(57)【要約】【課題】バッテリの劣化を抑制しつつ、ブレーキの過熱を防止することができる電動車両の制御装置を提供すること。【解決手段】車両１の制御装置１０における制動制御部１１は、充電量Ｅが第１の充電量Ｅ１以上であり、車速Ｖが所定の車速Ｖ１以上であり、勾配θが所定の勾配θ１以下であり、ブレーキ温度Ｔが適正温度範囲の上限値Ｔmax以上である場合に（Ｓ１〜Ｓ４がＹｅｓ）、電動補機８によるバッテリ４の強制放電制御を実施するとともに、走行用モータ２による回生制御を実施する（Ｓ５）。【選択図】図３
2019097361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータに電力を供給する駆動用バッテリを搭載する車両の制御装置であって、
前記走行用モータを回生駆動することで、前記駆動用バッテリを回生電力で充電しつつ、前記車両に回生制動を生じさせる回生制御を実施する回生制動制御部と、
所定の適正温度範囲を有し、前記車両に制動力を生じさせるブレーキ機構と、
前記車両に搭載される補機を駆動させることにより、前記駆動用バッテリの充電量を強制低下させる強制放電制御を実施する強制放電制御部と、
前記ブレーキ機構のブレーキ温度を取得するブレーキ温度取得部と、
前記駆動用バッテリの充電量を取得する充電量取得部と、
前記回生制動制御部、前記ブレーキ機構、及び前記強制放電制御部を制御する制動制御部と、
を含み、
前記制動制御部は、制動制御として、
前記ブレーキ温度が前記適正温度範囲以内である場合は、前記ブレーキ機構による制動を実施させ、
前記ブレーキ温度が前記適正温度範囲の上限値より高温である場合は、前記強制放電制御部による前記強制放電制御及び前記回生制動制御部による前記回生制御を実施させる、電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記駆動用バッテリの充電量に応じて、前記回生制動制御部が発生可能な回生制動力を取得する回生制動力取得部と、
前記充電量及び前記回生制動力に基づき、前記回生制動制御部による前記回生制御が実施できなくなる状況を推定判断する回生実施状況推定部を更に備え、
前記制動制御部は、前記回生実施状況推定部にて前記回生制御が実施できなくなる状況を推定した場合に、前記制動制御を実施する請求項１記載の電動車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両が走行している路面の勾配情報を取得する勾配情報取得部を更に含み、
前記制動制御部は、前記勾配情報取得部により取得した前記勾配情報から車両が所定の連続的な降坂路を走行する場合に、前記制動制御を実施する請求項１又は２記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
前記制動制御部は、前記制動制御における前記強制放電制御及び前記回生制御を実施させる際に、回生制動のみでは制動力が不足する場合には、前記ブレーキ機構による制動も行う請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記補機は、前記車両に搭載されたＰＴＣヒータ、電動コンプレッサ、及びラジエータファンの少なくともいずれか一つを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の制御装置に係り、詳しくは連続降坂路の走行におけるバッテリの強制放電とモータの回生制動の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車が連続降坂路を走行する場合等、回生制御によりバッテリ充電量（ＳＯＣ：State of charge）が満充電となり、回生制御による回生制動力を利用できなくなる虞がある。このような状況を回避するため、電動補機による強制放電を実施し、バッテリの充電量を低下させることで回生制御を実施できるようにすることが検討されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１１２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、連続降坂路等をこのような制御を実施しながら走行した場合、補機によるバッテリの強制放電と回生充電を頻繁に繰り返すこととなり、不用な強制放電によるバッテリの劣化や電費の悪化につながる虞がある。
【０００５】
一方、回生制動を利用せずブレーキによる制動力で走行することを検討した場合、エンジンブレーキを利用できない電気トラックは、乗用車と比較して車両重量に対するブレーキ容量が小さいため、回生制動を利用しない場合にはブレーキ過熱によって制動力が低下する虞がある。
【０００６】
本発明は、バッテリの劣化および電費悪化を抑制しつつ、ブレーキ過熱を確実に防ぐことができる電動車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【０００８】
（１）本適用例に係る電動車両の制御装置は、走行用モータに電力を供給する駆動用バッテリを搭載する車両の制御装置であって、前記走行用モータを回生駆動することで、前記駆動用バッテリを回生電力で充電しつつ、前記車両に回生制動を生じさせる回生制御を実施する回生制動制御部と、所定の適正温度範囲を有し、前記車両に制動力を生じさせるブレーキ機構と、前記車両に搭載される補機を駆動させることにより、前記駆動用バッテリの充電量を強制低下させる強制放電制御を実施する強制放電制御部と、前記ブレーキ機構のブレーキ温度を取得するブレーキ温度取得部と、前記駆動用バッテリの充電量を取得する充電量取得部と、前記回生制動制御部、前記ブレーキ機構、及び前記強制放電制御部を制御する制動制御部と、を含み、前記制動制御部は、制動制御として、前記ブレーキ温度が前記適正温度範囲以内である場合は、前記ブレーキ機構による制動制御を実施させ、前記ブレーキ温度が前記適正温度範囲の上限値より高温である場合は、前記強制放電制御部による前記強制放電制御及び前記回生制動制御部による前記回生制御を実施させる、ことを特徴とする。
【０００９】
つまり、ブレーキ温度が適正温度範囲内であるときはブレーキ機構による制動を活用することで、補機によるバッテリの強制放電と回生制御による回生充電が頻繁に繰り返されるような状況を回避することができる。一方で、ブレーキ温度が適正温度範囲の上限値より高温になった場合には強制放電及び回生制御を実施することで、ブレーキ機構による制動を抑制し、フェード現象の発生を防ぐことができる。これにより、バッテリの劣化及び電費悪化を抑制しつつ、ブレーキ過熱を確実に防ぐことができる。
【００１０】
（２）本適用例に係る電動車両の制御装置前記は、上記（１）において、前記駆動用バッテリの充電量に応じて、前記回生制動制御部が発生可能な回生制動力を取得する回生制動力取得部と、前記充電量及び前記回生制動力に基づき、前記回生制動制御部による前記回生制御が実施できなくなる状況を推定判断する回生実施状況推定部を更に備え、前記制動制御部は、前記回生実施状況推定部にて前記回生制御が実施できなくなる状況を推定した場合に、前記制動制御を実施する。
【００１１】
つまり、制動制御部は、回生制御が実施できなくなる状況を推定判断した上で、上記制動制御を行うことで、強制放電制御を実施すべき状況をより正確に判断することができる。
【００１２】
（３）本適用例に係る電動車両の制御装置前記は、上記（１）又は（２）において、前記車両が走行している路面の勾配情報を取得する勾配情報取得部を更に含み、前記制動制御部は、前記勾配情報取得部により取得した前記勾配情報から車両が所定の連続的な降坂路を走行する場合に、前記制動制御を実施する。
【００１３】
つまり、勾配情報に基づき、車両が所定の連続的な降坂路を走行している場合に上記制動制御を実施することで、走行条件を考慮し、強制放電制御を実施すべき状況をさらに正確に判断することができる。
【００１４】
（４）本適用例に係る電動車両の制御装置前記は、上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記制動制御部は、前記制動制御における前記強制放電制御及び前記回生制御を実施させる際に、回生制動のみでは制動力が不足する場合には、前記ブレーキ機構による制動も行う。これにより、より確実な車両の制動を実現することができる。
【００１５】
（５）本適用例に係る電動車両の制御装置前記は、上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記補機は、前記車両に搭載されたＰＴＣヒータ、電動コンプレッサ、及びラジエータファンの少なくともいずれか一つを含む。これらＰＴＣヒータ等の電力消費量の高い電動補機を強制放電制御に用いることで、効率的な強制放電制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における電動車両の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における電動車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】制動制御部が実行する制動制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１には、本発明の一実施形態における電動車両の概略構成図が示されており、以下同図に基づき本実施形態における電動車両の構成を説明する。
【００１９】
図１に示す車両１は例えば電動トラックであり、動力源として走行用モータ２が搭載されている。走行用モータ２はインバータ・コンバータ（以下、単にインバータという）３を介してバッテリ４（駆動用バッテリ）と電気的に接続されている。また走行用モータ２の出力軸はデファレンシャル機構５を介して左右の駆動輪６と接続されている。
【００２０】
このように構成された車両１は、バッテリ４に蓄えられた電力を用いて走行用モータ２が駆動力を発生させ、当該駆動力がデファレンシャル機構５を介して左右の駆動輪６に伝達されることで走行する。
【００２１】
また、車両１の減速時や降坂路での走行時（回生走行時）には、駆動輪６側からの逆駆動により、走行用モータ２が発電機として作動（回生駆動）する。これにより、走行用モータ２が発生した電力は回生電力としてインバータ３を介してバッテリ４に充電され、走行用モータ２の発電負荷は回生制動力として駆動輪６、６に作用する（回生制動）。
【００２２】
また、駆動輪６を含む車両１の各車輪には、摩擦により制動力を生じさせるブレーキ機構７がそれぞれ設けられている。ブレーキ機構７は、具体的には例えばディスクブレーキ、又はドラムブレーキであり、所定の適正温度範囲を有している。所定の適正温度は、例えばフェード現象を生じさせない温度範囲であり、上限値はフェード現象が始まる温度に対応する。
【００２３】
また、車両１には、車内の空調装置や、走行用モータ２、インバータ３、及びバッテリ４の冷却装置で用いられる、ＰＴＣヒータ、電動コンプレッサ、ラジエータファン等の電動補機８が搭載されている。当該電動補機８はバッテリ４と接続され、バッテリ４の電力により駆動する。
【００２４】
このように構成された車両１の各部は、車両１に搭載された制御装置１０に接続されている。
【００２５】
図２には、本発明の一実施形態における電動車両の制御装置のブロック図が示されており、以下同図に基づき制御装置１０の構成について説明する。制御装置１０は、車両全体を統合制御するための制御回路であり、本実施形態では、主に制動に関する制御部分の機能について説明する。
【００２６】
制御装置１０は、車両１の制動を総合的に制御する制動制御部１１を有している。当該制動制御部１１には、充電量取得部１２、ブレーキ温度取得部１３、回生制動力取得部１４、回生実施状況推定部１５、勾配情報取得部１６、車速情報取得部１７が接続され、これら各部から各種情報を入力される。また制動制御部１１は、ブレーキ機構７、回生制動制御部１８、強制放電制御部１９が接続され、これら各部を制御すべく信号を出力可能である。なお、これらの各部は、制動制御部１１だけでなく、各部同士が相互に情報の伝達を行うことも可能である。また制動制御部１１は、制御装置１０に含まれるタイマの情報を用いた計時機能を有し、例えば走行時間や車両の停車時間を計時可能である。
【００２７】
詳しくは、充電量取得部１２は、バッテリ４と接続されており、バッテリ４の充電量（充電量Ｅ）を所得する機能を有している。
【００２８】
ブレーキ温度取得部１３は、ブレーキ機構７のブレーキ温度（ブレーキ温度Ｔｂ）を取得する機能を有している。ブレーキ温度はセンサ等により直接的に取得してもよいし、例えばブレーキ圧と車速等から推定してもよい。
【００２９】
回生制動力取得部１４は、バッテリ４の充電量に応じて走行用モータ２により発生可能な制動力を算出して取得する機能を有している。
【００３０】
回生実施状況推定部１５は、バッテリ４の充電量と、回生制動力に基づき、走行用モータ２による回生制御が実施できなくなる状況を推定判断する機能を有している。この回生制御が実施できなくなる状況とは、例えば回生制御を継続するとバッテリ４の充電量が上限値（第１の充電量Ｅ１）以上となる場合等である。一方で、回生実施状況推定部１５は、回生制御が実施できる状況を推定判断する機能も有していてもよい。この回生制御が実施できる状況とは、例えば十分な回生制御を実施可能なバッテリ４の充電量（第２の充電量Ｅ２）となる場合等である。
【００３１】
勾配情報取得部１６は、例えば図示しない勾配センサにより検出された路面勾配の情報（勾配θ）を取得する機能を有している。
【００３２】
車速情報取得部１７は、例えば図示しない車速センサにより検出された車速情報（車速Ｖ）を取得する機能を有している。
【００３３】
回生制動制御部１８は、走行用モータ２を回生駆動することで、バッテリ４を回生電力で充電しつつ、車両に回生制動を生じさせる回生制御を実施する機能を有している。
【００３４】
強制放電制御部１９は、電動補機８を駆動させることにより、バッテリ４の充電量を低下させる強制放電制御を実施する機能を有している。
【００３５】
制動制御部１１は、各部からの情報に基づき、バッテリ４の劣化および電費悪化を抑制しつつ、ブレーキ過熱を防ぐよう、ブレーキ機構７、回生制動制御部１８、強制放電制御部１９を制御する制動制御を行う。
【００３６】
図３には、制動制御部１１が実行する制動制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿って、制動制御について説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１として、制動制御部１１は、充電量取得部１２により取得した充電量Ｅが、第１の充電量Ｅ１以上であるか否かを判別する。当該第１の充電量Ｅ１は、変動可能な値であり、回生実施状況推定部１５により回生制御が実施できなくなる状況に対応した充電量に設定される。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ちバッテリ４の充電量Ｅが満充電又は満充電に近い状態にある場合には、次のステップＳ２に進む。
【００３８】
ステップＳ２では、制動制御部１１は、車速情報取得部１７により取得した車速Ｖが所定の車速Ｖ１以上であるか否かを判別する。当該所定の車速Ｖ１は、回生制動等、ブレーキ機構７以外の制動手段により制動を補助する必要性が高い速度に設定され、車両重量やブレーキ性能等に応じて設定されるのが好ましい。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち制動補助が必要な場合は次のステップＳ３に進む。
【００３９】
ステップＳ３では、制動制御部１１は、勾配情報取得部１６により取得した勾配θが所定の勾配θ１以下であるか否かを判別する。所定の勾配θ１は、例えば回生制御可能な下り勾配である。また、当該ステップＳ３では時間的要素も加えて、この所定の勾配θ１以下である状態が所定時間継続しているか否かを判別してもよい。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち車両１所定の勾配θ１以下のが降坂路を走行している場合には、次のステップＳ４に進む。
【００４０】
ステップＳ４では、制動制御部１１は、ブレーキ温度取得部１３により取得したブレーキ温度Ｔが適正温度範囲の上限値Ｔmax以上であるか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ちブレーキ温度Ｔが上限値を超えているような場合はステップＳ５に進む。
【００４１】
ステップＳ５では、制動制御部１１は、強制放電制御部１９による強制放電制御を実施させるとともに、回生制動制御部１８による回生制御を実施させる。つまり、強制放電制御によりバッテリ４の充電量を電動補機８により低下させて充電量に余裕を生じさせ、制動が必要な際には回生制動により車両１を制動させる。
【００４２】
続く、ステップＳ６では、制動制御部１１は、改めて充電量取得部１２により取得した充電量Ｅが第２の充電量Ｅ２より小であり、且つ、改めてブレーキ温度取得部１３により取得したブレーキ温度Ｔが所定温度である第１のブレーキ温度Ｔ１より小であるか否かを判別する。第２の充電量Ｅ２は、第１の充電量Ｅ１よりも低い値であり、例えば回生実施状況推定部１５により回生制御が実施できる状況に対応した充電量に設定される。
【００４３】
当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち未だバッテリ４の充電量が高いか、ブレーキ温度が高い場合には、ステップＳ７に進む。
【００４４】
ステップＳ７では、制動制御部１１は、改めてブレーキ温度取得部１３により取得したブレーキ温度Ｔが所定温度である第２のブレーキ温度Ｔ２よりも小であるか否かを判別する。当該第２のブレーキ温度Ｔ２は第１のブレーキ温度よりも低い温度であり、ブレーキ機構７を十分に使用可能な温度に設定されている。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は次のステップＳ８に進む。
【００４５】
ステップＳ８では、制動制御部１１は、車両１が停車してからの時間（停車時間）が所定停車時間以上であるか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち車両１が走行中であったり、停車してから間もない状態である場合は、ブレーキ温度が低下する可能性が低く、ステップＳ５に戻り、強制放電制御及び回生制御を継続する。
【００４６】
一方、ステップＳ５における強制放電制御及び回生制御を開始後、ステップＳ６からＳ８の判別結果のいずれかが真（Ｙｅｓ）となった場合、即ちステップＳ６からＳ８のいずれかの条件が成立した場合は、ステップＳ９に進む。
【００４７】
ステップＳ９では、制動制御部１１は強制放電制御及び回生制御の同時実施を解除して、当該ルーチンをリターンする。
【００４８】
また、上記ステップＳ１からＳ４の判別結果のいずれかが偽（Ｎｏ）であった場合、即ちステップＳ１からＳ４の条件が全て成立しなかった場合は、制動制御部１１はステップＳ５における強制放電制御及び回生制御の同時実施を行うことなく、当該ルーチンをリターンする。つまり、少なくともブレーキ温度が所定温度（上限値Ｔmax）に達するまでは、ブレーキ機構７による制動を実施可能である。
【００４９】
以上のような制動制御を実施することで、例えば車両１が連続した降坂路で減速を行う際には、ブレーキ温度が所定温度（上限値Ｔmax）に達するまではブレーキ機構７による制動を活用することで、電動補機によるバッテリ４の強制放電と、回生制御による回生充電が頻繁に繰り返される状況を回避することができる。一方で、ブレーキ温度が所定温度（上限値Ｔmax）以上になった場合には強制放電及び回生制御を実施することで、ブレーキ機構７による制動を抑制し、フェード現象の発生を防ぐことができる。
【００５０】
これにより、制御装置１０は、バッテリ４の劣化及び電費悪化を抑制しつつ、ブレーキ過熱を確実に防ぐことができる。
【００５１】
また、制動制御部１１は、ステップＳ１における充電量の判別を、回生実施状況推定部１５により回生制御が実施できなくなる状況を推定判断した第１の充電量Ｅ１に基づいて行うことで、強制放電制御を実施すべき状況をより正確に判断することができる。
【００５２】
さらに、制動制御部１１は、ステップＳ３において車両が所定の連続的な降坂路を走行していることを判別することで、より車両１の走行条件を考慮し、強制放電制御を実施すべき状況をさらに正確に判断することができる。
【００５３】
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。
【００５４】
例えば、上記実施形態のステップＳ５における強制放電制御及び回生制御を実施する際に、回生制動のみでは制動力が不足する場合には、ブレーキ機構７による制動も実施してもよい。これにより、より確実な車両の制動を実現することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、強制放電制御で用いられる電動補機をＰＴＣヒータ、電動コンプレッサ、ラジエータファンとしているが、これは少なくなくともこれらのいずれか一つを含んでいればよい。これらＰＴＣヒータ等の電力消費量の高い電動補機を強制放電制御に用いることで、効率的な強制放電制御を行うことができる。
【００５６】
また、上記実施形態における、所定の車速Ｖ１、所定の勾配θ１、第１のブレーキ温度Ｔ１、第２のブレーキ温度Ｔ２等の各しきい値は固定値であってもよいし、車両及びブレーキ機構の仕様や状況等に応じて変動する値としてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、車両１は電気トラックとしているが、車種は限定されるものではなく、一般の乗用自動車、バス等であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１    車両
２    走行用モータ
３    インバータ
４    バッテリ（駆動用バッテリ）
５    デファレンシャル機構
６    駆動輪
７    ブレーキ機構
１０  制御装置
１１  制動制御部
１２  充電量取得部
１３  ブレーキ温度取得部
１４  回生制動力取得部
１５  回生実施状況推定部
１６  勾配情報取得部
１７  車速情報取得部
１８  回生制動制御部
１９  強制放電制御部
【図１】
2019097361.tif 000003
【図２】
2019097361.tif 000004
【図３】
2019097361.tif 000005