JP3196599B2 - 電気自動車用回生制動制御装置 - Google Patents
電気自動車用回生制動制御装置Info
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Description
輪を駆動して走行する電気自動車に関し、特に、電動機
による回生制動を制御するための、電気自動車用回生制
動制御装置に関する。
低減の観点から、電気自動車が注目されつつあるが、こ
のような電気自動車では、いわゆる回生制動を容易に行
なうことができる。この回生制動は、走行用電動機(以
下、モータという)への電力供給を規制してこのモータ
を発電状態に切り換えることで行なうことができ、回生
制動時には、駆動輪に負荷を与えてこれを制動しつつこ
の駆動輪の回転エネルギを電気エネルギとして回収する
ことができる。
キペダルを踏み込んだ時やアクセルペダルの踏み込みを
解除した時にこれに連動して制動力が発生するように制
御される。ところで、アクセルペダルの踏み込みを解除
してブレーキペダルを踏み込んでいない場合には、内燃
機関の自動車の場合のエンジンブレーキに相当するよう
に、ブレーキペダルの踏み込み時よりも弱めの回生制動
を行なう(この回生を弱回生という)が、この時に一定
の回生制動力が生じるとドライバの要求以上に車速が落
ちてしまうことがある。
生制動を発生させるとモータに供給する励磁電力の方が
大きくなり、省エネルギにならない。そこで、例えばボ
リュームスイッチ等を操作することで回生制動力を調整
可能に構成することが考えられる。
うな回生制動制御装置では、ドライバが直接ボリューム
スイッチ等の操作部材を操作することになるので操作性
があまり良くないという課題がある。また、走行状況に
応じてドライバが回生制動力を設定し直さなければなら
ず、煩わしいという課題がある。
回生制動力を強め、上り坂では回生制動力を弱めるよう
に設定することが考えられるが、このように道路勾配に
応じて回生制動力が変更されると、例えば下り坂で惰性
走行をしたいときには、回生制動力が強すぎて、逆にド
ライバはアクセルペダルを踏むことが考えられる。この
場合、車両は力行状態となり下り坂による慣性も加わっ
て車速が必要以上に大きくなってしまう。そこで、今度
はアクセルペダルを離すと再び強い回生制動が作用する
ので、ドライバはアクセルペダルのオンオフを繰り返さ
ねばならず、ドライバのアクセル操作が却って煩雑にな
るという課題がある。
5−2503号公報及び実開平5−64304号公報に
も電気自動車(又は電動車両)の回生制動に関する技術
が開示されているが、上述の課題を解決するようなもの
ではなかった。本発明は、このような課題に鑑み創案さ
れたもので、煩雑な操作を要することなく、回生制動力
を変更できるようにした、電気自動車用回生制動制御装
置を提供することを目的とする。
動車用回生制動制御装置は、車載のバッテリからの電力
供給により電動機を駆動して力行走行する電気自動車に
そなえられ、該電動機の回生制動により制動力を得る電
気自動車用回生制動制御装置において、アクセルペダル
の開度状態を検出するアクセル開度検出手段と、該電動
機の力行状態及び回生状態を制御する制御手段とが設け
られ、該制御手段が、該アクセルペダルの開度状態に対
して設定される第1所定値,該第1所定値よりも小さい
第2所定値及び該第2所定値よりも小さい第3所定値を
記憶した記憶手段と、該アクセル開度検出手段からの検
出情報と該記憶手段に記憶された第1所定値,第2所定
値及び第3所定値とに基づいて該アクセルペダルの開度
状態を判定する判定手段と、該判定手段で判定されたア
クセルペダルの開度状態に応じて該電動機の回生制動力
を設定して該電動機に出力する回生制動力設定手段とを
そなえ、該回生制動力設定手段が、該アクセル開度検出
手段により検出された該アクセルペダル開度が第3所定
値未満の場合は該回生制動力を固定値とし、該アクセル
ペダル開度が該第3所定値以上で該第2所定値未満の場
合は該回生制動力を該アクセルペダル開度の増加に応じ
て減少させ、該アクセルペダル開度が該第2所定値以上
で該第1所定値未満の場合は回生制動力を0に設定する
とともに該電動機の駆動力を0に設定し、該アクセルペ
ダル開度が該第1所定値以上の場合は該アクセルペダル
開度に応じて該電動機にバッテリからの電力を供給して
該電動機を力行状態とするように構成されていることを
特徴としている。
用回生制動制御装置は、上記請求項1記載の構成に加え
て、該電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段
が設けられ、該電動機回転数検出手段により検出された
該電動機の回転数が所定値以下の場合は該アクセルペダ
ル開度が該第3所定値以上であれば該アクセルペダルの
開度に応じて該電動機にバッテリからの電力を供給して
該電動機を力行状態とするように構成されていることを
特徴としている。
施形態としての電気自動車用回生制動制御装置について
説明すると、図1〜図4はいずれも本発明の一実施形態
としての電気自動車用回生制動制御装置を示すものであ
る。まず、本装置の構成を説明すると、図1において、
1はバッテリであり、このバッテリ1は車両に装備され
ない外部充電器により繰り返し充電して使用されるもの
である。2はバッテリ1から電力を供給される電動機
(走行用モータ)であり、このモータ2の出力軸に変速
機3を介して駆動輪4が連結されている。
回路5が設けられており、バッテリ1からの電力はこの
電力変換回路5を通じて所要の大きさに調整されてモー
タ2へ供給されるようになっている。また、電力変換回
路5は、制御手段としてのモータコントローラ6を通じ
て制御されるようになっている。モータコントローラ6
では、図示しないアクセルペダルの踏込量に応じて電力
変換回路5を通じてモータ2の出力を制御するようにな
っている。
制動の状態も制御するように構成されている。回生制動
自体は、周知のように走行用モータ2への電力供給を規
制してモータ2を発電状態に切り換えることで駆動輪4
に負荷を与え、逆に駆動輪4の運動エネルギを回収して
これを電気エネルギとしてバッテリ1に充電する制動で
ある。
走行用モータ2への電力供給を抑制制御しながら所要の
回生制動力を得られるようになっている。例えば走行用
モータ2への電力供給を完全に遮断すると最大の回生制
動力が得られ、走行用モータ2への電力供給を規制する
とその規制に応じた回生制動力が得られるようになって
いる。
タコントローラ6では、記憶手段8と、判定手段9と、
回生制動力設定手段10とがそなえられている。また、
モータコントローラ6には、サービスブレーキ検出手段
(以下、ブレーキ検出手段という)21,アクセル開度
検出手段22,電動機回転数検出手段としてのモータ回
転数検出手段(回転検出手段)26等が接続されてお
り、ブレーキ操作情報,アクセル操作情報,モータ回転
数情報等が入力されるようになっている。
情報に基づいて、ドライバがブレーキペダルを踏み込ん
でいると判定手段9で判定された場合は、回生制動力設
定手段10によりモータ2に比較的強い回生制動力が設
定されるようになっている。そして、サービスブレーキ
と回生制動力とにより車両に強い制動力を与えるように
なっている。
報に基づいて、ドライバがブレーキペダルを踏み込んで
いないと判定された場合は、アクセル開度検出手段22
からの検出情報に基づいて、エンジンブレーキ相当の弱
い回生制動力を設定するようになっているのである。さ
て、ここで本装置の要部について説明すると、本装置で
は、上述の弱い回生制動力をアクセルペダルの開度に応
じて変更するように構成されたものであり、このため、
上述の記憶手段8には、図2に示すような回生制動力の
制御マップが記憶されている。
22から得られるアクセルペダル開度情報に応じてモー
タ2の出力及び回生制動力を設定するためのものであ
る。また、図2の制御マップには、アクセル開度に対し
て3つの所定値が設定されており、この3つの所定値
は、アクセル開度の大きい方から順に第1所定値,第2
所定値,第3所定値として記憶手段8に記憶されてい
る。
21からブレーキペダルが踏み込まれていないことが検
出されると、アクセル開度検出手段22からの検出情報
に基づいて、現在のアクセル開度と上記3つの所定値と
を比較して、アクセル開度状態を判定するようになって
いる。そして、回生制動力設定手段10では、判定手段
9で判定されたアクセルペダルの開度状態に応じてモー
タ2に回生制動力を設定して、上述の電力変換回路5に
出力するようになっている。
手段26からの検出情報に基づいて、モータ回転数が所
定値N以下であると判定すると、制御マップ制御特性の
一部を変更するようになっており、このときは図2に示
すマップの一点鎖線で示す制御特性に基づいてモータ2
への電力供給量が設定されるようになっている。以下、
回生制動力(又は電力供給による駆動力)の設定につい
て説明すると、まず、判定手段9では、ブレーキ検出手
段21からの検出情報に基づいてブレーキペダルが踏み
込まれていないかを判定する。ブレーキペダルが踏み込
まれていれば通常の強い回生制動を行ない、ブレーキペ
ダルが踏み込まれていなければ、アクセル開度検出手段
22により検出されるアクセル開度と記憶手段8に記憶
された各所定値a1 〜a3 とを比較して大小関係を判定
する。
a1 以上であると判定されると、図2に示す制御マップ
によりアクセル開度の大きさに応じた駆動力が設定され
る。つまり、このときはドライバに制動の意思がないも
のとして、モータ2の駆動力はアクセル開度の大きさに
対応して増加するような特性に設定されており、上述の
ようなアクセルペダル開度が第1所定値a1 以上の場合
は、通常の車両駆動モードとして駆動力が設定されるの
である。
ル開度が第2所定値a2 以上であって第1所定値a1 以
下と判定されると、回生制動力設定手段10では、図2
の制御マップに示すように、モータ2の駆動力を0(す
なわち、モータ2の回生制動力も0)に設定するように
なっている。このようにアクセル開度が第2所定値a2
と第1所定値a1 との間にある場合は、アクセル開度が
やや小さく、ドライバがほとんど駆動力を必要としてい
ない状態であって、且つ制動力も必要としていない状態
であると考えられ、したがって、上述のようにモータ2
の駆動力を0に設定することで、車両を惰性による走行
状態としているのである。もちろん、この場合にモータ
2が発電機として作用することがないので、車両には空
気抵抗やタイヤの転がり抵抗等の走行抵抗が作用するの
みの状態となる。
ル開度が第3所定値a3 以上であって第2所定値a2 未
満と判定されると、回生制動力設定手段10では、図2
の制御マップに示すように、アクセルペダル開度の減少
に応じてモータ2の回生制動力を増加させる(逆に言え
ば、モータ2の回生制動力をアクセルペダル開度の増加
に応じて減少させる)ように設定する。
と第2所定値a2 との間にある場合は、アクセル開度が
小さく、ドライバが弱いエンジンブレーキ相当の制動力
を必要としている状態であると考えられ、したがって、
上述のようにモータ2の回生制動力をアクセルペダル開
度に応じて設定することで、ドライバの意思を反映した
回生制動力に設定することができるのである。この場合
にはモータ2が発電機として作用しているので、駆動輪
4からの運動エネルギが電気エネルギとして回収されバ
ッテリ1に充電されることになる。
ル開度が第3所定値a3 未満であると判定されると、図
2の制御マップに示すように、アクセルペダル開度に関
係なく、回生制動力が最大の大きさの固定値に設定され
る。なお、この最大値の大きさの設定については後述す
る。このようにアクセル開度が第3所定値a3 未満の場
合は、アクセル開度はかなり小さく、ほとんどアクセル
ペダルが踏み込まれていない状態であり、ドライバは強
めのエンジンブレーキ相当の回生制動力を必要としてい
る状態であると考えられる。そこで、この場合は、上述
のようにモータ2の回生制動力を最大値(固定値)とし
て大きめの回生制動力を設定し、車両を減速させるよう
になっているのである。
うなマップも記憶されている。このマップは、ブレーキ
ペダルが踏み込まれた時に、モータ2に強い制動力を設
定するために設けられており、このときの回生制動力は
モータ回転数に応じて設定されるようになっている。ま
た、図3に示す制御マップに基づいて、モータ回転数が
所定値N以下の場合には、回生制動を行なわないように
なっている。これは、モータ2の回転数がN以下のとき
は、車両が低速で走行している状態であって、このよう
な場合に回生制動を行なうと必要以上に制動力が働い
て、乗員に不自然な感じを与えることが考えられるから
である。
所定値N以下であると判定すると、図2に示すマップの
うちの一部を一点鎖線で示す制御特性に切り換えるとと
もに、回生制動力設定手段10では、この制御特性にし
たがって、モータ2の駆動力を設定するようになってい
る。すなわち、この場合は、アクセル開度が第3所定値
a 3 以上であれば、アクセルペダルの開度に応じてモー
タ2にバッテリ1からの電力を供給してモータ2を力行
状態にするのである。そして、これにより、低速走行時
のアクセル開度に対する車両の挙動を自然なものとする
ことができるのである。
時の回生制動力の設定は、図3のマップに示すようにモ
ータ2の回転数情報に応じて切り換えられるようになっ
ているが、本発明では、図3のマップにより設定される
回生制動力の値を、アクセル開度が第3所定値a3 未満
の場合に設定される回生制動力の最大値(固定値)とし
て用いるようになっている。
6内の制御周期毎に更新されることになるので、図2の
縦軸のうち回生側の制動力の単位を、最大値を100と
した%表示としている。また、図2中に破線で示す特性
は、従来の回生制動力及び駆動力の制御特性を示すもの
である。
回生制動制御装置は、上述のように構成されているの
で、例えば図4に示すようなフローチャートにしたがっ
てモータ2の回生制動力又は駆動力が設定されることに
なる。まず、ステップS1では、ブレーキ検出手段21
によりブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判定
し、ブレーキペダルが踏み込まれている場合はリターン
する。また、ブレーキペダルが踏み込まれていない場合
は、ステップS2に進んで、モータ回転数検出手段26
によりモータ2の回転数が所定値N以下か否かを判定す
る。
ば、ステップS3以降に進んで、アクセル開度状態に応
じて回生制動力又は駆動力の設定を行なう。つまり、ス
テップS3では、アクセル開度検出手段22により検出
されるアクセル開度と第1の所定値a1 とを比較して、
アクセル開度が第1の所定値a1 を越えた場合はステッ
プS4に進み、アクセル開度の増加に応じてモータ2の
駆動力が増加するように制御を行ないリターンする。
の所定値a1 以下と判定されると、ステップS5に進ん
で、アクセル開度と第2の所定値a2 とを比較する。そ
して、アクセル開度が第2の所定値a2 以上であれば、
ステップS6に進んでモータ2の駆動力を0に設定して
リターンする。ステップS5でアクセル開度が第2の所
定値a2 未満の場合は、ステップS7に進んで、アクセ
ル開度と第3の所定値a3 とを比較する。アクセル開度
が第3の所定値a3 以上であれば、ステップS8に進ん
で、アクセル開度の減少に応じてモータ2の回生制動力
が増加(アクセル開度の増加に応じてモータ2の回生制
動力が減少)するように設定してリターンする。
の所定値a3 未満であれば、ステップS9に進んで、モ
ータ2の回生制動力を最大値に固定してリターンする。
なお、ステップS2で、モータ2の回転数が所定値N以
下であると判定されると、ステップS10に進んで、制
御マップの設定を一部変更して、制御特性を設定する。
なお、このときの制御フローチャートは省略するが、や
はり、上述のようにアクセル開度を各所定値と比較し
て、アクセル開度状態に応じて、モータ2の駆動力を設
定するものである。
1 を越えた場合、通常の走行状態でありアクセルペダル
開度に応じた駆動力が得られる。また、アクセル開度が
第1所定値a1 と第2所定値a2 との間にあるときは惰
性走行となり、車両には走行抵抗のみが影響がすること
になる。また、アクセル開度が第2所定値a2 と第3所
定値a3 との間にあるときは、アクセルペダルの踏み込
みにしたがって回生制動力が減少する。したがって、ア
クセルペダルを踏めばモータ2の出力トルクは上昇する
ので、運転フィーリングもドライバの感覚と一致したも
のとなる。さらに、アクセル開度が第3所定値a 3 以下
の場合は、モータ2の回生制動力を最大値に固定される
ので、比較的強めのエンジンブレーキに相当する制動力
が得られる。
よれば、ドライバのアクセルペダルの開度調整のみで回
生制動力の大きさの調整が可能になり、回生制動のフィ
ーリングが大きく向上する。すなわち、ドライバの意思
としてアクセルペダル開度情報に基づいて回生制動力及
び駆動力を設定するので、ドライバの運転意思を確実に
反映させることができ、例えば下り坂で惰性走行をした
いときには、回生制動力が強すぎてドライバがアクセル
ペダルを踏むようなことがなくなる。
することができ、ドライバは煩雑な思いをすることなく
回生制動力の調整を行なうことができる。また、これに
よりボリュームスイッチ等の部品を設ける必要もなくな
り、部品点数も低減されるとともに、コストも低減する
ことができるのである。
発明の電気自動車用回生制動制御装置によれば、車載の
バッテリからの電力供給により電動機を駆動して力行走
行する電気自動車にそなえられ、該電動機の回生制動に
より制動力を得る電気自動車用回生制動制御装置におい
て、アクセルペダルの開度状態を検出するアクセル開度
検出手段と、該電動機の力行状態及び回生状態を制御す
る制御手段とが設けられ、該制御手段が、該アクセルペ
ダルの開度状態に対して設定される第1所定値,該第1
所定値よりも小さい第2所定値及び該第2所定値よりも
小さい第3所定値を記憶した記憶手段と、該アクセル開
度検出手段からの検出情報と該記憶手段に記憶された第
1所定値,第2所定値及び第3所定値とに基づいて該ア
クセルペダルの開度状態を判定する判定手段と、該判定
手段で判定されたアクセルペダルの開度状態に応じて該
電動機の回生制動力を設定して該電動機に出力する回生
制動力設定手段とをそなえ、該回生制動力設定手段が、
該アクセル開度検出手段により検出された該アクセルペ
ダル開度が第3所定値未満の場合は該回生制動力を固定
値とし、該アクセルペダル開度が該第3所定値以上で該
第2所定値未満の場合は該回生制動力を該アクセルペダ
ル開度の増加に応じて減少させ、該アクセルペダル開度
が該第2所定値以上で該第1所定値未満の場合は回生制
動力を0に設定するとともに該電動機の駆動力を0に設
定し、該アクセルペダル開度が該第1所定値以上の場合
は、該アクセルペダル開度に応じて該電動機にバッテリ
からの電力を供給して該電動機を力行状態とするように
構成されているので、アクセルペダルの開度状態に応じ
た回生制動力を得ることができる。
開度検出手段により検出された該アクセルペダル開度が
第3所定値未満の場合は該回生制動力を固定値とし、該
アクセルペダル開度が該第3所定値以上で第2所定値未
満の場合は該回生制動力を該アクセルペダル開度の増加
に応じて減少させるので、ドライバのアクセルペダルの
開度調整のみで回生制動力の大きさの調整が可能にな
り、これにより回生制動のフィーリングが大きく向上す
るという利点がある。また、ドライバの意思としてアク
セルペダル開度情報に基づいて回生制動力及び駆動力を
設定するので、ドライバの運転意思を確実に反映させる
ことができるという利点がある。また、回生制動力の人
為的な調整も不要とすることができ、ドライバは回生制
動力の調整で煩わしい思いをすることもなくなる。さら
に、ボリュームスイッチ等の部品を設ける必要もなくな
り、部品点数も低減されるとともに、コストも低減する
ことができるのである。
ル開度検出手段により検出された該アクセルペダル開度
が該第2所定値以上で該第1所定値未満の場合は回生制
動力を0に設定するとともに該電動機の駆動力を0に設
定することにより、ドライバの意思に応じて、車両をニ
ュートラル走行に相当するような惰性走行にすることが
できるという利点がある。
ル開度検出手段により検出された該アクセルペダル開度
が該第1所定値以上の場合は、該アクセルペダル開度に
応じて該電動機にバッテリからの電力を供給して電動機
を力行状態とするように構成されることにより、通常の
走行状態ではアクセルペダル開度に応じた駆動力を得る
ことができる。
用回生制動制御装置によれば、上記請求項1記載の構成
に加えて、電動機回転数検出手段により検出された該電
動機の回転数が所定値以下の場合は該アクセルペダル開
度が該第3所定値以上で該第2所定値未満であっても該
アクセルペダルの開度に応じて該電動機にバッテリから
の電力を供給して該電動機を力行状態とするように構成
されることにより、車両が低速で走行しているときに必
要以上に制動力が働いて乗員に不自然な感じを与えるよ
うなことが回避され、自然な加速フィーリングとするこ
とができる。
制動制御装置における要部構成を示すブロック図であ
る。
制動制御装置における制御特性を示す図である。
制動制御装置における制御特性を示す図である。
制動制御装置における作動を説明するためもフローチャ
ートである。
手段 22 アクセル開度検出手段 26 モータ回転数検出手段(回転検出手段)
Claims (2)
- 【請求項1】 車載のバッテリからの電力供給により電
動機を駆動して力行走行する電気自動車にそなえられ、
該電動機の回生制動により制動力を得る電気自動車用回
生制動制御装置において、 アクセルペダルの開度状態を検出するアクセル開度検出
手段と、 該電動機の力行状態及び回生状態を制御する制御手段と
が設けられ、 該制御手段が、 該アクセルペダルの開度状態に対して設定される第1所
定値,該第1所定値よりも小さい第2所定値及び該第2
所定値よりも小さい第3所定値を記憶した記憶手段と、 該アクセル開度検出手段からの検出情報と該記憶手段に
記憶された第1所定値,第2所定値及び第3所定値とに
基づいて該アクセルペダルの開度状態を判定する判定手
段と、 該判定手段で判定されたアクセルペダルの開度状態に応
じて該電動機の回生制動力を設定して該電動機に出力す
る回生制動力設定手段とをそなえ、 該回生制動力設定手段が、 該アクセル開度検出手段により検出された該アクセルペ
ダル開度が第3所定値未満の場合は該回生制動力を固定
値とし、該アクセルペダル開度が該第3所定値以上で該
第2所定値未満の場合は該回生制動力を該アクセルペダ
ル開度の増加に応じて減少させ、該アクセルペダル開度
が該第2所定値以上で該第1所定値未満の場合は回生制
動力を0に設定するとともに該電動機の駆動力を0に設
定し、該アクセルペダル開度が該第1所定値以上の場合
は該アクセルペダル開度に応じて該電動機にバッテリか
らの電力を供給して該電動機を力行状態とするように構
成されていることを特徴とする、電気自動車用回生制動
制御装置。 - 【請求項2】 該電動機の回転数を検出する電動機回転
数検出手段が設けられ、 該電動機回転数検出手段により検出された該電動機の回
転数が所定値以下の場合は該アクセルペダル開度が該第
3所定値以上であれば該アクセルペダルの開度に応じて
該電動機にバッテリからの電力を供給して該電動機を力
行状態とするよ うに構成されていることを特徴とする、
請求項1記載の電気自動車用回生制動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25665095A JP3196599B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 電気自動車用回生制動制御装置 |
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JPH0998509A JPH0998509A (ja) | 1997-04-08 |
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JP (1) | JP3196599B2 (ja) |
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