JP7103152B2

JP7103152B2 - 車両のブレーキ制御装置

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Publication number: JP7103152B2
Application number: JP2018196152A
Authority: JP
Inventors: 淳一村瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2038-10-17
Also published as: JP2020065379A; CN111055691A; CN111055691B; US11345347B2; US20200122728A1

Description

本発明は、車両のブレーキ制御装置に関する。

特許文献１には、油圧ブレーキと回生ブレーキとを併用する際に、回生ブレーキにより得られた回生電力の一部で冷却ファンを駆動することによって、バッテリが満充電の場合であっても回生ブレーキを使用できることが開示されている。

特開平０６－１１３４０４号公報

特許文献１に記載の構成では、ブレーキペダルの踏み込み量とバッテリの電圧とに基づいて冷却ファンの冷却量を決めており、ブレーキロータの温度変化による摩擦制動力の変化が考慮されていない。また、減速要求が長時間続く場合には冷却ファンで電力を消費しすぎて、電費を悪化させる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、減速要求に対して必要な制動力を確保しつつ回生ブレーキの使用機会を増やすことができる車両のブレーキ制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車輪に連結されたモータと、前記車輪と一体回転するブレーキロータに摩擦接触して摩擦制動力を発生させる油圧ブレーキと、前記車輪の回転により前記モータで回生発電し前記車輪に回生制動力を作用させる回生ブレーキ制御と前記油圧ブレーキを作動させる油圧ブレーキ制御との協調制御を実施する制御部と、前記モータとの間で電力を授受するバッテリと、を備える車両のブレーキ制御装置であって、前記制御部は、減速要求がある状態で前記バッテリへの入力制限時に前記ブレーキロータの温度が所定温度以上の場合、前記摩擦制動力を軽減し、電気デバイスで電力を消費しつつ、前記回生ブレーキ制御を実施することを特徴とする。

また、前記制御部は、前記電気デバイスでの電力消費を開始した場合、前記バッテリの充電状態が、現在の要求減速度を前記回生制動力で達成できる分の余裕量を有する状態となるまで、前記電気デバイスで前記バッテリの電力を消費し続けてもよい。

この構成によれば、ブレーキロータの温度が高い場合でも回生ブレーキ制御を実施できる程度までバッテリの電力を消費できるので、必要な制動力を担保できるだけの回生制動力を発生することが可能になる。これにより、油圧ブレーキによる摩擦制動力を軽減でき、ブレーキロータの温度上昇を抑制できる。

また、前記制御部は、前記減速要求がある状態で前記バッテリへの入力制限時に前記ブレーキロータの温度が所定温度以上の場合には、前記摩擦制動力を発生しつつ前記電気デバイスでの電力消費を開始し、その後、前記バッテリの充電状態が、現在の要求減速度を前記回生制動力で達成できる分の余裕量を有する状態になった場合に、前記電気デバイスによる電力消費を停止し、かつ前記摩擦制動力を軽減して、前記回生ブレーキ制御を開始してもよい。

この構成によれば、ブレーキロータの温度上昇によって摩擦制動力を制限する場合でも回生制動力によって制動力を担保することが可能になる。そのため、回生ブレーキ制御を実施できる機会が増え、油圧ブレーキの使用頻度を抑えることができるため、油圧ブレーキの耐久性向上に繋がる。

また、前記制御部は、前記車両の将来の経路予測を行い、予測された経路を前記車両が走行する際の車両負荷を予測し、前記予測結果から前記バッテリへの入力制限時に前記ブレーキロータの温度が前記所定温度以上になると予測される場合には、前記ブレーキロータの温度が前記所定温度未満の場合と比較して、前記回生ブレーキ制御から前記油圧ブレーキ制御に変更する入力制限閾値としてのＳＯＣ（State Of Charge）を低く設定してもよい。

この構成によれば、将来の車両負荷の予測結果から入力制限閾値としてのＳＯＣを低く設定することにより、従来よりも早いタイミングで回生ブレーキ制御から油圧ブレーキ制御への切り替えを行うことができる。そのため、将来の車両負荷を予測することにより、バッテリの入力制限になると予測される中で油圧ブレーキと回生ブレーキとを選択しながら使用し、ブレーキロータの温度が上昇することを抑制できる。

本発明によれば、油圧ブレーキによる摩擦制動力が軽減しても回生ブレーキによる回生制動力で制動力を担保できるため、回生ブレーキ制御が実施可能な機会が増える。これにより、油圧ブレーキの使用頻度を抑えることができ、ブレーキロータの温度上昇を抑制することができる。

図１は、第１実施形態のブレーキ制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図２は、第１実施形態のブレーキ協調制御の制御フローを示すフローチャートである。図３は、第１実施形態のブレーキ協調制御を実施した際の車両状態の変化を示すタイムチャートである。図４は、第２実施形態のブレーキ協調制御の制御フローを示すフローチャートである。図５は、バッテリへの入力制限時に油圧ブレーキが高温状態になる走行例を説明するための図である。図６は、第２実施形態のブレーキ協調制御を実施した際に車両状態の変化を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両のブレーキ制御装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のブレーキ制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、車両１は、エンジン２の出力軸に発電用のモータ（発電モータ）ＭＧ１を接続するとともに駆動輪３ａ，３ｂに連結された駆動軸４に走行用のモータ（駆動モータ）ＭＧ２を接続した、いわゆるシリーズ式ハイブリッド自動車によって構成されている。車両１は、エンジン２、発電モータＭＧ１、駆動モータＭＧ２、インバータ５ａ，５ｂ、バッテリ６、油圧ブレーキ７、ハイブリッド用電子制御装置（以下、ＨＶＥＣＵという）８を備えている。

エンジン２は、内燃機関によって構成されており、エンジン用電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）２１によって運転制御される。エンジンＥＣＵ２１は、マイクロプロセッサによって構成されており、ＣＰＵ、制御プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポート等を備えている。このエンジンＥＣＵ２１は通信ポートを介してＨＶＥＣＵ８と接続されている。

発電モータＭＧ１は、同期発電電動機によって構成されており、回転子がエンジン２の出力軸に接続されている。駆動モータＭＧ２は、同期発電電動機によって構成されており、回転子が駆動軸４に接続されている。インバータ５ａ，５ｂは、発電モータＭＧ１および駆動モータＭＧ２に接続されているとともに電力ラインを介してバッテリ６と接続されている。つまり、発電モータＭＧ１とバッテリ６とは電力を授受できるように接続され、駆動モータＭＧ２とバッテリ６とは電力を授受できるように接続されている。また、発電モータＭＧ１および駆動モータＭＧ２は、モータ用電子制御装置（以下、モータＥＣＵという）３１によってインバータ５ａ，５ｂが備える複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより回転駆動される。モータＥＣＵ３１は、エンジンＥＣＵ２１と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。このモータＥＣＵ３１は通信ポートを介してＨＶＥＣＵ８と接続されている。

バッテリ６は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池によって構成されており、電力ラインを介してインバータ５ａ，５ｂと接続されている。バッテリ６は、バッテリ用電子制御装置（以下、バッテリＥＣＵという）６１によって充電状態が管理されている。バッテリＥＣＵ６１は、エンジンＥＣＵ２１と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。このバッテリＥＣＵ６１は通信ポートを介してＨＶＥＣＵ８と接続されている。ＨＶＥＣＵ８はバッテリＥＣＵ６１との情報通信等によって取得した情報に基づいてバッテリ６のＳＯＣ（State Of Charge）を算出することができる。ＳＯＣはバッテリ６の充電状態を表す。なお、ＨＶＥＣＵ８はバッテリ６に設けられた電圧センサや電流センサから入力される信号に基づいて情報を取得し、バッテリ６のＳＯＣを算出するように構成されてもよい。

油圧ブレーキ７は、車輪と一体回転するブレーキロータ（図示せず）を有し、ブレーキロータに摩擦制動力を作用するブレーキ装置である。ブレーキロータは、駆動輪３ａ，３ｂに限らず、車両１が有する四つの車輪それぞれに設けられている。この油圧ブレーキ７は回生協調可能なＥＣＢ（Electric Control Braking System）等の油圧ブレーキシステムによって構成されている。また、油圧ブレーキ７では油圧の大きさを制御することによって、ブレーキロータに摩擦接触することにより生じる摩擦制動力の大きさを制御する。油圧ブレーキ７はＨＶＥＣＵ８からの制御信号に従って作動し、車両１の制動動作を制御する。

ＨＶＥＣＵ８は、エンジンＥＣＵ２１と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。ＨＶＥＣＵ８には各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。ＨＶＥＣＵ８に入力される信号としては、イグニッションスイッチ８１からのイグニッション信号、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ８２からのエンジン回転数信号、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度信号、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ操作量）を検出するブレーキペダルポジションセンサ８４からのブレーキペダルポジション信号、車速センサ８５からの車速信号等を例示できる。ＨＶＥＣＵ８は、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３１、バッテリＥＣＵ６１と通信ポートを介して接続されている。

このＨＶＥＣＵ８はアクセルペダルポジションセンサ８３により検出したアクセル操作量に基づいて運転者が車両１に要求する駆動力（要求駆動力）を算出する。さらに、ＨＶＥＣＵ８はブレーキペダルポジションセンサ８４により検出したブレーキ操作量に基づいて運転者が車両１に要求する制動力（要求制動力）を算出する。

また、ＨＶＥＣＵ８は、減速時および制動時に車両１の運動エネルギーを駆動モータＭＧ２で回生発電して電気エネルギーに変換し、車輪を回生制動する回生ブレーキ制御を実施する。回生ブレーキ制御を実施することにより、駆動モータＭＧ２が発電機として機能し、駆動モータＭＧ２から駆動輪３ａ，３ｂには回生制動力が作用する。駆動モータＭＧ２で回生発電した電力は、バッテリ６に蓄電することも可能であり、車両１に搭載された電気デバイス（図１には図示せず）に供給すること可能である。この電気デバイスは、エアコンやヒータなどの補機により構成される。ＨＶＥＣＵ８は電気デバイスの作動を制御することができる。この場合、ＨＶＥＣＵ８はインバータ５ａ，５ｂをスイッチング制御して、回生発電により駆動モータＭＧ２で発生した電力を、バッテリ６を介さずに電気デバイスに供給することが可能である。また、ＨＶＥＣＵ８はインバータ５ａ，５ｂをスイッチング制御して、バッテリ６の電力を電気デバイスに供給し、バッテリ６の電力を消費して電気デバイスが作動することも可能である。

さらに、ＨＶＥＣＵ８は、バッテリ６の満充電時すなわちバッテリ６への入力制限時（Ｗｉｎ制限時）には、駆動モータＭＧ２による回生ブレーキ制御を不可とし、油圧ブレーキ７を使用するブレーキ制御を実施することができる。この場合、バッテリ６が満充電時であっても、油圧ブレーキ７に含まれるブレーキロータの温度が所定値以上の場合には、油圧ブレーキ７の使用を制限し、電気デバイスを使用して電力を消費しつつ、駆動モータＭＧ２による回生ブレーキを使用するブレーキ協調制御を実施する。第１実施形態の車両１は、ＨＶＥＣＵ８がブレーキ協調制御を実施することによって、摩擦制動力を生じるブレーキロータの温度が上昇することを抑制するように構成されている。なお、第１実施形態のブレーキ制御装置は、ＨＶＥＣＵ８と、モータＥＣＵ３１と、バッテリＥＣＵ６１とを含んで構成されている。

このような構成を有する車両１では、バッテリ６への入力制限になると予測される中で、ＨＶＥＣＵ８が油圧ブレーキ７と回生ブレーキとを選択しながら使用し、ブレーキロータの温度が上昇することを抑制する。以下、ブレーキ協調制御を実施する際のＨＶＥＣＵ８の動作について説明する。なお、この説明ではブレーキロータの温度をブレーキ温度と記載する場合がある。

図２は、ブレーキ協調制御の制御フローを示すフローチャートである。図２に示す制御フローはＨＶＥＣＵ８によって実施される。なお、図２に示す制御ルーチンは車両１が走行中に繰り返し実行される。

まず、ＨＶＥＣＵ８は、運転者からの減速要求があるか否かを判定する（ステップＳ１）。減速要求がある場合とは、アクセルペダルの踏み込みが解除されたことをアクセルペダルポジションセンサ８３が検出した場合や、ブレーキペダルが踏み込まれたことをブレーキペダルポジションセンサ８４が検出した場合である。例えば、車両１が降坂路を走行中に運転者がブレーキペダルを踏み込みながら所定の減速度を要求している場合が挙げられる。運転者からの減速要求がない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

運転者からの減速要求がある場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、現在のＳＯＣと、バッテリ６への入力制限を開始する入力制限閾値としてのＳＯＣ（Ｗｉｎ制限開始ＳＯＣ）とを比較し、現在のＳＯＣがＷｉｎ制限開始ＳＯＣよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。Ｗｉｎ制限開始ＳＯＣとは、要求減速度に対して回生ブレーキの回生制動力のみでは減速度を担保できない状態のＳＯＣであり、回生ブレーキから油圧ブレーキ７への切り替えが行われるＳＯＣのことをいう。例えば、Ｗｉｎ制限開始ＳＯＣは８５％に設定される。また、ステップＳ１で肯定的に判定された際、ＨＶＥＣＵ８は回生ブレーキ制御を開始し、駆動モータＭＧ２による回生制動力を駆動輪３ａ，３ｂに付与する。現在のＳＯＣがＷｉｎ制限開始ＳＯＣ以下の場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

現在のＳＯＣがＷｉｎ制限開始ＳＯＣよりも大きい場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は回生ブレーキを制限し、油圧ブレーキ制御を開始する（ステップＳ３）。ＨＶＥＣＵ８は回生ブレーキを制限することによって、制限前よりも回生制動力の大きさが小さくなる。ステップＳ１で肯定的に判定された際にＨＶＥＣＵ８は回生ブレーキ制御を開始しているため、ステップＳ３では、実行中の回生ブレーキ制御に対して回生制動力の大きさが小さくなるように制御する。つまり、駆動モータＭＧ２による回生発電量が少なくなるように制御する。さらに、ステップＳ３では、回生制動力が低下した分の制動力を油圧ブレーキ７による摩擦制動力で担保するよう油圧ブレーキ制御を開始する。これにより、要求制動力に対する摩擦制動力の割合が大きくなる。ＨＶＥＣＵ８は要求制動力に対して必要な制動力を回生制動力と摩擦制動力との和で満たすようにブレーキ協調制御を実施する。

そして、ＨＶＥＣＵ８はブレーキロータの温度が１５０℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４では油圧ブレーキ７に対する高温判定が行われる。このブレーキ温度１５０℃とは、ブレーキロータの摩擦係数が変化しない温度範囲で上限値として設定された閾値である。ブレーキロータの温度が１５０℃を超えた場合、ブレーキロータの摩擦係数が低下し、ブレーキペダルの踏み込み量に対して発生する摩擦制動力の大きさが小さくなることが起こり得る。また、ステップＳ４では、例えば油圧ブレーキ７に設けられた温度センサによってブレーキロータの温度を検出し、その温度センサによる測定値を用いて判定処理を行う。あるいは、ＨＶＥＣＵ８は外気温度や車両情報に基づいてブレーキロータの温度を推定し、その推定値を用いてステップＳ４の判定処理を行うことも可能である。ブレーキロータの温度が１５０℃未満の場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

ブレーキロータの温度が１５０℃以上である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は電気デバイスによる電力消費を開始する（ステップＳ５）。ステップＳ４で用いる閾値としての１５０℃は電力消費を開始する閾値である。ステップＳ５では、回生ブレーキにより発電した電力をバッテリ６に蓄電せずに電気デバイスで消費するように制御する。あるいは、ステップＳ５では、バッテリ６に蓄えられていた電力を電気デバイスに供給して、電気デバイスでバッテリ６の電力を消費し、バッテリ６のＳＯＣが低下するように制御することも可能である。

そして、ＨＶＥＣＵ８は、現在のＳＯＣと、回生ブレーキ制御を行うことが可能な余裕量を有する状態のＳＯＣ（回生減速ＳＯＣ余裕量）とを比較し、現在のＳＯＣが回生減速ＳＯＣ余裕量よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。回生ブレーキ制御を行うことが可能な余裕量とは、バッテリ６が満充電となるＳＯＣ（例えば９０％）に対して、要求減速度を回生制動力で満たせるように回生ブレーキ制御を実施した際に発生する回生電力（発電量）を、バッテリ６に蓄えることが可能な空き容量（余裕代）を有する充電状態のことをいう。例えば、回生減速ＳＯＣ余裕量は８０％に設定される。現在のＳＯＣが回生減速ＳＯＣ余裕量よりも大きい場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、この制御ルーチンはステップＳ４にリターンする。

現在のＳＯＣが回生減速ＳＯＣ余裕量よりも小さい場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、油圧ブレーキ７を制限し、電気デバイスによる電力消費を停止し（ステップＳ７）、回生ブレーキ制御を開始する（ステップＳ８）。ＨＶＥＣＵ８が油圧ブレーキ７を制限することによって、制限前と比較して発生する摩擦制動力の大きさが小さくなる。つまり、ステップＳ７を実施すると摩擦制動力を軽減することになるため、ブレーキロータに作用する摩擦力が減り、ブレーキロータの温度が低下する。また、電気デバイスによる電力消費を停止するため、回生ブレーキ制御を開始したことにより発生する回生電力は、バッテリ６に蓄えられることになり、バッテリ６のＳＯＣが上昇する。ステップＳ８の制御を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

図３は、第１実施形態のブレーキ協調制御を実施した際の車両状態の変化を示すタイムチャートである。

まず、バッテリ６のＳＯＣが回生減速ＳＯＣ余裕量よりも低い状態では、減速要求に対して、回生ブレーキによる回生制動力のみが発生している。この状態では油圧ブレーキ７が作動していないのでブレーキロータの温度（ブレーキ温度）は上昇していないものの、回生発電によりＳＯＣが上昇する。そして、時刻ｔ１において、ＳＯＣがバッテリ６の入力制限を開始するＳＯＣ（８５％）に到達する。時刻ｔ１の状態は図２のステップＳ２で肯定的に判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）であるため、ＨＶＥＣＵ８は時刻ｔ１時点から回生ブレーキを制限して油圧ブレーキ制御を開始する。

時刻ｔ１以降、回生ブレーキと油圧ブレーキ７との併用が始まり、回生ブレーキによる回生制動力が低減するため、ＳＯＣの増加量は緩やかになる。一方、油圧ブレーキ７を開始したことによって摩擦制動力が発生するためブレーキ温度は上昇する。そして、時刻ｔ２において、ブレーキ温度が電力消費開始閾値である１５０℃を超える。電力消費開始閾値は、ブレーキ温度が限界温度（例えば３００℃）まで上昇することを抑制するための閾値であり、電気デバイスによる電力消費を行う閾値である。時刻ｔ２の状態は図２のステップＳ４で肯定的に判定された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）であるため、ＨＶＥＣＵ８は油圧ブレーキ７のみを使用した状態のまま電気デバイスによる電力消費を開始する。この結果、時刻ｔ２以降、ＳＯＣが低下する。

そして、時刻ｔ３において、ＳＯＣは回生減速ＳＯＣ余裕量である８０％まで低下する。時刻ｔ３の状態は図２のステップＳ６で肯定的に判定された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）であるため、ＨＶＥＣＵ８は油圧ブレーキ７を停止し、かつ電気デバイスによる電力消費を停止するとともに、回生ブレーキ制御を開始する。

時刻ｔ３以降、回生ブレーキによる回生制動力のみを生じるため、ブレーキ温度が低下するとともに、回生発電によりＳＯＣが増加する。そして、時刻ｔ４において、回生発電により増加したＳＯＣがＷｉｎ制限開始ＳＯＣである８５％を超える。この時刻ｔ４にて、上述した時刻ｔ１と同様のブレーキ協調制御を実施する。これ以降、時刻ｔ５の状態は上述した時刻ｔ２と同様の状態となり、時刻ｔ６の状態は上述した時刻ｔ３と同様の状態となる。このように第１実施形態のＨＶＥＣＵ８では、ＳＯＣとブレーキ温度とに基づいて回生ブレーキと油圧ブレーキ７とを選択するブレーキ協調制御を実施するため、ブレーキ温度が限界温度である３００℃に到達することを防止できる。

以上説明した通り、第１実施形態によれば、減速要求がある場合にバッテリ６への入力制限が掛かった状態であっても、ブレーキロータの温度変化に応じて電気デバイスでの電力消費を開始し、バッテリ６のＳＯＣ変化に応じてその電力消費を停止することができる。これにより、バッテリ６への入力制限時にブレーキロータの温度が上昇しても、回生ブレーキを使用することが可能になり、油圧ブレーキ７の使用を制限することが可能にある。そのため、ブレーキロータの温度上昇を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態におけるブレーキ制御装置について説明する。第２実施形態では、将来の運転予測に基づいて油圧ブレーキ７と回生ブレーキとの協調制御を実施するように構成されている。なお、第２実施形態の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。

第２実施形態のＨＶＥＣＵ８は、将来の運転予測によって、バッテリ６への入力制限になり長時間の減速走行が見込まれる経路を走行すると判断した場合、ＳＯＣに余裕を持たせた状態で油圧ブレーキ７の使用を開始する。その後、ブレーキロータの温度が上昇したときに、ＨＶＥＣＵ８が、要求減速度（要求制動力）を担保する分の回生制動力を発生できる状態で油圧ブレーキ７から回生ブレーキへ切り替えることによって、油圧ブレーキ７の使用を停止し、ブレーキロータの温度上昇を抑制するように構成されている。

ＨＶＥＣＵ８は、将来の運転予測として、経路予測、車両負荷予測、ＳＯＣ挙動予測、ブレーキ温度上昇予測、ができるように構成されている。具体的には、ＨＶＥＣＵ８は、ナビゲーションシステムや、前方カメラ（車載カメラ）により取得した情報に基づいて、将来の経路予測を行うことができる。ナビゲーションシステムから取得できる地図情報は高度（標高）を含む情報である。ＨＶＥＣＵ８は、車両１の現在位置から予測された経路を走行した際に高度の変化を予測することができる。また、前方カメラから取得できる環境情報は、車両前方すなわち走行方向における環境情報を含む。

また、ＨＶＥＣＵ８は、地図情報（高度）、環境情報（外気温）、予測された経路情報から、将来の車両負荷予測を行う。車両負荷とは、予測された経路を車両１が走行する際に発生する負荷（減速）のことである。例えば、経路予測と地図情報の高度とに基づいて降坂路を継続して走行すると予測できた場合、予測された降坂路を減速状態で走行し続けるために必要な減速度が、車両負荷として予測される。

さらに、ＨＶＥＣＵ８は、車両負荷予測によって、ＳＯＣ挙動予測とブレーキ温度上昇予測とを行う。ＳＯＣ挙動予測では、車両負荷予測によって回生制動力が発生すると予測できた場合に、回生制動力により減速走行する距離に応じてＳＯＣの増加を予測することができる。ブレーキ温度上昇予測では、車両負荷予測によって摩擦制動力が発生すると予測できる場合に、摩擦制動力により減速走行する距離に応じてブレーキロータの温度上昇を予測することができる。また、ＨＶＥＣＵ８は回生ブレーキと油圧ブレーキ７との併用するブレーキ協調制御を実施した場合についてもＳＯＣ挙動予測とブレーキ温度上昇予測とを行うことができる。

このように構成された第２実施形態のＨＶＥＣＵ８は、上述した各種予測（運転予測）に基づいて、将来的にバッテリ６が満充電になる、あるいはブレーキロータの温度が高温状態まで上昇すると予測できた場合、所定のＳＯＣ閾値（余裕ＳＯＣ閾値）で早めに油圧ブレーキ７の使用を開始する制御を実施する。このＳＯＣ閾値は、油圧ブレーキ７と回生ブレーキとを切り替え中であってもバッテリ６への入力制限にはならない余裕代を有する状態のＳＯＣ量（余裕ＳＯＣ量）である。つまり、ＨＶＥＣＵ８は、将来の運転予測に基づいて余裕ＳＯＣ量を低い値に補正する。この補正された余裕ＳＯＣ量は、入力制限閾値としてのＳＯＣ閾値（余裕ＳＯＣ閾値）に設定される。

図４は、第２実施形態のブレーキ協調制御フローを示すフローチャートである。図４に示す制御フローはＨＶＥＣＵ８によって実施される。また、図４に示す制御ルーチンは車両１が走行中に繰り返し実行される。

まず、ＨＶＥＣＵ８は、ナビゲーションシステム、前方カメラ、高度、外気温に基づいて、将来の経路予測と車両負荷予測とを行う（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では上述した経路予測と車両負荷予測とが行われる。

ＨＶＥＣＵ８は、ステップＳ１１での予測結果、現在のＳＯＣ、ブレーキロータの温度に基づいて、ＳＯＣ挙動とブレーキ温度挙動とを予測し、満充電の予測判定とブレーキ高温の予測判定とを行う（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、上述したＳＯＣ挙動予測とブレーキ温度上昇予測とを行うことによって、将来的にバッテリ６が満充電となり、ブレーキロータの温度が高温状態の１５０℃を超えることを予測できたか否かが判定される。ステップＳ１２で否定的に判定された場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

ステップＳ１２で肯定的に判定された場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、現在ＳＯＣが余裕ＳＯＣ閾値である８５％よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の判定処理で用いる余裕ＳＯＣ閾値は、上述した余裕ＳＯＣ量であり、上述した将来の運転予測に基づいて補正された余裕ＳＯＣ量である場合も含む。現在のＳＯＣが余裕ＳＯＣ閾値以上の場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

現在のＳＯＣが余裕ＳＯＣ閾値よりも小さい場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は運転者からの減速要求があるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理は図２のステップＳ１の処理と同様である。運転者からの減速要求がない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

運転者からの減速要求がある場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は油圧ブレーキ制御を開始する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の制御を実施することによって油圧ブレーキ７による摩擦制動力が発生する。

ＨＶＥＣＵ８は油圧ブレーキ制御中に、ブレーキロータの温度が１５０℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、要求制動力に対して摩擦制動力のみが発生している状態で、油圧ブレーキ７に対する高温判定が行われる。ブレーキロータの温度が１５０℃未満の場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

ブレーキロータの温度が１５０℃以上である場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８の制御により電気デバイスでの電力消費を開始する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、油圧ブレーキ制御を継続した状態で電気デバイスが電力を消費する。

ＨＶＥＣＵ８は、現在のＳＯＣが回生減速ＳＯＣ余裕量よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、例えば８０％に設定された回生減速ＳＯＣ余裕量と、現在のＳＯＣとが比較される。現在のＳＯＣが回生減速ＳＯＣ余裕量以上の場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、この制御ルーチンはステップＳ１６にリターンする。

現在のＳＯＣが回生減速ＳＯＣ余裕量よりも小さい場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は油圧ブレーキ制御を停止し（ステップＳ１９）、回生ブレーキ制御を開始する（ステップＳ２０）。ステップＳ１９では、油圧ブレーキ７を開放状態にして摩擦制動力を零にする。ステップＳ２０では、回生ブレーキ制御を実施して回生制動力を発生させる。

そして、回生ブレーキ制御中に、ＨＶＥＣＵ８は、ブレーキロータの温度が１５０℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１では、回生ブレーキのみが作動している状態で、油圧ブレーキ７に対する高温判定が実施される。回生ブレーキ制御中にブレーキロータの温度が１５０℃以上である場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、この制御ルーチンはステップＳ１８にリターンする。

回生ブレーキ制御中に、ブレーキロータの温度が１５０℃未満である場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は回生ブレーキ制御を停止する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２では、駆動モータＭＧ２での回生発電を停止して、回生制動力を零にする。ステップＳ２２を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

図５は、バッテリ６への入力制限時に油圧ブレーキ７が高温状態となる走行例を説明するための図である。図５に示すように降坂路が続く走行経路の場合、従来構成では、Ａ区間を回生ブレーキで走行後、Ｃ地点にてバッテリ６への入力制限（Ｗｉｎ制限）になった場合、その後のＢ区間で油圧ブレーキ７を使用して減速走行することになり、ブレーキロータの温度が上昇する。

これに対して、第２実施形態のブレーキ制御装置では、将来の運転予測に基づいて、従来構成では入力制限（Ｗｉｎ制限）となるＣ地点よりも手前のＤ地点（図５には図示せず）で、油圧ブレーキ７の使用を開始する。これにより、バッテリ６への入力制限となる前にＳＯＣに余裕を作ることができる。そのため、ブレーキ温度が上昇してブレーキロータが限界温度に到達する前に、バッテリ６の電力を消費してＳＯＣに余裕を作ることが可能になる。また、この電力消費によってＳＯＣが低下するため、回生ブレーキを使用することが可能になる。そこで、油圧ブレーキ７を一時停止し、回生ブレーキを開始する。この結果、ブレーキロータの温度上昇を抑制できる。

図６は、第２実施形態のブレーキ協調制御を実施した際に車両状態の変化を示すタイムチャートである。なお、図６の説明では、上述した図５に示す走行例からＡ区間、Ｂ区間、Ｃ地点を用いる。

まず、ＳＯＣが余裕ＳＯＣ閾値（８５％）よりも低い状態では、減速要求に対して回生ブレーキのみで回生制動力を発生している。この状態では油圧ブレーキ７が作動していないので油圧ブレーキ７の温度は上昇していないものの、回生ブレーキによる回生発電によりＳＯＣが上昇する。これは、図４に示すＡ区間での減速走行状態に相当する。

そして、ＳＯＣが余裕ＳＯＣ閾値（８５％）を超えると、回生ブレーキが制限され、油圧ブレーキ制御が開始される。この余裕ＳＯＣ閾値は、将来の運転予測によって従来よりも低い値に補正された余裕ＳＯＣ量に設定されている。そのため、第２実施形態では、従来構成で入力制限タイミングとなるＣ地点よりも手前のＤ地点にて、油圧ブレーキ制御が開始される。つまり、従来よりも早いタイミングで油圧ブレーキ７を作動させることになる。その後、Ｂ区間では、降坂路が継続する経路を走行することになるものの、上述した回生ブレーキと油圧ブレーキ７との協調制御を実施することによって、ブレーキロータの温度が限界温度に到達することを抑制できる。

このように、第２実施形態によれば、バッテリ６への入力制限となり長時間の減速走行が見込まれる場合に、ＳＯＣに余裕を持たせた状態で油圧ブレーキ７の使用を開始することができる。これにより、ブレーキロータの温度が上昇した時に、要求減速度を担保できる分の回生制動力を回生ブレーキで発生することが可能になるため、油圧ブレーキ７の使用を停止して、ブレーキロータの温度上昇を抑制することができる。

なお、上述した各実施形態におけるブレーキ制御装置を適用可能な車両は、シリーズ式ハイブリッド自動車に限定されない。例えば、スプリット式ハイブリッド自動車や、エンジン２を搭載しない電動車両（ＥＶ車）や、プラグイン式のハイブリッド自動車や、プラグイン式の電動車両であってもよい。さらに、電動車両に適用される場合には、上述した説明に記載されたＨＶＥＣＵ８は単にＥＣＵと読み替えることが可能である。

１車両
３ａ，３ｂ駆動輪
５ａ，５ｂインバータ
６バッテリ
７油圧ブレーキ
８ハイブリッド用電子制御装置（ＨＶＥＣＵ）
３１モータ用電子制御装置（モータＥＣＵ）
６１バッテリ用電子制御装置（バッテリＥＣＵ）
８３アクセルペダルポジションセンサ
８４ブレーキペダルポジションセンサ
ＭＧ１発電モータ
ＭＧ２駆動モータ

Claims

車輪に連結されたモータと、
前記車輪と一体回転するブレーキロータに摩擦接触して摩擦制動力を発生させる油圧ブレーキと、
前記車輪の回転により前記モータで回生発電し前記車輪に回生制動力を作用させる回生ブレーキ制御と前記油圧ブレーキを作動させる油圧ブレーキ制御との協調制御を実施する制御部と、
前記モータとの間で電力を授受するバッテリと、
を備える車両のブレーキ制御装置であって、
前記制御部は、
減速要求がある状態で前記バッテリへの入力制限時に前記ブレーキロータの温度が所定温度以上の場合には、前記摩擦制動力を発生しつつ電気デバイスでの電力消費を開始し、その後、前記バッテリの充電状態が、現在の要求減速度を前記回生制動力で達成できる分の余裕量を有する状態になった場合に、前記電気デバイスによる電力消費を停止し、かつ前記摩擦制動力を軽減して、前記回生ブレーキ制御を開始する
ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
車輪に連結されたモータと、
前記車輪と一体回転するブレーキロータに摩擦接触して摩擦制動力を発生させる油圧ブレーキと、
前記車輪の回転により前記モータで回生発電し前記車輪に回生制動力を作用させる回生ブレーキ制御と前記油圧ブレーキを作動させる油圧ブレーキ制御との協調制御を実施する制御部と、
前記モータとの間で電力を授受するバッテリと、
を備える車両のブレーキ制御装置であって、
前記制御部は、
減速要求がある状態で前記バッテリへの入力制限時に前記ブレーキロータの温度が所定温度以上の場合、前記摩擦制動力を軽減し、電気デバイスで電力を消費しつつ、前記回生ブレーキ制御を実施し、
前記車両の将来の経路予測を行い、予測された経路を前記車両が走行する際の車両負荷を予測し、
前記予測結果から前記バッテリへの入力制限時に前記ブレーキロータの温度が前記所定温度以上になると予測される場合には、前記ブレーキロータの温度が前記所定温度未満の場合と比較して、前記回生ブレーキ制御から前記油圧ブレーキ制御に変更する入力制限閾値としてのＳＯＣ（State Of Charge）を低く設定する
ことを特徴とする車両のブレーキ制御装置。