(57)【要約】【課題】、コストや手間の増大を抑制しながら、電気自動車における回生制動力を適切に制御することが出来るようにする。【解決手段】アクセルペダル１６の踏み込みが無い場合に電動発電機１２を発電機として作動させ通常回生制動力Ｔｂを目標回生制動力ＴｃＢとし回生制動を実行する回生制動実行手段４２と、電気自動車１２に作用する重力により生じる駆動力を示す駆動力値Ｆに応じ追加回生制動力Ｔｂｈを算出する追加回生制動力算出手段４１とを備え、回生制動実行手段４２は、追加回生制動力Ｔｂｈを通常回生制動力Ｔｂに加算して上記の目標回生制動力ＴｃＢとし、回生制動を実行するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバによって踏み込まれるアクセルペダルと車輪と機械的に接続された電動発電機とを有する電気自動車の回生制動力制御装置であって、
該アクセルペダルの踏み込みが無い場合に該電動発電機を発電機として作動させ通常回生制動力を目標回生制動力とし回生制動を実行する回生制動実行手段と、
該電気自動車に作用する重力により生じる駆動力を示す駆動力値を算出する駆動力値算出手段と、
該駆動力値算出手段によって算出された該駆動力値の変化に応じ追加回生制動力を算出する追加回生制動力算出手段とを備え、
該回生制動実行手段は、
該追加回生制動力算出手段により算出された追加回生制動力を通常回生制動力に加算して該目標回生制動力とし回生制動を実行する
ことを特徴とする、電気自動車の回生制動力制御装置。
【請求項２】
該電気自動車の加速度を検出する加速度検出手段と、
該電気自動車の車重を検出する車重検出手段とをさらに備え、
該駆動力値算出手段は、該加速度検出手段によって検出された加速度と該車重検出手段により検出された該車重とに基づいて該駆動力値を算出し、
該追加回生制動力算出手段は、該駆動力値算出手段によって算出された該駆動力値を相殺する値として該追加回生制動力を算出する
ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車の回生制動力制御装置。
【請求項３】
該回生制動実行手段による該追加回生制動力の加算を選択的に禁止する回生態様切換手段をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１または２記載の電気自動車の回生制動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の回生制動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動発電機を搭載した電気自動車において、アクセルペダルの踏み込みがなくなった際、この電動発電機を発電機として作動させることで回生制動力を発生させる技術が知られている。この回生制動力は、エンジンを搭載した一般的な自動車におけるエンジンブレーキ力の代わりに用いることが出来るものである。
そして、以下の特許文献１に開示される技術においては、同文献の図１に示されるように、シフトレバー装置（９）におけるシフトレンジ位置に応じて、回生制動力を段階的に変更するようになっている。
【特許文献１】特開平６−７０４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１の技術によれば、電気自動車の走行状態（例えば、速度，加速度，走行路面の傾斜など）の変化に応じて、ドライバ自らが適宜シフトレンジ位置を選択する必要があり、煩雑な操作が求められる。
また、より細かく回生制動力を制御するには、シフトレンジ位置を増やす必要があるが、この場合、多数のシフトレンジ位置から適切なシフトレンジをドライバ自らが選択せねばならず、ドライバには操作の慣れが要求される。
【０００４】
また、フットブレーキによる（通常制動力）と、電動発電機が発電機として作動する際の制動力（回生制動力）とを協調させる技術（協調制御）を用いることも考えられるものの、この協調制御は、その制御内容が非常に複雑となるためプログラミングに手間を要し、また、制御の複雑化に伴うコストの増大を招くという課題もある。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、コストや手間の増大を抑制しながら、電気自動車における回生制動力を適切に制御することが出来る、電気自動車の回生制動力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の電気自動車の回生制動力制御装置（請求項１）は、ドライバによって踏み込まれるアクセルペダルと車輪と機械的に接続された電動発電機とを有する電気自動車の回生制動力制御装置であって、該アクセルペダルの踏み込みが無い場合に該電動発電機を発電機として作動させ通常回生制動力を目標回生制動力とし回生制動を実行する回生制動実行手段と、該電気自動車に作用する重力により生じる駆動力を示す駆動力値を算出する駆動力値算出手段と、該駆動力値算出手段によって算出された該駆動力値の変化に応じ追加回生制動力を算出する追加回生制動力算出手段とを備え、該回生制動実行手段は、該追加回生制動力算出手段により算出された追加回生制動力を通常回生制動力に加算して該目標回生制動力とし回生制動を実行することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２記載の本発明の電気自動車の回生制動力制御装置は、請求項１記載の内容において、該電気自動車の加速度を検出する加速度検出手段と、該電気自動車の車重を検出する車重検出手段とをさらに備え、該駆動力値算出手段は、該加速度検出手段によって検出された加速度と該車重検出手段により検出された該車重とに基づいて該駆動力値を算出し、該追加回生制動力算出手段は、該駆動力値算出手段によって算出された該駆動力値を相殺する値として該追加回生制動力を算出することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３記載の本発明の電気自動車の回生制動力制御装置は、請求項１または２記載の内容において、該回生制動実行手段による該追加回生制動力の加算を選択的に禁止する回生態様切換手段をさらに備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気自動車の回生制動力制御装置によれば、電気自動車に作用する重力により生じる駆動力を示す駆動力値の変化に応じて回生制動力の目標値を変更することで、コストや手間の増大を抑制しながら、電気自動車における回生制動力を適切に制御することが出来る。（請求項１）
また、駆動力値を相殺するように回生制動力の目標値を変更することで、電気自動車が下り坂を走行している際に回生制動を行なった場合でも、平地を走行している際と同等の減速度で減速することが出来る。（請求項２）
また、駆動力値の変化に応じた回生制動力の目標値の変更をオンオフすることが可能なので、ドライバが意図する回生制動力を適宜得ることが出来る。（請求項３）
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面により、本発明の一実施形態に係る電気自動車の回生制動力制御装置について説明すると、図１はその全体構成を示す模式的なブロック図、図２はその制御内容を示す模式的な全体フローチャート、そして、図３は回生制動力の算出制御を示す模式的なフローチャートである。
図１に示すように、電気自動車１０には、車輪１１と機械的に接続された電動発電機１２が設けられている。この電動発電機１２は、インバータ１３を介してバッテリ１４から給電され、交流電動機として作動することが出来るようになっている。
【００１０】
さらに、この電動発電機１２は、車輪１１によって駆動されることで発電を行なう交流発電機としても作動することが出来るようになっている。
なお、この電動発電機１２が、電動機として作動するか、或いは、発電機として作動するかは、後述するＥＣＵ(Electronic Control Unit)３１からの指令により、電動発電機１２内の図示しない回路が切り換えられることによって選択されるようになっている。
【００１１】
この電動発電機１２には、図示しない減速機が内蔵されている。なお、この減速機の減速比Ｇｒは一定である。
また、電動機として作動する電動発電機１２の出力トルク（＋トルク）、或いは、発電機として作動する電動発電機１２の回生トルク（−トルク）の制御は、アクセルペダルポジションセンサ１５によって検出されたアクセルペダル１６の位置や、シフト装置１７におけるシフトレバー１８の位置などのファクタに基づいて、ＥＣＵ３１からの指令を受けて行なわれるようになっている。
【００１２】
また、この電動発電機１２には、回転数センサ（回転数検出手段）１９が設けられ、電動発電機１２の回転数を検出することが出来るようになっている。また、この回転数センサ１９の検出結果は、ＥＣＵ３１によって読み込まれるようになっている。
インバータ１３は、バッテリ１４から供給される直流電力を交流電力へ変換して電動発電機１２へ供給するものである。また、このとき、インバータ１３は、交流電力の周波数を変更できるようになっている。
【００１３】
さらに、このインバータ１３は、発電機として作動する電動発電機１２から出力される交流電力を直流電力へ変換してバッテリ１４へ供給するものである。
なお、このインバータ１３は、ＥＣＵ３１の制御を受けて作動するようになっている。
バッテリ１４は、発電機として作動する電動発電機１２からインバータ１３を経由して供給される直流電力を貯えたり、図示しない外部充電器から供給される直流電力を貯えたりするものである。
【００１４】
シフト装置１７は、電動発電機１２の作動態様を選択するものであって、ドライブポジションＤ，ニュートラルポジションＮ，リバースポジションＲを選択できるシフトレバー１８と、ホールドモードボタン（回生態様切換手段）Ｈとを有している。
このシフト装置１７における、シフトレバー１８の位置、および、ホールドモードボタンＨのオンオフは、ＥＣＵ３１のシフトモード認定部３２（後述する）によって認定されるようになっている。
【００１５】
ＥＣＵ３１は、いずれも図示しないＣＰＵ，メモリ，インターフェースなどを有する電子制御ユニットである。
また、このＥＣＵ３１のメモリ内には、いずれもソフトウェアとして、シフトモード認定部３２，アクセルポジション認定部３３，電動発電切換部３４，車速算出部３５，加速度算出部３６，車両諸元記憶部３７，駆動力値算出部３８，通常回生制動力記憶部３９，追加回生制動力算出部４１、そして、回生制動力指令部４２が設けられている。
【００１６】
これらのうち、シフトモード認定部３２は、シフト装置１７のシフトレバー１８が、ドライブポジションＤ，ニュートラルポジションＮ，リバースポジションＲのうちのいずれかの位置にあるかを認定すると共に、ホールドモードボタンＨがオンまたはオフであるかを認定するものである。
アクセルポジション認定部３３は、アクセルペダルポジションセンサ１５の検出結果に基づき、アクセルペダル１６の踏み込み量Ａｃｃを認定するものである。
【００１７】
電動発電切換部３４は、アクセルペダルポジション認定部３３によって認定されたアクセルペダル踏み込み量Ａｃｃが実質的にゼロである場合には、電動発電機１２内の回路を発電機モードに切り換えることで、電動発電機１２を発電機として作動させるものである。
また、この電動発電切換部３４は、アクセルペダルポジション認定部３３によって認定されたアクセルペダル踏み込み量Ａｃｃが実質的にゼロではない場合（Ａｃｃ≠０）、換言すれば、アクセルペダル１６が踏み込まれている場合には、電動発電機１２内の回路を電動機モードに切り換えることで、電動発電機１２を電動機として作動させるものである。
【００１８】
車速算出部３５は、回転数センサ１９によって検出された電動発電機１２の回転数に基づいて、電気自動車１０の車速Ｖを算出するものである。
加速度算出部（加速度検出手段）３６は、車速算出部３５によって算出された車速Ｖを微分することによって、電気自動車１０の加速度Ｇａを算出するものである。
車両諸元記憶部（車重検出手段）３７は、電気自動車１０の重量Ｗ，車輪１１の動荷重半径Ｒおよび減速機の減速比Ｇｒが保存されている。なお、動荷重半径Ｒとは、車輪１１を電気自動車１０に実際に装着し且つ規定の空気圧を維持した状態における車輪１１の回転中心から接地面までの距離をいう。
【００１９】
駆動力値算出部（駆動力値算出手段）３８は、シフトレバー１８がドライブポジションＤにあり、且つ、加速度算出部に３５より算出された加速度Ｇａがゼロよりも大きく（Ｇａ＞０）、且つ、アクセルペダルポジション認定部３３により認定されたアクセルペダル踏み込み量Ａｃｃがゼロである場合（Ａｃｃ＝０）には、車両諸元記憶部３７から車重Ｗを読み出して、下式（１）を用い、電気自動車１０に作用する重力により生じる駆動力を示す値（駆動力値）Ｆを算出するようになっている。
【００２０】
Ｆ＝Ｗ×Ｇａ  ・・・（１）
通常回生制動力記憶部３９は、電気自動車１０が平地を走行している際（通常時）にアクセルペダル踏み込み量Ａｃｃがゼロとなった場合（Ａｃｃ＝０）における回生制動力の目標値（通常回生制動力）Ｔｂを保存するものである。
追加回生制動力算出部（追加回生制動力算出手段）４１は、駆動力値算出部３８によって算出された駆動力値Ｆを相殺するために必要な回生制動力の目標値（追加回生制動力）Ｔｂｈを算出するものである。
【００２１】
具体的に、この追加回生制動力算出部４１は、車両諸元記憶部３７から動荷重半径Ｒと減速比Ｇｒとを読み出した後、下式（２）を用いて追加回生制動力Ｔｂｈを算出するようになっている。
Ｔｂｈ＝Ｆ×Ｒ／Ｇｒ  ・・・（２）
回生制動力指令部（回生制動実行手段）４２は、アクセルペダル踏み込み量Ａｃｃ，シフト装置１７のシフトレバー位置およびホールドモードボタンＨのオンオフに応じて、指令回生制動力（目標回生制動力）ＴｃＢを設定し、この指令回生制動力ＴｃＢを生じさせるように、電動発電機１２を制御するものである。
【００２２】
つまり、この回生制動力指令部４２は、アクセルペダル１６の踏み込みが無く（Ａｃｃ＝０）、且つ、シフト装置１２のホールドモードボタンＨがオンである場合に、この回生制動力指令部４２は、通常回生制動力Ｔｂに対し、追加回生制動力算出部４１により算出された追加回生制動力Ｔｂｈを加えることで、即ち、下式（３）により、指令回生制動力ＴｃＢを設定するようになっている。
【００２３】
ＴｃＢ＝Ｔｂ＋Ｔｂｈ  ・・・（３）
他方、アクセルペダル１６の踏み込みが無く、且つ、シフト装置１７のホールドモードボタンＨがオフである場合には、追加回生制動力算出部４１により算出された追加回生制動力Ｔｂｈに関わらず、通常回生制動力記憶部３９に記憶された通常回生制動力Ｔｂを、そのまま指令回生制動力ＴｃＢとして設定し、回生制動を実行するようになっている。即ち、ホールドモードボタンＨがオフの場合には、追加回生制動力Ｔｂｈの加算が禁止されるようになっている。
【００２４】
そして、回生制動力指令部４２は、上式（２）または（３）によって得られた指令回生制動力ＴｃＢを生じさせるように、電動発電機１２の発電負荷を制御することで、回生制御を実行するようになっている。
本発明の一実施形態に係る電気自動車の回生制動力制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
【００２５】
図２のステップＳ１１に示すように、まず、ＥＣＵ３１が、アクセルポジションセンサ１５および回転数センサ１９の検出結果を読み込む。
また、ＥＣＵ３１のシフトモード認定部３１が、シフト装置１７におけるシフトレバー１８の位置を認定するとともに、ホールドモードボタンＨのオンまたはオフであるかを認定する（ステップＳ１２）。
【００２６】
そして、車速算出部３５が、回転数センサ１９によって検出された電動発電機１２の回転数に基づいて、電気自動車１０の車速Ｖを算出する（ステップＳ１３）。
また、加速度算出部３６が、車速算出部３５によって算出された車速Ｖを微分することによって、電気自動車１０の加速度Ｇａを算出する（ステップＳ１４）。
その後、指令回生制動力ＴｃＢをサブルーチンにより算出され（ステップＳ１５）、回生制動力指令部４２が、算出された指令回生制動力ＴｃＢを生じさせるように電動発電機１２を制御する（ステップＳ１６）。
【００２７】
ここで、図３を用い、指令回生制動力ＴｃＢの算出について説明する。
シフトモード認定部３２によってシフトレバー１８がドライブポジションＤであることが認定され（ステップＳ２１のＹｅｓルート）、且つ、シフトモード認定部３２によってホールドモードボタンＨがオンであることが認定され（ステップＳ２２のＹｅｓルート）、且つ、加速度算出部３６によって算出された電気自動車１２の加速度Ｇａがゼロ以上であり（ステップＳ２３のＹｅｓルート）、且つ、アクセルペダルポジション認定部３３によりたアクセルペダル３３の踏み込み量Ａｃｃがゼロである場合（ステップＳ２４のＹｅｓルート）、駆動力値算出部３８は、車両諸元記憶部３７から車重Ｗを読み出して、上式（１）を用い、駆動力値Ｆを算出する（ステップＳ２５）。
【００２８】
その後、追加回生制動力算出部４１が、車両諸元記憶部３７から動荷重半径Ｒと減速比Ｇｒとを読み出した後、上式（２）を用いて追加回生制動力Ｔｂｈを算出するとともに、算出した追加回生制動力ＴｂｈをＥＣＵ３１のメモリ（図示略）に記録する（ステップＳ２６）。
そして、回生制動力指令部４２が、通常回生制動力記憶部３９から通常回生制動力Ｔｂを読み込み、読み込んだ通常回生制動力Ｔｂに対し、追加回生制動力算出部４１により算出された追加回生制動力Ｔｂｈを加える、即ち、上式（３）により、指令回生制動力ＴｃＢを設定する（ステップＳ２７）。
【００２９】
一方、ステップＳ２１〜Ｓ２４までの条件うち、いずれか１つでも条件を満たさない場合（ステップＳ２１〜Ｓ２４のＮｏルート）、追加回生制動力算出部４１は、追加回生制動力Ｔｂｈの算出を行なわず、また、前回のサイクルで算出しメモリ内に記録された追加回生制動力Ｔｂｈをゼロにする、即ち、追加回生制動力Ｔｂｈの加算が禁止される（ステップＳ２８）。
【００３０】
その後、回生制動力指令部４２が、通常回生制動力記憶部３９に記憶された通常回生制動力Ｔｂを読み出し、読み出した通常回生制動力Ｔｂをそのまま指令回生制動力ＴｃＢとして設定する（ステップＳ２９）。
このように、本発明の一実施形態に係る電気自動車の回生制動力制御装置によれば、電気自動車１０に作用する重力により生じる駆動力を示す駆動力値Ｆの変化に応じて、回生制動力の目標値である指令回生制動力ＴｃＢを変更することで、コストや手間の増大を抑制しながら、電気自動車１０における回生制動力を適切に制御することが出来る。
【００３１】
また、駆動力値Ｆを相殺するように指令回生制動力ＴｃＢを変更することで、電気自動車１０が下り坂を走行している際に回生制動を行なった場合でも、平地を走行している際と同等の減速度で減速することが出来る。
つまり、従来の技術を適用した電気自動車においては、ドライバが意図する回生制動力が得られない場合、当該ドライバは、フットブレーキを多用することが想定される。しかし、フットブレーキを多用すると、ブレーキパッドの消耗を早めるだけでなく、ブレーキ装置の発熱を招くこととなり、好ましくない。
【００３２】
また、ブレーキペダルの踏み込み回数が増加すると、バッテリ内の電力消費量が増大してしまうという電気自動車に特有の課題がある。これは、ブレーキペダルの踏み込みをアシストするブレーキブースタにおける負圧が、電気自動車の場合、電気モータポンプにより発生する構造になっていることによる。なお、電気モータのトルクにより直接的にブレーキペダルの踏み込みをアシストする構造であっても、同様の課題が生じる。
【００３３】
これに対して、本発明においては、電気自動車１０に適度な減速度が生じるように回生制動を制御することで、ドライバがフットブレーキを使用する頻度が増加する事態を防ぎ、ブレーキパッドの消耗，ブレーキ装置の発熱およびバッテリ１４の電力消費量を抑制することが出来るのである。
また、ホールドモードボタンＨを操作することで、駆動力値Ｆの変化に応じた指令回生制動力ＴｃＢの変更を選択的にオンオフすることが可能なので、よりドライバの意図に沿った回生制動力制御を実現することが出来る。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが出来る。
上述の実施形態においては、電動発電機１２に内蔵された減速機の減速比Ｇｒが一定である場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、この減速比Ｇｒを可変にし、また、この可変の減速比Ｇｒを随時検出する減速比センサを設けるようにしてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態においては、シフト装置１７にホールドボタンＨを設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。例えば、このホールドボタンＨに代えて、シフトレバー１８がホールドポジションを選択できるようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、電気自動車１０の車重Ｗが一定であるとみなし、この車重Ｗを車両諸元記憶部３７に記憶する場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車重Ｗをリアルタイムに検出する車重センサを設け、検出した車重Ｗを随時車両ようにしてもよい。
【００３６】
また、上述の実施形態においては、アクセルポジション認定部３３が、アクセルペダル１６の踏み込み量Ａｃｃを認定するようになっている場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。例えば、アクセルポジション認定部３３が、ドライバの手によって操作されるアクセルパッドが設けられた電気自動車においては、このアクセルパッドの操作量を認定するようにしてもよい。つまり、このアクセルポジション認定部３３が、ドライバが加速を要求しているか否かを認定できるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車の回生制動力制御装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気自動車の回生制動力制御装置による制御内容を示す模式的な全体フローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気自動車の回生制動力制御装置による回生制動力の算出制御を示す模式的なフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  電気自動車
１１  車輪
１２  電動発電機
１６  アクセルペダル
３５  加速度算出部（加速度検出手段）
３７  車両諸元記憶部（車重検出手段）
３８  駆動力値算出部（駆動力値算出手段）
４１  追加回生制動力算出部（追加回生制動力算出手段）
４２  回生制動力指令部（回生制動力指令手段）
Ｇａ  加速度
Ｆ  駆動力値
Ｔｂ  通常回生制動力
Ｔｂｈ  追加回生制動力
Ｗ  車重
Ｈ  ホールドモードボタン（回生態様切換手段）
【図１】
2009038922.tif 000003
【図２】
2009038922.tif 000004
【図３】
2009038922.tif 000005