JP2011063145A - 回生ブレーキトルク補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリＳＯＣが十分に高いときでも、回生ブレーキトルクを補助してエンジンブレーキ相当の減速力を得ることができる回生ブレーキトルク補助装置を提供する。
【解決手段】モータに機械的な制動力を与える機械的制動手段（エアブレーキ、エアタンク、エアバルブ）と、この機械的制動手段の制動力の大きさを制御するＥＶ−ＥＣＵとを有し、ＥＶ−ＥＣＵでは目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑをエネルギーに換算した目標回生ブレーキエネルギーｔＰと、検出されたバッテリ電圧Ｖと回生電流Ｉから求めた実回生ブレーキエネルギーｒＰとの回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰを求め、この回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰが閾値以上のとき、当該回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰに応じた機械的制動手段の操作量（エアバルブ開度操作量Ｂｐｏ）を求め、この機械的制動手段の操作量に基づいて、機械的制動手段がモータに与える制動力の大きさを制御する構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は電機自動車に装備する回生ブレーキトルク補助装置に関する。

電気自動車はモータを走行駆動源とするものであり、バッテリからインバータを介してモータへ供給される電力によりモータを作動させて走行する。そして、かかる電気自動車においても、エンジンを走行駆動源とするエンジン自動車と同様の操作性を得るため、エンジン自動車のエンジンブレーキに相当する減速力を発生させる必要がある。

このため、電気自動車では、ドライバーがアクセルペダルを踏み込まないとき、モータを発電機として機能させることより、このモータの発電電力（回生電力）をインバータを介してバッテリへ回生する（バッテリに充電する）ようにしている。このとき、モータには回生ブレーキトルクが生じ、この回生ブレーキトルクがエンジンブレーキ相当の減速力となる。

特許第３５０２７６８号公報 特開２００６−０５４９４９号公報

しかしながら、バッテリの残容量（ＳＯＣ：state of charge）が十分に高いときには、モータの発電電力（回生電力）をバッテリが受け入れられずに十分な回生電流（バッテリ充電電流）を得ることができないため、エンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルクを発生させることができない。
例えば、電気自動車が長い下り坂を走行してモータからバッテリへの電力回生が長時間継続された場合には、バッテリＳＯＣが高くなるにつれて、バッテリが回生電力をあまり受け入れられなくなり、ついにはエンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルクを確保することができなるという事態を招く恐れがある。

このようにエンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルクが得られない場合、ドライバーがブレーキペダルを踏み込んで油圧ブレーキを多用する必要があるため、エンジン自動車と同様の操作性を得ることができず、また、フェード現象やベーパーロックが生じ易くなるという恐れもある。

従って本発明は上記の事情に鑑み、バッテリＳＯＣが十分に高いときでも、回生ブレーキトルクを補助してエンジンブレーキ相当の減速力を得ることができる回生ブレーキトルク補助装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する第１発明の回生ブレーキトルク補助装置は、バッテリからの電力供給により作動するモータを走行駆動源として備えた電気自動車に装備する回生ブレーキトルク補助装置であって、
前記モータに機械的な制動力を与える機械的制動手段と、
この機械的制動手段の制動力の大きさを制御する制御手段とを有しており、
この制御手段では、
目標回生ブレーキトルクをエネルギーに換算した目標回生ブレーキエネルギーと、検出された前記バッテリの電圧と回生電流から求めた実回生ブレーキエネルギーとの回生ブレーキエネルギー偏差を求め、
この回生ブレーキエネルギー偏差が閾値以上のとき、当該回生ブレーキエネルギー偏差に応じた前記機械的制動手段の操作量を求め、
この機械的制動手段の操作量に基づいて、前記機械的制動手段が前記モータに与える制動力の大きさを制御すること、
を特徴とする。

また、第２発明の回生ブレーキトルク補助装置は、第１発明の回生ブレーキトルク補助装置において、
前記制御手段では、前記目標回生ブレーキトルクを、モータ回転数又は車速と目標回生ブレーキトルクとの関係を表す回生ブレーキトルクマップと、検出された前記モータの回転数又は車速とに基づいて求めること、
を特徴とする。

また、第３発明の回生ブレーキトルク補助装置は、第１又は第２発明の回生ブレーキトルク補助装置において、
前記制御手段では、前記機械的制動手段の操作量を、モータ回転数又は車速と回生ブレーキエネルギー偏差と機械的制動手段の操作量との関係を表す機械的制動手段の操作量マップと、検出された前記モータの回転数又は車速とに基づいて求めること、
を特徴とする。

また、第４発明の回生ブレーキトルク補助装置は、第１〜第３発明の何れかの回生ブレーキトルク補助装置において、
前記機械的制動手段は、前記モータに制動力を与えるエアブレーキと、圧縮エアを貯留したエアタンクと、このエアタンクから前記エアブレーキに供給する圧縮エアの量を調整するエアバルブとを有して成るものであり、
前記機械的制動手段の操作量は、前記エアバルブの開度であり、
前記制御手段では、このエアバルブ開度の操作量に基づいて、前記エアバルブの開度制御を行うことにより、前記エアブレーキが前記モータに与える制動力の大きさを制御すること、
を特徴とする。

第１発明の回生ブレーキトルク補助装置によれば、バッテリからの電力供給により作動するモータを走行駆動源として備えた電気自動車に装備する回生ブレーキトルク補助装置であって、前記モータに機械的な制動力を与える機械的制動手段と、この機械的制動手段の制動力の大きさを制御する制御手段とを有しており、この制御手段では、目標回生ブレーキトルクをエネルギーに換算した目標回生ブレーキエネルギーと、検出された前記バッテリの電圧と回生電流から求めた実回生ブレーキエネルギーとの回生ブレーキエネルギー偏差を求め、この回生ブレーキエネルギー偏差が閾値以上のとき、当該回生ブレーキエネルギー偏差に応じた前記機械的制動手段の操作量を求め、この機械的制動手段の操作量に基づいて、前記機械的制動手段が前記モータに与える制動力の大きさを制御することを特徴としているため、目標回生ブレーキトルク（エンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルク）が得られずに回生ブレーキトルクが不足しているとき（回生ブレーキエネルギー偏差が閾値以上のとき）、機械的制動手段による制動力がモータに与えられて、回生ブレーキトルクが補助される。
このため、バッテリＳＯＣの状態が十分に高くて、目標回生ブレーキトルク（目標回生ブレーキエネルギー）と実回生ブレーキトルク（実回生ブレーキエネルギー）との偏差が大きいときでも、ドライバーがブレーキペダルを踏み込むことなく、目標回生ブレーキトルク（エンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルク）相当の減速トルクを発生されることができる。従って、バッテリＳＯＣがいかなる状態であっても、エンジンブレーキ相当の減速力が常に得られる。

第２発明の回生ブレーキトルク補助装置によれば、第１発明の回生ブレーキトルク補助装置において、前記制御手段では、前記目標回生ブレーキトルクを、モータ回転数又は車速と目標回生ブレーキトルクとの関係を表す回生ブレーキトルクマップと、検出された前記モータの回転数又は車速とに基づいて求めることを特徴としているため、モータ回転数又は車速を考慮したより適切な目標回生ブレーキトルクを求めることができる。

第３発明の回生ブレーキトルク補助装置によれば、第１又は第２発明の回生ブレーキトルク補助装置において、前記制御手段では、前記機械的制動手段の操作量を、モータ回転数又は車速と回生ブレーキエネルギー偏差と機械的制動手段の操作量との関係を表す機械的制動手段の操作量マップと、検出された前記モータの回転数又は車速とに基づいて求めることを特徴としているため、モータ回転数又は車速を考慮したより適切な機械的制動手段の操作量を求めることができる。

また、第４発明の回生ブレーキトルク補助装置によれば、第１〜第３発明の何れかの回生ブレーキトルク補助装置において、前記機械的制動手段は、前記モータに制動力を与えるエアブレーキと、圧縮エアを貯留したエアタンクと、このエアタンクから前記エアブレーキに供給する圧縮エアの量を調整するエアバルブとを有して成るものであり、前記機械的制動手段の操作量は、前記エアバルブの開度であり、前記制御手段では、このエアバルブ開度の操作量に基づいて、前記エアバルブの開度制御を行うことにより、前記エアブレーキが前記モータに与える制動力の大きさを制御することを特徴としているため、ベーパーロックの生じる恐れがなく、より適切な機械的制動手段を実現することができる。即ち、機械的制動手段に例えば油圧ブレーキを用いた場合には、その使用条件などによってはベーパーロックを生じる恐れもあるが、機械的制動手段にエアブレーキを用いた場合にはそのような恐れが全くないため、より適切な機械的制動手段となる。

本発明の実施の形態例に係る回生ブレーキトルク補助装置を備えた電気自動車の要部構成（回生ブレーキトルク補助装置に関連する構成）を示す図である。 前記回生ブレーキトルク補助装置における回生ブレーキトルク補助処理の内容を示すブロック図である。 前記回生ブレーキトルク補助装置における回生ブレーキトルク補助処理の内容を示すフローチャートである。 前記回生ブレーキトルク補助処理において用いられる回生ブレーキトルクマップの例を示す図である。 前記回生ブレーキトルク補助処理において用いられるエアバルブ開度マップの例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。

まず、図１に基づき、本発明の実施の形態例に係る回生ブレーキトルク補助装置を備えた電気自動車の要部構成（回生ブレーキトルク補助装置に関連する構成）について説明する。

図１に示すように、本実施の形態例の電気自動車は、その走行駆動源として誘導電動機などのモータ１を備えている。モータ１の回転力は、減速機２及び車軸１４を介して車輪３に伝達される。モータ１は、走行駆動用のバッテリであるバッテリパック４から、走行駆動用のインバータ５を介して電力が供給されることにより、回転する。このときインバータ５は、本電気自動車の走行制御などを行うための電子制御ユニット（ＥＶ−ＥＣＵ）６からの制御信号ａに基づいて、バッテリパック４から出力される直流電力を三相の交流電力に変換して、モータ１へ供給する。

そして、本実施の形態例の電気自動車には、回生ブレーキトルク補助装置の構成機器としても機能するＥＶ−ＥＣＵ６（制御手段）の他、回生ブレーキトルク補助装置の構成機器としてエアブレーキ７、エアバルブ８、エアタンク９、コンプレッサ１０、コンプレッサ用のインバータ１１、回転数検出器２１、圧力検出器２２、バッテリ電圧検出器２３、回生電流検出器２４、シフトポジション検出器２５などが装備されている。また、図１中の２６はアクセル開度検出器、２７は車速検出器である。

エアタンク９はエア供給管１２を介してエアブレーキ７に接続されている。エアタンク９には圧縮された高圧のエアが貯留されている。
エアブレーキ７はドラム式又はディスク式のものであり、エアタンク９から供給される圧縮エアにより作動して、モータ１に機械的な制動力（回転負荷）を与える。なお、エアブレーキ７はモータ１に組み込まれていても、モータ１と別体でもよく、モータ１の回転に対して機械的な制動力（回転負荷）を付与することができればよい。

エアバルブ８は、エアタンク９とエアブレーキ７とを繋いでいるエア供給管１２に設けられている。従って、ＥＶ−ＥＣＵ６からの制御信号ｃによってエアバルブ８の開度が制御されることより（詳細後述）、エアタンク９からエアブレーキ７に供給される圧縮エアの量が調整されるため、エアブレーキ７からモータ１に与える機械的な制動力（回転負荷）の大きさを調整することができる。

インバータ１１は、ＥＶ−ＥＣＵ６からの制御信号ｂに基づいて、バッテリパック４から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、コンプレッサ１０へ供給する。
コンプレッサ１０は、エア供給管１３を介してエアタンク９に接続されている。コンプレッサ１０は、動力源としてモータを備えた電動コンプレッサであり、バッテリパック４からインバータ１１を介して供給される電力によりモータが回転して、エアを圧縮する。コンプレッサ１０で圧縮されたエアは、エア供給管１３を介してエアタンク９へ供給されることにより、エアタンク９に貯留される。

回転数検出器２１は、モータ１の回転数ｎを検出し、このモータ回転数ｎの検出信号をＥＶ−ＥＣＵ６へ出力する。
圧力検出器２２は、エアタンク９内のエア圧力ｅｐを検出し、このエア圧力ｅｐの検出信号をＥＶ−ＥＣＵ６へ出力する。
バッテリ電圧検出器２３は、バッテリパック４の総電圧Ｖを検出し、このバッテリ電圧Ｖの検出信号をＥＶ−ＥＣＵ６へ出力する。
回生電流検出器２４は、発電機として機能するモータ１の発電電力（回生電力）をインバータ５を介してバッテリパック４へ回生するときにバッテリパック４へ供給される回生電流Ｉ（即ち電力回生時のバッテリ充電電流）を検出し、この回生電流Ｉの検出信号をＥＶ−ＥＣＵ６へ出力する。
シフトポジション検出器２５は、ドライバーが操作するシフトレバー（図示省略）のポジションｓｐ（例えばドライブ、セカンド、ローなどのシフトポジション）を検出し、このシフトポジションｓｐの検出信号をＥＶ−ＥＣＵ６へ出力する。
アクセル開度検出器２６は、ドライバーによるアクセルペダル（図示省略）の踏み込み量に応じて変化するアクセル開度Ａｃｃを検出し、このアクセル開度Ａｃｃの検出信号をＥＶ−ＥＣＵ６へ出力する。
車速検出器２７は、電気自動車の車速ｖを検出し、この車速ｖの検出信号をＥＶ−ＥＣＵ６へ出力する。

そして、ＥＶ−ＥＣＵ６では、これらの検出器２１〜２６の検出信号などに基づいて、図２のブロックと図３のフローチャートに示すようなエアブレーキ７による回生ブレーキトルクの補助処理を行なう。なお、この回生ブレーキトルク補助処理はＥＶ−ＥＣＵ６に記憶されたソフトウエア（プログラム）によって実施されるが、これに限定するものではなく、ハードウエアによって実施するようにしてもよい。

次に、図１〜図４に基づいて、ＥＶ−ＥＣＵ６による回生ブレーキトルク補助処理について詳細に説明する。
図２に示すように、ＥＶ−ＥＣＵ６は、回生ブレーキトルク補助処理の機能に関して、目標回生ブレーキトルク演算部３１と、乗算部３２と目標回生ブレーキエネルギー換算部３４とから成る目標回生ブレーキエネルギー演算部３９と、実回生ブレーキエネルギー演算部３３と、偏差演算部３５と、比較判定部３６と、選択部３７と、エアバルブ開度操作量演算部３８とを有している。
また、図３のフローチャートの各ステップにはＳ１〜Ｓ１５の符号を付した。図３の一点鎖線で囲んだ範囲が、回生ブレーキトルク補助処理に関する範囲であり、図２のブロック図に対応している。

図３のフローチャートの処理が開始されると、まず、アクセル開度検出器２６で検出されたアクセル開度Ａｃｃと、車速検出器２７で検出された車速ｖとを読み込む（ステップＳ１，Ｓ２）。
続いて、これらのアクセル開度Ａｃｃ及び車速ｖにより、モータトルクｍＴｒｑを演算し（ステップＳ３）、このモータトルクｍＴｒｑが負（ｍＴｒｑ＜０）か否かを判定する（ステップＳ４）。この判定の結果、モータトルクｍＴｒｑが負（ｍＴｒｑ＜０）でなければ（ＮＯの場合）、回生ブレーキトルクの補助処理は行なわず、フローチャートの開始処理へ戻る。
このとき、ＥＶ−ＥＣＵ６では、演算したモータトルクｍＴｒｑに応じた制御信号ａをインバータ５へ出力してインバータ５を制御することより、このインバータ５を介してバッテリパック４からモータ１へ供給される電力量を調整して、モータ１のトルクが当該モータトルクｍＴｒｑとなるようにする。

そして、ステップＳ４の判定の結果、モータトルクｍＴｒｑが負（ｍＴｒｑ＜０）であれば（ＹＥＳの場合）、エアブレーキ７による回生ブレーキトルクの補助処理を開始する。

ドライバー１がアクセルペダルを踏み込まないとき（アクセル開度Ａｃｃが０（％）のとき）、モータトルクｍＴｒｑは負となる。このときＥＶ−ＥＣＵ６では、後述の目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑに応じた制御信号ａをインバータ５へ出力してインバータ５を制御することにより、モータ１を発電機として機能させてモータ１の発電電力（回生電力）をバッテリパック４に回生することにより、モータ１にエンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルクを発生させようとする。しかし、バッテリパック４のＳＯＣが十分に高くて、モータ１の発電電力（回生電力）をバッテリパック４が受け入れられずに十分な回生電流（バッテリ充電電流）を得ることができない場合には、エンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルクを発生させることができない。従って、この場合にはエアブレーキ７による回生ブレーキトルクの補助処理を実施する。

この回生ブレーキトルク補助処理においては、まず、回転数検出器２１で検出されたモータ回転数ｎと、シフトポジション検出器２５で検出されたシフトポジションｓｐと、バッテリ電圧検出器２３で検出されたバッテリ電圧Ｖと、回生電流検出器２４で検出された回生電流Ｉとを読み込む（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）。

続いて、回生ブレーキトルク演算部３１では、読み込んだモータ回転数ｎとシフトポジションｓｐとから、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑを演算する（ステップＳ９）。
詳述すると、回生ブレーキトルク演算部３１には、予め図４に示すようなモータ回転数と目標回生ブレーキトルクとの関係を表す回生ブレーキトルクマップが、各シフトポジションｓｐ（図示例ではドライブ、セカンド、ロー）のそれぞれに対して設定されている。これら複数（図示例では３つ）の回生ブレーキトルクマップから、読み込んだシフトポジションｓｐに対応する回生ブレーキトルクマップを選択し、当該回生ブレーキトルクマップに基づいて、読み込んだモータ回転数ｎに対応する目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑを求める。

なお、回生ブレーキトルクマップはエンジン自動車のエンジンブレーキ相当の減速力が得られる目標回生ブレーキトルクとなるように計算や試験などによって適宜設定すればよい。また、回生ブレーキトルクによる減速力をエアブレーキによる減速力にできるだけ近づけるには、図示例のように複数のシフトポジションｓｐのそれぞれに対応する複数の回生ブレーキトルクマップを設けることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、回生ブレーキトルクマップは１つであってもよい。

また、ステップＳ４ではモータトルクが負の場合には回生ブレーキトルクであると判定しており、通常のモータトルク（モータ１がモータとして機能するときのトルク）を正とすると、その逆方向の回生ブレーキトルクは負となるが、回生ブレーキトルク補助処理においては、後述のとおり、目標回生ブレーキトルクをエネルギーに換算した目標回生ブレーキエネルギーｔＰと、実回生ブレーキエネルギーｒＰとの偏差（ｔＰ−ｒＰ）を求める関係上、回生電流Ｉとバッテリ電圧Ｖから算出（Ｖ×Ｉ）される実回生ブレーキエネルギーｒＰが正であることに合わせて、目標回生ブレーキトルクも正としている。

次に、乗算部３２では、目標回生ブレーキトルク演算部３１で演算された目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑと、読み込んだモータ回転数ｎとを乗算（ｍＴｒｑ×ｎ）する。
目標回生エネルギー換算部３４では、乗算部３２の乗算結果に対して、（２×π÷６０）を乗算（ｍＴｒｑ×ｎ×２×π÷６０）することにより、目標回生ブレーキエネルギーｔＰ（Ｗ）を得る。
即ち、これらの乗算部３２と目標回生ブレーキエネルギー換算部３４とから成る目標回生エネルギー演算部３９において、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑから、目標回生ブレーキエネルギーｔＰ（Ｗ）を演算する（ステップＳ１０）。

実回生ブレーキエネルギー演算部３３では、読み込んだバッテリ電圧Ｖと回生電流Ｉとを乗算（Ｖ×Ｉ）して、実回生ブレーキエネルギーｒＰ（Ｗ）を得る（ステップＳ１１）。

偏差演算部３５では、目標回生エネルギー演算部３９で演算された目標回生ブレーキエネルギーｔＰと、実回生ブレーキエネルギー演算部３３で演算された実回生ブレーキエネルギーｒＰとの偏差ΔＰ（ｔＰ−ｒＰ）を求める（ステップＳ１２）。

比較判定部３６では、偏差演算部３５で求めた回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰ（Ｗ）と、この回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰに対する所定の閾値とを比較して、回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰが閾値以上（ΔＰ≧閾値）か否かを判定する（ステップＳ１３）。なお、閾値は回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰの許容値であり、例えば効率などを考慮して、計算や試験などにより適宜設定すればよい。

選択部３７では、比較判定部３６（ステップＳ１３）における判定の結果、回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰが閾値以上（ΔＰ≧閾値）でなければ（ＮＯの場合）、回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰ＝０（Ｗ）（ステップＳ１５）を選択してエアバルブ開度操作量演算部３８へ出力する。一方、回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰが閾値以上（ΔＰ≧閾値）であれば（ＹＥＳの場合）、偏差演算部３５で求めた回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰを選択して、エアバルブ開度操作量演算部３８へ出力する。

エアバルブ開度操作量演算部３８では、図５に示すような予め設定されたモータ回転数（ｒｐｍ）と回生ブレーキエネルギー偏差（Ｗ）とエアバルブ開度（％）との関係を表すエアバルブ開度マップに基づいて、読み込んだモータ回転数ｎ（ｒｐｍ）と、選択部３７で選択した回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰ（Ｗ）とに対応するエアバルブ開度（％）を求め、このエアバルブ開度（％）の値をエアバルブ開度操作量Ｂｐｏとして出力する（ステップＳ１４）。その後は、ステップＳ１の処理に戻る。

なお、図示例のエアバルブ開度マップではエアバルブ開度を１０％間隔で表わしているが、これらの間（例えば１０％と２０％の間や２０％と３０％の間など）のバルブ開度は補間して求める。また、エアバルブ開度の間隔は、図示例のような１０％間隔に限らず、これよりも細かい間隔又は粗い間隔であってもよい。
また、エアバルブ開度マップは、目標回生ブレーキトルクに対して不足している回生ブレーキトルク相当の機械的な減速トルクがエアブレーキ７によって得られるように計算や試験などによって適宜設定すればよい。

図１に示すように、ＥＶ−ＥＣＵ６では、エアバルブ開度操作量演算部３８から出力するエアバルブ開度操作量Ｂｐｏを制御信号ｃとしてエアバルブ８へ出力して、エアバルブ８の開度制御を行うことにより、エアバルブ８の開度を当該エアバルブ開度操作量Ｂｐｏに応じた開度にする。
その結果、このエアバルブ開度操作量Ｂｐｏに応じた量の圧縮エアが、エアタンク９からエアバルブ８を介してエアブレーキ７に供給されてエアブレーキ７が作動するため、このエアブレーキ７により、目標回生ブレーキトルクに対して不足している回生ブレーキトルク相当の機械的な制動力（減速トルク）が、モータ１（車輪３）に与えられる。
従って、この不足している回生ブレーキトルク相当のエアブレーキ７による機械的な制動力（減速トルク）が、前述の実回生ブレーキエネルギーに相当する実回生ブレーキトルクに対して補助されることになるため、モータ１（車輪３）にはエンジンブレーキ相当の減速力が与えられことになる。

また、エアタンク９からエアブレーキ７への圧縮エアの供給が繰り返されることより、圧力検出器２２で検出されるエア圧力ｅｐが所定の閾値以下になった場合、ＥＶ−ＥＣＵ６では、前述の如く制御信号ｂによってインバータ１１を制御することにより、コンプレッサ１０を作動させてエアタンク９への圧縮エアの補充を行う。

なお、機械的制動手段としては、上記のようなエアブレーキ７とエアタンク９とエアバルブ８とを有して成るものが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、その他の機械的制動手段であってもよい。例えば、図示は省略するが、モータ１へ制動力を与える油圧ブレーキと、この油圧ブレーキへ圧油を供給する油圧ポンプなどの圧油供給手段から成るものであってもよい。

また、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑとエアバルブ開度操作量Ｂｐｏは、モータ回転数ｎに限らず、車速ｖを用いて求めてもよい。この場合、回生ブレーキトルクマップとエアバルブ開度マップにも、モータ回転数ｎに代えて車速ｖを用いたものになる。

以上のように、本実施の形態例の回生ブレーキトルク補助装置によれば、バッテリパック４からの電力供給により作動するモータ１を走行駆動源として備えた電気自動車に装備する回生ブレーキトルク補助装置であって、モータ１に機械的な制動力を与える機械的制動手段（エアブレーキ７、エアタンク９、エアバルブ８）と、この機械的制動手段の制動力の大きさを制御するＥＶ−ＥＣＵ６とを有しており、このＥＶ−ＥＣＵ６では、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑをエネルギーに換算した目標回生ブレーキエネルギーｔＰと、検出されたバッテリ電圧Ｖと回生電流Ｉから求めた実回生ブレーキエネルギーｒＰとの回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰを求め、この回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰが閾値以上のとき、当該回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰに応じた機械的制動手段の操作量（エアバルブ開度操作量Ｂｐｏ）を求め、この機械的制動手段の操作量に基づいて、機械的制動手段がモータ１に与える制動力の大きさを制御することを特徴としているため、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑ（エンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルク）が得られずに回生ブレーキトルクが不足しているとき（回生ブレーキエネルギー偏差ΔＰが閾値以上のとき）、機械的制動手段による制動力がモータ１に与えられて、回生ブレーキトルクが補助される。
このため、バッテリパック４のＳＯＣの状態が十分に高くて、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑ（目標回生ブレーキエネルギーｔＰ）と実回生ブレーキトルク（実回生ブレーキエネルギーｒＰ）との偏差が大きいときでも、ドライバーがブレーキペダルを踏み込むことなく、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑ（エンジンブレーキ相当の回生ブレーキトルク）に相当する減速トルクを発生されることができる。従って、バッテリパック４のＳＯＣがいかなる状態であっても、エンジンブレーキ相当の減速力が常に得られる。

また、本実施の形態例の回生ブレーキトルク補助装置によれば、ＥＶ−ＥＣＵ６では、目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑを、モータ回転数又は車速と目標回生ブレーキトルクとの関係を表す回生ブレーキトルクマップと、検出されたモータ回転数ｎ又は車速ｖとに基づいて求めることを特徴としているため、モータ回転数ｎ又は車速ｖを考慮したより適切な目標回生ブレーキトルクｍＴｒｑを求めることができる。

また、本実施の形態例の回生ブレーキトルク補助装置によれば、ＥＶ−ＥＣＵ６では、機械的制動手段の操作量（エアバルブ開度操作量Ｂｐｏ）を、モータ回転数又は車速と回生ブレーキエネルギー偏差と機械的制動手段の操作量（エアバルブ開度）との関係を表す機械的制動手段の操作量マップ（エアバルブ開度マップ）と、検出されたモータ回転数ｎ又は車速ｖとに基づいて求めることを特徴としているため、モータ回転数ｎ又は車速ｖを考慮したより適切な機械的制動手段の操作量（エアバルブ開度操作量Ｂｐｏ）を求めることができる。

また、本実施の形態例の回生ブレーキトルク補助装置によれば、機械的制動手段は、モータ１に制動力を与えるエアブレーキ７と、圧縮エアを貯留したエアタンク９と、このエアタンク９からエアブレーキ７に供給する圧縮エアの量を調整するエアバルブ８とを有して成るものであり、機械的制動手段の操作量は、エアバルブ８の開度であり、ＥＶ−ＥＣＵ６では、このエアバルブ開度の操作量Ｂｐｏに基づいて、エアバルブ８の開度制御を行うことにより、エアブレーキ７がモータ１に与える制動力の大きさを制御することを特徴としているため、ベーパーロックの生じる恐れがなく、より適切な機械的制動手段を実現することができる。即ち、機械的制動手段に例えば油圧ブレーキを用いた場合には、その使用条件などによってはベーパーロックを生じる恐れもあるが、機械的制動手段にエアブレーキ７を用いた場合にはそのような恐れが全くないため、より適切な機械的制動手段となる。

本発明は電機自動車に装備する回生ブレーキトルク補助装置に関するものであり、バッテリＳＯＣがいかなる状態であっても、エンジンブレーキ相当の減速力を得られるようにする場合に適用して有用なものである。

１ モータ
２ 減速機
３ 車輪
４ バッテリパック
５ インバータ
６ ＥＶ−ＥＣＵ
７ エアブレーキ
８ エアバルブ
９ エアタンク
１０ コンプレッサ
１１ インバータ
１２，１３ エア供給管
１４ 車軸
２１ 回転数検出器
２２ 圧力検出器
２３ バッテリ電圧検出器
２４ 回生電流検出器
２５ シフトポジション検出器
２６ アクセル開度検出器
２７ 車速検出器
３１ 目標回生ブレーキトルク演算部
３２ 乗算部
３３ 実回生ブレーキエネルギー演算部
３４ 目標回生ブレーキエネルギー換算部
３５ 偏差演算部
３６ 比較判定部
３７ 選択部
３８ エアバルブ開度操作量演算部
３９ 目標回生ブレーキエネルギー演算部

Claims (4)

1. バッテリからの電力供給により作動するモータを走行駆動源として備えた電気自動車に装備する回生ブレーキトルク補助装置であって、
   前記モータに機械的な制動力を与える機械的制動手段と、
   この機械的制動手段の制動力の大きさを制御する制御手段とを有しており、
   この制御手段では、
   目標回生ブレーキトルクをエネルギーに換算した目標回生ブレーキエネルギーと、検出された前記バッテリの電圧と回生電流から求めた実回生ブレーキエネルギーとの回生ブレーキエネルギー偏差を求め、
   この回生ブレーキエネルギー偏差が閾値以上のとき、当該回生ブレーキエネルギー偏差に応じた前記機械的制動手段の操作量を求め、
   この機械的制動手段の操作量に基づいて、前記機械的制動手段が前記モータに与える制動力の大きさを制御すること、
   を特徴とする回生ブレーキトルク補助装置。
2. 請求項１に記載の回生ブレーキトルク補助装置において、
   前記制御手段では、前記目標回生ブレーキトルクを、モータ回転数又は車速と目標回生ブレーキトルクとの関係を表す回生ブレーキトルクマップと、検出された前記モータの回転数又は車速とに基づいて求めること、
   を特徴とする回生ブレーキトルク補助装置。
3. 請求項１又は２に記載の回生ブレーキトルク補助装置において、
   前記制御手段では、前記機械的制動手段の操作量を、モータ回転数又は車速と回生ブレーキエネルギー偏差と機械的制動手段の操作量との関係を表す機械的制動手段の操作量マップと、検出された前記モータの回転数又は車速とに基づいて求めること、
   を特徴とする回生ブレーキトルク補助装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の回生ブレーキトルク補助装置において、
   前記機械的制動手段は、前記モータに制動力を与えるエアブレーキと、圧縮エアを貯留したエアタンクと、このエアタンクから前記エアブレーキに供給する圧縮エアの量を調整するエアバルブとを有して成るものであり、
   前記機械的制動手段の操作量は、前記エアバルブの開度であり、
   前記制御手段では、このエアバルブ開度の操作量に基づいて、前記エアバルブの開度制御を行うことにより、前記エアブレーキが前記モータに与える制動力の大きさを制御すること、
   を特徴とする回生ブレーキトルク補助装置。

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