WO2013115042A1 - 電動車両の回生ブレーキ制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a regenerative brake control device for an electric vehicle capable of changing a regenerative amount in accordance with a driver's intention.
- This conventional apparatus includes a battery, a drive motor that can drive the wheels by the electric power from the battery, and drive system control means for controlling the operation of the motor.
- mechanical braking means that exerts braking force in accordance with the depression force of the brake pedal input from the brake pedal
- regenerative braking means that applies braking to the wheel by regenerating the rotational energy of the wheel.
- the electric vehicle with regenerative braking is configured such that the regenerative amount of the electric motor can be varied when the regenerative braking is used, and a regenerative amount setting means for setting the regenerative amount of the electric motor according to the driver's intention is provided.
- a regeneration amount setting means that can vary the regeneration amount according to the driver's intention, when the vehicle is decelerated to a low speed region, the regeneration amount is low. Need to be reduced.
- the present invention has been made paying attention to the above problem, and in an electric vehicle that can change the regeneration amount according to the driver's intention, the electric vehicle that can ensure a smooth deceleration feeling without acceleration vibration until just before stopping.
- An object of the present invention is to provide a regenerative brake control device.
- the present invention provides an electric motor coupled to a drive wheel, an electric motor controller for controlling power running / regeneration of the electric motor, a regeneration amount setting means for setting a regeneration amount by a driver operation, And an electric vehicle system that can change the amount of regeneration according to the driver's intention.
- the electric motor controller has a regenerative command torque limiting means for limiting the regenerative amount to a small value as the vehicle speed decreases when the vehicle is about to stop.
- the “vehicle speed” is a concept including parameters correlated with the vehicle speed, such as the motor rotation speed, the vehicle body speed, and the drive shaft rotation speed.
- the regenerative command torque limiting means limits the regenerative amount determined according to the driver's intention as small as the vehicle speed decreases. That is, when the vehicle is about to stop, smooth deceleration without acceleration vibration is realized until the vehicle stops by performing control to gradually remove the regenerative torque as the vehicle speed decreases. As a result, in an electric vehicle capable of changing the regeneration amount according to the driver's intention, it is possible to ensure a smooth deceleration feeling without acceleration vibration until just before stopping.
- FIG. 1 It is a whole system block diagram which shows the electric vehicle to which the regenerative brake control apparatus of Example 1 was applied. It is a flowchart which shows the flow of the regenerative brake control process performed with the electric motor controller of Example 1.
- FIG. It is a drive torque map figure which shows an example of the drive torque map used by the regenerative brake control process in Example 1.
- FIG. It is a regenerative torque map figure which shows an example of the regenerative torque map used by the regenerative brake control process in Example 1.
- FIG. It is a block diagram which shows instruction
- FIG. 1 It is a block diagram which shows a regenerative command torque limitation process among the regenerative brake control processes in Example 1. It is a schematic diagram which shows gradient correction torque calculation among the regeneration instruction
- FIG. It is a flowchart which shows a regenerative command torque calculation process among the regenerative brake control processes in Example 1. It is a time chart which shows each characteristic of deceleration, wheel speed, and command torque when regenerative brake control is performed just before stopping in the electric vehicle of a comparative example. 4 is a time chart showing characteristics of deceleration, wheel speed, and command torque when regenerative braking control is performed just before stopping in the electric vehicle of the first embodiment.
- the configuration of the regenerative brake control device for an electric vehicle (an example of an electric vehicle) in the first embodiment will be described separately for an “overall system configuration”, a “regenerative brake control configuration”, and a “regenerative command torque calculation configuration”.
- FIG. 1 shows an electric vehicle to which the regenerative brake control device of the first embodiment is applied.
- the overall system configuration will be described below with reference to FIG.
- an electric vehicle to which the regenerative brake control device of the first embodiment is applied includes an electric motor controller 1, a battery 2, an inverter 3, an electric motor 4, a motor rotation sensor 5, and a current sensor. 6, a transmission 7, a speed reducer 8, and drive wheels 9.
- the electric motor controller 1 includes a vehicle speed V, an accelerator opening ⁇ , a motor rotational speed ⁇ m of the electric motor 4, a motor current of the electric motor 4 (phase currents iu, iv, iw in the case of three-phase AC), and the like.
- the vehicle variable signal is input as a digital signal.
- the PWM signal which controls the electric motor 4 according to various vehicle variables is generated, and the drive signal of the inverter 3 is generated through the drive circuit according to this PWM signal.
- the electric motor controller 1 receives signals from the rotation sensor 5, current sensor 6, accelerator opening sensor 10, steering switch 11, wheel speed pulse sensor 12, longitudinal acceleration sensor 13, brake stroke sensor 14, and stop regeneration switch 15. Entered.
- the steering switch 11 is a regeneration amount setting means for increasing or decreasing the regeneration amount according to the driver's intention.
- This steering switch 11 is provided at the position of the steering wheel, and uses a paddle operation switch for performing an up operation for reducing the regeneration amount and a down operation for increasing the regeneration amount.
- the stop regeneration switch 15 is an on / off switch that can be selected according to the driver's intention whether to regenerate until the vehicle stops or regenerate until the creep.
- the battery 2 is a secondary battery connected to the inverter 3, and the regenerative power of the electric motor 4 is charged and the driving power is discharged via the inverter 3.
- the inverter 3 includes, for example, two switching elements (for example, power semiconductor elements such as IGBT) for each phase. Then, by turning ON / OFF the switching element in accordance with the drive signal, the direct current supplied from the battery 2 is converted into an alternating current, and the desired current is passed through the electric motor 4.
- switching elements for example, power semiconductor elements such as IGBT
- the electric motor 4 generates a driving force by the alternating current supplied from the inverter 3 and transmits the driving force to the driving wheels 9 through the transmission 7 and the speed reducer 8.
- energy is regenerated by generating a regenerative driving force.
- the rotation sensor 5 is a resolver or encoder provided on the rotating shaft of the electric motor 4 and detects the rotor phase (electrical angle) of the electric motor 4.
- the current sensor 6 is provided at the position of the three-phase harness connecting the inverter 3 and the electric motor 4 and detects the three-phase currents iu, iv, iw of the electric motor 4.
- the transmission 7 is a low-gear and high-gear two-stage transmission.
- a reduction gear 8 is connected to the transmission 7 and a driving torque is transmitted to the drive wheels 9, thereby achieving both acceleration performance and maximum speed of the electric vehicle.
- the setting is aimed at.
- the two-speed transmission is used, but the present invention can be applied even when there are no multi-speed transmission, continuously variable transmission, or no transmission.
- FIG. 2 is a flowchart illustrating a flow of regenerative brake control processing executed at each control calculation cycle in the electric motor controller 1 according to the first embodiment.
- FIG. 2 represents the regenerative brake control configuration will be described with reference to FIGS.
- step S1 an input process for acquiring a signal necessary for a control calculation described below by sensor input or communication from another controller is performed, and the process proceeds to step S2.
- Three-phase currents iu, iv, iw flowing through the electric motor 4 are acquired by the current sensor 6. Since the sum of the three-phase current values is 0, for example, iw may not be a sensor input, but may be calculated from the values of iu and iv.
- the rotor phase (electrical angle) [rad] of the electric motor 4 is acquired by a rotation sensor 5 such as a resolver or an encoder.
- the motor rotation speed Nm [rpm] is obtained by dividing the rotor angular velocity ⁇ by the number of pole pairs of the electric motor 4 to obtain the rotor mechanical angular velocity ⁇ m [rad / s], which is the mechanical angular velocity of the electric motor 4, It is obtained by multiplying the unit conversion coefficient (60 / 2 ⁇ ) from [/ s] to [rpm].
- the vehicle speed V [km / h] is acquired by the wheel speed pulse sensor 12.
- the accelerator opening ⁇ [%] may be acquired by the accelerator opening sensor 10 or may be acquired by communication from a vehicle controller or another controller.
- the regeneration amount intended by the driver is acquired by the steering switch (UP & DOWN) from the steering switch 11.
- the DC voltage value Vdc [V] is obtained from a power supply voltage value transmitted from a voltage sensor provided in the DC power supply line or a battery controller.
- step S2 following the input process in step S1, as shown in FIG. 5, a target torque calculation process for calculating a command torque Tm based on the steering SW (UP & DOWN), the motor rotation speed Nm, and the accelerator opening ⁇ is performed.
- the process proceeds to step S3.
- the accelerator opening degree ⁇ >0 the drive command torque Tmd is obtained using the drive torque map shown in FIG. 3, and the drive command torque Tmd is set as the command torque Tm.
- the regenerative command torque Tmr is obtained using the regenerative torque map shown in FIG. 4, and the regenerative command torque Tmr is set as the command torque Tm.
- step S3 following the target torque calculation process in step S2, gradient estimation is performed to estimate the vehicle gradient based on the value (m / s ⁇ 2) of the longitudinal acceleration sensor 13 and the motor rotation speed (Nm).
- the motor rotation speed (Nm) can be converted to a vehicle speed V (m / s) by taking into account the tire radius and gear ratio.
- a wheel speed pulse sensor 12 or the like may be used.
- the vehicle speed V is approximated and converted to deceleration (m / s ⁇ 2). Then, by subtracting the deceleration measured by the longitudinal acceleration sensor 13 and the deceleration obtained by differentiating the vehicle speed V, a static (when the vehicle is stopped) deceleration component can be calculated.
- the Sin gradient ⁇ of the vehicle can be calculated.
- the gradient is estimated from the longitudinal acceleration sensor 13 and the vehicle speed V.
- a gradient measurement method using a three-axis gyro sensor, a GPS measuring instrument, or the like may be used.
- step S5 following the slip control process in step S4, a regenerative command torque limiting process for limiting the regenerative amount to a smaller value as the motor rotation speed Nm (vehicle speed) decreases as soon as the vehicle stops is performed, and the process proceeds to step S6 (regenerative command).
- Torque limiting means In this regeneration command torque limiting process, when the regeneration amount limiting process is started, even if there is an instruction to change the regeneration amount (operation to the steering switch 11) from the driver, this is not accepted.
- the regenerative torque lower limit value Tmin is calculated using the motor rotation speed Nm, steering SW (Up & Down), brake stroke information, slip determination flag slipon, gradient estimated value ⁇ , and the like.
- the value obtained by limiting the command torque Tm with the regenerative torque lower limit value Tmin is set as the limit torque Tm_fin and stored in the drive regenerative command torque Tm *.
- Detailed regeneration command torque limiting processing will be described later (FIGS. 7 and 9).
- step S6 following the regenerative command torque limiting process in step S5, the dq-axis current target values id * and iq * are calculated from the drive regenerative command torque Tm *, motor rotation speed Nm and DC voltage value Vdc calculated in step S5.
- a current command value calculation process obtained by referring to the table is performed, and the process proceeds to step S7.
- step S7 following the current command value calculation process in step S6, current control is performed, and the process proceeds to the end.
- this current control first, the dq axis current values id and iq are calculated from the three-phase current values iu, iv and iw and the motor rotation speed Nm.
- dq axis voltage command values vd and vq are calculated from the deviation between the dq axis current target values id * and iq * calculated in step S6 and the dq axis currents id and iq. Note that non-interference control may be added to this portion.
- three-phase voltage command values vu, vv, vw are calculated from the dq-axis voltage command values vd, vq and the electric motor rotation speed ⁇ m.
- PWM signals (on duty) tu [%], tv [%], tw [%] are calculated from the three-phase voltage command values vu, vv, vw and the DC voltage Vdc.
- FIG. 7 is a block diagram illustrating a regenerative command torque limit process in the regenerative brake control process according to the first embodiment.
- the regenerative command torque limit processing configuration will be described with reference to FIGS.
- the regenerative torque limit map includes a stop limit map 71, a sudden braking limit map 72, a creep limit map 73, as shown in FIG.
- a limit map 74 at the time of brake operation and a limit map 75 at the time of slip control are provided.
- the inclination of the limit characteristic is determined based on the result of the vehicle experiment or the like so that the acceleration vibration can be suppressed without impairing the feeling of deceleration to the low speed range.
- the limit map 72 for other sudden braking, the limit map 74 for brake operation, and the limit map 75 for slip control also have limit characteristics for stopping the vehicle, similar to the limit map 71 for stopping.
- the stop limit map 71 has a limit characteristic in the second quadrant which is negative rotation and drive torque. Note that the limit map 72 for other sudden braking, the limit map 73 for creep, the limit map 74 for brake operation, and the limit map 75 for slip control are also applied to the second quadrant in the same manner as the limit map 71 for stopping. Has limit characteristics.
- the sudden braking limit map 72 is selected when a further deceleration instruction (steering SW_DOWN) is issued immediately before stopping, and the slope of the limit characteristic is steeper than that of the stopping limit map 71.
- the inclination of the limit characteristic is such that the stopping distance becomes the shortest when the vehicle stops suddenly, and is determined based on the result of the vehicle experiment or the like.
- the creep limit map 73 is switched from the limit map selected at that time when an acceleration instruction (steering SW_UP) is issued just before stopping.
- a creep characteristic is set so that the limit map lower limit value Tlim is positive at a vehicle speed of 0 km / h so as to be suitable for low speed travel (creep travel) just before stopping.
- the inclination of the creep characteristic is determined based on the result of a vehicle experiment or the like, which is suitable for traveling following the front vehicle.
- the limit map 74 at the time of the brake operation is selected when the driver operates the mechanical brake just before stopping, and the slope of the limit characteristic is more gradual than the limit map 71 of stopping.
- the limit map 74 at the time of the brake operation has an inclination of limit characteristics corresponding to the brake stroke amount. That is, it is determined that the greater the brake stroke amount, the greater the dependency of the brake, and the slope of the limit characteristic is moderated. The smaller the stroke amount, the less the dependency of the brake is determined, and the limit of the limit map 71 for stopping is determined.
- the slope is close to the characteristics, and is determined based on the results of vehicle experiments.
- the brake operation amount may be brake fluid pressure or the like.
- the limit map 75 at the time of slip control is selected when slip control (ABS control) for suppressing drive wheel slip is performed just before stopping, and the slope of the limit characteristic is made gentler than the limit map 71 of stopping.
- the limit map 75 at the time of slip control is such that the slope of the limit characteristic becomes gentler as the command torque value Tm at the time of slip control is larger. That is, the larger the command torque Tm, the higher the road surface ⁇ is, and the slope is closer to the stop limit map 71. The smaller the command torque Tm is, the lower the road surface ⁇ is, and the slope of the limit characteristic is determined. Decrease based on the results of vehicle experiments.
- a first map selection unit 76 As the map selection unit, as shown in FIG. 7, a first map selection unit 76, a second map selection unit 77, a third map selection unit 78, And a fourth map selection unit 79. Then, a torque value obtained based on any selected map and the motor rotation speed Nm is set as a limit map lower limit value Tlim.
- the first map selection unit 76 switches the selection to the limit map 72 for sudden braking when a stop deceleration map (steering SW_DOWN) is issued when the stop limit map 71 is selected just before stopping.
- the second map selection unit 77 displays the creep limit map 73 when an acceleration instruction (steering SW_UP) is issued. Switch the selection.
- the third map selection unit 78 switches the selection to the limit map 74 during braking operation. .
- the fourth map selection unit 79 selects the slip determination flag when the stop limit map 71, the sudden braking limit map 72, the creep limit map 73, or the brake operation limit map 74 is selected just before stopping. When is established, the selection is switched to the limit map 75 at the time of slip control.
- the limit torque calculation configuration includes a gradient correction torque calculation unit 80, a torque adder 81, and a torque limiter 82 as shown in FIG. Yes.
- the gradient correction torque calculation unit 80 is provided for performing regeneration command torque limiting processing with gradient correspondence to changes in road surface gradient, and gradient correction torque according to the estimated gradient value ⁇ of the road surface gradient. Calculate Tg. A detailed calculation method of the gradient correction torque Tg will be described later.
- the torque adder 81 adds the limit map lower limit value Tlim and the gradient correction torque Tg and sets the added value as the regenerative torque lower limit value Tmin.
- the torque limiter 82 sets a value obtained by limiting the command torque Tm with the regenerative torque lower limit value Tmin as a limit torque Tm_fin.
- FIG. 9 is a flowchart illustrating a regeneration command torque calculation process in the regeneration brake control process according to the first embodiment. Hereinafter, each step of FIG. 9 showing the regenerative command torque calculation processing configuration will be described.
- deceleration instruction information for selecting a limit map instead of the regeneration amount change instruction (operation to the steering switch 11) from the driver as regenerative amount change information, Alternatively, it is used as acceleration instruction information.
- step S5-1 it is determined whether or not the regeneration command is valid based on the regenerative amount and accelerator opening degree ⁇ according to the driver's intention calculated in step S2. If YES (regenerative command is valid), the process proceeds to step S5-2. If NO (regenerative command is invalid), the process proceeds to step S5-18.
- Step S5-2 following the determination that the regeneration command is valid in Step S5-1, it is determined whether or not the stop regeneration switch 15 that can be operated with the driver's intention is ON. If YES (stop regeneration SW_ON) and regeneration until stopping, the process proceeds to step S5-6. If NO (stop regeneration SW_OFF) and regeneration to creep occurs, the process proceeds to step S5-3.
- step S5-3 following the determination that the stop regeneration SW_OFF is in step S5-2, the limit map 73 at creep is selected, and the limit map lower limit value is determined by the motor rotation speed Nm and the limit map 73 at creep. Tlim is calculated and stored, and the process proceeds to step S5-4.
- step S5-4 following the calculation of the limit map lower limit value Tlim in step S5-3, the motor rotation speed Nm is in the low speed range, and the down operation (deceleration instruction operation) increases the regeneration amount with respect to the steering switch 11. ) Is determined. If YES (with down operation), the process proceeds to step S5-5. If NO (no down operation), the process proceeds to step S5-9.
- step S5-5 following the determination that there is a down operation in step S5-4, the creep limit map 73 is switched to the stop limit map 71, and the motor speed Nm and the stop limit map 71 The map lower limit value Tlim is calculated and stored, and the process proceeds to step S5-9.
- step S5-6 following the determination that the stop regeneration SW_ON is in step S5-2, the stop limit map 71 is selected, and the limit map lower limit value Tlim is calculated based on the motor rotation speed Nm and the stop limit map 71. Calculate and store, and proceed to Step S5-7.
- step S5-7 following the calculation of the limit map lower limit value Tlim in step S5-6, the motor rotation speed Nm is in the low speed range and the steering switch 11 is operated to increase the regeneration amount (acceleration instruction operation). ) Is determined. If YES (with up operation), the process proceeds to step S5-8. If NO (without up operation), the process proceeds to step S5-9.
- step S5-8 following the determination that there is an up operation in step S5-7, the vehicle is switched from the stop limit map 71 to the limit map 73 at the time of creep, and based on the motor rotation speed Nm and the limit map 73 at the time of creep, The limit map lower limit value Tlim is calculated and stored, and the process proceeds to step S5-9.
- step S5-9 following the calculation of the limit map lower limit value Tlim in step S5-5 or step S5-8, whether or not a down operation (acceleration instruction operation) for increasing the regeneration amount has been performed on the steering switch 11 Is judged. If YES (with down operation), the process proceeds to step S5-10. If NO (no down operation), the process proceeds to step S5-11.
- a down operation acceleration instruction operation
- step S5-10 following the determination that there is a down operation in step S5-9, the sudden braking limit map 72 is selected, and the limit map lower limit value Tlim is determined from the motor rotation speed Nm and the sudden braking limit map 72. Calculate and store, and proceed to Step S5-10.
- step S5-11 following the determination that there is no down operation in step S5-9 or the calculation of the limit map lower limit value Tlim in step S5-10, whether the brake is depressed by the brake stroke sensor 14 Judge whether or not. If YES (with brake operation), proceed to step S5-12. If NO (no brake operation), proceed to step S5-13.
- step S5-12 following the determination that there is a brake operation in step S5-11, the limit map 74 at the time of brake operation is selected, and from the motor rotation speed Nm, the brake stroke amount, and the limit map 74 at the time of brake operation, The limit map lower limit value Tlim is calculated and stored, and the process proceeds to step S5-13.
- the limit map lower limit value Tlim is calculated and stored, and the process proceeds to step S5-15.
- step S5-16 following the calculation of the gradient correction torque Tg in step S5-15, the limit map lower limit value Tlim and the gradient correction torque Tg in step S5-15 are added to calculate the regenerative torque lower limit value Tmin. Proceed to step S5-17.
- step S5-17 following the calculation of regenerative torque lower limit value Tmin in step S5-16, limit processing is performed on command torque Tm with regenerative torque lower limit value Tmin, limit torque Tm_fin is calculated, and step S5-18 is performed. move on.
- This limit processing is a limit according to the slope determined in steps S5-2 to S5-16 even if there is an instruction to change the regeneration amount in an electric vehicle system that can change the regeneration amount according to the driver's intention.
- Command torque Tm limit processing is performed using the map lower limit value Tlim.
- step S5-18 following the determination that the regenerative command is invalid in step S5-1 or the calculation of the limit torque Tm_fin in step S5-17, the command torque Tm Alternatively, the limit torque Tm_fin is selected, the selected torque is stored as the drive regeneration command torque Tm *, and the process proceeds to the end.
- the effects of the regenerative braking control device for the electric vehicle according to the first embodiment are “regenerative amount changing action before entering limit processing”, “regenerative braking stop basic action by limit processing”, and “regenerative braking stopping action in different stopping modes”. This will be explained separately.
- the regeneration command torque Tmr is obtained using the map.
- one characteristic corresponding to the regeneration amount is selected from the four regeneration amount characteristics of the regeneration torque map shown in FIG. 4, and the regeneration command torque Tmr is obtained from the selected one characteristic and the motor rotational speed Nm.
- step S6 the regeneration command torque Tmr obtained in step S2 is directly used as the drive regeneration command torque Tm *, and the dq-axis current target values id * and iq * are tabled from the motor rotation speed Nm and the DC voltage value Vdc. It is obtained by referring more.
- step S7 the current command value calculation process in step S6 is performed, and finally the PWM signal (on duty) tu [%], tv [from the three-phase voltage command values vu, vv, vw and the DC voltage Vdc. %] And tw [%] are calculated.
- the opening / closing control of the switching element of the inverter 3 by the PWM signal obtained in this way makes it possible to drive the electric motor 4 with a desired torque indicated by the drive regeneration command torque Tm *.
- the characteristic corresponding to the regenerative amount is selected from the regenerative torque map shown in FIG. 4, and the selected characteristic and the motor rotation are selected.
- the amount of regeneration can be obtained using several Nm (vehicle speed).
- FIG. 10 is a time chart showing a response of deceleration when the braking force is applied to the motor with the regeneration amount intended by the driver from the running state and the vehicle is decelerated to the stop in the comparative example.
- the regenerative amount (command torque) is reduced until time t2 when the wheel speed becomes zero without decreasing the regenerative amount (command torque) toward zero even at time t1 when reaching the vehicle speed just before stopping. Kept constant. Then, at time t2 when the wheel speed becomes zero, the regeneration amount (command torque) is returned by the step characteristic.
- FIG. 11 shows the result in the case of the first embodiment in which limit processing is executed to limit the regenerative amount to a small value as the vehicle speed decreases when the vehicle is about to stop.
- the driver's regenerative command represents the deceleration state, and the command torque is returned to the step characteristic at time t2 when the wheel speed becomes zero.
- the command torque Tm is gradually limited by the limit torque Tm_fin corresponding to the motor rotation speed Nm (vehicle speed) from time t1 just before stopping to time t2.
- the limit torque Tm_fin corresponding to the motor rotation speed Nm (vehicle speed) from time t1 just before stopping to time t2.
- the limit torque Tm_fin the deceleration is gradually removed from time t1 to time t2, and from time t2 to time t3 as shown in the deceleration characteristics in the frame A of FIG. It can be seen that no acceleration vibration occurs.
- the amount of regeneration just before stopping is limited according to the motor rotation speed Nm (vehicle speed), so that the passenger does not feel shock or unpleasant vibration, and smooth deceleration without acceleration vibration is achieved. Can be realized just before stopping.
- Nm vehicle speed
- the vehicle can be decelerated without using the braking force of the mechanical braking means until just before stopping, it can be regenerated reliably until just before stopping, and an improvement in power consumption can be expected.
- the regenerative command torque limiting process is performed without accepting the instruction.
- the regenerative amount change instruction is not accepted from the driver, so that the regenerative amount is suddenly changed by the driver just before stopping, so that the front-rear G fluctuation increases or the uphill road slips down. Is prevented.
- FIG. 12 is a regenerative torque map showing the regenerative command torque limiting action when the vehicle stops on a flat road.
- action at the time of a flat road stop is demonstrated.
- the regenerative torque limit map a configuration having limit maps 71, 72, 74, and 75 that are set to limit characteristics that limit the regenerative amount as the vehicle speed decreases so as to stop the vehicle is employed (FIG. 1). 7). With this configuration, as shown in FIG.
- FIG. 13 is a regenerative torque map showing the regenerative command torque limiting action when stopping on an uphill road.
- action at the time of an uphill stop is demonstrated.
- the limit maps 71, 72, 74, and 75 employ a configuration in which the second quadrant, which is a negative rotation and a driving torque, also has limit characteristics (FIG. 7). For example, when regenerating during climbing, if there is no limit characteristic in the second quadrant, the vehicle may drop suddenly after stopping. On the other hand, as shown in FIG.
- FIG. 14 is a regenerative torque map showing the regenerative command torque limiting action when the road surface gradients are different.
- action at the time of a gradient road surface stop is demonstrated.
- the regeneration command torque limit a configuration is adopted in which the regeneration command torque limit process is performed with the gradient correspondence to the change in the road surface gradient (step S5-15 ⁇ step S5-16 in FIG. 9). With this configuration, as shown in FIG.
- the regeneration command torque limit it has a gradient correction torque calculation unit 80 for calculating the gradient correction torque Tg according to the road surface gradient, and the flat road reference limit map lower limit value Tlim obtained by the regeneration command torque limit process is A configuration was adopted in which the regenerative torque lower limit value Tmin is calculated by correcting with the gradient correction torque Tg (FIG. 7).
- the configuration taking the gradient correction torque Tg according to the road surface gradient into account it is not necessary to prepare a large number of limit maps according to the road surface gradient as the limit map, and it is only necessary to prepare a limit map based on a flat road. Therefore, it is possible to smoothly stop the vehicle on any slope road surface such as an ascending slope or a descending slope while having a simple configuration without preparing a large number of limit maps according to the road surface slope.
- FIG. 15 is a regenerative torque map diagram showing a regenerative command torque limiting action when a brake operation by the driver intervenes.
- the limiting action at the time of brake operation intervention will be described.
- the regenerative command torque limit as a regenerative torque limit map, there is a limit map 74 at the time of brake operation with a gentler slope than the limit characteristic at the time of stopping on a flat road (FIG. 7). Then, a configuration is adopted in which the limit map 74 at the time of brake operation is selected when the driver operates the mechanical brake immediately before stopping (step S5-11 ⁇ step S5-12 in FIG. 9).
- the limit map 74 at the time of the brake operation adopts a configuration in which the slope of the limit characteristic becomes gentler as the driver's operation amount with respect to the mechanical brake is larger (FIG. 7). Therefore, by determining the inclination of the limit map 74 at the time of the brake operation according to the brake operation amount by the driver, the uncomfortable feeling of the deceleration G with respect to the brake operation amount can be reduced.
- FIG. 16 is a regenerative torque map diagram showing a regenerative command torque limiting action when slip control (paddle regenerative ABS control) intervenes on a low ⁇ road.
- action at the time of slip control intervention is demonstrated.
- the regenerative torque limit map has a limit map 75 at the time of slip control with a gentler slope than the limit characteristic at the time of stopping on a flat road (FIG. 7).
- step S5-13-> step S5-14 of FIG. 9 the structure which selects the limit map 75 at the time of slip control was employ
- the structure which selects the limit map 75 at the time of slip control was employ
- the slope of the limit characteristic is moderated, so that the vehicle can be stopped smoothly even when the vehicle is stopped on a low ⁇ road where slip control intervenes.
- FIG. 17 is a regenerative torque map showing the regenerative command torque limiting action when the deceleration instruction (paddle DOWN) re-intervenes.
- the limiting action at the time of deceleration instruction intervention will be described.
- the regenerative command torque limit as a regenerative torque limit map, there is a sudden braking limit map 72 having a steeper slope than the limit characteristic when the vehicle stops on a flat road (FIG. 7).
- step S5-9-> step S5 of FIG. 9 the structure which selects the limit map 72 of sudden braking when the further deceleration instruction
- FIG. 18 is a regenerative torque map diagram showing a regenerative command torque limiting action when an acceleration instruction (paddle UP) intervenes.
- an acceleration instruction praddle UP
- FIG. 18 the limiting action at the time of intervention of acceleration instructions will be described.
- the regenerative command torque limit as a regenerative torque limit map, there are a stop limit map 71 suitable for stopping and a creep limit map 73 in which a creep characteristic suitable for low speed running is set (FIG. 7). .
- a configuration is adopted in which a limit map 73 at the time of creep is selected when an acceleration instruction is issued just before stopping (step S5-7 ⁇ step S5-8 in FIG. 9). ).
- a limit map 73 at the time of creep is selected when an acceleration instruction is issued just before stopping.
- the vehicle is switched from the vehicle stop limit map 71 to the creep limit map 73 as shown in FIG. As a result, the vehicle moves forward slowly without stopping. Therefore, when an acceleration instruction is issued just before the vehicle stops, it is possible to improve the sensation of the acceleration request just before the vehicle is stopped by continuing the vehicle slowly without performing the accelerator stepping operation in which the driving torque suddenly occurs. .
- FIG. 19 is a regenerative torque map diagram showing a regenerative command torque limiting action when a deceleration instruction (paddle DOWN) intervenes.
- a deceleration instruction (paddle DOWN) intervenes.
- the limiting action at the time of deceleration instruction intervention will be described.
- the creep limit map 73 when the creep limit map 73 is selected, a configuration is adopted in which switching is made to the stop limit map 71 when a deceleration instruction is issued just before stopping (step S5 in FIG. 9). -4 ⁇ step S5-5).
- the creep limit map 73 is switched to the stopping limit map 71 as shown in FIG.
- the stopping limit map 71 For example, in a scene that follows the preceding vehicle, such as traffic jams or waiting for traffic lights, it is possible to select a creep limit map 73 and continue running at a low speed. Therefore, when the creep limit map 73 is selected, the vehicle can be stopped at the position intended by the driver by switching to the stop limit map 71 only when the deceleration instruction is operated.
- an electric motor 4 coupled to the drive wheel, an electric motor controller 1 for controlling power running / regeneration of the electric motor 4, a regeneration amount setting means (steering switch 11) for setting a regeneration amount by a driver operation
- the electric motor controller 1 has regenerative command torque limiting means (step S5, FIG. 7, FIG. 9 in FIG. 2) that limits the regenerative amount to a small value as the vehicle speed decreases when the vehicle is about to stop. For this reason, in the electric vehicle which can change the amount of regeneration according to the driver's intention, it is possible to ensure a smooth deceleration feeling without acceleration vibration until just before stopping.
- step S5 When the torque limiting process is started, the regeneration command torque limiting means (step S5, FIG. 7, FIG. 9 in FIG. 2) does not accept a regeneration amount change instruction from the driver, Performs regenerative command torque limit processing. For this reason, in addition to the effect of (1), it is possible to prevent the forward / backward G fluctuation from increasing or the sliding down on the uphill road by suddenly changing the regeneration amount immediately before stopping by the driver. .
- the regenerative command torque limiting means (steps S5, FIG. 7, and FIG. 9 in FIG. 2) has a limit characteristic that limits the regenerative amount as the vehicle speed decreases so that the vehicle stops as a regenerative torque limit map. It has set limit maps 71, 72, 74, 75 (FIG. 7). For this reason, in addition to the effect of (1) or (2), acceleration vibration (front-rear G vibration) caused by pitching or the like that occurs when the vehicle is stopped can be suppressed, and the vehicle can be stopped smoothly without a sense of incongruity. it can.
- the limit maps 71, 72, 74, and 75 give the second quadrant, which is a negative rotation and drive torque, to have limit characteristics (FIG. 7). For this reason, in addition to the effect of (3), after the vehicle stops on the uphill road, the driver can be urged to perform the brake operation by the gentle sliding of the vehicle.
- the regenerative command torque limiting means (steps S5, 7, and 9 in FIG. 2) performs a regenerative command torque limiting process with a gradient correspondence to changes in the road surface gradient (step S5 in FIG. 9). -15 ⁇ Step S5-16). For this reason, in addition to the effects (1) to (4), the vehicle is prevented from sliding backward when the vehicle is climbing up, and the vehicle is prevented from sliding forward when the vehicle is parked down. Thus, it is possible to stop smoothly regardless of stopping on a slope road.
- the regeneration command torque limiting means (step S5, FIG. 7, FIG. 9 in FIG. 2) includes a gradient correction torque calculation unit 80 that calculates a gradient correction torque Tg according to the road surface gradient, and the regeneration command torque.
- the regenerative torque lower limit value Tmin is calculated by correcting the flat road reference limit map lower limit value Tlim obtained by the restriction process with the gradient correction torque Tg (FIG. 7). For this reason, in addition to the effect of (5), it is possible to make a smooth stop on any slope road surface due to an ascending or descending slope while having a simple configuration without preparing a large number of limit maps according to the road slope. .
- the regenerative command torque limiting means (steps S5, FIG. 7, and FIG. 9 in FIG. 2) is a regenerative torque limit map, which is a limit map at the time of brake operation with a gentler slope than the limit characteristics at the time of stopping on a flat road.
- 74 (FIG. 7)
- the limit map 74 at the time of the brake operation is selected (step S5-11 ⁇ step S5-12 in FIG. 9).
- the driver feels uncomfortable when the brake is released by changing to a gentle slope limit characteristic. Can be suppressed.
- the regenerative command torque limiting means (step S5 in FIG. 2, FIG. 7 and FIG. 9) is a limit map for slip control with a gentler slope than the limit characteristic for stopping on a flat road as a regenerative torque limit map. 75 (FIG. 7), and when slip control is performed to suppress drive wheel slip just before stopping, the limit map 75 for the slip control is selected (step S5-13 ⁇ step S5-14 in FIG. 9). .
- the slope of the limit characteristic is made gentle so that the low ⁇ road on which slip control intervenes. Even when the vehicle is stopped, the vehicle can be stopped smoothly.
- the regenerative command torque limiting means uses the regenerative torque limit map 72 as a regenerative torque limit map for sudden braking with a steeper slope than the limit characteristics when the vehicle is stopped on a flat road.
- FIG. 7 when the limit map 75 at the time of the slip control is selected, if a further deceleration instruction is issued just before stopping, the limit map 72 for the sudden braking is selected (step S5- in FIG. 9). 9 ⁇ Step S5-10).
- the limit map 75 at the time of slip control is selected, if there is a further deceleration instruction just before stopping, the slope of the limit characteristic becomes steep, thereby shortening the stop distance. can do.
- the regenerative command torque limiting means (steps S5, FIG. 7, and FIG. 9 in FIG. 2) includes a stop limit map 71 suitable for stopping and a creep characteristic suitable for low-speed driving as a regenerative torque limit map.
- the stop limit map 71 is selected and the stop limit map 71 is selected, when the acceleration instruction is issued just before the stop, the creep limit map 73 is selected (FIG. 9).
- Step S5-7 ⁇ Step S5-8).
- step S5 in FIG. 2, FIGS. 7 and 9 The regenerative command torque limiting means (step S5 in FIG. 2, FIGS. 7 and 9), when the creep limit map 73 is selected, when a deceleration instruction is issued just before stopping, Switching to the limit map 71 (step S5-4 ⁇ step S5-5 in FIG. 9). For this reason, in addition to the effect of (11), when the creep limit map 73 is selected, the vehicle is stopped at the target position by switching to the stop limit map 71 only when the deceleration instruction is operated. Can be able to.
- the regenerative brake control device for an electric vehicle has been described based on the first embodiment.
- the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the claims relate to each claim. Design changes and additions are allowed without departing from the scope of the invention.
- a regenerative command torque limiting means various limit maps 71, 72, 73, 74, 75 are used just before stopping, and the regenerative amount is limited to a small value as the motor rotational speed (vehicle speed) decreases.
- the regeneration command torque limiting means may be an example in which the limit torque is obtained by calculation and the regeneration amount is limited to be small when the vehicle speed range is just before stopping without using the limit map.
- Example 1 shows an example in which the regenerative brake control device of the present invention is applied to an electric vehicle.
- the regenerative brake control device for an electric vehicle of the present invention can also be applied to a hybrid vehicle equipped with an electric motor.
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Abstract
ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両において、停車間際まで加速度振動が無い滑らかな減速感を確保すること。 駆動輪に連結される電動モータ4と、電動モータ4の力行・回生を制御する電動モータコントローラ1と、ドライバー操作により回生量を設定するステアリングスイッチ11と、を備える。このドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両システムにおいて、電動モータコントローラ1は、停車間際のとき、車速の低下とともに回生量を小さく制限する回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)を有する。
Description
本発明は、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両の回生ブレーキ制御装置に関する。
従来、電動車両の電動機を駆動源として用いる制御装置であって、電動機の回生制動により制動力を得ることのできる回生ブレーキ制御装置に関し、ドライバーの意図により回生量を調整できることを目的とする装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来装置は、バッテリと、そのバッテリからの電力により車輪を駆動しうる駆動用電動機と、電動機の作動を制御する駆動系制御手段と、を備える。これとともに、ブレーキペダルから入力されるブレーキペダルの踏力に応じて制動力を発揮する機械的制動手段と、車輪の回転エネルギーに回生することで車輪に制動付加を加える回生制動手段と、を備える。この回生制動付き電動車両において、電動機が回生制動使用時にその回生量を可変とすることができるように構成され、電動機の回生量をドライバーの意図による回生量設定手段が設けられている。
ところで、電気自動車やハイブリッド車両のような電動車両において、ドライバーの意図により回生量を可変に構成される回生量設定手段が設けられている車両では、低速域まで減速する場合、低速域で回生量を減少させる必要がある。
しかし、従来の電動車両用回生ブレーキ制御装置のように、低速域まで高速域と同じ回生量にて回生制動を行うと、車両がバックしたり、急激にトルクを抜くことにより車両が前後に振られる振動(=加速度振動)が発生したりし、違和感となる。
その結果、ドライバーの意図に応じて回生量を変更可変な電動車両において、乗員はこの振動をショックとして感じたり、不快な振動として感じたりすることになり、電動車両の滑らかな減速感が損なわれてしまう、という問題がある。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両において、停車間際まで加速度振動が無い滑らかな減速感を確保することができる電動車両の回生ブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、駆動輪に連結される電動モータと、該電動モータの力行・回生を制御する電動モータコントローラと、ドライバー操作により回生量を設定する回生量設定手段と、を備え、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両システムであることを前提とする。
この電動車両の回生ブレーキ制御装置において、前記電動モータコントローラは、停車間際のとき、車速の低下とともに回生量を小さく制限する回生指令トルク制限手段を有する。
ここで、「車速」とは、モータ回転数、車体速度、ドライブシャフト回転数等、車速と相関のあるパラメータを含む概念である。
この電動車両の回生ブレーキ制御装置において、前記電動モータコントローラは、停車間際のとき、車速の低下とともに回生量を小さく制限する回生指令トルク制限手段を有する。
ここで、「車速」とは、モータ回転数、車体速度、ドライブシャフト回転数等、車速と相関のあるパラメータを含む概念である。
よって、停車間際のとき、回生指令トルク制限手段において、ドライバーの意思に応じて決められた回生量が、車速の低下とともに小さく制限される。
すなわち、停車間際のとき、車速の低下とともに回生トルクを徐々に抜く制御を行うことにより、加速度振動が無い滑らかな減速が停車間際まで実現される。
この結果、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両において、停車間際まで加速度振動が無い滑らかな減速感を確保することができる。
すなわち、停車間際のとき、車速の低下とともに回生トルクを徐々に抜く制御を行うことにより、加速度振動が無い滑らかな減速が停車間際まで実現される。
この結果、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両において、停車間際まで加速度振動が無い滑らかな減速感を確保することができる。
以下、本発明の電動車両の回生ブレーキ制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
実施例1における電気自動車(電動車両の一例)の回生ブレーキ制御装置の構成を、「全体システム構成」、「回生ブレーキ制御構成」、「回生指令トルク算出構成」に分けて説明する。
実施例1における電気自動車(電動車両の一例)の回生ブレーキ制御装置の構成を、「全体システム構成」、「回生ブレーキ制御構成」、「回生指令トルク算出構成」に分けて説明する。
[全体システム構成]
図1は、実施例1の回生ブレーキ制御装置が適用された電気自動車を示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
図1は、実施例1の回生ブレーキ制御装置が適用された電気自動車を示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
実施例1の回生ブレーキ制御装置が適用された電気自動車は、図1に示すように、電動モータコントローラ1と、バッテリ2と、インバータ3と、電動モータ4と、モータ回転センサ5と、電流センサ6と、変速機7と、減速機8と、駆動輪9と、を備えている。
前記電動モータコントローラ1は、車速V、アクセル開度θ、電動モータ4のモータ回転数ωm、電動モータ4のモータ電流(三相交流の場合は、各相電流iu,iv,iw)等の各種車両変数の信号をデジタル信号として入力する。そして、各種車両変数に応じて電動モータ4を制御するPWM信号を生成し、このPWM信号に応じてドライブ回路を通じてインバータ3の駆動信号を生成する。この電動モータコントローラ1には、回転センサ5、電流センサ6、アクセル開度センサ10、ステアリングスイッチ11、車輪速パルスセンサ12、前後加速度センサ13、ブレーキストロークセンサ14、停車回生スイッチ15からの信号が入力される。
前記ステアリングスイッチ11は、ドライバーの意図により回生量を増減する回生量設定手段である。このステアリングスイッチ11は、ステアリングホイールの位置に設けられ、回生量を低減するアップ操作と、回生量を増大するダウン操作と、を行うパドル操作スイッチを用いている。
前記停車回生スイッチ15は、停車までの回生か、クリープまでの回生かを、ドライバーの意図により選択可能なオン/オフスイッチである。
前記バッテリ2は、インバータ3に接続される二次電池であり、インバータ3を介して電動モータ4の回生電力の充電、駆動電力の放電を行う。
前記インバータ3は、例えば、各相に2個のスイッチング素子(例えば、IGBT等のパワー半導体素子)からなる。そして、駆動信号に応じてスイッチング素子をON/OFFすることにより、バッテリ2から供給される直流の電流を交流に変換・逆変換し、電動モータ4に所望の電流を流す。
前記電動モータ4は、インバータ3より供給される交流電流により駆動力を発生し、変速機7および減速機8を通して駆動輪9に駆動力を伝達する。また、車両の走行時に駆動輪9に連れ回されて回転するときに、回生駆動力を発生させることでエネルギーを回生する。
前記回転センサ5は、電動モータ4の回転軸に設けたレゾルバやエンコーダであり、電動モータ4の回転子位相(電気角)を検出する。
前記電流センサ6は、インバータ3と電動モータ4を接続する三相ハーネスの位置に設けられ、電動モータ4の三相電流iu,iv,iwを検出する。
前記変速機7は、ローギアとハイギアの2段変速機であり、変速機7に減速機8を接続し、駆動輪9に駆動トルクを伝達することで、電気自動車の加速性能と最高速度の両立を狙ったセッティングとする。なお、実施例1においては、2段変速を用いているが、多段変速機、無段変速機、変速機無しの場合でも対応可能である。
[回生ブレーキ制御構成]
図2は、実施例1の電動モータコントローラ1にて制御演算周期毎に実行される回生ブレーキ制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、回生ブレーキ制御構成をあらわす図2の各ステップを、図3~図6を参照しながら説明する。
図2は、実施例1の電動モータコントローラ1にて制御演算周期毎に実行される回生ブレーキ制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、回生ブレーキ制御構成をあらわす図2の各ステップを、図3~図6を参照しながら説明する。
ステップS1では、以下で説明する制御演算に必要な信号をセンサ入力、又は、他コントローラより通信にて取得する入力処理を行い、ステップS2へ進む。
電動モータ4に流れる三相電流iu、iv、iwは、電流センサ6により取得する。なお、三相の電流値の合計は0になることから、例えば、iwはセンサ入力とせず、iuとivの値から計算で求めても良い。
電動モータ4の回転子位相(電気角)[rad]は、レゾルバやエンコーダなどの回転センサ5により取得する。
モータ回転数Nm[rpm]は、回転子角速度ωを電動モータ4の極対数で割り、電動モータ4の機械的な角速度である回転子機械角速度ωm[rad/s]を求めた後、[rad/s]から[rpm]への単位変換係数(60/2π)を掛けることで求める。
車速V[km/h]は、車輪速パルスセンサ12により取得する。
アクセル開度θ[%]は、アクセル開度センサ10により取得するか、車両コントローラや他のコントローラより通信にて取得しても良い。
ドライバーの意図による回生量は、ステアリングスイッチ11からのステアリングSW(UP&DOWN)により取得する。
直流電圧値Vdc[V]は、直流電源ラインに備え付けられた電圧センサ、またはバッテリコントローラより送信される電源電圧値により求める。
電動モータ4に流れる三相電流iu、iv、iwは、電流センサ6により取得する。なお、三相の電流値の合計は0になることから、例えば、iwはセンサ入力とせず、iuとivの値から計算で求めても良い。
電動モータ4の回転子位相(電気角)[rad]は、レゾルバやエンコーダなどの回転センサ5により取得する。
モータ回転数Nm[rpm]は、回転子角速度ωを電動モータ4の極対数で割り、電動モータ4の機械的な角速度である回転子機械角速度ωm[rad/s]を求めた後、[rad/s]から[rpm]への単位変換係数(60/2π)を掛けることで求める。
車速V[km/h]は、車輪速パルスセンサ12により取得する。
アクセル開度θ[%]は、アクセル開度センサ10により取得するか、車両コントローラや他のコントローラより通信にて取得しても良い。
ドライバーの意図による回生量は、ステアリングスイッチ11からのステアリングSW(UP&DOWN)により取得する。
直流電圧値Vdc[V]は、直流電源ラインに備え付けられた電圧センサ、またはバッテリコントローラより送信される電源電圧値により求める。
ステップS2では、ステップS1での入力処理に続き、図5に示すように、ステアリングSW(UP&DOWN)、モータ回転数Nm、アクセル開度θに基づき、指令トルクTmを算出する目標トルク算出処理を行い、ステップS3へ進む。
アクセル開度θ>0の時は、図3に示す駆動トルクマップを用いて駆動指令トルクTmdを求め、駆動指令トルクTmdを指令トルクTmとする。
アクセル開度θ=0の時は、図4に示す回生トルクマップを用いて回生指令トルクTmrを求め、回生指令トルクTmrを指令トルクTmとする。ドライバーの意図によるステアリングスイッチ11への操作によるステアリングSW(UP)とステアリングSW(DOWN)を積算し、積算した値を回生量(例えば、回生量=0、回生量=+1、回生量=+2、回生量=+3)とする。そして、図4に示す回生トルクマップの4つの回生量特性から、回生量に応じた1つの特性を選択し、選択した1つの特性とモータ回転数Nmより回生指令トルクTmrを求める。
アクセル開度θ>0の時は、図3に示す駆動トルクマップを用いて駆動指令トルクTmdを求め、駆動指令トルクTmdを指令トルクTmとする。
アクセル開度θ=0の時は、図4に示す回生トルクマップを用いて回生指令トルクTmrを求め、回生指令トルクTmrを指令トルクTmとする。ドライバーの意図によるステアリングスイッチ11への操作によるステアリングSW(UP)とステアリングSW(DOWN)を積算し、積算した値を回生量(例えば、回生量=0、回生量=+1、回生量=+2、回生量=+3)とする。そして、図4に示す回生トルクマップの4つの回生量特性から、回生量に応じた1つの特性を選択し、選択した1つの特性とモータ回転数Nmより回生指令トルクTmrを求める。
ステップS3では、ステップS2での目標トルク算出処理に続き、前後加速度センサ13の値(m/s^2)、モータ回転数(Nm)、により、車両の勾配を推定する勾配推定を行い、ステップS4へ進む。
モータ回転数(Nm)は、タイヤ半径やギヤ比を考慮することで車速V(m/s)に変換することができる。尚、車輪速パルスセンサ12等を使っても良い。次に、車速Vを近似微分し、減速度に変換する(m/s^2)。そして、前後加速度センサ13より計測した減速度と、車速Vを微分した減速度を減算することで、静的(車両停車時)な減速度成分を算出することができる。この値を変換することで車両のSin勾配αを算出することができる。
なお、実施例1では、前後加速度センサ13と車速Vより勾配推定を行ったが、3軸ジャイロセンサやGPS計測器等使った勾配測定方法であっても良い。
モータ回転数(Nm)は、タイヤ半径やギヤ比を考慮することで車速V(m/s)に変換することができる。尚、車輪速パルスセンサ12等を使っても良い。次に、車速Vを近似微分し、減速度に変換する(m/s^2)。そして、前後加速度センサ13より計測した減速度と、車速Vを微分した減速度を減算することで、静的(車両停車時)な減速度成分を算出することができる。この値を変換することで車両のSin勾配αを算出することができる。
なお、実施例1では、前後加速度センサ13と車速Vより勾配推定を行ったが、3軸ジャイロセンサやGPS計測器等使った勾配測定方法であっても良い。
ステップS4では、ステップS3での勾配推定に続き、モータ回転数(Nm)、従動輪速(V)に基づいて、駆動輪のスリップ状態を判断し、スリップ有りと判定された場合はslipon=1とし、スリップ無しと判定された場合はslipon=0とするスリップ制御処理を行い、ステップS5へ進む。
スリップ有りと判断された場合は、ステップS2で算出した指令トルクTmをトルクダウンし、スリップ無しと判定された場合、指令トルクTmの通りに制御する。尚、図6に示すようなロバストモデルマッチング系を使ったスリップ制御等を行っても良い。
スリップ有りと判断された場合は、ステップS2で算出した指令トルクTmをトルクダウンし、スリップ無しと判定された場合、指令トルクTmの通りに制御する。尚、図6に示すようなロバストモデルマッチング系を使ったスリップ制御等を行っても良い。
ステップS5では、ステップS4でのスリップ制御処理に続き、停車間際のとき、モータ回転数Nm(車速)の低下とともに回生量を小さく制限する回生指令トルク制限処理を行い、ステップS6へ進む(回生指令トルク制限手段)。
この回生指令トルク制限処理では、回生量の制限処理が開始されると、ドライバーからの回生量の変更指示(ステアリングスイッチ11への操作)があっても、これを受け付けない。回生指令トルク制限処理は、モータ回転数Nm、ステアリングSW(Up&Down)、ブレーキのストローク情報、スリップ判定フラグslipon、勾配推定値α、等を用い、回生トルク下限値Tminを算出する。そして、指令トルクTmを、回生トルク下限値Tminで制限した値を制限トルクTm_finとし、駆動回生指令トルクTm*に格納する。なお、詳細な回生指令トルク制限処理については後述する(図7及び図9)。
この回生指令トルク制限処理では、回生量の制限処理が開始されると、ドライバーからの回生量の変更指示(ステアリングスイッチ11への操作)があっても、これを受け付けない。回生指令トルク制限処理は、モータ回転数Nm、ステアリングSW(Up&Down)、ブレーキのストローク情報、スリップ判定フラグslipon、勾配推定値α、等を用い、回生トルク下限値Tminを算出する。そして、指令トルクTmを、回生トルク下限値Tminで制限した値を制限トルクTm_finとし、駆動回生指令トルクTm*に格納する。なお、詳細な回生指令トルク制限処理については後述する(図7及び図9)。
ステップS6では、ステップS5での回生指令トルク制限処理に続き、ステップS5で算出した駆動回生指令トルクTm*、モータ回転数Nm及び直流電圧値Vdcから、dq軸電流目標値id*、iq*をテーブルより参照して求める電流指令値算出処理を行い、ステップS7へ進む。
ステップS7では、ステップS6での電流指令値算出処理に続き、電流制御を行い、エンドへ進む。
この電流制御では、まず、三相電流値iu、iv、iwとモータ回転数Nmからdq軸電流値id、iqを演算する。次に、ステップS6で算出したdq軸電流目標値id*、iq*と、dq軸電流id、iqとの偏差からdq軸電圧指令値vd、vqを演算する。なお、この部分には非干渉制御を加えることもある。次に、dq軸電圧指令値vd、vqと電動モータ回転数ωmから三相電圧指令値vu、vv、vwを演算する。この三相電圧指令値vu、vv、vwと直流電圧VdcからPWM信号(on duty)tu[%]、tv[%]、tw[%]を演算する。
この電流制御では、まず、三相電流値iu、iv、iwとモータ回転数Nmからdq軸電流値id、iqを演算する。次に、ステップS6で算出したdq軸電流目標値id*、iq*と、dq軸電流id、iqとの偏差からdq軸電圧指令値vd、vqを演算する。なお、この部分には非干渉制御を加えることもある。次に、dq軸電圧指令値vd、vqと電動モータ回転数ωmから三相電圧指令値vu、vv、vwを演算する。この三相電圧指令値vu、vv、vwと直流電圧VdcからPWM信号(on duty)tu[%]、tv[%]、tw[%]を演算する。
[回生指令トルク制限処理構成]
図7は、実施例1における回生ブレーキ制御処理のうち回生指令トルク制限処理を示すブロック図である。以下、図7及び図8に基づいて、回生指令トルク制限処理構成を説明する。
図7は、実施例1における回生ブレーキ制御処理のうち回生指令トルク制限処理を示すブロック図である。以下、図7及び図8に基づいて、回生指令トルク制限処理構成を説明する。
実施例1の回生指令トルク制限処理構成のうち、回生トルクリミットマップとしては、図7に示すように、停車のリミットマップ71と、急制動のリミットマップ72と、クリープ時のリミットマップ73と、ブレーキ操作時のリミットマップ74と、スリップ制御時のリミットマップ75と、を備えている。
前記停車のリミットマップ71は、車両が停車するように、モータ回転数Nm(車速)の低下とともに回生量を小さく制限してリミットマップ下限値Tlimを得るリミット特性を設定している。すなわち、車両が停車するように、モータ回転数Nm=0(車速0km/h)でリミットマップ下限値Tlimが0トルクとなるリミット特性としている。そして、リミット特性の傾きは、低速域まで減速感を損なわず、加速度振動を抑制できる傾きを、車両実験等の結果を元に決定している。なお、他の急制動のリミットマップ72、ブレーキ操作時のリミットマップ74、スリップ制御時のリミットマップ75についても、停車のリミットマップ71と同様に、車両が停車するリミット特性としている。
加えて、停車のリミットマップ71は、負回転で駆動トルクである第二象限にもリミット特性を持たせている。なお、他の急制動のリミットマップ72、クリープ時のリミットマップ73、ブレーキ操作時のリミットマップ74、スリップ制御時のリミットマップ75についても、停車のリミットマップ71と同様に、第二象限にもリミット特性を持たせている。
加えて、停車のリミットマップ71は、負回転で駆動トルクである第二象限にもリミット特性を持たせている。なお、他の急制動のリミットマップ72、クリープ時のリミットマップ73、ブレーキ操作時のリミットマップ74、スリップ制御時のリミットマップ75についても、停車のリミットマップ71と同様に、第二象限にもリミット特性を持たせている。
前記急制動のリミットマップ72は、停車間際に更なる減速指示(ステアリングSW_DOWN)が出た際に選択され、停車のリミットマップ71よりもリミット特性の傾きを急峻にしている。リミット特性の傾きは、車両の緊急停車時に、その停車距離が一番短くなるような傾きとなっており、車両実験等の結果を元に決定する。
前記クリープ時のリミットマップ73は、停車間際に加速指示(ステアリングSW_UP)が出されると、そのときに選択されているリミットマップから切り換えられる。このクリープ時のリミットマップ73には、停車間際での低速走行(クリープ走行)に適するように、車速0km/hでリミットマップ下限値Tlimが正となるクリープ特性を設定している。このクリープ特性の傾きは前車に追従走行するのに適した傾きを、車両実験等の結果を元に決定する。
前記ブレーキ操作時のリミットマップ74は、停車間際にドライバーが機械的ブレーキの操作を行った際に選択され、停車のリミットマップ71よりもリミット特性の傾きを緩やかにしている。このブレーキ操作時のリミットマップ74は、ブレーキストローク量に応じたリミット特性の傾きとなっている。すなわち、ブレーキストローク量が大きい程、ブレーキの依存度が大きいと判断し、リミット特性の傾きを緩やかにし、ストローク量が小さい程、ブレーキの依存度が小さいと判断し、停車のリミットマップ71のリミット特性と近い傾きとなっており、車両実験等の結果を元に決定する。尚、ブレーキの操作量は、ブレーキ液圧等を使っても良い。
前記スリップ制御時のリミットマップ75は、停車間際に駆動輪スリップを抑制するスリップ制御(ABS制御)が行われる際に選択され、停車のリミットマップ71よりもリミット特性の傾きを緩やかにしている。このスリップ制御時のリミットマップ75は、スリップ制御時の指令トルク値Tmが大きいほどリミット特性の傾きをより緩やかにするようにしている。すなわち、指令トルクTmが大きい程、路面μが高いと判断し、停車のリミットマップ71と近い傾きとなっており、指令トルクTmが小さい程、路面μが低いと判断し、リミット特性の傾きを緩やかにし、車両実験等の結果を元に決定する。
実施例1の回生指令トルク制限処理構成のうち、マップ選択部としては、図7に示すように、第1マップ選択部76と、第2マップ選択部77と、第3マップ選択部78と、第4マップ選択部79と、を備えている。そして、選択された何れかのマップとモータ回転数Nmに基づいて得られたトルク値を、リミットマップ下限値Tlimとする。
前記第1マップ選択部76は、停車間際において、停車のリミットマップ71が選択されているとき、更なる減速指示(ステアリングSW_DOWN)が出されると、急制動のリミットマップ72に選択を切り換える。
前記第2マップ選択部77は、停車間際において、停車のリミットマップ71又は急制動のリミットマップ72が選択されているとき、加速指示(ステアリングSW_UP)が出されると、クリープ時のリミットマップ73に選択を切り換える。
前記第3マップ選択部78は、停車間際において、停車のリミットマップ71又は急制動のリミットマップ72が選択されているとき、ブレーキ操作が行われると、ブレーキ操作時のリミットマップ74に選択を切り換える。
前記第4マップ選択部79は、停車間際において、停車のリミットマップ71又は急制動のリミットマップ72又はクリープ時のリミットマップ73又はブレーキ操作時のリミットマップ74が選択されているとき、スリップ判定フラグが立つと、スリップ制御時のリミットマップ75に選択を切り換える。
実施例1の回生指令トルク制限処理構成のうち、制限トルク算出構成としては、図7に示すように、勾配補正トルク算出部80と、トルク加算器81と、トルク制限器82と、を備えている。
前記勾配補正トルク算出部80は、路面勾配の変化への勾配対応性を持たせて回生指令トルク制限処理を行うために設けられたもので、路面勾配の勾配推定値αに応じて勾配補正トルクTgを算出する。勾配補正トルクTgの詳しい算出手法は、後で述べる。
前記トルク加算器81は、リミットマップ下限値Tlimと勾配補正トルクTgを加算し、加算した値を回生トルク下限値Tminとする。
前記トルク制限器82は、指令トルクTmを、回生トルク下限値Tminで制限した値を制限トルクTm_finとする。
ここで、勾配補正トルク算出部80での勾配推定値α(ステップS3にて推定)から勾配補正トルクTgを算出する考え方について、図8の略図を用いて説明する。なお、各符号は、以下に示す通りである。
M:従動輪のイナーシャを含む車両の等価質量
N:オーバーオールギヤ比
r:タイヤ荷重半径
Tg:勾配補正トルク(=勾配相当の駆動トルク)
F:勾配相当の駆動力(車両に加えられる力)
g:重力減速度(=9.8m/s^2)
以下の式より、車両が後ろに下らない力を算出できる。
F=M・g・sinα …(1)
次に、タイヤ荷重半径rとギヤ比Nを加味することで、勾配補正トルクを算出する。
Tg=F・N・r …(2)
そして、(1)式と(2)式から、
Tg=M・g・sinα・N・r …(3)
となる。以上により、推定した勾配推定値αからTgが算出できる。
M:従動輪のイナーシャを含む車両の等価質量
N:オーバーオールギヤ比
r:タイヤ荷重半径
Tg:勾配補正トルク(=勾配相当の駆動トルク)
F:勾配相当の駆動力(車両に加えられる力)
g:重力減速度(=9.8m/s^2)
以下の式より、車両が後ろに下らない力を算出できる。
F=M・g・sinα …(1)
次に、タイヤ荷重半径rとギヤ比Nを加味することで、勾配補正トルクを算出する。
Tg=F・N・r …(2)
そして、(1)式と(2)式から、
Tg=M・g・sinα・N・r …(3)
となる。以上により、推定した勾配推定値αからTgが算出できる。
[回生指令トルク算出処理構成]
図9は、実施例1における回生ブレーキ制御処理のうち回生指令トルク算出処理を示すフローチャートである。以下、回生指令トルク算出処理構成をあらわす図9の各ステップを説明する。なお、図9の回生指令トルク算出処理においては、ドライバーからの回生量の変更指示(ステアリングスイッチ11への操作)を、回生量変更情報としてではなく、リミットマップを選択するための減速指示情報、あるいは、加速指示情報として用いる。
図9は、実施例1における回生ブレーキ制御処理のうち回生指令トルク算出処理を示すフローチャートである。以下、回生指令トルク算出処理構成をあらわす図9の各ステップを説明する。なお、図9の回生指令トルク算出処理においては、ドライバーからの回生量の変更指示(ステアリングスイッチ11への操作)を、回生量変更情報としてではなく、リミットマップを選択するための減速指示情報、あるいは、加速指示情報として用いる。
ステップS5-1では、ステップS2で算出したドライバーの意図による回生量やアクセル開度θに基づき、回生指令が有効であるか否かを判断する。YES(回生指令有効)の場合はステップS5-2へ進み、NO(回生指令無効)の場合はステップS5-18へ進む。
ステップS5-2では、ステップS5-1での回生指令有効であるとの判断に続き、ドライバーの意図で操作可能な停車回生スイッチ15がONであるか否かを判断する。YES(停車回生SW_ON)であり停車まで回生する場合はステップS5-6へ進み、NO(停車回生SW_OFF)でありクリープまで回生する場合はステップS5-3へ進む。
ステップS5-3では、ステップS5-2での停車回生SW_OFFであるとの判断に続き、クリープ時のリミットマップ73を選択し、モータ回転数Nmとクリープ時のリミットマップ73により、リミットマップ下限値Tlimを算出して格納し、ステップS5-4へ進む。
ステップS5-4では、ステップS5-3でのリミットマップ下限値Tlimの算出に続き、モータ回転数Nmが低速域であり、且つ、ステアリングスイッチ11に対し回生量を増大するダウン操作(減速指示操作)されたか否かが判断される。YES(ダウン操作有り)の場合はステップS5-5へ進み、NO(ダウン操作無し)の場合はステップS5-9へ進む。
ステップS5-5では、ステップS5-4でのダウン操作有りとの判断に続き、クリープ時のリミットマップ73から停車のリミットマップ71へと切り換え、モータ回転数Nmと停車のリミットマップ71により、リミットマップ下限値Tlimを算出して格納し、ステップS5-9へ進む。
ステップS5-6では、ステップS5-2での停車回生SW_ONであるとの判断に続き、停車のリミットマップ71を選択し、モータ回転数Nmと停車のリミットマップ71により、リミットマップ下限値Tlimを算出して格納し、ステップS5-7へ進む。
ステップS5-7では、ステップS5-6でのリミットマップ下限値Tlimの算出に続き、モータ回転数Nmが低速域であり、且つ、ステアリングスイッチ11に対し回生量を減少するアップ操作(加速指示操作)されたか否かが判断される。YES(アップ操作有り)の場合はステップS5-8へ進み、NO(アップ操作無し)の場合はステップS5-9へ進む。
ステップS5-8では、ステップS5-7でのアップ操作有りとの判断に続き、停車のリミットマップ71からクリープ時のリミットマップ73へと切り換え、モータ回転数Nmとクリープ時のリミットマップ73により、リミットマップ下限値Tlimを算出して格納し、ステップS5-9へ進む。
ステップS5-9では、ステップS5-5、あるいは、ステップS5-8でのリミットマップ下限値Tlimの算出に続き、ステアリングスイッチ11に対し回生量を増大するダウン操作(加速指示操作)がされたか否かが判断される。YES(ダウン操作有り)の場合はステップS5-10へ進み、NO(ダウン操作無し)の場合はステップS5-11へ進む。
ステップS5-10では、ステップS5-9でのダウン操作有りとの判断に続き、急制動のリミットマップ72を選択し、モータ回転数Nmと急制動のリミットマップ72より、リミットマップ下限値Tlimを算出して格納し、ステップS5-10へ進む。
ステップS5-11では、ステップS5-9でのダウン操作無しとの判断、あるいは、ステップS5-10でのリミットマップ下限値Tlimの算出に続き、ブレーキのストロークセンサ14により、ブレーキが踏み込まれているか否かを判断する。YES(ブレーキ操作有り)場合はステップS5-12へ進み、NO(ブレーキ操作無し)の場合はステップS5-13へ進む。
ステップS5-12では、ステップS5-11でのブレーキ操作有りとの判断に続き、ブレーキ操作時のリミットマップ74を選択し、モータ回転数Nmとブレーキストローク量とブレーキ操作時のリミットマップ74より、リミットマップ下限値Tlimを算出して格納し、ステップS5-13へ進む。
ステップS5-13では、ステップS5-11でのブレーキ操作無しとの判断、あるいは、ステップS5-12のリミットマップ下限値Tlimの算出に続き、スリップ制御フラグsliponがONであるか否かを判断する。YES(slipon=1)の場合はステップS5-14へ進み、NO(slipon=0)の場合はステップS5-15へ進む。
ステップS5-14では、ステップS5-13でのslipon=1であるとの判断に続き、スリップ制御時のリミットマップ75を選択し、モータ回転数Nmと指令トルクTmとスリップ制御時のリミットマップ75により、リミットマップ下限値Tlimを算出して格納し、ステップS5-15へ進む。
ステップS5-15では、ステップS5-13でのslipon=0であるとの判断、あるいは、ステップS5-14でのリミットマップ下限値Tlimの算出に続き、ステップS3で推定した勾配推定値αから、勾配補正トルクTgを算出して格納し、ステップS5-16へ進む。
ステップS5-16では、ステップS5-15での勾配補正トルクTgの算出に続き、ステップS5-15でのリミットマップ下限値Tlimと勾配補正トルクTgを加算し、回生トルク下限値Tminを算出し、ステップS5-17へ進む。
ステップS5-17では、ステップS5-16での回生トルク下限値Tminの算出に続き、指令トルクTmを回生トルク下限値Tminにてリミット処理を行い、制限トルクTm_finを算出し、ステップS5-18へ進む。
このリミット処理は、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両システムにおいて、回生量の変更指示があっても、ステップS5-2~ステップS5-16で決められた傾きに応じたリミットマップ下限値Tlimにて、指令トルクTmのリミット処理を行う。
このリミット処理は、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両システムにおいて、回生量の変更指示があっても、ステップS5-2~ステップS5-16で決められた傾きに応じたリミットマップ下限値Tlimにて、指令トルクTmのリミット処理を行う。
ステップS5-18では、ステップS5-1での回生指令無効であるとの判断、あるいは、ステップS5-17での制限トルクTm_finの算出に続き、回生指令の無効/有効に応じて、指令トルクTm、もしくは、制限トルクTm_finを選択し、選択したトルクを駆動回生指令トルクTm*として格納し、エンドへ進む。
次に、作用を説明する。
実施例1の電気自動車の回生ブレーキ制御装置における作用を、「リミット処理に入る前の回生量変更作用」、「リミット処理による回生制動停車基本作用」、「異なる停車モードでの回生制動停車作用」に分けて説明する。
実施例1の電気自動車の回生ブレーキ制御装置における作用を、「リミット処理に入る前の回生量変更作用」、「リミット処理による回生制動停車基本作用」、「異なる停車モードでの回生制動停車作用」に分けて説明する。
[リミット処理に入る前の回生量変更作用]
走行中、車両減速を意図してアクセル足離し操作(アクセル開度θ=0)を行うと、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2へと進み、ステップS2では、図4に示す回生トルクマップを用いて回生指令トルクTmrが求められる。このとき、ドライバーの意図によるステアリングスイッチ11への操作によるステアリングSW(UP)とステアリングSW(DOWN)が積算され、例えば、回生量=0、回生量=+1、回生量=+2、回生量=+3とされる。そして、図4に示す回生トルクマップの4つの回生量特性から、回生量に応じた1つの特性が選択され、選択された1つの特性とモータ回転数Nmより回生指令トルクTmrが求められる。
走行中、車両減速を意図してアクセル足離し操作(アクセル開度θ=0)を行うと、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2へと進み、ステップS2では、図4に示す回生トルクマップを用いて回生指令トルクTmrが求められる。このとき、ドライバーの意図によるステアリングスイッチ11への操作によるステアリングSW(UP)とステアリングSW(DOWN)が積算され、例えば、回生量=0、回生量=+1、回生量=+2、回生量=+3とされる。そして、図4に示す回生トルクマップの4つの回生量特性から、回生量に応じた1つの特性が選択され、選択された1つの特性とモータ回転数Nmより回生指令トルクTmrが求められる。
そして、図2のフローチャートにおいて、ステップS2から、ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進む。このステップS6では、ステップS2で求められた回生指令トルクTmrが、そのまま駆動回生指令トルクTm*とされ、モータ回転数Nm及び直流電圧値Vdcから、dq軸電流目標値id*、iq*をテーブルより参照して求められる。次いで、ステップS7では、ステップS6での電流指令値算出処理が行われ、最終的に三相電圧指令値vu、vv、vwと直流電圧VdcからPWM信号(on duty)tu[%]、tv[%]、tw[%]が演算される。
このようにして求めたPWM信号によりインバータ3のスイッチング素子を開閉制御することにより、電動モータ4を駆動回生指令トルクTm*で指示された所望のトルクで駆動することができる。
したがって、停車間際のリミット処理に入る前までは、ドライバーの意思に応じて回生量を決めると、図4に示す回生トルクマップから回生量に対応する特性が選択され、選択された特性とモータ回転数Nm(車速)を用いて回生量を得ることができる。
[リミット処理による回生制動停車基本作用]
上記のように、ドライバーの意図により回生量を可変にするステアリングスイッチ11(回生量設定手段)が設けられている電動車両では、停車するまで選択された回生量特性にしたがって回生を行うと振動等の問題が生じる。このため、停車間際の車速になってから停車するまでの間に対策する必要がある。以下、これを反映するリミット処理による回生制動停車基本作用を、図10及び図11に基づいて説明する。
上記のように、ドライバーの意図により回生量を可変にするステアリングスイッチ11(回生量設定手段)が設けられている電動車両では、停車するまで選択された回生量特性にしたがって回生を行うと振動等の問題が生じる。このため、停車間際の車速になってから停車するまでの間に対策する必要がある。以下、これを反映するリミット処理による回生制動停車基本作用を、図10及び図11に基づいて説明する。
まず、停車間際の車速域(低速域)で回生量を減少させるリミット処理を行わないものを比較例とする。そして、図10は、比較例において、走行状態からドライバーの意図した回生量にてモータに制動力を与えて、停車まで減速した場合の減速度の応答を示すタイムチャートである。
比較例の場合、停車間際の車速に到達する時刻t1になっても回生量(指令トルク)をゼロに向かって減少させることなく、車輪速度がゼロになる時刻t2まで回生量(指令トルク)を一定に保っている。そして、車輪速度がゼロになる時刻t2にて、回生量(指令トルク)をステップ特性にて戻している。
したがって、急激に指令トルクを抜いたことにより、図10のA’枠内の減速度特性に示すように、時刻t2から時刻t3にかけて減速度の大きな変動がみられることから、ピッチングに起因する加速度振動が発生していることが分かる。また、車輪速については、図10のB’枠内の車輪速特性に示すように、時刻t2から時刻t3にかけて車輪速度がゼロ以下となり、車両が後ろへ進んでいることが分かる。
これに対し、停車間際のとき、車速の低下とともに回生量を小さく制限するリミット処理を実行する実施例1の場合の結果を、図11に示す。
比較例と同様に、ドライバーの回生指令にて、減速中の状態を表しており、車輪速がゼロになる時刻t2にて、指令トルクをステップ特性で戻した状態を表している。しかし、実施例1では、停車間際の時刻t1から時刻t2にかけて、指令トルクTmを、モータ回転数Nm(車速)に応じた制限トルクTm_finにより徐々に制限している。このように、制限トルクTm_finを使うことで、時刻t1から時刻t2にかけては、徐々に減速度を抜いており、図11のA枠内の減速度特性に示すように、時刻t2から時刻t3にかけて加速度振動は発生していないことが分かる。また、車輪速についても、図11のB枠内の車輪速度特性に示すように、時刻t2から時刻t3にかけて車輪速=0を維持し、車両が後ろへ下ることなく、スムーズに停車できていることが分かる。
したがって、実施例1では、停車間際の回生量をモータ回転数Nm(車速)に応じてリミット処理することで、乗員にショックや不快な振動を感じさせることが無く、加速度振動の無い滑らかな減速を停車間際まで実現することができる。また、停車間際まで機械的制動手段のブレーキ制動力を使わなくとも減速できるため、停車間際まで確実に回生することができ、電費向上が期待できる。
また、実施例1では、トルク制限処理が開始されると、ドライバーから回生量の変更指示があっても、それを受け付けず、回生指令トルク制限処理を行う構成を採用している。
このように、ドライバーから回生量の変更指示を受け付けないことで、停車間際にドライバーによって突然回生量が変更されることにより、前後G変動が大きくなったり、登坂路においてずり下がりが生じたりすることが防止される。
このように、ドライバーから回生量の変更指示を受け付けないことで、停車間際にドライバーによって突然回生量が変更されることにより、前後G変動が大きくなったり、登坂路においてずり下がりが生じたりすることが防止される。
[異なる停車モードでの回生制動停車作用]
例えば、1つのリミットマップのみを用いたリミット処理を行うと、回生ブレーキ制御中に生じるドライバーの要求変更や他の制御介入への対応性が低くなる。このため、異なる停車モードでの対応性を確保する工夫が必要である。以下、これを反映する異なる停車モードでの回生制動停車作用を、図12~図19に基づいて説明する。
例えば、1つのリミットマップのみを用いたリミット処理を行うと、回生ブレーキ制御中に生じるドライバーの要求変更や他の制御介入への対応性が低くなる。このため、異なる停車モードでの対応性を確保する工夫が必要である。以下、これを反映する異なる停車モードでの回生制動停車作用を、図12~図19に基づいて説明する。
(平坦路停車時の制限作用)
図12は、平坦路で停車するときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図12に基づき、平坦路停車時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生トルクリミットマップとして、車両が停車するように、車速の低下とともに回生量を小さく制限するリミット特性に設定したリミットマップ71,72,74,75を有する構成を採用した(図7)。
この構成により、図12に示すように、停車間際において、モータ回転数Nm=0(車速0km/h)でリミットマップ下限値Tlimが0トルクとなるリミット特性により回生量が制限されることになる。
したがって、車両が停車するように、回生量を制限することで、車両停車時に発生するピッチング等に起因した加速度振動(前後G振動)の抑制ができる。また、違和感の無いスムーズな停車ができる。
図12は、平坦路で停車するときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図12に基づき、平坦路停車時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生トルクリミットマップとして、車両が停車するように、車速の低下とともに回生量を小さく制限するリミット特性に設定したリミットマップ71,72,74,75を有する構成を採用した(図7)。
この構成により、図12に示すように、停車間際において、モータ回転数Nm=0(車速0km/h)でリミットマップ下限値Tlimが0トルクとなるリミット特性により回生量が制限されることになる。
したがって、車両が停車するように、回生量を制限することで、車両停車時に発生するピッチング等に起因した加速度振動(前後G振動)の抑制ができる。また、違和感の無いスムーズな停車ができる。
(登坂路停車時の制限作用)
図13は、登坂路で停車するときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図13に基づき、登坂路停車時の制限作用を説明する。
実施例1では、リミットマップ71,72,74,75は、負回転で駆動トルクである第二象限にもリミット特性を持たせる構成を採用した(図7)。
例えば、登坂中に回生を行う際、第二象限にリミット特性が無いと、停車後に車両の急激なずり下がり起こることがある。
これに対し、図13に示すように、第二象限にリミット特性を持たせることで、停車後、路面勾配に沿って車両がずり下がり始めると、負回転に応じて駆動トルク(正トルク)が出力され、車両のずり下がり速度が緩やかに抑えられる。
したがって、登坂路での停車後、車両の緩やかなずり下がりにより、ドライバーに対しブレーキ操作を促すことができる。
図13は、登坂路で停車するときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図13に基づき、登坂路停車時の制限作用を説明する。
実施例1では、リミットマップ71,72,74,75は、負回転で駆動トルクである第二象限にもリミット特性を持たせる構成を採用した(図7)。
例えば、登坂中に回生を行う際、第二象限にリミット特性が無いと、停車後に車両の急激なずり下がり起こることがある。
これに対し、図13に示すように、第二象限にリミット特性を持たせることで、停車後、路面勾配に沿って車両がずり下がり始めると、負回転に応じて駆動トルク(正トルク)が出力され、車両のずり下がり速度が緩やかに抑えられる。
したがって、登坂路での停車後、車両の緩やかなずり下がりにより、ドライバーに対しブレーキ操作を促すことができる。
(勾配路面停車時の制限作用)
図14は、路面勾配が異なるときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図14に基づき、勾配路面停車時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、路面勾配の変化への勾配対応性を持たせて回生指令トルク制限処理を行う構成を採用した(図9のステップS5-15→ステップS5-16)。
この構成により、図14に示すように、登り勾配での停車では、モータ回転数Nm=0(車速0km/h)でリミットマップ下限値Tlimが正トルクとなるリミット特性により回生量が制限される。一方、下り勾配の停車では、モータ回転数Nm=0(車速0km/h)でリミットマップ下限値Tlimが負トルクとなるリミット特性により回生量が制限される。
したがって、登り勾配での停車時には、車両の後方へのずり下がりが防止され、下り勾配での停車時には、車両の前方へのずり下がりが防止されるというように、勾配路面での停車にかかわらずスムーズな停車ができる。
図14は、路面勾配が異なるときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図14に基づき、勾配路面停車時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、路面勾配の変化への勾配対応性を持たせて回生指令トルク制限処理を行う構成を採用した(図9のステップS5-15→ステップS5-16)。
この構成により、図14に示すように、登り勾配での停車では、モータ回転数Nm=0(車速0km/h)でリミットマップ下限値Tlimが正トルクとなるリミット特性により回生量が制限される。一方、下り勾配の停車では、モータ回転数Nm=0(車速0km/h)でリミットマップ下限値Tlimが負トルクとなるリミット特性により回生量が制限される。
したがって、登り勾配での停車時には、車両の後方へのずり下がりが防止され、下り勾配での停車時には、車両の前方へのずり下がりが防止されるというように、勾配路面での停車にかかわらずスムーズな停車ができる。
さらに、回生指令トルク制限において、路面勾配に応じて勾配補正トルクTgを算出する勾配補正トルク算出部80を有し、回生指令トルク制限処理で得られた平坦路基準のリミットマップ下限値Tlimを、勾配補正トルクTgにより補正して回生トルク下限値Tminを算出する構成を採用した(図7)。
この路面勾配に応じた勾配補正トルクTgを加味とする構成により、リミットマップとして、路面勾配に応じた多数のリミットマップを用意する必要が無く、平坦路基準のリミットマップを用意するだけでよい。
したがって、路面勾配に応じた多数のリミットマップを用意することのない簡単な構成としながら、登り勾配あるいは下り勾配による如何なる勾配路面でもスムーズな停車ができる。
この路面勾配に応じた勾配補正トルクTgを加味とする構成により、リミットマップとして、路面勾配に応じた多数のリミットマップを用意する必要が無く、平坦路基準のリミットマップを用意するだけでよい。
したがって、路面勾配に応じた多数のリミットマップを用意することのない簡単な構成としながら、登り勾配あるいは下り勾配による如何なる勾配路面でもスムーズな停車ができる。
(ブレーキ操作介入時の制限作用)
図15は、ドライバーによるブレーキ操作が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図15に基づき、ブレーキ操作介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたブレーキ操作時のリミットマップ74を有する(図7)。そして、停車間際にドライバーが機械的ブレーキの操作を行った際、ブレーキ操作時のリミットマップ74を選択する構成を採用した(図9のステップS5-11→ステップS5-12)。
例えば、ブレーキ操作時のリミットマップ74を持たないと、図15の点線特性に示すように、ブレーキを放すと回生量を保持した後、急な傾きのリミット特性で回生量が戻されることで、ブレーキを放す際に違和感を与える。
これに対し、機械的ブレーキの操作を行った際は、緩やかな傾きのリミット特性に変更することで、ブレーキを放した際の違和感を抑えることができる。
図15は、ドライバーによるブレーキ操作が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図15に基づき、ブレーキ操作介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたブレーキ操作時のリミットマップ74を有する(図7)。そして、停車間際にドライバーが機械的ブレーキの操作を行った際、ブレーキ操作時のリミットマップ74を選択する構成を採用した(図9のステップS5-11→ステップS5-12)。
例えば、ブレーキ操作時のリミットマップ74を持たないと、図15の点線特性に示すように、ブレーキを放すと回生量を保持した後、急な傾きのリミット特性で回生量が戻されることで、ブレーキを放す際に違和感を与える。
これに対し、機械的ブレーキの操作を行った際は、緩やかな傾きのリミット特性に変更することで、ブレーキを放した際の違和感を抑えることができる。
さらに、実施例1では、ブレーキ操作時のリミットマップ74は、ドライバーの機械的ブレーキに対する操作量が大きいほどリミット特性の傾きをより緩やかにする構成を採用した(図7)。
したがって、ドライバーによるブレーキ操作量に応じて、ブレーキ操作時のリミットマップ74の傾きを決めることで、ブレーキ操作量に対する減速Gの違和感を低減することができる。
したがって、ドライバーによるブレーキ操作量に応じて、ブレーキ操作時のリミットマップ74の傾きを決めることで、ブレーキ操作量に対する減速Gの違和感を低減することができる。
(スリップ制御介入時の制限作用)
図16は、低μ路でスリップ制御(パドル回生ABS制御)が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図16に基づき、スリップ制御介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたスリップ制御時のリミットマップ75を有する(図7)。そして、停車間際に駆動輪スリップを抑制するスリップ制御が行われる際、スリップ制御時のリミットマップ75を選択する構成を採用した(図9のステップS5-13→ステップS5-14)。
例えば、低μ路走行時、図16の点線特性に示すように、高μ路と同じように大きな傾きで回生量を戻すと、タイヤの制動スリップ量が大きくなり、制動ロック状態となり、車輪速が振動的になる。このため、加速度振動が発生し、違和感を与える。
これに対し、低μ路走行時、リミット特性の傾きを緩やかにすることで、スリップ制御が介入する低μ路停車時においてもスムーズな停車とすることができる。
図16は、低μ路でスリップ制御(パドル回生ABS制御)が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図16に基づき、スリップ制御介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたスリップ制御時のリミットマップ75を有する(図7)。そして、停車間際に駆動輪スリップを抑制するスリップ制御が行われる際、スリップ制御時のリミットマップ75を選択する構成を採用した(図9のステップS5-13→ステップS5-14)。
例えば、低μ路走行時、図16の点線特性に示すように、高μ路と同じように大きな傾きで回生量を戻すと、タイヤの制動スリップ量が大きくなり、制動ロック状態となり、車輪速が振動的になる。このため、加速度振動が発生し、違和感を与える。
これに対し、低μ路走行時、リミット特性の傾きを緩やかにすることで、スリップ制御が介入する低μ路停車時においてもスムーズな停車とすることができる。
ここで、電動モータ4によるスリップ制御が作動すると、モータスリップ制御での指令トルクTmは、路面状態(路面μ)によって変化する。このため、スリップ制御中の指令トルクTmにて、路面状態を把握することができる。
よって、図16に示すように、スリップ制御の指令トルクTmに応じてリミット特性の傾きを緩やかにすることで、様々な低μ路(ウェット路、雪路、氷結路)においてもスムーズな停車とすることができる。
よって、図16に示すように、スリップ制御の指令トルクTmに応じてリミット特性の傾きを緩やかにすることで、様々な低μ路(ウェット路、雪路、氷結路)においてもスムーズな停車とすることができる。
(減速指示再介入時の制限作用)
図17は、減速指示(パドルDOWN)が再介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図17に基づき、減速指示介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを急峻にした急制動のリミットマップ72を有する(図7)。そして、スリップ制御時のリミットマップ75が選択されているとき、停車間際に更なる減速指示が出ると急制動のリミットマップ72を選択する構成を採用した(図9のステップS5-9→ステップS5-10)。
すなわち、停車間際、更に減速指示がある時は、緊急停車と判断できる。よって、図17に示すように、リミット特性の傾きが急峻にされる。このように、リミット特性の傾きが急峻にされることで、多少の車輪速変動や加速度振動が発生するものの、ドライバーの緊急停車意図を優先するようにしている。
したがって、停車間際、更に減速指示がある時は、リミット特性の傾きを急峻にすることで、停止距離を短くすることができる。
図17は、減速指示(パドルDOWN)が再介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図17に基づき、減速指示介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを急峻にした急制動のリミットマップ72を有する(図7)。そして、スリップ制御時のリミットマップ75が選択されているとき、停車間際に更なる減速指示が出ると急制動のリミットマップ72を選択する構成を採用した(図9のステップS5-9→ステップS5-10)。
すなわち、停車間際、更に減速指示がある時は、緊急停車と判断できる。よって、図17に示すように、リミット特性の傾きが急峻にされる。このように、リミット特性の傾きが急峻にされることで、多少の車輪速変動や加速度振動が発生するものの、ドライバーの緊急停車意図を優先するようにしている。
したがって、停車間際、更に減速指示がある時は、リミット特性の傾きを急峻にすることで、停止距離を短くすることができる。
(加速指示介入時の制限作用)
図18は、加速指示(パドルUP)が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図18に基づき、加速指示介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、停車に適する停車のリミットマップ71と、低速走行に適するクリープ特性が設定されているクリープ時のリミットマップ73を有する(図7)。そして、停車のリミットマップ71が選択されているとき、停車間際に加速指示が出されると、クリープ時のリミットマップ73を選択する構成を採用した(図9のステップS5-7→ステップS5-8)。
例えば、渋滞や信号待ちなど、前車に追従するシーンでは、低速走行を継続したい時がある。しかし、アクセルを踏むと、駆動トルクが唐突に出て違和感がある。そこで、停車間際に加速指示が出された時は、図18に示すように、停車のリミットマップ71からクリープ時のリミットマップ73に切り換える。これにより、停車せずに、ゆっくりと前進を継続することになる。
したがって、停車間際に加速指示が出されたとき、駆動トルクが唐突に出るアクセル踏み込み操作を行うことなく、ゆっくりと車両前進を継続することで、停車間際の加速要求に対する官能を良くすることができる。
図18は、加速指示(パドルUP)が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図18に基づき、加速指示介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、回生トルクリミットマップとして、停車に適する停車のリミットマップ71と、低速走行に適するクリープ特性が設定されているクリープ時のリミットマップ73を有する(図7)。そして、停車のリミットマップ71が選択されているとき、停車間際に加速指示が出されると、クリープ時のリミットマップ73を選択する構成を採用した(図9のステップS5-7→ステップS5-8)。
例えば、渋滞や信号待ちなど、前車に追従するシーンでは、低速走行を継続したい時がある。しかし、アクセルを踏むと、駆動トルクが唐突に出て違和感がある。そこで、停車間際に加速指示が出された時は、図18に示すように、停車のリミットマップ71からクリープ時のリミットマップ73に切り換える。これにより、停車せずに、ゆっくりと前進を継続することになる。
したがって、停車間際に加速指示が出されたとき、駆動トルクが唐突に出るアクセル踏み込み操作を行うことなく、ゆっくりと車両前進を継続することで、停車間際の加速要求に対する官能を良くすることができる。
(減速指示介入時の制限作用)
図19は、減速指示(パドルDOWN)が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図19に基づいて、減速指示介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、クリープ時のリミットマップ73が選択されているとき、停車間際に減速指示が出されると停車のリミットマップ71に切り換える構成を採用した(図9のステップS5-4→ステップS5-5)。
すなわち、クリープ時のリミットマップ73が選択されているとき、停車間際に更に減速指示がある時は、図19に示すように、クリープ時のリミットマップ73から停車のリミットマップ71に切り換えられる。
例えば、渋滞や信号待ちなど、前車に追従するシーンでは、クリープ時のリミットマップ73を選択し、低速で走行を継続することが予想できる。そこで、クリープ時のリミットマップ73が選択されているときには、減速指示が操作された時のみ、停車のリミットマップ71に切り換えることで、ドライバーの狙い通りの位置に停車することができる。
図19は、減速指示(パドルDOWN)が介入したときの回生指令トルク制限作用を示す回生トルクマップ図である。以下、図19に基づいて、減速指示介入時の制限作用を説明する。
実施例1では、回生指令トルク制限において、クリープ時のリミットマップ73が選択されているとき、停車間際に減速指示が出されると停車のリミットマップ71に切り換える構成を採用した(図9のステップS5-4→ステップS5-5)。
すなわち、クリープ時のリミットマップ73が選択されているとき、停車間際に更に減速指示がある時は、図19に示すように、クリープ時のリミットマップ73から停車のリミットマップ71に切り換えられる。
例えば、渋滞や信号待ちなど、前車に追従するシーンでは、クリープ時のリミットマップ73を選択し、低速で走行を継続することが予想できる。そこで、クリープ時のリミットマップ73が選択されているときには、減速指示が操作された時のみ、停車のリミットマップ71に切り換えることで、ドライバーの狙い通りの位置に停車することができる。
次に、効果を説明する。
実施例1の電動車両の回生ブレーキ制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
実施例1の電動車両の回生ブレーキ制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1) 駆動輪に連結される電動モータ4と、該電動モータ4の力行・回生を制御する電動モータコントローラ1と、ドライバー操作により回生量を設定する回生量設定手段(ステアリングスイッチ11)と、を備え、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両システムにおいて、
前記電動モータコントローラ1は、停車間際のとき、車速の低下とともに回生量を小さく制限する回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)を有する。
このため、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両において、停車間際まで加速度振動が無い滑らかな減速感を確保することができる。
前記電動モータコントローラ1は、停車間際のとき、車速の低下とともに回生量を小さく制限する回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)を有する。
このため、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両において、停車間際まで加速度振動が無い滑らかな減速感を確保することができる。
(2) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、トルク制限処理が開始されると、ドライバーから回生量の変更指示があっても、それを受け付けず、回生指令トルク制限処理を行う。
このため、(1)の効果に加え、停車間際にドライバーによって突然回生量が変更されることにより、前後G変動が大きくなったり、登坂路においてずり下がりが生じたりすることを防止することができる。
このため、(1)の効果に加え、停車間際にドライバーによって突然回生量が変更されることにより、前後G変動が大きくなったり、登坂路においてずり下がりが生じたりすることを防止することができる。
(3) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、回生トルクリミットマップとして、車両が停車するように、車速の低下とともに回生量を小さく制限するリミット特性に設定したリミットマップ71,72,74,75を有する(図7)。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、車両停車時に発生するピッチング等に起因した加速度振動(前後G振動)を抑制することができると共に、違和感の無いスムーズな停車にすることができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、車両停車時に発生するピッチング等に起因した加速度振動(前後G振動)を抑制することができると共に、違和感の無いスムーズな停車にすることができる。
(4) 前記リミットマップ71,72,74,75は、負回転で駆動トルクである第二象限にもリミット特性を持たせた(図7)。
このため、(3)の効果に加え、登坂路での停車後、車両の緩やかなずり下がりにより、ドライバーに対しブレーキ操作を促すことができる。
このため、(3)の効果に加え、登坂路での停車後、車両の緩やかなずり下がりにより、ドライバーに対しブレーキ操作を促すことができる。
(5) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、路面勾配の変化への勾配対応性を持たせて回生指令トルク制限処理を行う(図9のステップS5-15→ステップS5-16)。
このため、(1)~(4)の効果に加え、登り勾配での停車時には、車両の後方へのずり下がりが防止され、下り勾配での停車時には、車両の前方へのずり下がりが防止されるというように、勾配路面での停車にかかわらずスムーズに停車することができる。
このため、(1)~(4)の効果に加え、登り勾配での停車時には、車両の後方へのずり下がりが防止され、下り勾配での停車時には、車両の前方へのずり下がりが防止されるというように、勾配路面での停車にかかわらずスムーズに停車することができる。
(6) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、路面勾配に応じて勾配補正トルクTgを算出する勾配補正トルク算出部80を有し、前記回生指令トルク制限処理で得られた平坦路基準のリミットマップ下限値Tlimを、前記勾配補正トルクTgにより補正して回生トルク下限値Tminを算出する(図7)。
このため、(5)の効果に加え、路面勾配に応じた多数のリミットマップを用意することのない簡単な構成としながら、登り勾配あるいは下り勾配による如何なる勾配路面でもスムーズな停車とすることができる。
このため、(5)の効果に加え、路面勾配に応じた多数のリミットマップを用意することのない簡単な構成としながら、登り勾配あるいは下り勾配による如何なる勾配路面でもスムーズな停車とすることができる。
(7) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたブレーキ操作時のリミットマップ74を有し(図7)、停車間際にドライバーが機械的ブレーキの操作を行った際、前記ブレーキ操作時のリミットマップ74を選択する(図9のステップS5-11→ステップS5-12)。
このため、(1)~(6)の効果に加え、停車間際にドライバーが機械的ブレーキの操作を行った際は、緩やかな傾きのリミット特性に変更することで、ブレーキを放した際の違和感を抑えることができる。
このため、(1)~(6)の効果に加え、停車間際にドライバーが機械的ブレーキの操作を行った際は、緩やかな傾きのリミット特性に変更することで、ブレーキを放した際の違和感を抑えることができる。
(8) 前記ブレーキ操作時のリミットマップ74は、ドライバーの機械的ブレーキに対する操作量が大きいほど前記リミット特性の傾きをより緩やかにする(図7)。
このため、(7)の効果に加え、ドライバーの機械的ブレーキに対する操作量が大きいほどリミット特性の傾きをより緩やかにすることで、ブレーキ操作量に対する減速Gの違和感を低減することができる。
このため、(7)の効果に加え、ドライバーの機械的ブレーキに対する操作量が大きいほどリミット特性の傾きをより緩やかにすることで、ブレーキ操作量に対する減速Gの違和感を低減することができる。
(9) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたスリップ制御時のリミットマップ75を有し(図7)、停車間際に駆動輪スリップを抑制するスリップ制御が行われる際、前記スリップ制御時のリミットマップ75を選択する(図9のステップS5-13→ステップS5-14)。
このため、(1)~(8)の効果に加え、停車間際に駆動輪スリップを抑制するスリップ制御が行われる際、リミット特性の傾きを緩やかにすることで、スリップ制御が介入する低μ路停車時においてもスムーズな停車とすることができる。
このため、(1)~(8)の効果に加え、停車間際に駆動輪スリップを抑制するスリップ制御が行われる際、リミット特性の傾きを緩やかにすることで、スリップ制御が介入する低μ路停車時においてもスムーズな停車とすることができる。
(10) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを急峻にした急制動のリミットマップ72を有し(図7)、前記スリップ制御時のリミットマップ75が選択されているとき、停車間際に更なる減速指示が出ると前記急制動のリミットマップ72を選択する(図9のステップS5-9→ステップS5-10)。
このため、(9)の効果に加え、スリップ制御時のリミットマップ75が選択されているとき、停車間際に更に減速指示があると、リミット特性の傾きを急峻にすることで、停止距離を短くすることができる。
このため、(9)の効果に加え、スリップ制御時のリミットマップ75が選択されているとき、停車間際に更に減速指示があると、リミット特性の傾きを急峻にすることで、停止距離を短くすることができる。
(11) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、回生トルクリミットマップとして、停車に適する停車のリミットマップ71と、低速走行に適するクリープ特性が設定されているクリープ時のリミットマップ73を有し(図7)、前記停車のリミットマップ71が選択されているとき、停車間際に加速指示が出されると前記クリープ時のリミットマップ73を選択する(図9のステップS5-7→ステップS5-8)。
このため、(1)~(10)の効果に加え、停車のリミットマップ71が選択されているとき、停車間際に加速指示が出されると、停車間際の加速要求に対する官能を良くしながらゆっくりと車両前進を継続することができる。
このため、(1)~(10)の効果に加え、停車のリミットマップ71が選択されているとき、停車間際に加速指示が出されると、停車間際の加速要求に対する官能を良くしながらゆっくりと車両前進を継続することができる。
(12) 前記回生指令トルク制限手段(図2のステップS5,図7,図9)は、前記クリープ時のリミットマップ73が選択されているとき、停車間際に減速指示が出されると前記停車のリミットマップ71に切り換える(図9のステップS5-4→ステップS5-5)。
このため、(11)の効果に加え、クリープ時のリミットマップ73が選択されているとき、減速指示が操作された時のみ停車のリミットマップ71に切り換えることで、ドライバーの狙い通りの位置に停車することができることができる。
このため、(11)の効果に加え、クリープ時のリミットマップ73が選択されているとき、減速指示が操作された時のみ停車のリミットマップ71に切り換えることで、ドライバーの狙い通りの位置に停車することができることができる。
以上、本発明の電動車両の回生ブレーキ制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例1では、回生指令トルク制限手段として、停車間際のとき、各種のリミットマップ71,72,73,74,75を用い、モータ回転数(車速)の低下とともに回生量を小さく制限する例を示した。しかし、回生指令トルク制限手段としては、リミットマップを用いることなく、停車間際の車速域になったら、演算により制限トルクを求め、回生量を小さく制限する例としても良い。
実施例1では、本発明の回生ブレーキ制御装置を電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明の電動車両の回生ブレーキ制御装置は、電動モータが搭載されたハイブリッド車両に対しても適用することができる。
本出願は、2012年1月31日に日本国特許庁に出願された特願2012-18057に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
Claims (12)
- 駆動輪に連結される電動モータと、該電動モータの力行・回生を制御する電動モータコントローラと、ドライバー操作により回生量を設定する回生量設定手段と、を備え、ドライバーの意思に応じて回生量を変更可能な電動車両システムにおいて、
前記電動モータコントローラは、停車間際のとき、車速の低下とともに回生量を小さく制限する回生指令トルク制限手段を有する
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項1に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、トルク制限処理が開始されると、ドライバーから回生量の変更指示があっても、それを受け付けず、回生指令トルク制限処理を行う
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項1又は2に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、回生トルクリミットマップとして、車両が停車するように、車速の低下とともに回生量を小さく制限するリミット特性に設定したリミットマップを有する
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項3に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記リミットマップは、負回転で駆動トルクである第二象限にもリミット特性を持たせた
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項1から4の何れか1項に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、路面勾配の変化への勾配対応性を持たせて回生指令トルク制限処理を行う
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項5に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、路面勾配に応じて勾配補正トルクを算出する勾配補正トルク算出部を有し、前記回生指令トルク制限処理で得られた平坦路基準のリミットマップ下限値を、前記勾配補正トルクにより補正して回生トルク下限値を算出する
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項1から6までの何れか1項に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたブレーキ操作時のリミットマップを有し、停車間際にドライバーが機械的ブレーキの操作を行った際、前記ブレーキ操作時のリミットマップを選択する
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項7に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記ブレーキ操作時のリミットマップは、ドライバーの機械的ブレーキに対する操作量が大きいほど前記リミット特性の傾きをより緩やかにする
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項1から8までの何れか1項に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、回生トルクリミットマップとして、平坦路平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを緩やかにしたスリップ制御時のリミットマップを有し、停車間際に駆動輪スリップを抑制するスリップ制御が行われる際、前記スリップ制御時のリミットマップを選択する
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項9に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、回生トルクリミットマップとして、平坦路停車時のリミット特性よりも傾きを急峻にした急制動のリミットマップを有し、前記スリップ制御時のリミットマップが選択されているとき、停車間際に更なる減速指示が出ると前記急制動のリミットマップを選択する
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項1から10までの何れか1項に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、回生トルクリミットマップとして、停車に適する停車のリミットマップと、低速走行に適するクリープ特性が設定されているクリープ時のリミットマップを有し、前記停車のリミットマップが選択されているとき、停車間際に加速指示が出されると前記クリープ時のリミットマップを選択する
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。 - 請求項11に記載された電動車両の回生ブレーキ制御装置において、
前記回生指令トルク制限手段は、前記クリープ時のリミットマップが選択されているとき、停車間際に減速指示が出されると前記停車のリミットマップに切り換える
ことを特徴とする電動車両の回生ブレーキ制御装置。
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