車両の制御装置
【課題】リチウムイオン二次電池を搭載した電動車両において、リチウムイオン二次電池をリチウム金属析出から保護する制御を実行した上で、液圧制動と回生制動との間のブレーキ協調制御を両立する。
【解決手段】ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、リチウムイオン二次電池により構成されるバッテリ１８におけるリチウム金属の析出を抑制するために、バッテリ１８の充放電履歴に基づいてバッテリの充電電力上限値を調整する。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、調整された充電電力上限値の範囲内で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１０による液圧制動力と、第２ＭＧ６０による回生制動力との分担を決定するブレーキ協調制御を実行する。リチウム金属の析出を抑制するために充電電力上限値を制限する際における充電電力上限値の制限度合は、車両速度およびバッテリ１８の状態に応じて可変に設定される。
【解決手段】ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、リチウムイオン二次電池により構成されるバッテリ１８におけるリチウム金属の析出を抑制するために、バッテリ１８の充放電履歴に基づいてバッテリの充電電力上限値を調整する。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、調整された充電電力上限値の範囲内で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１０による液圧制動力と、第２ＭＧ６０による回生制動力との分担を決定するブレーキ協調制御を実行する。リチウム金属の析出を抑制するために充電電力上限値を制限する際における充電電力上限値の制限度合は、車両速度およびバッテリ１８の状態に応じて可変に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、エネルギ効率すなわち燃費が改善される。
【０００３】
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。
【０００４】
特開２００７−２７６５３４号公報（特許文献２）には、回生制動力を所定範囲内の勾配で減少させるとともに、それに対応して液圧制動力を増大させる制動力変更制御を含むブレーキ協調制御が記載されている。特許文献２では、制動力制御を開始させる変更開始車速を、目標回生制動力および車両減速度に基づいて可変に設定することによって、ドライバの違和感を緩和したブレーキフィーリングが提供される。
【０００５】
特開２００８−１８２８５５号公報（特許文献３）には、車速が閾値よりも低くなった以降に、電動機による回生制動力と、液圧ブレーキによる制動力とを置き換える際に生じる異音の発生を抑制するためのブレーキ協調制御が記載されている。具体的には、途中でレート値を変更して回生制動力から液圧ブレーキによる制動力への置き換えが行われるように、モータトルクと、液圧ブレーキによるブレーキトルクとを設定することが記載されている。
【０００６】
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。
【０００７】
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、充放電時の履歴に基づき、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９６０６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６５３４号公報
【特許文献３】特開２００８−１８２８５５号公報
【特許文献４】国際公開第２０１０／００５０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜３に記載されるような電動車両では、減速時に回生制動力の比率を高める程、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。
【００１０】
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、二次電池への充電電力が高いレート（時間変化率）で制限されるため、これに応じて回生制動力も制限されることになる。ところが、特許文献１〜３で開示されるブレーキ協調制御においては、このようなリチウム金属の析出を抑制する制御と、ブレーキ協調制御とを組合わせることについての記載も示唆もない。
【００１１】
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電流を制限する制御を実行した上で、液圧制動と回生制動との間のブレーキ協調制御を両立することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のある局面では、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搭載する。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を備える。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、車両の速度およびバッテリの状態に応じて可変に設定するための設定手段を含む。
【００１３】
好ましくは、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、充電電力上限値を第１の時間変化率に従って減少させるための手段とをさらに含む。設定手段は、車両の速度およびバッテリの状態に応じて第１の時間変化率を変化させるとともに、第１の時間変化率が高いほどマージンが小さくなるようにマージンを変化させる。
【００１４】
さらに好ましくは、設定手段は、バッテリの温度が所定の温度領域よりも高温または低温である場合には、第１の時間変化率を所定の温度領域における値よりも高く設定する。
【００１５】
あるいは、さらに好ましくは、設定手段は、バッテリのＳＯＣが高くなるほど第１の時間変化率を高く設定する。
【００１６】
また、さらに好ましくは、設定手段は、車両の速度が高くなるほど第１の時間変化率を高く設定する。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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、液圧制動と回生制動との間のブレーキ協調制御を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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２】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３】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】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】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。
【図６】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。
【図７】車速に対する回生制限レートおよびマージン電流の設定を説明する概念図である。
【図８】ＳＯＣに対する回生制限レートおよびマージン電流の設定を説明する概念図である。
【図９】バッテリ温度に対する回生制限レートおよびマージン電流の設定を説明する概念図である。
【図１０】本発明の実施の形態によるＬｉ析出抑制制御を反映したブレーキ協調制御の動作例を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を設けてもより。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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ので、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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４２が、それぞれ設けられる。
【００３４】
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。
【００３５】
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１６１が設けられる。車速センサ１６１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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、図示しないホイールシリンダ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。
【００４８】
ブレーキ液圧回路８０は、制動装置１０への供給液圧Ｐｗｃを検出するための液圧センサ８２とブレーキペダル２２の操作量を検出するブレーキペダル操作量検出部８４とを含む。さらに、ブレーキ液圧回路８０には、ブレーキＥＣＵ３００からの動作指令に応じて制御される、図示しない液圧制御アクチュエータ（代表的には制御弁）が含まれる。これらの制御弁の開／閉制御あるいは開度制御によって、制動装置１０への供給液圧Ｐｗｃが、ブレーキＥＣＵ３００によって制御される。
【００４９】
ブレーキペダル操作量検出部８４は、たとえば、図示しないマスタシリンダが出力するマスタシリンダ圧を検出する圧力センサによって構成される。マスタシリンダは、ブレーキペダル２２に連結されて、ドライバのブレーキペダル２２の操作量に応じた液圧を発生させる。あるいは、ブレーキペダル操作量検出部８４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によって構成されてもよい。ブレーキＥＣＵ３００は、ブレーキペダル操作量検出部８４からの信号に基づいて、ドライバによるブレーキペダル２２の操作量を検知することができる。
【００５０】
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２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。
【００５１】
図２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。
【００５２】
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２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。
【００５３】
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、制動時のフィーリングを悪化させる虞がある。
【００５４】
したがって、本実施の形態による車両では、Ｌｉ析出抑制制御との両立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。
【００５５】
図３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。
【００５６】
図３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３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。
【００５７】
図３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とを含む。
【００５８】
ブレーキペダル操作量ＢＰは、ブレーキペダル操作量検出部８４の出力に基づいて検知される。車速Ｖは、車速センサ１６１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４１，４２の出力に基づいて演算される。
【００５９】
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２に示したトータル制動力に対応する。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１３０では、図２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。
【００６３】
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。
【００６４】
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Ｔｂ＊を設定する。なお、（１）式中のＧｒは、変速機２００の減速比である。
【００６５】
Ｔｂ＊＝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（Ｔｂ＊）によって分担するブレーキ協調制御が実現される。
【００６６】
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Ｔｂ＊をブレーキＥＣＵ３００（図１）に出力する。
【００６７】
ブレーキＥＣＵ３００は、液圧ブレーキトルクＴｂ＊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８２によって検出された供給液圧Ｐｗｃがこの目標液圧に一致するように、ブレーキ液圧回路８０中を制御する。
【００６８】
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。
【００６９】
図４および図５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。
【００７０】
図４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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
図４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。
【００７４】
このため、図５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。
【００７５】
再び図４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５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。
【００７６】
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４および図５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。
【００７７】
回生制動中に、回生制限によってＷｉｎが変化すると、図３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Ｔｂ＊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減少するため、制動時のフィーリングを悪化させる虞がある。
【００７８】
このようなフィーリングの悪化を完全に解消するために、回生制限レートを液圧の制御応答性に合わせて一律に低く設定する対応が考えられる。しかしながら、一律に回生制限レートを低くすると、Ｉｂ＜Ｉｔａｇから開始される充電電流の制限が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４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。
【００７９】
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、車速およびバッテリ状態に基づいて、Ｌｉ析出抑制制御における回生制限レートを可変に設定する。
【００８０】
図６は、本発明の実施の形態による車両におけるＬｉ析出抑制制御によるＷｉｎの設定処理を説明するフローチャートである。
【００８１】
図６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６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６を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２００により、ハイブリッド車５の車速Ｖを入力する。車速Ｖは、図１に示した車速センサ１６１の出力に基づいて検出することができる。
【００８２】
さらに、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。
【００８３】
ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２２０では、バッテリ１８のＳＯＣを算出する。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。
【００８４】
ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２４０により、車速およびバッテリ状態に基づいて、Ｌｉ析出抑制制御による回生制限レートおよびマージン電流を設定する。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。
【００８５】
図７〜図９には、車速およびバッテリ状態に対する回生制限レートおよびマージン電流の設定の概念図が示される。
【００８６】
図７を参照して、回生制限レートｒは、所定速度Ｖ０までは一定値ｒ０に設定される一方で、Ｖ＞Ｖ０の範囲では、車速が高くなるほど高い値となるように設定される。
【００８７】
一般的に、制動時のフィーリングの悪化は、車速が低い状態の方がユーザに感知されやすい。したがって、低車速領域（Ｖ＜Ｖ０）では、液圧の制御遅れが問題とならないように緩やかなレートにて液圧ブレーキトルクを変化させる必要がある。すなわち、図７のｒ０は、ブレーキ液圧回路８０による液圧制御応答性を考慮して、液圧ブレーキトルクの変化が追従可能な変化レートに予め定められる。
【００８８】
一方で、車速Ｖが高くなると、相対的に制動時のフィーリングの悪化はユーザに感知され難い。このため、回生制限レートｒを低車速領域よりも高く設定することができる。好ましくは、図７に示すように、車速が高くなるのに応じて回生制限レートｒを高くする。
【００８９】
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、すなわち、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。
【００９０】
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充電電力の制限度合が高いほど、回生制限を開始する条件を緩和するために、回生制限レートｒ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充電電力の制限度合が低いほど、回生制限を開始する条件を厳しくするために、回生制限レートｒ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。
【００９１】
図８および図９には、バッテリ１８の状態と回生制限レートおよびマージン電流との関係、具体的には、ＳＯＣおよびバッテリ温度に対する回生制限レートおよびマージン電流の関係が示される。
【００９２】
バッテリ１８へ充電可能な電力が大きい状態では、発生される回生制動トルクも大きくなる。回生制動トルクが大きい状態では、回生制限による制動力の変化量も相対的に大きくなる。したがって、このような状態では、回生制限レートを高くした場合に、ユーザに違和感を与える可能性が高くなる。反対に、バッテリ１８へ充電可能な電力が小さい状態では、回生制限レートを高くしても、ユーザに違和感を与えにくい。
【００９３】
したがって、充電可能な電力が大きいバッテリ状態では、回生制限レートを低くする一方で、充電可能な電力が小さいバッテリ状態では、回生制限レートを高くすることが好ましい。
【００９４】
このため、図８に示すように、ＳＯＣに対しては、ＳＯＣが低くなるほど回生制限レートを低くする一方で、ＳＯＣが高くなるほど回生制限レートを高く設定することが好ましい。
【００９５】
また、図９に示すように、バッテリ温度に対しては、低温領域（Ｔｂ＜Ｔ１）および高温領域（Ｔｂ＞Ｔ２）において、常温領域（Ｔ１＜Ｔｂ＜Ｔ２）よりも、回生制限レートを高く設定することが好ましい。低温領域および高温領域では、バッテリ１８の内部抵抗が上昇することによって、充電可能な電力（｜Ｗｉｎ｜に相当）が小さくなるからである。
【００９６】
図８および図９においても、マージン電流ΔＩｍｒは、回生制限レートと反対の特性で変化するように設定される。
【００９７】
図７〜９に示す関係を総合して、車速およびバッテリ状態（ＳＯＣおよび／またはＴｂ）に対する回生制限レートｒ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。そして、回生制限レートｒが高くなるほどマージン電流ΔＩｍｒは小さく設定され、回生制限レートｒが低くなるほどマージン電流ΔＩｍｒは大きく設定されるように、車速およびバッテリ状態に対するマージン電流ΔＩｍｒ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。これらのマップは、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Ｓ２４０では、ステップＳ２００〜Ｓ２２０により取得された車速およびバッテリ状態に基づいてこれらのマップを参照することによって、回生制限レートｒおよびマージン電流ΔＩｍｒを設定することができる。
【００９８】
再び図６を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２５０により、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４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Ｓ２４０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。
【００９９】
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。
【０１００】
そして、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、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）。
【０１０１】
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、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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
図１０には、本発明の実施の形態によるＬｉ析出抑制制御を反映したブレーキ協調制御の動作例が示される。
【０１０４】
図１０を参照して、時刻ｔａ，ｔｂにおいて、バッテリ電流Ｉｂが、入力電流制限目標値Ｉｔａｇに達することにより、回生制限がオンされる。これにより、Ｗｉｎが回生制限レートに従って変化する。
【０１０５】
回生制限レートは、車速Ｖに応じて、逐次可変に設定される。すなわち、車速が高いほど回生制限レートは高く設定されている。図示しないが、マージン電流ΔＩｍｒについても、回生制限レートとは逆の特性で、可変に設定される。
【０１０６】
この結果、低車速の時刻ｔａでは、低い回生制限レートに基づいてＷｉｎが正方向に変化する。一方で、高車速の時刻ｔｂでは、比較的高い回生制限レートによって、Ｗｉｎが正方向に変化される。
【０１０７】
この結果、バッテリ電力は、回生制限時には、放電方向に変化する。これにより、バッテリ１８におけるリチウム金属の析出が抑制される。また、車速に応じて回生制限レートを設定しているので、回生制動力から液圧制動力への置き換えに伴うフィーリングの悪化が、ユーザに感知されにくくなっていることが理解される。
【０１０８】
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を制限する際に、フィーリングの悪化がユーザに感知され難い状態では、速やかに回生制動力（すなわち、回生電力）を減少させる一方で、フィーリングの悪化がユーザに感知され易い状態では緩やかに回生制動力を減少させるようにブレーキ協調制御を行なうことができる。
【０１０９】
これにより、Ｌｉ析出抑制制御を実行した上で、液圧制動と回生制動との間のブレーキ協調制御を両立することができる。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）することによって、回生エネルギを確保できる。これにより、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
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、４１，４２ 回転位置センサ、６０ 第２ＭＧ、８０ ブレーキ液圧回路、８２ 液圧センサ、８４ ブレーキペダル操作量検出部、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 車速センサ、１６２ ブレーキディスク、１６４ ドライブシャフト、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、ＢＰ ブレーキペダル操作量、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、Ｐｗｃ 供給液圧、Ｔｂ バッテリ温度、Ｔｂ＊ 液圧ブレーキトルク、Ｔｍ２＊ 第２ＭＧトルク、Ｔｒ＊ 要求制動トルク、Ｖ 車速、Ｖｂ バッテリ電圧、ｒ 回生制限レート。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、エネルギ効率すなわち燃費が改善される。
【０００３】
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。
【０００４】
特開２００７−２７６５３４号公報（特許文献２）には、回生制動力を所定範囲内の勾配で減少させるとともに、それに対応して液圧制動力を増大させる制動力変更制御を含むブレーキ協調制御が記載されている。特許文献２では、制動力制御を開始させる変更開始車速を、目標回生制動力および車両減速度に基づいて可変に設定することによって、ドライバの違和感を緩和したブレーキフィーリングが提供される。
【０００５】
特開２００８−１８２８５５号公報（特許文献３）には、車速が閾値よりも低くなった以降に、電動機による回生制動力と、液圧ブレーキによる制動力とを置き換える際に生じる異音の発生を抑制するためのブレーキ協調制御が記載されている。具体的には、途中でレート値を変更して回生制動力から液圧ブレーキによる制動力への置き換えが行われるように、モータトルクと、液圧ブレーキによるブレーキトルクとを設定することが記載されている。
【０００６】
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。
【０００７】
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、充放電時の履歴に基づき、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９６０６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６５３４号公報
【特許文献３】特開２００８−１８２８５５号公報
【特許文献４】国際公開第２０１０／００５０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜３に記載されるような電動車両では、減速時に回生制動力の比率を高める程、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。
【００１０】
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、二次電池への充電電力が高いレート（時間変化率）で制限されるため、これに応じて回生制動力も制限されることになる。ところが、特許文献１〜３で開示されるブレーキ協調制御においては、このようなリチウム金属の析出を抑制する制御と、ブレーキ協調制御とを組合わせることについての記載も示唆もない。
【００１１】
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電流を制限する制御を実行した上で、液圧制動と回生制動との間のブレーキ協調制御を両立することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のある局面では、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搭載する。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を備える。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、車両の速度およびバッテリの状態に応じて可変に設定するための設定手段を含む。
【００１３】
好ましくは、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、充電電力上限値を第１の時間変化率に従って減少させるための手段とをさらに含む。設定手段は、車両の速度およびバッテリの状態に応じて第１の時間変化率を変化させるとともに、第１の時間変化率が高いほどマージンが小さくなるようにマージンを変化させる。
【００１４】
さらに好ましくは、設定手段は、バッテリの温度が所定の温度領域よりも高温または低温である場合には、第１の時間変化率を所定の温度領域における値よりも高く設定する。
【００１５】
あるいは、さらに好ましくは、設定手段は、バッテリのＳＯＣが高くなるほど第１の時間変化率を高く設定する。
【００１６】
また、さらに好ましくは、設定手段は、車両の速度が高くなるほど第１の時間変化率を高く設定する。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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、液圧制動と回生制動との間のブレーキ協調制御を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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２】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３】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】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】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。
【図６】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。
【図７】車速に対する回生制限レートおよびマージン電流の設定を説明する概念図である。
【図８】ＳＯＣに対する回生制限レートおよびマージン電流の設定を説明する概念図である。
【図９】バッテリ温度に対する回生制限レートおよびマージン電流の設定を説明する概念図である。
【図１０】本発明の実施の形態によるＬｉ析出抑制制御を反映したブレーキ協調制御の動作例を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を設けてもより。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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ので、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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４２が、それぞれ設けられる。
【００３４】
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。
【００３５】
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１６１が設けられる。車速センサ１６１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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、図示しないホイールシリンダ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。
【００４８】
ブレーキ液圧回路８０は、制動装置１０への供給液圧Ｐｗｃを検出するための液圧センサ８２とブレーキペダル２２の操作量を検出するブレーキペダル操作量検出部８４とを含む。さらに、ブレーキ液圧回路８０には、ブレーキＥＣＵ３００からの動作指令に応じて制御される、図示しない液圧制御アクチュエータ（代表的には制御弁）が含まれる。これらの制御弁の開／閉制御あるいは開度制御によって、制動装置１０への供給液圧Ｐｗｃが、ブレーキＥＣＵ３００によって制御される。
【００４９】
ブレーキペダル操作量検出部８４は、たとえば、図示しないマスタシリンダが出力するマスタシリンダ圧を検出する圧力センサによって構成される。マスタシリンダは、ブレーキペダル２２に連結されて、ドライバのブレーキペダル２２の操作量に応じた液圧を発生させる。あるいは、ブレーキペダル操作量検出部８４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によって構成されてもよい。ブレーキＥＣＵ３００は、ブレーキペダル操作量検出部８４からの信号に基づいて、ドライバによるブレーキペダル２２の操作量を検知することができる。
【００５０】
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２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。
【００５１】
図２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。
【００５２】
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２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。
【００５３】
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、制動時のフィーリングを悪化させる虞がある。
【００５４】
したがって、本実施の形態による車両では、Ｌｉ析出抑制制御との両立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。
【００５５】
図３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。
【００５６】
図３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３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。
【００５７】
図３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とを含む。
【００５８】
ブレーキペダル操作量ＢＰは、ブレーキペダル操作量検出部８４の出力に基づいて検知される。車速Ｖは、車速センサ１６１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４１，４２の出力に基づいて演算される。
【００５９】
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２に示したトータル制動力に対応する。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ１３０では、図２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。
【００６３】
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。
【００６４】
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Ｔｂ＊を設定する。なお、（１）式中のＧｒは、変速機２００の減速比である。
【００６５】
Ｔｂ＊＝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（Ｔｂ＊）によって分担するブレーキ協調制御が実現される。
【００６６】
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Ｔｂ＊をブレーキＥＣＵ３００（図１）に出力する。
【００６７】
ブレーキＥＣＵ３００は、液圧ブレーキトルクＴｂ＊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８２によって検出された供給液圧Ｐｗｃがこの目標液圧に一致するように、ブレーキ液圧回路８０中を制御する。
【００６８】
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。
【００６９】
図４および図５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。
【００７０】
図４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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
図４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。
【００７４】
このため、図５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。
【００７５】
再び図４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５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。
【００７６】
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４および図５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。
【００７７】
回生制動中に、回生制限によってＷｉｎが変化すると、図３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Ｔｂ＊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減少するため、制動時のフィーリングを悪化させる虞がある。
【００７８】
このようなフィーリングの悪化を完全に解消するために、回生制限レートを液圧の制御応答性に合わせて一律に低く設定する対応が考えられる。しかしながら、一律に回生制限レートを低くすると、Ｉｂ＜Ｉｔａｇから開始される充電電流の制限が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４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。
【００７９】
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、車速およびバッテリ状態に基づいて、Ｌｉ析出抑制制御における回生制限レートを可変に設定する。
【００８０】
図６は、本発明の実施の形態による車両におけるＬｉ析出抑制制御によるＷｉｎの設定処理を説明するフローチャートである。
【００８１】
図６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６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６を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２００により、ハイブリッド車５の車速Ｖを入力する。車速Ｖは、図１に示した車速センサ１６１の出力に基づいて検出することができる。
【００８２】
さらに、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。
【００８３】
ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２２０では、バッテリ１８のＳＯＣを算出する。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。
【００８４】
ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２４０により、車速およびバッテリ状態に基づいて、Ｌｉ析出抑制制御による回生制限レートおよびマージン電流を設定する。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。
【００８５】
図７〜図９には、車速およびバッテリ状態に対する回生制限レートおよびマージン電流の設定の概念図が示される。
【００８６】
図７を参照して、回生制限レートｒは、所定速度Ｖ０までは一定値ｒ０に設定される一方で、Ｖ＞Ｖ０の範囲では、車速が高くなるほど高い値となるように設定される。
【００８７】
一般的に、制動時のフィーリングの悪化は、車速が低い状態の方がユーザに感知されやすい。したがって、低車速領域（Ｖ＜Ｖ０）では、液圧の制御遅れが問題とならないように緩やかなレートにて液圧ブレーキトルクを変化させる必要がある。すなわち、図７のｒ０は、ブレーキ液圧回路８０による液圧制御応答性を考慮して、液圧ブレーキトルクの変化が追従可能な変化レートに予め定められる。
【００８８】
一方で、車速Ｖが高くなると、相対的に制動時のフィーリングの悪化はユーザに感知され難い。このため、回生制限レートｒを低車速領域よりも高く設定することができる。好ましくは、図７に示すように、車速が高くなるのに応じて回生制限レートｒを高くする。
【００８９】
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、すなわち、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。
【００９０】
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充電電力の制限度合が高いほど、回生制限を開始する条件を緩和するために、回生制限レートｒ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充電電力の制限度合が低いほど、回生制限を開始する条件を厳しくするために、回生制限レートｒ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。
【００９１】
図８および図９には、バッテリ１８の状態と回生制限レートおよびマージン電流との関係、具体的には、ＳＯＣおよびバッテリ温度に対する回生制限レートおよびマージン電流の関係が示される。
【００９２】
バッテリ１８へ充電可能な電力が大きい状態では、発生される回生制動トルクも大きくなる。回生制動トルクが大きい状態では、回生制限による制動力の変化量も相対的に大きくなる。したがって、このような状態では、回生制限レートを高くした場合に、ユーザに違和感を与える可能性が高くなる。反対に、バッテリ１８へ充電可能な電力が小さい状態では、回生制限レートを高くしても、ユーザに違和感を与えにくい。
【００９３】
したがって、充電可能な電力が大きいバッテリ状態では、回生制限レートを低くする一方で、充電可能な電力が小さいバッテリ状態では、回生制限レートを高くすることが好ましい。
【００９４】
このため、図８に示すように、ＳＯＣに対しては、ＳＯＣが低くなるほど回生制限レートを低くする一方で、ＳＯＣが高くなるほど回生制限レートを高く設定することが好ましい。
【００９５】
また、図９に示すように、バッテリ温度に対しては、低温領域（Ｔｂ＜Ｔ１）および高温領域（Ｔｂ＞Ｔ２）において、常温領域（Ｔ１＜Ｔｂ＜Ｔ２）よりも、回生制限レートを高く設定することが好ましい。低温領域および高温領域では、バッテリ１８の内部抵抗が上昇することによって、充電可能な電力（｜Ｗｉｎ｜に相当）が小さくなるからである。
【００９６】
図８および図９においても、マージン電流ΔＩｍｒは、回生制限レートと反対の特性で変化するように設定される。
【００９７】
図７〜９に示す関係を総合して、車速およびバッテリ状態（ＳＯＣおよび／またはＴｂ）に対する回生制限レートｒ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。そして、回生制限レートｒが高くなるほどマージン電流ΔＩｍｒは小さく設定され、回生制限レートｒが低くなるほどマージン電流ΔＩｍｒは大きく設定されるように、車速およびバッテリ状態に対するマージン電流ΔＩｍｒ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。これらのマップは、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Ｓ２４０では、ステップＳ２００〜Ｓ２２０により取得された車速およびバッテリ状態に基づいてこれらのマップを参照することによって、回生制限レートｒおよびマージン電流ΔＩｍｒを設定することができる。
【００９８】
再び図６を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３０２は、ステップＳ２５０により、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４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Ｓ２４０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。
【００９９】
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。
【０１００】
そして、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、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）。
【０１０１】
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、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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
図１０には、本発明の実施の形態によるＬｉ析出抑制制御を反映したブレーキ協調制御の動作例が示される。
【０１０４】
図１０を参照して、時刻ｔａ，ｔｂにおいて、バッテリ電流Ｉｂが、入力電流制限目標値Ｉｔａｇに達することにより、回生制限がオンされる。これにより、Ｗｉｎが回生制限レートに従って変化する。
【０１０５】
回生制限レートは、車速Ｖに応じて、逐次可変に設定される。すなわち、車速が高いほど回生制限レートは高く設定されている。図示しないが、マージン電流ΔＩｍｒについても、回生制限レートとは逆の特性で、可変に設定される。
【０１０６】
この結果、低車速の時刻ｔａでは、低い回生制限レートに基づいてＷｉｎが正方向に変化する。一方で、高車速の時刻ｔｂでは、比較的高い回生制限レートによって、Ｗｉｎが正方向に変化される。
【０１０７】
この結果、バッテリ電力は、回生制限時には、放電方向に変化する。これにより、バッテリ１８におけるリチウム金属の析出が抑制される。また、車速に応じて回生制限レートを設定しているので、回生制動力から液圧制動力への置き換えに伴うフィーリングの悪化が、ユーザに感知されにくくなっていることが理解される。
【０１０８】
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を制限する際に、フィーリングの悪化がユーザに感知され難い状態では、速やかに回生制動力（すなわち、回生電力）を減少させる一方で、フィーリングの悪化がユーザに感知され易い状態では緩やかに回生制動力を減少させるようにブレーキ協調制御を行なうことができる。
【０１０９】
これにより、Ｌｉ析出抑制制御を実行した上で、液圧制動と回生制動との間のブレーキ協調制御を両立することができる。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）することによって、回生エネルギを確保できる。これにより、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
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、４１，４２ 回転位置センサ、６０ 第２ＭＧ、８０ ブレーキ液圧回路、８２ 液圧センサ、８４ ブレーキペダル操作量検出部、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 車速センサ、１６２ ブレーキディスク、１６４ ドライブシャフト、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、ＢＰ ブレーキペダル操作量、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、Ｐｗｃ 供給液圧、Ｔｂ バッテリ温度、Ｔｂ＊ 液圧ブレーキトルク、Ｔｍ２＊ 第２ＭＧトルク、Ｔｒ＊ 要求制動トルク、Ｖ 車速、Ｖｂ バッテリ電圧、ｒ 回生制限レート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン二次電池からなるバッテリと、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の制限度合を、前記車両の速度および前記バッテリの状態に応じて可変に設定するための設定手段を含む、車両の制御装置。
【請求項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第１の時間変化率に従って減少させるための手段とをさらに含み、
前記設定手段は、前記車両の速度および前記バッテリの状態に応じて前記第１の時間変化率を変化させるとともに、前記第１の時間変化率が高いほど前記マージンが小さくなるように前記マージンを変化させる、請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記バッテリの温度が所定の温度領域よりも高温または低温である場合には、前記第１の時間変化率を前記所定の温度領域における値よりも高く設定する、請求項２記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記バッテリのＳＯＣが高くなるほど前記第１の時間変化率を高く設定する、請求項２または３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記車両の速度が高くなるほど前記第１の時間変化率を高く設定する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記充電電力上限値の制限を開始する条件は、前記制限度合が高いほど緩和される、請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項１】
リチウムイオン二次電池からなるバッテリと、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の制限度合を、前記車両の速度および前記バッテリの状態に応じて可変に設定するための設定手段を含む、車両の制御装置。
【請求項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第１の時間変化率に従って減少させるための手段とをさらに含み、
前記設定手段は、前記車両の速度および前記バッテリの状態に応じて前記第１の時間変化率を変化させるとともに、前記第１の時間変化率が高いほど前記マージンが小さくなるように前記マージンを変化させる、請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記バッテリの温度が所定の温度領域よりも高温または低温である場合には、前記第１の時間変化率を前記所定の温度領域における値よりも高く設定する、請求項２記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記バッテリのＳＯＣが高くなるほど前記第１の時間変化率を高く設定する、請求項２または３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記車両の速度が高くなるほど前記第１の時間変化率を高く設定する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記充電電力上限値の制限を開始する条件は、前記制限度合が高いほど緩和される、請求項１記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２２３０４４（Ｐ２０１２−２２３０４４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９０３２（Ｐ２０１１−８９０３２）
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]