JP2015171205A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバの意図に応じて容易に所望の回生ブレーキの強弱を選択することが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の制御装置が、バッテリ５からの電力供給により走行駆動源として作動するモータ１と、シフトレバー８の位置を検出するシフト位置検出器９と、シフト位置検出器９によって検出したシフト位置が少なくとも回生レンジである場合に、該シフト位置に対応して設定される回生トルクとなるようにモータ１を制御するＥＣＵ７と、シフトレバー８の操作速度を検出するシフト操作速度検出器１０を備え、ＥＣＵ７が、シフト位置検出器９によってシフトレバー８が回生レンジに移動したことを検出すると、シフト操作速度検出器１０によって検出されたシフトレバー８の操作速度に応じて回生トルク量を調整するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行駆動用のモータを搭載した車両の制御装置に関する。

例えば、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。

電気自動車に限らず走行駆動用のモータを搭載した車両では、上述したように、モータを走行駆動源として走行する際、ドライバがアクセルペダルを踏み込まないときは、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）ようにしているものがある。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。

従来、上述したような走行駆動用のモータを搭載した車両において、アクセル操作状態に応じて制動力を付与する場合に、好適な負荷制動量を決定するため、アクセル戻し時のアクセル初期開度およびアクセル戻しスピードに応じて、エンジンブレーキ相当の制動量を発生するようにした車両用減速制御装置が公知となっている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００７−１３１０９３号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、アクセルペダルの操作によって制動量を発生させる構成としているものの、制動量とシフトポジションとの対応関係については開示されておらず、例えば、エンジン自動車のファーストレンジ相当の制動量を得たいときにアクセルペダルの操作の緩急のみでファーストレンジ相当の制動量を発生させることは困難である可能性があり、また、エンジン自動車のセカンドレンジ相当の制動量を得たいときにアクセルペダルの操作によってはファーストレンジ相当の制動量が発生する可能性がある等、ドライバの意図する制動量を得られないおそれがあるという問題があった。

このようなことから本発明は、ドライバの意図に応じて所望の回生ブレーキの強弱を選択することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る車両の制御装置は、
バッテリからの電力供給により走行駆動源として作動するモータと、
シフトレバーの位置を検出するシフト位置検出手段と、
前記シフト位置検出手段によって検出したシフト位置が少なくとも回生レンジである場合に、該シフト位置に対応して設定される回生トルクとなるように前記モータを制御する回生トルク制御手段と
を備えた車両の制御装置であって、
前記シフトレバーの操作速度を検出するシフト操作速度検出手段をさらに備えるとともに、
前記回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によって前記シフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて回生トルク量を調整する
ことを特徴とする。

また、第２の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明に係る車両の制御装置において、
前記回生トルク制御手段は、前記シフトレバーの操作速度が速いほど前記回生トルクが大きくなるように前記モータを制御する
ことを特徴とする。

また、第３の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明に係る車両の制御装置において、
前記回生トルク制御手段は、前記シフトレバーの操作速度が速いほど前記回生トルクが小さくなるように前記モータを制御する
ことを特徴とする。

また、第４の発明に係る車両の制御装置は、第１から第３のいずれかひとつの発明に係る車両の制御装置において、
前記回生トルク制御手段が、車速に対して設定された複数の回生トルクラインを保有する回生トルクマップを有し、
該回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によってシフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて前記複数の回生トルクラインのうちのひとつを選択し、選択した回生トルクラインに基づいて前記モータを制御する
ことを特徴とする。

また、第５の発明に係る車両の制御装置は、第１から第３のいずれかひとつの発明に係る車両の制御装置において、
前記回生トルク制御手段が、車速に対して設定された回生トルクラインを保有する回生トルクマップを複数有し、
該回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によってシフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて前記複数の回生トルクマップのうちのひとつを選択し、選択した回生トルクマップに設定された回生トルクラインに基づいて前記モータを制御する
ことを特徴とする。

また、第６の発明に係る車両の制御装置は、第１から第３のいずれかひとつの発明に係る車両の制御装置において、
前記回生トルク制御手段が、車速に対して設定された回生トルクラインを保有する回生トルクマップを有し、
該回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によってシフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記回生トルクラインに前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定し、該決定した回生トルクに基づいて前記モータを制御する
ことを特徴とする。

上述した本発明に係る車両の制御装置によれば、シフトレバーを回生レンジに移動させる際の操作速度に応じて回生ブレーキの強弱を調整することができるので、ドライバの意図に応じた快適な走行を実現することが可能となる。

本発明の実施例１に係る車両の制御装置の構成を示すブロック図である。 シフトポジションの一例を示す説明図である。 本発明の実施例１に係る回生トルクマップの一例を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る回生トルクマップの一例を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る回生トルクマップの他の例を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る車両の制御装置について詳細に説明する。

図１ないし図３を用いて本発明の実施例１に係る車両の制御装置について説明する。
図１に示すように、本実施例において車両は、その走行駆動源として誘導電動機などのモータ１を搭載している。モータ１の回転力は、減速機２及び車軸３を介して車輪４に伝達される。モータ１は、走行駆動用のバッテリ５から、走行駆動用のインバータ６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６は、車両の走行制御などを行うための電子制御ユニット（ＥＣＵ）７からの制御信号に基づいて、バッテリ５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。なお、本実施例ではＥＣＵ７が回生トルク制御手段に対応する。

また、車両はシフトレバー８とともに、シフト位置検出手段としてのシフトポジション検出器９、シフト操作速度検出手段としてのシフト操作速度検出器１０を備えている。

シフトポジション検出器９は、シフトレバー８のシフトポジション（シフトレンジ）を検出し、検出結果をＥＣＵ７に出力するものである。本実施例においてシフトポジションは図２に示すようにパーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）、エコモード（Ｅ）、ブレーキモード（Ｂ）の順に変更されるように配置されている。なお、本実施例ではＥレンジ及びＢレンジが回生レンジに対応する。

シフト操作速度検出器１０は、シフトレバー８の操作速度（シフトレバー８をシフトポジション間で移動させる際の速度）を検出し、検出結果をＥＣＵ７に出力するものである。本実施例においてシフト操作速度検出器１０は、シフトポジションをＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ又はＥレンジからＢレンジへ移動させる際の速度を検出する。

そして、ＥＣＵ７には、車速［km/h］と回生トルク［Nm］との関係を表す回生トルクマップが、各シフトポジション（図示例ではＤレンジ、Ｅレンジ、Ｂレンジ）のそれぞれに対して設定されている。

ここで、図３に示すように、本実施例において回生トルクマップは、Ｄレンジ、Ｅレンジに対してそれぞれ一つの回生トルクラインを保有する一方、Ｂレンジに対してはＢ１からＢ５に対応する五つの回生トルクラインを保有している。これら回生トルクラインはそれぞれ車速に対して設定されている。

ＥＣＵ７は、これら複数（図示例では７つ）の回生トルクラインのうち、シフトポジション検出器９で検出したシフトポジションがＤレンジまたはＥレンジであればこれに対応する回生トルクラインを選択し、選択した回生トルクラインに基づいて、モータ１を制御する。また、シフトポジション検出器９で検出したシフトポジションが他のレンジ（Ｂレンジ以外）からＢレンジに移行した場合は、シフト操作速度検出器１０で検出したシフトレバー８の操作速度に基づいて、該操作速度に対応する回生トルクライン（Ｂ１〜Ｂ５のうちのひとつ）を選択し、選択した回生トルクラインに基づいて、モータ１を制御する。

なお、回生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、シフト操作速度検出器１０によって検出したシフトレバー８の操作速度と、回生トルクラインＢ１〜Ｂ５との対応関係は、目的に応じて適宜設定すればよい。
例えば、走行中に急な下り坂に差し掛かり、回生ブレーキを利用して減速するためシフトレバー８をＤレンジからＢレンジに移動させる場合、その操作速度は速くなると考えられる。一方、緩やかな下り坂を走行している際に回生ブレーキを利用して減速する場合、シフトレバー８の操作速度は比較的ゆっくりしたものになると考えられる。
このように、減速を行うことを目的として回生ブレーキを利用する場合には、シフトレバー８の操作速度が速いほど回生ブレーキを強く、シフトレバー８の操作速度がゆっくりであるほど回生ブレーキを弱くしたほうが利便性がよいと考えられる。
したがって、このような場合には、シフトレバー８の操作速度をｖとすると、該操作速度ｖと回生トルクラインＢ１〜Ｂ５との関係は操作速度ｖのしきい値をv1，v2，v3，v4（0＜v1＜v2＜v3＜v4）として、次のように設定すればよい。すなわち、操作速度ｖが、0＜v≦v1、v1＜v≦v2、v2＜v≦v3、v3＜v≦v4、v4＜vのとき、それぞれＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５に対応する回生トルクラインを選択すればよい。ここで、v1、v2、v3、v4は、シフトレバー８の操作速度と回生トルクラインＢ１〜Ｂ５との関係が最適となるように適宜設定すればよい。

また、例えば、バッテリ５の充電を行うことを目的として車両の走行中に頻繁に回生ブレーキを利用するような場合には、シフトレバー８の操作速度が速いほど回生ブレーキを小さくしたほうが利便性がよい場合が考えられる。
したがって、このような場合には、シフトレバー８の操作速度ｖと回生トルクラインＢ１〜Ｂ５との関係は例えば上述したしきい値v1〜v4を用いて次のように設定すればよい。すなわち、操作速度ｖが、0＜v≦v1、v1＜v≦v2、v2＜v≦v3、v3＜v≦v4、v4＜vのとき、それぞれＢ５、Ｂ４、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１に対応する回生トルクラインを選択すればよい。

このように構成される本実施例に係る車両の制御装置によれば、回生トルクマップが一つのシフトポジション（例えば、Ｂレンジ）に対して複数の回生トルクラインを保有し、ＥＣＵ７がシフトレバー８の操作速度に応じて該複数の回生トルクラインのうちのひとつを選択して回生ブレーキの強弱を調整するようにしたので、ドライバが、該ドライバの意図に応じて回生ブレーキの強弱を選択することが可能となり、より快適な走行を実現することが可能となる。

なお、本実施例ではシフトレバー８が他のシフトポジションからＢレンジに移行した場合に、シフトレバー８の操作速度に応じてＢレンジに対応する回生トルクラインＢ１〜Ｂ５のうちのひとつを選択する例を示したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば、回生トルクマップがＥレンジに対応する複数の回生トルクラインを保有し、シフトレバー８を他のシフトポジション（Ｅレンジ以外）からＥレンジに移動したときのシフトレバー８の操作速度に応じて、複数の回生トルクラインのうちのひとつを選択するようにしてもよい。または、回生トルクマップがＥレンジ及びＢレンジに対応してそれぞれ複数の回生トルクラインを保有し、シフトレバー８を他のシフトポジションからＥレンジまたはＢレンジに移動したときのシフトレバー８の操作速度に応じて、対応する複数の回生トルクラインのうちのひとつを選択するようにしてもよい。

また、本実施例ではＥＣＵ７がＢレンジに対応する複数（本実施例では五つ）の回生トルクラインを保有する回生トルクマップを有する例を示したが、例えば、ＥＣＵ７が一つのシフトポジション（例えば、Ｂレンジ又はＥレンジ又はその両方）に対応して一つの回生トルクラインを保有する回生トルクマップを複数有し、シフトレバー８を他のシフトポジションから該当するシフトポジション（例えば、Ｂレンジ又はＥレンジ）に移動したときのシフトレバー８の操作速度に応じて、対応する複数の回生トルクマップのうちのひとつを選択し、選択した回生トルクマップに設定された該当するシフトポジション（例えば、Ｂレンジ又はＥレンジ）の回生トルクラインに基づいてモータ１を制御するようにしてもよい。
また、一つのシフトポジションに対応して設けられる回生トルクラインは五つでなくてもよく、二つ乃至四つ、又は六つ以上であってもよい。

図４を用いて本発明の実施例２に係る車両の制御装置について説明する。
本実施例に係る車両の制御装置は、上述した実施例１に係る車両の制御装置に対し、回生トルクマップの設定が異なるものである。その他の構成については図１及び図２に示し上述した構成と同様であり、以下、重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。

図４に示すように、本実施例においてＥＣＵ７は、Ｄレンジ、Ｅレンジ及びＢレンジに対応してそれぞれ設定された回生トルクライン（図中、実線で示すライン）を保有する回生トルクマップを有しており、シフト操作速度検出器１０は、シフトポジションをＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ又はＥレンジからＢレンジへ移動させる際の速度、シフトポジションをＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ又はＢレンジからＥレンジへ移動させる際の速度、シフトポジションをＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｅレンジ又はＢレンジからＤレンジへ移動させる際の速度を検出する。

そして、ＥＣＵ７はシフト操作速度検出器１０で検出したシフトレバー８の操作速度に対し、該当するシフトポジション（Ｄレンジ、Ｅレンジ又はＢレンジ）に対応して設定された回生トルクラインに、シフトレバー８の操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定するように構成されている。

より詳しくは、本実施例においてＥＣＵ７は、シフトポジション検出器９で検出したシフトポジションが他のレンジ（Ｂレンジ以外）からＢレンジに移行した場合は、シフト操作速度検出器１０で検出したシフトレバー８の操作速度に基づいて、Ｂレンジに対応する回生トルクラインに、シフトレバー８の操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定し、該回生トルクを出力するように、モータ１を制御する。

同様にＥＣＵ７は、シフトポジション検出器９で検出したシフトポジションが他のレンジ（Ｅレンジ以外）からＥレンジに移行した場合、シフトポジション検出器９で検出したシフトポジションが他のレンジ（Ｄレンジ以外）からＤレンジに移行した場合についても、シフト操作速度検出器１０で検出したシフトレバー８の操作速度に基づいて、Ｅレンジ、Ｄレンジに対応する回生トルクラインに、シフトレバー８の操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定し、該回生トルクを出力するように、モータ１を制御する。

換言すると、本実施例において該回生トルクマップは、それぞれの回生トルクラインに対して所定の幅を持たせた回生トルク領域Ａ_D，Ａ_E，Ａ_Bを有している。

なお、回生トルクラインはシフトポジション（本実施例では、Ｄレンジ、Ｅレンジ及びＢレンジ）ごとに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回生トルクの範囲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、シフト操作速度検出器１０によって検出したシフトレバー８の操作速度と、回生トルクマップとの対応関係は、目的に応じて適宜設定すればよい。

例えば、実施例１で説明したように、減速を行うことを目的として回生ブレーキを利用する場合には、シフトレバー８の操作速度が速いほど回生ブレーキを強く、シフトレバー８の操作速度がゆっくりであるほど回生ブレーキを弱くするようにゲインを決定すればよい。

また、上述したように、バッテリ５の充電を行うことを目的として車両の走行中に頻繁に回生ブレーキを利用するような場合には、シフトレバー８の操作速度が速いほど回生ブレーキを弱く、シフトレバー８の操作速度がゆっくりであるほど回生ブレーキを強くするようにゲインを決定すればよい。

このように構成される本実施例に係る車両の制御装置によれば、回生トルクマップが一つのシフトポジション（例えば、Ｄレンジ、Ｅレンジ及びＢレンジ）に対して一つの回生トルクラインを保有する一方、ＥＣＵ７がシフトレバー８の操作速度に応じて対応する回生トルクラインに所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定して、回生ブレーキの強弱を調整するようにしたので、ドライバが、該ドライバの意図に応じて回生ブレーキの強弱を選択することが可能となり、より快適な走行を実現することが可能となる。

なお、本実施例ではＥＣＵ７がＤレンジ、ＥレンジおよびＢレンジに対応してそれぞれ設定される回生トルクラインを保有する回生トルクマップを有し、回生トルクラインにシフトレバー８の操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定する例を示したが、例えばＥＣＵ７が、Ｄレンジに対しては一つの回生トルクラインに基づいてモータ１を制御する一方、Ｅレンジ及びＢレンジに対しては回生トルクラインにシフトレバー８の操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定する等、少なくともシフトポジションが他のレンジから一つの回生レンジ（Ｂレンジ又はＥレンジ）に移行した場合に該一つの回生レンジ（Ｂレンジ又はＥレンジ）に対応する回生トルクラインにシフトレバー８の操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定し、該回生トルクを出力するようにモータ１を制御するようにすれば好適である。

また、上記ゲインは、図４に示すようにＤレンジ、ＥレンジおよびＢレンジに対応する回生トルク領域Ａ_D，Ａ_E，Ａ_Bが連続的につながるように設定するほか、図５に示すようにＤレンジ、ＥレンジおよびＢレンジに対応する回生トルク領域Ａ_D，Ａ_E，Ａ_Bが非連続となるように設定してもよい。

その他、本発明は上述した実施例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の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、走行駆動用のモータを搭載した車両の制御装置に適用して好適なものである。

１ モータ
２ 減速機
３ 車軸
４ 車輪
５ バッテリ
６ インバータ
７ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
８ シフトレバー
９ シフトポジション検出器
１０ シフト操作速度検出器

Claims (6)

1. バッテリからの電力供給により走行駆動源として作動するモータと、
   シフトレバーの位置を検出するシフト位置検出手段と、
   前記シフト位置検出手段によって検出したシフト位置が少なくとも回生レンジである場合に、該シフト位置に対応して設定される回生トルクとなるように前記モータを制御する回生トルク制御手段と
   を備えた車両の制御装置であって、
   前記シフトレバーの操作速度を検出するシフト操作速度検出手段をさらに備えるとともに、
   前記回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によって前記シフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて回生トルク量を調整する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記回生トルク制御手段は、前記シフトレバーの操作速度が速いほど前記回生トルクが大きくなるように前記モータを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記回生トルク制御手段は、前記シフトレバーの操作速度が速いほど前記回生トルクが小さくなるように前記モータを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記回生トルク制御手段が、車速に対して設定された複数の回生トルクラインを保有する回生トルクマップを有し、
   該回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によってシフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて前記複数の回生トルクラインのうちのひとつを選択し、選択した回生トルクラインに基づいて前記モータを制御する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
5. 前記回生トルク制御手段が、車速に対して設定された回生トルクラインを保有する回生トルクマップを複数有し、
   該回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によってシフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて前記複数の回生トルクマップのうちのひとつを選択し、選択した回生トルクマップに設定された回生トルクラインに基づいて前記モータを制御する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
6. 前記回生トルク制御手段が、車速に対して設定された回生トルクラインを保有する回生トルクマップを有し、
   該回生トルク制御手段は、前記シフト位置検出手段によってシフトレバーが前記回生レンジに移動したことを検出すると、前記回生トルクラインに前記シフト操作速度検出手段によって検出された前記シフトレバーの操作速度に応じて所定のゲインを乗算することで回生トルクを決定し、該決定した回生トルクに基づいて前記モータを制御する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。

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