JP2013252023A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】逆転制動をたとえば車速に応じて適切に行うことを可能とする車両の提供。
【解決手段】走行用モータ１０ａ、１０ｂの正回転方向にトルクを発生させると前進走行する車両１００であって、車両１００の車速を検知する車速検知手段６５と、車両１００の姿勢を検知する車両姿勢検知手段９０と、車両１００の車速と姿勢とから車両１００の走行状態を検知する走行状態検知手段９０と、走行用モータ１０ａ、１０ｂの逆回転方向にトルクを断続的に発生させて逆転制動力を発生させる制御手段９０とを備え、制御手段９０は、走行状態検知手段９０によって検知された走行状態に基づいて逆転制動力の発生量を可変する。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行用のモータに逆トルクを発生させることによる制動を行うことが可能な車両に関する。

走行用のモータに逆トルクを発生させることによる制動すなわち逆転制動を行うことが可能な車両に関する技術が知られている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。この技術では、ブレーキ踏力が所定値を越えたときに逆転制動が行われるようになっている。

特開平４−１４５８０５号公報

しかしながら、逆転制動をたとえば常時一定の強度で行うと、車軸等に過負荷がかかったり、車両の走行状態が不安定になったりする懸念がある。たとえば車両が高速で走行している場合にはかかる懸念が大きくなる。

本発明は、逆転制動をたとえば車速に応じて適切に行うことを可能とする車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、走行用モータの正回転方向にトルクを発生させると前進走行する車両であって、当該車両の車速を検知する車速検知手段と、当該車両の姿勢を検知する車両姿勢検知手段と、当該車両の車速と姿勢とから前記車両の走行状態を検知する走行状態検知手段と、前記走行用モータの逆回転方向にトルクを断続的に発生させて逆転制動力を発生させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記走行状態検知手段によって検知された走行状態に基づいて逆転制動力の発生量を可変することを特徴とする車両にある。

請求項２記載の発明は、前記制御手段は、当該車両を停止させるために必要な逆転制動力の最大発生量を算出する算出手段を有し、前記制御手段は、前記最大発生量まで段階的に前記発生量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両にある。

請求項３記載の発明は、前記車両姿勢検知手段は、当該車両の前後輪の回転差を検知する前後輪回転差検出手段を有し、前記制御手段は、前記回転差が所定の前後輪回転差目標値を超える際に、前記所定の前後輪回転差目標値となるように前記発生量を可変することを特徴とする請求項１または２に記載の車両にある。

請求項４記載の発明は、前記車両姿勢検知手段は当該車両の前後にかかる縦重力を検知する縦重力検知手段を有し、前記制御手段は、前記縦重力が所定の縦重力目標値を超える際に、前記所定の縦重力目標値となるように前記発生量を可変することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両にある。

請求項５記載の発明は、走行用モータに電力を供給するバッテリと、前記走行用モータによる回生制動手段と、前記回生制動手段により前記バッテリを充電する回生充電手段と、前記バッテリの充電状態を検知するバッテリ状態検知手段と、前記バッテリ状態と前記走行状態とに基づいて回生充電の可否を判断する回生充電可否判断手段とを備え、前記制御手段は、前記回生充電可否判断手段が回生充電不可と判断した際に前記逆転制動力を発生させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両にある。

請求項６記載の発明は、油圧式の制動装置と、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダル踏み込み量検出手段と、前記踏み込み量と前記車両の車速とに基づいて前記制動装置の異常を検知する油圧式制動装置異常検出手段とを備え、前記制御手段は、前記異常が検出された際に前記逆転制動力を発生させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の車両にある。

請求項７記載の発明は、前記走行用モータは、当該車両の前輪を駆動する前輪モータと後輪を駆動する後輪モータとからなり、前記制御手段は、前記前輪モータと前記後輪モータとのそれぞれの前記発生量を可変することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の車両にある。

請求項１記載の発明は、走行用モータの正回転方向にトルクを発生させると前進走行する車両であって、当該車両の車速を検知する車速検知手段と、当該車両の姿勢を検知する車両姿勢検知手段と、当該車両の車速と姿勢とから前記車両の走行状態を検知する走行状態検知手段と、前記走行用モータの逆回転方向にトルクを断続的に発生させて逆転制動力を発生させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記走行状態検知手段によって検知された走行状態に基づいて逆転制動力の発生量を可変する車両にあるので、車速と車両の姿勢とを含む車両の走行状態に応じて断続的に逆転制動力を発生させることが可能であり、逆転制動の際の安全性を高めることが可能な車両を提供することができる。

請求項２記載の発明は、前記制御手段は、当該車両を停止させるために必要な逆転制動力の最大発生量を算出する算出手段を有し、前記制御手段は、前記最大発生量まで段階的に前記発生量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両にあるので、車速と車両の姿勢とを含む車両の走行状態に応じて断続的且つ段階的に逆転制動力を増加させるように発生させることが可能であり、逆転制動の際の安全性を高めつつ速やかに停車させることが可能な車両を提供することができる。

請求項３記載の発明は、前記車両姿勢検知手段は、当該車両の前後輪の回転差を検知する前後輪回転差検出手段を有し、前記制御手段は、前記回転差が所定の前後輪回転差目標値を超える際に、前記所定の前後輪回転差目標値となるように前記発生量を可変することを特徴とする請求項１または２に記載の車両にあるので、車速と前後輪の回転差によって左右される車両の姿勢とを含む車両の走行状態に応じて断続的に逆転制動力を発生させることが可能であり、逆転制動の際の安全性を高めることが可能な車両を提供することができる。

請求項４記載の発明は、前記車両姿勢検知手段は当該車両の前後にかかる縦重力を検知する縦重力検知手段を有し、前記制御手段は、前記縦重力が所定の縦重力目標値を超える際に、前記所定の縦重力目標値となるように前記発生量を可変することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両にあるので、車速と車両の前後にかかる縦重力によって左右される車両の姿勢とを含む車両の走行状態に応じて断続的に逆転制動力を発生させることが可能であり、逆転制動の際の安全性を高めることが可能な車両を提供することができる。

請求項５記載の発明は、走行用モータに電力を供給するバッテリと、前記走行用モータによる回生制動手段と、前記回生制動手段により前記バッテリを充電する回生充電手段と、前記バッテリの充電状態を検知するバッテリ状態検知手段と、前記バッテリ状態と前記走行状態とに基づいて回生充電の可否を判断する回生充電可否判断手段とを備え、前記制御手段は、前記回生充電可否判断手段が回生充電不可と判断した際に前記逆転制動力を発生させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両にあるので、車速と車両の姿勢とを含む車両の走行状態に応じて断続的に逆転制動力を発生させることが可能であり、逆転制動の際の安全性を高めることが可能であるとともに、バッテリの回生充電が可能な範囲では走行用モータによる逆転制動を用いることなく回生による制動を行うことが可能な車両を提供することができる。

請求項６記載の発明は、油圧式の制動装置と、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダル踏み込み量検出手段と、前記踏み込み量と前記車両の車速とに基づいて前記制動装置の異常を検知する油圧式制動装置異常検出手段とを備え、前記制御手段は、前記異常が検出された際に前記逆転制動力を発生させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の車両にあるので、逆転制動を制動装置の異常の際の緊急制動として行うことが可能であるとともに、車速と車両の姿勢とを含む車両の走行状態に応じて断続的に逆転制動力を発生させることが可能であり、逆転制動の際の安全性を高めることが可能な車両を提供することができる。

請求項７記載の発明は、前記走行用モータは、当該車両の前輪を駆動する前輪モータと後輪を駆動する後輪モータとからなり、前記制御手段は、前記前輪モータと前記後輪モータとのそれぞれの前記発生量を可変することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の車両にあるので、車速と車両の姿勢とを含む車両の走行状態に応じて前輪モータと後輪モータとのそれぞれに断続的に逆転制動力を発生させることが可能であり、逆転制動の際の安全性を高めることが可能な車両を提供することができる。

本発明を適用した車両の一実施例にかかる概略構成を示したブロック図である。 図１に示した車両の制御系統に関する概略構成を示したブロック図である。 図１に示した車両に備えられた、走行用のモータの出力が伝達される駆動系を示した概略正面図である。 図１に示した車両において逆転制動を行う場合の制御の概略を示したフローチャートである。 図１に示した車両において逆転制動を行う場合に走行用のモータに入力される信号の例を示した概念図である。 図１に示した車両において逆転制動を行う場合の制御の例を示したフローチャートである。 図１に示した車両において逆転制動を行う場合の制御の一部の概略を示したフローチャートである。 図１に示した車両において逆転制動を行う場合に走行用のモータに入力される信号が車両の走行状態に応じて調整される例を示したタイミングチャートである。 図１に示した車両において逆転制動を行う場合に走行用のモータに入力される信号を車両の走行状態に応じてどのように調整するかの例を示した概念図である。 本発明を適用可能な車両の他の構成例の一部の概略構成を示したブロック図である。

図１に本発明を適用した車両の、主に駆動系に関する概略構成を示す。
この車両１００は、駆動源として、電動機である走行用のモータとして、前輪駆動用の前輪モータであるモータ１０ａと後輪駆動用の後輪モータであるモータ１０ｂとを搭載した電気自動車（ＥＶ）であり、電動車両である。

車両１００は、モータ１０ａ、１０ｂのほかに、モータ１０ａ、１０ｂに電力を供給する蓄電池を用いた大容量バッテリである高電圧バッテリ２０と、高電圧バッテリ２０から供給される電力を変換するとともに所定の出力でモータ１０ａ、１０ｂに供給してモータ１０ａ、１０ｂを駆動するモータインバータであるインバータ３０ａ、３０ｂと、を有している。

車両１００はまた、高電圧バッテリ２０とインバータ３０ａとの間に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータであるコンバータ４０並びにエアコン及び／又はヒータ５０（以下、エアコン５０）と、高電圧バッテリ２０及びインバータ３０ａとコンバータ４０との間に介在したコンバータ４０用のリレースイッチであるスイッチ４１と、高電圧バッテリ２０及びインバータ３０ａとエアコン５０との間に介在したエアコン５０用のリレースイッチであるスイッチ５１と、コンバータ４０に接続された１２Ｖのバッテリ４２と、高電圧バッテリ２０を冷却する図示しない冷却ファンと、を有している。

車両１００はまた、モータ１０ａによって回転駆動される前輪用の駆動軸６１及び前輪としての車輪である駆動輪６２と、モータ１０ｂによって回転駆動される後輪用の駆動軸６３及び後輪としての車輪である駆動輪６４と、モータ１０ａの駆動力を駆動軸６１を介して駆動輪６２に伝達する、図示しないデフを内蔵した前輪用のＴ／Ａすなわちトランスアクスル７０ａと、モータ１０ｂの駆動力を駆動軸６３を介して駆動輪６４に伝達する、図示しないデフを内蔵した後輪用のＴ／Ａすなわちトランスアクスル７０ｂと、を有している。

車両１００はまた、トランスアクスル７０ａの動作を停止させることで車両１００をパーキング状態とするための電動のパーキングロック手段８０と、車両１００の情報を集めて車両１００のシステムをどのように動かすかを決定する役割を担った統合コントローラとして機能する制御手段であるＥＶＥＣＵとしてのＥＣＵ９０と、を有している。

車両１００はまた、運転者によって操作されるハンドルＳと、ハンドルＳの舵角を検知してＥＣＵ９０に入力する舵角センサ９１と、車両１００の制動を行うために運転者によって操作される制動部材としてのブレーキペダルＢと、ブレーキペダルＢの操作状態としてストローク量である踏み込み量すなわち踏度を検知してＥＣＵ９０に入力するブレーキペダル踏み込み量検出手段である制動操作検知手段としてのブレーキ踏度検知センサ９２と、運転者によって操作されるアクセル部材としてのアクセルペダルＡと、アクセルペダルＡの操作状態としてストローク量すなわち踏度を検知してＥＣＵ９０に入力するアクセル開度検知センサ９３と、運転者によって操作される、図示しないサイドブレーキレバーと、を有している。

車両１００はまた、駆動軸６３の右側についてのみ図示するが駆動軸６１、６３の左右に設けられ車速を検知してＥＣＵ９０に入力する車速検知手段として機能する車輪回転センサ６５と、駆動輪６４の右側についてのみ図示するが駆動輪６２、６４の左右に対して設けられ各駆動輪６２、６４に回転抵抗を与えて車両１００の制動を行う、図示しないブレーキパッド等を備えた制動部６６と、を有している。

車両１００はまた、ブレーキ踏度検知センサ９２によって検知されたブレーキペダルＢの踏度に基づいて制動部６６を油圧で駆動し車両１００の制動を行う、図示しない電動のアクチュエータ、ブレーキホース等を備えた油圧式の制動装置である制動手段６７と、サイドブレーキレバーが引かれたときなどに制動部６６を図示しないワイヤ等で駆動し車両１００の制動を行う電動のサイドブレーキ手段６８と、を有している。

車両１００はまた、図２に示すように、高電圧バッテリ２０の充電状態であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検知し検知したＳＯＣをＥＣＵ６０に入力するバッテリ状態検知手段としてのＳＯＣ検知手段９４の他、ヨーレートセンサ９５、ピッチセンサ９６、縦Ｇセンサ９８、レベリングセンサ９９等を有しており、これらのセンサによる検知値は信号としてＥＣＵ９０に入力されるようになっている。

これらのセンサは周知のものであって、例えばヨーレートセンサ９５が車輪回転センサ６５等の他のセンサによって適宜代用されるなど、必ずしも独立して備えられるものではない。このことは図９において符号を付して示している各センサにおいても同様である。

なお、図２において大カッコ内に示されている横Ｇセンサ９７は、たとえば、車両１００が、図１０に示すように、駆動輪６２の左右輪を、独立したモータ１０ａ、１０ａで駆動するとともに、駆動輪６４の左右輪を、独立したモータ１０ｂ、１０ｂで駆動する構成である場合に備えられる。図７〜図９においても、大カッコ内に示されている部分は、車両１００が、図１０に示す構成である場合に採用されるものとする。

車両１００はその他、図示を省略するが、ヘッドライト、ハザードランプ、クラクション等を備えている。これらは周知のものであって、ＥＣＵ９０によって動作を制御されるようになっており、たとえば車両１００の緊急時にこれを周囲に報知するためにＥＣＵ９０によって駆動されるようになっている。

走行用モータであるモータ１０ａ、１０ｂは、インバータ３０ａ、３０ｂを介して高電圧バッテリ２０から入力された電力によって駆動され、トランスアクスル７０ａ、７０ｂ、駆動軸６１、６３を介して駆動輪６２、６４を回転駆動させることで、車両１００を走行させる。

モータ１０ａ、１０ｂは、その正回転方向にトルクを発生させると、車両１００が前進走行し、その逆回転方向にトルクを発生させると、車両１００が後退走行するようになっている。

また、モータ１０ａ、１０ｂは、減速時の車両１００の運動エネルギーを、駆動輪６２、６４、駆動軸６１、６３、トランスアクスル７０ａ、７０ｂを介して入力され、電気エネルギーに変換するジェネレータとしても機能する。このように、車両１００は、減速時に４輪で回生するようになっており、モータ１０ａ、１０ｂは回生制動手段として機能するようになっている。

インバータ３０ａ、３０ｂは、モータ１０ａ、１０ｂの駆動時に高電圧バッテリ２０の電力を所定の出力でモータ１０ａ、１０ｂに供給するほか、モータ１０ａ、１０ｂがジェネレータとして機能するときにモータ１０ａ、１０ｂによって生成された電力を整流等して出力する。この出力は、高電圧バッテリ２０の充電、コンバータ４０によるバッテリ４２の充電、エアコン５０の駆動による車両１００の室内空調、冷却ファンによる高電圧バッテリ２０の冷却等に使用される。インバータ３０ａ、３０ｂは、回生制動手段として機能するモータ１０ａ、１０ｂからの出力により高電圧バッテリ２０の充電を行う点において回生充電手段として機能する。

ＥＣＵ９０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、タイマを備えている。ＥＣＵ９０は、以上述べた各構成を含む車両１００全般の状態に関する情報を収集し、また車両１００全般の駆動等の制御を行う。

たとえば、ＥＣＵ９０は、アクセル開度検知センサ９３によってアクセルペダルＡの踏み込み操作が行われていることが検知されたときにこの操作状態に応じてモータ１０ａ、１０ｂを駆動し車両１００の加速等を行うモータ制御手段として機能する。なお、アクセル開度検知センサ９３は、本形態では、アクセルペダルＡの踏度である踏み込み量を操作状態として検知するが、操作状態には、アクセルペダルＡの踏み込み速度を含むようにしても良い。

また、ＥＣＵ９０は、ブレーキ踏度検知センサ９２によってブレーキペダルＢの踏み込み操作が行われていることが検知されたときにこの操作状態に応じて制動手段６７を駆動し車両１００の制動すなわち減速を行う制動制御手段として機能する。なお、ブレーキ踏度検知センサ９２は、本形態では、ブレーキペダルＢの踏度である踏み込み量を操作状態として検知するが、操作状態には、ブレーキペダルＢの踏み込み速度を含むようにしても良い。

また、ＥＣＵ９０は、ブレーキ踏度検知センサ９２によってブレーキペダルＢの踏み込み操作が行われていることが検知されたときであって、後述する所定の条件が満たされたときに、モータ１０ａとモータ１０ｂとの少なくとも一方を用いた回生を行わせる回生制御手段として機能する。

また、ＥＣＵ９０は、サイドブレーキレバーが引かれたときのみならず、後述する所定の条件が満たされたときにも、サイドブレーキ手段６８を動作させて車両１００の制動を行わせるサイドブレーキ制御手段として機能する。

また、ＥＣＵ９０は、ブレーキ踏度検知センサ９２によってブレーキペダルＢの踏み込み操作が行われていることが検知され、制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとで制動手段６７が作動したときに、車輪回転センサ６５によって検知された車速に基づいて、制動手段６７による制動度言い換えると減速度が正常であるか否か、すなわち制動手段６７が正常に機能しているか否かを判断し、制動手段６７の異常を検知する油圧式制動装置異常検出手段としての制動度判断手段として機能する。

また、ＥＣＵ９０は、車両１００の走行時に、ブレーキ踏度検知センサ９２によってブレーキペダルＢの踏み込み操作が検知されたことや、制動度判断手段として機能するＥＣＵ９０によって制動度が正常でないと判断されたこと、すなわち制動手段６７が正常に機能していないと判断されたことなどの、後述する所定の条件が満たされたときに、モータ１０ａ及び／又はモータ１０ｂの逆転を行わせて逆回転方向にトルクを発生させることによる制動すなわち逆転制動力を発生させて逆転制動を行わせる逆転制動制御手段として機能する。

また、ＥＣＵ９０は、車輪回転センサ６５、ヨーレートセンサ９５、ピッチセンサ９６、縦Ｇセンサ９８、レベリングセンサ９９から入力された検知値、あるいはこれらに加えて横Ｇセンサ９７から入力された検知値に基づいて、車両１００の姿勢を検知する車両姿勢検知手段として機能する。具体的には、車両姿勢検知手段として機能するＥＣＵ９０は、図２に示すように、車輪回転センサ６５によって検知された駆動輪６２の回転数と駆動輪６４の回転数との差である前後輪の回転差を検知する。この点、車両姿勢検知手段として機能するＥＣＵ９０は、前後輪回転差検出手段として機能する。また、車両姿勢検知手段として機能するＥＣＵ９０は、縦Ｇセンサによって検知された検知値に基づいて車両１００の前後にかかる縦重力を検知する縦重力検知手段として機能する。

また、ＥＣＵ９０は、車両１００の走行状態を検知する走行状態検知手段として機能する。この走行状態には、車輪回転センサ６５によって検知された車速を少なくとも含み、より好ましくは、本形態のように、車輪回転センサ６５によって検知された車速と車両姿勢検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された車両１００の姿勢とを少なくとも含む。本形態では、さらに、舵角センサ９１によって検知されたハンドルＳの舵角、ＳＯＣ検知手段９４によって検知された高電圧バッテリ２０のＳＯＣ、ヨーレートセンサ９５によって検知された車両１００のヨーレート、ピッチセンサ９６によって検知された車両１００のピッチ、縦Ｇセンサ９８によって検知された車両１００の縦Ｇ、レベリングセンサ９９によって検知された車両１００のレベルを含んでおり、また図１０に示した構成においてはこれらに加えて横Ｇセンサ９７によって検知された車両１００の横Ｇを含む場合がある。

また、ＥＣＵ９０は、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された車両１００の走行状態に基づいて、車両１００の走行姿勢が安定するように、モータ１０ａ、１０ｂの駆動状態、制動手段６７の作動状態等を調整する車両姿勢制御手段として機能する。

また、ＥＣＵ９０は、車両１００の走行時に、制動度判断手段として機能するＥＣＵ９０によって制動度が正常でないと判断されたとき、すなわち制動手段６７が正常に機能していないと判断され制動手段６７の異常が検出されたとき、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された車両１００の走行状態、とくに車速と、ＳＯＣ検知手段９４によって検知された高電圧バッテリ２０のＳＯＣとに基づいて、高電圧バッテリ２０への回生を行うと高電圧バッテリ２０の過充電となるか否かを判断することで回生充電の可否を判断する回生充電可否判断手段としての過充電判断手段として機能する。

ところで、ＥＣＵ９０が逆転制動制御手段として機能してモータ１０ａ及び／又はモータ１０ｂの逆転を行い逆転制動を行う場合、かりに、逆転制動を常時一定の強度で行うと、車両１００の駆動系等に過負荷がかかったり、車両１００の走行状態がスリップモードとなるなどして走行が不安定になったりする懸念がある。たとえば車両１００が高速で走行している場合にはかかる懸念が大きくなる。

車両１００に過負荷がかかり得ることについてより具体的に説明すると、図３に示すように、トランスアクスル７０ａ、７０ｂに互いに噛合したギア７１、７２が内蔵されている場合には、これら各ギア７１、７２の歯部、噛合部に過負荷がかかって破損し得る。各ギア７１、７２の歯部、噛合部の強度には摩擦等に対する許容範囲があるためである。また、車軸６１及び／又は車軸６３には、捩れに対する許容トルクがあるため捩れによる過負荷がかかって破損し得る。

このような破損が生じると、逆転制動が困難になる。
また、車両１００の走行状態が不安定となっても、逆転制動が困難になり得るとともに、安全停止が困難になり得る。

そこで、車両１００においては、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０は、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された、車両１００の車速と姿勢とを含む走行状態に基づいて、車両１００への過負荷及び車両１００の姿勢の不安定化を回避するように、逆転制動による制動度、言い換えると減速度を調整するようになっている。この点、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０は、車両姿勢制御手段としても機能する。

図４に、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０によってこのような制御が行われる場合の概略的なフローチャートを示す。
なお、本形態において、逆転制動は、緊急時に行われる制動すなわち緊急制動として行うことを前提としている。

まず、ブレーキ踏度検知センサ９２によってブレーキペダルＢの踏み込み操作が検知されたこと、本形態では緊急制動が前提であるため踏度が１００％のフル状態であることが検知されると（Ｓ１１）、車速検知手段として機能する車輪回転センサ６５からの信号に基づき、制動度判断手段として機能するＥＣＵ９０によって減速度が正常であるか否か判断され（Ｓ１２）、減速度が０であるか顕著に少ない場合には制動手段６７が正常に機能していないとしてブレーキ系統の異常を判定する（Ｓ１３）。

このようなブレーキ機構の異常は、
１．ブレーキホースエアがみ
２．ブレーキフルード無交換による水分量増加に起因するエアがみと同様の現象
３．ブレーキパッドシュー残量の現象
４．機構自体の故障
等によって発生する。

補足すると、ブレーキフルード無交換による水分量増加は、フルード沸点の降下をもたらし、ブレーキ使用時にフルード温度の上昇によって気化が生じることでエアかみと同様の現象を引き起こす。近年では、ユーザ車検等のローコスト化が進み、ユーザによってはブレーキフルードの交換を全く気にしないこともあって、この異常が生じやすくなっている。

また、ブレーキパッドシューは、残量が少なくなるとブレーキの効きが低下する。なお、ブレーキパッドシューが無くなるとブレーキ時に音が発生し、交換を促すようになっている。

機構自体の故障は、ブレーキホースなどブレーキ自体の破損によって生じるものである。この原因としてはほかに、バキュームポンプの破損や動作不良が挙げられ、このような場合にもブレーキの効きが低下する。

ステップＳ１３において、ブレーキ系統の異常が判定されると、ヘッドライトやハザードランプの点灯、クラクションの間欠作動等の適宜の動作によって、車両１００が緊急事態であることが周囲に報知される。ただし、これは必要に応じて行われるものであり、必須ではない。

次いで、回生制御手段として機能するＥＣＵ９０によって回生制御が行われる（Ｓ１５）が、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０により、回生にて速度の減少がない、あるいは減少が少ないことが検知された場合又はＳＯＣ検知手段９４によってＳＯＣが上限に近く電池電圧が上限付近であって過充電判断手段として機能するＥＣＵ９０によって回生を行うと過充電が生じると判断された場合、言い換えると回生充電不可と判断された場合には、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもと、モータ１０ａ及び／又はモータ１０ｂによる逆転制動が行われる（Ｓ１６）。

このように、逆転制動は、制動度判断手段として機能するＥＣＵ９０によって減速度が正常でないと判断されたこと、すなわち制動手段６７の異常が検出されたことを条件として、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとに行われるようになっている。

また、本フローにおいて、過充電判断手段として機能するＥＣＵ９０による、過充電の可能性の判断は、制動度判断手段として機能するＥＣＵ９０によって減速度が正常でないと判断されたことを条件として行われるようになっている。

そして、過充電判断手段として機能するＥＣＵ９０によって過充電とならないと判断されると、これを条件として、回生制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとで回生が行われ、過充電判断手段として機能するＥＣＵ９０によって過充電となると判断されると、これを条件として、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとで逆転制動が行われるようになっている。

逆転制動時には車両１００の走行状態が不安定となりやすいため、逆転制動と同時に、車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０は、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された車両１００の走行状態に基づいて、車両１００の走行姿勢を安定化させる制御を行う（Ｓ１６）。

そして、車速が０ｋｍとなって車両１００が停止すると、これらの制御が停止される。後述するように、サイドブレーキ手段６８による制動が行われる所定の速度まで車速が低下すると、サイドブレーキ制御手段として機能するＥＣＵ９０により、サイドブレーキ手段６８による制動が動作した状態とされ、車両１００が停止した状態ではこの制動が維持される。よって、ブレーキ系統に異常が生じていても、車両１００が動き出すことが防止されることとなり、安全性が向上している。

以上のようにして行われる逆転制動は、吸気側・排気側が決まり回転方向が制約されているエンジンのような内燃機関とは異なり、回転方向が問われないというモータの特性を利用し、逆トルクを発生することによって行われる。

また、モータはレスポンスも良く、緻密な制御が可能であることから、精度の良い逆転制動を行うことが可能である。
たとえば、車両１００においては、逆転制動制御手段、車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０は、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された車両１００の走行状態に基づいて、逆転制動力の発生量を可変し、調整する。具体的には、図５に示すように、逆転制動を行うためにモータ１０ａ、１０ｂに入力する信号をパルス状に生成する。

パルス状の信号がモータ１０ａ、１０ｂをそれぞれ制御するインバータ３０ａ、３０ｂを介して断続的にモータ１０ａ、１０ｂに入力され、これによってモータ１０ａ、１０ｂの逆回転方向へのトルクを断続的に発生させて逆転制動力を発生させることで逆転制動が行われるため、車両１００への過負荷が回避され、また車両１００の姿勢の不安定化を招くモータ１０ａ、１０ｂの出力が回避される。これにより、逆転制動の際の安全性が向上する。

また、とくに、同図に示されているように、パルス状の信号は、その時間幅と振幅すなわち逆トルクの大きさとが、漸増するように生成され、モータ１０ａ、１０ｂに入力されるため、車速が大きいときには車両１００への過負荷が良好に回避されつつ逆転制動が行われ、また、車速の減少に従って大きな逆転制動力が得られることによって、停車までの時間が短縮されるという利点が得られる。なお、かかる時間幅と振幅とは少なくとも一方がこれらの利点を得られるように漸増するものであれば良い。また、過負荷の回避と走行の不安定化の回避との少なくとも一方がなされるように、パルス状の信号が生成、入力されれば良い。

同図に示されているような、逆転制動による逆トルクの値は、車速、車重、車輪と路面との摩擦等を複合することによって算出される最も厳しい条件に余裕率を見込み、車両１００への過負荷や走行の不安定化が回避されるように決定される。

この決定にあたって、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０は、まず、車両１００を停止させるために必要な逆転制動力の最大発生量を算出する算出手段として機能する。算出手段として機能するＥＣＵ９０はさらに、逆転制動力がかかる最大発生量に至るまでの逆転制動力の発生量が、図５に示したように、段階的に大きくなるように、逆転制動力の発生量を決定する。

そして、決定された逆転制動力の各発生量に応じて、パルス状の信号が、順次、モータ１０ａ、１０ｂに入力され、逆転制動が行われる。逆転制動力の発生量の決定に際しては、それぞれの発生量が、車両１００への過負荷、走行の不安定化を生じない範囲となるように設定される。
逆転制動力の発生量のより具体的な決定手法については後述する。

なお、パルス状の信号は、当該信号を生成する瞬間において、逆転制動力の発生量が車両１００への過負荷、走行の不安定化を生じない範囲となるように、生成され、生成のたびにモータ１０ａ、１０ｂに入力され、逆転制動が行われるようにしても良い。この場合も、結果的に、図５に示したように、パルス状の信号が、段階的に大きくなるように、決定されることとなる。

図６に、図４に示した制御をより具体化したフローチャートを示す。
なお、図４に沿って説明した事項については、ここでの説明を、適宜、省略することとする。

ブレーキ踏度検知センサ９２によってブレーキペダルＢの踏度が１００％のフル状態であることが検知されることにより、ＥＣＵ９０によってブレーキ要求がなされたと判断される（Ｓ２１、Ｓ２２）。ここで、ブレーキ要求がなされたと判断されるためのブレーキペダルＢの踏度は、１００％に限られるものではない。

ブレーキ要求がなされたと判断されると、制動制御手段として機能するＥＣＵ９０により、制動手段６７が駆動されて車両１００の制動が開始され（Ｓ２３）、車輪回転センサ６５によって検知された車速に基づいて（Ｓ２４）、制動度判断手段として機能するＥＣＵ９０により、所定の判定時間内において、制動手段６７による制動度言い換えると減速度が正常であるか否かが判断される（Ｓ２５）。

ステップＳ２５において、減速度が０であるか顕著に少ない場合には制動手段６７が正常に機能していないとしてブレーキ系統の異常を判定し（Ｓ２６）、そうでない場合には制動手段６７が正常に機能しているとして、制動手段６７が通常通り駆動されて車両１００の制動が行われる。

ステップＳ２６に示したようにブレーキ系統の異常と判定された場合には、ブレーキ要求が継続しているかどうかが確認され（Ｓ２７）、継続していない場合には制御を終了し、継続している場合には、回生制御手段として機能するＥＣＵ９０によって回生制御が開始される（Ｓ２８）。

ステップＳ２８に示したように回生制御を開始すると、車輪回転センサ６５によって検知される車速が減少しているか否かがチェックされ（Ｓ２９）、減少していると判断された場合には、ＳＯＣ検知手段９４によって電池電圧が上限付近であると検知されたか否かが判断される（Ｓ３０）。

ステップＳ３０において電池電圧が上限付近であると検知されなかったと判断されると、ステップＳ２８で開始された回生制御を継続し、ステップＳ３０において電池電圧が上限付近であると検知されたと判断されると、過充電判断手段として機能するＥＣＵ９０によって回生を継続すると過充電が生じるか否かが判断される。

この過充電が生じるか否かの判断には、エアコン５０、冷却ファンの強制駆動により電力を強制消費した場合に、過充電が生じるか否かの判断も含み（Ｓ３１）、かかる強制消費によって過充電が生じない場合には強制消費が可能であるとして強制消費を開始し（Ｓ３２）、ステップＳ２７に戻ってブレーキ要求が継続しているかどうかが確認される。

ステップＳ２９で車速が減少していないと判断された場合、及び、ステップＳ３１で電力の強制消費を行っても過充電が生じると判断された場合には、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとに逆転制動が行われる（Ｓ３３）。

なお、逆転制動を行うと、車両１００への負担や、走行姿勢に対する懸念があるため、逆転制動を極力避け、回生を行うことが本来的には好ましい。そのため、ステップＳ３１においては、過充電が生じるか否かの判断に、電力の強制消費を行った場合にも過充電が生じるか否かの判断も含むようになっている。電力の強制消費の観点からは、この強制消費用のキャパシタを設けることが好ましい。ただし、このキャパシタによる高コスト化を避けるため、本形態ではこれを備えていない。

逆転制動を可能な限り避ける観点から、回生の度合いを緩めながら可能な限り回生による制動を行うようにしてもよい。この場合にも、電力の強制消費を行って過充電を回避するようにすることが望ましい。

ステップＳ３３において逆転制動を開始すると、これとともに、車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０により、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された車両１００の走行状態に基づいて、車両１００の走行姿勢を安定化させる制御を開始する（Ｓ３４）。

逆転制動により車速が減少し、サイドブレーキ手段６８による制動が行われる所定の速度まで車速が低下すると（Ｓ３５）、サイドブレーキ制御手段として機能するＥＣＵ９０により、サイドブレーキ手段６８による制動を開始し（Ｓ３６）、車速が０ｋｍとなって車両１００が停止すると（Ｓ３７）、制御が終了される。

図７に、車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０によって行う、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された車両１００の走行状態に基づく、車両１００の走行姿勢を安定化させる制御の例のフローチャートを示す。

まず、各センサによって検知される前輪回転数、後輪回転数、縦Ｇの値に基づいて、あるいは図１０に示した構成においてはさらに前左右輪回転数、後左右輪回転数、横Ｇの値に基づいて（Ｓ４１）、走行状態検知手段として機能するＥＣＵ９０によって、車両１００の走行状態が、目標前後回転差、目標縦Ｇレベルの範囲、あるいは図１０に示した構成においてはこれらに加えて目標前後・左右回転差、目標横Ｇレベルの範囲内に有るか否かが判断される（Ｓ４２）。

ステップＳ４２における判断の結果、検知値がかかる範囲内にある場合にはフラグを立てず、車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０による、車両１００の走行姿勢を安定化させる制御を行うことなく、すでに述べたように、車速が減少しているか否かの判断を行い（Ｓ４３）、車速が減少している場合には車両が停止したか否かの判断を行って（Ｓ４４）、車両が停止すると制御を終了する。

ステップＳ４２における判断の結果、検知値がかかる範囲内にない場合にはプラス又はマイナスのフラグを立て、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとに逆転制動を行うとともに、車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０による、車両１００の走行姿勢を安定化させる制御を行う（Ｓ４５）。なお、かかる場合にも逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとに逆転制動を行う条件が満たされているものとする。

また、ステップＳ４３における判断の結果、車速が減少していない場合にはフラグを立てることなく、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０の制御のもとに逆転制動を行う（Ｓ４５）。

ステップＳ４５においては、舵角センサ９１、車速センサとして機能する車輪回転センサ６５をはじめとする各センサによる検知値を用いて、モータ１０ａの逆転を用いた前輪用の逆トルクの発生による逆転制動、あるいはこれに加えて図１０に示した構成においては右側のモータ１０ａ、１０ｂの逆転を用いた逆トルクの発生による逆転制動（Ｓ４５ａ）、モータ１０ｂの逆転を用いた後輪用の逆トルクの発生による逆転制動、あるいはこれに加えて図１０に示した構成においては左側のモータ１０ａ、１０ｂの逆転を用いた逆トルクの発生による逆転制動（Ｓ４５ｂ）を適宜調整しながら行う。たとえば、モータ１０ａ、１０ｂの逆転制御を、交互、同期、連携等して適切な値で最適化しながら行う。

フラグのプラス又はマイナスの判定は、同図において四角の枠内に記載しているように、たとえば、各センサによって検知される前後輪回転差、縦Ｇの値が、目標値である目標前後回転差、目標縦Ｇレベルに対してどのような偏差を取っているか、またこれに加えて図１０に示した構成においては横Ｇの値が目標横Ｇレベルに対してどのような偏差を取っているかに応じて行われる。

なお、たとえば、前後輪回転差は、前後輪回転差検出手段として機能するＥＣＵ９０によって、図２に示すように、前輪用、後輪用の各車輪回転センサ６５の差分として検知され、これが目標前後回転差と比較されて車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０に入力され、車両１００の走行姿勢を安定化させるための、モータ１０ａ、１０ｂによる逆転制動についての制御が行われる。

そして、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０は、前後輪回転差検出手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された前後輪回転差が目標前後回転差である所定の前後輪回転差目標値を超える場合には、モータ１０ａ、１０ｂによる逆転制動力をそれぞれ独立して可変することで、前後輪回転差が前後輪回転差目標値となるように逆転制動力の発生量を調整し、可変する。

また、逆転制動制御手段として機能するＥＣＵ９０は、縦重力検知手段として機能するＥＣＵ９０によって検知された縦Ｇすなわち縦重力が目標縦Ｇレベルである所定の縦重力目標値を超える場合には、モータ１０ａ、１０ｂによる逆転制動力をそれぞれ独立して可変することで、縦重力が縦重力目標値となるように逆転制動力の発生量を調整し、可変する。

このようにして、図８に示すように、モータ１０ａ、１０ｂによる逆転制動を行うためにこれらに入力される信号のそれぞれのパルス幅、トルクが適切に設定され、モータ１０ａ、１０ｂによって発生される逆トルクが調整される。同図に示されているように、パルス幅、トルクは、それぞれ単独あるいはこれらの組み合わせで制御される。

逆転制動による逆トルクの値は、車重、車速等に応じて、逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０によって決定される。
この例を図９に示す。同図に示されているように、かかる決定は、大別して、ベース各車軸重量算出方法と、これに次いで行われるトルク・パルス幅の算出とを経て行われる。

まず、ベース各車軸重量算出方法について説明すると、逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０によって、前後輪それぞれの側の、車重とレベリングセンサ係数とに基づいて、同図内の上側のグラフに示されているように、それぞれの側のベース重量が算出される。

つぎに、トルク・パルス幅の算出について説明すると、逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０によって、前後輪それぞれの側の、ベース重量と車両姿勢係数とに基づいて、同図内の下側のグラフに示されているように、それぞれの側の重量が算出され、これが逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０に、各センサの検知値とともに入力される。

逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０は、そのメモリに記憶されている、車速・重量−トルクベースＭＡＰ、車速・トルク−パルス幅ベースＭＡＰ、車速・パルス幅−ＯＦＦパルス幅ＭＡＰに基づき、入力された重量、車速等の各検知値を用いて、トルクベース、パルス幅ベース等を取得する。

次いで、逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０は、そのメモリに記憶されている、縦Ｇレベル・トルク−Δ偏差ＭＡＰに基づき、すでに取得したトルクベース、入力された縦Ｇレベル、舵角等の各検知値を用いて、Δトルク偏差１、Δパルス幅１を取得する。このとき、図１０に示した構成においては、逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０は、そのメモリに記憶されている、縦Ｇレベル・トルク−Δ偏差ＭＡＰ、前後輪用のそれぞれの横Ｇレベル・舵角センサ・トルク−Δ偏差ＭＡＰに基づき、すでに取得したトルクベース、入力された縦Ｇレベル、横Ｇレベル、舵角等の各検知値を用いて、Δトルク偏差１〜３、Δパルス幅１〜３を取得する。

そして、逆転制動制御手段及び／又は車両姿勢制御手段として機能するＥＣＵ９０は、取得したトルクベースとΔトルク偏差１あるいはΔトルク偏差１〜３とに基づいて逆トルク値を取得するとともに、取得したパルス幅ベースとΔパルス幅１あるいはΔパルス幅１〜３とに基づいてパルス幅を取得する。これら逆トルク値、パルス幅が、たとえば図５に示した信号波形となる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

たとえば、本発明が適用される電動車両は、電気自動車（ＥＶ）に限らず、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）等であっても良い。
電動車両は、走行用のモータを、前輪、後輪の何れか一方を駆動輪として駆動するものとして備え、他方の車輪を従動輪として備えていても良い。

また、図１０に示したように、車両前輪又は後輪の左右輪をそれぞれ別々の左右のモータ、たとえばインホイールモータで駆動する車両であっても良く、その場合は、上述のように、左モータと右モータの逆転制動力を調整しても良い。
制動部材は脚で操作されるブレーキペダルに限らず、手で操作される手動ブレーキであっても良い。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１０ａ、１０ｂ 走行用モータ、回生制動手段
１０ａ 前輪モータ
１０ｂ 後輪モータ
２０ バッテリ
３０ａ、３０ｂ 回生充電手段
６２ 前輪
６４ 後輪装置
６５ 車速検知手段
６７ 制動手段
６８ サイドブレーキ手段
９０ 車両姿勢検知手段、走行状態検知手段、制御手段、算出手段、前後輪回転差検出手段、縦重力検知手段、回生充電可否判断手段、油圧式制動装置異常検出手段
９２ ブレーキペダル踏み込み量検出手段
９４ バッテリ状態検知手段
１００ 車両
Ｂ ブレーキペダル

Claims (7)

1. 走行用モータの正回転方向にトルクを発生させると前進走行する車両であって、
   当該車両の車速を検知する車速検知手段と、
   当該車両の姿勢を検知する車両姿勢検知手段と、
   当該車両の車速と姿勢とから前記車両の走行状態を検知する走行状態検知手段と、
   前記走行用モータの逆回転方向にトルクを断続的に発生させて逆転制動力を発生させる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記走行状態検知手段によって検知された走行状態に基づいて逆転制動力の発生量を可変することを特徴とする車両。
2. 前記制御手段は、当該車両を停止させるために必要な逆転制動力の最大発生量を算出する算出手段を有し、
   前記制御手段は、前記最大発生量まで段階的に前記発生量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記車両姿勢検知手段は、当該車両の前後輪の回転差を検知する前後輪回転差検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記回転差が所定の前後輪回転差目標値を超える際に、前記所定の前後輪回転差目標値となるように前記発生量を可変することを特徴とする請求項１または２に記載の車両。
4. 前記車両姿勢検知手段は当該車両の前後にかかる縦重力を検知する縦重力検知手段を有し、
   前記制御手段は、前記縦重力が所定の縦重力目標値を超える際に、前記所定の縦重力目標値となるように前記発生量を可変することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両。
5. 走行用モータに電力を供給するバッテリと、
   前記走行用モータによる回生制動手段と、
   前記回生制動手段により前記バッテリを充電する回生充電手段と、
   前記バッテリの充電状態を検知するバッテリ状態検知手段と、
   前記バッテリ状態と前記走行状態とに基づいて回生充電の可否を判断する回生充電可否判断手段とを備え、
   前記制御手段は、前記回生充電可否判断手段が回生充電不可と判断した際に前記逆転制動力を発生させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両。
6. 油圧式の制動装置と、
   ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダル踏み込み量検出手段と、
   前記踏み込み量と前記車両の車速とに基づいて前記制動装置の異常を検知する油圧式制動装置異常検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記異常が検出された際に前記逆転制動力を発生させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の車両。
7. 前記走行用モータは、当該車両の前輪を駆動する前輪モータと後輪を駆動する後輪モータとからなり、
   前記制御手段は、前記前輪モータと前記後輪モータとのそれぞれの前記発生量を可変することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の車両。

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