| 【発明の名称】 |
電気自動車の回生ブレーキ制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】野本 大志
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| 【要約】 |
【課題】簡単かつ安価な構成及び制御で回生ブレーキ力を効率良く回収できる電気自動車の回生ブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】電動モータ１を駆動源とする電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、前進側のドライブモードとして通常のドライブモード及び強回生ドライブモードから任意のドライブモードを選択するドライブモード選択手段２と、該ドライブモード選択手段２によるドライブモードの選択に応じて、強回生ドライブモードが選択されたときは、通常のドライブモードにおける少なくとも１つの変速比と同じ変速比でありながら、該変速比の通常のドライブモードで発生し得る回生トルクよりも大きな回生トルクを発生するように電動モータ１の駆動を制御する電動モータ駆動制御手段４とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電動モータを駆動源とする電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、前進側のドライブモードとして通常のドライブモード及び強回生ドライブモードから任意のドライブモードを選択するドライブモード選択手段と、該ドライブモード選択手段によるドライブモードの選択に応じて、上記強回生ドライブモードが選択されたときは、上記通常のドライブモードにおける少なくとも１つの変速比と同じ変速比でありながら、該変速比の通常のドライブモードで発生し得る回生トルクよりも大きな回生トルクを発生するように上記電動モータの駆動を制御する電動モータ駆動制御手段とを有することを特徴とする電気自動車の回生ブレーキ制御装置。
【請求項２】 ブレーキ操作のオン・オフを検出するブレーキセンサを有し、上記電動モータ駆動制御手段は、上記ブレーキセンサの出力に基づいて、上記前進側の各ドライブモードにおいてブレーキ操作がオンのときはオフのときよりも大きな回生トルクを発生させるように上記電動モータの駆動を制御するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の回生ブレーキ制御装置。
【請求項３】 上記ドライブモード選択手段は、上記強回生ドライブモードとして複数の強回生ドライブモードから任意の強回生ドライブモードを選択するよう構成し、上記電動モータ駆動制御手段は、上記複数の強回生ドライブモード間で異なる回生トルクを発生するように、上記ドライブモード選択手段による強回生ドライブモードの選択に応じて上記電動モータの駆動を制御するよう構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車の回生ブレーキ制御装置。
【請求項４】 上記ドライブモード選択手段は、変速レバーのシフトポジションによってドライブモードを選択するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３に記載の電気自動車の回生ブレーキ制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータを駆動源とする電気自動車の回生ブレーキ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動モータを駆動源とする電気自動車では、アクセルをオフとすることにより電動モータを発電機として作動させて回生ブレーキ力を得て、その制動時のエネルギーを回収したり、フットブレーキによるブレーキ力の補助に利用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電動モータは低速時のトルクが非常に大きいことから、廉価さが要求されると同時にタウンユースを重視した電気自動車の場合には、通常のガソリン車のように複数段の変速機を必要とせず、殆ど場合において減速機が１段となっている。
【０００４】このため、大きな回生トルクを発生させるように設定すると、乗車人員が少ない時等の軽負荷状態では車両の走行がギクシャクして乗り心地が悪化することが懸念される。また、最初から大きな回生トルクを発生するように設定すると、降雪時等の路面の摩擦抵抗が低い状態下では、駆動輪が容易にロックしてスピンするおそれがある。
【０００５】更に、ガソリン車の場合のように、下り坂で変速ギヤを１〜２段下げることにより、エンジンブレーキをかけてフットブレーキの過熱を防いだり、不必要な車速の上昇を防ぐことができないと共に、電気自動車では大量のバッテリを搭載することから車両重量が増加するため、フットブレーキの負担が大きくなることが懸念される。
【０００６】上記の対策としては、例えば実用新案登録第２５８０４７８号公報に開示されるように、ブレーキペダルの操作時間に応じた回生ブレーキ力となるように電動モータの回生状態を制御したり、或いはブレーキペダルの操作時間及び車速の増加に応じて回生ブレーキ力が増加するように電動モータの回生状態を制御することが考えられる。
【０００７】しかし、前者の場合には、ブレーキペダルの操作時間を検出し、その操作時間に応じて回生状態を制御し、また後者の場合には、ブレーキペダルの操作時間及び車速を検出すると共にこれらの増加を検出し、ブレーキペダルの操作時間及び車速の増加に応じて回生状態を制御するため、構成及び制御が複雑となりコストの増大を招くおそれがある。
【０００８】従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、簡単かつ安価な構成及び制御で回生ブレーキ力を効率良く回収できる電気自動車の回生ブレーキ制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求項１に記載の発明は、電動モータを駆動源とする電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、前進側のドライブモードとして通常のドライブモード及び強回生ドライブモードから任意のドライブモードを選択するドライブモード選択手段と、該ドライブモード選択手段によるドライブモードの選択に応じて、上記強回生ドライブモードが選択されたときは、上記通常のドライブモードにおける少なくとも１つの変速比と同じ変速比でありながら、該変速比の通常のドライブモードで発生し得る回生トルクよりも大きな回生トルクを発生するように上記電動モータの駆動を制御する電動モータ駆動制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】請求項１の発明によると、ドライブモード選択手段で強回生ドライブモードを選択し、それにより通常のドライブモードにおける変速比と同じ変速比でありながら、通常よりも大きな回生トルクを発生するように電動モータ駆動制御手段によって電動モータの駆動を制御するので、簡単な制御で回生ブレーキ力を効率良く回収することが可能になると共に、構成も簡単かつ安価にすることが可能となる。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、ブレーキ操作のオン・オフを検出するブレーキセンサを有し、上記電動モータ駆動制御手段は、上記ブレーキセンサの出力に基づいて、上記前進側の各ドライブモードにおいてブレーキ操作がオンのときはオフのときよりも大きな回生トルクを発生させるように上記電動モータの駆動を制御するよう構成したことを特徴とする。
【００１２】請求項２の発明によると、前進側の各ドライブモードにおいてブレーキ操作がオンのときはオフのときよりも大きな回生トルクが発生するので、回生トルクを多段階に制御することが可能となり、これによりガソリン車のエンジンブレーキのフィーリングと違和感のない運転操作が可能になると共に、降雪時等の路面の摩擦抵抗が低い場合では通常のドライブモードを選択することで、駆動輪のロックによるスピンを有効に防止することが可能になる。
【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または２の電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、上記ドライブモード選択手段は、上記強回生ドライブモードとして複数の強回生ドライブモードから任意の強回生ドライブモードを選択するよう構成し、上記電動モータ駆動制御手段は、上記複数の強回生ドライブモード間で異なる回生トルクを発生するように、上記ドライブモード選択手段による強回生ドライブモードの選択に応じて上記電動モータの駆動を制御するよう構成したことを特徴とする。
【００１４】請求項３の発明によると、複数の強回生ドライブモードから任意の強回生ドライブモードを選択でき、その選択された強回生ドライブモードに応じて電動モータの回生トルクが制御されるので、下り坂の傾斜や搭載重量が変化してもフットブレーキに負担をかけることなく、略一定の速度を保つことが可能となる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載の電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、上記ドライブモード選択手段は、変速レバーのシフトポジションによってドライブモードを選択するよう構成したことを特徴とする。
【００１６】請求項４の発明によると、変速レバーのシフトポジションによってドライブモードを選択するので、ガソリン車と同様のシフト操作で所望のドライブモードを容易に選択することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明による電気自動車の回生ブレーキ制御装置の一実施の形態について図によって説明する。
【００１８】図１は、回生ブレーキ制御装置の要部の構成を示すブロック図、図２は電動モータのトルク特性を示す図、図３は同じくトルクマップを示す図である。本実施の形態では、電動モータ１を変速レバー２のシフト操作に基づいて、メインバッテリ３により電動モータ駆動制御回路４を介して駆動制御し、その駆動力を変速比が固定のトランスミッション（Ｔ／Ｍ）５を介して駆動輪（図示せず）に伝達する。
【００１９】変速レバー２には、パーキング（Ｐ）ポジション、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション及び前進側の通常のドライブモードを選択するドライブ（Ｄ）ポジションの他に、前進側に強回生ドライブモードを選択するための強回生ドライブ（Ｄｂ）ポジションを追加し、これら各シフトポジションに変速レバー２を選択的にシフトさせるようにする。
【００２０】電動モータ駆動制御回路４とイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）との間には、変速レバー２の各シフトポジションに対応して常開のポジションスイッチ６Ｐ、６Ｒ、６Ｎ、６Ｄ及び６Ｄｂを設け、これらポジションスイッチを変速レバー２の各シフトポジションへのシフト操作に対応してオンするようにする。
【００２１】また、電動モータ駆動制御回路４には、アクセルセンサ７を接続し、このアクセルセンサ７でアクセル（図示せず）のオン・オフを検出すると共に、その操作量を検出して、変速レバー２がＲ、ＤまたはＤｂの各シフトポジションにシフトされたときに、アクセルの操作量に応じて電動モータ駆動制御回路４により電動モータ１の駆動を制御する。
【００２２】更に、サブバッテリ８には、常開のブレーキスイッチ９を介してブレーキランプ１０を接続し、ブレーキ（図示せず）の操作によりブレーキスイッチ９をオンにしてブレーキランプ１０を点灯させると共に、ブレーキスイッチ９のオン・オフ信号を電動モータ駆動制御回路４に供給する。
【００２３】本実施の形態では、上記構成において、変速レバー２がＤまたはＤｂのシフトポジションにシフトされ、アクセルセンサ６の出力がオフ、換言するとアクセルが操作さていないときは、ＤポジションとＤｂポジションとで同じ変速比でありながら、Ｄポジションにシフトされているときよりも、Ｄｂポジションにシフトされているときの方が大きな回生トルクを発生させ、かつ、Ｄ及びＤｂの各シフトポジションにおいて、ブレーキスイッチ９がオンのときは、ブレーキスイッチ９がオフのときよりも大きな回生トルクを発生するように、電動モータ駆動制御回路４により電動モータ１の発生トルクを制御する。
【００２４】即ち、図２及び図３に示すように、変速レバー２がＤポジションにシフトされている状態で、ブレーキスイッチ９がオフのときは回生トルクをＴｂ１に設定し、ブレーキスイッチ９がオンのときは回生トルクをＴｂ２（＞Ｔｂ１）に設定する。また、変速レバー２がＤｂポジションにシフトされている状態で、ブレーキスイッチ９がオフのときは回生トルクをＴｂ３（＞Ｔｂ２）に設定し、ブレーキスイッチ９がオンのときは回生トルクをＴｂ４（＞Ｔｂ３）に設定する。なお、図２に示すトルク特性において、Ｔｃ１及びＴｃ２はクリープの設定トルクを示している。
【００２５】ここで、上記の回生トルクは、電動モータ１が直流分巻電動モータの場合には、界磁巻線に流す電流量を制御することで設定し、電動モータ１が誘導電動モータの場合には、インバータを介して例えばステータに印加する交流の周波数を制御することにより設定する。
【００２６】このように、本実施の形態では、変速レバー２の前進側のシフトポジションにＤｂポジションを追加し、変速レバー２がＤｂポジションにシフトされているときは、Ｄポジションでの通常のドライブモードと同じ変速比でありながら、通常のドライブモードの場合よりも大きな回生トルクを発生させるようにしたので、簡単かつ安価な構成及び制御で回生ブレーキ力を効率良く回収することができると共に、変速レバーにＤｂポジションを追加したので、ガソリン車と同様のシフト操作で所望のドライブモードを容易に選択することができる。
【００２７】また、Ｄ及びＤｂの各シフトポジションにおいて、ブレーキスイッチ９がオンのときは、ブレーキスイッチ９がオフのときよりも大きな回生トルクを発生するようにしたので、回生トルクを多段階に設定でき、これによりガソリン車のエンジンブレーキのフィーリングと違和感のない運転操作ができると共に、降雪時等の低路面摩擦抵抗下では変速レバー２をＤポジションにシフトすることで、駆動輪のロックによるスピンを有効に防止することができる。
【００２８】なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、Ｄ及びＤｂの各シフトポジションでのブレーキスイッチ９のオン・オフによる回生トルクの制御は、必要に応じて行えばよく、単にＤｂポジションでの回生トルクをＤポジションでの回生トルクよりも大きく設定するようにすることもできる。
【００２９】また、上記実施の形態では、変速レバー２のシフトポジションとしてＤｂポジションを追加して強回生ドライブモードを選択するようにしたが、例えば変速レバー２にマニュアル操作可能な強回生ドライブモードの選択スイッチを設け、変速レバー２をシフトすることなく選択スイッチをオンすることで、強回生ドライブモードを選択するようにすることもできる。
【００３０】更に、強回生ドライブモードとして、通常のドライブモードにおける回生トルクよりも大きく、かつ異なる回生トルクを発生するように複数の強回生ドライブモードを設定して、任意の強回生ドライブモードを選択するようにすることもできる。このようにすれば、下り坂の傾斜や搭載重量が変化してもフットブレーキに負担をかけることなく、略一定の速度を保つことができる。また、この場合、各強回生ドライブモードにおいて、ブレーキスイッチのオン・オフにより上記実施の形態で説明したと同様に異なる回生トルクを発生するように制御することもでき、これにより回生トルクをより多段階に設定することができる。
【００３１】また、上記実施の形態では、通常のドライブモードを一つとして、トランスミッション５の変速比を固定としたが、通常のドライブモードとして複数のドライブモードを有し、各ドライブモードに応じた変速段数を複数有するトランスミッションを用いる場合にも、本発明を有効に適用することができる。この場合、例えば変速レバーにマニュアル操作可能な強回生ドライブモードの選択スイッチを設け、変速レバーがあるドライブポジションに位置する状態で選択スイッチがオンになったときは、当該ドライブポジションでの通常ドライブモードと同じ変速比で、その通常ドライブモードにおける回生トルクよりも大きく、かつ次段のドライブポジションでの通常ドライブモードにおける回生トルクよりも小さい回生トルクを発生させるように制御したり、或いはシフトポジションや選択スイッチによって強回生ドライブモードを選択し、これにより複数のドライブモードの中で最も大きい回生トルクを発生する変速比と同じ変速比で、これよりも更に大きい回生トルクを発生させるように制御することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明した本発明による電気自動車の回生ブレーキ制御装置によると、ドライブモード選択手段で強回生ドライブモードを選択し、これにより電動モータ駆動制御手段によって電動モータの駆動を制御して通常のドライブモードにおける変速比と同じ変速比でありながら、通常よりも大きな回生トルクを発生させるようにしたので、簡単かつ安価な構成及び制御で、回生ブレーキ力を効率良く回収することができる。
【００３３】また、前進側の各ドライブモードにおいてブレーキ操作がオンのときはオフのときよりも大きな回生トルクを発生させることで、回生トルクを多段階に制御でき、ガソリン車のエンジンブレーキのフィーリングと違和感のない運転操作ができると共に、降雪時等の低路面摩擦抵抗下では通常のドライブモードを選択することで、駆動輪のロックによるスピンを有効に防止することができる。
【００３４】更に複数の強回生ドライブモードから任意の強回生ドライブモードを選択して、その選択された強回生ドライブモードに応じて回生トルクを制御することで、下り坂の傾斜や搭載重量が変化してもフットブレーキに負担をかけることなく、略一定の速度を保つことができ、また、変速レバーのシフトポジションによってドライブモードを選択するようにすることで、ガソリン車と同様のシフト操作で所望のドライブモードを容易に選択することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３４８
【氏名又は名称】富士重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年８月１０日（２０００．８．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１００３５４
【弁理士】
【氏名又は名称】江藤 聡明
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| 【公開番号】 |
特開２００２−５８１０５（Ｐ２００２−５８１０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年２月２２日（２００２．２．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２４２５８９（Ｐ２０００−２４２５８９） |
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