JP5387597B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の制御装置に関し、より特定的には、回生制動力および液圧制動力によるブレーキ協調制御に関する。

車両駆動用電動機を搭載したハイブリッド車や電気自動車等の電動車両では、制動時には車両駆動用電動機による回生制動力と、液圧制動装置による制動力（以下、液圧制動力とも称する）とを協調させて、車両全体での要求制動力を確保する制動力制御が実用化されている（たとえば、特許文献１〜３）。以下では、このような制動力制御を「ブレーキ協調制御」とも称する。回生制動による発電電力を車載蓄電装置の充電電力として回収することによって、車両のエネルギ効率すなわち燃費が改善される。

特開２００４−１９６０６４号公報（特許文献１）には、回生制動および摩擦制動のブレーキ協調制御において、回生制動から摩擦制動への切換時に、摩擦制動の指令値に対する応答遅れで車両減速度不足が発生するのを防止するための技術が記載される。具体的には、回生制動トルクの分担率を低下させて、その分摩擦制動の分担率を高める分担率変更時に、回生制動トルクの低下割合を摩擦制動トルクの応答遅れに応じて抑制することが記載されている。

また、特開２００４−１５５４０３号公報（特許文献２）には、複合ブレーキの協調制御装置として、ホイールシリンダ液圧規範モデルに基づいて液圧制御誤差に起因する制動トルクを算出するとともに、この制御誤差分を考慮して回生制動トルクの指令値を補正することが記載されている。

また、特開２０１０−１４１９９７号公報（特許文献３）には、電動車両のブレーキ協調制御において、蓄電装置の充電電力上限値の変化速度に対応して、回生制動力を制限する充電電力上限値の基準値を可変に設定することが記載されている。これにより、回生制動および液圧制動の両方を使用する状態から液圧制御のみを使用する状態への移行時に、液圧上昇のために必要となる時間を確保することができる。

一方、車載蓄電装置として、リチウムイオン二次電池の適用が進められている。リチウムイオン二次電池は、エネルギ密度が高く、出力電圧が高いことから、大きな電池容量および高電圧を必要とする車載蓄電装置として好適である。

しかしながら、リチウムイオン二次電池は、使用態様によっては、負極表面にリチウム金属が析出することによって、電池の発熱あるいは性能低下を招く虞があることが知られている。そのため、国際公開第２０１０／００５０７９号（特許文献４）には、リチウムイオン二次電池の負極でのリチウム金属の析出を抑制するために、充放電履歴に基づき、バッテリへの入力許可電力を調整する制御が記載されている。具体的には、バッテリ電流の履歴に基づいて、リチウム金属が析出しない最大電流値を逐次算出するとともに、バッテリ電流が当該最大電流値を超えないように、バッテリへの入力許可電力を調整することが記載されている。

特開２００４−１９６０６４号公報 特開２００４−１５５４０３号公報 特開２０１０−１４１９９７号公報 国際公開第２０１０／００５０７９号

特許文献１〜３に記載されるようなブレーキ協調制御を行なう車両では、減速時に回生制動力の比率を高めるほど、燃費を向上できる。したがって、リチウムイオン二次電池を車載蓄電装置とする車両では、リチウム金属析出を抑制した上で、可能な限り回生制動の分担を高めることが好ましい。

しかしながら、特許文献４に示されるように、リチウム金属の析出が懸念されるような充電状態となった場合には、バッテリへの充電電力を制限する必要があるため、回生制動力も制限される。このような充電制限を開始すると、ブレーキ協調制御によって、リチウム金属の析出を抑制するために回生制動力を低下する一方で、その低下分を液圧制動力に置換えることが必要となる。

この際に、回生制動力を高いレートで変化させると、特許文献１〜３にも記載されるように、液圧制動力の応答遅れの問題から、車両制動力に瞬間的な変動が生じる虞がある。このような制動力の変動が生じると、車両の制動性能には影響がなくとも、車両ユーザに違和感を与える可能性がある。したがって、回生電力の確保によるエネルギ効率の向上と、瞬間的な制動力変動の抑制との両立が課題となる。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、リチウムイオン二次電池を搭載した車両において、リチウム金属の析出を抑制するように充電を制限する制御を実行した上で、回生発電による回収エネルギを確保しつつ、当該制御の影響による車両制動力の瞬間的な変動によって車両ユーザに違和感を与えることがないように、ブレーキ協調制御を行なうことである。

この発明のある局面においては、車両の制御装置であって、車両は、リチウムイオン二次電池からなるバッテリと、液圧発生回路から供給される液圧に応じた制動力を車輪に作用させるように構成された制動装置と、車輪との間で回転力を相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータと、モータジェネレータの出力トルクを制御するようにバッテリとモータジェネレータとの間で双方向の電力変換を実行するための電力制御器とを備える。制御装置は、バッテリの充放電履歴に基づいて、バッテリの負極電位がリチウム基準電位まで低下することを防止するようにバッテリの充電電力上限値を調整するための充電制御手段と、調整された充電電力上限値の範囲内でモータジェネレータが回生制動力を発生するように、ブレーキペダル操作に対応した要求制動力に対する、制動装置による液圧制動力と回生制動力との分担を決定するための制動制御手段と、液圧発生回路における液圧応答レートの実績値を検出するための検出手段とを備える。そして、充電制御手段は、負極電位の低下を防止するために充電電力上限値を制限することによってバッテリの充電電流を制限する際における充電電力上限値の制限度合を、検出手段によって検出された液圧応答レートに応じて可変に設定するための設定手段を含む。

好ましくは、設定手段は、バッテリの充電電流を制限する際に充電電力上限値を低下させる時間変化率を示す制限レートを、液圧応答レートが高くなるほど高い値に設定する。そして、充電制御手段は、充放電履歴に基づいてバッテリの負極にリチウム金属が析出しない最大電流として入力許容電流値を逐次設定するとともに、当該入力許容電流値に対して、制限レートが高いほど小さい値に設定されるマージンを有するように入力電流制限目標値を決定するための手段と、バッテリの充電電流が入力電流制限目標値を超えたときに、充電電力上限値を制限レートに従って減少させるための手段とをさらに含む。

さらに好ましくは、設定手段は、検出手段によって検出された液圧応答レートを制動装置の制動力の変化レートに換算する手段と、換算された制動力の変化レートとモータジェネレータの回転速度との積に基づいて、制限レートを設定する。

また好ましくは、充電電力上限値の制限を開始する条件は、制限度合が高いほど緩和される。

この発明によれば、リチウムイオン二次電池を搭載した車両において、リチウム金属の析出を抑制するように充電を制限する制御を実行した上で、回生発電による回収エネルギを確保しつつ、当該制御の影響による車両制動力の瞬間的な変動によって車両ユーザに違和感を与えることがないように、ブレーキ協調制御を行なうことができる。

本発明の実施の形態による車両の制御装置を搭載した車両の代表例として示されるハイブリッド車の概略構成を説明するブロック図である。 図１に示したブレーキ液圧回路の具体的な構成例を示すブロック図である。 回生制動力および液圧制動力によるブレーキ協調制御の例を説明する概念図である。 図１に示したハイブリッド車５におけるブレーキ協調制御の制御処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態によるハイブリッド車で実行されるＬｉ析出抑制制御を説明する波形図である。 Ｌｉ析出抑制制御による回生制限を説明する波形図である。 ブレーキ液圧回路における液圧制御の応答遅れを説明する概念的な波形図である。 本発明の実施の形態による車両におけるＬｉ析出抑制制御と組み合わされたブレーキ協調制御を説明する機能ブロック図である。 本発明の実施の形態による車両におけるＬｉ析出抑制制御によるＷｉｎの設定処理を説明するフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態による車両の制御装置を搭載した車両の代表例として示されるハイブリッド車の概略構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車５は、制動装置１０と、駆動輪１２と、リダクションギヤ１４と、エンジン２０と、発電およびエンジン始動用の第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）４０と、車両駆動用の第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）６０と、ブレーキ液圧回路８０と、動力分割機構１００と、変速機２００とを含む。

ハイブリッド車５は、電力制御ユニット１６と、リチウムイオン二次電池によって構成されるバッテリ１８と、ブレーキペダル２２と、ブレーキＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００と、ＨＶ−ＥＣＵ３０２と、エンジンＥＣＵ３０４と、電源ＥＣＵ３０６とをさらに含む。代表的には、各ＥＣＵは、図示しない、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力ポートおよび通信ポートを含むマイクロコンピュータによって構成される。各ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

ブレーキＥＣＵ３００と、ＨＶ−ＥＣＵ３０２と、エンジンＥＣＵ３０４と、電源ＥＣＵ３０６とは、通信バス３１０を用いて相互に通信可能に接続される。

電源ＥＣＵ３０６には、ＩＧスイッチ３６が接続される。電源ＥＣＵ３０６は、運転者がＩＧスイッチ３６に対してハイブリッド車５のシステムを起動する操作をした場合に、ブレーキペダル２２が踏み込まれていることを条件として、図示しないＩＧリレー（あるいは、ＩＧリレーおよびＡＣＣリレー）をオンする。これに応じて、ハイブリッド車５を構成する電気機器群に電源が供給されることによって、ハイブリッド車５が走行可能な状態となる。

なお、本実施の形態においては、ブレーキＥＣＵ３００と、ＨＶ−ＥＣＵ３０２と、エンジンＥＣＵ３０４と、電源ＥＣＵ３０６とは、別個のＥＣＵとして説明したが、これら複数のＥＣＵのうちの一部または全部の機能を統合したＥＣＵを設けてもよい。

エンジン２０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。エンジン２０には、エンジン回転数センサ３４が設けられる。エンジン回転数センサ３４は、エンジン２０の回転数を検出して、検出されたエンジン２０の回転数を示す信号をエンジンＥＣＵ３０４に送信する。

エンジンＥＣＵ３０４は、エンジン回転数センサ３４を始めとする各種センサからの信号に基づいて、エンジン２０がＨＶ−ＥＣＵ３０２によって定められた目標回転数および目標トルクで動作するように、エンジン２０の燃料噴射量、点火時期および吸入空気量等を制御する。

バッテリ１８は、リチウムイオン二次電池によって構成される。リチウムイオン二次電池は、エネルギ密度が高く、他の二次電池に比べ初期回路電圧および平均動作電圧が高い。このことから、リチウムイオン二次電池は、大きな電池容量、高い電圧を必要とする車両の車載蓄電装置に好適である。また、リチウムイオン二次電池は、クーロン効率が１００％に近いことから充放電効率が高く、したがって、他の二次電池に比べエネルギの有効利用が可能であるという利点も有する。

しかしながら、特許文献４にも示されるように、リチウムイオン二次電池は、充電条件によっては、負極表面にリチウム金属が析出する虞がある。このため、本実施の形態では、特許文献４と同様に、リチウムイオン二次電池でのリチウム金属析出を抑制するためにバッテリ１８への充電を制限する制御（以下、「Ｌｉ析出抑制制御」とも称する）を実行するものとする。

バッテリ１８には、バッテリ１８の状態値を検出するためのバッテリセンサ１９が設けられる。たとえば、バッテリセンサ１９は、状態値として、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ電圧Ｖｂおよびバッテリ温度Ｔｂを検出するように構成される。バッテリセンサ１９によって検出された状態値は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２へ送信される。

以下では、バッテリ電流Ｉｂについて、バッテリ１８の放電時には正値（Ｉｂ＞０）とする一方で、充電時には負値（Ｉｂ＜０）で示すものとする。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、逐次送信されるバッテリ電流Ｉｂに基づいて、バッテリ１８の充放電履歴を把握することができる。

第１ＭＧ４０および第２ＭＧ６０の各々は、たとえば、三相交流回転電機であって、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを有する。

第１ＭＧ４０および第２ＭＧ６０には、図示しないロータの回転位置（角度）を検出するための回転位置センサ４１および６１が、それぞれ設けられる。

第１ＭＧ４０および第２ＭＧ６０は、電力制御ユニット（ＰＣＵ）１６を介して、バッテリ１８と接続される。ＰＣＵ１６は、図示しない複数の電力用半導体スイッチング素子を含んで構成されたインバータおよび／またはコンバータを有する。ＰＣＵ１６は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２からの制御指示に従って、第１ＭＧ４０および第２ＭＧ６０と、バッテリ１８との間の双方向の電力変換を実行する。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、第１ＭＧ４０の出力トルクおよび第２ＭＧ６０の出力トルクを、それぞれのトルク指令値に合致させるように、ＰＣＵ１６における電力変換を制御する。

動力分割機構１００は、エンジン２０と第１ＭＧ４０との間に設けられるプラネタリギヤである。動力分割機構１００は、エンジン２０から入力された動力を、第１ＭＧ４０への動力とドライブシャフト１６４を介在させて駆動輪１２に連結されるリダクションギヤ１４への動力とに分割する。ドライブシャフト１６４には、車速センサ１６５が設けられる。車速センサ１６５によって検出されたドライブシャフト１６４の回転数に基づいて、ハイブリッド車５の車速Ｖが検出される。

動力分割機構１００は、第１リングギヤ１０２と、第１ピニオンギヤ１０４と、第１キャリア１０６と、第１サンギヤ１０８とを含む。第１サンギヤ１０８は、第１ＭＧ４０の出力軸に連結された外歯歯車である。第１リングギヤ１０２は、第１サンギヤ１０８に対して同心円上に配置された内歯歯車である。第１リングギヤ１０２は、第１リングギヤ１０２とともに回転するリングギヤ軸１０２ａを介して、リダクションギヤ１４に連結される。第１ピニオンギヤ１０４は、第１リングギヤ１０２および第１サンギヤ１０８のそれぞれに噛合う。第１キャリア１０６は、第１ピニオンギヤ１０４を自転かつ公転自在に保持し、エンジン２０の出力軸に連結される。

すなわち、第１キャリア１０６が入力要素であって、第１サンギヤ１０８が反力要素であって、第１リングギヤ１０２が出力要素である。そして、リングギヤ軸１０２ａに出力された駆動力（トルク）が、リダクションギヤ１４およびドライブシャフト１６４を経由して、駆動輪１２へ伝達される。

エンジン２０の作動中においては、第１キャリア１０６に入力されるエンジン２０の出力トルクに対して、第１ＭＧ４０による反力トルクを第１サンギヤ１０８に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが、出力要素である第１リングギヤ１０２に現れる。その場合、第１ＭＧ４０のロータがそのトルクによって回転されるので、第１ＭＧ４０は発電機として機能する。また、第１リングギヤ１０２の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１ＭＧ４０の回転数を変化させることにより、エンジン２０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン回転数をたとえば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１ＭＧ４０を制御することによって行なうことができる。その制御は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２によって行われる。

ハイブリッド車５の走行中にエンジン２０を停止させている場合には、第２ＭＧ６０が正回転する一方で第１ＭＧ４０が逆回転している。その状態から第１ＭＧ４０を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、第１キャリア１０６に連結されているエンジン２０に正回転方向のトルクを作用させることができる。したがって、第１ＭＧ４０によってエンジン２０を始動（モータリングあるいはクランキング）することができる。その場合、リダクションギヤ１４にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって、車両を走行させるための駆動力は、第２ＭＧ６０の出力トルクを制御することにより維持できるとともに、同時にエンジン２０の始動を円滑に行なうことができる。図１に示されるハイブリッド車５のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。

ハイブリッド車５の回生制動時には、リダクションギヤ１４および変速機２００を経由して、駆動輪１２により第２ＭＧ６０が駆動されるので、第２ＭＧ６０は発電機として作動する。これにより第２ＭＧ６０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。第２ＭＧ６０により発電された電力は、ＰＣＵ１６を経由してバッテリ１８に蓄えられる。第２ＭＧ６０の発電電力は、第２ＭＧ６０のトルクおよび回転数の積によって決まるので、第２ＭＧ６０のトルクによって、回生制動による発電電力を調整することができる。

変速機２００は、リダクションギヤ１４と第２ＭＧ６０との間に設けられるプラネタリギヤである。変速機２００は、第２ＭＧ６０の回転数を変速してリダクションギヤ１４に伝達する。なお、変速機２００を省略し、第２ＭＧ６０の出力軸をリダクションギヤ１４に直結する構成としてもよい。

変速機２００は、第２リングギヤ２０２と、第２ピニオンギヤ２０４と、第２キャリア２０６と、第２サンギヤ２０８とを含む。第２サンギヤ２０８は、第２ＭＧ６０の出力軸に連結された外歯歯車である。第２リングギヤ２０２は、第２サンギヤ２０８に対して同心円上に配置された内歯歯車である。第２リングギヤ２０２は、リダクションギヤ１４に連結される。第２ピニオンギヤ２０４は、第２リングギヤ２０２および第２サンギヤ２０８のそれぞれに噛合う。第２キャリア２０６は、第２ピニオンギヤ２０４を自転かつ公転自在に保持する。第２キャリア２０６は、回転しないように、図示しないケース等に固定される。

変速機２００は、摩擦係合要素を用いてＨＶ−ＥＣＵ３０２からの制御信号に基づいてプラネタリギヤの各要素の回転を制限したり、回転を同期させたりすることによって、第２ＭＧ６０の回転速度を１段階あるいは複数の段階で変速してリダクションギヤ１４に伝達するものであってもよい。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、車両状態に適した走行を行なうための走行制御を実行する。たとえば、車両発進時および低速走行時には、エンジン２０を停止した状態で、第２ＭＧ６０の出力によってハイブリッド車５は走行する。定常走行時には、エンジン２０を始動して、エンジン２０および第２ＭＧ６０の出力によってハイブリッド車５は走行する。特に、エンジン２０を高効率の動作点で動作させることによって、ハイブリッド車５の燃費が向上する。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、図示しないアクセルペダルの操作量を反映して、車両全体の要求駆動力を設定するとともに、上記走行制御が実現されるように、エンジン２０、第１ＭＧ４０および第２ＭＧ６０の動作指令値（代表的には、回転数指令値および／またはトルク指令値）を設定する。

また、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、バッテリセンサ１９によって検出された状態値（バッテリ電流Ｉｂ，バッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ温度Ｔｂ）に基づいて、バッテリ１８のＳＯＣ（State of Charge）を推定する。ＳＯＣは、満充電量に対する現在の充電量を百分率で示した値で示される。ＳＯＣの推定手法については、公知の任意の手法を適用できるため、詳細な説明は繰返さない。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、少なくともＳＯＣに基づいて、バッテリ１８へ充電する電力の制限値を示す入力許可電力値（以下、Ｗｉｎとも称する）、およびバッテリ１８から放電する電力の制限値を示す出力許可電力値（以下、Ｗｏｕｔとも称する）を設定する。バッテリ１８への入出力電力（以下、単にバッテリ電力とも称する）についても、バッテリ１８の放電時には正値とする一方で、充電時には負値で示す。このため、Ｗｏｕｔは零または正値であり（Ｗｏｕｔ≧０）、Ｗｉｎは零または負値である（Ｗｉｎ≦０）。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、バッテリ電力がＷｉｎ〜Ｗｏｕｔの電力範囲に収まるように制限して、第１ＭＧ４０および第２ＭＧ６０の動作指令値を設定する。

次に、ハイブリッド車５のブレーキシステムについて説明する。
制動装置１０は、ブレーキキャリパ１６０と、円板形状のブレーキディスク１６２とを含む。ブレーキディスク１６２は、ドライブシャフト１６４に回転軸が一致するように固定される。ブレーキキャリパ１６０は、ホイールシリンダ（図１には示さず）とブレーキパッドとを含む。ブレーキ液圧回路８０からブレーキキャリパ１６０に液圧が供給されることによって、ホイールシリンダが作動する。作動したホイールシリンダがブレーキパッドをブレーキディスク１６２に押し付けることによって、ブレーキディスク１６２の回転が制限される。これにより、制動装置１０は、ブレーキ液圧回路８０からの供給液圧Ｐｗｃに応じた液圧制動力を発生する。すなわち、制動装置１０は「制動装置」に対応する。

ブレーキ液圧回路８０は、ブレーキＥＣＵ３００からの動作指令に応じて制御されて、制動装置１０への供給液圧Ｐｗｃを制御する。すなわちブレーキ液圧回路８０は、「液圧発生回路」に対応する。

図２は、図１に示したブレーキ液圧回路８０の具体的な構成例を示すブロック図である。

図２を参照して、ブレーキ液圧回路８０は、液圧ブースタ８１と、ポンプモータ８２と、アキュムレータ８３と、リザーバ８４と、ブレーキアクチュエータ８５と、ストロークシミュレータ８９とを含む。

ブレーキアクチュエータ８５は、切換レノイドバルブＳＳＣ，ＳＭＣ，ＳＲＣ，ＳＣＣと、通常ブレーキ時のホイールシリンダ油圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳＬＡ，ＳＬＲと、制御ソレノイドバルブＦＬＨ，ＦＬＲ，ＦＲＨ，ＦＲＲ，ＲＬＨ，ＲＬＲ，ＲＲＨ，ＲＲＲと、液圧センサ８６〜８８とを含む。各ソレノイドバルブの動作は、ブレーキＥＣＵ３００からの制御信号Ｓｖｌに応答して制御される。

液圧ブースタ８１は、ブレーキペダル２２の踏力を増幅するように、当該踏力に応じた液圧（レギュレータ圧Ｐｒｇ）を発生するように構成される。液圧ブースタ８１からのレギュレータ圧Ｐｒｇは、液圧センサ８７によって検出することができる。液圧センサ８７による検出値は、ブレーキＥＣＵ３００へ送出される。

ブレーキＥＣＵ３００は、検出されたレギュレータ圧Ｐｒｇに基づいて、ブレーキペダル２２の操作量（踏力）を検知することが可能である。あるいは、ブレーキペダル２２の操作量を直接検出するストロークセンサを設けることによって、ブレーキペダル２２の操作量（踏力）を検知することも可能である。

ストロークシミュレータ８９は、ドライバに最適なブレーキフィーリングを与えるように、ブレーキペダル２２の操作に応じた反力をブレーキペダル２２に作用させるように構成される。

ポンプモータ８２は、リザーバ８４に蓄積された作動流体を増圧する。ポンプモータ８２から出力された作動流体は、アキュムレータ８３を経由して、ブレーキアクチュエータ８５へ供給される。この供給液圧（アキュムレータ圧Ｐａｃ）は、液圧センサ８８によって検出することができる。液圧センサ８８によるアキュムレータ圧Ｐａｃの検出値は、ブレーキＥＣＵ３００へ送出される。ブレーキＥＣＵは、アキュムレータ圧が指令値と一致するように、ポンプモータ８２を制御する。

切換ソレノイドバルブＳＳＣは、ストロークシミュレータ８９へ通じる経路を開閉する。切換ソレノイドバルブＳＣＣは、後輪側の流体路９０および前輪側の流体路９１の間の経路を開閉する。切換ソレノイドバルブＳＭＣは、液圧ブースタ８１から流体路９０への経路を開閉する。切換ソレノイドバルブＳＲＣは、液圧ブースタ８１から流体路９１への経路を開閉する。切換ソレノイドバルブＳＭＣ，ＳＲＣは通常閉じられており、切換ソレノイドバルブＳＲＣは、通常開かれている。

リニアソレノイドバルブＳＬＡ，ＳＬＲは、液圧センサ８６によって検出される、流体路９０，９１の液圧（ホイールシリンダ圧Ｐｗｃ）を制御する。液圧センサ８６によるホイールシリンダ圧Ｐｗｃの検出値は、ブレーキＥＣＵ３００へ送出される。

ブレーキＥＣＵ３００は、ホイールシリンダ圧Ｐｗｃが目標液圧に一致するように、リニアソレノイドバルブＳＬＡ，ＳＬＲの開度を制御する。ホイールシリンダ圧を増圧するときには、リニアソレノイドバルブＳＬＡの開度＞０とされる一方でリニアソレノイドバルブＳＬＲは閉状態（開度＝０）とされる。これに対して、ホイールシリンダ圧を減圧するときには、リニアソレノイドバルブＳＬＲの開度＞０とされる一方でリニアソレノイドバルブＳＬＡは閉（開度＝０）される。

制御ソレノイドバルブＦＬＨ，ＦＬＲ，ＦＲＨ，ＦＲＲ，ＲＬＨ，ＲＬＲ，ＲＲＨ，ＲＲＲは、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）やトラクションコントロールシステム等の作動時に、各車輪のホイールシリンダ１６１への供給液圧を独立に制御するために設けられる。制御ソレノイドバルブは、対応のホイールシリンダ１６１への供給液圧を保持するための保持バルブＦＬＨ，ＦＲＨ，ＲＬＨ，ＲＲＨと、対応のホイールシリンダ１６１への供給液圧を低下するための減圧バルブＦＬＲ，ＦＲＲ，ＲＬＲ，ＲＲＲとを含む。ＡＢＳ等の非作動時には、各制御ソレノイドバルブは閉に維持される。

通常ブレーキ時には、リニアソレノイドバルブＳＬＡ，ＳＬＲによって制御されたホイールシリンダ圧Ｐｗｃが、各ホイールシリンダ１６１へ共通に供給される。すなわち、液圧センサ８６によって検出されるホイールシリンダ圧Ｐｗｃは、図１に示された、制動装置１０への供給液圧Ｐｗｃに対応する。

なお、ブレーキアクチュエータ８５の異常時には、切換ソレノイドバルブＳＭＣ，ＳＲＣが開状態とされることにより、液圧ブースタ８１からのブレーキ踏力に応じた液圧（レギュレータ圧）が、各ホイールシリンダ１６１へ供給される。また、異常個所に応じて切換ソレノイドバルブＳＣＣを閉することによって、前輪側の経路と後輪側の経路とを切離すことができる。

再び図１を参照して、ハイブリッド車５では、ドライバによるブレーキペダル２２の操作に対応した車両全体での要求制動力（トータル制動力）を、第２ＭＧ６０による回生制動力と、制動装置１０による液圧制動力とで分担して出力するブレーキ協調制御が実行される。図３には、液圧制動および回生制動によるブレーキ協調制御の一例が示される。

図３を参照して、Ｗ１０はドライバのブレーキペダル操作に基づくトータル制動力を示している。一方で、Ｗ２０は第２ＭＧ６０によって発生される回生制動力を示している。回生制動力および液圧制動力の和によって、トータル制動力が確保されることが理解される。なお、図示しないが、エンジンを搭載するハイブリッド車においては、上記の液圧制動力と回生制動力に加えて、いわゆるエンジンブレーキによる機関制動力も発生される。したがって、厳密には、必要に応じて機関制動力も考慮に入れた上で、回生制動力および液圧制動力が決められる。ただし、以下では、記載を簡単にするために、機関制動力＝０として説明を進める。

ここで、回生制動力すなわち、第２ＭＧ６０が出力する制動トルクは、バッテリ１８への入力電力がＷｉｎを超えない範囲内（すなわち、Ｐｂ＞Ｗｉｎとなる範囲内）に制限される。したがって、Ｗｉｎが制限されると、図３に示される本来の回生制動力が確保できなくなる可能性がある。特に、特許文献４にも示されるＬｉ析出抑制制御を適用した場合には、回生制動力の発生中に、Ｗｉｎが正方向に変化する可能性がある。この場合には、バッテリ１８の保護のために、回生制動力を速やかに減少させる必要が生じる。

この際には、回生制動力の減少分に対応させて、液圧制動力を増加させる必要がある。しかしながら、特許文献１等にも記載されるように、回生制動力が急激に減少してしまうような場合には、液圧制動力の増加（液圧の上昇）が追従できず、目標とするトータル制動力が瞬間的に確保できなくなってしまう可能性がある。そうすると、車両の制動性能には影響がなくとも、車両ユーザに違和感を与える可能性がある。

したがって、本実施の形態による車両では、Ｌｉ析出抑制制御の適用を考慮したブレーキ協調制御における回生電力の制限を、以下のように設定する。

図４は、図１に示したハイブリッド車５におけるブレーキ協調制御の制御処理手順を示すフローチャートである。

図４に示すフローチャートによる制御処理は、一定の制御周期毎にＨＶ−ＥＣＵ３０２によって実行される。また、図４に示した各ステップは、ＨＶ−ＥＣＵ３０２によるソフトウェア処理および／またはハードウェア処理によって実現されるものとする。

図４を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１００により、ハイブリッド車５の車両状態を入力する。車両状態には、ブレーキペダル２２の操作量であるブレーキペダル操作量ＢＰと、車速Ｖと、第１ＭＧ４０の回転数Ｎｍ１と、第２ＭＧ６０の回転数Ｎｍ２とが含まれる。

ブレーキペダル操作量ＢＰは、たとえば、図２の液圧センサ８７によって検出されたレギュレータ圧Ｐｒｇに基づいて検知される。車速Ｖは、車速センサ１６５の出力に基づいて検知される。回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、第１ＭＧ４０および第２ＭＧ６０に取付けられた回転位置センサ４１，６１の出力に基づいて演算できる。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１１０により、ハイブリッド車５の車両状態に基づいて、車両全体での要求制動トルクＴｒ＊を設定する。要求制動トルクＴｒ＊は、図３に示したトータル制動力に対応する。

代表的には、要求制動トルクＴｒ＊は、ステップＳ１００で入力されたブレーキペダル操作量ＢＰおよび車速Ｖに基づいて、リングギヤ軸１０２ａに出力すべき制動トルクとして算出される。たとえば、ブレーキペダル操作量ＢＰおよび車速Ｖと要求制動トルクＴｒ＊との関係を予め定めたマップを予め作成して、ＨＶ−ＥＣＵ３０２内の図示しないメモリに記憶しておくことができる。そして、ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で入力されたブレーキペダル操作量ＢＰおよび車速Ｖに基づいて当該マップを参照することによって、要求制動トルクＴｒ＊を設定することができる。

続いて、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１２０により、バッテリ１８のＷｉｎを読込む。Ｗｉｎを設定するための制御処理については、後ほど詳細に説明する。｜Ｗｉｎ｜（Ｗｉｎ≦０）は、現在（当該制御周期）における、バッテリ１８の充電電力の大きさの最大値、すなわち「充電電力上限値」を示す。また、充電時（Ｉｂ＜０）におけるバッテリ電流Ｉｂの大きさ（｜Ｉｂ｜）について、以下では「充電電流」とも表記する。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１３０では、図３に示したブレーキ協調制御に従って、要求制動トルクＴｒ＊のうちの回生制動トルクの分担量を決定する。この分担量に基づいて、回生制動力を発生する第２ＭＧ６０のトルク指令値（第２ＭＧトルクＴｍ２＊）が設定される。

回生制動の際に、第２ＭＧ６０は、トルクおよび回転数の積に従った電力を発電する。したがって、バッテリ電力（Ｐｂ＝Ｖｂ・Ｉｂ）が、ステップＳ１２０で読込まれたＷｉｎを超えないようにする必要がある。すなわち、｜Ｐｂ｜＜｜Ｗｉｎ｜とする必要がある。したがって、ステップＳ１３０では、｜Ｐｂ｜＜｜Ｗｉｎ｜となる範囲内に限定した上で、ブレーキ協調制御のための第２ＭＧトルクＴｍ２＊が設定される。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１４０では、下記（１）式に従って液圧ブレーキトルクＴｂｋ＊を設定する。なお、（１）式中のＧｒは、変速機２００の減速比である。

Ｔｂｋ＊＝Ｔｒ＊−Ｔｍ２＊・Ｇｒ …（１）
このようにして、要求制動トルクＴｒ＊を、回生制動トルク（Ｔｍ２＊）および液圧ブレーキトルク（Ｔｂｋ＊）によって分担するブレーキ協調制御が実現される。すなわち、ステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理によって、「制動制御手段」の機能が実現される。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１５０により、ステップＳ１４０で設定された液圧ブレーキトルクＴｂｋ＊をブレーキＥＣＵ３００（図１）に出力する。

ブレーキＥＣＵ３００は、液圧ブレーキトルクＴｂｋ＊に基づいて、制動装置１０に供給する目標液圧を算出する。そして、液圧センサ８６によって検出されたホイールシリンダ圧（Ｐｗｃ）がこの目標液圧に一致するように、図２に示したブレーキアクチュエータ８５を制御する。

次に、リチウムイオン二次電池によって構成されるバッテリ１８に対するＬｉ析出抑制制御について説明する。

図５および図６は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車５で実行されるＬｉ析出抑制制御を説明する波形図である。

図５を参照して、時刻ｔ０からバッテリ電流Ｉｂが負方向に変化して、バッテリ１８の充電が開始される。

バッテリ１８の充放電履歴に応じて、バッテリ１８の許容入力電流値Ｉｌｉｍが設定される。特許文献４に記載されるように、許容入力電流値Ｉｌｉｍは、単位時間内に、バッテリ負極電位がリチウム基準電位まで低下することによってリチウム金属が析出しない最大電流値として求められる。許容入力電流値Ｉｌｉｍは、特許文献４と同様に設定することができる。すなわち、充放電履歴がない状態における許容入力電流値の初期値Ｉｌｉｍ［０］から、充電継続による減少量、放電継続による回復量、または放置による回復量を制御周期毎に加減算することによって、時刻ｔにおけるＩｌｉｍ［ｔ］が逐次求められる。

さらに、許容入力電流値Ｉｌｉｍに対するマージン電流ΔＩｍｒを設定して、リチウム金属の析出を防止するための入力電流制限目標値Ｉｔａｇが設定される。特許文献４に記載されるように、許容入力電流値Ｉｌｉｍを正方向にオフセットさせることによって、入力電流制限目標値Ｉｔａｇを設定することができる。この場合には、オフセットさせた電流値が、マージン電流ΔＩｍｒとなる。

図５に示されるように、継続的な充電によって、許容入力電流値Ｉｌｉｍおよび入力電流制限目標値Ｉｔａｇは、正方向に徐々に変化する。これによって、許容される充電電流（｜Ｉｂ｜）は減少することが理解される。そして、時刻ｔ１において、ＩｂがＩｔａｇよりも低くなると（Ｉｂ＜Ｉｔａｇ）と、リチウム金属の析出を抑制するために充電電流を制限することが必要となる。

このため、図６に示されるように、時刻ｔ１からバッテリ１８のＷｉｎを正方向に変化させることによって、充電電力（すなわち、回生電力）が制限される。たとえば、Ｗｉｎは、一定レート（時間変化率）によって正方向に変化される。これにより、｜Ｗｉｎ｜、すなわち、「充電電力上限値」は減少する。この際のＷｉｎの変化レートを、以下では「回生制限レート」とも称する。回生制限レートは、Ｌｉ析出抑制制御による充電電力制限（以下、「回生制限」とも称する）における制限度合の一例に相当する。

再び図５を参照して、時刻ｔ１からのＷｉｎの制限によって充電電流が減少して（すなわち、Ｉｂが正方向に変化）、時刻ｔ２では、再び、Ｉｂ＞Ｉｔａｇとなる。これにより、図６に示されるように、時刻ｔ２からは、回生制限が解除される。これにより、バッテリ１８のＷｉｎは、通常値まで徐々に復帰することになる。

このように、大きな充電電流が発生する回生制動時においては、リチウム金属の析出抑制のために、充電電流が入力電流制限目標値Ｉｔａｇに達すると、Ｗｉｎを一定の回生制限レートで変化させる回生制限が開始される。図５および図６から理解されるように、マージン電流ΔＩｍｒが大きくなるほど、回生制限の開始条件が厳しくなる。一方で、マージン電流ΔＩｍｒを小さくすると、回生制限の開始条件を緩和することによって、回生発電によって回収されるエネルギを増やすことができる。

回生制動中に、回生制限によってＷｉｎが変化すると、図４のステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理によって、回生制動トルクの分担（ＭＧ２トルクの絶対値）が減少するとともに、その減少分に対応して、液圧ブレーキトルクＴｂｋ＊の分担が増加する。これに応じて、ブレーキＥＣＵ３００は、制動装置１０への供給液圧Ｐｗｃを上昇させるように、ブレーキ液圧回路８０を制御する。上述のように、この際には、指令値の上昇に対する供給液圧Ｐｗｃの上昇に一定の遅れが発生する。これにより、液圧ブレーキトルクが瞬間的に不足するため、瞬間的な車両制動力の変動が生じて、ユーザに違和感を与える虞がある。

このような違和感を完全に抑制するために、液圧の制御応答性に対して十分に余裕を有するように、回生制限レートを一律に低く設定する対応が考えられる。しかしながら、回生制限レートを低くしたときには、Ｉｂ＜Ｉｔａｇから開始される充電電流の制限も緩やかなものとなる。このため、リチウム金属の析出を防ぐために、ＩｂがＩｌｉｍに達することを確実に回避する観点から、図５に示したマージン電流ΔＩｍｒを大きくする必要が生じる。すなわち、回生制限のための充電電力の制限度合を低くすると、回生制限を開始する条件を厳しくする必要がある。この結果、Ｗｉｎが過度に制限されることによって、回生発電による回収エネルギが減少する。

図７には、ブレーキ液圧回路における液圧制御の応答遅れを説明する概念的な波形図が示される。

図７を参照して、制動装置１０への供給液圧を上昇する際には、ホイールシリンダ圧の指令値が上昇される。そして、ブレーキＥＣＵ３００は、上昇された指令値にホイールシリンダ圧Ｐｗｃが一致するように、図２に示したリニアソレノイドバルブＳＬＡを制御する。これにより、ホイールシリンダ圧Ｐｗｃ（すなわち、制動装置１０への供給油圧）の実績値が、指令値に追従して上昇する。

この際にホイールシリンダ圧Ｐｗｃが指令値まで上昇するには、一定の所要時間（遅れ時間）ΔＴが存在する。液圧変化量ΔＰを遅れ時間ΔＴで除算することによって、液圧応答レートの実績値が得られる。

遅れ時間ΔＴは、ブレーキアクチュエータ８５の回路状態、あるいは作動流体の状態に応じて変化する。一般的に、低温時には遅れ時間ΔＴが大きくなる傾向にあるが、温度以外の他の要素によっても遅れ時間ΔＴは変化し得る。したがって、温度等の間接的な条件に基づいて、液圧上昇の指令時における液圧応答レートを正確に推定することは困難である。

一方、ブレーキＥＣＵ３００は、ホイールシリンダ圧Ｐｗｃの指令値の変化に対応してブレーキアクチュエータ８５（リニアソレノイドバルブＳＬＡ，ＳＬＲ）に制御指令を出力する際に、指令値と液圧センサ８６の検出値とに基づいて、液圧応答レート(ΔＰ／ΔＴ）の実績値を逐次求めることが可能である。

したがって、本発明の実施の形態では、以下に説明するように、ブレーキ液圧回路８０における液圧応答レートの実績値に基づいて、Ｌｉ析出抑制制御の回生制限レートを可変に設定する。

図８は、本発明の実施の形態による車両における、Ｌｉ析出抑制制御と組み合わされたブレーキ協調制御を説明する機能ブロック図である。図８に示した各機能ブロックは、ブレーキＥＣＵ３００またはＨＶ−ＥＣＵ３０２による、ソフトウェア処理および／またはハードウェア処理により実現することができる。

図８を参照して、ブレーキＥＣＵ３００は、液圧制御部３１５と、応答レート検出部３２０とを含む。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、回生制限レート設定部３３０と、ＳＯＣ算出部３４０と、電流判定部３５０と、Ｗｉｎ設定部３６０とを有する。図８には、ＨＶ−ＥＣＵ３０２による機能のうちの、Ｌｉ析出抑制制御に係る「充電制御手段」に関連する部分の機能ブロックが示される。

液圧制御部３１５は、ＨＶ−ＥＣＵ３０２により図４のフローチャートに従って設定された液圧ブレーキトルクＴｂｋ＊に基づいて、ホイールシリンダ圧の指令値Ｐｗｃ＊を発生する。さらに、液圧制御部３１５は、指令値Ｐｗｃ＊と、液圧センサ８６によって検出されたホイールシリンダ圧Ｐｗｃの実績値とに基づいて、図２に示したブレーキアクチュエータ８５（特に、リニアソレノイドバルブＳＬＡ，ＳＬＲ）を制御するための制御信号Ｓｖｌを発生する。制御信号Ｓｖｌは、ブレーキ液圧回路８０に送出される。

応答レート検出部３２０は、ブレーキ液圧回路８０でのホイールシリンダ圧について、液圧制御部３１５によって設定された指令値Ｐｗｃ＊と、液圧センサ８６によって検出された実績値（Ｐｗｃ）とに基づいて、図７で説明した液圧応答レートＰｒｔを算出する。

たとえば、応答レート検出部３２０は、指令値Ｐｗｃ＊が一定量を超えて変化される毎に、液圧応答レートＰｒｔを検出する。そして、検出された液圧応答レートＰｒｔは、逐次ＨＶ−ＥＣＵ３０２へ送出される。この結果、ブレーキ液圧回路８０の現在の状態に基づく最新の液圧応答レートＰｒｔが常に把握できる。少なくとも、ドライバによるブレーキ操作毎に、図３に示したブレーキ協調制御に従って液圧制動力が発生される初回タイミングにおいて、液圧応答レートＰｒｔが最新値に更新される。

ＳＯＣ算出部３４０は、バッテリセンサ１９によって検出された状態値（バッテリ電流Ｉｂ，バッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ温度Ｔｂ）に基づいて、バッテリ１８のＳＯＣの推定値を算出する。以下では、ＳＯＣ推定値についても、単に「ＳＯＣ」と表記する。

電流判定部３５０は、バッテリ１８の状態値およびＳＯＣに基づいて、Ｌｉ析出抑制制御による回生制限が必要な状態であるかどうかを判定する。後ほど詳細に説明するように、この判定には、バッテリ電流Ｉｂの履歴が反映される。電流判定部３５０は、Ｌｉ析出抑制制御による回生制限が必要なときにはフラグＦＬＧをオンし、そうでないときにはフラグＦＬＧをオフする。フラグＦＬＧは、Ｗｉｎ設定部３６０へ送出される。

回生制限レート設定部３３０は、応答レート検出部３２０によって算出された液圧応答レートＰｒｔ（Ｐａ／ｓｅｃ）と、第２ＭＧ６０の回転数Ｎｍ２に基づいて、回生制限レートＰｒを設定する。回生制限レート設定部３３０は、「設定手段」に対応する。回生制限レートＰｒは、回転数Ｎｍ２および液圧制動力変化レートＴｂｒｔに基づいて、下記（２）式に従って算出される。

Ｐｒ（Ｗ／ｓｅｃ）＝２π×Ｎｍ２（ｒｐｍ）×Ｔｂｒｔ（Ｎ・ｍ／ｓｅｃ） …（２）
（２）式中の第２ＭＧ６０の回転数Ｎｍ２（ｒｐｍ）は、車速センサ１６５によって検出された車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）に基づいて、下記（３）式に従って算出することができる。あるいは、第２ＭＧ６０の回転位置センサ６１の出力に基づいて、回転数Ｎｍ２を算出することも可能である。

Ｖ（ｋｍ／ｈ）＝２π×Ｎｍ２（ｒｐｍ）×ｒ（ｍ）×６０／Ｇｍ／１０００ …（３）
（３）式において、Ｇｍは、リングギヤ軸１０２ａおよびドライブシャフト１６４の間の減速比と、変速機２００による減速比との積で示される全体減速比である。ｒはタイヤ径である。

（２）式中の液圧制動力変化レートＴｂｒｔ（Ｎ・ｍ／ｓｅｃ）は、検出された液圧応答レートＰｒｔ（Ｐａ／ｓｅｃ）に基づいて、下記（４）式に従って算出できる。

Ｔｂｒｔ（Ｎ・ｍ／ｓｅｃ）＝Ｐｒｔ（Ｐａ／ｓｅｃ）×Ｃ１×Ｃ２ …（４）
（４）式中において、換算係数Ｃ１（Ｎ・ｍ／Ｐａ）は、ホイールシリンダ圧を液圧ブレーキトルクに換算するための換算係数である。換算係数Ｃ１は、ホイールシリンダ１６１におけるシリンダ面積、ブレーキディスク１６２における制動作用点の径、および摩擦係数等によって決まる定数である。換算係数Ｃ２は、式（３）での全体減速比Ｇｍの逆数に相当する。

（４）式によって、検出された液圧応答レートＰｒｔに従ってホイールシリンダ圧が変化したときにおける、液圧ブレーキトルクの変化レートを算出することができる。したがって、（２）式により算出された回生制限レートＰｒに従って、回生制動力を低下させるとともに液圧制動力を増加させても、液圧制動力の遅れは発生しないことが理解される。なお、ブレーキＥＣＵ３００側（応答レート検出部３２０）で、（４）式に基づく液圧制動力変化レートＴｂｒｔ（Ｎ・ｍ／ｓｅｃ）の算出までを実行するとともに、液圧制動力変化レートＴｂｒｔをブレーキＥＣＵ３００からＨＶ−ＥＣＵ３０２へ送出してもよい。

Ｗｉｎ設定部３６０は、現在のバッテリ状態（ＳＯＣ，状態値）と、電流判定部３５０からのフラグＦＬＧと、回生制限レート設定部３３０によって設定された回生制限レートＰｒとに基づいて、バッテリ１８のＷｉｎを設定する。

図９には、図８に示したＬｉ析出抑制制御を実現するための制御処理を示すフローチャートが示される。図９に示すフローチャートによる制御処理は、一定の制御周期毎にＨＶ−ＥＣＵ３０２によって実行される。また、図９に示した各ステップは、ＨＶ−ＥＣＵ３０２によるソフトウェア処理および／またはハードウェア処理によって実現することができる。

図９を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２００により、ブレーキＥＣＵ３００（応答レート検出部３２０）によって検出された液圧応答レートの実績値Ｐｒｔを入力する。上述のように、ブレーキＥＣＵ３００側（応答レート検出部３２０）で液圧制動力変化レートＴｂｒｔ（Ｎ・ｍ／ｓｅｃ）の算出までを実行するときには、ステップＳ２００により、液圧制動力変化レートＴｂｒｔが入力される。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２１０により、バッテリセンサ１９の出力に基づいて、バッテリ１８の状態値を入力する。上述のように、ステップＳ２１０で入力される状態値は、たとえば、バッテリ１８の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂを含む。ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２２０では、バッテリ１８のＳＯＣを算出する。すなわち、Ｓ２１０の処理は、図８のＳＯＣ算出部３４０の機能に対応する。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２３０により、バッテリ１８のＷｉｎ０を設定する。Ｗｉｎ０は、回生制限レート処理を実行する前のＷｉｎであり、Ｌｉ析出抑制制御を考慮することなく、現在のバッテリ状態（ＳＯＣ、状態値等）に基づいて設定される。すなわち、このＷｉｎ０が、公知の手法に基づいて通常設定されるバッテリ１８のＷｉｎに相当する。たとえば、Ｗｉｎ０は、ＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて設定される。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２４０により、液圧応答レートＰｒｔ（実績値）に基づいて、Ｌｉ析出抑制制御による回生制限レートを設定する。回生制限レートは、図５に示された、Ｗｉｎの正方向への変化レート（時間変化率）に相当する。

ステップＳ２４０による処理は、図８の回生制限レート設定部３３０の機能に対応する。したがって、ステップＳ２４０では、上記式（２）〜（４）に従って、液圧応答レートＰｒｔ（実績値）によって応答可能な回生制限レートＰｒが算出される。なお、ステップＳ２００において液圧制動力変化レートＴｂｒｔが入力される場合には、ステップＳ２４０の処理は、ブレーキＥＣＵ３００側で実行される。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２４５により、回生制限レートＰｒに応じて、マージン電流ΔＩｍｒを設定する。

上述のように、充電電力の制限度合を高めるために回生制限レートを高くすると、Ｉｂ＜Ｉｔａｇとなったときに、充電電流を速やかに減少させることができる。このため、回生制限を開始する条件を緩和できるので、マージン電流ΔＩｍｒを小さくすることができる。この結果、回生制動によって回収されるエネルギ量を増加することができる。

このように、Ｌｉ析出抑制制御におけるマージン電流ΔＩｍｒは、回生制限レートと反対の特性で変化させる必要がある。すなわち、回生制限時における回生制限レートＰｒが高くなるほどマージン電流ΔＩｍｒを小さく設定する。反対に、回生制限時における回生制限レートＰｒが低くなるほどマージン電流ΔＩｍｒを大きく設定する。これにより、リチウム金属の析出抑制と、回生制動による回収エネルギ量の確保とを両立することができる。

このような観点から、回生制限レートＰｒとマージン電流ΔＩｍｒとの間の関係を予め定めたマップを予め作成することができる。このマップは、ＨＶ−ＥＣＵ３０２内の図示しないメモリに予め記憶される。そして、ステップＳ２４５では、ステップＳ２４０で設定された回生制限レートＰｒに基づいて当該マップを参照することによって、マージン電流ΔＩｍｒを設定することができる。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２５０では、Ｌｉ析出抑制制御のための電流制御演算を実行する。すなわち、図５に説明したように、特許文献４に示す手法に基づいて、バッテリ１８の充放電履歴に基づいて、今回の制御周期における許容入力電流値Ｉｌｉｍ［ｔ］が演算される。そして、許容入力電流値Ｉｌｉｍに対して、ステップＳ２４５により設定されたマージン電流ΔＩｍｒを設けることによって、入力電流制限目標値Ｉｔａｇが算出される。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２６０により、ステップＳ２１０に入力されたバッテリ電流Ｉｂと、ステップＳ２５０で算出された入力電流制限目標値Ｉｔａｇとを比較する。ステップＳ２４５〜Ｓ２６０の処理は、図８の電流判定部３５０の機能に対応する。

ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、Ｉｂ＞Ｉｔａｇのとき（Ｓ２６０のＮＯ判定時）には、充電電流がＩｔａｇに達していないため、図８に示したフラグＦＬＧをオフする。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２７０によって、回生制限をオフする。この場合には、ステップＳ２７５により、ステップＳ２３０で設定されたＷｉｎ０が、そのままバッテリ１８のＷｉｎとなる（Ｗｉｎ＝Ｗｉｎ０）。

一方で、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、Ｉｂ＜Ｉｔａｇのとき（Ｓ２６０のＹＥＳ判定時）には、充電電流がＩｔａｇに達しているため、図８に示したフラグＦＬＧをオンする。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２８０により、回生制限をオンする。充電電流を現状よりも減少させなければ、Ｉｂが許容入力電流値Ｉｌｉｍに達する虞があるからである。

回生制限がオンされると、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２８５により、ステップＳ２４０で設定された回生制限レートに従ってＷｉｎを設定する。具体的には、前回の制御周期におけるＷｉｎから、当該回生制限レートに従って正方向に変化させるように、Ｗｉｎが設定される。回生制限レートに従ってバッテリ１８の充電電力上限値（｜Ｗｉｎ｜）が減少することによって、バッテリ１８の充電電流が減少する。この結果、負極電位の低下が抑制されて、リチウム金属の析出が防止される。ステップＳ２３０，Ｓ２７０〜Ｓ２８５の処理は、図８のＷｉｎ設定部３６０の機能に対応する。

このように本実施の形態によれば、リチウムイオン二次電池を搭載した車両において、回生発電中にＬｉ析出抑制制御のために充電電流を制限する際に、ブレーキ液圧回路８０における液圧応答レートの実績値に基づいて、Ｌｉ析出抑制制御による充電電力制限（回生制限）を実行する。

したがって、液圧制動力の遅れが発生しないレートに従って、Ｌｉ析出抑制制御による充電電力制限（回生制限）を速やかに制限できる。この結果、Ｌｉ析出抑制制御による充電電力制限（回生制限）により、制動力の瞬間的な変動による違和感をユーザに与えることを防止できる。また、速やかに回生制動力を減少できる状態では、充電電力制限を開始する条件を緩和（すなわち、マージン電流ΔＩｍｒを減少）することができる。これにより、回生エネルギを最大限確保することによって、車両のエネルギ効率（すなわち、燃費）を向上することができる。

なお、本発明の実施の形態によるブレーキ協調制御が適用される車両は、図１に例示したハイブリッド車５に限定されるものではない。本発明は、電動機による回生制動力と、液圧の供給に応じた液圧制動力との組合せによって制動力を確保する構成を有するものであれば、搭載される電動機（モータジェネレータ）の個数や駆動系の構成に関らず、ハイブリッド車の他に、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車等を含む電動車両全般に共通に適用できる。特に、ハイブリッド車の構成についても、図１の例示に限定されることはなく、パラレル式のハイブリッド車を始めとして、任意の構成のものに、本願発明を適用可能である点について、確認的に記載する。また、走行用電動機を搭載していない車両であっても、回生制動力を発生する電動機を搭載していれば、本願発明を適用可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、リチウムイオン二次電池を搭載した車両における、回生制動力と液圧制動力とを協調させた電子制御式ブレーキシステムに適用することができる。

５ ハイブリッド車、１０ 制動装置、１２ 駆動輪、１４ リダクションギヤ、１６ 電力制御ユニット、１８ バッテリ、１９ バッテリセンサ、２０ エンジン、２２ ブレーキペダル、３４ エンジン回転数センサ、３６ ＩＧスイッチ、４０ 第１ＭＧ、４１，６１ 回転位置センサ、６０ 第２ＭＧ、８０ ブレーキ液圧回路、８１ 液圧ブースタ、８２ ポンプモータ、８３ アキュムレータ、８４ リザーバ、８５ ブレーキアクチュエータ、８６〜８８ 液圧センサ、８９ ストロークシミュレータ、９０，９１ 流体路、１００ 動力分割機構、１０２ 第１リングギヤ、１０２ａ リングギヤ軸、１０４ 第１ピニオンギヤ、１０６ 第１キャリア、１０８ 第１サンギヤ、１６０ ブレーキキャリパ、１６１ ホイールシリンダ、１６２ ブレーキディスク、１６４ ドライブシャフト、１６５ 車速センサ、２００ 変速機、２０２ 第２リングギヤ、２０４ 第２ピニオンギヤ、２０６ 第２キャリア、２０８ 第２サンギヤ、３００ ブレーキＥＣＵ、３０２ ＨＶ−ＥＣＵ、３０４ エンジンＥＣＵ、３０６ 電源ＥＣＵ、３１０ 通信バス、３１５ 液圧制御部、３２０ 応答レート検出部、３３０ 回生制限レート設定部、３４０ ＳＯＣ算出部、３５０ 電流判定部、３６０ Ｗｉｎ設定部、ＦＬＧ フラグ（回生制限）、ＦＬＨ，ＦＲＨ，ＲＬＨ，ＲＲＨ 制御ソレノイドバルブ（保持バルブ）、ＦＬＲ，ＦＲＲ，ＲＬＲ，ＲＲＲ 制御ソレノイドバルブ（減圧バルブ）、Ｉｂ バッテリ電流、ΔＩｍｒ マージン電流、Ｉｌｉｍ 許容入力電流値、Ｉｌｉｍ［０］ 初期値（許容入力電流値）、Ｉｔａｇ 入力電流制限目標値、Ｎｍ１，Ｎｍ２ 回転数（ＭＧ）、Ｐａｃ アキュムレータ圧、Ｐｒ 回生制限レート、Ｐｒｇ レギュレータ圧、Ｐｒｔ 液圧応答レート、Ｐｗｃ＊ 指令値（ホイールシリンダ圧）、Ｐｗｃ 検出値（ホイールシリンダ圧）、ＳＣＣ，ＳＭＣ，ＳＲＣ，ＳＳＣ 切換ソレノイドバルブ、ＳＬＡ，ＳＬＲ リニアソレノイドバルブ、Ｓｖｌ 制御信号（ブレーキ液圧回路）、Ｔｂ バッテリ温度、Ｔｂｋ＊ 液圧ブレーキトルク、Ｔｂｒｔ 液圧制動力変化レート、Ｔｒ＊ 要求制動トルク、Ｖ 車速、Ｖｂ バッテリ電圧。

Claims (4)

1. リチウムイオン二次電池からなるバッテリと、液圧発生回路から供給される液圧に応じた制動力を車輪に作用させるように構成された制動装置と、前記車輪との間で回転力を相互に伝達可能に構成されたモータジェネレータと、前記モータジェネレータの出力トルクを制御するように前記バッテリと前記モータジェネレータとの間で双方向の電力変換を実行するための電力制御器とを搭載した車両の制御装置であって、
   前記バッテリの充放電履歴に基づいて、前記バッテリの負極電位がリチウム基準電位まで低下することを防止するように前記バッテリの充電電力上限値を調整するための充電制御手段と、
   調整された前記充電電力上限値の範囲内で前記モータジェネレータが回生制動力を発生するように、ブレーキペダル操作に対応した要求制動力に対する、前記制動装置による液圧制動力と前記回生制動力との分担を決定するための制動制御手段と、
   前記液圧発生回路における液圧応答レートの実績値を検出するための検出手段とを備え、
   前記充電制御手段は、
   前記負極電位の低下を防止するために前記充電電力上限値を制限することによって前記バッテリの充電電流を制限する際における前記充電電力上限値を低下させる時間変化率を示す制限レートを、前記検出手段によって検出された前記液圧応答レートに応じて、前記液圧応答レートが高くなるほど前記制限レートが高い値となるように可変に設定するための設定手段を含む、車両の制御装置。
2. 前記充電制御手段は、
   前記充放電履歴に基づいて前記バッテリの負極にリチウム金属が析出しない最大電流として入力許容電流値を逐次設定するとともに、当該入力許容電流値に対してマージンを有するように入力電流制限目標値を決定するための手段と、
   前記バッテリの充電電流が前記入力電流制限目標値を超えたときに、前記充電電力上限値を前記制限レートに従って減少させるための手段とをさらに含む、請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記設定手段は、
   前記検出手段によって検出された前記液圧応答レートを前記制動装置の制動力の変化レートに換算する手段と、
   換算された前記制動力の変化レートと前記モータジェネレータの回転速度との積に基づいて、前記制限レートを設定する、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記入力電流制限目標値は、前記制限レートが高い程前記マージンが小さい値となるように設定される、請求項２または３記載の車両の制御装置。

Images