもよい。

ただし、電動車両１が直線的に走行しているときは、第１，２ブレーキユニット３１，３２と、第３，４ブレーキユニット３３，３４とを、交互に作動させるように指示しても、第１，４ブレーキユニット３１,３４と、第２，３ブレーキユニット３２，３３とを、交互に作動させるように指示してもよいが、曲線的に走行しているときは、第１，２ブレーキユニット３１，３２と、第３，４ブレーキユニット３３，３４とを、交互に作動させるように指示するのみとする。

このようにして、本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置では、各ブレーキユニットの発熱を抑制し、耐フェード性を向上することが可能となる。特に、摩耗の少ないブレーキユニットを優先的に使うように制御すると、より効果が顕著に発揮される。

以下、図３のフローチャートに基づき、本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置による制御を説明する。なお、簡略化のため、ＥＣＵ１３が、第１，２ブレーキユニット３１，３２と、第３，４ブレーキユニット３３，３４とを、交互に作動させるように指示する場合についてのみ説明する。

ステップＳ１では、ＥＣＵ１３において、ドライバ操作検出部１１及び充電状態検出部１２の検出情報に基づき、開始条件が成立しているか否かを判断する。開始条件が成立している場合はステップＳ２へ移行し、成立していなければ本制御を終了する。ここで、開始条件は、電動車両１が走行中であり、アクセルＯＦＦ（アクセルペダル２１が踏み込まれていない）状態、かつ、ブレーキＯＦＦ（ブレーキペダル３０が踏み込まれていない）状態、かつ、バッテリ２２が満充電状態であることとする。

ステップＳ２では、ＥＣＵ１３において、各ブレーキユニット３１〜３４の温度（例えばディスク式であればブレーキパッドの温度）を算出する。

ステップＳ３では、ＥＣＵ１３において、各ブレーキユニット３１〜３４の温度の余裕代を算出する。各ブレーキユニット３１〜３４には、許容温度の上限値が設定されているため、該上限値からステップＳ２で算出した現在の温度を減ずることで、上記余裕代を求めることができる。

ステップＳ４では、ＥＣＵ１３において、全ブレーキユニット３１〜３４の上記余裕代があるか否かを判断する。全ブレーキユニット３１〜３４の上記余裕代があればステップＳ５へ移行し、１つでも上記余裕代がなければ（許容温度に到達したら）ステップＳ６へ移行する。なお、ステップＳ６では、許容温度に到達したブレーキユニットに対し、温度上昇フェール処理を実施し、本制御を終了する。

ステップＳ５では、第１，２ブレーキユニット３１，３２の上記余裕代の合計値が、第３，４ブレーキユニット３３，３４の上記余裕代の合計値以上か否かを判断する。第１，２ブレーキユニット３１，３２の余裕代の合計値が第３，４ブレーキユニット３３，３４の余裕代の合計値以上であればステップＳ７へ移行し、第１，２ブレーキユニット３１，３２の余裕代の合計値が第３，４ブレーキユニット３３，３４の余裕代の合計値未満であればステップＳ８へ移行する。

ステップＳ７では、第１，２ブレーキユニット３１，３２を作動させることで、エンジンブレーキ相当の減速度を生成する。また、ステップＳ８では、第３，４ブレーキユニット３３，３４を作動させることで、エンジンブレーキ相当の減速度を生成する。

ステップＳ９では、終了条件が成立したか否かを判断する。終了条件が成立した場合は本制御を終了し、終了条件が成立しない場合はステップＳ２に移行する。ここで、終了条件は、アクセルＯＮ状態（アクセルペダル２１が踏み込まれている）か、ブレーキＯＮ状態（ブレーキペダル３０が踏み込まれている）か、又は、バッテリ２２が非満充電状態か、いずれかの状態であることとする。

本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置は、上述のように、ステップＳ２〜Ｓ９を繰り返すことにより、特に、ステップＳ５の分岐において、第１，２ブレーキユニット３１，３２と第３，４ブレーキユニット３３，３４とが、上記余裕代の比較に基づき交互に作動することになる。

なお、上述では、第１，２ブレーキユニット３１，３２と第３，４ブレーキユニット３３，３４とを切り替えるものとしたが、電動車両１が直線的な走行をしている場合に限り、第１，４ブレーキユニット３１,３４と、第２，３ブレーキユニット３２，３３とを切り替えるものとしてもよく、その場合は、上記ステップＳ１〜Ｓ９までの説明の、「第１，２ブレーキユニット３１，３２」を「第１，４ブレーキユニット３１,３４」に置き換え、「第３，４ブレーキユニット３３，３４」を「第２，３ブレーキユニット３２，３３」に置き換えればよい。

さらに、図示していないが、各ブレーキユニット３１〜３４に加え、パーキングブレーキを用いてもよい。その場合は、例えば、上記ステップＳ５〜Ｓ８においては、各ブレーキユニット３１〜３４及びパーキングブレーキの中で、温度の余裕代が多いものから優先的に使用するようにする。このようにして、さらに温度上昇を抑制することができる。

よって、本発明の実施例１に係るブレーキ制御装置は、電動車両のブレーキペダルの踏み込みがされていない状態において、エンジンブレーキ相当のブレーキ力を摩擦ブレーキにより付加することで、車速をコントロールすると同時に、その際のブレーキユニットの発熱を抑制し、摩擦ブレーキの効きを保つことができる。

本発明は、ブレーキ制御装置として好適である。

１ 電動車両
１１ ドライバ操作検出部（第１検出部）
１２ 充電状態検出部（第２検出部）
１３ ＥＣＵ（電子制御部）
１４ ブレーキモジュレータ
２１ アクセルペダル
２２ バッテリ
２３ インバータ
２４ モータ
２５ トランスアクスル
２６ 右前輪（ＦＲ）
２７ 左前輪（ＦＬ）
２８ 右後輪（ＲＲ）
２９ 左後輪（ＲＬ）
３０ ブレーキペダル
３１ 第１ブレーキユニット
３２ 第２ブレーキユニット
３３ 第３ブレーキユニット
３４ 第４ブレーキユニット

Claims (7)

1. 電動車両におけるバッテリの満充電時に作動するブレーキ制御装置であって、
   アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量を検出する第１検出部と、
   前記バッテリの充電量を検出する第２検出部と、
   前記第１検出部及び前記第２検出部の検出情報に基づき、前記バッテリが満充電状態である場合に、エンジンブレーキ相当のブレーキ力を前記電動車両の各輪に与えるように、ブレーキモジュレータに対し指示する、電子制御部と、
   前記電子制御部の指示に基づき、前記電動車両の各輪にそれぞれ配されたブレーキユニットを作動させる、前記ブレーキモジュレータと
   を備える
   ことを特徴とする、ブレーキ制御装置。
2. 前記電子制御部は、
   前記第１検出部及び前記第２検出部の検出情報に基づき、前記電動車両が走行中であり、前記アクセルペダルが踏み込まれていない状態、かつ、前記ブレーキペダルが踏み込まれていない状態、かつ、前記バッテリが満充電状態である場合に、制御を開始し、
   前記アクセルペダルが踏み込まれているか、前記ブレーキペダルが踏み込まれているか、又は、前記バッテリが非満充電状態か、いずれかの状態である場合に、制御を終了する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ制御装置。
3. 前記電子制御部は、
   前記ブレーキユニットのうち、右前輪に配される第１ブレーキユニット及び左前輪に配される第２ブレーキユニットと、右後輪に配される第３ブレーキユニット及び左後輪に配される第４ブレーキユニットとを、交互に作動させるように、前記ブレーキモジュレータに対し指示する
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のブレーキ制御装置。
4. 前記電子制御部は、
   前記第１ブレーキユニット及び前記第２ブレーキユニットの温度余裕代の合計値が、前記第３ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値以上であれば、前記第１ブレーキユニット及び前記第２ブレーキユニットを作動させ、
   前記第１ブレーキユニット及び前記第２ブレーキユニットの前記余裕代の合計値が、前記第３ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値未満であれば、第３ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットを作動させる
   ことを特徴とする、請求項３に記載のブレーキ制御装置。
5. 前記電子制御部は、
   前記電動車両が直線的な走行をしている場合、
   前記ブレーキユニットのうち、前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットと、前記第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットとを、交互に作動させるように、前記ブレーキモジュレータに対し指示する
   ことを特徴とする、請求項４に記載のブレーキ制御装置。
6. 前記電子制御部は、
   前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値が、前記第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットの前記余裕代の合計値以上であれば、前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットを作動させ、
   前記第１ブレーキユニット及び前記第４ブレーキユニットの前記余裕代の合計値が、前記第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットの前記余裕代の合計値未満であれば、第２ブレーキユニット及び前記第３ブレーキユニットを作動させる
   ことを特徴とする、請求項５に記載のブレーキ制御装置。
7. 前記電子制御部は、
   各前記ブレーキユニットの温度を算出し、各前記ブレーキユニットの温度の余裕代を算出することで、全前記ブレーキユニットの前記余裕代があるか否かを判断し、
   全前記ブレーキユニットの温度の余裕代がある場合、各前記ブレーキユニットを作動させ、
   全前記ブレーキユニットのうち１つでも前記余裕代がない場合、温度上昇フェール処理を実施する
   ことを特徴とする、請求項４又は６に記載のブレーキ制御装置。

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