JP6579401B2 - 車両用制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用制動装置に関し、特にモータの駆動により車両を制動可能な電動ブレーキ手段を備えた車両用制動装置に関する。

従来から、走行状態に応じて最適な制動力を車両に付与するため、各車輪の制動力を電子制御するブレーキバイワイヤシステムが知られている。ブレーキバイワイヤシステムでは、各車輪のホイールシリンダ圧が乗員によるブレーキペダルの踏込量（例えば、ストローク）に基づき演算された目標ブレーキ液圧になるように電磁弁が制御されている。

このようなブレーキバイワイヤシステムは、二次電池であるバッテリを主電源として作動する電動ブレーキ手段であり、ブレーキ液圧を高めるポンプやブレーキ液の流れを調整する電磁弁等がバッテリの電力により駆動される。この電動ブレーキ手段の作動に必要な電圧範囲（作動電圧）は予め設定されており、作動電圧で供給された電力は電動ブレーキ手段内で変圧等してポンプや電磁弁等に供給される。

バッテリは充放電に化学反応を伴い、その出力電圧は所定値以上を維持しながら蓄電量（バッテリ残量）の減少と共に徐々に低下し、所定値未満になると急激に低下する。また、短時間に大電流を出力する場合には、その出力電圧が急激に低下する。そのため、車両の装備品等の負荷が高くバッテリが大電流を出力しているときや、バッテリ残量が低下しているときは、バッテリが供給できる電力に余裕がない状態である。このようなバッテリの供給電力に余裕がない場合や、その他の理由によってバッテリの電力供給が途切れるバッテリ失陥時には、電動ブレーキ手段を作動できず最適な制動力を得られなくなる虞がある。

そこで、このようなバッテリ失陥時等に備えて予め装備されているバッテリに補助電源としてキャパシタを併設する技術が提案されている。例えば特許文献１には、車両用制動装置において、バッテリ失陥時には補助電源であるキャパシタから電動式ブレーキ倍力装置に電力供給する技術が開示されている。

キャパシタは、正負電極表面に電荷を溜めるため電流を効率よく出し入れすることができるので、バッテリと比べて充放電の速度が速く、短時間に大電流を入出力する用途に向いている。また、キャパシタの充放電は、バッテリのような化学反応を伴わないため充放電による劣化がほとんど無く、繰り返し充放電する用途に適している。

特開２０１０−１２０５２２号公報

電動ブレーキ手段を備えた車両には、複数回連続してブレーキ操作を行うような状況においても、電動ブレーキ手段を作動させて最適な制動力を得ることにより安全性を確保することが要求される。これは、バッテリ失陥時においても同様であるため、キャパシタから電力を複数回連続して供給可能なようにキャパシタの蓄電容量を増加させる必要がある。しかし、キャパシタは二次電池と比べて質量当たりの蓄電容量が小さく、キャパシタの蓄電容量を増やすことは容易ではない。

そこで、キャパシタ自体の蓄電容量を増やさずに、限られた容量のキャパシタを複数設けて全体の蓄電容量を増やし、これら複数のキャパシタを切替えて電動ブレーキ手段に電力を供給することが検討されている。しかし、複数のキャパシタを合わせた全体の蓄電容量も依然として限られているため、電力供給がある程度連続した場合には何れのキャパシタも残量が減っていくことになる。

また、駐車時にキャパシタの故障等の発生を回避するため、キャパシタ残量を所定量まで低下させる制御を行うことが検討されている。そして駐車期間が長くなると、キャパシタ残量が所定量から自己放電により低下して、何れのキャパシタも作動電圧を出力できなくなる場合がある。この状態でエンジンを始動させるとき、エンジンの始動のための電力がバッテリから出力されるので、電動ブレーキ手段に供給される電力が不足する虞がある。

本発明の目的は、電動ブレーキ手段に供給される電力が不足する場合に、補助電源装置からの電力供給を可能にして最適な制動力を得ることができる車両用制動装置を提供することである。

請求項１の発明は、乗員のブレーキ操作によりモータを駆動して車両を制動可能な電動ブレーキ手段と、この電動ブレーキ手段に電力を供給可能な主電源と、前記電動ブレーキ手段に電力を供給可能な複数の蓄電手段を備えた補助電源装置と、前記電動ブレーキ手段の必要電力が前記主電源の供給可能な電力より大きい場合に、前記主電源と共に又は前記主電源の代わりに前記複数の蓄電手段のうちの１つを単独使用する第１の接続形態で前記補助電源装置から前記電動ブレーキ手段に電力を供給させる制御手段とを備えた車両用制動装置において、前記制御手段は、エンジンの始動時には前記補助電源装置を前記第１の接続形態から前記複数の蓄電手段を直列に接続して使用する第２の接続形態に切替えることを特徴としている。

上記構成によれば、車両用制動装置は、主電源から電動ブレーキ手段に供給される電力が不足する場合に補助電源装置から第１の接続形態で電力を供給して最適な制動力を得る。そしてエンジンの始動時には、補助電源装置を第２の接続形態にする。従って、主電源から電動ブレーキ手段に供給される電力が不足する虞があるエンジンの始動時に、複数の蓄電手段を直列に接続する第２の接続形態にして補助電源装置の出力電圧を上昇させることにより、出力電圧を上昇させた補助電源装置から電動ブレーキ手段に電力を供給可能にすることができる。

請求項２の発明は、乗員のブレーキ操作によりモータを駆動して車両を制動可能な電動ブレーキ手段と、この電動ブレーキ手段に電力を供給可能な主電源と、前記電動ブレーキ手段に電力を供給可能な複数の蓄電手段を備えた補助電源装置と、前記電動ブレーキ手段の必要電力が前記主電源の供給可能な電力より大きい場合に、前記主電源と共に又は前記主電源の代わりに前記複数の蓄電手段のうちの１つを単独使用する第１の接続形態で前記補助電源装置から前記電動ブレーキ手段に電力を供給させる制御手段とを備えた車両用制動装置において、前記制御手段は、前記複数の蓄電手段の電圧が何れも予め設定された基準電圧未満の状態であるときには、前記補助電源装置を前記第１の接続形態から前記複数の蓄電手段を直列に接続して使用する第２の接続形態に切替えることを特徴としている。

上記構成によれば、車両用制動装置は、主電源から電動ブレーキ手段に供給される電力が不足する場合に補助電源装置から第１の接続形態で電力を供給して最適な制動力を得る。そして複数の蓄電手段の電圧が何れも予め設定された基準電圧未満の状態であるときには、補助電源装置を第２の接続形態にする。従って、第１の接続形態の補助電源装置では電動ブレーキ手段への電力供給に支障がある場合に、複数の蓄電手段を直列に接続する第２の接続形態にして補助電源装置の出力電圧を上昇させることにより、出力電圧を上昇させた補助電源装置から電動ブレーキ手段に電力を供給可能にすることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記複数の蓄電手段は夫々キャパシタであり、前記制御手段は、前記乗員のブレーキ操作がないときに前記第２の接続形態を前記第１の接続形態に切替えて前記キャパシタを充電させることを特徴としている。

上記構成によれば、第２の接続形態の直列に接続されたキャパシタの全体の蓄電容量は、第１の接続形態の複数のキャパシタを夫々単独使用する場合の全体の蓄電容量と比べて小さくなるため、ブレーキ操作がないときには第１の接続形態に切替えて充電することにより、次の電力供給に備えて補助電源装置に蓄えられる蓄電量を最大化することができる。

本発明によれば、電動ブレーキ手段に供給される電力が不足する場合に、補助電源装置からの電力供給を可能にして最適な制動力を得ることができる。

実施例に係る車両用制動装置の電力供給系統を示す図である。 車両用制動装置の制御系統を示すブロック図である。 車両用制動装置への電力供給時のキャパシタの放電特性を示す図である。 ブレーキバイワイヤシステムの油圧系統を示す図である。 ストロークと踏力との関係を示す踏力特性のマップである。 踏力と減速度との関係を示す制動特性のマップである。 バックアップ電源ユニットの作動制御を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

最初に、車両について説明する。
本実施例に係る車両は、図１に示すように、車両電源１とバックアップ電源ユニット２（補助電源装置）とブレーキバイワイヤシステム３（電動ブレーキ手段）により車両を制動可能に構成された車両用制動装置４と、空調装置や電子機器等の車両側負荷５等を備えている。この車両は、例えば、走行駆動源として内燃機関６（エンジン）と電動モータ７とを備えたハイブリッド車両であり、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに回生することにより車両を制動する回生制動と、ブレーキバイワイヤシステム３による液圧制動とを併用して必要な制動力を発生させるブレーキ回生協調制御を実行可能に構成されている。

車両を走行可能な状態にするために、車両には乗員が操作するイグニッションスイッチ８（ＩＧ−ＳＷ）を備え、このイグニッションスイッチ８の状態を検知するＩＧ−ＳＷセンサ８ａが設けられている。イグニッションスイッチ８の操作により内燃機関６が始動され、車両が走行可能な状態のときは、イグニッションスイッチ８がオン状態にある。尚、電動モータ７は内燃機関６の始動装置としても使用可能であるが、別途始動装置を備えていてもよい。

次に、車両電源１について説明する。
車両電源１は、例えば１２Ｖの車両用のバッテリ１１（主電源）と、このバッテリ１１に並列に接続されると共に内燃機関６の駆動により発電可能なオルタネータ１２等を備え、バッテリ１１の充電率等の充放電状態を検出可能な充放電センサ１３を備えている。車両電源１は、途中部にバックアップ電源ユニット２が介装された第１回線Ｌ１と、この第１回線Ｌ１に並行に配設された第２回線Ｌ２との２系統の回線によって、ブレーキバイワイヤシステム３に電力を供給可能に接続されている。第２回線Ｌ２の途中部から分岐した第３回線Ｌ３は、車両側負荷５に接続されている。

次に、バックアップ電源ユニット２について説明する。
バックアップ電源ユニット２は、ブレーキバイワイヤシステム３に対してバッテリ１１の電力供給に支障が生じる可能性がある場合に、ブレーキバイワイヤシステム３にバックアップ電力を供給するブレーキバイワイヤシステム３専用の補助電源装置である。このバックアップ電源ユニット２は、複数の蓄電手段として例えば第１キャパシタ２１ａ及び第２キャパシタ２１ｂを有し、充電回路部２２と、第１制御部２３（制御手段）等を備えている。

第１キャパシタ２１ａと第２キャパシタ２１ｂは、例えば満充電時の電圧が１２Ｖとなるように、複数の電気二重層キャパシタセルを直並列に接続したキャパシタセル群で夫々構成されている。第１キャパシタ２１ａはその電圧を検知する第１電圧センサ２６ａを備え、第２キャパシタ２１ｂはその電圧を検知する第２電圧センサ２６ｂを備えている。尚、バックアップ電源ユニット２は、キャパシタを３つ以上備えていてもよいが、複数のキャパシタは容量等の仕様が同じであることが好ましい。

第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂは、夫々充電可能なように充電回路部２２に接続されている。また、第１キャパシタ２１ａは電力を供給可能なように電気的にオンオフ状態を切替え可能な第１接点２４ａを介して第１回線Ｌ１に接続され、第２キャパシタ２１ｂは第２接点２４ｂを介して第１回線Ｌ１に接続される。さらに、電気的にオンオフ状態を切替え可能な第３接点２４ｃを介して第１キャパシタ２１ａと第２キャパシタ２１ｂを直列に接続可能である。これにより第３接点２４ｃをオフにして第１キャパシタ２１ａ又は第２キャパシタ２１ｂを単独使用する第１の接続形態と、第３接点２４ｃをオンにして第１キャパシタ２１ａと第２キャパシタ２１ｂを直列にして使用する第２の接続形態とを切替え可能である。

第１回線Ｌ１には、バッテリ１１とブレーキバイワイヤシステム３の接続のオンオフ状態を電気的に切替え可能な第４接点２５が設置されている。充電回路部２２は、第４接点２５より車両電源１側の第１回線Ｌ１に接続され、第１キャパシタ２１ａが電力を供給していないときに第１制御部２３の制御信号に基づいて第１キャパシタ２１ａを充電し、同様にして第２キャパシタ２１ｂを充電する。第１制御部２３は、バックアップ電源ユニット２の蓄電手段に充放電させないときには第１接点２４ａ、第２接点２４ｂ、第４接点２５を夫々オフにしている。

第１制御部２３は、図２に示すように、バッテリ１１の充放電センサ１３、第１電圧センサ２６ａ、第２電圧センサ２６ｂ、ブレーキペダルストロークセンサ４７、ＩＧ−ＳＷセンサ８ａの検知信号に基づいて第１接点２４ａ〜第４接点２５及び充電回路部２２に制御信号を送信すると共に、ブレーキバイワイヤシステム３を制御する第２制御部３７に制御信号を送信する。また、第２制御部３７は、第１制御部２３にバックアップ電源ユニット２から供給する電力の演算に必要な後述の目標制動力に関する制御信号を送信する。

この第１制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭと、ＲＡＭと、イン側インタフェースと、アウト側インタフェース等によって構成されている。ＲＯＭには、充放電を制御するための種々のプログラムやデータが格納され、ＲＡＭには、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。第１制御部２３は、図示外の電力線により車両電源１から電力供給を受けて動作する。

第１制御部２３は、第２制御部３７から入力した目標制動力に相当する目標減速度Ｄと、乗員の踏力で発生可能な減速度Ｄ０とに基づいて、ブレーキバイワイヤシステム３に対して作動が要求される要求減速度Ｄ１を下記（１）式のように演算する。
Ｄ１＝Ｄ−Ｄ０ …（１）

減速度Ｄ０は、乗員が発揮可能な最大踏力に基づいて予め実験等により求められ、演算された要求減速度Ｄ１は制動用目標トルクに換算され、この制動用目標トルクに基づいてブレーキバイワイヤシステム３の作動に必要な第１電力Ｅ１（必要電力）が算出される。

また、第１制御部２３は、バッテリ１１の充電率に基づきバッテリ１１からブレーキバイワイヤシステム３に供給可能な電力として第２電力Ｅ２を演算する。そして、第１電力Ｅ１が第２電力Ｅ２より大きい場合に、バックアップ電源ユニット２からブレーキバイワイヤシステム３に電力を供給させる。

バックアップ電源ユニット２が車両電源１と共に電力供給を行う場合、第１制御部２３はバックアップ電源ユニット２から第１電力Ｅ１と第２電力Ｅ２の差分電力ΔＥを供給させる。図１に示すように、例えば、第１制御部２３は第１接点２４ａをオンにして、バックアップ電源ユニット２の第１キャパシタ２１ａから差分電力ΔＥを供給させる。車両電源１の代わりにバックアップ電源ユニット２から第１電力Ｅ１を供給させることもできる。

第１制御部２３は、バックアップ電源ユニット２から電力を供給するとき、ブレーキペダルストロークセンサ４７に検知される乗員によるブレーキペダル４１の踏込ストローク（以下、ストロークと略す。）Ｓｔが大きい程、バックアップ電源ユニット２の電力供給時間を長くしている。

図３に示すように、電力供給時の第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂの放電特性は、ブレーキ液圧を昇圧するピーク電流として例えば５０Ａを２００ｍｓｅｃの間出力する昇圧ステージと、ブレーキ液圧を保持する定常電流として例えば２Ａを１２ｓｅｃの間出力する維持ステージとから構成されている。そして、この維持ステージの継続時間ＴがストロークＳｔに比例するように設定されている。

次に、ブレーキバイワイヤシステム３について説明する。
図１に示すように、ブレーキバイワイヤシステム３は、第１，第２回線Ｌ１，Ｌ２から電力が供給される電源供給制御回路部３１と、モータ３２と、ブレーキ液流路を電気的に開閉可能な電磁弁３３〜３６と、第２制御部３７等を備えている。

電源供給制御回路部３１は、供給された電力を所定の制御条件に基づきモータドライバ３２ａ、電磁弁ドライバ３３ａ〜３６ａ及び第２制御部３７に分配している。具体的には、第１，第２回線Ｌ１，Ｌ２から供給される電力を必要に応じて電圧等の変換を行ってモータドライバ３２ａ、電磁弁ドライバ３３ａ〜３６ａ及び第２制御部３７に必要な電力を分配している。尚、第２制御部３７は、図示外の電力線により車両電源１から電力供給を受け、ブレーキバイワイヤシステム３に供給される電力が不足する状況下でも動作する。

ここで、ブレーキバイワイヤシステム３の操作系に係る概略構成について説明する。
図４に示すように、ブレーキバイワイヤシステム３は、乗員の操作によるブレーキペダル４１のストロークＳｔに応じたブレーキ液圧を生成可能なマスタシリンダ４２と、モータ３２とこのモータ３２に駆動されるポンプ部とからなる電動ブレーキブースタ４３と、反力発生機構４４と、このマスタシリンダ４２又は／及び電動ブレーキブースタ４３により発生されたブレーキ液圧によって車両の前後左右輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転を夫々制動するホイールシリンダ４５ａ〜４５ｄと、第２制御部３７等を備えている。

マスタシリンダ４２は、第１圧力発生室４２ａと、第２圧力発生室４２ｂとを備えている。第１，第２圧力発生室４２ａ，４２ｂは、リザーバタンク４６に夫々接続され、内部に圧縮スプリングを夫々備えている。これら第１，第２圧力発生室４２ａ，４２ｂは、ブレーキペダル４１の踏込操作に応じて略同様のブレーキ液圧を圧送可能に構成されている。第１圧力発生室４２ａは、開閉可能な電磁弁３３を介してホイールシリンダ４５ａ，４５ｂに連通され、第２圧力発生室４２ｂは、開閉可能な電磁弁３６を介してホイールシリンダ４５ｃ，４５ｄに連通されている。

電動ブレーキブースタ４３は、そのポンプ部が開閉可能な電磁弁３４を介してホイールシリンダ４５ａ，４５ｂに連通され、開閉可能な電磁弁３５を介してホイールシリンダ４５ｃ，４５ｄに連通されている。反力発生機構４４は、第１圧力発生室４２ａと電磁弁３３とを連通する流路に接続され、例えば、シリンダと、このシリンダ内で摺動自在なピストンと、ピストンを付勢する付勢手段等によって形成されている。これにより、乗員がブレーキペダル４１を踏込又は踏戻操作したとき、ブレーキペダル４１を介して予め設定された特性の反力を乗員に対して作用させることができる。

第２制御部３７は、電動ブレーキブースタ４３と、反力発生機構４４と、ブレーキペダルストロークセンサ４７と、電磁弁３３〜３６を制御することにより、減速度制御処理及び踏力制御処理を実行可能に構成されている。

図５に示すように、第２制御部３７は、踏力特性マップＭ１を有している。踏力特性マップＭ１は、所定の関数、例えば、対数関数によって規定されている。下記（２）式に示すように、乗員の感覚の強さは刺激の強さの対数に比例している。
Ａ＝ｋｌｏｇＢ＋Ｋ …（２）
尚、Ａは感覚量、Ｂは物理量、ｋはゲイン、Ｋは積分定数である。

第２制御部３７は、ブレーキペダルストロークセンサ４７で検出されたストロークＳｔと踏力特性マップＭ１とに基づき目標操作反力に相当する踏力Ｆを設定し、これに対応した作動指令信号を反力発生機構４４に出力している。

図６に示すように、第２制御部３７は、制動特性マップＭ２を有している。第２制御部３７は、検出されたストロークＳｔを介して設定された踏力Ｆと制動特性マップＭ２とを用いて車両の目標減速度Ｄを設定し、目標減速度Ｄに対応した作動指令信号をモータドライバ３２ａ、電磁弁ドライバ３３ａ〜３６ａに出力している。これにより、各ホイールシリンダ４５ａ〜４５ｄが駆動され、制動特性マップＭ２に基づく目標減速度Ｄの制動が実行されている。また、第２制御部３７は、これと同時にブレーキバイワイヤシステム３に、ブレーキバイワイヤシステム３の作動に必要な電力が供給されるように、ストロークＳｔ及び目標減速度Ｄに関する制御信号を第１制御部２３に出力している。

第２制御部３７が出力した制御信号を受信した第１制御部２３は、ブレーキバイワイヤシステム３の作動に必要な電力を供給するためにバッテリ１１が供給可能な電力を演算し、バッテリ１１の供給電力が不足する場合にバックアップ電源ユニット２から電力を供給する。この第１制御部２３によるバックアップ電源ユニット２の制御について、図７のフローチャートに基づいて説明する。図中のＳｉ（ｉ＝１，２…）は、各ステップを表す。

最初にＳ１において、バッテリ１１の充放電状態とバックアップ電源ユニット２の第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂの電圧の情報を取得してＳ２に進む。そしてＳ２において、ブレーキペダル４１が踏み込まれたか否か判定する。この判定は、ブレーキペダルストロークセンサ４７の検出信号に基づいて行われるが、ブレーキペダル４１の踏込みの有無を検知する図示外のブレーキセンサの検出信号に基づいて行うことも可能である。判定がＹｅｓの場合はＳ３に進み、判定がＮｏの場合はＳ１６に進む。

次にＳ３において、ＩＧ−ＳＷセンサ８ａの出力信号に基づいてイグニッションスイッチ８をオンにする操作がされているか否か判定する。この操作によって内燃機関６を始動するための電力がバッテリ１１から供給されるので、この操作がされているときにはバッテリ１１の電力供給能力に余裕がない状態である。判定がＹｅｓの場合はＳ４に進み、判定がＮｏの場合はＳ５に進む。

次にＳ４において、第３接点２４ｃをオンにして、バックアップ電源ユニット２を第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂが直列に接続された第２の接続形態に切替えてＳ７に進む。

一方、Ｓ３の判定がＮｏの場合、Ｓ５において、ブレーキペダル４１のストロークＳｔと踏力特性マップＭ１，制動特性マップＭ２に基づき目標減速度Ｄを演算してＳ６に進む。そしてＳ６において、演算された目標減速度Ｄと乗員の踏力で発生可能な減速度Ｄ０とを用いて車両に要求される要求減速度Ｄ１を演算してＳ７に進む。

次にＳ７において、ブレーキバイワイヤシステム３の作動に必要な第１電力Ｅ１を演算してＳ８に進む。このとき、Ｓ３の判定がＹｅｓの場合は予め定められた所定値を第１電力Ｅ１とし、Ｓ３の判定がＮｏの場合はＳ６で演算された要求減速度Ｄ１を用いて第１電力Ｅ１を演算する。尚、Ｓ３の判定がＹｅｓの場合はブレーキペダルストロークセンサ４７の検知信号に基づいて第１電力Ｅ１を演算するようにしてもよい。そしてＳ８において、Ｓ１で検出されたバッテリ１１の充放電状態に基づきバッテリ１１からブレーキバイワイヤシステム３に対して供給可能な第２電力Ｅ２を演算してＳ９に進む。

次にＳ９において、第１電力Ｅ１が第２電力Ｅ２より大きいか否か判定する。Ｓ９の判定がＹｅｓの場合、即ちバッテリ１１が第１電力Ｅ１を供給できない場合はＳ１０に進み、Ｓ１０においてバックアップ電源ユニット２が第１の接続形態であるか否か判定する。Ｓ１０の判定がＹｅｓの場合はＳ１１に進み、Ｓ１０の判定がＮｏの場合はＳ１３に進む。

次にＳ１１において各キャパシタの電圧が何れも基準電圧未満か否か判定する。基準電圧は、第１の接続形態でのキャパシタの電力供給中にその電圧が作動電圧未満にならないように予めブレーキバイワイヤシステム３の作動電圧より高く設定されている。例えば、作動電圧が６Ｖ〜１６Ｖに設定され、第１の接続形態でキャパシタが１回電力供給を行うとその電圧が２Ｖ低下する場合には、基準電圧は８Ｖに設定される。

Ｓ１１の判定がＹｅｓの場合はＳ１２に進み、Ｓ１２において第３接点２４ｃをオンにして、バックアップ電源ユニット２を第２の接続形態に切替えてＳ１３に進む。そしてＳ１３において、第１接点２４ａをオンにして、第２の接続形態のバックアップ電源ユニット２からブレーキバイワイヤシステム３に電力を供給させてリターンする。第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂを直列に接続する第２の接続形態に切替えたので、バックアップ電源ユニット２の出力電圧を上昇させてブレーキバイワイヤシステム３の作動電圧を出力可能にしている。ブレーキバイワイヤシステム３は、バッテリ１１及びバックアップ電源ユニット２から供給された電力により電動ブレーキブースタ４３を駆動して要求減速度Ｄ１に相当する制動力を発揮する。

Ｓ１１の判定がＮｏの場合はＳ１４に進み、Ｓ１４において第１の接続形態で電圧が最も高いキャパシタからブレーキバイワイヤシステム３に電力を供給してリターンする。このとき、第１キャパシタ２１ａから電力供給する場合は第１接点２４ａをオンにし、第２キャパシタ２１ｂから電力供給する場合は第２接点２４ｂをオンにする。ブレーキバイワイヤシステム３は、バッテリ１１及びバックアップ電源ユニット２から供給された電力により電動ブレーキブースタ４３を駆動して要求減速度Ｄ１に相当する制動力を発揮する。

また、Ｓ９の判定がＮｏの場合には、バッテリ１１が第１電力Ｅ１を供給できるので、Ｓ１５に進んでバッテリ１１から電力を供給してリターンする。ブレーキバイワイヤシステム３は、バッテリ１１から供給された電力により電動ブレーキブースタ４３を駆動して要求減速度Ｄ１に相当する制動力を発揮する。

一方、Ｓ２の判定がＮｏの場合、即ち乗員のブレーキ操作がなくブレーキバイワイヤシステム３の電動ブレーキブースタ４３に電力を供給しない場合、Ｓ１６において、バックアップ電源ユニット２が第２の接続形態か否か判定する。Ｓ１６の判定がＹｅｓの場合はＳ１７に進み、Ｓ１７において第３接点２４ｃをオフにして第１の接続形態に切替えてＳ１８に進む。Ｓ１６の判定がＮｏの場合はＳ１８に進む。

次にＳ１８において、イグニッションスイッチ８がオン状態か否か判定する。イグニッションスイッチ８がオン状態でなければ走行しないので、第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂを充電しない。Ｓ１８の判定がＹｅｓの場合はＳ１９に進み、判定がＮｏの場合はリターンする。

次にＳ１９において、第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂを充電可能か否か判定する。この判定は、Ｓ１で取得したバッテリ１１の充放電状態及び第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂの電圧に基づいて行う。バッテリ１１が充電用の電力を供給可能であり、且つ少なくとも１つのキャパシタが満充電状態でなければ充電可能なのでＳ１９の判定がＹｅｓとなり、Ｓ２０に進んで充電回路部２２にそのキャパシタを充電させてリターンする。Ｓ１９の判定がＮｏの場合はキャパシタを充電せずにリターンする。

次に、本実施例に係る車両用制動装置４の作用、効果について説明する。
車両用制動装置４は、バッテリ１１（主電源）からブレーキバイワイヤシステム３（電動ブレーキ手段）に供給される電力が不足する場合に、第１の接続形態のバックアップ電源ユニット２から電力を供給させて、ブレーキバイワイヤシステム３を作動させることより最適な制動力を得る。そして所定条件の成立時として、内燃機関６（エンジン）の始動時に、又は第１、第２キャパシタ２１ａ，２１ｂの何れも基準電圧未満の場合に、バックアップ電源ユニット２を第１の接続形態から第２の接続形態に切替える。

従って、バッテリ１１の電力供給が不足する状況で、第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂの何れも単独ではブレーキバイワイヤシステム３への電力供給に支障が生じる場合でも、第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂを直列に接続する第２の接続形態に切替えることにより電圧を上昇させて、バックアップ電源ユニット２からブレーキバイワイヤシステム３に電力を供給可能にすることができる。

また、第２の接続形態の第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂの全体の蓄電容量は、第１の接続形態の第１，第２キャパシタ２１ａ，２１ｂの全体の蓄電容量と比べて小さくなるため、乗員のブレーキ操作がないときに第１の接続形態に切替えて充電することにより、次回の電力供給に備えてバックアップ電源ユニット２に蓄えられる電力量を最大化することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、回生制動と液圧制動とを実行可能なハイブリッド車両の例を説明したが、ブレーキバイワイヤシステム３を備えた電気自動車や内燃機関６のみ備えた車両等に適用可能である。

２〕前記実施形態においては、乗員の要求を重視して、目標減速度Ｄを乗員が操作したブレーキペダル４１のストロークＳｔに基づき設定した例を説明したが、安全性を重視して、乗員によるブレーキペダル４１の操作量に関わらず車両の危険回避に必要な減速度を目標減速度Ｄとしても良い。具体的には、進行方向前方の状況を検出可能な状況検出手段として例えばカメラやレーダ等を設け、乗員によるブレーキペダル４１の踏込操作を条件とした上で、状況検出手段による検出結果に基づき目標減速度Ｄを設定する。この場合、設定された目標減速度Ｄを要求減速度Ｄ１に設定することが好ましい。

３〕例えば第１キャパシタ２１ａがバッテリ１１の代わりに第１電力Ｅ１を供給しているとき、バッテリ１１が電力供給していない第２キャパシタ２１ｂを充電する電力を出力できる場合には、その第２キャパシタ２１ｂを充電させることも可能である。この場合、次の電力供給の機会に備えてバックアップ電源ユニット２に電力を蓄えて、第２の接続形態への切替えを抑制することができる。

その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態をも包含するものである。

１ ：車両電源
２ ：バックアップ電源ユニット
３ ：ブレーキバイワイヤシステム（電動ブレーキ手段）
４ ：車両用制動装置
８ ：イグニッションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）
８ａ ：ＩＧ−ＳＷセンサ
１１ ：バッテリ（主電源）
１３ ：充放電センサ
２１ａ ：第１キャパシタ（蓄電手段）
２１ｂ ：第２キャパシタ（蓄電手段）
２２ ：充電回路部
２３ ：第１制御部（制御手段）
２４ａ ：第１接点
２４ｂ ：第２接点
２４ｃ ：第３接点
２６ａ ：第１電圧センサ
２６ｂ ：第２電圧センサ
３７ ：第２制御部
４１ ：ブレーキペダル
４３ ：電動ブレーキブースタ
４７ ：ブレーキペダルストロークセンサ
Ｌ１ ：第１回線

Claims (3)

1. 乗員のブレーキ操作によりモータを駆動して車両を制動可能な電動ブレーキ手段と、この電動ブレーキ手段に電力を供給可能な主電源と、前記電動ブレーキ手段に電力を供給可能な複数の蓄電手段を備えた補助電源装置と、前記電動ブレーキ手段の必要電力が前記主電源の供給可能な電力より大きい場合に、前記主電源と共に又は前記主電源の代わりに前記複数の蓄電手段のうちの１つを単独使用する第１の接続形態で前記補助電源装置から前記電動ブレーキ手段に電力を供給させる制御手段とを備えた車両用制動装置において、
   前記制御手段は、エンジンの始動時には前記補助電源装置を前記第１の接続形態から前記複数の蓄電手段を直列に接続して使用する第２の接続形態に切替えることを特徴とする車両用制動装置。
2. 乗員のブレーキ操作によりモータを駆動して車両を制動可能な電動ブレーキ手段と、この電動ブレーキ手段に電力を供給可能な主電源と、前記電動ブレーキ手段に電力を供給可能な複数の蓄電手段を備えた補助電源装置と、前記電動ブレーキ手段の必要電力が前記主電源の供給可能な電力より大きい場合に、前記主電源と共に又は前記主電源の代わりに前記複数の蓄電手段のうちの１つを単独使用する第１の接続形態で前記補助電源装置から前記電動ブレーキ手段に電力を供給させる制御手段とを備えた車両用制動装置において、
   前記制御手段は、前記複数の蓄電手段の電圧が何れも予め設定された基準電圧未満の状態であるときには、前記補助電源装置を前記第１の接続形態から前記複数の蓄電手段を直列に接続して使用する第２の接続形態に切替えることを特徴とする車両用制動装置。
3. 前記複数の蓄電手段は夫々キャパシタであり、
   前記制御手段は、前記乗員のブレーキ操作がないときに前記第２の接続形態を前記第１の接続形態に切替えて前記キャパシタを充電させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用制動装置。

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