(57)【要約】  電動二輪車１の回生ブレーキ制御システム１００は、電動機５と、車両状態を検出するセンサ群４０〜４５と、車両状態に応じて回生条件を満足すると車両状態に応じて目標トルクを設定する制御装置２２とを備え、制御装置２２は、車両の旋回状態を検出すると、非旋回状態に比べて回生制動量を抑制する。
2014064730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
乗物状態を検出する検出装置と、
前記検出装置で検出された乗物状態に応じて回生条件を満足すると、前記乗物状態に応じて目標回生トルクを設定する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記検出装置が乗物の旋回状態を検出すると、非旋回状態に比べて回生制動量を抑制する、回生ブレーキ制御システム。
【請求項２】
直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する乗物に用いられる、請求項１に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項３】
前記乗物の旋回状態では、運転状態に基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１又は２に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項４】
前記乗物の旋回状態では、旋回時のリーン角度、走行速度、旋回半径の少なくとも一つに基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項５】
前記回生制動の限界値が設定され、前記限界値を変化させて回生制動量を抑制する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項６】
前記電動機の回生トルクを操作するための回生操作子を更に備え、
前記制御装置は、
前記回生操作子での操作量に基づいて前記目標回生トルクを補正した調整回生トルクを発生するように前記電動機を制御する、請求項１乃至５のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項７】
前記電動機が発生する回生トルクを表示する表示部を更に備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項８】
前記表示部は、前記回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示する、請求項７に記載の回生ブレーキ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーを走行動力源とした電動式乗物の回生ブレーキ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機によって駆動輪を駆動する電動車両において、駆動輪の回転力により電動機に発電をさせて、その電力をバッテリ等に送って回生する回生システムが知られている。この回生システムでは、発電により駆動輪に回生制動力が働くようになっており、ブレーキ機構のような機械的な制動力と異なる制動力を駆動輪に与えることができる。このような回生システムとして、例えば特許文献１のような駆動制御装置がある。【０００３】
特許文献１に記載の駆動制御装置では、駆動輪の回転力に応じた電力を電動機が発電するので、アクセルグリップ等の加速操作子の操作を止めると同時に回生制動力が働く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の駆動制御装置では、回生制動力が駆動輪の回転力に対して一意的であるため、運転者にとって不所望な回生制動力となる場合がある。【０００６】
また、直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する電動式乗物の場合には旋回の有無に関わらず回生制動量が一定であるので、直進及び旋回の両方を満足しようとすると回生制動の設定が難しく、走行フィーリングに違和感が生じるという課題がある。【０００７】
そこで、本発明は、旋回時の走行フィーリングを向上できる電動式乗物の回生ブレーキ制御システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、本発明のある形態（aspect）に係る回生ブレーキ制御システムは、電動機と、乗物状態を検出する検出装置と、前記検出装置で検出された乗物状態に応じて回生条件を満足すると、前記車両状態に応じて目標回生トルクを設定する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記検出装置が車両の旋回状態を検出すると、非旋回状態に比べて回生制動量を抑制するものである。【０００９】
上記構成により、旋回時には、非旋回時に比べて回生制動量が抑えられることで、旋回時における回生制動量が過剰となることを防ぐことができ、回生制動が走行フィーリングに与える悪影響を抑えることができる。【００１０】
上記回生ブレーキ制御システムは、直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する乗物に用いられるものである。【００１１】
上記構成により、旋回時の回生制動量を抑制することで、回生制動が旋回操作に与える影響を小さくして、旋回時の走行フィーリングの低下を防ぐことができる。傾斜して旋回する乗物として、例えば自動二輪車、ＡＴＶ（全地形対応車）、ＰＷＣ（パーソナルウォータークラフト）等がある。【００１２】
上記回生ブレーキ制御システムにおいて、前記乗物の旋回状態では、運転状態に基づいて前記回生制動の抑制量を変化させてもよい。【００１３】
上記構成により、運転状態に応じて適切な回生制動量を得ることができ、回生制動の過不足を抑制できる。【００１４】
上記回生ブレーキ制御システムにおいて、前記乗物の旋回状態では、旋回時のリーン角度、走行速度、旋回半径の少なくとも一つに基づいて前記回生制動の抑制量を変化させてもよい。【００１５】
上記構成により、旋回時のリーン角度等に応じて回生制動の抑制量を変化させることで、車体の傾斜に基づく旋回時の走行速度に基づく、運転状態に応じて適切な回生制動量を得ることができ、回生制動の過不足を抑制できる。例えばリーン角度、旋回半径が小さい場合に抑制量を小さくすることで、低リーン角、低旋回半径での回生制動量を大きくできるので回生制動量が不足することを防ぐことができる。また、リーン角度（旋回半径）が大きい場合に抑制量を大きくすることで、高リーン角（旋回半径）での回生制動量を小さくできるので、回生制動量が過剰となるのを防ぐことができる。同様に走行速度が小さい場合に抑制量を小さくすることで、低速走行時の回生制動量を大きくでき回生制動量が不足するのを防ぐことができる。また、例えば走行速度が大きい場合に抑制量を大きくすることで、高速走行時の回生制動量を小さくでき回生制動量が過剰となることを防ぐことができる。【００１６】
上記回生ブレーキ制御システムにおいて、前記回生制動の限界値が設定され、前記限界値を変化させて回生制動量を抑制してもよい。【００１７】
上記構成により、回生制動の限界値を変化させることで、例えば回生制動量が小さく設定されている場合には、旋回時と非旋回時との回生制動量を同じにすることができ、旋回時における回生制動の抑制機会を減らして運転者に与える違和感を減らすことができる。【００１８】
上記回生ブレーキ制御システムは、前記電動機の回生トルクを操作するための回生操作子を更に備え、前記制御装置は、前記回生操作子での操作量に基づいて前記目標回生トルクを補正した調整回生トルクを発生するように前記電動機を制御してもよい。【００１９】
上記構成により、回生操作子で回生量が調整されるので、運転者の意思で回生制動量を大きくすることができる。例えば回生操作子での回生制動の増加指令を受けても限界値を超えないようにしてもよいし、回生操作子を優先させて限界値を超えて回生制動するようにしてもよい。【００２０】
上記記載の回生ブレーキ制御システムは、前記電動機が発生した回生トルクを表示する表示部を更に備えてもよい。【００２１】
上記構成により、運転者に回生量を把握させることができるので、操作の助けになる。【００２２】
上記回生ブレーキ制御システムにおける前記表示部は、前記回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示してもよい。【００２３】
上記構成により、回生トルクの限界値を運転者に把握させることができるので、操作の助けになる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、旋回時の走行フィーリングを向上することができる電動式乗物の回生ブレーキ制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る回生ブレーキ制御システムを備える電動二輪車の左側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る回生ブレーキ制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の電動二輪車のハンドル付近を拡大して示す拡大平面図である。
【図４】図２の回生ブレーキ制御システムによる目標トルク算出処理を示すフローチャートである。
【図５】旋回中の電動二輪車の車体の状態を模式的に示した正面図である。
【図６】図２の回生ブレーキ制御システムにおける電動機の出力トルクの特性を模式的に示したグラフである。
【図７】図２の回生ブレーキ制御システムにおいて回生トルクを調整した場合の電動機の出力トルクの特性を模式的に示したグラフである。
【図８】図２の回生ブレーキ制御システムにおいてリーン角度に応じた電動機の出力トルク特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、本発明に係る電動式乗物の実施形態として直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する電動二輪車１を例示する。方向の概念は電動二輪車１の運転者から見る方向を基準とする。なお、以下では全図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、特に言及しない場合にはその重複する説明を省略する。
【００２７】
図１は、電動二輪車１の左側面図である。図１に示すように、電動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３と、前輪２と後輪３との間に配置される車体フレーム４と、当該電動二輪車１の走行駆動源である電動機５とを備えている。本実施形態に係る電動二輪車１は、内燃機関を備えておらず、電動機５により発生された動力で後輪３を回転駆動することによって走行可能である。
【００２８】
前輪２は、フロントフォーク６の下端部に回転可能に支持され、フロントフォーク６は、ステアリングシャフト７を介してバー型のハンドル８と連結される。本実施の形態では車速センサ４４がフロントフォーク６の下端部の前輪２に設けられている。ステアリングシャフト７は、ヘッドパイプ１１により回動可能に支持されており、このヘッドパイプ１１には、メインフレーム１２が設けられている。メインフレーム１２の後端部には、シートレール１６が設けられている。このシートレール１６の上に運転者騎乗用のシート９が設けられている。
【００２９】
電動二輪車１は、いわゆる鞍乗型の乗り物であり、運転者は、シート９に跨った姿勢で着座する。シート９に跨った運転者は、左脚を左側のピボットフレーム１４よりも左側に位置させ左脚を左側のフットステップ１０に置き、右脚を右側のピボットフレーム１４よりも右側に位置させ右脚を右側のフットステップ１０に置く。運転者がこのようにして車体を跨ぐので、鞍乗型の乗り物の車幅寸法は、少なくともシート９周辺において小型である。特に、自動二輪車は、車体の傾斜により生まれる向心力を遠心力とバランスさせることによって旋回する。
【００３０】
また、電動二輪車１は、モータケース１８、インバータケース１９、及びバッテリケース８０を搭載している。モータケース１８は、電動機５を収容し、インバータケース１９は、インバータ装置２０及びその近傍に設けられた角速度センサ４５をはじめとする電装品を収容している。バッテリケース８０は、電装品を収容している。
【００３１】
電動機５は、インバータ装置２０により変換された交流電力の供給を受けて動作し、走行動力を発生する。電動機５は、たとえば交流モータである。電動機５により発生された走行動力は、動力伝達機構１７を介して後輪３に伝達される。そして、電動機５は、減速時には、後輪３から動力伝達機構１７を介して伝達された回転力により電力を発生するようになっている。
【００３２】
次に、電動二輪車１が備える回生ブレーキ制御システム１００の構成について図２を用いて具体的に説明する。
【００３３】
回生ブレーキ制御システム１００は、図２に示すように、走行用動力源としての電動機５と、電動機５の電源となるバッテリユニット６０と、インバータ装置２０と、車両の制御を司る制御装置２２と、各所に配置された操作子３０〜３２と、車両の状態を検出する各種センサ群４０〜４５と、速度表示等を表示する表示装置５０とを備える。尚、同図では電動機５の電源となるバッテリユニット６０のみを示し、制御装置２２その他の電装品の電源となる低圧バッテリ２１は省略している。
【００３４】
電動機５は、インバータ装置２０を介してバッテリユニット６０に接続されており、電動二輪車１の加速時は電動機として力行運転し、減速時は発電機として回生運転する。力行運転では、電動機５はインバータ装置２０により変換された交流電力の供給を受けて動作し、走行動力を発生する。電動機５により発生された走行動力は、動力伝達機構１７を介して後輪３に伝達される。この力行運転では、電動機５はその出力軸から駆動輪に対して駆動力となる駆動トルクを出力する。回生運転では、電動機５は後輪３から伝達された回転力により電力を発生する。電動機５の発電電力はインバータ装置２０を介してバッテリユニット６０に充電される。そして、この回生運転時には、電動機５はその出力軸から後輪３に対して制動力となる回生トルクを発生する。
【００３５】
バッテリユニット６０は、インバータ装置２０に接続されており、インバータ装置２０を介して放充電する機能を有している。電動機５の力行運転時には放電し、電動機５の回生運転時には充電される。
【００３６】
制御装置２２は判定部２３を有し、この判定部２３は、電動二輪車１の各所に設けられた操作子３０〜３２から入力される情報及びその他の車両の状態を示す情報を種々のセンサ４０〜４５を介して受信し、この受信した情報に基づいて回生条件を充足しているか否かを判定するようになっている。本実施の形態では、回生条件とは電動機５を回生運転に移行させるか否かを判定するための車両状態に関する種々の条件とする。更に、本実施の形態では、判定部２３は、回生条件を充足している場合には電動二輪車１の車両が旋回状態か否かを判定する。
【００３７】
制御装置２２は車両状態に応じて回生条件を満足すると車両状態に応じて目標トルクを設定すると共に、車両の旋回状態を検出すると非旋回状態に比べて回生制動量を抑制する。以下、制御装置２２の具体的な構成について説明する。
【００３８】
制御装置２２は演算部２４を有し、この演算部２４は、判定部２３が判定した判定結果に応じて、各種センサ群４０〜４５で検出された車両の状態を示す情報を基に、後述する目標トルク算出処理を行う。尚、目標トルクとは電動機５に発生させる出力トルクの目標値である。目標トルクが正の値である場合は、インバータ装置２０に指令を与えて電動機５を力行運転に移行させて駆動トルクを発生させための目標駆動トルクを意味するものとし、目標トルクが負の値である場合は、インバータ装置２０に指令を与えて電動機５を回生運転に移行させて回生トルクを発生させるための目標回生トルクを意味するものとする。本実施の形態では、演算部２４はアクセル操作量の検出値、モータ回転数の検出値を用いて目標トルクを決定する。そして、決定した目標トルクをモータ制御部２５に与える。また、演算部２４は、車両が旋回状態である場合には目標トルクを非旋回状態と比べて回生制動量が抑制されるような値に設定する。
【００３９】
制御装置２２はモータ制御部２５を有し、このモータ制御部２５は、電力変換器としてのインバータ装置２０を用いて電動機５を可変速駆動し、この可変速駆動において電動機５の瞬時トルクを制御する。電力変換器を用いた電動機の可変速駆動は周知であるので、ここでは省略する。
【００４０】
制御装置２２は記憶部２６を有し、この記憶部２６は、基準トルク、プログラム、種々のセンサにおいて検出された車両の状態を示す情報等のデータを記憶しておく。記憶部２６にはアクセル操作量の検出値、及びモータ回転数の検出値により規定される目標トルクの値をトルクマップとして予め記憶していてもよい。
【００４１】
また、制御装置２２は、マイクロコントローラ等を構成するプロセッサ及び動作プログラムにより構成され、プロセッサにおいて所定の動作プログラムを実行して対応する処理をおこなうことにより、各機能が実現される。また、記憶部２６は、マイクロコントローラのメモリ、又はその他の外部メモリで実現されてもよい。
【００４２】
以下では、電動二輪車１に設けられている各種の操作子３０〜３２及び各種センサ群４０〜４５の構成について、図３も参照しながら説明する。
【００４３】
操舵装置であるハンドル８は、図３に示すように、左右一対のグリップ３６，３０を有している。把持部である一対のグリップ３６，３０は、図３に示すように、ハンドル８の左側端部及び右側端部に夫々形成されており、そのうち右側のグリップ３０は、後輪３を加速回転させる加速指令（より具体的には力行運転のトルク指令）を入力するためのアクセルグリップを構成している。
【００４４】
また、アクセルグリップ３０には、アクセルグリップセンサ４０が設けられており、アクセルグリップセンサ４０は、グリップの基準位置からの角変位量（以下、単に「アクセル操作量」ともいう）θに応じた加速指令を制御装置２２に与えるようになっている。制御装置２２のモータ制御部２５は、この加速指令に応じてインバータ装置２０を介して電動機５の出力トルクを調整するようになっている。
【００４５】
また、アクセルグリップ３０の前方には、ブレーキレバー３１が設けられている。このブレーキレバー３１は、前輪２に設けられている図示しない前輪用ブレーキ機構を作動させるための操作子であり、ブレーキレバー３１を手前に引くことで前輪用ブレーキ機構が作動して前輪２に機械的な制動力が作用する。また、ブレーキレバー３１の変位量を調整することで前輪２に作用する制動力を調整することができる。このような機能を有するブレーキレバー３１には、ブレーキセンサ４１が設けられている。ブレーキセンサ４１は、ブレーキレバー３１の操作の有無を検出するようになっており、検出結果を制御装置２２に与えるようになっている。
【００４６】
本実施形態では、回生調整レバー３２がハンドル８の左側のグリップ３６の後方に設けられている。回生調整レバー３２は、回生運転の電動機５に発生する回生トルクを調整するための第１の操作子として機能する。回生調整レバー３２は、それに左手の親指を掛けて左側のグリップ３６と一緒に把持でき、回生調整レバー３２に掛けた親指を奥に押すことで所定の基準位置に対して奥側に揺動させることができるようになっている。また、回生調整レバー３２は、基準位置に戻すような付勢力が与えられており、運転者が奥に押した状態で回生調整レバー３２から手を離すと回生調整レバー３２が基準位置に戻るようになっている。
【００４７】
この回生調整レバー３２には、回生調整レバー３２の操作量を検知する回生量センサ４２が設けられている。回生量センサ４２は、ポジションセンサであり、ポジションセンサは、所定の基準位置に対する位置（即ち、操作量）に応じて回生トルクの調整指令を出力するようになっている。回生量センサ４２は、制御装置２２に接続され、回生トルクの調整指令を制御装置２２に入力するようになっている。制御装置２２は、入力された回生トルクの調整指令に基づいて回生運転の電動機５の回生制動力の調整を行うようになっている。本実施の形態では、回生トルクの調整指令は調整レバー３２の操作量が増えるほど回生トルクが増えるように設定される。これにより、回生トルクを増量調整しやすくすることができる。
【００４８】
電動二輪車１は、図２に示すように、車両のその他の状態を検出するセンサとしてモータ回転数センサ４３及び車速センサ４４を備えている。そして、モータ回転数センサ４３及び車速センサ４４は制御装置２２にそれぞれ接続されており、検出結果を制御装置２２に与えるようになっている。モータ回転数センサ４３は電動機５の回転数を検出し、車速センサ４４は電動二輪車１の速度を検出する。
【００４９】
更に、電動二輪車１は、図１及び図２に示すように、車両のその他の状態を検出するセンサとして角速度センサ４５を備えている。角速度センサ４５は、例えばジャイロセンサであって、前後軸心Ｃ１と上下軸心Ｃ３とを含む平面において、左右軸心Ｃ２を通過して、前後軸心Ｃ１に対して予め定められる傾斜角度θだけ角変位した位置に設定されるセンサ軸心Ｃ４回りの角速度ωを検出する。そして、角速度センサ４５は制御装置２２に接続されており、検出結果を制御装置２２に与えるようになっている。電動二輪車１が旋回状態になると角速度センサ４５は正の加速度ωを検出する。
【００５０】
電動二輪車１は、図２及び図３に示すように、速度表示等を表示するための表示装置５０を備えている。表示装置５０は、制御装置２２から与えられる情報に基づいて、車両の状態を表示する。図３に示すように、表示装置５０の表示パネル５１は、計器盤として実現され、車幅方向中心のハンドルバー８前方に配置される。表示パネル５１は、車両の時速をデジタル表示するスピード表示部５２、電動機５の回転数を表示するモータ回転数表示部５３、回生トルクを表示する回生トルク表示部５４、加速トルクを表示する表示部５５、バッテリの残量を表示する残電力表示部５６、回生限界表示部５７を有している。尚、上記表示以外にもその他、走行モード、ギヤ比、走行距離、時間等を表示してもよい。
【００５１】
図３に示すように、本実施の形態では、回生トルク表示部５４は、電動機５で発生した回生トルクをバー表示するように構成されている。回生トルク表示部５４は、バー表示に限らず、例えば数値をデジタル表示するように構成されてもよく、発生する回生トルク量を運転者が確認可能に構成されていればよい。
【００５２】
回生限界表示部５７は、回生トルク表示部５４とは別に回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示する。本実施の形態では、ランプの点灯により限界値に達したことを表示する構成である。回生限界表示部５７で限界値が表示されることで、現在の回生トルク量が限界値であることを認識することができ、さらなる回生制動量の発生が禁止されることを判断することができる。例えば回生量表示部５７の発色を変更する、又は音を発生することにより、限界値に達したことを運転者に報知してもよい。このように、運転者は回生量およびその限界値を把握することができるので、操作の助けになる。
【００５３】
また、ハンドル８には、電動二輪車１の主要な電子部品への電力供給の開始及び終了を指令するためのメインスイッチ（図示せず）が設けられている。メインスイッチにより回生ブレーキ制御システム１００もまた起動される。メインスイッチは、例えば押しボタン式のスイッチ、キーシリンダ等のようにキーを差し込んで回動させるような回動式のスイッチ、ＩＣカード及び無線通信可能な携帯端末等をかざすことによって開始の指令を与えることができるようなスイッチであってもよい。
【００５４】
以上のように構成される回生ブレーキ制御システム１００における制御装置２２の目標トルク算出処理について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
本実施の形態では、電動二輪車１が始動後、加速又は定速走行しており電動機５が力行運転している場合を例にとり説明を行う。尚、制御装置２２の処理は、所定の演算処理周期で逐次実行されるものとする。
【００５６】
まず、制御装置２２は、判定部２３によって加速又は定速走行中の車両の状態が回生条件を満たすか否かを判定する（ステップ１）。ここで回生条件とは電動機５を回生運転に移行させるか否かを判定するための車両状態に関する種々の条件である。本実施の形態では、アクセル操作量が０［％］であること及び走行速度が２［ｋｍ／ｈ］以上であることを回生条件とする。判定部２３は、アクセルセンサ４０及び車速センサ４４からの入力値に基づいて上記回生条件を満たすか否かを判定する。尚、アクセル操作量が０［％］とは、アクセルグリップ３０が操作されていない状態、すなわち、アクセルグリップ３０が基準位置から規定範囲（例えば、グリップの角変位量θが０ｄｅｇ以上１ｄｅｇ以下）内の操作量まで戻されている状態とする。
【００５７】
次に、制御装置２２は、判定部２３により回生条件を満たすと判定した場合には、電動機５に回生トルクを発生させるために、演算部２４によって、車両状態に応じて目標トルクの基準となる基準回生トルクＴｒｒを設定する（ステップ２）。本実施の形態では基準回生トルクはモータ回転数およびアクセル操作量の検出値に応じて負の値に設定されるものとし、演算部２４は、アクセルセンサ４０及びモータ回転数センサ４３からの入力値に基づいて目標トルクの基準となる基準回生トルクＴｒｒを設定する。
【００５８】
更に、制御装置２２は、判定部２３によって車両が旋回状態か否かを判定する（ステップ３）。本実施の形態では、判定部２３は、角速度センサ４５からの入力値に基づいて車両が旋回状態か否かを判定する。判定部２３は、角速度センサ４５で検出した加速度ωが正の値であれば旋回状態であると判定する。
【００５９】
そして、制御装置２２は、判定部２３が旋回状態であると判定した場合には演算部２４によって、車体のリーン角δを算出する（ステップ４）。ここで車体のリーン角δとは、図５に示すように、旋回中の電動二輪車１の車体を垂直状態から傾けた時の角度であり、垂直に立てた状態を０度、真横に倒した状態を９０度とする。本実施の形態では、演算部２４は、角速度センサ４５により検出された角速度ω、センサの傾斜角度θ、及び車速センサ４４により検出された速度ｖに基づいて、電動二輪車１のリーン角δを算出する。角速度センサ４５は、直進走行における車体の前後軸心Ｃ１と上下軸心Ｃ３とを含む平面において、左右軸心Ｃ２を通過して、前後軸心Ｃ１に対して予め定められる傾斜角度θだけ角変位した位置に設定されるセンサ軸心Ｃ４回りの角速度ωを検出する。尚、リーン角δの具体的な算出方法は、公知の技術を用いることができる。
【００６０】
更に、制御装置２２は、演算部２４により、ステップ４で算出したリーン角δに基づいて、目標トルクの限界値Ｌを設定する（ステップ５）。本実施の形態では、目標トルクの限界値Ｌは旋回状態の回生制動量が非旋回状態の回生制動量と比べて低減されるような値に設定される。これにより、旋回時には、非旋回時に比べて回生制動量が抑えられることで、旋回時における回生制動量が過剰となることを防ぐことができ、回生制動が走行フィーリングに与える悪影響を抑えることができる。更に、本実施の形態では限界値Ｌは、リーン角δに応じて回生制動量の抑制量が変化するので、運転状態に応じて適切な回生制動量を得ることができ、回生制動の過不足を抑制できる。
【００６１】
次に、本実施の形態では、調整レバー３２による入力操作に基づいて基準回生トルクＴｒｒを補正する（ステップ６）。具体的には、制御装置２２は、判定部２３によって回生量センサ４２の検出値に基づいて回生調整レバー３２の入力の有無を判定する。そして、制御装置２２は、調整レバー３２による入力操作が有った場合には、演算部２４によって、回生調整レバー３２の操作量、すなわち回生量センサ４２で検出した回生トルクの調整指令に基づいて基準回生トルクＴｒｒの補正量を算出し、算出した補正量に基づいて基準回生トルクＴｒｒの値を補正する。このように回生調整レバー３２により回生量が調整されるので、運転者の意思で回生制動量を大きくすることができる。
【００６２】
最後に、制御装置２２は、演算部２４により、目標トルクＴｒｃを算出する（ステップ７）。演算部２４は、基準回生トルクＴｒｒの値が目標トルクの限界値Ｌよりも大きければ、基準回生トルクＴｒｒを目標トルクＴｒｃとする。一方、基準回生トルクＴｒｒの値が目標トルクの限界値Ｌよりも小さければ、目標トルクの限界値Ｌを目標トルクＴｒｃとする。そして、演算部２４は、算出した目標トルクＴｒｃをモータ制御部２５に与える。これにより、旋回状態では非旋回状態と比べて回生ブレーキ量を制限することができる。
【００６３】
また、ステップ３において判定部２３が非旋回状態であると判定した場合には、演算部２４は基準回生トルクＴｒｒを目標トルクＴｒｃとする。非旋回状態における目標トルクの限界値Ｌは基準回生トルクＴｒｒの値よりも小さな値に設定されているからである。そして、演算部２４は、この目標トルクＴｒｃをモータ制御部２５に与える。そして、モータ制御部２５は、目標トルクＴｒｃに基づいた制御指令を電動機５に与える。
【００６４】
一方、ステップ１において制御装置２２の判定部２３が回生条件を満たさないと判定した場合は、電動機５の力行運転が継続される。この場合は電動機５に駆動トルクを継続して発生させるために、演算部２４によって、車両状態に応じて目標トルクの基準となる基準駆動トルクＴｒｄを設定する（ステップ８）。本実施の形態では基準駆動トルクはモータ回転数およびアクセル操作量の検出値に応じて正の値に設定されるものとし、演算部２４は、アクセルセンサ４０及びモータ回転数センサ４３からの入力値に基づいて目標トルクの基準となる基準駆動トルクを設定する。この場合は、演算部２４によって、基準駆動トルクＴｒｄの値を目標トルクＴｒｃとして、この目標トルクＴｒｃをモータ制御部２５に与える。これにより、電動二輪車１は加速又は定速走行を継続する。
【００６５】
図６は、回生ブレーキ制御システム１００における電動機５で発生する出力トルク特性を模式的に示したグラフである。横軸はモータ回転数を示し、縦軸はモータの出力トルクを示している。
【００６６】
出力トルクが正の値の領域の曲線は、力行運転時の電動機５の出力トルクの特性を、アクセル操作量に対応させて示している。これらの曲線は、上から順にアクセル操作量が１００％、９０％、８０％、７０％、５０％の場合のトルク特性を示している。このように、アクセル操作量が大きいほど力行運転時の電動機５で発生する駆動トルクは大きくなっている。
【００６７】
一方、出力トルクが負の値の領域の曲線は、回生運転時（アクセル操作量が０％）の電動機５の出力トルクの特性を示している。
【００６８】
破線は、リーン角δに基づいた目標トルクの限界値Ｌ１〜Ｌ５をそれぞれ示している。Ｌ１はリーン角δが０度の状態、すなわち非旋回状態のときの目標トルクの限界値を示している。Ｌ２〜Ｌ５はリーン角δが１０度、２０度、３０度、４０度のときの目標トルクの限界値をそれぞれ順に示している。このように目標トルクの限界値Ｌはリーン角度δの大きさに比例して絶対値が小さくなるように設定している。これにより、旋回時の車両のリーン角度が小さい場合には回生ブレーキ量があまり制限されないので、不所望な回生ブレーキの制限を防ぐことができる。また、旋回時の車両のリーン角度が大きい場合には回生ブレーキ量の制限量が大きいので、回生制動力が過剰になるのを防ぐことができる。
【００６９】
このように、回生制動の限界値を変化させることで、例えば回生制動量が小さく設定されている場合には、旋回時と非旋回時との回生制動量を同じにすることができ、旋回時における回生制動の抑制機会を減らして運転者に与える違和感を減らすことができる。
【００７０】
図７は、回生ブレーキ制御システムにおいて回生調整レバー３２により回生トルクを調整した場合の電動機の出力トルクの特性を模式的に示したグラフである。図７に示すように、出力トルクが負の値の領域の曲線は、回生運転時（アクセル操作量が０％）の電動機５の出力トルクの特性を示している。そして、グラフ中の矢印で示したように、回生運転時において回生調整レバー３２操作により出力トルクの特性が変化する。本実施の形態では、回生トルクの調整指令は回生調整レバー３２の移動量が増えるほど回生トルクが増えるように設定されるので、回生調整レバー３２操作により回生トルクの特性が増加している。その結果、グラフに示すように、回生トルクが限界値Ｌを超えるような場合には、限界値Ｌが回生トルクになるように回生トルクが制限される。
【００７１】
このように、回生調整レバー３２での回生制動を増加するための調整指令を受けても限界値を超えないようにすることで、回生調整レバー３２操作を含んだ目標トルクが限界値を超えることを防ぐことができ、回生制動が過剰となることを防ぐことができる。
【００７２】
また、他の形態として、回生調整レバー３２を優先させて限界値を超えて回生制動するようにして、運転者の意図をより反映させるようにしてもよい。このように回生調整レバー３２を用いることで、非旋回時に比べて旋回時に回生制動を抑制するようにしたとしても、運転者の操作で回生制動量を非旋回時に近づけることもでき、制限値の抑制の設定を厳密に行う必要がなくなり、制限値の設定を容易化できる。
【００７３】
尚、図４のフローチャートのＳ４，Ｓ５では、リーン角を算出し、リーン角に基づいて限界値を設定したが、他の車両状態に応じて限界値（回生抑制量）を設定してもよい。例えば高速旋回時を判断すれば、回生制動量を小さくするようにしてもよい。高速旋回判断については、走行速度、旋回半径、リーン角のうちのいずれか１つを用いて判断してもよいが、それらの複数を用いることで判断精度を向上させることができる。
また、例えば車両状態量に基づいて制限値を演算、例えば比例演算して算出することで、回生制動量をより多段階に求めることができ適切な制動量を決定することができる。車両状態量の他の例としては、リーン角、旋回直前のブレーキ操作量、旋回直前のアクセル操作量の時間変化に基づいて限界値を設定してもよい。それらの変化量の時間変化が大きい場合には、運転状態の変化が大きいことから、旋回時に回生制動量を抑制するようにすることが好ましい。その他、旋回直前の減速方向の加速度変化が大きい場合には、旋回時の回生制動の抑制量を小さくしてもよい。また旋回前の車両状態でスリップが発生しやすい状態であることを判断した場合には（スリップ抑制制御の実績がある場合）、旋回時の回生制動量を抑制するようにすることが好ましい。
【００７４】
また、上記実施の形態では、非旋回時と比べて旋回時の回生制動量の限界値を低減させるようにしたが、旋回時の回生制動量が抑制されればよく、他の形態を採用してもよい。非旋回の回生制動量に比べて、小さい回生制動量を設定するようにしてもよい。すなわち、図５におけるステップＳ２に関して、非旋回時と比べて旋回時の基準回生トルクを小さくするようにしてもよい。図８は、リーン角度に応じた電動機の出力トルク特性の一例を示すグラフである。これらの曲線は下から順にリーン角度が０°、１０°、４０°の場合の回生トルクの特性を示している。このように非旋回時（リーン角０°）と比べて旋回時（リーン角１０°、４０°）では基準回生トルクが小さく設定されるので、電動機で発生する回生トルクの特性も変化する。
【００７５】
また上記実施の形態と同様に、リーン角度に応じて旋回時の回生制動量を変化させてもよい。リーン角度が大きい場合に回生制動量を小さくすることで、旋回時における過剰な回生制動を防ぐことができる。更に、上記実施の形態と同様、リーン角度に代えて、走行速度、旋回半径に基づいて、旋回時の回生制動量を変化させてもよい。これによって、運転状態に応じた適切な回生制動量を得ることができる。
【００７６】
上記実施の形態では、角速度センサにより旋回状態を判断するような構成としたが、これに限られるものではなく、角速度センサ以外の旋回検出手段を用いて旋回状態を判断してもよい。例えばＧＰＳに用いられるような位置センサ、方位センサを用いてもよく、ハンドルの角変位量を検出する操舵角センサを用いて旋回状態を検出してもよい。このように公知の多様なセンサを用いて旋回判断することができる。同様にリーン角を検出するセンサについても、角速度センサ以外の検出手段を用いてリーン角を判断してもよい。例えば高さセンサを用いてもよいし、旋回角度と走行速度とからリーン角を演算してもよい。
【００７７】
その他、比例値を用いたが、比例でなくてもよい。
【００７８】
上記実施の形態では、回生調整レバーを備え、回生レバーにより目標トルクの値を調整するような構成としたが、調整レバーを備えない構成でもよい。
【００７９】
その他、運転者によって回生制動の抑制制御の要否を選択可能な構成であってもよい。同様に運転者によって回生制動の抑制レベルが選択可能な構成であってもよい。
尚、上記実施の形態では基準回生トルクはモータ回転数およびアクセル操作量の検出値に応じて設定されるものとしたが、これに限られるものではなく、基準回生トルクはモータ回転数、アクセル操作量だけでなく、変速比等の回生操作子以外のその他の車両状態に応じて設定するようにしてもよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、アクセル操作量が０［％］であること及び走行速度が２［ｋｍ／ｈ］以上であることを回生条件としたが、これに限られるものではない。例えば、アクセル操作量が０［％］以外の所定値未満であることを条件にしてもよいし、走行速度は２［ｋｍ／ｈ］以上に限られるものではなく、走行速度がその他の所定速度以上であることを条件にしてもよい。また、走行速度ではなく、モータ回転数が所定速度であることを条件としてもよい。
【００８１】
また、電動機５は、電力変換装置を用いて瞬時トルクを制御可能なものであれば、特に限定されない。たとえば、ＤＣモータであってもよい。
【００８２】
上記実施の形態においては、車両の旋回状態では、リーン角度の大きさに比例して目標トルクの限界値を小さくするようにしたが、これに限られるものではない。例えば、走行速度の大きさに比例して目標トルクの限界値を小さくしてもよい。この場合でも旋回時の車両の走行速度が小さい場合には回生ブレーキ量があまり制限されないので、不所望な回生ブレーキの制限を防ぐことができる。また、リーン角度及び走行速度の両方に基づいて、目標トルクの限界値を決定してもよい。この場合には、車速及びリーン角度の両方により決定される旋回半径に基づいて、限界値を設定することができるので、不所望な制限を好適に防ぐことができる。
【００８３】
尚、上記実施の形態においては、電動二輪車により説明をしたが、二輪車以外の電動式乗物にも適用できる。例えば四輪車であってもよく、傾斜して旋回する乗物であれば、旋回時の回生制動量を抑制することで、回生制動が旋回操作に与える影響を小さくして、旋回時の走行フィーリングの低下を防ぐことができる。例えばＡＴＶ（全地形対応車）、ＰＷＣ（パーソナルウォータークラフト）、その他ハイブリッド車でも適用可能である。
【００８４】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する好適な態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の趣旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、電動式乗物の旋回時の走行フィーリングを向上する上で有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・電動二輪車
５・・・電動機
２２・・・制御装置（ＥＣＵ）
２３・・・判定部
２４・・・演算部
２５・・・モータ制御部
２６・・・記憶部
４０・・・アクセル操作量センサ
４２・・・回生操作量センサ
４３・・・モータ回転数センサ
４４・・・車速センサ
４５・・・角速度センサ
１００・・・回生ブレーキ制御システム
【図１】
2014064730.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014064730.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月30日(2015.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
乗物状態を検出する検出装置と、
前記検出装置で検出された乗物状態に応じて回生条件を満足すると、前記乗物状態に応じて目標回生トルクを設定する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記検出装置が乗物の旋回状態を検出すると、非旋回状態に比べて回生制動量を抑制し、抑制時に乗物に働く制動量を制限する、回生ブレーキ制御システム。
【請求項２】
直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する乗物に用いられる、請求項１に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項３】
前記乗物の旋回状態では、運転状態に基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１又は２に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項４】
前記乗物の旋回状態では、旋回時のリーン角度、走行速度、旋回半径の少なくとも一つに基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項５】
前記回生制動の限界値が設定され、前記限界値を変化させて回生制動量を抑制する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項６】
前記電動機の回生トルクを操作するための回生操作子を更に備え、
前記制御装置は、
前記回生操作子での操作量に基づいて前記目標回生トルクを補正した調整回生トルクを発生するように前記電動機を制御する、請求項１乃至５のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項７】
前記電動機が発生する回生トルクを表示する表示部を更に備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項８】
前記表示部は、前記回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示する、請求項７に記載の回生ブレーキ制御システム。
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月21日(2015.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
乗物状態を検出する検出装置と、
前記検出装置で検出された乗物状態に応じて回生条件を満足すると、前記乗物状態に応じて目標回生トルクを設定する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記検出装置が乗物の旋回状態を検出すると、検出された前記旋回状態に基づいて前記目標回生トルクの限界値を設定し、それにより非旋回状態に比べて回生制動量を抑制する、回生ブレーキ制御システム。
【請求項２】
直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する乗物に用いられる、請求項１に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項３】
前記乗物の旋回状態では、運転状態に基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１又は２に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項４】
前記乗物の旋回状態では、旋回時のリーン角度、走行速度、旋回半径の少なくとも一つに基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項５】
前記回生制動の限界値が設定され、前記限界値を変化させて回生制動量を抑制する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項６】
前記電動機の回生トルクを操作するための回生操作子を更に備え、
前記制御装置は、
前記回生操作子での操作量に基づいて前記目標回生トルクを補正した調整回生トルクを発生するように前記電動機を制御する、請求項１乃至５のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項７】
前記電動機が発生する回生トルクを表示する表示部を更に備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
【請求項８】
前記表示部は、前記回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示する、請求項７に記載の回生ブレーキ制御システム。
【国際調査報告】
2014064730.tif 000011
2014064730.tif 000012
2014064730.tif 000013
2014064730.tif 000014