JP2003087904A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents
電気自動車の制御装置Info
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Abstract
ーリングの悪化を招くことなく機械制動力のばらつきを
回生制動力で補償できるようにする。 【解決手段】 ブレーキ操作量検出手段21により運転
者のブレーキベダルの操作量(BPS)を検出し、その
検出結果に基づき回生制動力設定手段210によりモー
タジェネレータ3による目標回生制動力を設定するとと
もに、同様にその検出結果に基づきブレーキ液圧設定手
段201により機械ブレーキにおける目標ブレーキ液圧
を設定する。そして、実ブレーキ液圧検出手段22によ
り機械ブレーキの実ブレーキ液圧を検出して比較手段2
02により実ブレーキ液圧と目標ブレーキ液圧を比較
し、その比較結果に基づき補正手段200により目標回
生制動力を補正する。
Description
てモータジェネレータを備えた電気自動車(ハイブリッ
ド車両も含む)の制御装置に関し、詳しくは、モータジ
ェネレータの回生制動力の制御技術に関する。
気自動車(狭義の電気自動車)や、駆動源としてモータ
とエンジンを併用するハイブリッド車が実用化されてい
る(以下、狭義の電気自動車とハイブリッド車を総称し
て電気自動車(広義の電気自動車)と呼ぶ)。これらの
電気自動車は、通常、駆動源であるモータとしてモータ
ジェネレータ(電動機兼発電機)を備えている。そし
て、運転者のブレーキペダル操作によりモータジェネレ
ータを回生作動させ、車両に制動力を与えながらエネル
ギ効率の向上を図るとともに、運転者の要求するブレー
キ力が得られるように機械ブレーキも併用して作動させ
ている。
を制御する場合、モータジェネレータの回生制動力につ
いては応答性が良好であり、目標となる制動力を精度良
く得ることができるが、機械ブレーキの機械制動力に関
しては、機械ブレーキの応答遅れや機械ブレーキの倍力
装置であるマスタバック負圧の変化等、さらには車両毎
の個体差によってばらつきが生じる可能性がある。この
ように機械制動力がばらつくと、機械制動力と回生制動
力を加算した実制動力と運転者が要求する要求制動力と
に差が生じることとなり、特に実制動力が要求制動力よ
りも小さい場合には、運転者によるブレーキペダルの再
度の踏み込みが必要となってブレーキフィーリングを悪
化させてしまうことになる。
201号に開示された技術では、目標減速度と実減速度
の偏差に応じて回生制動力を制御し、機械制動力の不足
を回生制動力で補うことによってブレーキフィーリング
の向上を図っている。
来技術では、目標減速度と実減速度の偏差に応じて回生
制動力を補正するために、減速度の不一致が生じて初め
て回生制動力の制御がなされることになる。通常、運転
者は減速度が所望の減速度からずれた時点でブレーキペ
ダルを踏み込むという再操作を実施することが多いた
め、制動力の不足判定が遅れることにより運転者による
ブレーキ再操作と回生制動力の増大制御が重複して実行
される可能性があり、急激な制動力の増大を招く虞があ
る。
を加えた場合には車輪はロック傾向になりやすいが、上
記従来技術では、目標減速度と実減速度の偏差に応じて
回生制動力を補正するため、車輪のロックにより目標減
速度よりも実減速度が小さくなった場合にも減速不足と
判定して回生制動力を増大補正してしまい、ロックをさ
らに増長させてしまう虞がある。
転条件のもとでは、急激な制動力の増大やロックの増長
を招いてしまい、逆にブレーキフィーリングを悪化させ
てしまうという課題があった。本発明は、このような課
題に鑑み創案されたもので、ブレーキフィーリングの悪
化を招くことなく機械制動力のばらつきを回生制動力で
補償できるようにした、電気自動車の制御装置を提供す
ることを目的とする。
に、本発明の電気自動車の制御装置は、ブレーキ操作量
検出手段により運転者のブレーキベダルの操作量を検出
し、その検出結果に基づき回生制動力設定手段によりモ
ータジェネレータによる目標回生制動力を設定するとと
もに、同様にその検出結果に基づきブレーキ液圧設定手
段により機械ブレーキにおける目標ブレーキ液圧を設定
する。そして、実ブレーキ液圧検出手段により機械ブレ
ーキの実ブレーキ液圧を検出して比較手段により実ブレ
ーキ液圧と目標ブレーキ液圧を比較し、その比較結果に
基づき補正手段により目標回生制動力を補正する。
レーキ液圧の上昇により発生し、この機械制動力と回生
制動力とが車両に作用した結果、車両に減速度が作用す
ることから、このように実ブレーキ液圧と目標ブレーキ
液圧との比較結果に基づき目標回生制動力を補正するこ
とにより、実際に車両に減速度が作用する前に機械制動
力と回生制動力とのトータル制動力を運転者のブレーキ
ベダルの操作量に応じた適正な値に補正することができ
る。したがって、従来のように回生制動力の増大制御の
遅れによよって運転者によるブレーキペダルの再操作と
回生制動力の増大補正が重複して実行されることがな
く、ブレーキフィーリングの悪化を招くことがない。
路において車輪のロックにより減速度に偏差が生じた場
合でも、実ブレーキ液圧と目標ブレーキ液圧とに偏差が
生じない限りは目標回生制動力の補正が行われないの
で、回生制動力の増大補正によってロックをさらに増長
させることがなく、ブレーキフィーリングの悪化を招く
ことがない。
磨耗やベーパーロック(ブレーキ液沸騰)によって機械
制動力が低下した場合にも、その低下分が回生制動力で
補償されてしまうため、ドライバが機械ブレーキの異常
に気付かない虞や、異常に気付くのが遅れてしまう虞が
あるが、上記制御装置によれば、ブレーキパッドの磨耗
等による機械制動力の低下は補償されないので、速やか
に機械ブレーキの異常に気付くことができる。
ブレーキ液圧以上の場合には目標回生制動力の補正を行
わないようにする。実ブレーキ液圧が目標ブレーキ液圧
以上の場合には十分な制動力が得ることができる一方、
これを補償するように目標回生制動力を減少補正してし
まうとモータジェネレータによる回生量が低下してしま
う。したがって、目標回生制動力の補正は実ブレーキ液
圧が目標ブレーキ液圧未満の場合とすることで、モータ
ジェネレータによる回生量が増加する方向に回生制動力
を制御することができ、エネルギ効率を向上させること
ができる。
の実施の形態を説明する。図1〜図4は本発明の一実施
形態としての電気自動車の制御装置を示すもので、ここ
では、広義の電気自動車の一種であるハイブッド車に本
発明の制御装置を適用した場合について示している。
態にかかるハイブリッド車1の駆動系は、エンジン2,
モータ3及びCVT(無段自動変速機)4を組み合わせ
た構成となっている。ここでは、エンジン2は一般的な
内燃機関として構成され、その出力軸2aをクラッチ5
を介してCVT4の入力軸4aに連結され、CVT4か
らデフギヤ7を介して左右の駆動輪8,8へ駆動トルク
を伝達できるようになっている。
機として作動し、車両1の減速時等において回転駆動ト
ルクを受けると発電機として作動しうるモータジェネレ
ータとして構成されている。モータ3はその出力軸をC
VT4の入力軸4aと共用しており、電動機として作動
したときには入力軸4aに駆動トルクを入力してエンジ
ン2及びCVT4を直接回転駆動し、発電機として作動
したときには入力軸4aに負の吸収トルクを入力して駆
動輪8,8に制動力(回生制動力)を作用させるように
なっている。なお、モータ3が発生した電力は図示しな
いバッテリに蓄えられるようになっており、モータ3の
駆動トルクが必要とされる場合にはバッテリに蓄えられ
た電力がモータ3へ供給されるようになっている。
れ油圧式のホイールブレーキ(機械ブレーキ)10が付
設されている。各ホイールブレーキ10は油圧配管によ
りマスターシリンダ11に接続されており、ブレーキペ
ダル6の操作量に応じてマスターシリンダ11から各ホ
イールブレーキ10に圧油(ブレーキ液)が供給される
ようになっている。各ホイールブレーキ10は、マスタ
ーシリンダ11から供給されたブレーキ液の液圧(ブレ
ーキ液圧)に応じた制動力(機械制動力)を駆動輪8,
8及び従動輪9,9に作用させるようになっている。
置,制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記
憶装置(ROM,RAM等),中央処理装置(CPU)
及びカウンタ等を備えた制御装置としてのコントローラ
(ECU)20が設置されている。コントローラ20の
入力側には、ブレーキペダル6のストローク(BPS)
を検出するBPSセンサ(ブレーキ操作量検出手段)2
1、マスターシリンダ11から各ホイールブレーキ10
に供給されるブレーキ液のブレーキ液圧を検出するブレ
ーキ液圧センサ(実ブレーキ液圧検出手段)22、モー
タ3の出力軸(CVT4の入力軸)4aのアウトプット
回転速度(NO)を検出する回転速度センサ23等の各
種センサが接続されている。コントローラ20は、ドラ
イバによるブレーキペダル操作時には、これらセンサ2
1〜23からの検出情報に基づいてモータ3の回生制動
力を制御している。
20によって行われるモータ3の回生制動力の制御につ
いて説明する。図2の機能ブロック図に示すように、コ
ントローラ20は、基本モータトルク算出部210とモ
ータトルク補正部200に大別される。まず、基本モー
タトルク算出部210は、本発明にかかる回生制動力設
定手段に相当しており、BPSとアウトプット回転速度
に応じた回生時モータトルクの基本値(目標回生制動力
に対応)を算出する機能を有している。基本モータトル
ク算出部210は、回生発電トルクマップ検索部21
1、制動発電トルクマップ検索部213、乗算部21
2、214、加算部215及び下限リミッタ216から
構成されている。
転速度センサ23で検出されたアウトプット回転速度に
応じた回生発電トルクを回生発電トルクマップから検索
する機能を有している。回生発電トルクマップは、モー
タ3による回生発電用の吸収トルク(回生発電トルク)
を設定するためのマップである。モータ3の回生効率は
回生発電トルクとアウトプット回転速度により決まり、
アウトプット回転速度が異なれば高回生効率を与える回
生発電トルクも異なるので、回生発電トルクマップに
は、モータ3の回生効率を高く維持するためのアウトプ
ット回転速度と回生発電トルクの設定値との関係が記憶
されている。
PSセンサ21で検出されたBPSに応じた制動発電ト
ルクを制動発電トルクマップから検索する機能を有して
いる。制動発電トルクマップは、モータ3による制動発
電用の吸収トルク(制動発電トルク)を設定するための
マップである。上記の回生発電トルクも制動力として作
用するが、回生発電トルクはアウトプット回転速度に応
じて決まるものであってドライバのブレーキ操作を反映
しない。そこで、回生発電トルクとは別に、ブレーキペ
ダル6の操作量に応じた制動発電トルクを付与すること
によって、ドライバの意図したような制動力が得られる
ようにしている。
された制動発電トルクは、乗算部214においてNO依
存ゲインの乗算によりアウトプット回転速度に応じた補
正が施される。NO依存ゲインはブレーキフィーリング
を良くするためのゲインであり、アウトプット回転速度
が高いほど大きくなるように設定されている。NO依存
ゲインが乗算された制動発電トルクは、さらに加算部2
15において回生発電トルクマップ検索部211で検索
された回生発電トルクに加算される。なお、ここで加算
される回生発電トルクは、乗算部212でのバッテリ温
度補正ゲインの乗算によってバッテリ温度に応じた補正
が施されたものである。こうして得られたモータトルク
(負の吸収トルク)を下限リミッタ216によってバッ
テリが受け入れ可能な範囲内に規制した後、モータ3へ
の指令信号に変換して出力することによって、目標とす
る回生制動力が得られることになる。
明にかかる補正手段に相当しており、基本モータトルク
算出部210で算出される回生時モータトルクを機械制
動力の不足に応じて補正する機能を有している。モータ
トルク補正部200は、理想ブレーキ液圧マップ検索部
201、比較部202、出力切換スイッチ203、乗算
部204、205、206及び加算部207から構成さ
れている。
液圧設定手段)201は、BPSセンサ21で検出され
たBPSに応じた理想ブレーキ液圧(目標ブレーキ液
圧)を理想ブレーキ液圧マップから検索する機能を有し
ている。理想ブレーキ液圧マップは、ブレーキペダル6
の操作量に対する理想のブレーキ液圧を定めたマップで
ある。ブレーキ液圧はホイールブレーキ10の効きに影
響するので、ブレーキペダル6の操作量とブレーキ液圧
との関係は常に一定であって且つ車両毎のばらつきが無
いのが好ましいが、実際には車両毎に個体差があり、ま
た、同一車両でも例えばマスターシリンダ11の倍力装
置であるマスタバック負圧が変化することもあるので、
ブレーキ液圧の多少のばらつきは避けられない。本発明
は、このブレーキ液圧のばらつきによる機械制動力の不
足をモータ3の回生作動力で補償するようにしたもので
あるが、そのばらつきの程度を測るうえでの基準とし
て、この理想ブレーキ液圧マップが用意されている。
検索部201で検索された理想ブレーキ液圧と、ブレー
キ液圧センサ22で検出された実際のブレーキ液圧との
偏差を算出して、その偏差を不足液圧として出力する機
能を有している。この不足液圧に乗算部204で変換係
数を乗算してトルクに変換し、さらに乗算部205でデ
フギヤ7のデフ比の逆数を、また、乗算部206でCV
T4の変速レシオの逆数を乗算することによって、ブレ
ーキ液圧の不足による機械制動力の不足をモータ3に補
償させるためのモータトルク(M/G補償トルク)が算
出される。
との偏差が0以下の場合、すなわち、実ブレーキ液圧が
理想ブレーキ液圧以上の場合には、モータ3の回生制動
力による機械制動力の補償は行わない。この場合は、理
想よりも機械制動力が効きすぎることになるが、制動力
が高いことに対するドライバのブレーキフィーリングの
悪化は小さい反面、制動力を理想に近づけるようにモー
タ3の回生制動力を低下させるとモータ3によるエネル
ギの回生量が低下して燃費が悪化してしまうためであ
る。このため、出力切換スイッチ203は、理想ブレー
キ液圧と実ブレーキ液圧との偏差が正の場合には、その
偏差を不足液圧として乗算部203に出力し、偏差が0
以下の場合には偏差を強制的に0にセットして乗算部2
03に出力するようにしている。
M/G補償トルクを制動発電トルクマップ検索部203
で検索された制動発電トルクに加算するようになってい
る。これにより、機械制動力が不足したときには、M/
G補償トルクが制動発電トルクへ加算されることによる
モータ3の回生制動力の増大によって機械制動力の不足
が補償されることになる。
の制御をステップ毎に分かり易く示したのが図3のフロ
ーチャートである。まず、ステップS10では、回生発
電トルクマップからアウトプット回転速度に応じた回生
発電トルクを決定する。ステップS20では、この回生
発電トルクにバッテリ温度補正ゲインを乗算することに
よってモータトルクA(A=回生発電トルク×バッテリ
温度補正ゲイン)を得る。
プからBPSに応じた制御発電トルクを決定する。ま
た、ステップS40では、理想ブレーキ液圧マップから
BPSに応じた理想ブレーキ液圧を決定する。そして、
ステップS50において理想ブレーキ液圧と実ブレーキ
液圧との偏差、すなわち不足油圧を算出する。ステップ
S60では算出した不足油圧が正か判定し、不足油圧が
0以下の場合にはステップS70で強制的に0にセット
する。ステップS80では、ステップS50或いはステ
ップS70で得られた不足油圧にデフ比の逆数及びレシ
オ比の逆数を乗算してM/G補償トルクを算出する。そ
して、得られたM/G補償トルクをステップS90にお
いてフィルタ処理し、M/G補償トルク(M/G補償ト
ルクの波形信号)からノイズ成分を除去する。
30で決定した制動発電トルクにステップS90でフィ
ルタ処理したM/G補償トルクを加算する。そして、ス
テップS110では、得られたモータトルクB(B=制
動発電トルク+M/G補償トルク)を所定値で下限制限
する。この下限制限は過充電によるバッテリの破損を防
止するための処置である。また、ステップS120で
は、アウトプット回転速度よりNO依存ゲインを決定す
る。そして、ステップS130において、ステップS1
10で下限制限したモータトルクBにNO依存ゲインを
乗算し、モータトルクC(C=B×NO依存ゲイン)を
算出する。
で算出したモータトルクCにステップS20で算出した
モータトルクAを加算して、新にモータトルクD(D=
C+A)を算出する。そして、ステップS150におい
て、モータトルクDをバッテリ受入可能トルクで下限制
限することにより、最終的な回生時モータトルク(補正
後の目標回生制動力に対応)が算出される。この最終の
回生時モータトルクをモータ3に出力することによっ
て、ブレーキ液圧の不足による機械制動力の低下を補償
した回生制動力が得られることになる。
の制御装置によれば、ブレーキ液圧の不足により機械制
動力が低下した場合には、実ブレーキ液圧と理想ブレー
キ液圧との偏差に基づき設定されたM/G補償トルクが
BPSに応じた制動発電トルクへ加算されるので、モー
タ3の回生制動力の増大によって機械制動力の不足を補
償することができ、ブレーキフィーリングの低下を防止
することができる。
はブレーキ液圧の上昇により発生し、機械制動力と回生
制動力とが車両1に作用した結果、車両1に減速度が作
用することから、実ブレーキ液圧と理想ブレーキ液圧と
の偏差に基づき目標回生制動力に対応する回生時モータ
トルクを補正することで、実際に車両1に減速度が作用
する前に機械制動力と回生制動力とのトータル制動力を
BPSに応じた適正な値にすることができる。その結
果、制御の遅れによって運転者によるブレーキペダル6
の再操作と回生制動力の増大補正が重複して実行される
ことがなく、ブレーキフィーリングの悪化を招くことは
ない。
において車輪8,8,9,9のロックにより減速度に偏
差が生じた場合でも、実ブレーキ液圧と理想ブレーキ液
圧とに偏差が生じない限りは回生時モータトルクの補正
が行われないので、回生作動力の増大によってロックを
さらに増長させてしまうことがなく、ブレーキフィーリ
ングの悪化を招くことはない。
レーキ10のブレーキパッドの磨耗やベーパーロックに
よる機械制動力の低下は回生制動力により補償されない
ので、ドライバはブレーキフィーリングの悪化により速
やかにホイールブレーキ10の異常に気付くことができ
る。また、図4は、BPSの変化や車速の変化が同一の
条件において、ブレーキ液圧が正常な場合(破線で示
す)とブレーキ液圧が不足している場合(実線で示す)
とで要求されるモータトルクを比較実験した結果である
が、この比較結果からも明らかなように、本制御装置に
よれば、ブレーキ液圧の不足を利用してモータ3による
回生量を増やすことができ、燃費を向上させることがで
きる。また、本制御装置は、実ブレーキ液圧が理想ブレ
ーキ液圧よりも低い場合にのみ回生制動力による補償を
行い、実ブレーキ液圧が理想ブレーキ液圧以上の場合に
は回生制動力による補償を行わないので、モータ3の回
生量を低下させてしまうことがない。
たが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施
しうるものである。また、上述の実施形態では本発明を
いわゆるパラレル式のハイブリッド車に適用している
が、シリーズ式等他の形式のハイブリッド車は勿論、動
力源としてモータのみを備えた狭義の電気自動車にも適
用可能なことは言うまでもない。
車の制御装置によれば、実ブレーキ液圧と目標ブレーキ
液圧との比較結果に基づき目標回生制動力を補正するこ
とにより、ブレーキフィーリングの悪化を招くことなく
機械制動力のばらつきを回生制動力で補償することがで
きる。
以上の場合には目標回生制動力の補正を行わないこと
で、モータジェネレータによる回生量が増加する方向に
回生制動力を制御することができ、エネルギ効率を向上
させることができる。
の全体構成を示す概略図である。
能ブロック図である。
回生制動力の制御の流れを示すフローチャートである。
説明するための図であり、(a)はブレーキ液圧が正常
な場合(実線)と不足している場合(破線)とで要求さ
れるモータトルクを比較した図であり、(b)は各場合
のブレーキ液圧を示す図、(c)はBPSを示す図、
(d)は車速を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 車両を駆動するためのモータジェネレー
タと、 上記車両を制動するための機械ブレーキと、 運転者のブレーキベダルの操作量を検出するブレーキ操
作量検出手段と、 上記ブレーキ操作量検出手段の検出結果に基づき上記モ
ータジェネレータによる目標回生制動力を設定する回生
制動力設定手段と、 上記ブレーキ操作量検出手段の検出結果に基づき上記機
械ブレーキにおける目標ブレーキ液圧を設定するブレー
キ液圧設定手段と、 上記機械ブレーキの実ブレーキ液圧を検出する実ブレー
キ液圧検出手段と、 上記実ブレーキ液圧と上記目標ブレーキ液圧を比較する
比較手段と、 上記比較手段の比較結果に基づき上記目標回生制動力を
補正する補正手段とを備えたことを特徴とする、電気自
動車の制御装置。 - 【請求項2】 上記補正手段は、上記実ブレーキ液圧が
上記目標ブレーキ液圧以上の場合には上記目標回生制動
力の補正を行わないことを特徴とする、請求項1記載の
電気自動車の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001271784A JP4581308B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 電気自動車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001271784A JP4581308B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 電気自動車の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003087904A true JP2003087904A (ja) | 2003-03-20 |
JP4581308B2 JP4581308B2 (ja) | 2010-11-17 |
Family
ID=19097248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001271784A Expired - Lifetime JP4581308B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 電気自動車の制御装置 |
Country Status (1)
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