WO2011027398A1 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両においてバッテリ温度が低温であるとき、速やかに適正温度まで上昇させてバッテリによる回生エネルギー回収量を増大させる。 【解決手段】液圧ブレーキユニット２０は、車両の各車輪にそれぞれ設けられるホイールシリンダに作動液を供給してブレーキパッドを車輪に押し付けることで摩擦制動力を発生させる。回生ブレーキユニットは、車輪を駆動するモータへの電力回生によって回生制動力を発生させる。バッテリは、モータからの電力を回収する。低温判定部１２０は、バッテリの温度が所定の温度範囲を下回っているとき、バッテリ低温と判定する。バッテリ温度上昇部１４０は、バッテリ低温と判定されたとき、モータまたはエンジンによる車両の加速中に液圧ブレーキユニット２０および回生ブレーキユニットの少なくとも一方により車両に制動力を発生させてモータの負荷を増大させる。この結果、モータの温度が上昇する。

Description

ブレーキ制御装置

　本発明は、液圧ブレーキユニットと回生ブレーキユニットの両方を備えるハイブリッド車両における制動技術に関する。

　エンジンとモータを動力源として走行するハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両では、車両の減速時にモータを発電機として作動させ、発生した電気エネルギーをバッテリに回収することで制動力として利用する回生ブレーキを使用することができる。このバッテリには、冬季に車両を長時間放置しておくなどしてバッテリの温度が低下すると、電気エネルギーの入出力量が大きく低下するという特性がある。その結果、バッテリ温度が上昇するまでの間、モータによる駆動力補助やエネルギー回収量が少なくなり、燃費が低下してしまう。特に、リチウムバッテリの場合は、ニッケルバッテリ等と比較して温度の許容範囲が非常に狭い。したがって、燃費向上のためにバッテリ温度を素早く許容範囲内まで上昇させることが必要である。

　特許文献１には、バッテリの低温時、エンジン駆動力を減らした分だけモータ駆動力を増やしてバッテリに放電させる制御、およびエンジン駆動力を増やした分だけモータ駆動力を減らしてバッテリに充電させる制御を繰り返すことで、バッテリの放電電流および充電電流を増大させて、バッテリの温度を昇温させることが開示されている。

特開２００１－２６８７１５号公報 特開２００６－２７８０４５号公報 特開２００７－１５１２１６号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、車両の駆動力が小さい状態が続くと、バッテリ温度を速やかに上昇させることができない可能性がある。

　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両においてバッテリ温度が低温であるとき、バッテリを速やかに適正温度まで上昇させる技術を提供することにある。

　本発明のある態様は、ブレーキ制御装置である。この装置は、車輪を駆動するエンジンと、車両の各車輪にそれぞれ設けられるホイールシリンダに作動液を供給して摩擦部材を車輪に押し付けることで摩擦制動力を発生させる摩擦制動手段と、車輪を駆動する回転電機への電力回生によって回生制動力を発生させる回生制動手段と、ドライバーからの制動要求に応じて摩擦制動手段と回生制動手段による制動力の配分比率を制御する回生協調制御手段と、回転電機からの電力を回収するバッテリと、バッテリの温度が所定の温度範囲を下回っているとき、バッテリ低温と判定する低温判定手段と、低温判定手段によりバッテリ低温と判定されたとき、回転電機またはエンジンによる車両の加速中に摩擦制動手段および回生制動手段の少なくとも一方により車両に制動力を発生させて回転電機の負荷を増大させるバッテリ温度上昇手段と、を備える。

　この態様によると、バッテリが低温であるとき、車両の加速中に摩擦制動力および回生制動力の少なくとも一方を発生させる。摩擦制動力を発生させた場合、回転電機の負荷が増大し、摩擦制動力のない場合よりも大きな電気エネルギーがバッテリから回転電機に対して放出されるので、バッテリの温度を速やかに上昇させることができる。また、回生制動力を発生させた場合、回転電機からバッテリに電気エネルギーが回収されるので、バッテリの温度を速やかに上昇させることができる。したがって、バッテリのエネルギー回収性能が回復し燃費も向上する。さらに、摩擦制動力を発生させた場合には摩擦部材の温度も上昇するので、ブレーキフィーリングも改善することができる。

　摩擦制動手段は、ポンプ駆動によってホイールシリンダに供給される作動液を昇圧するアキュムレータと、アキュムレータの圧力を測定するアキュムレータ圧測定手段と、を含んでもよい。低温判定手段は、ポンプによって所定圧までアキュムレータが昇圧されるために要した時間が、このアキュムレータが所定の温度範囲にあるときの昇圧時間よりも長い場合に、バッテリ低温と判定してもよい。これによると、摩擦制動手段のアキュムレータ圧を利用してバッテリの低温を判定するので、バッテリ温度を検出するセンサ等を備える必要がない。

　低温判定手段によるバッテリ低温の判定を解除する低温判定解除手段をさらに備えてもよい。低温判定解除手段は、車両が加速および減速を経験した回数をカウントする加減速カウント手段と、回生制動手段の非作動時には、カウント数が第１の閾値に達したときバッテリ低温の判定を解除し、回生制動手段の作動時には、カウント数が第１の閾値よりも小さい第２の閾値に達したときバッテリ低温の判定を解除するカウント判定手段と、を有してもよい。これによると、バッテリ低温と判定されたときに、車両の加減速回数に基づき低温判定を解除することができる。また、回生制動手段の作動時、すなわち回生協調の実施時には、バッテリの充放電が多くなることを考慮して、非作動時よりも少ない加減速回数で低温判定を解除することができる。

　低温判定手段によるバッテリ低温の判定を解除する低温判定解除手段をさらに備えてもよい。低温判定解除手段は、車室内温度を測定する温度測定手段と、車室内温度が所定値以上である状態が、バッテリが所定の温度範囲にまで上昇すると推定される所定の時間以上継続したときにバッテリ低温の判定を解除する室温監視手段と、を有してもよい。これによると、車室内温度を利用してバッテリの低温判定を解除することができる。

　本発明によれば、ハイブリッド車両においてバッテリ温度が低温であるとき、速やかに適正温度まで上昇させてバッテリによる回生エネルギーの回収量を増大させることができる。

本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す概略構成図である。 液圧ブレーキユニットの構成を示す図である。 図２のブレーキＥＣＵのうち、本実施形態に係るバッテリ低温時の温度上昇制御に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。 低温判定部によるバッテリの低温判定処理のフローチャートである。 バッテリ低温フラグを解除する処理のフローチャートである。 バッテリ低温フラグを解除する別の処理のフローチャートである。 バッテリ温度を上昇させる処理のフローチャートである。

　本発明の一実施形態は、液圧発生源から車両の各車輪に設けられるホイールシリンダに作動液を供給し車輪に制動力を付与する液圧ブレーキユニットと、回転電機（以下、単に「モータ」と呼ぶ）により車輪に駆動力または回生制動力を付与する回生ブレーキユニットとを備えるハイブリッド車両に適用されるブレーキ制御装置に関する。

　以下では、まず本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を述べ、続いてハイブリッド車両に搭載される液圧ブレーキユニットの構成について述べる。その後、本実施形態に係るバッテリ低温時の温度上昇制御について詳細に説明する。

　図１は、本実施形態に係るブレーキ制御装置が適用された車両１００を示す概略構成図である。車両１００はいわゆるハイブリッド車両として構成されており、エンジン２と、エンジン２の出力軸であるクランクシャフトに接続された３軸式の動力分割機構３と、動力分割機構３に接続された発電可能なジェネレータ４と、変速機５を介して動力分割機構３に接続された前輪用モータ６と、車両１００の駆動系全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」といい、電子制御ユニットは、すべて「ＥＣＵ」と称する。）７とを備える。変速機５には、ドライブシャフト８を介して車両１００の右前輪９ＦＲおよび左前輪９ＦＬが連結される。

　エンジン２は、例えばガソリンや軽油等の炭化水素系燃料を用いて運転される内燃機関であり、エンジンＥＣＵ１０により制御される。エンジンＥＣＵ１０は、ハイブリッドＥＣＵ７と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ７からの制御信号や、エンジン２の作動状態を検出する各種センサからの信号に基づいてエンジン２の燃料噴射制御や点火制御、吸気制御等を実行する。また、エンジンＥＣＵ１０は、必要に応じてエンジン２の作動状態に関する情報をハイブリッドＥＣＵ７に与える。

　車両１００は後輪用モータ１６も備えている。変速機１５には、ドライブシャフト１８を介して車両１００の右後輪９ＲＲおよび左後輪９ＲＬが連結される。後輪用モータ１６の出力は、変速機１５を介して左右の後輪９ＲＲ、９ＲＬに伝達される。

　動力分割機構３は、変速機５を介して前輪用モータ６の出力を左右の前輪９ＦＲ、９ＦＬに伝達する役割と、エンジン２の出力をジェネレータ４と変速機５とに振り分ける役割と、前輪用モータ６やエンジン２の回転速度を減速あるいは増速する役割とを果たす。ジェネレータ４、前輪用モータ６および後輪用モータ１６は、それぞれインバータを含む電力変換装置１１を介してバッテリ１２に接続されており、電力変換装置１１には、モータＥＣＵ１４が接続されている。モータＥＣＵ１４も、ハイブリッドＥＣＵ７と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ７からの制御信号等に基づいて電力変換装置１１を介してジェネレータ４、前輪用モータ６および後輪用モータ１６を制御する。なお、上述のハイブリッドＥＣＵ７やエンジンＥＣＵ１０、モータＥＣＵ１４は、いずれもＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。

　ハイブリッドＥＣＵ７やモータＥＣＵ１４による制御のもと、電力変換装置１１を介してバッテリ１２から電力を前輪用モータ６、後輪用モータ１６に供給することで、前輪用モータ６の出力により左右の前輪９ＦＲ、９ＦＬを駆動し、また後輪用モータ１６の出力により左右の後輪９ＲＲ、９ＲＬを駆動することができる。また、エンジン効率のよい運転領域では、車両１００はエンジン２によって駆動される。この際、動力分割機構３を介してエンジン２の出力の一部をジェネレータ４に伝えることにより、ジェネレータ４が発生する電力を用いて、前輪用モータ６を駆動したり、電力変換装置１１を介してバッテリ１２を充電したりすることが可能となる。

　また、車両１００を制動する際には、ハイブリッドＥＣＵ７やモータＥＣＵ１４による制御のもと、前輪９ＦＲ、９ＦＬから伝わる動力によって前輪用モータ６が回転させられ、前輪用モータ６が発電機として作動させられる。また、後輪９ＲＲ、９ＲＬから伝わる動力によって後輪用モータ１６が回転させられ、後輪用モータ１６が発電機として作動させられる。すなわち、前輪用モータ６、後輪用モータ１６、電力変換装置１１、ハイブリッドＥＣＵ７およびモータＥＣＵ１４等は、車両１００の運動エネルギを電気エネルギに回生することによって車両１００を制動する回生ブレーキユニットとして機能する。

　本実施形態のブレーキ制御装置は、このような回生ブレーキユニットに加えて、液圧ブレーキユニット２０を備えており、両者を協調させるブレーキ回生協調制御を実行することにより車両１００を制動する。ハイブリッドＥＣＵ７に含まれる協調制御部は、通常時はドライバーからの制動要求に応じて液圧制動力と回生制動力との配分比率を決定し、液圧ブレーキユニット２０と回生ブレーキユニットに対しそれぞれ制動力を要求する。

　図２は、液圧ブレーキユニット２０の構成を示す。液圧ブレーキユニット２０は、左右の前輪９ＦＲ、９ＦＬ、左右の後輪９ＲＲ、９ＲＬに対して設けられたディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬと、各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ～２１ＲＬに対する作動液としてのブレーキオイルの供給源となる動力液圧源３０と、動力液圧源３０からのブレーキオイルの液圧を適宜調整して各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ～２１ＲＬに供給することにより、車両１００の各車輪に対する制動力を設定可能な液圧アクチュエータ４０とを含む。

　各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ～２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２２およびブレーキキャリパ２３を含み、各ブレーキキャリパ２３には、図示されないホイールシリンダが内蔵されている。そして、各ブレーキキャリパ２３のホイールシリンダは、それぞれ独立の流体通路を介して液圧アクチュエータ４０に接続されている。ブレーキキャリパ２３のホイールシリンダに液圧アクチュエータ４０からブレーキオイルが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク２２に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられ、各車輪に液圧制動トルクが加えられる。

　マスタシリンダユニット２７は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ３１、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３、およびリザーバ３４を含む。液圧ブースタ３１は、ブレーキペダル２４に連結されており、ブレーキペダル２４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ３２に伝達する。動力液圧源３０からレギュレータ３３を介して液圧ブースタ３１にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ３２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。

　マスタシリンダ３２とレギュレータ３３との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ３４が配置されている。マスタシリンダ３２は、ブレーキペダル２４の踏み込みが解除されているときにリザーバ３４と連通する。一方、レギュレータ３３は、リザーバ３４と動力液圧源３０のアキュムレータ３５との双方と連通しており、リザーバ３４を低圧源とすると共に、アキュムレータ３５を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。レギュレータ３３における液圧を以下では適宜、「レギュレータ圧」という。なお、マスタシリンダ圧とレギュレータ圧とは厳密に同一圧にされる必要はなく、例えばレギュレータ圧のほうが若干高圧となるようにマスタシリンダユニット２７を設計することも可能である。

　動力液圧源３０は、アキュムレータ３５およびポンプ３６を含む。アキュムレータ３５は、ポンプ３６により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば１４～２２ＭＰａ程度に変換して蓄えるものである。ポンプ３６は、駆動源としてモータ３６ａを有し、その吸込口がリザーバ３４に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ３５に接続される。また、アキュムレータ３５は、マスタシリンダユニット２７に設けられたリリーフバルブ３５ａにも接続されている。アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ３５ａが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ３４へと戻される。

　上述のように、液圧ブレーキユニット２０は、ディスクブレーキユニット２１に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３およびアキュムレータ３５を有している。そして、マスタシリンダ３２にはマスタ配管３７が、レギュレータ３３にはレギュレータ配管３８が、アキュムレータ３５にはアキュムレータ配管３９が接続されている。これらのマスタ配管３７、レギュレータ配管３８およびアキュムレータ配管３９は、それぞれ液圧アクチュエータ４０に接続される。

　液圧アクチュエータ４０は、複数の流体通路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁制御弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流体通路には、個別通路４１、４２、４３および４４と、主通路４５とが含まれる。個別通路４１～４４は、それぞれ主通路４５から分岐されて対応するディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ、２１ＲＲ、２１ＲＬに接続されている。これにより、各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ～２１ＲＬは、主通路４５と連通可能となる。また、個別通路４１、４２、４３および４４の中途には、増圧保持弁５１、５２、５３および５４が設けられている。各増圧保持弁５１～５４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。

　さらに、各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ～２１ＲＬは、個別通路４１～４４にそれぞれ接続された減圧通路４６、４７、４８および４９を介して減圧通路５５に接続されている。減圧通路４６、４７、４８および４９の中途には、減圧制御弁５６、５７、５８および５９が設けられている。各減圧制御弁５６～５９は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。

　主通路４５は、中途に連通弁６０を有しており、この連通弁６０により個別通路４３および４４と接続される第１通路４５ａと、個別通路４１および４２と接続される第２通路４５ｂとに区分けされている。すなわち、第１通路４５ａは、個別通路４３および４４を介して後輪側のディスクブレーキユニット２１ＲＲおよび２１ＲＬに接続され、第２通路４５ｂは、個別通路４１および４２を介して前輪側のディスクブレーキユニット２１ＦＲおよび２１ＦＬに接続される。連通弁６０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。

　また、主通路４５には、マスタシリンダ３２と連通するマスタ配管３７に接続されるマスタ通路６１、レギュレータ３３と連通するレギュレータ配管３８に接続されるレギュレータ通路６２、およびアキュムレータ３５と連通するアキュムレータ配管３９に接続されるアキュムレータ通路６３が接続されている。より詳細には、マスタ通路６１は、主通路４５の第２通路４５ｂに接続されており、レギュレータ通路６２およびアキュムレータ通路６３は、主通路４５の第１通路４５ａに接続されている。さらに、減圧通路５５は、動力液圧源３０のリザーバ３４に接続される。

　マスタ通路６１は、中途にマスタ圧カット弁６４を有する。マスタ圧カット弁６４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。レギュレータ通路６２は、中途にレギュレータ圧カット弁６５を有する。レギュレータ圧カット弁６５も、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。また、アキュムレータ通路６３は、中途に増圧リニア制御弁６６を有し、アキュムレータ通路６３および主通路４５の第１通路４５ａは、減圧リニア制御弁６７を介して減圧通路５５に接続されている。

　増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。ここで、増圧リニア制御弁６６の出入口間の差圧は、アキュムレータ３５におけるブレーキオイルの圧力と主通路４５におけるブレーキオイルの圧力との差圧に対応し、減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧は、主通路４５におけるブレーキオイルの圧力と減圧通路５５におけるブレーキオイルの圧力との差圧に対応する。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力に応じた電磁駆動力をＦ１とし、スプリングの付勢力をＦ２とし、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧に応じた差圧作用力をＦ３とすると、Ｆ１＋Ｆ３＝Ｆ２という関係が成立する。したがって、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力を連続的に制御することにより、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧を制御することができる。

　なお、増圧リニア制御弁６６は上述のように常閉型電磁制御弁であることから、増圧リニア制御弁６６が非通電状態にある場合、主通路４５は、高圧液圧源としてのアキュムレータ３５から遮断されることになる。また、減圧リニア制御弁６７も上述のように常閉型電磁制御弁であることから、減圧リニア制御弁６７が非通電状態にある場合、主通路４５はリザーバ３４から遮断されることになる。この点で、主通路４５は、低圧液圧源としてのリザーバ３４にも接続されているともいえる。

　一方、マスタ通路６１には、マスタ圧カット弁６４よりも上流側において、シミュレータカット弁６８を介してストロークシミュレータ６９が接続されている。シミュレータカット弁６８は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。ストロークシミュレータ６９は、複数のピストンやスプリングを含むものであり、シミュレータカット弁６８の開放時にドライバーによるブレーキペダル２４の踏力に応じた反力を創出する。ストロークシミュレータ６９としては、ドライバーによるブレーキ操作のフィーリングを向上させるために、多段のバネ特性を有するものが採用されると好ましく、本実施形態のストロークシミュレータ６９は４段階のバネ特性を有する。

　上述のように構成された動力液圧源３０や液圧アクチュエータ４０は、制御手段としてのブレーキＥＣＵ７０により制御される。ブレーキＥＣＵ７０はＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、ハイブリッドＥＣＵ７と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ７からの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源３０のポンプ３６や、液圧アクチュエータ４０を構成する電磁制御弁５１～５４、５６～５９、６０、６４～６８を制御する。

　ブレーキＥＣＵ７０に接続されるセンサには、レギュレータ圧センサ７１、アキュムレータ圧センサ７２、および制御圧センサ７３が含まれる。レギュレータ圧センサ７１は、レギュレータ圧カット弁６５の上流側でレギュレータ通路６２内のブレーキオイルの圧力（レギュレータ圧）を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。アキュムレータ圧センサ７２は、増圧リニア制御弁６６の下流側でアキュムレータ通路６３内のブレーキオイルの圧力（アキュムレータ圧）を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。制御圧センサ７３は、主通路４５の第２通路４５ｂ内のブレーキオイルの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。各センサ７１～７３の検出値は、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。

　連通弁６０が開放されて主通路４５の第１通路４５ａと第２通路４５ｂとが互いに連通している場合、制御圧センサ７３の出力値は、増圧リニア制御弁６６の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁６７の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７が閉鎖されていると共に、連通弁６０が非通電状態にあって主通路４５の第１通路４５ａと第２通路４５ｂとが互いに分離されている場合、制御圧センサ７３の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。さらに、連通弁６０が開放されて主通路４５の第１通路４５ａと第２通路４５ｂとが互いに連通しており、各増圧保持弁５１～５４が開放される一方、各減圧制御弁５６～５９が閉鎖されている場合、制御圧センサの７３の出力値は、各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ～２１ＲＬのブレーキ圧（ホイールシリンダ圧）を示す。

　さらに、ブレーキＥＣＵ７０に接続されるセンサには、上述のブレーキストロークセンサ２５も含まれる。ブレーキストロークセンサ２５は、ブレーキペダル２４の操作量を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。ブレーキストロークセンサ２５の検出値も、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。なお、ブレーキストロークセンサ２５に加えて、ブレーキペダル２４の操作状態を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル２４が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチがブレーキＥＣＵ７０に接続されてもよい。

　上述のように構成されたブレーキ制御装置は、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。液圧ブレーキユニット２０は制動要求を受けて制動を開始する。制動要求は、例えば運転者がブレーキペダル２４を操作した場合など、車両に制動力を付与すべきときに生起される。制動要求を受けてブレーキＥＣＵ７０は要求制動力を演算し、要求制動力から回生による制動力を減じることにより液圧ブレーキユニット２０により発生させるべき制動力である要求液圧制動力を算出する。ここで、回生による制動力は、ハイブリッドＥＣＵからブレーキ制御装置に供給される。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、算出した要求液圧制動力に基づいて各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ～２１ＲＬの目標液圧を算出する。ブレーキＥＣＵ７０は、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁６６や減圧リニア制御弁６７に供給する制御電流の値を決定する。

　その結果、液圧ブレーキユニット２０においては、ブレーキフルードが動力液圧源３０から増圧リニア制御弁６６を介して各ディスクブレーキユニット２１のホイールシリンダに供給され、車輪に制動力が付与される。また、各ホイールシリンダからブレーキフルードが減圧リニア制御弁６７を介して必要に応じて排出され、車輪に付与される制動力が調整される。本実施形態においては、動力液圧源３０、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７等を含んでホイールシリンダ圧制御系統が構成されている。ホイールシリンダ圧制御系統によりいわゆるブレーキバイワイヤ方式の制動力制御が行われる。ホイールシリンダ圧制御系統は、マスタシリンダユニット２７からディスクブレーキユニット２１のホイールシリンダへのブレーキフルードの供給経路に並列に設けられている。

　このとき、ブレーキＥＣＵ７０は、レギュレータ圧カット弁６５を閉状態とし、レギュレータ３３から送出されるブレーキフルードがホイールシリンダへ供給されないようにする。さらにブレーキＥＣＵ７０は、マスタ圧カット弁６４を閉状態とするとともにシミュレータカット弁６８を開状態とする。これは、運転者によるブレーキペダル２４の操作に伴ってマスタシリンダ３２から送出されるブレーキフルードがディスクブレーキユニット２１のホイールシリンダではなくストロークシミュレータ６９へと供給されるようにするためである。ブレーキ回生協調制御中は、レギュレータ圧カット弁６５およびマスタ圧カット弁６４の上下流間には、回生制動力の大きさに対応する差圧が作用する。

　ところで、上述のハイブリッド車両のバッテリには、冬季に車両を長時間放置しておくなどしてバッテリの温度が低下すると、電気エネルギーの入出力量が大きく低下するという特性がある。この結果、バッテリ温度が上昇するまでの間、モータによる駆動力補助やエネルギー回収量が少なくなり燃費が低下してしまうので、バッテリ温度を速やかに上昇させることが望ましい。

　そこで、本実施形態では、バッテリが低温であるか否かを判定し、バッテリ低温状態が長時間継続する場合などに、バッテリ温度を速やかに上昇させて回生エネルギーの回収性能を確保する制御を実施する。

　図３は、図２のブレーキＥＣＵ７０のうち、本実施形態に係るバッテリ低温時の温度上昇制御に関与する部分の構成を示す機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

　低温判定部１２０は、バッテリ１２の温度が所定の温度範囲を下回っているとき、バッテリ低温フラグをＯＮに設定する。所定の温度範囲は、例えば、回生制動時に回生エネルギーの回収を一定時間以上続けられるバッテリ性能を発揮できる温度範囲であり、実験によりまたはバッテリの仕様に基づき決定される。バッテリ１２の低温温度判定は、バッテリ付近に設けた温度センサの検出値により行ってもよいが、本実施形態では、アキュムレータ圧測定部１２２によってアキュムレータ３５の圧力変化に基づき低温判定を行う。

　一般に、アキュムレータはスプール弁を採用している。このスプール弁は、長時間の圧力保持に弱いため、車両を動かさないまま長時間放置しておくと、アキュムレータ圧が０ＭＰａ付近にまで低下する現象（以下、「ゼロダウン」という）が発生する。このゼロダウンが生じているときは、バッテリ温度と、アキュムレータを有する動力液圧源３０とが同程度の温度となるまで車両が放置されていたと推定できる。これを利用して、アキュムレータ圧測定部１２２は、アキュムレータ圧が０ＭＰａ付近の所定圧Ｐ１よりも低いときに、バッテリの低温判定を行う。

　アキュムレータ圧測定部１２２は、車両の起動後にアキュムレータへの蓄圧が開始され、アキュムレータ圧がＰ１から第２の所定圧Ｐ２（例えば、ポンプ３６を駆動するモータ３６ａがオフになる１９．８８ＭＰａ）に到達するまでの時間ｔを計測する。この蓄圧時間ｔが所定時間Ｔ１よりも大きい場合、バッテリが低温であると判定する。これは、アキュムレータがバッテリ同様に低温である場合には、アキュムレータ内の窒素の圧力が低く、また作動液の粘度が高いのでポンプの汲み上げ能力が低下するために、アキュムレータ圧が所定圧Ｐ２に到達するまでの時間が、アキュムレータが通常温度範囲（例えば、バッテリが正常動作する所定の温度範囲）にある場合よりも時間がかかることを利用したものである。

　なお、低温判定部１２０を設ける代わりに、バッテリ自身の充放電状態を管理できるインテリジェントバッテリを採用することで、温度によらずバッテリが所望の性能を有しているか否かを判定してもよい。

　低温判定解除部１３０は、所定の条件に合致する場合に、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する。低温判定解除部１３０は、室温監視部１３２と加減速監視部１３４とを含む。

　室温監視部１３２は、図１に示す車室内温度を測定する室温センサ８２の測定値Ｘ（℃）を取得する。そして、測定値Ｘが所定温度Ｘ１以上である状態が、所定時間Ｔ２以上継続したときに、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する。
　一般に、ハイブリッド車のバッテリは後部座席の下方に搭載されており、排熱溝を通して車室内とつながっている。そのため、車室内温度が長時間常温を保っていればバッテリ温度も上昇すると判断できる。したがって、上記所定温度Ｘ１は常温、例えば２０℃に設定され、所定時間Ｔ２は車室内温度がＸ１であるときにバッテリが上記所定の温度範囲にまで上昇すると推定される時間を実験的に求めて設定する。

　加減速監視部１３４は、車両の加減速回数に基づきバッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する。加減速監視部１３４は、加減速カウント部１３６とカウント判定部１３８を含む。
　加減速カウント部１３６は、車両が所定速度Ｓ１（ｋｍ／ｈ）以上への加速と所定速度Ｓ２（ｋｍ／ｈ）以下への減速（但し、Ｓ２＜Ｓ１）を経験した回数をカウントする。

　カウント判定部１３８は、加減速カウント部１３６によるカウント数が第１の閾値Ｎ１に達したとき、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する。これは、車両が加減速を行うときに、バッテリ１２はモータ駆動のためにエネルギーを放出したり、または回生制動のためにエネルギーを回収したりを繰り返すために、バッテリ温度が上昇することを利用したものである。所定速度Ｓ１、Ｓ２および閾値Ｎ１は、バッテリが所定の温度範囲にまで上昇するのに要するエネルギーの放出量および回収量を考慮して、実験またはシミュレーションによって定められるのが好ましい。

　カウント判定部１３８は、ハイブリッドＥＣＵ７からの情報に基づき回生ブレーキユニットの作動／非作動を判定し、回生ブレーキユニットが非作動のときには、加減速カウント部１３６によるカウント数が第２の閾値Ｎ２（但し、Ｎ２＜Ｎ１）に達したとき、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定するように動作してもよい。これは、ブレーキの回生協調制御が実施されている場合には、バッテリ１２は協調制御未実施時よりも多くのエネルギーを回収しようと動作するので、より少ない加減速回数でバッテリが所定の温度範囲にまで上昇すると考えられるからである。閾値Ｎ２も、実験またはシミュレーションによって定められるのが好ましい。なお、回生協調制御の実施を判定せず、常に第１の閾値Ｎ１に基づき上記判定を行ってもよい。

　バッテリ温度上昇部１４０は、バッテリ低温フラグがＯＮの状態が車両始動時から所定時間Ｔ３以上継続しているとき、または極めて低温であると判断されるときに、車両の加速中に液圧ブレーキユニット２０により摩擦制動力を発生させて、モータの負荷を増大させる。これにより、バッテリからモータへの放電が発生しバッテリの温度が上昇する。

　図４は、低温判定部１２０によるバッテリの低温判定処理のフローチャートである。
　まず、アキュムレータ圧測定部１２２は、車両の起動後、例えばブレーキＥＣＵ７０の起動後から所定時間Ｔ０以内か否かを判定する（Ｓ１０）。Ｔ０以内の場合（Ｓ１０のＹ）、アキュムレータ圧が０ＭＰａ付近の所定圧Ｐ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１２）。アキュムレータ圧がＰ１よりも大きい場合（Ｓ１２のＮ）、アキュムレータ圧に基づく低温判定はできないので、バッテリ低温フラグをＯＦＦにする（Ｓ２４）。アキュムレータ圧がＰ１以下の場合（Ｓ１２のＹ）、タイマを開始する（Ｓ１４）。アキュムレータ圧が所定モータオフ圧Ｐ２に達するまで時間を計測し、Ｐ２に達したら（Ｓ１６のＹ）、タイマを停止する（Ｓ１８）。アキュムレータ圧測定部１２２は、タイマの時間ｔが所定時間Ｔ１よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０）。Ｔ１より大きい場合（Ｓ２０のＹ）、アキュムレータの昇圧時間が通常時よりも長いことに基づき、バッテリ低温フラグをＯＮに設定する（Ｓ２２）。Ｔ１以下の場合、（Ｓ２０のＮ）、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する。

　図４の処理によると、バッテリ温度を検出するセンサを備えなくても、アキュムレータ圧に基づきバッテリの低温判定をすることができる。また、ブレーキＥＣＵ内の通信のみで完結する処理であるため、ＣＡＮ（Car
Area Network）を経由しなくて済み、ブレーキＥＣＵのＲＯＭやＲＡＭを削減可能である。

　図５は、バッテリ低温フラグを解除する処理について説明する。この処理は、車両の走行中に所定の間隔で繰り返し実施される。
　室温監視部１３２は、バッテリ低温フラグがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ３０）。フラグがＯＮの場合、室温センサ８２の測定値に基づき、車室内温度がＸ１以上の状態が所定時間Ｔ２以上継続しているか否かを判定する（Ｓ３２）。所定時間Ｔ２以上継続していれば（Ｓ３２のＹ）、バッテリの温度が上昇していると推定し、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する。

　車両におけるバッテリとアキュムレータの搭載箇所は離れているため、図４に示した低温判定処理では正確な判定ができず、実際にはバッテリが低温ではない場合があり得る。そこで、図５の処理によって、室温の監視に基づきバッテリ温度が上昇していると推定されるときに、バッテリ低温フラグをＯＦＦにすることができる。

　図６は、バッテリ低温フラグを解除する別の処理のフローチャートである。この処理は、車両の走行中に所定の間隔で繰り返し実施される。
　加減速監視部１３４は、バッテリ低温フラグがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ４０）。フラグがＯＮであれば（Ｓ４０のＹ）、ハイブリッドＥＣＵ７からの情報に基づき、回生ブレーキユニットが作動中か、すなわち回生協調の実施中か否かを判定する（Ｓ４２）。回生協調を実施していなければ（Ｓ４２のＮ）、Ｓ４４に進む。回生協調の実施中であれば（Ｓ４２のＹ）、回生中フラグをＯＮに設定する（Ｓ６０）。

　続いて、加減速監視部１３４は、車速センサ８１の測定値に基づき、車速が所定速度Ｓ１以上であるか否かを判定する（Ｓ４４）。Ｓ１以上であれば（Ｓ４４のＹ）、加減速経験フラグをＯＮに設定する（Ｓ６２）。Ｓ１未満であれば（Ｓ４４のＮ）、加減速経験フラグがＯＮになっているか否かを判定する（Ｓ４６）。フラグがＯＮであれば（Ｓ４６のＹ）、さらに車速が所定速度Ｓ２以下であるか否かを判定する（Ｓ４８）。Ｓ２以下であれば（Ｓ４８のＹ）、加減速経験フラグをＯＦＦに設定する（Ｓ５０）。ここまでの処理で、加減速経験フラグはＯＮからＯＦＦに切りかわっている。つまり、車両はＳ１以上の加速とＳ２以下の減速とを一回ずつ繰り返したことを意味する。したがって、加減速監視部１３４は、加減速カウンタを１だけインクリメントする（Ｓ５２）。

　カウント判定部１３８は、回生中フラグがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ５４）。フラグがＯＦＦであれば（Ｓ５４のＮ）、加減速カウンタの値が閾値Ｎ１以上であるか否かを判定する（Ｓ５６）。カウンタがＮ１以上であれば（Ｓ５６のＹ）、バッテリ温度が所定の温度範囲まで上昇するのに十分な回数の加減速を経験したと判断し、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する（Ｓ５８）。Ｓ５４でフラグがＯＮであれば（Ｓ５４のＹ）、加減速カウンタの値が閾値Ｎ２以上（Ｎ２＜Ｎ１）であるか否かを判定する（Ｓ６４）。ブレーキの回生協調制御が実施されている場合には、バッテリ１２は協調制御未実施時よりも多くのエネルギーを回収しようと動作するので、より少ない加減速回数でバッテリが所定の温度範囲にまで上昇すると考えられるので、カウンタがＮ２以上であれば（Ｓ６４のＹ）、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する（Ｓ５８）。

　図７は、バッテリ温度を上昇させる処理のフローチャートである。この処理は、車両の走行中に所定の間隔で繰り返し実施される。
　バッテリ温度上昇部１４０は、バッテリ低温フラグがＯＮの状態が所定時間Ｔ３以上継続しているか否かを判定する（Ｓ８２）。Ｔ３以上継続している場合（Ｓ８２のＹ）、車両の加減速や車室内温度によってはバッテリ温度が所定の温度範囲にまで上昇していないと判断し、以下のバッテリを強制的に昇温させる制御に進む。別法として、車両が極めて低温の環境下にある場合に、以下の制御に進むようにしてもよい。

　バッテリ温度上昇部１４０は、車両が加速中であるか否かを車速センサ８１の測定値に基づき判定する（Ｓ８４）。加速中でない場合（Ｓ８４のＮ）、以下の処理を実行しない。加速中である場合（Ｓ８４のＹ）、液圧ブレーキユニット２０に対し、マスタ圧カット弁６４およびレギュレータ圧カット弁６５を閉弁するよう指示する（Ｓ８６）。そして、増圧リニア制御弁６６により、ディスクブレーキユニットのホイールシリンダを増圧する（Ｓ８８）。これにより、車両が加速中であるにもかかわらず、ブレーキパッドの引き摺りが発生し、モータの回転負荷が増大する。

　バッテリ温度上昇部１４０は、カウンタをインクリメントする（Ｓ９０）。そして、カウンタが閾値Ｎ３以上であるか否かを判定する（Ｓ９２）。Ｎ３未満の場合（Ｓ９２のＮ）、このルーチンを終了する。カウンタがＮ３以上の場合（Ｓ９２のＹ）、引き摺りによるモータ負荷の増大のために、バッテリからの放電量が増大してバッテリ温度が上昇したと判断し、液圧ブレーキユニット２０に対し、マスタ圧カット弁６４およびレギュレータ圧カット弁６５を開弁し（Ｓ９４）、増圧リニア制御弁による増圧を停止するように指示する。そして、バッテリ低温フラグをＯＦＦに設定する（Ｓ９６）。これにより、バッテリのエネルギー回収性能が回復し燃費が向上するとともに、ブレーキパッドの温度も上昇するためブレーキフィーリングも改善される。

　なお、図７の処理では、車両の加速中に引き摺りが発生するために所望の加速度が得られないおそれがある。そこで、図７の処理を実行する際には、車両の駆動力の指令を引き摺りによる低下分を見越して若干量増大させるようにしてもよい。

　図７では、液圧ブレーキユニット２０により摩擦制動力を発生させることで、モータに負荷を与えてバッテリ温度を上昇させることを述べた。この制御は常に行ってもよいが、車両がモータにより駆動されているときに行うとより効果的である。そこで、バッテリ温度上昇部１４０は、図７のＳ８２の前に、車両がモータで駆動されているかまたはエンジンで駆動されているかを判定するステップを実施してもよい。車両がモータのみ、若しくはエンジンとモータの両方を使って駆動されている場合は、Ｓ８２以下の処理を実施する。車両がエンジンのみで駆動されている場合には、回生ブレーキユニットで回生制動力を発生させ、バッテリへ回生エネルギーを付与することで、バッテリの温度を上昇させる。

　以上説明したように、本実施形態によれば、バッテリが低温であるとき、車両の加速中に摩擦制動力を発生させることで、モータの負荷を増大させる。その結果、バッテリからモータに対して、摩擦制動力のない場合よりも大きな電気エネルギーが放出されるので、バッテリの温度を速やかに上昇させることができる。

　以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組合せ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

　本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

　２　エンジン、　７　ハイブリッドＥＣＵ、　１２　バッテリ、　２０　液圧ブレーキユニット、　２１　ディスクブレーキユニット、　３５　アキュムレータ、　６４　マスタ圧カット弁、　６５　レギュレータ圧カット弁、　６６　増圧リニア制御弁、　７２　アキュムレータ圧センサ、　８１　車速センサ、　８２　室温センサ、　１００　車両、　１２０　低温判定部、　１２２　アキュムレータ圧測定部、　１３０　低温判定解除部、　１３２　室温監視部、　１３４　加減速監視部、　１３６　加減速カウント部、　１３８　カウント判定部、　１４０　バッテリ温度上昇部。

Claims (4)

1. 　車輪を駆動するエンジンと、
   　車両の各車輪にそれぞれ設けられるホイールシリンダに作動液を供給して摩擦部材を車輪に押し付けることで摩擦制動力を発生させる摩擦制動手段と、
   　車輪を駆動する回転電機への電力回生によって回生制動力を発生させる回生制動手段と、
   　ドライバーからの制動要求に応じて前記摩擦制動手段と前記回生制動手段による制動力の配分比率を制御する回生協調制御手段と、
   　前記回転電機からの電力を回収するバッテリと、
   　前記バッテリの温度が所定の温度範囲を下回っているとき、バッテリ低温と判定する低温判定手段と、
   　前記低温判定手段によりバッテリ低温と判定されたとき、前記回転電機または前記エンジンによる車両の加速中に前記摩擦制動手段および前記回生制動手段の少なくとも一方により車両に制動力を発生させて前記回転電機の負荷を増大させるバッテリ温度上昇手段と、
   　を備えることを特徴とするブレーキ制御装置。
2. 　前記摩擦制動手段は、ポンプ駆動によって前記ホイールシリンダに供給される作動液を昇圧するアキュムレータと、前記アキュムレータの圧力を測定するアキュムレータ圧測定手段と、を含み、
   　前記低温判定手段は、前記ポンプによって所定圧まで前記アキュムレータが昇圧されるために要した時間が、該アキュムレータが前記所定の温度範囲にあるときの昇圧時間よりも長い場合に、バッテリ低温と判定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. 　前記低温判定手段によるバッテリ低温の判定を解除する低温判定解除手段をさらに備え、
   　前記低温判定解除手段は、
   　車両が加速および減速を経験した回数をカウントする加減速カウント手段と、
   　前記回生制動手段の非作動時には、カウント数が第１の閾値に達したときバッテリ低温の判定を解除し、前記回生制動手段の作動時には、前記カウント数が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に達したときバッテリ低温の判定を解除するカウント判定手段と、
   　を有することを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ制御装置。
4. 　前記低温判定手段によるバッテリ低温の判定を解除する低温判定解除手段をさらに備え、
   　前記低温判定解除手段は、
   　車室内温度を測定する温度測定手段と、
   　前記車室内温度が所定値以上である状態が、前記バッテリが前記所定の温度範囲にまで上昇すると推定される所定の時間以上継続したときにバッテリ低温の判定を解除する室温監視手段と、
   　を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のブレーキ制御装置

Images