(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターを備えた電気自動車の回生制動制御方法であって、
ブレーキペダルの操作を検出するペダル操作検出段階と、
前記ブレーキペダルの操作によって前記電気自動車の非駆動輪に印加される制動力を計算する非駆動輪制動力計算段階と、
前記非駆動輪に印加される制動力に対応する駆動輪の目標制動力を計算する駆動輪目標制動力計算段階と、
前記駆動輪による可用回生制動力を計算する可用回生制動力計算段階と、
前記目標制動力と前記可用回生制動力とを比較する比較段階と、
前記比較段階での比較結果に基づいて前記駆動輪の回生制動及び油圧制動を制御する回生制動制御段階と、
を含み、
前記非駆動輪制動力計算段階は、
前記ブレーキペダルの操作によって前記非駆動輪に印加される制動油圧Ｐｒを検出する段階と、
前記制動油圧Ｐｒに基づいて非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する段階と、
を含み、
前記制動油圧Ｐｒに基づいて前記非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する段階は、（数７）、
0004606074.tif 000032
で計算され、
前記駆動輪目標制動力計算段階は、（数２）、
0004606074.tif 000033
及び（数３）、
0004606074.tif 000034
で前記駆動輪目標制動力Ｆｂｆを計算することを特徴とする電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、ｒｒは非駆動輪のブレーキディスクの有効半径を、Ａｒは非駆動輪のブレーキホイールシリンダーの面積を、μｂｒは非駆動輪のブレーキディスクとホイールシリンダーとの間の摩擦係数を、Ｒｒは非駆動輪のタイヤの有効半径を、Ｎｆは制動時に駆動輪に印加される垂直抗力を、Ｎｒは制動時に非駆動輪に印加される垂直抗力を、ａは車両の重量中心から前輪までの距離を、ｂは車両の重量中心から後輪までの距離を、ｇは重力加速度を、ｊは車両の減速度を、ｈｇは地面から車両の重心までの距離を、そしてｍは車両の質量を各々示す。）
【請求項２】
前記駆動輪目標制動力計算段階は、（数４）、
0004606074.tif 000035
で駆動輪目標制動力Ｆｂｆを計算することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、Ｆｂｒは非駆動輪の制動力を、ｍは車両の質量を、ｇは重力加速度を、Ｌは前輪と後輪との間の距離を、ａは車両の重量中心から前輪までの距離を、そしてｈｇは地面から車両の重心までの距離を各々示す。）
【請求項３】
前記可用回生制動力計算段階は、
最大の可用回生制動モータートルクを計算する段階と、
前記可用回生制動モータートルクに基づいて可用回生制動ホイールトルクを計算する段階と、
前記可用回生制動ホイールトルクに基づいて前記可用回生制動力を計算する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項４】
前記可用回生制動モータートルクを計算する段階は、前記電気自動車の現在の車速に対応するモーター速度ωに基づいて、前記モーター速度ωに対するモーターのトルク特性曲線から前記可用回生制動モータートルクを計算することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項５】
前記モーター速度ωは、（数９）、
0004606074.tif 000036
で計算することを特徴とする請求項４に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、ｖは前記電気自動車の現在の車速を、ｉは現在の変速段の変速比を、Ｎは最終減速ギヤの減速比を、そしてＲｆは駆動輪のタイヤの有効半径を各々示す。）
【請求項６】
前記可用回生制動ホイールトルクを計算する段階は、（数１６）、
0004606074.tif 000037
で可用回生制動ホイールトルクを計算することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、ｉは現在の変速段の変速比を、Ｎは変速機の最終減速比を、ＴＲ（ｍｏｔｏｒ）は前記可用回生制動モータートルクを、ηは発電機の効率を、そしてＷはバッテリー充電量ＳＯＣ及び前記現在の車速のうちの一つ以上を変数として計算される加重値を各々示す。）
【請求項７】
前記加重値Ｗは、前記バッテリー充電量及び前記現在の車速の両方を変数として計算される加重値であって、Ｗ＝Ｗ１（ＳＯＣ）×Ｗ２（ｖ）の値で計算されることを特徴とする請求項６に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、Ｗ１（ＳＯＣ）はバッテリー充電量（ＳＯＣ）に基づいて計算される第１加重値を、そしてＷ２（ｖ）は前記現在の車速（ｖ）に基づいて計算される第２加重値を各々示す。）
【請求項８】
前記第１加重値（Ｗ１（ＳＯＣ））は、
前記バッテリー充電量（ＳＯＣ）が第１設定充電量以下である場合には第１設定加重値を有し、
前記バッテリー充電量（ＳＯＣ）が前記第１設定充電量乃至第２設定充電量の範囲内である場合にはバッテリー充電量の増加によって減少する値を有することを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項９】
前記第２加重値（Ｗ２（ｖ））は、
前記現在の車速（ｖ）が第１設定車速乃至第２設定車速の範囲内である場合には車速（ｖ）の増加によって増加する値を有し、
前記現在の車速（ｖ）が前記第２設定車速以上である場合には第２設定加重値を有することを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項１０】
前記回生制動制御段階は、前記可用回生制動力が目標制動力より大きい場合に、回生制動のみによって駆動輪を制動する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項１１】
前記回生制動のみによって駆動輪を制動する段階は、前記目標制動力に対応する発電トルクに前記電気自動車の発電機を発電制御することを特徴とする請求項１０に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項１２】
前記回生制動のみによって駆動輪を制動する段階は、（数１５）、
0004606074.tif 000038
で計算される発電トルクＴＯＰに前記電気自動車の発電機を発電制御することを特徴とする請求項１０に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、Ｆｂｆは前記駆動輪の目標制動力を、Ｒｆは駆動輪のタイヤの有効半径を、ηは発電機の効率を、ｉは現在の変速段の変速比を、そしてＮは変速機の最終減速比を各々示す。）
【請求項１３】
前記回生制動制御段階は、
前記目標制動力が前記可用回生制動力より大きい場合に、
前記可用回生制動力に基づいて前記駆動輪を回生制動する段階と、
目標油圧制動力を計算する段階と、
前記目標油圧制動力に基づいて前記駆動輪を油圧制動する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項１４】
前記可用回生制動力に基づいて駆動輪を回生制動する段階は、（数１２）、
0004606074.tif 000039
で計算される発電トルクＴＯＰに前記電気自動車の発電機を発電制御することを特徴とする請求項１３に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、ＦＲＥＧＥＮは前記駆動輪の可用回生制動力を、Ｒｆは駆動輪のタイヤの有効半径を、ηは発電機の効率を、ｉは現在の変速段の変速比を、そしてＮは変速機の最終減速比を各々示す）
【請求項１５】
前記目標油圧制動力を計算する段階は、前記目標制動力と前記可用回生制動力との差異値を前記目標油圧制動力として計算することを特徴とする請求項１３に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
【請求項１６】
前記目標油圧制動力に基づいて駆動輪を油圧制動する段階は（数１４）、
0004606074.tif 000040
で計算される制動油圧Ｐｆに基づいて前記駆動輪を油圧制動することを特徴とする請求項１３に記載の電気自動車の回生制動制御方法。
（但し、ここで、Ｒｆは駆動輪のタイヤの有効半径を、ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮは前記目標油圧制動力を、ｒｆは駆動輪のブレーキディスクの有効半径を、Ａｆは駆動輪のブレーキホイールシリンダーの面積を、μｂｆは駆動輪のブレーキディスクとホイールシリンダーとの間の摩擦係数を各々示す。）
【請求項１７】
電気自動車の回生制動制御装置であって、
前記電気自動車は、
電気エネルギーを保存するバッテリーと、
前記バッテリーの電気エネルギーを利用して駆動力を発生させるモーターと、
前記モーターによって駆動される一つ以上の駆動輪と、
前記モーターによって駆動されない一つ以上の非駆動輪と、を含み、
前記回生制動制御装置は、
ブレーキペダルと、
前記ブレーキペダルの操作に対応して前記非駆動輪を油圧制動する第１油圧モジュールと、
前記第１油圧モジュールの作動を検出し、これに基づいて前記駆動輪の回生制動と油圧制動とを制御するための一つ以上の電子制御ユニットと、
前記一つ以上の電子制御ユニットの制御によって前記駆動輪を油圧制動する第２油圧モジュールと、を含み、
前記一つ以上の電子制御ユニットは、
前記ブレーキペダルの操作を検出するペダル操作検出手段と、
前記ブレーキペダルの操作によって前記電気自動車の前記非駆動輪に印加される制動力を計算する非駆動輪制動力計算手段と、
前記非駆動輪に印加される制動力に対応する前記駆動輪の目標制動力を計算する駆動輪目標制動力計算手段と、
前記駆動輪による可用回生制動力を計算する可用回生制動力計算手段と、
前記目標制動力と前記可用回生制動力とを比較する比較手段と、
前記比較手段での比較結果に基づいて前記駆動輪の回生制動及び油圧制動を制御する回生制動制御手段と、
のための命令を含む一連の命令を行い、
前記非駆動輪制動力計算手段は、
前記ブレーキペダルの操作によって前記非駆動輪に印加される制動油圧Ｐｒを検出する手段と、
前記制動油圧Ｐｒに基づいて前記非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する手段と、を含み、
前記制動油圧Ｐｒに基づいて前記非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する手段は、（数７）、
0004606074.tif 000041
で計算され、
前記駆動輪目標制動力計算手段は、（数２）、
0004606074.tif 000042
及び（数３）
0004606074.tif 000043
で駆動輪目標制動力Ｆｂｆを計算する手段を備えることを特徴とする電気自動車の回生制動制御装置。
（但し、ここで、ｒｒは非駆動輪のブレーキディスクの有効半径を、Ａｒは非駆動輪のブレーキホイールシリンダーの面積を、μｂｒは非駆動輪のブレーキディスクとホイールシリンダーとの間の摩擦係数を、Ｒｒは非駆動輪のタイヤの有効半径を、Ｎｆは制動時に駆動輪に印加される垂直抗力を、Ｎｒは制動時に非駆動輪に印加される垂直抗力を、ａは車両の重量中心から前輪までの距離を、ｂは車両の重量中心から後輪までの距離を、ｇは重力加速度を、ｊは車両の減速度を、ｈｇは地面から車両の重心までの距離を、そしてｍは車両の質量を各々示す。）
【請求項１８】
前記第１油圧モジュールは、
前記ブレーキペダルの操作によって油圧を生成するマスターシリンダーと、
前記マスターシリンダーで生成された油圧を前記非駆動輪に供給するブレーキパイプと、
前記マスターシリンダー及びブレーキパイプのうちの一つ以上に連結され、前記マスターシリンダーで生成された油圧の一部を収容する補助シリンダーと、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項１９】
前記第２油圧モジュールは、
前記一つ以上の電子制御ユニットの制御によって油圧を生成する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプで生成された油圧を保存するアキュムレーターと、
前記アキュムレーターに保存された油圧を前記駆動輪に供給するブレーキパイプと、
前記アキュムレーターに保存された油圧の前記ブレーキパイプへの供給有無を前記一つ以上の電子制御ユニットの制御によって制御する油圧調節装置と、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項２０】
前記一つ以上の電子制御ユニットは、
前記アキュムレーターの圧力を検出する手段と、
前記アキュムレーターの圧力が設定範囲内に維持されるように前記油圧ポンプを制御する手段と、
のための命令を含む一連の命令を行うことを特徴とする請求項１９に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項２１】
前記油圧ポンプを制御する手段は、前記アキュムレーターの圧力が第１設定圧力まで低くなった場合には前記油圧ポンプを駆動し、前記アキュムレーターの圧力が第２設定圧力まで高くなった場合には前記油圧ポンプの駆動を中断することを特徴とする請求項２０に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項２２】
前記可用回生制動力計算手段は、
最大の可用回生制動モータートルクを計算する手段と、
前記可用回生制動モータートルクに基づいて可用回生制動ホイールトルクを計算する手段と、
前記可用回生制動ホイールトルクに基づいて前記可用回生制動力を計算する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項２３】
前記可用回生制動モータートルクを計算する手段は、前記電気自動車の現在の車速に対応するモーター速度ωに基づいて、前記モーター速度ωに対するモーターのトルク特性曲線から前記可用回生制動モータートルクを計算することを特徴とする請求項２２に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項２４】
前記可用回生制動ホイールトルクを計算する手段は、（数１６）、
0004606074.tif 000044
で可用回生制動ホイールトルクを計算することを特徴とする請求項２２に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
（但し、ここで、ｉは現在の変速段の変速比を、Ｎは変速機の最終減速比を、ＴＲ（ｍｏｔｏｒ）は前記可用回生制動モータートルクを、ηは発電機の効率を、そしてＷはバッテリー充電量ＳＯＣ及び前記現在の車速のうちの一つ以上を変数として計算される加重値を各々示す。）
【請求項２５】
前記加重値Ｗは、前記バッテリー充電量及び前記現在の車速の両方を変数として計算される加重値であって、Ｗ＝Ｗ１（ＳＯＣ）×Ｗ２（ｖ）の値で計算されることを特徴とする請求項２４に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
（但し、ここで、Ｗ１（ＳＯＣ）はバッテリー充電量ＳＯＣに基づいて計算される第１加重値を、そしてＷ２（ｖ）は前記現在の車速（ｖ）に基づいて計算される第２加重値を各々示す。）
【請求項２６】
前記回生制動制御手段は、前記可用回生制動力が目標制動力より大きい場合に、回生制動のみによって駆動輪を制動する手段を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項２７】
前記回生制動制御手段は、
前記目標制動力が前記可用回生制動力より大きい場合に、
前記可用回生制動力に基づいて前記駆動輪を回生制動する手段と、
目標油圧制動力を計算する手段と、
前記目標油圧制動力に基づいて前記駆動輪を油圧制動する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【請求項２８】
前記目標油圧制動力を計算する手段は、前記目標制動力と前記可用回生制動力との差異値を前記目標油圧制動力として計算することを特徴とする請求項２７に記載の電気自動車の回生制動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気自動車に関し、より詳しくは、電気自動車の回生制動制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の排気ガスによる環境汚染を減らし、限りのある石油資源に対応することができるように、自動車の動力源として伝統的な内燃機関エンジン（以下、エンジンという）とは異なる代替動力源を使用しようとする試みがある。その代表的な例として電気自動車がある。電気自動車は、バッテリーに保存された電気エネルギーを利用してモーターを駆動し、モーターの駆動力を自動車の全体または一部動力源として使用する自動車である。
このような電気自動車は、バッテリーの電気エネルギーのみを動力源として使用する純粋電気自動車と、内燃機関エンジンを備えてエンジンから発生する動力をバッテリーの充電及び／または自動車の駆動に使用するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）とに大別される。
【０００３】
電気自動車という用語は、狭い意味で、ハイブリッド電気自動車と区別できるように、純粋電気自動車のみを意味することもある。しかし、本明細書における電気自動車という用語は、純粋電気自動車とハイブリッド電気自動車とを包括する広い意味であって、一つ以上のバッテリーが備えられ、そのバッテリーに保存された電気エネルギーが自動車の駆動力として使用される任意の自動車を意味するものとして使用する。
【０００４】
電気自動車では、制動時に、制動力の一部を発電に使用して、発生した電気エネルギーをバッテリーの充電に使用する試みが行われている。つまり、自動車の走行による運動エネルギーの一部を発電機の駆動に必要なエネルギーとして使用することによって、運動エネルギーの低減（つまり、走行速度の減少）と電気エネルギーの生成とを同時に実現するのである。このような方式の制動方法を回生制動という。回生制動時に、電気エネルギーの生成は、別途の発電機、あるいは前記モーターを逆駆動することにより行うことができる。
【０００５】
電気自動車の制動時に、回生制動制御によって電気自動車の走行距離を向上させることができる。ハイブリッド電気自動車の場合には、燃費を向上させると同時に、有害排気ガスの排出を減らすことができる。
油圧によって制動力を発生させる油圧制動システムは、電気自動車にも備えられる。回生制動力のみでは十分な制動効果が得られない場合があり、また、回生制動力はモーターと連結された駆動輪のみで発生するので、駆動輪のみの制動では好ましい車両挙動が得られないためである。
【０００６】
従来の回生制動制御方法及び装置では、運転者によってブレーキペダルが操作されることによって発生する油圧制動力に加えて回生制動制御を行った。また、要求される全制動力の大きさや油圧制動力の大きさと関係のない量に回生制動力が制御された。
したがって、同じ力でブレーキペダルを操作する場合にも、回生制動制御が開始されるかどうかによって自動車の全制動力が変わり、運転者は自身が操作したブレーキペダルの程度と関係のない車両の減速のため慌てる状況が発生する。
【０００７】
運転者のブレーキペダルの操作程度と実際に発生する走行速度の減速との間の不一致を減らすために、実現可能な回生制動力より低い程度に回生制動力を制御しているが、これは回生制動によるエネルギー回収率を低下させる。
また、回生制動力は駆動輪のみに作用するので、駆動輪と非駆動輪との間の制動力の配分が最適化されにくいという問題点がある。
【特許文献１】特開２００３−２９９２０５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、運転者のブレーキ操作程度に見合う制動力が実現されると同時に、回生制動によるエネルギー回収率が向上し、駆動輪と非駆動輪との間の制動力の配分が最適化される、電気自動車の回生制動制御方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するための本発明の電気自動車の回生制動制御方法は、モーターを備えた電気自動車の回生制動制御方法であって、
ブレーキペダルの操作を検出するペダル操作検出段階と、ブレーキペダルの操作によって電気自動車の非駆動輪に印加される制動力を計算する非駆動輪制動力計算段階と、非駆動輪に印加される制動力に対応する駆動輪の目標制動力を計算する駆動輪目標制動力計算段階と、駆動輪による可用回生制動力を計算する可用回生制動力計算段階と、目標制動力と可用回生制動力とを比較する比較段階と、比較段階での比較結果に基づいて駆動輪の回生制動及び油圧制動を制御する回生制動制御段階と、を含み、
非駆動輪制動力計算段階は、ブレーキペダルの操作によって非駆動輪に印加される制動油圧Ｐｒを検出する段階と、制動油圧Ｐｒに基づいて非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する段階と、を含み、
制動油圧Ｐｒに基づいて非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する段階は、（数７）、
0004606074.tif 000002
で計算され、
駆動輪目標制動力計算段階は、（数２）、
0004606074.tif 000003
及び（数３）、
0004606074.tif 000004
で駆動輪目標制動力Ｆｂｆを計算することを特徴とする。
（但し、ここで、ｒｒは非駆動輪のブレーキディスクの有効半径を、Ａｒは非駆動輪のブレーキホイールシリンダーの面積を、μｂｒは非駆動輪のブレーキディスクとホイールシリンダーとの間の摩擦係数を、Ｒｒは非駆動輪のタイヤの有効半径を、Ｎｆは制動時に駆動輪に印加される垂直抗力を、Ｎｒは制動時に非駆動輪に印加される垂直抗力を、ａは車両の重量中心から前輪までの距離を、ｂは車両の重量中心から後輪までの距離を、ｇは重力加速度を、ｊは車両の減速度を、ｈｇは地面から車両の重心までの距離を、そしてｍは車両の質量を各々示す。）
【００１０】
また本発明の駆動輪目標制動力計算段階は、（数４）、
0004606074.tif 000005
で駆動輪目標制動力Ｆｂｆを計算することが好ましい。
（但し、ここで、Ｆｂｒは非駆動輪の制動力を、ｍは車両の質量を、ｇは重力加速度を、Ｌは前輪と後輪との間の距離を、ａは車両の重量中心から前輪までの距離を、そしてｈｇは地面から車両の重心までの距離を各々示す。）
【００１１】
また本発明の可用回生制動力計算段階は、最大の可用回生制動モータートルクを計算する段階と、可用回生制動モータートルクに基づいて可用回生制動ホイールトルクを計算する段階と、可用回生制動ホイールトルクに基づいて可用回生制動力を計算する段階と、を含むことが好ましい。
【００１２】
また本発明の可用回生制動モータートルクを計算する段階は、電気自動車の現在の車速に対応するモーター速度ωに基づいて、モーター速度ωに対するモーターのトルク特性曲線から可用回生制動モータートルクを計算することが好ましい。
【００１３】
また本発明は、モーター速度ωを、（数９）、
0004606074.tif 000006
で計算することが好ましい。
（但し、ここで、ｖは電気自動車の現在の車速を、ｉは現在の変速段の変速比を、Ｎは最終減速ギヤの減速比を、そしてＲｆは駆動輪のタイヤの有効半径を各々示す。）
【００１４】
また本発明の可用回生制動ホイールトルクを計算する段階は、（数１６）、
0004606074.tif 000007
で可用回生制動ホイールトルクを計算することができる。
（但し、ここで、ｉは現在の変速段の変速比を、Ｎは変速機の最終減速比を、ＴＲ（ｍｏｔｏｒ）は可用回生制動モータートルクを、ηは発電機の効率を、そしてＷはバッテリー充電量ＳＯＣ及び現在の車速のうちの一つ以上を変数として計算される加重値を各々示す。）
【００１５】
また本発明の加重値Ｗは、バッテリー充電量及び現在の車速の両方を変数として計算される加重値であって、Ｗ＝Ｗ１（ＳＯＣ）×Ｗ２（ｖ）の値で計算されることが好ましい。
（但し、ここで、Ｗ１（ＳＯＣ）はバッテリー充電量（ＳＯＣ）に基づいて計算される第１加重値を、そしてＷ２（ｖ）は現在の車速（ｖ）に基づいて計算される第２加重値を各々示す。）
【００１６】
また本発明の第１加重値（Ｗ１（ＳＯＣ））は、バッテリー充電量（ＳＯＣ）が第１設定充電量以下である場合には第１設定加重値を有し、バッテリー充電量（ＳＯＣ）が第１設定充電量乃至第２設定充電量の範囲内である場合にはバッテリー充電量の増加によって減少する値を有することが好ましく、
また、第２加重値（Ｗ２（ｖ））は、現在の車速（ｖ）が第１設定車速乃至第２設定車速の範囲内である場合には車速（ｖ）の増加によって増加する値を有し、現在の車速（ｖ）が第２設定車速以上である場合には第２設定加重値を有することが好ましい。
【００１７】
また本発明の回生制動制御段階は、可用回生制動力が目標制動力より大きい場合に、回生制動のみによって駆動輪を制動する段階を含むことが好ましく、
また、回生制動のみによって駆動輪を制動する段階は、目標制動力に対応する発電トルクに電気自動車の発電機を発電制御することが好ましく、
更に、回生制動のみによって駆動輪を制動する段階は、（数１５）、
0004606074.tif 000008
で計算される発電トルクＴＯＰに電気自動車の発電機を発電制御することが好ましい。
（但し、ここで、Ｆｂｆは駆動輪の目標制動力を、Ｒｆは駆動輪のタイヤの有効半径を、ηは発電機の効率を、ｉは現在の変速段の変速比を、そしてＮは変速機の最終減速比を各々示す。）
また本発明の回生制動制御段階は、目標制動力が可用回生制動力より大きい場合に、可用回生制動力に基づいて駆動輪を回生制動する段階と、目標油圧制動力を計算する段階と、目標油圧制動力に基づいて駆動輪を油圧制動する段階と、を含むことが好ましい。
【００１８】
また本発明の可用回生制動力に基づいて駆動輪を回生制動する段階は、（数１２）、
0004606074.tif 000009
で計算される発電トルクＴＯＰに電気自動車の発電機を発電制御することが好ましい。
（但し、ここで、ＦＲＥＧＥＮは駆動輪の可用回生制動力を、Ｒｆは駆動輪のタイヤの有効半径を、ηは発電機の効率を、ｉは現在の変速段の変速比を、そしてＮは変速機の最終減速比を各々示す）
【００１９】
また本発明の目標油圧制動力を計算する段階は、目標制動力と可用回生制動力との差異値を目標油圧制動力として計算することが好ましく、
また本発明の目標油圧制動力に基づいて駆動輪を油圧制動する段階は、（数１４）、
0004606074.tif 000010
で計算される制動油圧Ｐｆに基づいて駆動輪を油圧制動することが好ましい。
（但し、ここで、Ｒｆは駆動輪のタイヤの有効半径を、ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮは目標油圧制動力を、ｒｆは駆動輪のブレーキディスクの有効半径を、Ａｆは駆動輪のブレーキホイールシリンダーの面積を、μｂｆは駆動輪のブレーキディスクとホイールシリンダーとの間の摩擦係数を各々示す。）
【００２０】
また本発明の電気自動車の回生制動制御装置は、電気自動車の回生制動制御装置であって、
前記電気自動車は、電気エネルギーを保存するバッテリーと、バッテリーの電気エネルギーを利用して駆動力を発生させるモーターと、モーターによって駆動される一つ以上の駆動輪と、モーターによって駆動されない一つ以上の非駆動輪と、を含み、
前記回生制動制御装置は、ブレーキペダルと、ブレーキペダルの操作に対応して非駆動輪を油圧制動する第１油圧モジュールと、第１油圧モジュールの作動を検出し、これに基づいて駆動輪の回生制動と油圧制動とを制御するための一つ以上の電子制御ユニットと、一つ以上の電子制御ユニットの制御によって駆動輪を油圧制動する第２油圧モジュールと、を含み、
前記一つ以上の電子制御ユニットは、ブレーキペダルの操作を検出するペダル操作検出手段と、ブレーキペダルの操作によって電気自動車の非駆動輪に印加される制動力を計算する非駆動輪制動力計算手段と、非駆動輪に印加される制動力に対応する駆動輪の目標制動力を計算する駆動輪目標制動力計算手段と、駆動輪による可用回生制動力を計算する可用回生制動力計算手段と、目標制動力と可用回生制動力とを比較する比較手段と、比較手段での比較結果に基づいて駆動輪の回生制動及び油圧制動を制御する回生制動制御手段と、のための命令を含む一連の命令を行い、
前記非駆動輪制動力計算手段は、ブレーキペダルの操作によって非駆動輪に印加される制動油圧Ｐｒを検出する手段と、制動油圧Ｐｒに基づいて非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する手段と、を含み、制動油圧Ｐｒに基づいて前記非駆動輪の制動力Ｆｂｒを計算する手段は、（数７）、
0004606074.tif 000011
で計算され、
前記駆動輪目標制動力計算手段は、（数２）、
0004606074.tif 000012
及び（数３）
0004606074.tif 000013
で駆動輪目標制動力Ｆｂｆを計算する手段を備えることを特徴とする。
（但し、ここで、Ｎｆは制動時に駆動輪に印加される垂直抗力を、Ｎｒは制動時に非駆動輪に印加される垂直抗力を、ａは車両の重量中心から前輪までの距離を、ｂは車両の重量中心から後輪までの距離を、ｇは重力加速度を、ｊは車両の減速度を、ｈｇは地面から車両の重心までの距離を、そしてｍは車両の質量を各々示す。）
【００２１】
また、本発明の第１油圧モジュールは、ブレーキペダルの操作によって油圧を生成するマスターシリンダーと、マスターシリンダーで生成された油圧を非駆動輪に供給するブレーキパイプと、マスターシリンダー及びブレーキパイプのうちの一つ以上に連結され、マスターシリンダーで生成された油圧の一部を収容する補助シリンダーと、を含むのが好ましい。
また、第２油圧モジュールは、一つ以上の電子制御ユニットの制御によって油圧を生成する油圧ポンプと、油圧ポンプで生成された油圧を保存するアキュムレーターと、アキュムレーターに保存された油圧を駆動輪に供給するブレーキパイプと、アキュムレーターに保存された油圧のブレーキパイプへの供給有無を一つ以上の電子制御ユニットの制御によって制御する油圧調節装置と、を含むのが好ましい。
【００２２】
また、本発明の一つ以上の電子制御ユニットは、アキュムレーターの圧力を検出する手段と、アキュムレーターの圧力が設定範囲内に維持されるように油圧ポンプを制御する手段と、のための命令を含む一連の命令を行うことが好ましく、油圧ポンプを制御する手段は、アキュムレーターの圧力が第１設定圧力まで低くなった場合には油圧ポンプを駆動し、アキュムレーターの圧力が第２設定圧力まで高くなった場合には油圧ポンプの駆動を中断するのが好ましい。
【００２３】
また、本発明の可用回生制動力計算手段は、最大の可用回生制動モータートルクを計算する手段と、可用回生制動モータートルクに基づいて可用回生制動ホイールトルクを計算する手段と、可用回生制動ホイールトルクに基づいて可用回生制動力を計算する手段と、
を含むのが好ましい。
この時、可用回生制動モータートルクを計算する手段は、電気自動車の現在の車速に対応するモーター速度ωに基づいて、モーター速度ωに対するモーターのトルク特性曲線から可用回生制動モータートルクを計算するのが好ましい。
【００２４】
また、本発明の可用回生制動ホイールトルクを計算する手段は、（数１６）、
0004606074.tif 000014
で可用回生制動ホイールトルクを計算するのが好ましい。
（但し、ここで、ｉは現在の変速段の変速比を、Ｎは変速機の最終減速比を、ＴＲ（ｍｏｔｏｒ）は可用回生制動モータートルクを、ηは発電機の効率を、そしてＷはバッテリー充電量ＳＯＣ及び現在の車速のうちの一つ以上を変数として計算される加重値を各々示す。）
【００２５】
また、本発明の加重値Ｗは、バッテリー充電量及び現在の車速の両方を変数として計算される加重値であって、Ｗ＝Ｗ１（ＳＯＣ）×Ｗ２（ｖ）の値で計算されることが好ましい。
（但し、ここで、Ｗ１（ＳＯＣ）はバッテリー充電量ＳＯＣに基づいて計算される第１加重値を、そしてＷ２（ｖ）は現在の車速（ｖ）に基づいて計算される第２加重値を各々示す。）
【００２６】
また、本発明の回生制動制御手段は、可用回生制動力が目標制動力より大きい場合に、回生制動のみによって駆動輪を制動する手段を含むのが好ましい。
また、本発明の回生制動制御手段は、目標制動力が可用回生制動力より大きい場合に、可用回生制動力に基づいて駆動輪を回生制動する手段と、目標油圧制動力を計算する手段と、目標油圧制動力に基づいて駆動輪を油圧制動する手段と、を含むのが好ましい。
また、本発明の目標油圧制動力を計算する手段は、目標制動力と可用回生制動力との差異値を目標油圧制動力として計算するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の実施例によると、非駆動輪は運転者のブレーキの操作によって油圧制動され、駆動輪は非駆動輪の油圧制動程度とモーターの運転状態とを考慮して回生制動されるので、駆動輪の回生制動を効率的に実現することができる。また、結果的に車両の全制動力が運転者によるブレーキペダルの操作程度に比例して実現されるので、運転性が向上する。
非駆動輪の油圧制動程度は、非駆動輪に供給される制動油圧を直接検出してこれに基づいて判断されるので、正確性が保障される。特に、非駆動輪の制動力は、非駆動輪の制動油圧に基づいていくつかの設定された原因を参照して簡単に計算することができる。
【００２８】
非駆動輪の制動力に対して駆動輪に印加される目標制動力は、車両の運動力学による車体挙動解釈に基づいて理想的な制動力の配分によって計算されるので、運転者の制動操作に対して常に理想的な制動状態を維持する。
要求される駆動輪の制動力と可用回生制動力とを比較し、これに基づいて回生制動程度を制御するので、回生制動の活用が極大化される。
可用回生制動力は、前記計算式によって効率的に計算することができる。
特に、可用回生制動力を計算することにおいて、バッテリー充電量ＳＯＣ及び／または現在の車速に基づく加重値を適用することにより、電気自動車の走行状態によって回生制動程度を適切に制限することができる。
【００２９】
要求される駆動輪の制動力が可用回生制動力に達しない場合には、回生制動によってのみ駆動輪を制動するので、回生制動による効果（エネルギー使用効率）が極大化される。
要求される駆動輪の制動力が可用回生制動力を超える場合には、可用回生制動力が全て活用されて不足する制動力のみが油圧制動によって実現されるので、電気自動車のエネルギー使用効率が極大化される。
本発明の実施例によると、駆動輪の油圧制動のための油圧モジュールが故障した場合にも回生制動が実現される  
したがって、油圧モジュールが故障した場合にも、要求される駆動輪の制動力が大きくない場合には、前記要求制動力を回生制動によって十分に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による電気自動車の構成図である。
本発明はハイブリッド電気自動車だけでなく、純粋電気自動車にも適用可能である。しかし、本発明の技術的思想が純粋電気自動車に適用される実施例に関しては、本発明のハイブリッド電気自動車に適用される実施例に関する以下の説明から自明になる。したがって、以下では本発明の技術的思想がハイブリッド電気自動車に適用される実施例について詳細に説明する。
【００３１】
図１に示すように、本発明の実施例によるハイブリッド電気自動車は、動力源としてエンジン２０及びモーター／発電機ユニット（以下、Ｍ／Ｇユニットという）２２を含む。
動力源によって駆動される駆動輪は、前輪駆動車両では前輪、そして後輪駆動車両では後輪である。
本発明の実施例では前輪駆動車両について説明する。後輪駆動車両に関する実施例は前輪駆動車両に関する以下の説明から自明になる。
Ｍ／Ｇユニット２２は、駆動状態によってモーターまたは発電機として選択的に機能する装置であって、当業者に自明である。したがって、以下の説明では、理解の便宜上、Ｍ／Ｇユニット２２をモーター２２あるいは発電機２２のような名称で使用するが、全て同一構成要素を示すものである。
【００３２】
本発明の実施例による電気自動車では、エンジン２０とモーター２２とが直列に変速機（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）２８に連結されている。
Ｍ／Ｇユニット２２は、モーター制御ユニット（ＭＣＵ）２５の制御によってインバータ２４の信号に応じて駆動される。インバータ２４は、ＭＣＵ２５の制御によって、バッテリー２６に保存された電気エネルギーを利用してＭ／Ｇユニット２２を動力源として駆動され、また、Ｍ／Ｇユニット２２を発電機として駆動する場合には、Ｍ／Ｇユニット２２で生成された電気エネルギーをバッテリー２６に充電する。
【００３３】
エンジン２０とＭ／Ｇユニット２２との動力はクラッチ４６を通じて変速機２８に伝達され、最終減速ギヤ３０を通じて前輪３２ａ、３２ｂに伝達される。後輪３７ａ、３７ｂはエンジン２０とＭ／Ｇユニット２２とによって駆動されない非駆動輪である。
前輪３２ａ、３２ｂと後輪３７ａ、３７ｂとの各々には各車輪の回転速度を低減させるためのホイールブレーキ装置３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂが介在する。
そして、各ホイールブレーキ装置３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂが駆動されるように、本発明の実施例による電気自動車は、ブレーキペダル４０、そしてブレーキペダル４０の操作によって生成された油圧に基づいて各ホイールブレーキ装置３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂを油圧制動する油圧制御システム３８を備えている。
【００３４】
本発明の実施例による電気自動車は、油圧制御システム３８を制御して油圧制御システム３８からブレーキ制御状態を受信するブレーキ制御ユニット（ＢＣＵ）４２を含む。
ＢＣＵ４２は、運転者のブレーキペダル４０操作時に、油圧制御システム３８で生成される油圧を検出する。そしてＢＣＵ４２は、これに基づいて駆動輪（つまり、本発明の実施例では前輪３２ａ、３２ｂ）に印加される制動力と、このうち油圧によって制動される油圧制動力と、回生制動によって制動される回生制動力とを計算する。これにより、ＢＣＵ４２は、計算された油圧制動力を油圧制御システム３８の制御によって前輪３２ａ、３２ｂのホイールブレーキ装置３４ａ、３４ｂに供給する。
【００３５】
また、本発明の実施例による電気自動車は、ＢＣＵ４２及びＭＣＵ２５と通信してこれらを制御することにより、本発明の実施例による回生制動制御方法を電気自動車で実現する電気自動車電子制御ユニット（ＨＥＶ−ＥＣＵ）４４を含む。
ＢＣＵ４２で計算された回生制動力はＨＥＶ−ＥＣＵ４４に伝達され、これにより、ＨＥＶ−ＥＣＵ４４は受信した回生制動力に基づいてＭＣＵ２５を制御する。したがって、ＭＣＵ２５は、ＨＥＶ−ＥＣＵ４４で指定された回生制動力が実現されるようにＭ／Ｇユニット２２を発電機として駆動する。この時、Ｍ／Ｇユニット２２により発電された電気エネルギーはバッテリー２６に保存される。
【００３６】
本発明の実施例による電気自動車には、電気自動車の車速を検出する車速検出器４５が備えられる。ＨＥＶ−ＥＣＵ４４は、車速検出器４５で検出された車速をＢＣＵ４２及びＭＣＵ２５の制御のためのデータとして活用する。
前、後輪に作用する制動力を整理すれば、後輪３７ａ、３７ｂ（つまり、非駆動輪）は運転者のブレーキペダルの操作による油圧制動のみによって制動され、前輪３２ａ、３２ｂ（つまり、駆動輪）は油圧制動力と回生制動力とによって制動される。
【００３７】
前記のように、本発明の実施例による電気自動車の回生制動制御装置装置には、一つ以上の電子制御ユニット４２、４４、２５が備えられて、電気自動車の回生制動のための機能を実現する。
このような電子制御ユニット４２、４４、２５はマイクロプロセッサーで実現され、これらマイクロプロセッサーによって設定されたプログラムが行われるが、設定されたプログラムは、後述する本発明の実施例の回生制動制御方法を行うための一連の命令とすることができる。設定されたプログラムに含まれる命令は当該電子制御ユニットで行われる命令が各電子制御ユニット内に内蔵される。
【００３８】
図２は本発明の実施例による回生制動制御装置装置の主要構成を詳細に示した構成図である。
運転者がブレーキペダル４０を操作すれば、ブレーキペダルに加えられる力はペダルのレバー比だけ増幅された力で倍力装置（ｈｙｄｒｏ−ｖａｃ）５１に入力される。倍力装置５１で倍力された力はマスターシリンダー５０に伝達され、マスターシリンダー５０は、内蔵されたピストン（図示せず）を動作させて第１ブレーキパイプ７１を通じて後輪のブレーキ装置３６ａ、３６ｂに油圧を伝達する。
【００３９】
倍力装置５１はエンジン２０に連結され、運転者のブレーキペダル４０の操作力をエンジン２０の負圧によって増幅する。但し、本発明の実施例では、倍力装置５１に連結された真空ポンプ８０をさらに備えて、真空ポンプ８０による負圧を利用して運転者のペダルの操作力を増幅することができるようにした。エンジン２０が停止した状態でモーター２２のみによって電気自動車が駆動される場合にも、倍力装置５１の動作が正確に行われるようにするためである。
マスターシリンダー５０には、マスターシリンダー５０で生成された油圧の一部を収容する補助シリンダー５２が連結される。したがって、運転者のブレーキペダル４０の操作によってマスターシリンダーから排出されるブレーキ液の一部は第１ブレーキパイプ７１を通じて後輪のブレーキ装置３６ａ、３６ｂに伝達され、残りは補助シリンダー５２に収容される。
【００４０】
後述するが、本発明の実施例で、前輪３２ａ、３２ｂのブレーキ装置３４ａ、３４ｂには、マスターシリンダー５０から排出される油圧とは別個の油圧として別途の油圧モジュールで生成された油圧が供給される。
従来のブレーキシステムでは、マスターシリンダーに前輪及び後輪の油圧を全て供給している。したがって、ブレーキペダル４０の操作時に後輪に供給される油量のみがマスターシリンダー５０から排出されると、従来のブレーキシステムの操作時と比較して、運転者にはブレーキペダルの反応において著しい違和感が生じる。したがって、マスターシリンダー５０から排出される油量の一部を補助シリンダー５２で収容することにより、運転者は通常の自動車の制動感覚と同じような制動感覚を感じる。
【００４１】
このように後輪（つまり、非駆動輪）を油圧制動するための油圧機構を主軸として、第１油圧モジュール８１が形成される。
第１ブレーキパイプ７１に連結された第１圧力センサー５４は、マスターシリンダー５０の排出油圧Ｐｒ（つまり、非駆動輪に印加される制動油圧）を検出してＢＣＵ４２に伝達する。マスターシリンダー５０の排出油圧Ｐｒは、運転者のブレーキペダルの操作程度によって変わるので、このような排出油圧Ｐｒを通じて運転者の制動意思を判断することができる。
【００４２】
本発明の実施例による回生制動制御装置において、ＢＣＵ４２は、第１圧力センサー５４から検出されたマスターシリンダー５０の排出圧力Ｐｒに基づいて後輪（つまり、非駆動輪）に印加される制動力Ｆｂｒを計算し、このような非駆動輪の制動力Ｆｂｒに対応して前輪（つまり、駆動輪）の目標制動力Ｆｂｆを計算する。
そして、電気自動車の走行状態に基づいて前輪で実現される可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮを計算し、目標制動力Ｆｂｆと可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮとの比較結果に基づいて前輪の油圧制動を行う。
【００４３】
一方、ＢＣＵ４２は、前輪で実現されなければならない目標回生制動トルクＴＯＰを計算してＨＥＶ−ＥＣＵ４４に伝達し、ＨＥＶ−ＥＣＵ４４は、受信した目標回生制動トルクＴＯＰが実現されるようにＭＣＵ２５を通じてＭ／Ｇユニット２２を発電機として制御する。
このような回生制動動作を行うために、各電子制御ユニット４２、４４、２５が行う段階は後述する本発明の回生制動制御方法に関する実施例の説明で詳細に説明し、このような説明から各電子制御ユニット４２、４４、２５のより具体的な特徴は自明となる。
【００４４】
以下、本発明の回生制動制御方法を実現する本発明の回生制動制御装置の機構について、より詳細に説明する。
前輪３２ａ、３２ｂ（駆動輪）の油圧制動のための第２油圧モジュールは、下記のように構成されて動作する。
第２油圧モジュール８２は、前輪３２ａ、３２ｂの油圧制動に必要な油圧を生成するための油圧ポンプ５６、油圧ポンプで生成された油圧を保存するアキュムレーター６４、アキュムレーター６４に保存された油圧を前輪３２、３２ｂに供給するための第２ブレーキパイプ７２、そしてアキュムレーター６４に保存された油圧の第２ブレーキパイプ７２への供給有無を制御する油圧調節装置６０、６１を含む。
【００４５】
油圧ポンプ５６はポンプ駆動モーター５８によって駆動され、ポンプ駆動モーター５８は、モータースイッチ７０を通じてＢＣＵ４２によってその作動が制御される。油圧ポンプ５６の排出側には安全弁６６が備えられる。
ＢＣＵ４２で計算された前輪ブレーキ装置（ホイールシリンダー）３４ａ、３４ｂに供給される油圧は、直接的には油圧調節装置６０から供給される。
【００４６】
第２ブレーキパイプ７２を通じて前輪３２ａ、３２ｂ（駆動輪）のブレーキ装置３４ａ、３４ｂに目標油圧が供給されているかどうかを判断することができるように、第２ブレーキパイプ７２上には第２圧力センサー６８が連結されて、第２ブレーキパイプ７２の圧力をＢＣＵ４２に伝達する。
油圧ポンプ５６の作動は動力を消費するので、油圧ポンプ５６は効率的に運転する必要がある。このために、第３ブレーキパイプ７３には圧力スイッチ６２が備えられ、圧力スイッチ６２の出力はＢＣＵ４２に伝達される。圧力スイッチ６２は、検出された圧力が第１設定圧力ＰＬ以下に減少した時にオンされ、検出された圧力が第２設定圧力ＰＨ以上に上昇した時にオフされる。このような圧力スイッチ６２の出力に基づいて、ＢＣＵ４２はポンプ駆動モーター５８を駆動する。
【００４７】
ＢＣＵ４２は、圧力スイッチ６２がオンされた場合にモータースイッチ７０をオン制御してポンプ駆動モーター５８を作動させ、圧力スイッチ６２がオフされた場合にモータースイッチ７０をオフ制御してポンプ駆動モーター５８の作動を停止させる。結果的に、ポンプ駆動モーター５８を駆動するモータースイッチ７０の作動パターンは、図３に示すように形成される。
即ち、図３に示すように、ポンプ駆動モーター５８は、アキュムレーター６４の圧力が第１設定圧力ＰＬ以下に減少した時に作動し始め、アキュムレーター６４の圧力が第２設定圧力ＰＨになった時に作動を止める。したがって、アキュムレーター６４の圧力は第１、２設定圧力の間の圧力に維持され、これを維持するためのポンプ駆動モーター５８の作動時間が最少化される。
【００４８】
以上では、アキュムレーター６４の圧力が第１、２設定圧力の間に維持されるようにするために、圧力スイッチ６２を含む特定の実施例を説明した。しかし、本発明の保護範囲がここに限定されるわけではない。別の実施例として、圧力スイッチ６２の代わりに第３圧力センサーを備え、ＢＣＵ４２は、第３圧力センサーによって検出されるアキュムレーター６４の圧力履歴に基づいて図３に示すような同一パターンによってモータースイッチ７０を駆動することが可能である。
【００４９】
以下、本発明の実施例による回生制動方法を説明する前に、前輪と後輪とを有する自動車の理想的な制動力の配分原理について説明し、本発明による実施例で使用される制動力の配分パターンについてもさらに説明する。
車両の前輪及び後輪に適切でない制動力が配分される場合、ブレーキロックアップによって車輪と地面との間に過度なスリップが発生することがある。したがって、車両の制動性能を確保し、車体挙動を安定的に制御するためには、前輪と後輪との間に制動力が適切に配分されなければならない。
【００５０】
図４は本発明の実施例に関する電気自動車の制動時に発生する車体挙動についての力学関係を説明するための図面である。
制動時に前輪と後輪とに作用する垂直抗力を各々ＮｆとＮｒとすれば、ＮｆとＮｒとはモーメント平衡関係を利用して下記（数１）で計算する。
0004606074.tif 000015
ここで、ｍは車両の質量、ｇは重力加速度、ｊは車両の減速度、Ｌはホイールベース（つまり、前輪と後輪との間）の距離、ａは車両の重量中心から前輪までの距離、ｂは車両の重量中心から後輪までの距離、ｈｇは地面から車両の重心までの距離である。
【００５１】
車両の前、後輪の最大の可用制動力Ｆｂｆ＿ＭＡＸ、Ｆｂｒ＿ＭＡＸはＮｆ及びＮｒに比例するので、
（数２）
0004606074.tif 000016
の関係を有する。したがって、前輪の制動力Ｆｂｆ及び後輪の制動力Ｆｂｒが比例するように配分するのが好ましいが、このように配分した前輪の制動力Ｆｂｆ及び後輪の制動力Ｆｂｒは下記（数２）で計算する。
0004606074.tif 000017
【００５２】
この時、前、後輪にかかる制動力の合計は車両の全制動力であるので、これは下記（数３）のように表示できる。
0004606074.tif 000018
前記の数式２及び３を連立すれば、前輪及び後輪の理想的な制動力の配分式は下記（数４）のようになる。
0004606074.tif 000019
【００５３】
図５は（数４）の理想的な制動力の配分式を利用して得られる理想制動力線図である。
図５の線図によると、特定の全制動力に関して理想的な前輪及び後輪の制動力を計算することができ、特定の後輪の制動力に関してこれに対応する理想的な前輪の制動力を計算することができ、その逆の計算もすることができる。例えば、車両の減速度が０．５ｇである場合、前輪にはＦｂｆＡ、後輪にはＦｂｒＡの制動力が加えられるのが好ましい。
【００５４】
本発明の実施例では、車両の理想的な制動のために、前輪及び後輪の制動力を（数４）によって図５に示すように配分することとする。
図５は前輪及び後輪の全てにロックが発生しない場合を仮定した図面である。前輪及び後輪のうちのいずれか一つにロックが発生すれば、前輪と後輪との制動力の配分関係は図５に示すものと異なるようになる。
【００５５】
前輪がロックされて後輪がロックされなかった場合、前輪の制動力Ｆｂｆは後輪の制動力Ｆｂｒに関して下記（数５）のように表示できる。
0004606074.tif 000020
ここで、μは路面と車輪との間の最大静止摩擦係数である。
【００５６】
反対に、後輪がロックされて前輪がロックされなかった場合、後輪の制動力Ｆｂｒは前輪の制動力Ｆｂｆに関して下記（数６）のように表示できる。
0004606074.tif 000021
【００５７】
図６は制動時に前輪／後輪のうちのいずれか一つのホイールがロックされた場合の制動力の配分可能領域を説明するための図面であって、図示された理想制動力の配分線は図５のそれと基本的に同一である。
（数５）及び（数６）を満たす線を、μ＝０．３の場合とμ＝０．８の場合とに関して、図６に一点鎖線で示した。μ＝０．３の場合、車両の最高減速度は０．３ｇであり、μ＝０．８の場合、車両の最高減速度は０．８ｇである。
【００５８】
μ＝０．８の路面の場合、μ＝０．８で表示された一点鎖線による領域内でのみ前輪及び後輪の制動力の配分が可能である。したがって、この時の車両の要求制動力が０．７ｇである場合、太い実線で表示する区間内でのみ前輪及び後輪の制動力の配分が可能である。太い点線で表示する区間内に属するように制動力が配分される場合には、車両と路面との間にスリップが発生する。本発明の実施例ではＡＢＳなどによって車両と路面との間に継続的なスリップは発生しないと仮定して、前輪及び後輪の間には図５の理想的な制動力の配分曲線を利用する。
【００５９】
図７は、図５のような理想的な前輪及び後輪の制動力の配分曲線が、前輪の制動力の油圧制動力と回生制動力との成分に分けられることを示した。
例えば、μ＝０．８の路面で減速度０．５ｇの車両の制動が必要な場合、車両が理想的に制動されるためには理想制動力曲線上にＰ点がなければならない。この時、前輪３２ａ、３２ｂ及び後輪３７ａ、３７ｂに要求される好ましい制動力はＦｂｆ及びＦｂｒに各々決定される。
【００６０】
前輪３２ａ、３２ｂに要求される制動力が現在の可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮより大きい場合、可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮが全て活用され、残りの前輪の制動力（ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮ＝Ｆｂｆ−ＦＲＥＧＥＮ）は油圧で実現する。
前輪３２ａ、３２ｂに要求される制動力が現在の可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮより小さい場合、即ち、要求される前輪の制動力を回生制動力のみでも実現することができる場合には、前輪３２ａ、３２ｂは回生制動力のみで制動される。したがって、この時には前輪３２ａ、３２ｂのホイールブレーキシリンダーには油圧制動力が印加されない。
【００６１】
図８は本発明の実施例における電気自動車制動時の前輪及び後輪の制動力の配分を概念的に示した図面である。
後輪３７ａ、３７ｂに作用する油圧制動力は、制動ペダルを操作する力に比例して生成される。運転者のブレーキペダル４０の操作力（マスターシリンダー５０からの排出油圧）が小さい場合、回生制動のみにより前輪３２ａ、３２ｂを制動する。要求される前輪の全制動力に最大の可用回生制動力が達しない場合には、回生制動力は可用な最大限の値に制御され、残りの不足した前輪の制動力は油圧制動によって実現される。
【００６２】
本発明の実施例による回生制動制御方法を説明する前に、本発明の実施例に使用されるモーター／発電機ユニット２２の特性について、図９を参照して説明する。
図９はＭ／Ｇユニット２２の動作特性を示した特性グラフである。
図９で、正（＋）のモータートルクはＭ／Ｇユニット２２がモーターとして駆動される時に発揮されるトルクを、負（−）のモータートルクはＭ／Ｇユニット２２を発電機として駆動するために必要なトルクを各々示す。Ｍ／Ｇユニット２２のトルク特性は、第１回転速度ω１まで最大トルクを維持し、第１回転速度ω１より大きい場合にはモーターの速度が大きくなるほどトルクが減少する特性を有する。回生制動時には図９のモーター特性曲線でモーターの速度によって発電機のトルクサイズが決定される。例えば、モーター速度ω２で回生制動トルクはＴＲＥＧＥＮである。
【００６３】
以下、本発明の実施例による電気自動車の回生制動制御方法を、図１０を参照して詳細に説明する。
まず、運転者がブレーキペダル４０を操作（Ｓ１００３）すれば、第１油圧モジュール８１によって後輪（つまり、非駆動輪）３６ａ、３６ｂに運転者のペダルび操作程度による制動油圧Ｐｒが供給される（Ｓ１００５）。
この時、ＢＣＵ４２は、第１圧力センサー５４を通じて制動油圧Ｐｒを検出する（Ｓ１０１０）。制動油圧Ｐｒの検出によってＢＣＵ４２が運転者のブレーキペダルの操作を検出することができるのは当然である。
【００６４】
ＢＣＵ４２は、検出された制動油圧Ｐｒから後輪（つまり、非駆動輪）の制動力を下記（数７）で計算する（Ｓ１０１５）。
0004606074.tif 000022
ここで、ｒｒは後輪のブレーキディスクの有効半径を、Ａｒは後輪のブレーキホイールシリンダーの面積を、μｂｒは後輪のブレーキディスクとホイールシリンダーとの間の摩擦係数を、そしてＲｒは後輪のタイヤの有効半径を各々示す。
【００６５】
また、ＢＣＵ４２は、後輪の制動力に対応して前輪（つまり、駆動輪）の目標制動力Ｆｂｆを計算する（Ｓ１０２０）。
段階（Ｓ１０２０）で、前輪の目標制動力Ｆｂｆは、下式（数２）
0004606074.tif 000023
を満たす値、より具体的には下記（数８）で前輪３２ａ、３２ｂの目標制動力Ｆｂｆを計算する。
0004606074.tif 000024
ここで、Ｎｆは制動時に駆動輪に印加される垂直抗力を、そしてＮｒは制動時に非駆動輪に印加される垂直抗力を、ｍは車両の質量を、ｇは重力加速度を、ｊは車両の減速度を、Ｌは前輪と後輪との間の距離を、ａは車両の重量中心から前輪までの距離を、ｂは車両の重量中心から後輪までの距離を、そしてｈｇは地面から車両の重心までの距離を各々示す。
【００６６】
ＢＣＵ４２は、前輪３２ａ、３２ｂの目標制動力Ｆｂｆを計算すると同時に、前輪３２ａ、３２ｂによる可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮを計算する（Ｓ１０３０）。
より具体的に、可用回生制動力計算段階（Ｓ１０３０）で、ＢＣＵ４２は、まず可用回生制動モータートルクＴＲ（ｍｏｔｏｒ）を計算する（Ｓ１０３２）。
可用回生制動モータートルクＴＲ（ｍｏｔｏｒ）の計算（Ｓ１０３２）は、現在のモーター回転速度ωに基づいてＭ／Ｇユニット２２の特性曲線から計算される。モーター回転速度ωは、現在の変速段の変速比ｉ、そして車速検出器４５から入力される現在の車速ｖに基づいて、下記（数９）で計算する。
0004606074.tif 000025
ここで、Ｎは最終減速ギヤ３０の減速比を、そしてＲｆは駆動輪のタイヤの有効半径を各々示す。
【００６７】
可用回生制動モータートルクＴＲ（ｍｏｔｏｒ）を計算（Ｓ１０３２）したＢＣＵ４２は、可用回生制動モータートルクＴＲ（ｍｏｔｏｒ）に基づいて、可用回生制動ホイールトルクＴＲ（ｗｈｅｅｌ）を計算する（Ｓ１０３４）。
段階（Ｓ１０３４）で、可用回生制動ホイールトルクＴＲ（ｗｈｅｅｌ）は、下記（数１０）で計算する。
0004606074.tif 000026
ここで、ｉは現在の変速段の変速比を、Ｎは変速機の最終減速比を、ηは発電機２２の効率を、Ｗ１（ＳＯＣ）はバッテリー充電量（ＳＯＣ）に基づいて計算される第１加重値を、そしてＷ２（ｖ）は前記現在の車速ｖに基づいて計算される第２加重値を各々示す。
【００６８】
バッテリー充電量ＳＯＣによる第１加重値Ｗ１は図１１に、そして車速ｖによる第２加重値Ｗ２は図１２に各々示した。
図１１に示すように、第１加重値Ｗ１は、バッテリー充電量ＳＯＣが第１設定充電量Ｓ１以下である場合には第１設定加重値を有し、バッテリー充電量ＳＯＣが第１設定充電量Ｓ１乃至第２設定充電量Ｓ２の範囲内である場合にはバッテリー充電量ＳＯＣの増加によって減少する値を有する。バッテリー充電量ＳＯＣが第２設定充電量Ｓ２以上である場合には第１加重値Ｗ１は０の値を有する。
バッテリー２６充電量ＳＯＣが高い時、回生制動によるバッテリー充電はバッテリー２６の寿命を短縮させる可能性がある。したがって、バッテリーの保護のために充電量ＳＯＣが大きい場合には回生制動程度を制限しようとするのである。
【００６９】
図１２に示すように、第２加重値Ｗ２は、現在の車速ｖが第１設定車速Ｖ１乃至第２設定車速Ｖ２の範囲内である場合には車速ｖの増加によって増加する値を有し、現在の車速ｖが第２設定車速Ｖ２以上である場合には第２設定加重値を有する。現在の車速ｖが第１設定車速Ｖ１以下である場合には第２加重値Ｗ２は０の値を有する。
車速ｖが低速である場合（モーター速度が低い場合、図９参照）にはモーター２２の特性上大きな回生制動力が発揮できる。したがって、低速走行時に大きな回生制動力が実現されれば、制動力の突然の増加によって制動感の低下が発生する可能性がある。したがって、低速走行時には回生制動程度を制限しようとするのである。
【００７０】
可用回生制動ホイールトルクＴＲＷｈｅｅｌを計算（Ｓ１０３４）したＢＣＵ４２は、これに基づいて可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮを計算する（Ｓ１０３６）。
段階（Ｓ１０３６）で、可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮは、下記（数１１）で計算する。
0004606074.tif 000027
ここで、Ｒｆは前輪３２ａ、３２ｂのタイヤの有効半径を示す。
【００７１】
このように前輪の目標制動力Ｆｂｆと可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮとを計算した後、ＢＣＵ４２は、第２油圧モジュール８２が故障状態であるかどうかを判断する（Ｓ１０４０）。第２油圧モジュール８２の故障状態の判断Ｓ１０４０は、当業者によって様々な判断基準が設定できる。例えば、圧力スイッチ６２及び圧力センサー６８のうちで正常な出力信号を発生しないものがあるかどうかに基づいて判断することができる。
故障判断（Ｓ１０４０）で、第２油圧モジュール８２が故障状態であると判断された場合については後述する。
【００７２】
故障判断（Ｓ１０４０）で、第２油圧モジュール８２が故障状態でないと判断された場合、ＢＣＵ４２は、前輪の目標制動力Ｆｂｆと可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮとを比較して（Ｓ１０４５）、比較結果によって前輪の回生制動及び油圧制動を制御する（Ｓ１０５０及びＳ１０８０）。
比較段階（Ｓ１０４５）で、前輪３２ａ、３２ｂの目標制動力Ｆｂｆが可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮを超える場合には、本発明の実施例による回生制動制御方法では、前輪３２ａ、３２ｂに回生制動力と油圧制動力とが共に印加されるように制動作動を制御する（Ｓ１０５０）。より具体的に、前輪３２ａ、３２ｂには可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮが作用し、これで不足する制動力は油圧制動によって実現される。
このために、ＢＣＵ４２は、可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮに基づいて前輪３２ａ、３２ｂを回生制動する（Ｓ１０６０）。  
【００７３】
このような前輪３２ａ、３２ｂの回生制動動作は、Ｍ／Ｇユニット２２を特定の発電トルクＴＯＰに制御することによって実現可能である。回生制動によって前輪３２ａ、３２ｂで可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮが実現されるための目標発電トルクＴＯＰは、下記（数１２）で計算する。
0004606074.tif 000028
ここで、Ｒｆは駆動輪のタイヤの有効半径を、ηは発電機の効率を、ｉは現在の変速段の変速比を、そしてＮは変速機の最終減速比を各々示す。
【００７４】
（数１０）、（数１１）、及び（数１２）を参照して、前輪３２ａ、３２ｂの目標制動力Ｆｂｆが可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮを超える場合にＭ／Ｇユニット２２を発電駆動する目標発電トルクＴＯＰは、ＴＲ（ｍｏｔｏｒ）×Ｗ１（ＳＯＣ）×Ｗ２（ｖ）（？）の値で計算する。即ち、可用回生制動モータートルクＴＲ（ｍｏｔｏｒ）に加重値Ｗ１、Ｗ２をかけて得られる発電トルクにＭ／Ｇユニット２２を発電制御する。
【００７５】
したがって、前輪の回生制動段階（Ｓ１０６）で、ＢＣＵ４２は、（数１２）による値で目標発電トルクＴＯＰを計算し（Ｓ１０６２）、計算された目標発電トルクＴＯＰをＨＥＶ−ＥＣＵ４４に伝送し（Ｓ１０６４）、これによりＨＥＶ−ＥＣＵ４４は受信した目標発電トルクＴＯＰが実現されるようにＭＣＵ２５を利用してＭ／Ｇユニット２２を制御する（Ｓ１０６６）。
このように前輪３２ａ、３２ｂを回生制動する一方で、ＢＣＵ４２は、要求される前輪の制動力のうちの回生制動力ＦＲＥＧＥＮだけでは不足する制動力を油圧制動によって実現する（Ｓ１０７０）。
【００７６】
このために、ＢＣＵ４２は、前輪３２ａ、３２ｂに印加される目標油圧制動力ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮを計算する（Ｓ１０７２）。前輪の油圧制動力ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮは、下記（数１３）で計算する。
0004606074.tif 000029
即ち、前輪３２ａ、３２ｂに印加される油圧制動力ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮは、目標制動力Ｆｂｆと可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮとの差異値で計算する。
目標油圧制動力ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮを計算したＢＣＵ４２は、目標油圧制動力ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮが実現されるために前輪３２ａ、３２ｂのホイールブレーキ装置３４ａ、３４ｂに印加される前輪の制動油圧Ｐｆを計算する（Ｓ１０７４）。
【００７７】
前輪の制動油圧Ｐｆは、下記（数１４）で計算する。
0004606074.tif 000030
ここで、Ｒｆは前輪のタイヤの有効半径を、ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮは目標油圧制動力を、ｒｆは前輪のブレーキディスクの有効半径を、Ａｆは前輪ブレーキホイールシリンダーの面積を、μｂｆは前輪のブレーキディスクとホイールシリンダーとの間の摩擦係数を各々示す。
【００７８】
したがって、ＢＣＵ４２は、前輪の制動油圧Ｐｆに基づいて制御し（Ｓ１０７６）、前輪３２ａ、３２ｂのブレーキパイプ７２には前輪の制動油圧Ｐｆが供給される。
このように、前輪３２ａ、３２ｂの目標制動力Ｆｂｆが可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮを超える場合には、可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮが全て実現されると同時に、油圧制動力ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮが付加されることによって、必要な理想的な制動力が実現する。
【００７９】
比較段階（Ｓ１０４５）で、前輪３２ａ、３２ｂの目標制動力Ｆｂｆが可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮ以下である場合には、回生制動力のみで前輪３２ａ、３２ｂを制動する（Ｓ１０８０）。
即ち、前輪の目標制動力Ｆｂｆが実現される目標発電トルクＴＯＰにＭ／Ｇユニット２２を制御するのである。目標制動力Ｆｂｆが実現されるための目標発電トルクＴＯＰは、下記（数１５）で計算する。
0004606074.tif 000031
【００８０】
したがって、ＢＣＵ４２は、（数１５）による値で目標発電トルクＴＯＰを計算し（Ｓ１０８２）、計算した目標発電トルクＴＯＰをＨＥＶ−ＥＣＵ４４に伝送して（Ｓ１０８４）、これによりＨＥＶ−ＥＣＵ４４は受信した目標発電トルクＴＯＰが実現するようにＭＣＵ２５を利用してＭ／Ｇユニット２２を制御する（Ｓ１０８６）。
【００８１】
前記では、前輪３２ａ、３２ｂの油圧制動のための第２油圧モジュール８２が故障でない場合について本発明の実施例の回生制動制御方法が行われる各段階について説明した。
前記のように、前輪の目標制動力Ｆｂｆと可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮとを計算した後、ＢＣＵ４２は、第２油圧モジュール８２が故障状態であるかどうかを判断する（Ｓ１０４０）。故障判断（Ｓ１０４０）で、第２油圧モジュール８２が故障状態であると判断された場合には、段階（Ｓ１０８０）に進むことによって、前輪３２ａ、３２ｂの目標制動力Ｆｂｆが可用回生制動力ＦＲＥＧＥＮ以下である場合と同様に、回生制動力のみで前輪３２ａ、３２ｂを制動する（Ｓ１０８２〜Ｓ１０８６）。
したがって、第２油圧モジュール８２が故障である場合にも、回生制動による前輪３２ａ、３２ｂの制動効果は十分に活用される。
【００８２】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例に関する電気自動車の構成図である。
【図２】本発明の実施例による電気自動車の回生制動制御装置の詳細構成図である。
【図３】本発明の実施例による油圧ポンプ駆動モーターで、オン／オフスイッチの作動パターンを示した図面である。
【図４】本発明の実施例に関する電気自動車の制動時に発生する車体挙動の力学関係を説明するための図面である。
【図５】制動時に発生する車体挙動に関する力学関係に基づいて理想的な前輪及び後輪の制動力の配分曲線を示した図面である。
【図６】制動時に前輪／後輪のうちのいずれか一つのホイールがロックされた場合の制動力の配分可能領域を説明するための図面である。
【図７】本発明の実施例による電気自動車の制動時に使用される前輪及び後輪の制動力の配分曲線を示した図面である。
【図８】本発明の実施例による電気自動車の制動時の前輪及び後輪の制動状態を概念的に示した図面である。
【図９】本発明の実施例による電気自動車のモーター／発電機ユニットの特性曲線を示した図面である。
【図１０】本発明の実施例による電気自動車の回生制動制御方法を示した流れ図である。
【図１１】本発明の実施例による電気自動車の回生制動方法及び装置でバッテリー充電量による加重値の一例を示した図面である。
【図１２】本発明の実施例による電気自動車の回生制動方法及び装置で車速による加重値の一例を示した図面である。
【符号の説明】
【００８４】
２０      エンジン
２２      モーター／発電機ユニット（Ｍ／Ｇユニット）
２５      モーター制御ユニット（ＭＣＵ）
２６      バッテリー
２８      変速機
３０ ギヤ
３２ａ、３２ｂ      前輪
３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ      ホイールブレーキ装置
３７ａ、３７ｂ      後輪
３８      油圧制御システム
４０      ブレーキペダル
４２      ブレーキ制御ユニット（ＢＣＵ）
４４      電気自動車電子制御ユニット（ＨＥＶ−ＥＣＵ）
４５      車速検出器
４６      クラッチ
５０      マスターシリンダー
５１      倍力装置
５２      補助シリンダー
５４ 第一圧力センサー
５６      油圧ポンプ
５８      ポンプ駆動モーター
６０、６１      油圧調節装置
６２      圧力スイッチ
６４      アキュムレーター
６６      安全弁
６８      第２圧力センサー
７０      モータースイッチ
７１      第１ブレーキパイプ
７２      第２ブレーキパイプ
７３      第３ブレーキパイプ
８０      真空ポンプ
８１      第１油圧モジュール
８２      第２油圧モジュール
ＦｂｆＦＲＩＣＴＩＯＮ      目標油圧制動力
Ｆｂｆ      目標制動力
ＦＲＥＧＥＮ      可用回生制動力
ＰＬ      第１設定圧力
ＰＨ      第２設定圧力
Ｐｒ      排出油圧
Ｓ１      第１設定充電量
Ｓ２      第２設定充電量
ＳＯＣ      バッテリー充電量
ＴＯＰ      目標回生制動トルク
ＴＲ（ｍｏｔｏｒ）      可用回生制動モータートルク
ＴＲ（ｗｈｅｅｌ）      可用回生制動ホイールトルク
ｖ      現在の車速
Ｖ１      第１設定車速
Ｖ２      第２設定車速
Ｗ１      第１加重値
Ｗ２      第２加重値
【図１】
0004606074.tif 000045
【図２】
0004606074.tif 000046
【図３】
0004606074.tif 000047
【図４】
0004606074.tif 000048
【図５】
0004606074.tif 000049
【図６】
0004606074.tif 000050
【図７】
0004606074.tif 000051
【図８】
0004606074.tif 000052
【図９】
0004606074.tif 000053
【図１０】
0004606074.tif 000054
【図１１】
0004606074.tif 000055
【図１２】
0004606074.tif 000056