JP6168031B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関する。

燃料電池は、モーターと共に車両に搭載され、燃料ガスの供給を受けて発電する。モーターは、燃料電池の発電電力によって駆動され、車両走行状態によっては発電機として機能して回生電力を生じる。この回生電力が消費されることで、車両は回生制動力による減速を受けることから、回生電力消費の多様化を図って減速を実現する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−９９０８１号公報

上記の特許文献で提案された減速手法は、回生電力を機械式ブレーキの駆動電力として消費することで車両を減速し、機械式ブレーキで回生制動力をアシストすることを可能としている。この減速手法は、回生電力を二次電池への充電で消費した後の余剰の回生電力で機械式ブレーキを駆動することを前提としている。このため、機械式ブレーキを駆動させる余剰の回生電力は、二次電池の蓄電状態に応じて時々刻々と変化する。ところが、機械式ブレーキは、ブレーキ操作に即応駆動して車両の迅速・確実な減速を図るよう構成されているとはいえ、その機器構成上、時々刻々と連続的に機械式ブレーキを駆動制御することは困難であることが実情である。こうしたことから、機械式ブレーキで回生制動力をアシストする際の機械式ブレーキの制御の簡便化を図りつつ、機械式ブレーキによる車両制動アシストの実効性を高めることが要請されるに到った。

上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

（１）本発明の一形態によれば、車両が提供される。この車両は、燃料ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、該燃料電池の発電電力により駆動されるモーターと、電力を消費して駆動する電力消費補機と、ブレーキペダルの踏込に応じた車両制動力を生じさせる機械式ブレーキと、充放電が可能な二次電池と、ブレーキペダルの踏込を伴わない状況下での車両減速を、前記モーターの回生制御により得られる回生制動力を前記機械式ブレーキによる車両制動力で補助して実行する減速制御部とを備える。そして、該減速制御部は、前記回生制御で得られる回生制動力を前記電力消費補機で消費できる最大消費電力に相当する上限回生制動力に制限し、回生制動に伴う回生電力を前記電力消費補機によって消費させ、前記電力消費補機によって前記最大消費電力まで消費できなかった回生電力を前記二次電池の充電によって消費させる。

上記形態の車両は、回生制動力を機械式ブレーキによる車両制動力で補助するに当たり、回生制御で得られる回生制動力を、電力消費補機で消費できる最大消費電力に相当する回生電力を消費して得られる上限回生制動力に制限する。そして、電力消費機器によって最大消費電力まで消費できれば、回生電力を二次電池の充電によって消費させないようにできる。仮に、回生電力を二次電池の充電によって消費したとしても、充電に消費した回生電力は少なくて済む。こうしたことから、上限回生制動力を補助するための機械式ブレーキの駆動制御には、二次電池の蓄電状態の影響を排除、もしくは二次電池の蓄電状態の影響を小さくできるので、ほぼ所定の車両制動力が得られるように機械式ブレーキを駆動制御すれば足りる。この結果、この形態の車両によれば、機械式ブレーキを時々刻々と連続的に駆動制御する必要がないので、機械式ブレーキで回生制動力を補助する際の機械式ブレーキの制御を簡略化できると共に、機械式ブレーキによる車両制動アシストの実効性を高めることが可能となる。

（２）上記形態の車両において、前記上限回生制動力は、車速に応じて設定されているようにしてもよい。こうすれば、低速での車両走行中において、不用意に大きな車両減速を来さないようにできるので、車両運転者に違和感を抱かせ難くでき、ドライバビリティーの維持、もしくは向上を図ることができる。

（３）上記いずれかの形態の車両において、前記減速制御部は、減速目標となる目標車両制動力が前記モーターの前記上限回生制動力より大きい場合に、前記目標車両制動力と前記モーターの前記上限回生制動力との差分を、前記機械式ブレーキによる車両制動力で補完するようにしてもよい。こうすれば、機械式ブレーキを上記の差分の車両制動力が得られるように駆動制御すればよいので、機械式ブレーキの駆動制御が簡便となる。

（４）上記いずれかの形態の車両において、前記減速制御部は、減速目標となる目標車両制動力が前記モーターの前記上限回生制動力より大きい場合に、前記機械式ブレーキの前記車両制動力で前記上限回生制動力を補助するに当たり、前記機械式ブレーキを第１車両制動力を生じるよう駆動制御する第１駆動制御と、前記機械式ブレーキを前記第１車両制動力より小さい第２車両制動力を生じるよう駆動制御する第２駆動制御とをこの順に続けて行うことで、前記上限回生制動力を前記第１車両制動力と前記第２車両制動力とで補助するようにしてもよい。こうすれば、次の利点がある。機械式ブレーキは、駆動機器を含むという機器構成の都合から、駆動当初において駆動機器の動きにガタがあるが、このガタ抑止には駆動機器を比較的、大きく駆動することが有益となる。よって、この形態の車両によれば、第１駆動制御により、駆動当初において大きな第１車両制動力を生じるよう機械式ブレーキを駆動するので、この第１駆動制御の実行によりガタを抑止した状態での車両減速を図ることができると共に、第１駆動制御に続く第２駆動制御にて、小さな第２車両制動力であっても、機械式ブレーキによる車両減速を担保できる。

（５）上記形態の車両において、前記減速制御部は、前記電力消費補機が前記回生電力を消費して駆動する駆動立ち上がり過渡において、前記二次電池を前記回生電力で充電するようにしてもよい。こうすれば、次の利点がある。まず、駆動立ち上がり過渡においては、二次電池の充電に伴う回生電力消費と電力消費補機の立ち上がり電力消費との合算電力に相当する回生制動力を発揮できる。しかも、駆動立ち上がり過渡以降においては、電力消費補機での回生電力消費が安定することから、電力消費補機での回生電力消費に伴う回生制動力も安定する。この結果、この形態の車両によれば、不用意な車両減速の変動を来さないようにできるので、車両運転者に違和感を抱かせ難くでき、ドライバビリティーの維持、もしくは向上を図ることができる。

（６）上記いずれかの形態の車両において、前記減速制御部は、前記機械式ブレーキの前記車両制動力による前記上限回生制動力の補助を、車速に応じて規定した補助継続時間に亘って実行するようにしてもよい。こうすれば、次に利点がある。機械式ブレーキは、駆動に伴い発熱するもの、車両走行に伴って機械式ブレーキ周辺を流れる車風を受けて、冷却され得る。車風は車速が高まるにつれて増えることから、機械式ブレーキの冷却は車速が高まると進む。よって、機械式ブレーキの車両制動力による上限回生制動力の補助を、車速に応じて規定した補助継続時間に亘って実行することで、機械式ブレーキの加熱によるブレーキの効きの悪化を抑制でき、機械式ブレーキの車両制動力による補助を担保できる。

（７）上記形態の車両において、前記減速制御部は、低車速域と中車速域と高車速域の各車速域において前記補助継続時間を異なる時間とし、前記中車速域における前記補助継続時間を前記低車速域と前記高車速域より長い時間に設定するようにしてもよい。こうすれば、機械式ブレーキの加熱によるブレーキの効きの悪化を高い実効性で抑制でき、これを通して、機械式ブレーキの車両制動力による制限回生制動力の補助の実効性も高まる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池を搭載した車両の減速制御装置や走行制御方法の他、車両といった移動体に搭載される燃料電池システムとしても適用できる。

本発明の実施形態としての車両１０の構成を模式的に示す説明図である。 駆動モーター１５０の回生制動力を機械式ブレーキ１９０の車両制動力で補助するブレーキアシスト減速制御を示すフローチャートである。 ブレーキアシスト減速を行う際の車速と減速度との関係を示すグラフである。 機械式ブレーキ１９０の駆動継続期間を求める概念を説明する説明図である。 車速Ｖとブレーキ継続時間Ｂｔとの関係を示すグラフである。 ブレーキアシスト減速における形成制動力とブレーキの車両制動力の発現の様子を説明するための説明図である。 他の実施形態でのブレーキアシスト減速を行う際の車速と減速度との関係を示すグラフである。 通常モードより大きな減速力で車両減速を図る減速強調モードにおけるブレーキアシスト減速を行う際の車速と減速度との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての車両１０の構成を模式的に示す説明図である。車両１０は、燃料電池１００と、制御部２００と、二次電池１３０と、補機群１３５と、分配コントローラ１４０と、駆動モーター１５０と、ドライブシャフト１６０と、分配ギア１７０と、前輪１８０Ｆと、後輪１８０Ｒと、前輪ブレーキ１９０Ｆと、後輪ブレーキ１９０Ｒとを備える。本実施形態の車両１０は、前輪駆動車両であることから、前輪１８０Ｆには駆動モーター１５０の駆動力がドライブシャフト１６０から伝達され、左右の前輪には、分配ギア１７０にて駆動力が分配される。前輪ブレーキ１９０Ｆと後輪ブレーキ１９０Ｒは、前後輪の各輪に設けられた油圧駆動式のディスクブレーキとして構成され、運転者によるブレーキペダル２２の踏込に応じた車両制動力を制御部２００の制御下で生じて、車両１０の減速、制動停止を図る。左右の後輪１８０Ｒは、それぞれ独立に懸架装置１９１Ｒｓにて懸架された従動輪である都合上、ドライブシャフト１６０を備えない。なお、前輪１８０Ｆにあっても、それぞれ図示しない懸架装置にて懸架されている。

燃料電池１００は、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて燃料と酸素との電気化学反応を起こし発電する。燃料電池１００へのガス供給量は、運転者のアクセルペダル２０の踏込量に基づく出力要求に応じて制御部２００にて算出され、制御部２００は、この出力要求に基づいて、燃料電池１００と二次電池１３０の動作を制御する。車両１０は、燃料電池１００への燃料ガスの給排を行う燃料ガス供給系および燃料ガス排出系と、燃料電池１００への酸化ガスの給排を行う酸化ガス供給系および酸化ガス排出系と、燃料電池１００の冷却を図る冷却水循環系とを備えるが、これら構成は、本発明の要旨と直接関係しないので、その説明は省略する。なお、酸化ガス供給系に含まれるコンプレッサーや冷却水循環系に含まれる循環ポンプ等は、補機群１３５に含まれ、制御部２００の制御を受けて駆動して電力を消費し、酸化ガスの供給或いは冷却水の循環供給といった所定の機能を発揮する。

二次電池１３０は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等から構成され、充電電力を、分配コントローラ１４０を経て、駆動モーター１５０や補機群１３５の駆動電力として出力する。二次電池１３０への充電は、燃料電池１００の発電した発電電力を用いた直接充電が可能であるほか、運転者によるアクセルペダル２０の踏み戻し時やブレーキペダル２２の踏込時における車両減速の際の車両１０の運動エネルギーを駆動モーター１５０により回生して得た電力により充電することも可能である。分配コントローラ１４０は、燃料電池１００から駆動モーター１５０に引き出す電力量と、二次電池１３０から駆動モーター１５０に引き出す電力量、並びに補機群１３５の各補機に送る駆動電力量を分配制御する。また、分配コントローラ１４０は、車両１０の減速時には、駆動モーター１５０により回生された電力を二次電池１３０に送って電池充電を図るが、この点については後述する。なお、駆動モーター１５０からの回生電力の生成、および、分配コントローラ１４０による既述した電力分配や電池充電は、制御部２００の制御下で行われる。また、分配コントローラ１４０は、図示しないＤＣ−ＤＣコンバーターの他、降圧機器を備え、駆動モーター１５０や補機群１３５には、各電動機器の駆動電圧に調整した上で、電力を分配する。

駆動モーター１５０は、燃料電池１００の発電電力を分配コントローラ１４０を経て受けて駆動し、車両１０を動かすための電動機として機能する。また、駆動モーター１５０は、車両１０が減速するときには、制御部２００の制御下で、車両１０の運動エネルギーを電気エネルギーに回生する発電機として機能する。ドライブシャフト１６０は、駆動モーター１５０が発する駆動力を分配ギア１７０に伝達するための回転軸である。分配ギア１７０は、左右の前輪１８０Ｆへ駆動力を分配する。

制御部２００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成されている。そして、この制御部２００は、アクセルペダル２０の踏込量を検知するアクセルセンサー入力や、ブレーキペダル２２の踏込量を検知するブレーキセンサー入力、図示しない車速検出センサー入力等を受けて、ガス給排に関与する図示しないインジェクターや上記の各種バルブの駆動制御、並びに駆動モーター１５０の回生制御、前輪ブレーキ１９０Ｆおよび後輪ブレーキ１９０Ｒの駆動制御といった車両１０の各種制御を司る。

次に、本実施形態の車両１０にてなされるブレーキアシスト減速制御について説明する。本実施形態の車両１０は、燃料電池１００の発電電力で駆動される駆動モーター１５０の駆動力で走行することから、既存の内燃機関搭載車両と相違し、エンジンブレーキを生じ得ない。こうしたことから、本実施形態の車両１０は、エンジンブレーキに相当する車両減速を、駆動モーター１５０の回生制御で得られる回生制動力を前輪ブレーキ１９０Ｆおよび後輪ブレーキ１９０Ｒを用いた車両制動力で補助して達成する。エンジンブレーキに相当する車両減速は、ブレーキペダルの踏込を伴わない状況下での車両減速に相当し、本実施形態の車両１０は、ドライブレンジで走行中に、アクセルペダル２０の踏み戻しが行われた場合、或いは、アクセルペダル２０の踏込が変わらなくても車速が高まる下り坂走行であるとして、エンジンブレーキに相当する車両減速を図るべくブレーキアシスト減速制御を実行する。以下、前輪ブレーキ１９０Ｆと後輪ブレーキ１９０Ｒを機械式ブレーキ１９０と総称する。

図２は駆動モーター１５０の回生制動力を機械式ブレーキ１９０の車両制動力で補助するブレーキアシスト減速制御を示すフローチャートである。このブレーキアシスト減速制御は、車両１０における図示しないイグニッションスイッチがオンとされてから所定時間ごとに制御部２００にて実行され、まず、制御部２００は、シフトレンジポジションや、車速Ｖ、運転者によるアクセルペダル２０の踏込状況を示すアクセルストローク量Ａｓ、ブレーキペダル２２の踏込状況を示すブレーキストローク量Ｂｓといった車両情報を読み込む（ステップＳ１００）。次いで、制御部２００は、読み込んだ車両情報に基づいて、ブレーキアシスト減速が必要であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、ブレーキアシスト減速は不要であると否定判定すると、それ以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。ステップＳ１１０では、車両情報から、アクセルストローク量Ａｓが増加する加速状況下や、ブレーキストローク量Ｂｓが検知されたブレーキ制動実行下、車速Ｖがゼロの車両停止状況下などであると制御部２００が判断すると、ブレーキアシスト減速は不要であると否定判定される。その一方、シフトレンジポジションがドライブレンジであって、アクセルストローク量Ａｓの推移から運転者によるアクセルペダル２０の踏み戻しがあったアクセル踏み戻し状況や、アクセルペダル２０の踏込が変わらなくても車速が高まる下り坂走行状況などであると制御部２００が判断すると、ブレーキアシスト減速は必要であると肯定判定される。なお、以下のブレーキアシスト減速制御の実行中であっても、制御部２００は、運転者によるブレーキペダル２２の踏込に基づくブレーキストローク量Ｂｓを検知すると、ブレーキアシスト減速制御を一旦クリアして、ブレーキペダル２２の踏込に応じた制動力で車両制動を図るブレーキ制御を優先実行する。

ステップＳ１１０でブレーキアシスト減速が必要であると肯定判定すると、制御部２００は、その際の車速Ｖに応じた必要減速力を算出する（ステップＳ１２０）。図３はブレーキアシスト減速を行う際の車速と減速度との関係を示すグラフである。図３には、車速Ｖに応じた減速度を示す車速対応減速度ラインＤＬＢが示されている。この車速対応減速度ラインＤＬＢは、車速ごとに求められる減速度を示しており、本実施形態の車両１０では、内燃機関搭載車両で得られるエンジンブレーキでの減速度に倣って車速対応減速度ラインＤＬＢが規定されている。なお、エンジンブレーキでの減速度に倣うことなく、独自に車速対応減速度ラインＤＬＢを車速Ｖに対応して規定してもよい。

制御部２００は、ステップＳ１００で読み込んだ車速Ｖを図３の車速対応減速度ラインＤＬＢに参照させて対応する減速度を求め、現在の車速Ｖから減速度を減算した車速に減速するに必要な減速力を算出する（ステップＳ１２０）。本実施形態の車両１０は、ブレーキアシスト減速を行うに当たり、図３に示す車速対応減速度ラインＤＬＢの減速度の８０〜９０％に相当する減速を駆動モーター１５０の回生制御で得られる回生制動力で図り、残余の減速を機械式ブレーキ１９０の車両制動力で補助することにした。図３では、車速対応減速度ラインＤＬＢに対して、駆動モーター１５０の回生制動力でカバーする範囲と、機械式ブレーキ１９０の車両制動力でカバーする範囲とが区別して示されている。つまり、本実施形態の車両１０は、ブレーキペダルの踏込を伴わない状況下での車両減速を図るに当たり、駆動モーター１５０の回生制御で得る回生制動力を車速Ｖに応じて制限し、この制限した回生制動力（車速対応制限回生制動力ＲＬ）を、ブレーキペダルの踏込に拘わらず機械式ブレーキ１９０を駆動制御して得た所定の車両制動力（ブレーキ車両制動力Ｆａ）で補助することになる。そして、ステップＳ１２０では、図３を参照することで、車速減速に必要な減速力が、駆動モーター１５０の車速対応制限回生制動力ＲＬと機械式ブレーキ１９０のブレーキ車両制動力Ｆａとに分けて算出される。

図３に示す車速対応制限回生制動力ＲＬは、車速が高まるほど大きくなるが、本実施形態の車両１０では、図３に示す最大の車速対応制限回生制動力ＲＬであっても、補機群１３５に含まれる総ての補機が消費できる最大消費電力に相当する回生電力を消費して得られる上限回生制動力より小さくされている。つまり、上記の上限回生制動力は、図３に示す高速車速の際の車速対応制限回生制動力ＲＬより大きく、車速対応制限回生制動力ＲＬは、上記の上限回生制動力を上限に設定されていることになる。車速対応制限回生制動力ＲＬが上限回生制動力を上限に設定されている他の形態については、後述する。なお、図３は、車速Ｖに応じた車速対応制限回生制動力ＲＬおよびブレーキ車両制動力Ｆａのマップ状データとして、制御部２００の所定の記憶領域に記憶されている。

減速力の算出に続き、制御部２００は、機械式ブレーキ１９０を継続駆動する継続時間を算出する（ステップＳ１３０）。図４は機械式ブレーキ１９０の駆動継続期間を求める概念を説明する説明図、図５は車速Ｖとブレーキ継続時間Ｂｔとの関係を示すグラフである。図４に示すように、前輪ブレーキ１９０Ｆ（図１参照）と後輪ブレーキ１９０Ｒの機械式ブレーキ１９０は、油圧駆動式のディスクブレーキ構成を備える都合上、駆動頻度が高まるほど、或いは駆動時間が長いほど、発熱する。こうした駆動頻度や駆動時間は、車速が高まるほど、通常、大きくなるので、図示するようにブレーキ発熱は、車速が高まるほど増える。その一方、車両走行に伴って機械式ブレーキ１９０の周辺を流れる車風は、車速が高まるほど風量が増えることから、車両速度が高まるほど機械式ブレーキ１９０の冷却効果を高めて、ブレーキ温度を低下させる。こうしたことを考慮して、本実施形態の車両１０は、図５に示すように、機械式ブレーキ１９０のブレーキ継続時間Ｂｔを車速に応じて規定し、詳しくは、このブレーキ継続時間Ｂｔを、６０ｋｍ／ｈより低速の車速域では短く、６０〜１２０ｋｍ／ｈの車速域では長く、１２０ｋｍ／ｈを超える車速域では短く規定した。よって、ステップＳ１３０では、図５を参照することで、車速Ｖに応じたブレーキ継続時間Ｂｔが規定される。なお、図５は、マップ状のデータとして、制御部２００の所定の記憶領域に記憶されている。

ブレーキ継続時間Ｂｔの算出に続き、制御部２００は、ステップＳ１２０で得た減速力での車両減速を図るべく、ブレーキアシスト減速を実行し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。図６はブレーキアシスト減速における形成制動力とブレーキの車両制動力の発現の様子を説明するための説明図である。図６に示すように、制御部２００は、ステップＳ１４０でのブレーキアシスト減速を行うに当たり、駆動モーター１５０については、車速Ｖに応じてステップＳ１２０で定めた車速対応制限回生制動力ＲＬが得られるように駆動モーター１５０を回生制御する。これと共に、駆動モーター１５０の回生制動力が車速対応制限回生制動力ＲＬに達するまでのモーターの回生制動に伴う回生電力を補機群１３５（図１参照）にて消費させ、回生電力の消費先を補機群１３５に制限する。具体的には、それ以前において補機群１３５が消費していた二次電池１３０の充電電力に代え、駆動モーター１５０の回生制動に伴う回生電力を補機群１３５に消費させる。これに加え、制御部２００は、機械式ブレーキ１９０については、車速Ｖに応じてステップＳ１２０で定めたブレーキ車両制動力Ｆａが得られるように、機械式ブレーキ１９０をステップＳ１３０で定めたブレーキ継続時間Ｂｔに亘って継続駆動制御する。

制御部２００は、車速対応制限回生制動力ＲＬが得られるように駆動モーター１５０を回生制御するに当たり、次のようにした。補機群１３５に含まれる酸化ガス供給系のコンプレッサーや冷却水循環系の循環ポンプ等は、電源の切替があると、新たな電源から電力を受けて所定の機能を発揮するまでに所定の時間を要する。こうしたことを考慮して、制御部２００は、補機群１３５の立ち上がり過渡において、補機群１３５の消費する補機消費回生電力ＨＲｃを車速対応制限回生制動力ＲＬから差し引いた残余の回生電力を、電池充電回生電力ＶＲｃとして、二次電池１３０の充電に消費させる。

補機群１３５の立ち上がり過渡の以降においては、制御部２００は、車速対応制限回生制動力ＲＬが得られるようにした駆動モーター１５０の回生制動に伴う回生電力を、補機群１３５（図１参照）だけで消費させる。こうすることで、制御部２００は、車速対応制限回生制動力ＲＬを、酸化ガス供給系のコンプレッサーや冷却水循環系の循環ポンプ等の補機群１３５に含まれる補機での回生電力消費を経て得られる回生制動力に制限する。

また、制御部２００は、機械式ブレーキ１９０をブレーキ車両制動力Ｆａが得られるようブレーキ継続時間Ｂｔに亘って継続駆動制御するに当たり、次のようにした。機械式ブレーキ１９０は、油圧駆動式のディスクブレーキ構成を備えるので、車両制動を図るに当たり、キャリパーがブレーキディスクを挟み込むという機器駆動を伴う。このため、機械式ブレーキ１９０は、駆動当初において駆動機器たるキャリパーの動きにガタがあるが、このガタ抑止にはキャリパーを比較的、大きく駆動することが有益となる。こうしたことを考慮して、制御部２００は、機械式ブレーキ１９０の駆動当初においては、ステップＳ１３０で規定したブレーキ車両制動力Ｆａより大きな初期ブレーキ車両制動力Ｆｉを生じるよう機械式ブレーキ１９０を駆動制御する。この初期ブレーキ車両制動力Ｆｉを生じさせる駆動制御は、ステップＳ１３０で定めたブレーキ継続時間Ｂｔより短い開始時間Ｂｔ１に亘って実行される。次いで、制御部２００は、機械式ブレーキ１９０のキャリパーがブレーキディスクから離れるリリース期間が経過した後、残余の終盤時間Ｂｔ２に亘って、ブレーキ車両制動力Ｆａを生じるよう機械式ブレーキ１９０を駆動制御する。ブレーキ継続時間Ｂｔの経過後、制御部２００は、機械式ブレーキ１９０の車両制動力が徐減するよう機械式ブレーキ１９０を駆動制御し、このリリース期間経過後には、機械式ブレーキ１９０はフリーとなる。よって、ブレーキ継続時間Ｂｔの経過後、詳しくはブレーキ継続時間Ｂｔと上記のリリース期間が経過した後は、駆動モーター１５０の車速対応制限回生制動力ＲＬだけでの車両減速がなされる。

以上説明したように、本実施形態の車両１０は、運転者によるブレーキペダル２２の踏込を伴わない状況下での車両減速を行うに当たり、駆動モーター１５０の回生制御で得られた回生制動力を機械式ブレーキ１９０の駆動制御で得られる車両制動力で補助するブレーキアシスト減速を行う（ステップＳ１４０）。しかも、このブレーキアシスト減速の際には、駆動モーター１５０の回生制動力を図３に示した車速対応制限回生制動力ＲＬとし、この車速対応制限回生制動力ＲＬを、酸化ガス供給系のコンプレッサーや冷却水循環系の循環ポンプ等の補機群１３５に含まれる補機での回生電力消費を経て得られる回生制動力に制限する。よって、この制限した車速対応制限回生制動力ＲＬを補助するブレーキ車両制動力Ｆａを得るための機械式ブレーキ１９０の駆動制御には、二次電池１３０の蓄電状態の影響を排除でき、機械式ブレーキ１９０をブレーキ車両制動力Ｆａが得られるように駆動制御すれば足りる。この結果、本実施形態の車両１０によれば、機械式ブレーキ１９０を二次電池１３０の蓄電状態に合わせて時々刻々と連続的に駆動制御する必要がないので、機械式ブレーキ１９０で車速対応制限回生制動力ＲＬを補助する際の機械式ブレーキ１９０の制御を簡略化できると共に、機械式ブレーキ１９０による車両制動アシストを高い実効性で行うことができる。

本実施形態の車両１０は、駆動モーター１５０から得る車速対応制限回生制動力ＲＬを、補機群１３５に含まれる総ての補機で消費できる最大消費電力に相当する回生電力を消費して得られる上限回生制動力を上限とした。よって、本実施形態の車両１０によれば、車速対応制限回生制動力ＲＬが上限回生制動力に達しても、車速対応制限回生制動力ＲＬを上限回生制動力に制限することに変わりはないので、機械式ブレーキ１９０の駆動制御の簡略化を達成できるほか、機械式ブレーキ１９０の発揮する車両制動力による車両制動アシストの実効性を高めることができる。

本実施形態の車両１０は、駆動モーター１５０から得る回動制動力を、補機群１３５に含まれる総ての補機で消費できる最大消費電力に対応する上限回生制動力を上限として制限した上で、車速に対応した車速対応制限回生制動力ＲＬとする。よって、本実施形態の車両１０によれば、低速での車両走行中において、不用意に大きな車両減速を来さないようにできるので、車両運転者に違和感を抱かせ難くでき、ドライバビリティーを維持、もしくは向上できる。

本実施形態の車両１０は、車速対応減速度ラインＤＬＢと車速対応制限回生制動力ＲＬの差分を、機械式ブレーキ１９０のブレーキ車両制動力Ｆａ（図３）で補完する。よって、本実施形態の車両１０によれば、上記の差分として予め規定したブレーキ車両制動力Ｆａが得られるよう機械式ブレーキ１９０を駆動制御すればよいので、機械式ブレーキ１９０の駆動制御を簡便とできる。

本実施形態の車両１０は、機械式ブレーキ１９０の発揮する車両制動力で駆動モーター１５０の車速対応制限回生制動力ＲＬを補助するに当たり、機械式ブレーキ１９０を運転者によるブレーキペダル２２の踏込に拘わらず初期ブレーキ車両制動力Ｆｉを生じるよう駆動制御すると共に、この制御に続いて、機械式ブレーキ１９０を初期ブレーキ車両制動力Ｆｉより小さいブレーキ車両制動力Ｆａを生じるよう駆動制御する（図６参照）。よって、本実施形態の車両１０によれば、大きな初期ブレーキ車両制動力Ｆｉによるディスク駆動により駆動当初のガタ抑止を図るので、この初期ブレーキ車両制動力Ｆｉより小さいブレーキ車両制動力Ｆａであっても、機械式ブレーキ１９０よる車両減速（車両制動アシスト）を確実に実行できる。

本実施形態の車両１０は、二次電池１３０への駆動モーター１５０の回生電力の充電を、補機群１３５に含まれる補機が回生電力を消費して所定の機能を発揮する立ち上がり過渡において実行する。こうすれば、次の利点がある。まず、立ち上がり過渡においては、二次電池１３０の充電に伴う回生電力（電池充電回生電力ＶＲｃ）の消費と、補機群１３５の立ち上がり電力（補機消費回生電力ＨＲｃ）の消費との合算電力に相当する回生制動力を発揮できる。しかも、立ち上がり過渡以降においては、補機群１３５に含まれる補機での回生電力消費が安定することから、補機群１３５での電力消費に対応した車速対応制限回生制動力ＲＬも安定する。この結果、本実施形態の車両１０によれば、不用意な車両減速の変動を来さないようにできるので、車両運転者に違和感を抱かせ難くでき、ドライバビリティーを維持、もしくは向上できる。

本実施形態の車両１０は、機械式ブレーキ１９０の駆動制御を経て得た車両制動力での車速対応制限回生制動力ＲＬの補助を、車速Ｖに応じて規定したブレーキ継続時間Ｂｔに亘って実行する（図５参照）。こうすることで、本実施形態の車両１０は、駆動に伴い発熱する機械式ブレーキ１９０を車両走行に伴って機械式ブレーキ１９０の周辺を流れる車風により冷却する際の冷却効果が現れるよう、車速Ｖに応じて規定したブレーキ継続時間Ｂｔに亘って機械式ブレーキ１９０を駆動制御する。よって、本実施形態の車両１０によれば、機械式ブレーキ１９０の加熱によるブレーキの効きの悪化を抑制できると共に、機械式ブレーキ１９０よる車両減速（車両制動アシスト）の実効性を高めることができる。

本実施形態の車両１０は、ブレーキ継続時間Ｂｔを、低車速域と中車速域と高車速域の各車速域においてを異なる時間とし、ブレーキ冷却効果が現れ難い中車速域におけるブレーキ継続時間Ｂｔを低車速域と高車速域より長い時間に設定した（図５参照）。よって、本実施形態の車両１０によれば、機械式ブレーキ１９０の加熱によるブレーキの効きの悪化を高い実効性で抑制でき、これを通して、機械式ブレーキ１９０よる車両減速（車両制動アシスト）の実効性をより高めることができる。

次に、他の実施形態について説明する。図７は他の実施形態でのブレーキアシスト減速を行う際の車速と減速度との関係を示すグラフである。図示するように、この実施形態では、車速対応制限回生制動力ＲＬの上限を、車速Ｖが１２０ｋｍ／ｈであるときの回生制動力とする。これは、補機群１３５に含まれる補機構成により、総ての補機が消費できる最大消費電力に相当する回生電力は、車速Ｖが１２０ｋｍ／ｈであるときの回生制動力に相当するからである。よって、この実施形態では、１２０ｋｍ／ｈまでの車速Ｖであれば、その車速Ｖに応じた車速対応制限回生制動力ＲＬが得られるような駆動モーター１５０の回生制御と補機群１３５での回生電力の消費を行い、１２０ｋｍ／ｈを超える車速Ｖについては、車速Ｖが１２０ｋｍ／ｈであるときの回生制動力に相当する補機群１３５の最大消費電力を上限として、この上限の車速対応制限回生制動力ＲＬが得られるような駆動モーター１５０の回生制御と補機群１３５での回生電力の消費を行う。そして、機械式ブレーキ１９０については、先の実施形態と同様に、初期ブレーキ車両制動力Ｆｉ、並びにブレーキ車両制動力Ｆａが得られるように機械式ブレーキ１９０を駆動制御して、車両制動をアシストする。この実施形態によっても、機械式ブレーキ１９０の駆動制御に二次電池１３０の蓄電状態の影響を受けないので、既述した効果を奏することができる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

上記の実施形態では、前輪１８０Ｆに駆動モーター１５０の駆動力を伝達するいわゆる前輪駆動タイプの車両としたが、これに限らない。例えば、後輪１８０Ｒに駆動モーター１５０の駆動輪を伝達する後輪駆動タイプとしたり、前後輪に駆動モーター１５０とドライブシャフト１６０および分配ギア１７０を備える四輪駆動タイプの車両としてもよい。

ドライブレンジで走行中の車両減速は、既述したように車速Ｖに応じた減速を図る通常モード（図３参照）の他、この通常モードより大きな減速力で車両減速を図る減速強調モードも採用されている。こうした減速強調モードに対応するには、次のようにすればよい。図８は通常モードより大きな減速力で車両減速を図る減速強調モードにおけるブレーキアシスト減速を行う際の車速と減速度との関係を示すグラフである。通常モードでの車速対応減速度ラインＤＬＢは、先の実施形態と同様に車速Ｖに応じて規定され、減速強調モードでは、この車速対応減速度ラインＤＬＢより減速度が大きい車速対応減速強調ラインＤＬＢＬを用いる。この車速対応減速強調ラインＤＬＢＬは、車速Ｖに応じて減速度が大きくなる共に、各車速において、車速対応減速度ラインＤＬＢよりも減速度が大きい。

通常モードと減速強調モードとを併用してブレーキペダルの踏込を伴わない状況下での車両減速を図るに当たっては、まず、通常モードから減速強調モードに設定を変更する減速走行モード変更スイッチを、シフトレバーやハンドルに設ける。そして、この減速走行モード変更スイッチのスイッチ操作がない通常モードでは、図３に示したグラフに相当するマップを参照して、車速Ｖに応じた車速対応制限回生制動力ＲＬを得るための駆動モーター１５０の回生制御と補機群１３５による電力消費とを行いつつ、ブレーキ車両制動力Ｆａでの機械式ブレーキ１９０の駆動制御（ステップＳ１４０）とを行う。その一方、減速走行モード変更スイッチが操作されれば、減速強調モードでの制御を行うべく、図３に代えて図８のグラフに相当するマップを参照して、車速Ｖに応じた車速対応制限回生制動力ＲＬを得るための駆動モーター１５０の回生制御と補機群１３５による電力消費とを行いつつ、ブレーキ車両制動力Ｆａでの機械式ブレーキ１９０の駆動制御（ステップＳ１４０）とを行う。通常モードでのブレーキアシスト減速であっても、減速強調モードでのブレーキアシスト減速であっても、駆動モーター１５０の回生制御で得る回生制動力を車速Ｖに応じて制限することに変わりはなく、この制限した車速対応制限回生制動力ＲＬを、ブレーキペダルの踏込に拘わらず機械式ブレーキ１９０を駆動制御して得たブレーキ車両制動力Ｆａで補助することになる。よって、減速強調モードでのブレーキアシスト減速においても、既述した効果を奏することができる。なお、減速強調モードから通常モードへの復帰は、減速走行モード変更スイッチの再操作により行ったり、運転者のアクセル操作に基づく所定の走行条件が成立したときに行うようにすればよい。

この他、通常モードでの車両減速と減速強調モードでの車両減速とを併用する車両において、次のようにしてもよい。通常モードでの車両減速については、補機群１３５での回生電力消費に基づいた回生制動力で減速を図り、機械式ブレーキ１９０によるブレーキアシスト減速を行わないようにする。具体的には、シフトレバーやハンドルに設けた減速走行モード変更スイッチが操作されれば、図８に示した車速対応減速強調ラインＤＬＢＬに相当する減速力での車両制動を図るに当たり、補機群１３５での回生電力消費に基づいた回生制動力（車速対応制限回生制動力ＲＬ）を機械式ブレーキ１９０による車両制動力（ブレーキ車両制動力Ｆａ）で補助して、減速強調モードでの車両減速による車両減速を図る。その一方、減速走行モード変更スイッチが未操作或いは操作解除されれば、機械式ブレーキ１９０によるブレーキアシスト減速を行わずに、駆動モーター１５０の回生制動力に基づいた車両減速を通常モードで図る。この通常モードでの回生電力の消費は、種々の形態とでき、車速対応減速度ラインＤＬＢ（図３参照）に相当する減速力を、補機群１３５での回生電力消費に基づいた回生制動力と、二次電池１３０の充電による回生電力の消費に基づいた回生制動力とで得るようにしたり、二次電池１３０の充電による回生電力の消費を優先してもよい。このようにしても、機械式ブレーキ１９０によるブレーキアシスト減速を行う減速強調モードでのブレーキ駆動制御に支障は無い。なお、通常モードにおいて二次電池１３０の充電による回生電力の消費を優先すれば、減速時に充電した二次電池１３０の電力を、減速後の走行時の電力として用いることができるので、燃費向上の上から望ましい。

上記の実施形態では、機械式ブレーキ１９０よる車両制動アシストを図るに当たり、機械式ブレーキ１９０を当初駆動する際の制動力をブレーキ車両制動力Ｆａより大きな初期ブレーキ車両制動力Ｆｉとした。この初期ブレーキ車両制動力Ｆｉは、固定値とできるほか、車両周辺の温度により可変してもよい。例えば、車両周辺温度が氷点下であれば、路面の凍結が予想されるので、こうした場合には、低温時の初期ブレーキ車両制動力Ｆｉを、ブレーキ車両制動力Ｆａよりは大きいとはいえ、高温時の初期ブレーキ車両制動力Ｆｉより小さい制動力としてもよい。こうすれば、ブレーキによるいわゆる車輪ロックを抑制した上で、機械式ブレーキ１９０よる車両制動アシストを図ることができる。

上記の実施形態では、図３に示すように、ブレーキアシスト減速を行う際の減速度を車速に応じて規定したが、車速は、運転者のアクセルペダル２０の踏込状況、具体的にはアクセルストローク量Ａｓや踏み増しストローク量などに左右される。よって、図３に示す車速と減速度との関係を示すグラフを、車速ごとに取り得るアクセルストローク量Ａｓや踏み増しストローク量に応じて複数用意し、複数のアクセルストローク量Ａｓごとのマップや、踏み増しストローク量ごとのマップを用いて、ステップＳ１２０にて、現在の車速Ｖから減速度を減算した車速に減速するに必要な減速力（車速対応制限回生制動力ＲＬおよびブレーキ車両制動力Ｆａ）を算出するようにしてもよい。なお、アクセルペダル２０の踏み戻しがあれば、図２のブレーキアシスト減速制御が実行されることから、踏み戻し量については考慮する必要はない。

上記の実施形態では、図３に示すように、機械式ブレーキ１９０で得られるブレーキ車両制動力Ｆａにより、低車速領域から高車速領域までの車速全域に亘って車速対応制限回生制動力ＲＬを補助するが、次のようにしてもよい。低車速領域では、車速対応制限回生制動力ＲＬも小さく、補機群１３５は、この車速対応制限回生制動力ＲＬを得るための回生電力を支障なく消費できる。よって、低車速領域から例えば６０ｋｍ／ｈ程度までの車速領域では、車速対応減速度ラインＤＬＢまで、車速対応制限回生制動力ＲＬを得るようにして、機械式ブレーキ１９０を用いないようにしてもよい。

１０…車両
２０…アクセルペダル
２２…ブレーキペダル
１００…燃料電池
１３０…二次電池
１３５…補機群
１４０…分配コントローラ
１５０…駆動モーター
１６０…ドライブシャフト
１７０…分配ギア
１８０Ｆ…前輪
１８０Ｒ…後輪
１９０…機械式ブレーキ（総称）
１９０Ｆ…前輪ブレーキ
１９０Ｒ…後輪ブレーキ
１９１Ｒｓ…懸架装置
２００…制御部
Ｆａ…ブレーキ車両制動力
Ｆｉ…初期ブレーキ車両制動力
Ｂｔ…ブレーキ継続時間
Ｂｔ１…開始時間
Ｂｔ２…終盤時間
ＤＬＢＬ…車速対応減速強調ライン
ＲＬ…車速対応制限回生制動力
ＤＬＢ…車速対応減速度ライン
ＨＲｃ…補機消費回生電力
ＶＲｃ…電池充電回生電力

Claims (7)

1. 車両であって、
   燃料ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、
   該燃料電池の発電電力により駆動されるモーターと、
   電力を消費して駆動する電力消費補機と、
   ブレーキペダルの踏込に応じた車両制動力を生じさせる機械式ブレーキと、
   充放電が可能な二次電池と、
   ブレーキペダルの踏込を伴わない状況下での車両減速を、前記モーターの回生制御により得られる回生制動力を前記機械式ブレーキによる車両制動力で補助して実行する減速制御部とを備え、
   該減速制御部は、
   前記回生制御で得られる回生制動力を前記電力消費補機で消費できる最大消費電力に相当する上限回生制動力に制限し、
   回生制動に伴う回生電力を前記電力消費補機によって消費させ、
   前記電力消費補機によって前記最大消費電力まで消費できなかった回生電力を前記二次電池の充電によって消費させる、
   車両。
2. 前記上限回生制動力は、車速に応じて設定されている請求項１に記載の車両。
3. 前記減速制御部は、減速目標となる目標車両制動力が前記モーターの前記上限回生制動力より大きい場合に、前記目標車両制動力と前記モーターの前記上限回生制動力との差分を、前記機械式ブレーキによる車両制動力で補完する請求項１または請求項２に記載の車両。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両であって、
   前記減速制御部は、減速目標となる目標車両制動力が前記モーターの前記上限回生制動力より大きい場合に、前記機械式ブレーキの前記車両制動力で前記上限回生制動力を補助するに当たり、前記機械式ブレーキを第１車両制動力を生じるよう駆動制御する第１駆動制御と、前記機械式ブレーキを前記第１車両制動力より小さい第２車両制動力を生じるよう駆動制御する第２駆動制御とをこの順に続けて行うことで、前記上限回生制動力を前記第１車両制動力と前記第２車両制動力とで補助する、車両。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両であって、
   前記減速制御部は、前記電力消費補機が前記回生電力を消費して駆動する駆動立ち上がり過渡において、前記二次電池を前記回生電力で充電する、車両。
6. 前記減速制御部は、前記機械式ブレーキの前記車両制動力による前記上限回生制動力の補助を、車速に応じて規定した補助継続時間に亘って実行する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両。
7. 前記減速制御部は、低車速域と中車速域と高車速域の各車速域において前記補助継続時間を異なる時間とし、前記中車速域における前記補助継続時間を前記低車速域と前記高車速域より長い時間に設定する、請求項６に記載の車両。

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