JP2018157641A - ブレーキ回生量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で確実に所望の制動力に設定することが可能なブレーキ回生量制御装置を提供する。【解決手段】トルクを供給して駆動輪１７を駆動可能であるとともに駆動輪１７のトルクを利用して発電可能であるモータ１１と、ブレーキ回生量を切り替えるための切り替え操作に用いられる一つのパドルスイッチ１５と、パドルスイッチ１５による切り替え操作の操作時間および操作回数に応じたブレーキ回生量となるようにモータ１１を制御する制御装置１６とを設け、制御装置１６が、パドルスイッチ１５による操作時間が所定時間以上である場合にあらかじめ設定した所定のブレーキ回生量となるようにモータ１１を制御するとともに、パドルスイッチ１５による操作時間が所定時間未満である場合にパドルスイッチ１５による操作回数に応じてブレーキ回生量が段階的に変化するようにモータ１１を制御するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキ回生量制御装置に関する。

電気自動車やハイブリッド車、プラグインハイブリッド車等の走行駆動用のモータを搭載した車両においては、モータを走行駆動源として走行する際、ドライバー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をインバータを介してバッテリに充電するようにしたものが知られている。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制動力となる。

従来、このような回生制動の有用性を高めるべく、運転者の意図する減速量を任意に調整可能な車両が提案されており、例えば、下記特許文献１には、減速度を変更するための操作部として、押した回数に応じて減速度が増すように構成されたＤｅｃｅｌスイッチと、押した回数に応じて減速度が低減するように構成されたＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチとを設けた構成が開示されている。当該文献において、ＤｅｃｅｌスイッチとＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチとはそれぞれステアリングのスポーク部の前方の左右両側と後方の左右両側とに配設されている。

特許第３７１４１６４号公報

しかしながら、上述したようなＤｅｃｅｌスイッチとＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチとを設けた構成では、ステアリングのスポーク部の前方および後方の左右に合計四つのスイッチを設けているため、スイッチ操作が煩雑であり、スイッチを操作しているうちにドライバーが複数段ある減速度（ブレーキ回生量）のどの段階になっているのかを把握することができなくなるおそれがあった。また、合計四つのスイッチを設けることにより製造コストが増大するという問題もあった。

これに対し、特願２０１５−２４９７０２では、ステアリングのスポーク部の左右片側にパドルスイッチを設け、このパドルスイッチの操作によりブレーキ回生量を初期回生量にセットするとともにパドルスイッチの操作時間に対応してブレーキ回生量を増加（または減少）させるようにした安価なブレーキ回生量制御装置が提案されている。しかしながら、パドルスイッチに誤って触れた場合に回生量がリセットされることを防止するため、操作時間が所定時間以上のときのみブレーキ回生量を初期回生量にセットするようにすると、パドルスイッチの操作時間に比例する回生量増加（または減少）の調節用長押し時間と区別がつきにくいという問題があった。

このようなことから本発明は、簡素な構成で確実に所望の制動力に切り替えることが可能なブレーキ回生量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の発明に係るブレーキ回生量制御装置は、トルクを供給して駆動輪を駆動可能であるとともに前記駆動輪のトルクを利用して発電可能である電動発電手段と、ブレーキ回生量を切り替えるための切り替え操作に用いられる一つのブレーキ回生量切替手段と、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作の操作時間および操作回数に応じたブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間以上である場合にあらかじめ設定した所定のブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御するとともに、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間未満である場合に前記ブレーキ回生量切替手段による操作回数に応じてブレーキ回生量を段階的に変化させるように前記電動発電手段を制御することを特徴とする。

また、第２の発明に係るブレーキ回生量制御装置は、前記制御手段は、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間以上である場合に最小のブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御するとともに、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間未満である場合に前記ブレーキ回生量切替手段による操作回数に応じてブレーキ回生量が段階的に増加するように前記電動発電手段を制御することを特徴とする。

また、第３の発明に係るブレーキ回生量制御装置は、前記制御手段は、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間以上である場合に最大のブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御するとともに、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間未満である場合に前記ブレーキ回生量切替手段による操作回数に応じてブレーキ回生量が段階的に減少するように前記電動発電手段を制御することを特徴とする。

また、第４の発明に係るブレーキ回生量制御装置は、前記制御手段は、前記車両の起動時に、ブレーキ回生量を予め設定した基準値に設定することを特徴とする。

また、第５の発明に係るブレーキ回生量制御装置は、前記基準値が、複数段階あるブレーキ回生量のうち最も中間値に近いブレーキ回生量であることを特徴とする。

また、第６の発明に係るブレーキ回生量制御装置は、前記ブレーキ回生量切替手段は、ステアリングのスポーク部に設けられたパドルスイッチであることを特徴とする。

本発明に係るブレーキ回生量制御装置によれば、簡素な構成で確実に所望の制動力に切り替えることができる。

本発明の実施形態に係るブレーキ回生量制御装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すパドルスイッチの一例を示す正面図である。 図１に示す制御装置によるブレーキ回生量の制御処理を示すフローチャートである。 図１に示す制御装置によるブレーキ回生量の制御例を示す図である。 図１に示すパドルスイッチの操作回数とブレーキ回生量との関係を示す図である。 図１に示す制御装置によるブレーキ回生量の他の制御例を示す図である。 図１に示すパドルスイッチの操作回数とブレーキ回生量との関係の他の例を示す図である。

図１から図７を用いて本発明に係るブレーキ回生量制御装置の一実施形態について説明する。

図１に示すように、本実施形態において車両は、トルクを供給できるとともに発電機としても作動可能な電動発電手段としてのモータ１１と、インバータ１２を介してモータ１１に電気的に接続された蓄電手段としてのバッテリ１３と、システム起動スイッチ１４と、ブレーキ回生量切替手段としてのパドルスイッチ１５と、制御手段としての制御装置１６とを備えている。

この車両において、力行時、モータ１１はインバータ１２を介してバッテリ１３から電力が供給されることにより回転する。モータ１１の回転力は、図示しない減速機及び車軸を介して駆動輪１７に伝達される。

一方、ドライバーがアクセルペダルを踏み込まないとき、車両は、モータ１１の回生トルクで駆動輪１７の制動を行うと共に、駆動輪１７のトルクを利用してモータ１１で発電し、発電した電力をインバータ１２を介してバッテリ１３に蓄電する。

また、システム起動スイッチ１４は、車両のモータ１１や電子機器類の起動・停止を行うためのスイッチである。

パドルスイッチ１５は、ブレーキ回生量を切り替えるために設けられたスイッチであり、図２に示すようにステアリング１８のスポーク部１８ａの左右のいずれかの後ろ側に配設され、操作部を手前側に押すことによってスイッチ操作を行うことができるようになっている。パドルスイッチ１５による操作時間および操作回数は制御装置１６に入力される。

制御装置１６は、インバータ１２、システム起動スイッチ１４およびパドルスイッチ１５に接続されている。制御装置１６は、システム起動スイッチ１４による起動操作に応じてブレーキ回生量を基準値に設定したり、パドルスイッチ１５から入力される操作回数および操作時間に応じてブレーキ回生量（減速度）を切り替え、設定したブレーキ回生量に基づきインバータ１２を介してモータ１１の運転状態を制御したりする。ここで、ブレーキ回生量はエンジンを搭載した車両のエンジンブレーキに相当する制動力の強さの度合いである。

以下、図３を用いて本実施形態の制御装置１６におけるブレーキ回生量の制御処理について説明する。

図３に示すように、制御装置１６ではまず、システム起動スイッチ１４がＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳ１）。
ステップＳ１でシステム起動スイッチ１４がＯＮとなっていれば（ＹＥＳ）、ブレーキ回生量を基準値（ＢＡＳＥ）に設定する（ステップＳ２）。ここで、ブレーキ回生量の基準値は、複数段階あるブレーキ回生量の中間値に近い値（段階）とする。これにより、システム起動スイッチ１４をＯＮとするたびにブレーキ回生量が基準値に設定され、回生制動時にはブレーキ回生量が基準値となるようにモータ１１の運転状態が制御される。
ステップＳ１でシステム起動スイッチ１４がＯＦＦとなっていれば（ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。

ステップＳ２に続いては、パドルスイッチ１５が操作されたか否かを判定する（ステップＳ３）。
ステップＳ３でパドルスイッチ１５が操作されていれば（ＹＥＳ）、このパドルスイッチ１５の操作時間が所定時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
ステップＳ３でパドルスイッチ１５が操作されていなければ（ＮＯ）後述するステップＳ６に移行する。

ステップＳ４でパドルスイッチ１５の操作時間が所定時間以上であれば（ＹＥＳ）、ブレーキ回生量を最小値（「０」）に設定する（ステップＳ５）。これにより、パドルスイッチ１５を所定時間以上操作するたびにブレーキ回生量が最小値に設定される。ステップＳ５に続いては、後述するステップＳ６に移行する。

ステップＳ４でパドルスイッチ１５の操作時間が所定時間未満であれば（ＮＯ）、ブレーキ回生量が最大値（「５」）であるか否かを判定する（ステップＳ７）。
ステップＳ７でブレーキ回生量が最大値でなければ（ＮＯ）、ブレーキ回生量を一段増加させる（ステップＳ８）。これにより、ブレーキ回生量が「０」〜「４」であれば、ブレーキ回生量が「１」〜「５」に切り替わる。ステップＳ８に続いては、後述するステップＳ６に移行する。
ステップＳ７でブレーキ回生量が最大値であれば（ＹＥＳ）、ブレーキ回生量を最大値に維持したまま後述するステップＳ６に移行する。
これにより、パドルスイッチ１５の操作時間が所定時間未満であれば、パドルスイッチ１５を操作するたびにブレーキ回生量が一段ずつ増加し、ブレーキ回生量が最大値となった後はパドルスイッチ１５の操作を行ったとしてもブレーキ回生量が最大値に維持される。そして、回生制動時には、設定されたブレーキ回生量となるようにモータ１１の運転状態が制御される。

ステップＳ６ではシステム起動スイッチ１４がＯＦＦになったか否かを判定し、システム起動スイッチ１４がＯＦＦとなっていれば（ＹＥＳ）、一連の処理は終了となり、システム起動スイッチ１４がＯＮとなっていれば（ＮＯ）、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。これにより、システム起動スイッチ１４がＯＮとなっている間、上述した処理が行われる。

続いて、図４および図５を用いて、ブレーキ回生量の切り替え操作の具体例について説明する。
図４に示すように、本実施形態においては、まず、時刻ｔ０でシステム起動スイッチ１４をＯＮとすると、ブレーキ回生量が基準値（ＢＡＳＥ）に設定される。図４に示す例では、「０」から「５」まであるブレーキ回生量の中間値（「２」および「３」）のうちの「２」を基準値（ＢＡＳＥ）としている。
その後、図４に示すＴ１のようにパドルスイッチ１５の所定時間以上の操作（以下、長時間操作）により、ブレーキ回生量が最小値（「０」）に切り替えられる。また、図４に示すＴ２〜Ｔ６のようにパドルスイッチ１５の所定時間未満の操作（以下、短時間操作）により、パドルスイッチ１５の操作回数に応じて図５にも示すように段階的に増加するようにブレーキ回生量が切り替えられる。そして、図４に示すＴ７，Ｔ８のようにブレーキ回生量が最大値（「５」）となった後にパドルスイッチ１５の短時間操作を行ったとしても、図５にも示すようにブレーキ回生量は最大値に維持される。その後、図４のＴ９に示すようにパドルスイッチ１５の長時間操作を行うと、ブレーキ回生量が再度最小値（「０」）に切り替えられる。

要するに、システム起動スイッチ１４がＯＮとなるとブレーキ回生量が基準値にリセットされ、その後、パドルスイッチ１５の長時間操作によりブレーキ回生量が最小値（「０」）となり、パドルスイッチ１５の短時間操作の操作回数に応じてブレーキ回生量が一段ずつ増加する。また、ブレーキ回生量が最大値（「５」）となった後はパドルスイッチ１５の操作を行ってもブレーキ回生量が最大値に維持される。そして、回生制動時には設定されたブレーキ回生量に基づきモータ１１の運転状態が制御される。

このように、本実施形態に係るブレーキ回生量制御装置によれば、一つのパドルスイッチ１５を用いた簡素な構成で、誤操作を防止しつつブレーキ回生量を所望のブレーキ回生量に切り替えることが可能になるとともに操作した時点でのブレーキ回生量を把握しやすくなる。

なお、本発明は上述した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の変更が可能である。

例えば、上述した実施形態では、システム起動スイッチ１４がＯＮとなりブレーキ回生量が基準値にリセットされた後、パドルスイッチ１５の長時間操作によりブレーキ回生量が最小値（「０」）となり、パドルスイッチ１５の短時間操作によりその操作回数に応じてブレーキ回生量が一段ずつ増加し、ブレーキ回生量が最大値（「５」）となった後はパドルスイッチ１５の短時間操作を行ってもブレーキ回生量が最大値に維持される例を示したが、図６および図７に示すように、システム起動スイッチ１４がＯＮとなりブレーキ回生量が基準値にリセットされた後、パドルスイッチ１５の長時間操作を行うとブレーキ回生量が最大値（「５」）となり、パドルスイッチ１５の短時間操作でその操作回数に応じてブレーキ回生量が一段ずつ減少し、ブレーキ回生量が最小値（「０」）となった後はパドルスイッチ１５の短時間操作を行ってもブレーキ回生量が最小値に維持されるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、パドルスイッチ１５の操作が長時間であればブレーキ回生量をリセットし、短時間であればブレーキ回生量を一段変更する例を示したが、パドルスイッチ１５の長時間操作を行うまではパドルスイッチ１５の短時間操作が行われたとしてもその時点のブレーキ回生量を維持し、パドルスイッチ１５の長時間操作が行われた後、所定時間内に行われたパドルスイッチ１５の短時間操作の回数に応じてブレーキ回生量を変更し、パドルスイッチ１５の長時間操作が行われてから所定時間を超えた後にパドルスイッチ１５の短時間操作が行われたとしてもその時点のブレーキ回生量を維持するようにしてもよい。

また、アクセルペダルの開度を検出するセンサを設け、アクセルペダルの開度が予め設定した値以上となったらブレーキ回生量を基準値にリセットするようにしてもよい。また、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するセンサを設け、ブレーキペダルの踏み込み量が予め設定した値以上となったらブレーキ回生量を基準値にリセットするようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、動力源としてモータを搭載した電気自動車を一例として挙げたが、本発明は、電気自動車に限らずハイブリッド車やプラグインハイブリッド車など、走行駆動用のモータを搭載した車両であれば適用することができることは言うまでもない。

１１ モータ
１２ インバータ
１３ バッテリ
１４ システム起動スイッチ
１５ パドルスイッチ
１６ 制御装置
１７ 駆動輪
１８ ステアリング
１８ａ スポーク部

Claims (6)

1. トルクを供給して駆動輪を駆動可能であるとともに前記駆動輪のトルクを利用して発電可能である電動発電手段と、
   ブレーキ回生量を切り替えるための切り替え操作に用いられる一つのブレーキ回生量切替手段と、
   前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作の操作時間および操作回数に応じたブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間以上である場合にあらかじめ設定した所定のブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御するとともに、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間未満である場合に前記ブレーキ回生量切替手段による操作回数に応じてブレーキ回生量を段階的に変化させるように前記電動発電手段を制御する
   ことを特徴とするブレーキ回生量制御装置。
2. 前記制御手段は、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間以上である場合に最小のブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御するとともに、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間未満である場合に前記ブレーキ回生量切替手段による操作回数に応じてブレーキ回生量が段階的に増加するように前記電動発電手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載のブレーキ回生量制御装置。
3. 前記制御手段は、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間以上である場合に最大のブレーキ回生量が得られるように前記電動発電手段を制御するとともに、前記ブレーキ回生量切替手段による切り替え操作時間が所定時間未満である場合に前記ブレーキ回生量切替手段による操作回数に応じてブレーキ回生量が段階的に減少するように前記電動発電手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載のブレーキ回生量制御装置。
4. 前記制御手段は、前記車両の起動時に、ブレーキ回生量を予め設定した基準値に設定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のブレーキ回生量制御装置。
5. 前記基準値が、複数段階あるブレーキ回生量のうち最も中間値に近いブレーキ回生量である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のブレーキ回生量制御装置。
6. 前記ブレーキ回生量切替手段は、ステアリングのスポーク部に設けられたパドルスイッチである
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のブレーキ回生量制御装置。

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