JP2017118628A

JP2017118628A - ブレーキ回生量制御装置

Info

Publication number: JP2017118628A
Application number: JP2015249702A
Authority: JP
Inventors: 裕治戸塚; Yuji Totsuka
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2035-12-22
Also published as: JP6610238B2

Abstract

【課題】簡便な構成で、回生手段による車輪の制動力を所望の大きさに設定可能としたブレーキ回生量制御装置を提供する。【解決手段】車輪の制動力を回生電力に変換する、前記車輪に設けられた回生手段１０と、運転者が回生手段１０による回生量を所望の値にする際に操作する回生量設定スイッチ１１と、回生手段１０に対して、回生量設定スイッチ１１の操作に伴って前記回生量を一旦初期回生量にリセットするリセット信号を発するとともに、前記操作の操作時間に対応して決定した回生量となるように制御する制御信号を発する制御手段１３と、を備えたブレーキ回生量制御装置を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、回生手段による車輪の制動力の大きさを、運転者の操作によって調節可能としたブレーキ回生量制御装置に関する。

車輪をモータの駆動力によって駆動する車両においては、このモータを、車輪を制動して回生電力を得るための回生手段として用いる場合が多い。例えば、特許文献１においては、ステアリングのスポーク部の前面側に、減速度を増すためのＤｅｃｅｌスイッチを、前記スポーク部の背面側に、減速度を低減するためのＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを設けた構成を採用している（本文献の図５参照）。

本構成によると、運転者がＤｅｃｅｌスイッチを１回操作するごとに、動力源ブレーキ（エンジン及びモータによる制動）が１段ずつ強くなり、大きな制動力と回生電力を得ることができる。その一方で、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを１回操作するごとに、動力源ブレーキが１段ずつ弱くなり、車輪に駆動力を与えることなく慣性力によって車両を走行させることができる。このように、両スイッチを操作することによって、運転者の意図に沿った減速度に、段階的（例えば７段）に調節することができる。

特許第３７１４１６４号公報

特許文献１に示すように、Ｄｅｃｅｌスイッチ及びＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの二つのスイッチ操作で減速度を上下させる構成においては、現状において動力源ブレーキが複数段のうちどの段にあるのか、両スイッチを操作しているうちに運転者が分からなくなる場合があり、非常に不便である。また、減速度の上下操作に２個のスイッチが必要なため、部品コストが高くつきやすい問題もある。しかも、両スイッチの操作によって減速度が段階的（不連続）に変化するため、運転者が所望する減速度に正確に設定できない場合がある。

そこで、本発明は、簡便な構成で、回生手段による車輪の制動力を所望の大きさに設定可能とすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、車輪の制動力を回生電力に変換する、前記車輪に設けられた回生手段と、運転者が前記回生手段による回生量を所望の値にする際に操作する回生量設定スイッチと、前記回生手段に対して、前記回生量設定スイッチの操作に伴って前記回生量を一旦初期回生量にリセットするリセット信号を発するとともに、前記操作の操作時間に対応して決定した回生量となるように制御する制御信号を発する制御手段と、を備えたブレーキ回生量制御装置を構成した。

前記構成においては、前記初期回生量が０であって、前記回生量設定スイッチの操作時間が長くなるほど前記回生量を大きくした構成とすることができる。

あるいは、前記初期回生量が前記回生手段による最大回生量であって、前記回生量設定スイッチの操作時間が長くなるほど前記回生量を小さくした構成とすることもできる。

前記各構成においては、車両の起動時に、前記回生手段による前記回生量を予め定めた基準値に設定する構成とすることができる。

また、前記各構成においては、運転者に前記回生量を通知する通知手段をさらに備えた構成とすることができる。

本発明によると、回生量設定スイッチの操作に伴って一旦初期回生量にリセットされるため、運転者がこの操作による回生量の設定値を明確に認識することができる。また、回生量設定スイッチの操作時間によって回生量が決まるため、その回生量を無段階で設定でき、運転者が所望の回生力を得ることができる。しかも、一つのスイッチの操作でリセット操作と回生量の設定の両方を行うことができるため、部品コストを抑制することができる。

本発明に係るブレーキ回生量制御装置のブロック図ステアリングへのパドルスイッチの取り付け状態を示す正面図パドルスイッチの操作時間と回生量の積算値との関係を示す図ブレーキ回生量制御装置の制御フローを示すフローチャートパドルスイッチの操作のタイミングと回生量との関係を示す図ブレーキ回生量制御装置による回生量制御の第一例を示す図ブレーキ回生量制御装置による回生量制御の第二例を示す図回生量の表示装置の表示内容を示す図であって、（ａ）は図５中のａを付した位置における表示、（ｂ）は図５中のｂを付した位置における表示

本発明に係るブレーキ回生量制御装置のブロック図を図１に示す。このブレーキ回生量制御装置は、回生手段１０として機能するモータ（以下において、回生手段１０と同じ符号を付する。）と、回生量設定スイッチ１１として機能するパドルスイッチ（以下において、回生量設定スイッチ１１と同じ符号を付する。）と、車両を制御する中央演算装置１２内に設けられた制御手段１３と、を主要な構成要素としており、主に電気自動車、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車等のようにモータを搭載した車両全般に採用可能である。このモータ１０は、モータ本体１０ａと、このモータ本体１０ａを制御するインバータ１０ｂを備えている。

車両を起動状態とするシステム起動スイッチ１４（従来型の自動車のイグニッションキーに相当）は中央演算装置１２と接続されており、このシステム起動スイッチ１４をＯＮ状態とすることにより、ブレーキ回生量制御装置を起動状態とすることができる。

モータ１０は、力行時には、車輪（図示せず）に駆動量を与える駆動源として機能する一方で、回生時には、車輪の駆動力から回生電力を得る回生手段１０として機能するとともに、車輪を制動する制動手段として機能する。

パドルスイッチ１１は、図２に示すように、ステアリング１５のスポーク１５ａの後側に設けられている。運転者がステアリング１５を握った状態で、例えば人差し指でその上端部を手前側に押して操作するようになっている。パドルスイッチ１１の操作状況（操作の有無、操作時間）は、このパドルスイッチ１１に接続された制御手段１３に伝達される。なお、パドルスイッチ１１は一例であって、回生量の設定を行うことができる限りにおいて、ボタンスイッチ等の他の形式のスイッチを採用することもできる。

制御手段１３は、パドルスイッチ１１の操作に伴って、回生手段１０に対して、回生量を一旦初期回生量にリセットするリセット信号を発する。この初期回生量は、例えば０とすることができる。この初期回生量０からの回生量の増分は、パドルスイッチ１１の操作時間によって決定される。

パドルスイッチ１１の操作時間と回生量の積算値との関係の一例を図３に示す。本図に示すように、パドルスイッチ１１の操作時間を長くするほど、回生量を大きくすることができる。この回生量の増分は、本図中ａに示すように操作時間に対してリニアとしてもよいし、本図中ｂに示すように操作時間に対して二次関数的としてもよい。なお、ここでは、パドルスイッチ１１の操作時間に対応して回生量を決めたが、パドルスイッチ１１に操作力検知機構を設け、このパドルスイッチ１１の操作力が大きくなるほど回生量を大きくするようにしてもよい。

ブレーキ回生量制御装置の制御フローを図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、システム起動スイッチ１４（図１参照）が操作されて、車両（図示せず）のシステムが起動状態となっているかどうかが判断される（本図中のステップＳ１）。システムが起動状態でないときは（Ｓ１のＮ側）、起動状態となるまでその判断が継続して行われる。

システムが起動状態のときは（Ｓ１のＹ側）、ブレーキ回生量が基準値にセットされる（本図中のステップＳ２）。この基準値は、回生量が０と最大値の間において予め決定されており、例えば、回生量が０と最大値の間の中央付近の大きさ（図８（ａ）（ｂ）中の「ＢＡＳＥ」の表示の参照）とするのが一般的である。普通に市街地等を運転する限りにおいては、回生量をこの基準値のままとしておけば、効率的に回生電力を回収できるとともに、適切な大きさの制動力を得ることができる。

次に、運転者がパドルスイッチ１１を操作したときの操作時間が、所定時間以上かどうかが判定される（本図中のステップＳ３）。操作時間が所定時間よりも短い場合（運転者がパドルスイッチ１１を操作していない場合も含む）は（Ｓ３のＮ側）、操作時間の判定が継続して行われる。このように、操作時間が所定時間以上のときのみ次ステップ（本図中のステップＳ４）に移行させることにより、運転者の操作ミス（誤って手がパドルスイッチ１１に触れた場合等）や信号ノイズ等によって、ブレーキの回生力を変更する制御が不用意に開始されてしまうのを防止することができる。

その一方で、操作時間が所定時間以上のときは（Ｓ３のＹ側）、制御手段１３からモータ１０に対して、ブレーキ回生量を初期回生量にリセットするリセット信号が発せられる（本図中のステップＳ４）。初期回生量は、運転者の運転特性、車両の用途等に応じて、運転者自身が初期回生量をセットする操作スイッチを操作することによって決定したり、車両の出荷段階でプリセットしておいたりすることができる。

さらに、制御手段１３において、パドルスイッチ１１の操作時間に対応した回生量が決定される（本図中のステップＳ５）。初期回生量を０としたときは、前記操作時間が長くなるほど回生量が大きくなるように、初期回生量を回生手段による最大回生量としたときは、前記操作時間が長くなるほど回生量が小さくなるように決定がなされる。

そして、決定された回生量に対応して、モータ１０のインバータ１０ｂに対して、制御手段１３が回生量を変更制御する制御信号を発する（本図中のステップＳ６）。この制御信号によって、モータ１０による回生量が決まる。

モータ１０への制御信号の発信後、継続してシステムが起動状態かどうか判断される（本図中のステップＳ７）。システムが起動状態のときは（Ｓ７のＹ側）、引き続いて運転者によるパドルスイッチ１１の操作がなされたかどうかの判断が行われる（本図中のステップＳ３）。その一方で、システムが既に起動状態ではないときは、制御フローを終了する（本図中のステップＳ８）。

図５にパドルスイッチ１１の操作のタイミングと回生量との関係を示す。本図においては、初期回生量を０とし、パドルスイッチ１１の操作時間が長くなるほど回生量が大きくなるように制御を行なうブレーキ回生量制御装置について説明する。

時間０は、システムを起動した時点を意味する。その時点においては、ブレーキ回生量は基準値にセットされる。時間ｔ_１においてパドルスイッチ１１を操作してＯＮ状態とすると、回生量は一旦０にリセットされる。そして、時間ｔ_１からｔ_２までＯＮ状態を維持すると、その操作時間（ｔ_２−ｔ_１）に対応した回生量ｒ_１が決定される。パドルスイッチ１１の操作を止めてＯＦＦ状態とすると、この回生量ｒ_１がそのまま維持される。

時間ｔ_３においてパドルスイッチ１１を再び操作してＯＮ状態とすると、回生量は再度０にリセットされる。そして、時間ｔ_３からｔ_４までＯＮ状態を維持すると、その操作時間（ｔ_４−ｔ_３）に対応した回生量ｒ_２が決定される。パドルスイッチ１１の操作を止めてＯＦＦ状態とすると、この回生量ｒ_２がそのまま維持される。

さらに、時間ｔ_５においてパドルスイッチ１１を再び操作してＯＮ状態とすると、回生量は再度０にリセットされる。そして、時間ｔ_５からｔ_６までＯＮ状態を維持すると、その操作時間（ｔ_６−ｔ_５）に対応した回生量ｒ_３が決定される。パドルスイッチ１１の操作を止めてＯＦＦ状態とすると、この回生量ｒ_３がそのまま維持される。

ブレーキ回生量制御装置による回生量制御の第一例を図６に、第二例を図７にそれぞれ示す。第一例は、ブレーキ回生量の基準値を０と最大値の間の中央付近の所定値とするとともに、初期回生量を０とし、パドルスイッチ１１の操作時間が長くなるほど回生量が大きくなるように制御を行なう場合であり、第二例は、第一例と同様に基準値を規定するとともに、初期回生量をモータ１０による最大回生量とし、パドルスイッチ１１の操作時間が長くなるほど回生量が小さくなるように制御を行なう場合である。

図６に示すように、第一例の制御においては、バドルスイッチ１１が操作されるまでは、回生量は基準値となっている。図５で説明したように、パドルスイッチ１１を操作してＯＮ状態とするごとに、回生量は、一旦初期回生量の０となった後に、その操作時間に対応して増加する（図６における時間タイミングａ、ｂ、ｃ、ｄを参照）。回生量が初期回生量の０から、操作時間に対応した回生量となるまでの時間Δｔは非常に短い。このため、パドルスイッチ１１を操作して回生量を変更する際に、回生手段１０による制動力の抜けが生じて制動が不十分となる問題は生じない。

図７に示すように、第二例の制御においても、バドルスイッチ１１が操作されるまでは、回生量は基準値となっている。パドルスイッチ１１を操作してＯＮ状態とするごとに、回生量は、一旦初期回生量の回生手段による最大回生量となった後に、その操作時間に対応して減少する（図７における時間タイミングａ、ｂ、ｃを参照）。第二例の制御は、第一例の制御と異なり、初期回生量において高い制動力が発揮されている状態にある。このため、回生量が初期回生量から操作時間に対応した回生量となるまでの時間Δｔは、第一例のときと比較して若干長めにしても特に問題は生じない。

パドルスイッチ１１の操作による回生量の設定は、無段階で行うことができるため、運転者が現状においてどの程度の回生量となっているのか把握しづらい場合がある。そこで、例えば、図８に示す回生量を運転者に通知する通知手段１６としての表示装置（以下において、通知手段１６と同じ符号を付する。）をインストルメントパネル上のコンビネーションメータ内のように運転者の目に付きやすい場所に設けることにより、運転者が回生量を容易に把握できるようにすることができる。図５中のａを付した位置においては、回生量が基準値となっているため、図８（ａ）に示すように、表示装置１６に回生量が「ＢＡＳＥ」（基準値）である旨がグラフィック表示される。また、図５中のｂを付した位置においては、回生量が基準値よりも大きくなっているため、表示装置１６にこの回生量ｒ_２に対応する回生量がグラフィック表示される。

上記の実施形態はあくまでも一例であって、簡便な構成で、回生手段１０による車輪の制動力を所望の大きさに設定可能とする、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成要素の構成や配置等を適宜変更することができる。

例えば、上記の実施形態においては、回生手段１０としてモータ１０を採用した構成を例示したが、車輪に設けられた一般的なブレーキにジェネレータ（発電機）を併設して、このジェネレータを回生手段１０として機能させる構成とすることもできる。

１０回生手段（モータ）
１０ａモータ本体
１０ｂインバータ
１１回生量設定スイッチ（パドルスイッチ）
１２中央演算装置
１３制御手段
１４システム起動スイッチ
１５ステアリング
１５ａスポーク
１６通知手段（表示装置）

Claims

車輪の制動力を回生電力に変換する、前記車輪に設けられた回生手段と、
運転者が前記回生手段による回生量を所望の値にする際に操作する回生量設定スイッチと、
前記回生手段に対して、前記回生量設定スイッチの操作に伴って前記回生量を一旦初期回生量にリセットするリセット信号を発するとともに、前記操作の操作時間に対応して決定した回生量となるように制御する制御信号を発する制御手段と、
を備えたブレーキ回生量制御装置。
前記初期回生量が０であって、前記回生量設定スイッチの操作時間が長くなるほど前記回生量を大きくした請求項１に記載のブレーキ回生量制御装置。
前記初期回生量が前記回生手段による最大回生量であって、前記回生量設定スイッチの操作時間が長くなるほど前記回生量を小さくした請求項１に記載のブレーキ回生量制御装置。
車両の起動時に、前記回生手段による前記回生量を予め定めた基準値に設定する請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ回生量制御装置。
運転者に前記回生量を通知する通知手段をさらに備えた請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ回生量制御装置。