JP5589978B2 - ブレーキ制御システム - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ制御システムに関する。

車両減速時に回生ブレーキと機械的ブレーキとを併用可能なシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、バッテリの残容量（ＳＯＣ）等によって回生ブレーキによる発電電力（回生電力または回生量ともいう。）は変化する。そして、ブレーキペダルを踏み込んでからすぐに機械的ブレーキが作動すると、回生ブレーキにより得られる電力量（発電電力量または回生電力量ともいう。）が小さくなる虞がある。すなわち、回生効率が低下する虞がある。また、発電電力量が変化すると、ブレーキペダルの踏込量（ストローク）や踏み込む力が同一であっても、車両の減速加速度（減速Ｇともいう。）が変化するため、ドライバーが違和感を覚える虞がある。

特開２００１−０６３５４０号公報 特開２００３−２８４２０２号公報 特開２００８−０３０５９９号公報 特開２００７−５００１０４号公報 特開２０１０−２０２１８８号公報 特開２００６−２７３２１８号公報

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回生ブレーキの回生効率をより高めることにある。

上記課題を達成するために本発明によるブレーキ制御システムは、
車両の運動エネルギを利用して発電を行う回生ブレーキと、
車両の運動エネルギを熱エネルギに変換する機械的ブレーキと、
ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動する前に前記回生ブレーキを作動させ、前記回生ブレーキの発電負荷が大きいほど、ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を大きくし且つ前記回生ブレーキの発電電圧を低くする制御手段と、
を備える。

すなわち、機械的ブレーキが作動する前に、回生ブレーキが作動させている。そうすると、機械的ブレーキにより運動エネルギが減少する前に、回生ブレーキにより発電を行うことができるため、回生電力量を増加させることができる。また、回生ブレーキの発電負荷が大きいほど、ブレーキペダルを踏み込んでから機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を大きくすることで、発電負荷が大きいほど、回生電力量をより増加させることができる。このようにして、回生ブレーキの回生効率を高めることができる。

ここで、発電負荷によって回生量が変化し、回生量によってブレーキペダルの踏込量と車両の減速Ｇとの関係が変化し得る。たとえば、回生量が大きくなるほど、制動力が大きくなるため、車両の減速Ｇが大きくなり得る。これに対し、ブレーキペダルを踏み込んでから機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を調整することで、制動力を調整することができるので、ブレーキペダルの踏込量と車両の減速Ｇとの関係が変化することを抑制できる。すなわち、発電負荷または回生量が変化しても、減速Ｇが変化することを抑制できる。

ところで、発電負荷は、バッテリＳＯＣ等によって変化する。このため、回生電力もバッテリＳＯＣ等によって変化する。そうすると、ブレーキペダルの踏込量や踏み込む力が同じであっても、発電負荷に応じて回生電力が変化するため、減速Ｇが変化する虞がある。これに対し、回生ブレーキの発電負荷が大きいほど、回生ブレーキの発電電圧を高くすることで、減速Ｇが変化することを抑制できる。

例えば、バッテリＳＯＣが小さくなるほど、また、充電電圧が高いほど、バッテリの充電電力（バッテリの受入性）は大きくなるため、発電負荷が大きくなる。すなわち、回生電力が大きくなり得る。これに対し、発電電圧を低くすることにより、回生電力が大きくなることを抑制できる。すなわち、ブレーキペダルの踏込量や踏み込む力と、回生電力との関係が変化することを抑制できる。これにより、ブレーキペダルの踏込量や踏み込む力に対して減速Ｇが変化することを抑制できる。このため、回生効率を高めつつ、運転者が違和感を覚えることを抑制できる。

本発明においては、前記制御手段は、前記ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を、バッテリの残容量とバッテリからの放電量とに応じて設定することができる。

バッテリからの放電量は、バッテリに接続されている電気負荷により消費される電力（消費電力）としもよい。ここで、バッテリＳＯＣとバッテリからの放電量とに応じて回生ブレーキの発電負荷が変化する。すなわち、バッテリＳＯＣとバッテリからの放電量とに応じて減速Ｇが変化し得る。これに対して、ブレーキペダルを踏み込んでから機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を変更することで、回生電力を変化させることができるため、減速Ｇが変化することを抑制できる。

たとえば、バッテリＳＯＣが小さいほど、また、バッテリからの放電量が大きいほど、発電負荷が大きくなるため、ブレーキペダルを踏み込んでから機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を大きくしてもよい。また、バッテリＳＯＣが大きいほど、また、バッテリからの放電量が小さいほど、発電負荷が小さくなるため、ブレーキペダルを踏み込んでから機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を小さくしてもよい。

本発明においては、前記制御手段は、前記ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を、前記バッテリの状態に応じて補正することができる。

バッテリの状態とは、たとえばバッテリの充電電力（バッテリの受入性）に影響を与えるバッテリの温度またはバッテリの劣化の度合いである。ここで、バッテリの受入性が変化すると、回生ブレーキの発電負荷が変化する。したがって、バッテリの状態によっては、ブレーキペダルの踏込量や踏み込む力が同じであっても、減速Ｇが異なる場合がある。これに対し、バッテリの状態に応じてブレーキペダルを踏み込んでから機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を補正することで、減速Ｇが変化することを抑
制できる。

本発明においては、前記制御手段は、前記発電負荷を、バッテリの充電電圧及び充電電流に応じて補正することができる。

ここで、発電負荷は、バッテリの内部抵抗やバッテリからの放電量によって変化する。そして、バッテリの内部抵抗は、バッテリＳＯＣに応じて変化する。このため、バッテリＳＯＣを考慮して、ブレーキペダルを踏み込んでから機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を設定すれば、減速Ｇが変化することを抑制できる。

ところで、バッテリを交換したときには、バッテリの内部抵抗が変化し、バッテリの受入性が変化するため、回生量が変化する。したがって、ブレーキペダルの踏込量や踏み込む力と減速Ｇとの関係も変化し得る。これに対し、バッテリの充電電圧及び充電電流に基づいて、バッテリの内部抵抗を算出することができる。すなわち、バッテリの充電電圧及び充電電流に基づいて、バッテリの内部抵抗を算出し、このバッテリの内部抵抗に基づいて発電負荷を補正すれば、回生量が変化することを抑制できる。

本発明においては、前記制御手段は、前記回生ブレーキを作動させるときに、発電電力を徐々に増加させることができる。

すなわち、発電電力を急激に変化させると、車両の運転者が違和感を覚える虞がある。これ対して、発電電力を徐々に増加させることで、制動力が徐々に増加するため、運転者が違和感を覚えることを抑制できる。

本発明によれば、回生ブレーキの回生効率をより高めることができる。

実施例に係る車両の概略構成を示す図である。 オルタネータおよび電気系回路の概略構成を示す図である。 調整部を移動させてブレーキペダルの遊びを変化させたときの図である。 ブレーキペダルの踏込量と車両の減速加速度（減速Ｇ）との関係を示した図である。 回生量によってブレーキペダルの遊びを調整したときのブレーキペダルの踏込量と車両の減速加速度（減速Ｇ）との関係を示した図である。 ブレーキペダルの踏込量と車両の減速加速度（減速Ｇ）との関係を示した図である。 図６の二点鎖線に対応するブレーキペダルの踏込量と回生電力（回生量）との関係を示した図である。 ブレーキペダルの踏込量と発電電圧との関係を示した図である。 バッテリＳＯＣ等によって減速Ｇが変化するときの、ブレーキペダルの踏込量と車両の減速加速度（減速Ｇ）との関係を示した図である。 バッテリＳＯＣ、放電量、ブレーキペダルの遊びの推移を示したタイムチャートである。 指示回生量と、実回生量と、の推移を示したタイムチャートである。

以下、本発明に係るブレーキ制御システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る車両１００の概略構成を示す図である。図１において、車両１００には、原動機としての内燃機関１が搭載されている。内燃機関１の出力軸はトランスミッション２の入力軸に連結されている。トランスミッション２の出力軸はプロペラシャフト３を介してデファレンシャルギア４に連結されている。デファレンシャルギア４には、二本のドライブシャフト５が接続され、ドライブシャフト５は左右の駆動輪６にそれぞれ接続されている。前記したトランスミッション２としては、トルクコンバータまたはクラッチ機構と、変速比を段階的または無段階に変更する変速機構と、を組み合わせたものを例示することができる。

内燃機関１から出力された動力（出力軸の回転トルク）は、トランスミッション２により速度変換された後にプロペラシャフト３に伝達され、次いでデファレンシャルギア４により減速された後にドライブシャフト５及び駆動輪６に伝達される。

内燃機関１には、オルタネータ１０１が設けられている。オルタネータ１０１には、電気系回路１０２が接続されている。ここで、図２は、オルタネータ１０１および電気系回路１０２の概略構成を示す図である。

オルタネータ１０１は、内燃機関１の出力軸（または、該出力に連動して回転する部材）とプーリやベルトなどを介して連結され、出力軸の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機である。詳細には、オルタネータ１０１は、三相の捲線を有するステータコイルと、ロータに巻回されたフィールドコイルと、ステータコイルに発生した交流電流を直流電流に整流する整流器と、フィールドコイルに対する界磁電流（フィールド電流）の通電（オン）と非通電（オフ）を切り換えるレギュレータ１１０と、を具備する三相交流発電機である。このように構成されたオルタネータ１０１は、フィールドコイルに界磁電流（フィールド電流）が通電されたときに、ステータコイルに誘起電流（三相交流電流）を発生させ、発生した三相交流電流を直流電流に整流して出力する。なお、オルタネータ１０１は、回生ブレーキとして利用される。すなわち、オルタネータ１０１で発電を行うことにより、車両１００を減速させることができる。そして、本実施例ではオルタネータ１０１が、本発明における回生ブレーキに相当する。

電気系回路１０２は、高電圧（たとえば、４３．５Ｖ程度）の電気を入出力可能な回路であり、バッテリ１１１や電気負荷１１２が並列に接続された回路である。電気負荷１１２は、たとえば、内燃機関１の潤滑油を加熱するためのオイルヒータ、内燃機関１の冷却水を加熱するための冷却水ヒータ、電気加熱式触媒、内燃機関１の吸気を加熱するための吸気ヒータ、内燃機関１の燃料または吸気を加熱するグロープラグ、或いはモータアシスト式のターボチャージャ（以下、モータアシストターボという。）などである。オイルヒータは、電力を供給することで発熱して潤滑油の温度を上昇させる。冷却水ヒータは、電力を供給することで発熱して冷却水の温度を上昇させる。吸気ヒータは、電力を供給することで発熱して吸気の温度を上昇させる。また、グロープラグは、電力を供給することで発熱して吸気または燃料の温度を上昇させる。また、モータアシストターボは、電力を供給することで過給を行う。そして、電気加熱式触媒は、電力を供給することで発熱して触媒の温度を上昇させる。

なお、図２には、高電圧回路のみを示しているが、高電圧回路と並列に低電圧回路を備えることもできる。そして、オルタネータ１０１での発電電圧を調整して、各回路に電力を供給してもよい。

また、車両１００には、機械的ブレーキ２００が備わる。機械的ブレーキ２００には、たとえばディスクブレーキを採用することができる。機械的ブレーキ２００は、摩擦によ
り、車両１００の運動エネルギを熱エネルギに変換する。機械的ブレーキ２００は、マスターシリンダ２０１、ブレーキキャリパ２０２、ブレーキロータ２０３を備えて構成されている。マスターシリンダ２０１にはオイル（ブレーキフルード）が蓄えられており、該マスターシリンダ２０１は、車両１００の運転者がブレーキペダル２０４を踏み込んだ力を、油圧に変換する。ブレーキキャリパ２０２は、ブレーキパッドを備えており、該ブレーキパッドをブレーキロータ２０３へ押し付ける。また、ブレーキロータ２０３は、ドライブシャフト５と一体となって回転する。

そして、ブレーキペダル２０４を踏み込むと、回転軸２０５を中心としてブレーキペダル２０４が回動する。ブレーキペダル２０４に固定されている作用部２０６が、ピストン２０７に設けられている調整部２０８を押すことにより、ピストン２０７がマスターシリンダ２０１内のオイルの圧力を上昇させる。このオイルの圧力は、ブレーキライン２０９を伝わって、ブレーキキャリパ２０２へ到達する。ブレーキキャリパ２０２では、油圧によりピストンが押し出され、該ピストンがブレーキパッドをブレーキロータ２０３へ押し付ける。そして、ブレーキパッドとブレーキロータ２０３との摩擦により熱が発生する。

そして、本実施例では、調整部２０８の位置を変更することにより、ブレーキペダル２０４の踏込量が０のときから、作用部２０６が調整部２０８へ到達するまでの、ブレーキペダル２０４の踏込量を変更することができる。ここで、ブレーキペダル２０４を踏み込んでいないときには、作用部２０６と調整部２０８とは離れている。そして、ブレーキペダル２０４の踏込量が所定量以上となると、作用部２０６と調整部２０８とが接触し、作用部２０６が調整部２０８を押す。すなわち、ブレーキペダル２０４を所定量以上踏み込まなければ、機械的ブレーキ２００が作動しない。この所定量を、ブレーキペダル２０４の「遊び」と称している。そして、調整部２０８の位置を調整することにより、ブレーキペダル２０４の遊びを調整することができる。

なお、本実施例では、ディスクブレーキを採用しているが、摩擦により運動エネルギを熱エネルギに変換する他のブレーキ（例えば、ドラムブレーキ）を採用することもできる。また、本実施例では、油圧を用いているが、他の液体または気体の圧力（例えば水圧、空気圧）等を用いることもできる。

ここで図１に戻り、車両１００には、内燃機関１、トランスミッション２、オルタネータ１０１、電気系回路１０２、及び調整部２０８を電気的に制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ２０が併設されている。なお、図１においては、ＥＣＵ２０は一つであるが、内燃機関１を制御するためのＥＣＵとトランスミッション２を制御するためのＥＣＵと電気系回路１０２を制御するためのＥＣＵとに分割されていてもよい。

ＥＣＵ２０には、アクセルポジションセンサ２１、ブレーキセンサ２３、クランクポジションセンサ２４、車速センサ２５等の各種センサの出力信号が入力されるようになっている。また、ＥＣＵ２０には、バッテリ１１１の放電電圧も入力されるようになっている。

アクセルポジションセンサ２１は、アクセルペダルの操作量（踏み込み量）に応じた電気信号を出力するセンサである。ブレーキセンサ２３は、ブレーキペダル２０４の操作量（踏み込み量）に応じた電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ２４は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に応じた電気信号を出力するセンサである。車速センサ２５は、車両１００の走行速度に応じた電気信号を出力するセンサである。

ＥＣＵ２０は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、内燃機関１、トランスミッ
ション２、電気系回路１０２などを制御する。

ＥＣＵ２０は、レギュレータ１１０のオン／オフをデューティ制御することにより、オルタネータ１０１の発電電圧を変更する。たとえば、ＥＣＵ２０は、オルタネータ１０１の発電電圧を高める場合は、レギュレータ１１０のオン時間が長く（オフ時間が短く）なるようにデューティ比を決定する。オルタネータ１０１の発電電圧を低める場合は、ＥＣＵ２０は、レギュレータ１１０のオン時間が短く（オフ時間が長く）なるようにデューティ比を決定する。ＥＣＵ２０は、オルタネータ１０１の実際の発電電圧をセンシングし、実際の発電電圧と目標発電電圧との差に応じてデューティ比のフィードバック制御も行う。

また、車両１００が減速走行状態にあるとき（たとえば、車速が零より大きく且つアクセルペダルの操作量が零であるとき）は、駆動輪６の運動エネルギがドライブシャフト５、デファレンシャルギア４、プロペラシャフト３、トランスミッション２、及び内燃機関１を介してオルタネータ１０１へ伝達される。つまり、オルタネータ１０１のロータが駆動輪６に連動して回転する。その際、オルタネータ１０１にフィールド電流が印加されれば、駆動輪６の運動エネルギを電気エネルギに変換（回生）することができる。

そして、ＥＣＵ２０は、発電負荷に応じて、ブレーキペダル２０４の遊びを変化させている。これは、回生による発電電力（回生量）に応じて、ブレーキペダル２０４の遊びを変化させるともいえる。図３は、調整部２０８を移動させてブレーキペダル２０４の遊びを変化させたときの図である。移動前の調整部２０８ａと、移動後の調整部２０８ｂと、を夫々示している。調整部２０８は、ピストン２０７の進退方向に移動することで、ブレーキペダル２０４を踏み込んでいないときの作用部２０６との距離が変化する。

ここで、図４は、ブレーキペダル２０４の踏込量と車両１００の減速Ｇとの関係を示した図である。ブレーキペダル２０４の踏込量は、ブレーキペダル２０４を踏み込む力またはブレーキペダル２０４のストロークとしてもよい（以下同じ）。実線は、機械的ブレーキ２００のみにより得られる減速Ｇを示し、一点鎖線は回生ブレーキ及び機械的ブレーキ２００により得られる減速Ｇを示している。Ａで示される踏込量において、回生ブレーキが作動する。これにより減速Ｇが増加する。そして、Ｂで示される踏込量において、作用部２０６が調整部２０８に当たり、回生ブレーキに加えて機械的ブレーキ２００が作動する。

このように、踏込量がＡからＢの区間では、回生ブレーキのみが作動するため、車両１００の減速により得られるエネルギのすべてを発電に利用することができる。すなわち、図４のハッチングで示される領域において得られるエネルギをすべて発電に利用することができる。なお、Ａで示される踏込量は、ＥＣＵ２０が回生を開始させる時期を変更することで調整可能である。また、Ｂで示される踏込量は、ＥＣＵ２０が調整部２０８の位置を変更することでブレーキペダル２０４の遊びを変更することにより調整可能である。このように、機械的ブレーキ２００が作動する前に、回生ブレーキを作動させることにより、発電電力量を増加させることができる。なお、ブレーキペダル２０４の踏込量が、Ｂで示される踏込量よりも大きくなった後は、機械的ブレーキ２００による制動力が大きくなるので、これに合わせて、回生ブレーキによる制動力を調整する。ブレーキペダル２０４の踏込量と、回生量と、の関係は、調整部２０８の位置に応じて予め実験等により求めてＥＣＵ２０に記憶させておいてもよい。

なお、ブレーキペダル２０４の踏込量または踏み込む力と、減速Ｇと、の関係が、回生量によって変化するため、回生量に応じて、ブレーキペダル２０４の遊びを調整してもよい。この回生量は、発電負荷によって変わる。すなわち、発電負荷が大きくなるほど、回
生量が大きくなる。ここで、バッテリＳＯＣが小さくなるほど、また、電気負荷１１２の消費電力（以下、単に「電気負荷」ともいう。）が大きくなるほど、発電負荷が大きくなり、回生量（発電電力）が大きくなる。

図５は、回生量によってブレーキペダル２０４の遊びを調整したときのブレーキペダル２０４の踏込量と車両１００の減速加速度（減速Ｇ）との関係を示した図である。「回生量小」で示される実線は、回生量が比較的小さいときにおいて、機械的ブレーキ２００のみにより得られる減速Ｇを示している。「回生量中」で示される実線は、回生量が中程度のときにおいて、機械的ブレーキ２００のみにより得られる減速Ｇを示している。「回生量大」で示される実線は、回生量が比較的大きいときにおいて、機械的ブレーキ２００のみにより得られる減速Ｇを示している。なお、回生量小、回生量中、回生量大で示される実線は、代表的な値を示しており、実際には回生量に応じて遊びの大きさを無段階に変更してもよい。

たとえば、バッテリＳＯＣが大きな場合や電気負荷が小さな場合には、発電負荷が小さいために回生量が小さい。このため、ブレーキペダル２０４の踏込量がより小さいときに、機械的ブレーキ２００が作動するようにしている。すなわち、回生量が小さいほど、ブレーキペダル２０４の遊びを小さくする。このように、回生量に応じてブレーキペダル２０４の遊びを小さくすることで、回生量が変化したときに、減速Ｇが変化することを抑制できる。そして、機械的ブレーキ２００の遊びを変化させることにより、機械的ブレーキ２００による制動力を変化させることができる。

ところで、図４，５におけるＡで示される踏込量において、減速Ｇが急激に大きくなると、車両１００の運転者が違和感を覚える虞がある。そこで、ブレーキペダル２０４の踏込量をブレーキセンサ２３により検出し、該踏込量に応じて回生電力を増加させてもよい。

図６は、ブレーキペダル２０４の踏込量と車両１００の減速加速度（減速Ｇ）との関係を示した図である。実線は、機械的ブレーキ２００のみにより得られる減速Ｇを示し、一点鎖線は、前記したように回生ブレーキ及び機械的ブレーキ２００により得られる減速Ｇを示し、二点鎖線は、回生電力を徐々に増加させたときの回生ブレーキ及び機械的ブレーキ２００により得られる減速Ｇを示している。

また、図７は、図６の二点鎖線に対応するブレーキペダル２０４の踏込量と回生電力（回生量）との関係を示した図である。

このように、Ａで示される踏込量からブレーキペダル２０４の踏込量に応じて回生電力を徐々に増加させることにより、減速Ｇが滑らかに増加する。これにより、車両の運転者が違和感を覚えることを抑制できる。

ところで、通常のオルタネータ１０１の制御では、オルタネータ１０１での発電電圧を調整することにより発電の制御を行うことが多い。この場合には、ブレーキペダル２０４の踏込量または踏み込む力によって発電電圧を変更することが望ましい。しかし、回生ブレーキの発電負荷は、バッテリＳＯＣ等によって変化する。このため、回生電力もバッテリＳＯＣ等によって変化する。そうすると、ブレーキペダル２０４の踏込量や踏み込む力が同じであっても、発電負荷に応じて回生電力が変化するため、減速Ｇが変化する虞がある。これに対し、回生ブレーキの発電負荷が大きいほど、回生ブレーキの発電電圧を高くすることで、ブレーキペダル２０４の踏込量または踏み込む力と、回生電力と、の関係が変化することを抑制できる。したがって、減速Ｇが変化することを抑制できる。

例えば、バッテリＳＯＣが小さいほど、また、充電電圧が高いほど、バッテリ１１１の充電電力（バッテリの受入性）は大きくなるため、発電負荷が大きくなる。すなわち、発電電力が大きくなり得る。これに対し、発電電圧を低くすることにより、発電電力が大きくなることを抑制できる。すなわち、ブレーキペダルの踏込量や踏み込む力と、発電電力と、の関係が変化することを抑制できる。これにより、ブレーキペダルの踏込量や踏み込む力に対して減速Ｇが変化することを抑制できるため、運転者が違和感を覚えることを抑制できる。

図８は、ブレーキペダル２０４の踏込量と発電電圧との関係を示した図である。「ＳＯＣ大」は、バッテリＳＯＣが比較的大きいときを示し、「ＳＯＣ中」は、バッテリＳＯＣが中程度のときを示し、「ＳＯＣ小」は、バッテリＳＯＣが比較的小さいときを示している。なお、ＳＯＣ大、ＳＯＣ中、ＳＯＣ小で示される実線は、代表的な値を示しており、実際にはバッテリＳＯＣに応じて発電電圧を無段階に変更してもよい。

このように、ブレーキペダル２０４の踏込量に応じて発電電圧を徐々に大きくし、且つ、バッテリＳＯＣが大きいほど、発電電圧を高くする。これにより、ブレーキペダル２０４の踏込量に対する回生電力を一定に維持することができるため、ブレーキペダル２０４の踏込量に対する減速Ｇを一定にすることができる。

なお、本実施例においては、ブレーキペダル２０４を踏み込んでから機械的ブレーキ２００が作動する前に回生ブレーキを作動させ、回生ブレーキの発電負荷が大きいほど、ブレーキペダル２０４を踏み込んでから機械的ブレーキ２００が作動するまでの該ブレーキペダル２０４の踏込量を大きくし且つ回生ブレーキの発電電圧を低くするＥＣＵ２０が、本発明における制御手段に相当する。

以上説明したように本実施例によれば、機械的ブレーキ２００が作動する前に、回生ブレーキを作動させることにより、回生電力量をより増加させることができる。これにより、回生効率を向上させることができる。また、ブレーキペダル２０４の遊びを調整することにより、回生量が変化した場合であっても減速Ｇが変化することを抑制できる。また、ブレーキペダル２０４の踏込量に応じて回生量を徐々に増加させることで、急激な減速を抑制できる。さらに、バッテリＳＯＣ等の発電負荷に応じて発電電圧を調整することにより、ブレーキペダル２０４の踏込量と回生電力との関係を一定にすることができるため、減速Ｇが一定となるように制御できる。

＜実施例２＞
本実施例では、ブレーキペダル２０４の遊びの調整について説明する。ここで、回生量が変化した場合には、減速Ｇが変化することが考えられるため、これに合わせて機械的ブレーキ２００の遊びを調整する。回生量が変化する原因としては、バッテリＳＯＣまたはバッテリ１１１からの放電量が考えられる。

図９は、バッテリＳＯＣ等によって減速Ｇが変化するときの、ブレーキペダル２０４の踏込量と車両１００の減速加速度（減速Ｇ）との関係を示した図である。実線は、機械的ブレーキ２００のみにより得られる減速Ｇを示し、一点鎖線は回生ブレーキ及び機械的ブレーキ２００により得られる減速Ｇであって回生量が比較的大きいときを示し、二点鎖線は、回生ブレーキ及び機械的ブレーキ２００により得られる減速Ｇであって回生量が比較的小さいときを示している。

回生量が比較的大きいときとは、バッテリＳＯＣが比較的小さく、充電中の電力消費量が比較的多いときである。また、回生量が比較的小さいときとは、バッテリＳＯＣが比較的大きく、充電中の電力消費量が比較的少ないときである。

このように、ＳＯＣや充電中の電力消費量によって減速Ｇが変化すると、車両１００の運転者が違和感を覚える虞がある。

そこで、バッテリＳＯＣまたはバッテリ１１１からの放電量を考慮して、車両１００の運転者がブレーキペダル２０４を踏む前に遊び量を決定しておく。これにより、踏込量に対して減速Ｇが変化することを抑制できる。

ここで、オルタネータ１０１の発電電力（回生量）Ｗは、以下の数式（１）により演算することができる。
Ｗ＝（Ｖａｌｔ^２−Ｖｂａ＊Ｖａｌｔ）／｛Ｒ１＋（Ｒ２＊Ｒ３）／（Ｒ２＋Ｒ３）｝・・・（１）
ただし、Ｖａｌｔはオルタネータ１０１の発電電圧を示し、Ｖｂａはバッテリの定格電圧を示し、Ｒ１はオルタネータ１０１からバッテリ１１１に至る電気配線の抵抗の大きさを示し、Ｒ２はバッテリＳＯＣをパラメータとして特定される内部抵抗の大きさを示し、Ｒ３は電気負荷１１２の消費電力を抵抗値に換算した値を示す。

このように、発電電力は、バッテリ１１１の内部抵抗や充填中の電力消費量（放電量）によって変化するため、これらの値を考慮してブレーキペダル２０４の遊びを決定すればよい。

図１０は、バッテリＳＯＣ、放電量、ブレーキペダル２０４の遊びの推移を示したタイムチャートである。Ｃで示される時点において電気負荷１１２の消費電力が増加し（放電量が増加し）、Ｄで示される時点においてブレーキペダル２０４が踏み込まれる。そして、本実施例では、ブレーキペダル２０４が実際に踏み込まれる前から、ブレーキペダル２０４の遊びを調整している。

電気負荷は、たとえば電気加熱式触媒、モータアシストターボ、吸気ヒータ、またはグロープラグ等である。これらの装置を作動させることにより、放電量が増加してバッテリＳＯＣが減少する。

そして、Ｃ以前の時間では、放電量が低いため、バッテリＳＯＣが徐々に減少する。これに合わせて、ブレーキペダル２０４の遊びを徐々に大きくしている。このときには、まだブレーキペダル２０４が踏み込まれていないため、回生は行われていない。

また、ＣからＤまでの時間では、電気負荷１１２により放電量が大きくなる。これに従ってバッテリＳＯＣが減少するため、ブレーキペダル２０４の遊びが大きくされる。さらに、Ｄ以後の時間においても電気負荷により放電量が大きい。そして、ブレーキペダル２０４が実際に踏み込まれることにより、回生が行われてバッテリＳＯＣが増加する。このときには、ブレーキペダル２０４の遊びは一定にされる。

なお、バッテリＳＯＣ、放電量、ブレーキペダル２０４の遊びの関係を予めマップ化しておき、該マップから遊びを求めてもよい。そして、バッテリＳＯＣが小さくなるほど、また、放電量が大きくなるほど、ブレーキペダル２０４の遊びを大きくする。これらの関係は、実験またはシミュレーションにより求めてもよい。

このように、バッテリＳＯＣや電気負荷１１２の消費電力を考慮してブレーキペダル２０４の遊びを決定することで、回生量に応じた遊びを設定することができる。これにより、減速Ｇが変化することを抑制できる。なお、本実施例においてはブレーキペダル２０４を踏み込んでから機械的ブレーキ２００が作動するまでの該ブレーキペダル２０４の踏込
量（遊び）を、バッテリ１１１の残容量とバッテリ１１１からの放電量とに応じて設定するＥＣＵ２０が、本発明における制御手段に相当する。

＜実施例３＞
前述のように、バッテリＳＯＣに応じてオルタネータ１０１の発電負荷が変化する。また、電気負荷１１２の作動状況に応じてもオルタネータ１０１の発電負荷が変化する。さらに、発電電圧によってオルタネータ１０１の発電効率が変わる。

バッテリ１１１においては充電電圧に幅があり、バッテリ１１１において充電電圧が大きくなるほど、充電電力が大きくなる。また、バッテリ１１１の充電電力（バッテリ受入性）は、バッテリＳＯＣが小さいほど、また、充電電圧が大きいほど、大きくなる。

また、バッテリ受入性は、バッテリ１１１の温度またはバッテリ１１１の劣化によっても変化する。このため、ＥＣＵ２０は、ブレーキペダル２０４の遊びを、バッテリ１１１の状態に応じて補正してもよい。このバッテリ１１１の状態は、バッテリ１１１の温度またはバッテリ１１１の劣化の度合いとしてもよい。バッテリ１１１の温度は、センサを取り付けて検出してもよい。センサは、バッテリの温度を直接検出してもよく、バッテリ１１１周辺の空気温度、または、内燃機関１の吸気温度から推定してもよい。バッテリ１１１の劣化の度合いは、たとえば電圧に基づいて検出してもよい。また、バッテリ１１１の使用期間に応じてバッテリ１１１の劣化の度合いが大きくなるとしてもよい。

バッテリ１１１の温度またはバッテリ１１１の劣化の度合いと、ブレーキペダル２０４の遊びの補正量との関係は、予め実験等により求めてマップ化しておく。

また、バッテリ１１１を交換することによっても、バッテリ１１１の受入性は変化する。すなわち、前記数式（１）のＲ２（バッテリＳＯＣをパラメータとして特定される内部抵抗の大きさ）が変化する。そこで、バッテリ充電電圧及び充電電流を計測してＲ２を求め、該Ｒ２に応じてブレーキペダル２０４の遊びを補正してもよい。すなわち、発電負荷（回生電力）をバッテリ１１１の充電電圧及び充電電流に応じて補正することで、ブレーキペダル２０４の遊びを補正してもよい。Ｒ２とブレーキペダル２０４の遊びの補正量との関係は、予め実験等により求めてマップ化しておく。

なお、図４，５においてＡで示される踏込量において、減速Ｇが急激に大きくならないように、回生量に時間遅れを持たせてもよい。このため、発電電力を徐々に増加させてもよい。

図１１は、指示回生量と、実回生量と、の推移を示したタイムチャートである。指示回生量は、発電負荷に応じて決定される回生量である。これは、必要となる回生量としてもよい。実回生量は、実際の回生量である。指示回生量に対して、実回生量は、緩やかに立ち上がる。このため、実回生量が指示回生量に達するまでに時間を要する。このように、実回生量を緩やかに立ち上げることにより、減速Ｇが急激に立ち上がることを抑制することができる。これにより、車両１００の運転者が違和感を覚えることを抑制できる。

なお、本実施例においてはブレーキペダル２０４の遊びを、バッテリ１１１の状態に応じて補正するＥＣＵ２０が、本発明における制御手段に相当する。また、本実施例においては発電負荷をバッテリ１１１の充電電圧及び充電電流に応じて補正するＥＣＵ２０が、本発明における制御手段に相当する。また、本実施例においては回生ブレーキを作動させるときに発電電力を徐々に増加させるＥＣＵ２０が、本発明における制御手段に相当する。

１ 内燃機関
２ トランスミッション
３ プロペラシャフト
４ デファレンシャルギア
５ ドライブシャフト
６ 駆動輪
２０ ＥＣＵ
２１ アクセルポジションセンサ
２３ ブレーキセンサ
２４ クランクポジションセンサ
２５ 車速センサ
１００ 車両
１０１ オルタネータ
１０２ 電気系回路
１１０ レギュレータ
１１１ バッテリ
１１２ 電気負荷
２００ 機械的ブレーキ
２０１ マスターシリンダ
２０２ ブレーキキャリパ
２０３ ブレーキロータ
２０４ ブレーキペダル
２０５ 回転軸
２０６ 作用部
２０７ ピストン
２０８ 調整部
２０９ ブレーキライン

Claims (5)

1. 車両の運動エネルギを利用して発電を行う回生ブレーキと、
   車両の運動エネルギを熱エネルギに変換する機械的ブレーキと、
   ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動する前に前記回生ブレーキを作動させ、前記回生ブレーキの発電負荷が大きいほど、ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を大きくし且つ前記回生ブレーキの発電電圧を低くする制御手段と、
   を備えるブレーキ制御システム。
2. 前記制御手段は、前記ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を、バッテリの残容量とバッテリからの放電量とに応じて設定する請求項１に記載のブレーキ制御システム。
3. 前記制御手段は、前記ブレーキペダルを踏み込んでから前記機械的ブレーキが作動するまでの該ブレーキペダルの踏込量を、前記バッテリの状態に応じて補正する請求項１または２に記載のブレーキ制御システム。
4. 前記制御手段は、前記発電負荷を、バッテリの充電電圧及び充電電流に応じて補正する請求項１から３の何れか１項に記載のブレーキ制御システム。
5. 前記制御手段は、前記回生ブレーキを作動させるときに、発電電力を徐々に増加させる請求項１から４の何れか１項に記載のブレーキ制御システム。

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