JP2002058105A - 電気自動車の回生ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ安価な構成及び制御で回生ブレーキ
力を効率良く回収できる電気自動車の回生ブレーキ制御
装置を提供する。 【解決手段】 電動モータ１を駆動源とする電気自動車
の回生ブレーキ制御装置において、前進側のドライブモ
ードとして通常のドライブモード及び強回生ドライブモ
ードから任意のドライブモードを選択するドライブモー
ド選択手段２と、該ドライブモード選択手段２によるド
ライブモードの選択に応じて、強回生ドライブモードが
選択されたときは、通常のドライブモードにおける少な
くとも１つの変速比と同じ変速比でありながら、該変速
比の通常のドライブモードで発生し得る回生トルクより
も大きな回生トルクを発生するように電動モータ１の駆
動を制御する電動モータ駆動制御手段４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータを駆動
源とする電気自動車の回生ブレーキ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動モータを駆動源とする電気自
動車では、アクセルをオフとすることにより電動モータ
を発電機として作動させて回生ブレーキ力を得て、その
制動時のエネルギーを回収したり、フットブレーキによ
るブレーキ力の補助に利用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電動モータ
は低速時のトルクが非常に大きいことから、廉価さが要
求されると同時にタウンユースを重視した電気自動車の
場合には、通常のガソリン車のように複数段の変速機を
必要とせず、殆ど場合において減速機が１段となってい
る。

【０００４】このため、大きな回生トルクを発生させる
ように設定すると、乗車人員が少ない時等の軽負荷状態
では車両の走行がギクシャクして乗り心地が悪化するこ
とが懸念される。また、最初から大きな回生トルクを発
生するように設定すると、降雪時等の路面の摩擦抵抗が
低い状態下では、駆動輪が容易にロックしてスピンする
おそれがある。

【０００５】更に、ガソリン車の場合のように、下り坂
で変速ギヤを１〜２段下げることにより、エンジンブレ
ーキをかけてフットブレーキの過熱を防いだり、不必要
な車速の上昇を防ぐことができないと共に、電気自動車
では大量のバッテリを搭載することから車両重量が増加
するため、フットブレーキの負担が大きくなることが懸
念される。

【０００６】上記の対策としては、例えば実用新案登録
第２５８０４７８号公報に開示されるように、ブレーキ
ペダルの操作時間に応じた回生ブレーキ力となるように
電動モータの回生状態を制御したり、或いはブレーキペ
ダルの操作時間及び車速の増加に応じて回生ブレーキ力
が増加するように電動モータの回生状態を制御すること
が考えられる。

【０００７】しかし、前者の場合には、ブレーキペダル
の操作時間を検出し、その操作時間に応じて回生状態を
制御し、また後者の場合には、ブレーキペダルの操作時
間及び車速を検出すると共にこれらの増加を検出し、ブ
レーキペダルの操作時間及び車速の増加に応じて回生状
態を制御するため、構成及び制御が複雑となりコストの
増大を招くおそれがある。

【０００８】従って、かかる点に鑑みてなされた本発明
の目的は、簡単かつ安価な構成及び制御で回生ブレーキ
力を効率良く回収できる電気自動車の回生ブレーキ制御
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の発明は、電動モータを駆動源とする電気自
動車の回生ブレーキ制御装置において、前進側のドライ
ブモードとして通常のドライブモード及び強回生ドライ
ブモードから任意のドライブモードを選択するドライブ
モード選択手段と、該ドライブモード選択手段によるド
ライブモードの選択に応じて、上記強回生ドライブモー
ドが選択されたときは、上記通常のドライブモードにお
ける少なくとも１つの変速比と同じ変速比でありなが
ら、該変速比の通常のドライブモードで発生し得る回生
トルクよりも大きな回生トルクを発生するように上記電
動モータの駆動を制御する電動モータ駆動制御手段とを
有することを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によると、ドライブモード
選択手段で強回生ドライブモードを選択し、それにより
通常のドライブモードにおける変速比と同じ変速比であ
りながら、通常よりも大きな回生トルクを発生するよう
に電動モータ駆動制御手段によって電動モータの駆動を
制御するので、簡単な制御で回生ブレーキ力を効率良く
回収することが可能になると共に、構成も簡単かつ安価
にすることが可能となる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の電気
自動車の回生ブレーキ制御装置において、ブレーキ操作
のオン・オフを検出するブレーキセンサを有し、上記電
動モータ駆動制御手段は、上記ブレーキセンサの出力に
基づいて、上記前進側の各ドライブモードにおいてブレ
ーキ操作がオンのときはオフのときよりも大きな回生ト
ルクを発生させるように上記電動モータの駆動を制御す
るよう構成したことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明によると、前進側の各ドラ
イブモードにおいてブレーキ操作がオンのときはオフの
ときよりも大きな回生トルクが発生するので、回生トル
クを多段階に制御することが可能となり、これによりガ
ソリン車のエンジンブレーキのフィーリングと違和感の
ない運転操作が可能になると共に、降雪時等の路面の摩
擦抵抗が低い場合では通常のドライブモードを選択する
ことで、駆動輪のロックによるスピンを有効に防止する
ことが可能になる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２の電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、上記
ドライブモード選択手段は、上記強回生ドライブモード
として複数の強回生ドライブモードから任意の強回生ド
ライブモードを選択するよう構成し、上記電動モータ駆
動制御手段は、上記複数の強回生ドライブモード間で異
なる回生トルクを発生するように、上記ドライブモード
選択手段による強回生ドライブモードの選択に応じて上
記電動モータの駆動を制御するよう構成したことを特徴
とする。

【００１４】請求項３の発明によると、複数の強回生ド
ライブモードから任意の強回生ドライブモードを選択で
き、その選択された強回生ドライブモードに応じて電動
モータの回生トルクが制御されるので、下り坂の傾斜や
搭載重量が変化してもフットブレーキに負担をかけるこ
となく、略一定の速度を保つことが可能となる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に
記載の電気自動車の回生ブレーキ制御装置において、上
記ドライブモード選択手段は、変速レバーのシフトポジ
ションによってドライブモードを選択するよう構成した
ことを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明によると、変速レバーのシ
フトポジションによってドライブモードを選択するの
で、ガソリン車と同様のシフト操作で所望のドライブモ
ードを容易に選択することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電気自動車の
回生ブレーキ制御装置の一実施の形態について図によっ
て説明する。

【００１８】図１は、回生ブレーキ制御装置の要部の構
成を示すブロック図、図２は電動モータのトルク特性を
示す図、図３は同じくトルクマップを示す図である。本
実施の形態では、電動モータ１を変速レバー２のシフト
操作に基づいて、メインバッテリ３により電動モータ駆
動制御回路４を介して駆動制御し、その駆動力を変速比
が固定のトランスミッション（Ｔ／Ｍ）５を介して駆動
輪（図示せず）に伝達する。

【００１９】変速レバー２には、パーキング（Ｐ）ポジ
ション、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル
（Ｎ）ポジション及び前進側の通常のドライブモードを
選択するドライブ（Ｄ）ポジションの他に、前進側に強
回生ドライブモードを選択するための強回生ドライブ
（Ｄｂ）ポジションを追加し、これら各シフトポジショ
ンに変速レバー２を選択的にシフトさせるようにする。

【００２０】電動モータ駆動制御回路４とイグニッショ
ンスイッチ（ＩＧＮ）との間には、変速レバー２の各シ
フトポジションに対応して常開のポジションスイッチ６
Ｐ、６Ｒ、６Ｎ、６Ｄ及び６Ｄｂを設け、これらポジシ
ョンスイッチを変速レバー２の各シフトポジションへの
シフト操作に対応してオンするようにする。

【００２１】また、電動モータ駆動制御回路４には、ア
クセルセンサ７を接続し、このアクセルセンサ７でアク
セル（図示せず）のオン・オフを検出すると共に、その
操作量を検出して、変速レバー２がＲ、ＤまたはＤｂの
各シフトポジションにシフトされたときに、アクセルの
操作量に応じて電動モータ駆動制御回路４により電動モ
ータ１の駆動を制御する。

【００２２】更に、サブバッテリ８には、常開のブレー
キスイッチ９を介してブレーキランプ１０を接続し、ブ
レーキ（図示せず）の操作によりブレーキスイッチ９を
オンにしてブレーキランプ１０を点灯させると共に、ブ
レーキスイッチ９のオン・オフ信号を電動モータ駆動制
御回路４に供給する。

【００２３】本実施の形態では、上記構成において、変
速レバー２がＤまたはＤｂのシフトポジションにシフト
され、アクセルセンサ６の出力がオフ、換言するとアク
セルが操作さていないときは、ＤポジションとＤｂポジ
ションとで同じ変速比でありながら、Ｄポジションにシ
フトされているときよりも、Ｄｂポジションにシフトさ
れているときの方が大きな回生トルクを発生させ、か
つ、Ｄ及びＤｂの各シフトポジションにおいて、ブレー
キスイッチ９がオンのときは、ブレーキスイッチ９がオ
フのときよりも大きな回生トルクを発生するように、電
動モータ駆動制御回路４により電動モータ１の発生トル
クを制御する。

【００２４】即ち、図２及び図３に示すように、変速レ
バー２がＤポジションにシフトされている状態で、ブレ
ーキスイッチ９がオフのときは回生トルクをＴｂ１に設
定し、ブレーキスイッチ９がオンのときは回生トルクを
Ｔｂ２（＞Ｔｂ１）に設定する。また、変速レバー２が
Ｄｂポジションにシフトされている状態で、ブレーキス
イッチ９がオフのときは回生トルクをＴｂ３（＞Ｔｂ
２）に設定し、ブレーキスイッチ９がオンのときは回生
トルクをＴｂ４（＞Ｔｂ３）に設定する。なお、図２に
示すトルク特性において、Ｔｃ１及びＴｃ２はクリープ
の設定トルクを示している。

【００２５】ここで、上記の回生トルクは、電動モータ
１が直流分巻電動モータの場合には、界磁巻線に流す電
流量を制御することで設定し、電動モータ１が誘導電動
モータの場合には、インバータを介して例えばステータ
に印加する交流の周波数を制御することにより設定す
る。

【００２６】このように、本実施の形態では、変速レバ
ー２の前進側のシフトポジションにＤｂポジションを追
加し、変速レバー２がＤｂポジションにシフトされてい
るときは、Ｄポジションでの通常のドライブモードと同
じ変速比でありながら、通常のドライブモードの場合よ
りも大きな回生トルクを発生させるようにしたので、簡
単かつ安価な構成及び制御で回生ブレーキ力を効率良く
回収することができると共に、変速レバーにＤｂポジシ
ョンを追加したので、ガソリン車と同様のシフト操作で
所望のドライブモードを容易に選択することができる。

【００２７】また、Ｄ及びＤｂの各シフトポジションに
おいて、ブレーキスイッチ９がオンのときは、ブレーキ
スイッチ９がオフのときよりも大きな回生トルクを発生
するようにしたので、回生トルクを多段階に設定でき、
これによりガソリン車のエンジンブレーキのフィーリン
グと違和感のない運転操作ができると共に、降雪時等の
低路面摩擦抵抗下では変速レバー２をＤポジションにシ
フトすることで、駆動輪のロックによるスピンを有効に
防止することができる。

【００２８】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。例えば、Ｄ及びＤｂの各シフトポジションで
のブレーキスイッチ９のオン・オフによる回生トルクの
制御は、必要に応じて行えばよく、単にＤｂポジション
での回生トルクをＤポジションでの回生トルクよりも大
きく設定するようにすることもできる。

【００２９】また、上記実施の形態では、変速レバー２
のシフトポジションとしてＤｂポジションを追加して強
回生ドライブモードを選択するようにしたが、例えば変
速レバー２にマニュアル操作可能な強回生ドライブモー
ドの選択スイッチを設け、変速レバー２をシフトするこ
となく選択スイッチをオンすることで、強回生ドライブ
モードを選択するようにすることもできる。

【００３０】更に、強回生ドライブモードとして、通常
のドライブモードにおける回生トルクよりも大きく、か
つ異なる回生トルクを発生するように複数の強回生ドラ
イブモードを設定して、任意の強回生ドライブモードを
選択するようにすることもできる。このようにすれば、
下り坂の傾斜や搭載重量が変化してもフットブレーキに
負担をかけることなく、略一定の速度を保つことができ
る。また、この場合、各強回生ドライブモードにおい
て、ブレーキスイッチのオン・オフにより上記実施の形
態で説明したと同様に異なる回生トルクを発生するよう
に制御することもでき、これにより回生トルクをより多
段階に設定することができる。

【００３１】また、上記実施の形態では、通常のドライ
ブモードを一つとして、トランスミッション５の変速比
を固定としたが、通常のドライブモードとして複数のド
ライブモードを有し、各ドライブモードに応じた変速段
数を複数有するトランスミッションを用いる場合にも、
本発明を有効に適用することができる。この場合、例え
ば変速レバーにマニュアル操作可能な強回生ドライブモ
ードの選択スイッチを設け、変速レバーがあるドライブ
ポジションに位置する状態で選択スイッチがオンになっ
たときは、当該ドライブポジションでの通常ドライブモ
ードと同じ変速比で、その通常ドライブモードにおける
回生トルクよりも大きく、かつ次段のドライブポジショ
ンでの通常ドライブモードにおける回生トルクよりも小
さい回生トルクを発生させるように制御したり、或いは
シフトポジションや選択スイッチによって強回生ドライ
ブモードを選択し、これにより複数のドライブモードの
中で最も大きい回生トルクを発生する変速比と同じ変速
比で、これよりも更に大きい回生トルクを発生させるよ
うに制御することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した本発明による電気自動車の
回生ブレーキ制御装置によると、ドライブモード選択手
段で強回生ドライブモードを選択し、これにより電動モ
ータ駆動制御手段によって電動モータの駆動を制御して
通常のドライブモードにおける変速比と同じ変速比であ
りながら、通常よりも大きな回生トルクを発生させるよ
うにしたので、簡単かつ安価な構成及び制御で、回生ブ
レーキ力を効率良く回収することができる。

【００３３】また、前進側の各ドライブモードにおいて
ブレーキ操作がオンのときはオフのときよりも大きな回
生トルクを発生させることで、回生トルクを多段階に制
御でき、ガソリン車のエンジンブレーキのフィーリング
と違和感のない運転操作ができると共に、降雪時等の低
路面摩擦抵抗下では通常のドライブモードを選択するこ
とで、駆動輪のロックによるスピンを有効に防止するこ
とができる。

【００３４】更に複数の強回生ドライブモードから任意
の強回生ドライブモードを選択して、その選択された強
回生ドライブモードに応じて回生トルクを制御すること
で、下り坂の傾斜や搭載重量が変化してもフットブレー
キに負担をかけることなく、略一定の速度を保つことが
でき、また、変速レバーのシフトポジションによってド
ライブモードを選択するようにすることで、ガソリン車
と同様のシフト操作で所望のドライブモードを容易に選
択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気自動車の回生ブレーキ制御装
置の一実施の形態の要部の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す実施の形態による電動モータのトル
ク特性を示す図である。

【図３】同じく、トルクマップを示す図である。

【符号の説明】

１ 電動モータ ２ 変速レバー ３ メインバッテリ ４ 電動モータ駆動制御回路 ５ トランスミッション ６Ｐ、６Ｒ、６Ｎ、６Ｄ、６Ｄｂ ポジションスイッ
チ ７ アクセルセンサ ８ サブバッテリ ９ ブレーキスイッチ １０ ブレーキランプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータを駆動源とする電気自動車の
   回生ブレーキ制御装置において、 前進側のドライブモードとして通常のドライブモード及
   び強回生ドライブモードから任意のドライブモードを選
   択するドライブモード選択手段と、 該ドライブモード選択手段によるドライブモードの選択
   に応じて、上記強回生ドライブモードが選択されたとき
   は、上記通常のドライブモードにおける少なくとも１つ
   の変速比と同じ変速比でありながら、該変速比の通常の
   ドライブモードで発生し得る回生トルクよりも大きな回
   生トルクを発生するように上記電動モータの駆動を制御
   する電動モータ駆動制御手段とを有することを特徴とす
   る電気自動車の回生ブレーキ制御装置。
2. 【請求項２】 ブレーキ操作のオン・オフを検出するブ
   レーキセンサを有し、 上記電動モータ駆動制御手段は、 上記ブレーキセンサの出力に基づいて、上記前進側の各
   ドライブモードにおいてブレーキ操作がオンのときはオ
   フのときよりも大きな回生トルクを発生させるように上
   記電動モータの駆動を制御するよう構成したことを特徴
   とする請求項１に記載の電気自動車の回生ブレーキ制御
   装置。
3. 【請求項３】 上記ドライブモード選択手段は、 上記強回生ドライブモードとして複数の強回生ドライブ
   モードから任意の強回生ドライブモードを選択するよう
   構成し、 上記電動モータ駆動制御手段は、 上記複数の強回生ドライブモード間で異なる回生トルク
   を発生するように、上記ドライブモード選択手段による
   強回生ドライブモードの選択に応じて上記電動モータの
   駆動を制御するよう構成したことを特徴とする請求項１
   または２に記載の電気自動車の回生ブレーキ制御装置。
4. 【請求項４】 上記ドライブモード選択手段は、 変速レバーのシフトポジションによってドライブモード
   を選択するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３
   に記載の電気自動車の回生ブレーキ制御装置。