JP2671549B2 - 電気自動車の回生制動制御装置 - Google Patents
電気自動車の回生制動制御装置Info
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- JP2671549B2 JP2671549B2 JP2058735A JP5873590A JP2671549B2 JP 2671549 B2 JP2671549 B2 JP 2671549B2 JP 2058735 A JP2058735 A JP 2058735A JP 5873590 A JP5873590 A JP 5873590A JP 2671549 B2 JP2671549 B2 JP 2671549B2
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- regenerative braking
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はモータの回生制動を利用して制動を行う電気
自動車の回生制動制御装置に係り、特に惰性運転時に発
生する減速機のギアがた打ちによる振動、騒音を防止で
きる電気自動車の回生制動制御装置に関する。
自動車の回生制動制御装置に係り、特に惰性運転時に発
生する減速機のギアがた打ちによる振動、騒音を防止で
きる電気自動車の回生制動制御装置に関する。
［従来の技術］ 従来から、電気自動車において、アクセルペダルを離
したときにエンジン車両におけるエンジンブレーキ相当
の制動力を走行用のモータ回生制動により発生させ、発
生エネルギーによってバッテリを充電している。そし
て、このエネルギー回収によってバッテリー充電当たり
の走行距離の増大を図っている。なお、このような回生
制動を利用した電気自動車は、例えば特開昭59−209004
号公報等に示されている。
したときにエンジン車両におけるエンジンブレーキ相当
の制動力を走行用のモータ回生制動により発生させ、発
生エネルギーによってバッテリを充電している。そし
て、このエネルギー回収によってバッテリー充電当たり
の走行距離の増大を図っている。なお、このような回生
制動を利用した電気自動車は、例えば特開昭59−209004
号公報等に示されている。
第５図は上記のような従来の電気自動車の駆動機構を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
図において、10は電気自動車の駆動用誘導モータ（以
下、モータという）、12は減速機で、減速機12はモータ
10の回転を減速する。14はプロペラシャフトで、両端に
設けられたフックスジョイント16を介して、一端は減速
機12に、また他端はデファレンシャル18に接続されてい
る。20は駆動輪となるホイールで、デファレンシャル18
に接続されている。
下、モータという）、12は減速機で、減速機12はモータ
10の回転を減速する。14はプロペラシャフトで、両端に
設けられたフックスジョイント16を介して、一端は減速
機12に、また他端はデファレンシャル18に接続されてい
る。20は駆動輪となるホイールで、デファレンシャル18
に接続されている。
第６図は上記フックスジョイント16の構造図である。
フックスジョイント16は、不等速型のジョイントであ
り、駆動軸22および被駆動軸24の２軸が互いに角度θを
なして交わる場合、角速度の関係は次のようになる。
フックスジョイント16は、不等速型のジョイントであ
り、駆動軸22および被駆動軸24の２軸が互いに角度θを
なして交わる場合、角速度の関係は次のようになる。
ただし、ω1:駆動軸角速度、ω2:被駆動軸角速度、
θ:2軸の交差角度、φ：駆動軸の回転角度（なお、ヨー
クが２軸を含む平面に垂直なときを０とする）である。
θ:2軸の交差角度、φ：駆動軸の回転角度（なお、ヨー
クが２軸を含む平面に垂直なときを０とする）である。
従って、被駆動軸角度速ω２は、駆動軸角速度ω１が
一定だとしても、２軸の交差角度θおよび駆動軸の回転
角度φによって変動する。
一定だとしても、２軸の交差角度θおよび駆動軸の回転
角度φによって変動する。
［発明が解決しようとする課題］ すなわち、上記のような従来の電気自動車の駆動機構
にあっては、例えば第７図に示すように、フックスジョ
イント16の２軸の交差角度θが変わることによって、被
駆動軸24の回転数が変動する。
にあっては、例えば第７図に示すように、フックスジョ
イント16の２軸の交差角度θが変わることによって、被
駆動軸24の回転数が変動する。
このため、惰性運転（惰行）時には上記回転変動に起
因して、減速機12内の駆動側ギヤおよび被駆動側ギヤの
ギヤ同士がぶつかり合って振動、騒音が発生していた。
そして、このギヤの振動、騒音が減速機12から車両へと
伝達されて、車両そのものの騒音、振動となっていた。
因して、減速機12内の駆動側ギヤおよび被駆動側ギヤの
ギヤ同士がぶつかり合って振動、騒音が発生していた。
そして、このギヤの振動、騒音が減速機12から車両へと
伝達されて、車両そのものの騒音、振動となっていた。
この発明は、上記のような従来技術の課題を解決する
ためになされたものであり、その目的は、惰行時に発生
する減速機のギヤがた打ちによる振動、騒音を防止でき
る電気自動車の回生制動制御装置を提供することにあ
る。
ためになされたものであり、その目的は、惰行時に発生
する減速機のギヤがた打ちによる振動、騒音を防止でき
る電気自動車の回生制動制御装置を提供することにあ
る。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る電気自動車の回生制動制御装置は、電
気自動車の駆動用モータと、このモータの回転を減速し
て駆動輪に出力する減速機を含み、モータの回生制動を
利用して車両の制動を行う電気自動車において、前記減
速機の出力軸における当該出力軸の回転に伴う変動トル
クを検出し、このトルクの振幅である回転変動トルクを
検出する回転変動トルク検出手段と、前記回転変動トル
クと回生制動のトルクの比を求め、これらのトルクの比
を所定の基準値と比較する演算比較手段と、前記トルク
の比が前記基準値より大きくなった場合に、回生制動ト
ルクを増加させる制動トルク制御手段と、を含むことを
特徴とする。
気自動車の駆動用モータと、このモータの回転を減速し
て駆動輪に出力する減速機を含み、モータの回生制動を
利用して車両の制動を行う電気自動車において、前記減
速機の出力軸における当該出力軸の回転に伴う変動トル
クを検出し、このトルクの振幅である回転変動トルクを
検出する回転変動トルク検出手段と、前記回転変動トル
クと回生制動のトルクの比を求め、これらのトルクの比
を所定の基準値と比較する演算比較手段と、前記トルク
の比が前記基準値より大きくなった場合に、回生制動ト
ルクを増加させる制動トルク制御手段と、を含むことを
特徴とする。
［作用］ 上記構成を有する電気自動車の回生制動制御装置にお
いては、回転変動トルク検出手段によって減速機の出力
軸における回転変動トルクを検出し、演算比較手段によ
ってこの回転変動トルクと制動トルクの比を所定の基準
値と比較し、制動トルク制御手段によって上記トルクの
比が基準値より大きくなった場合に回生制動トルクを増
加させる。
いては、回転変動トルク検出手段によって減速機の出力
軸における回転変動トルクを検出し、演算比較手段によ
ってこの回転変動トルクと制動トルクの比を所定の基準
値と比較し、制動トルク制御手段によって上記トルクの
比が基準値より大きくなった場合に回生制動トルクを増
加させる。
［実施例］ 以下、図面に基づいてこの発明の好適な実施例につい
て説明する。
て説明する。
第１図はこの発明の一実施例に係る電気自動車の回生
制動制御装置を示す概略構成図であり、第５図と同一ま
たは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
制動制御装置を示す概略構成図であり、第５図と同一ま
たは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
第１図において、モータ10は、バッテリ32の直流電力
を交流電力に変換するインバータ主回路30に接続されて
おり、このインバータ主回路30から供給される交流電力
によって回転駆動される。モータ10の回転は、減速機12
により減速されて、フックスジョイント16を用いたプロ
ペラシャフト14を介してデファレンシャル18に伝達さ
れ、ホイール20を回転させる。
を交流電力に変換するインバータ主回路30に接続されて
おり、このインバータ主回路30から供給される交流電力
によって回転駆動される。モータ10の回転は、減速機12
により減速されて、フックスジョイント16を用いたプロ
ペラシャフト14を介してデファレンシャル18に伝達さ
れ、ホイール20を回転させる。
34はコントローラで、走行制御、回生制動制御等の処
理を実行する。走行時においてコントローラ34は、車両
の速度、駆動力に対応した交流電圧と周波数をインバー
タ主回路30によって発生させ、モータ10の回転数、出力
をを制御している。また、アクセルOFF時にはエンジン
ブレーキ相当の回生制動を行っている。
理を実行する。走行時においてコントローラ34は、車両
の速度、駆動力に対応した交流電圧と周波数をインバー
タ主回路30によって発生させ、モータ10の回転数、出力
をを制御している。また、アクセルOFF時にはエンジン
ブレーキ相当の回生制動を行っている。
36は回転数センサで、モータ10の回転数Ｎを検出す
る。38は回転数検出部で、アクセルOFF時あるいはブレ
ーキにより制動を行っている制動中の減速機12の出力軸
における回転数ｎを検出する。
る。38は回転数検出部で、アクセルOFF時あるいはブレ
ーキにより制動を行っている制動中の減速機12の出力軸
における回転数ｎを検出する。
第２図は上記回転数検出部38の一実施例を示すもので
ある。図示の回転数検出部38は、減速機12の出力軸50上
に取付けられた歯車52と、この歯車52の歯並び形状に応
じたパルス信号を検出するパルス検出器54とから構成さ
れている。本実施例の回転数検出部38においては、パル
ス検出器54により検出されるパルス信号に基づいて、減
速機出力軸50の回転数ｎを検出する。なお、後述する回
転変動検出手段40で回転変動dn/dtを精度良く算出する
ためには、歯車52の歯数を60以上にすることが望まし
い。
ある。図示の回転数検出部38は、減速機12の出力軸50上
に取付けられた歯車52と、この歯車52の歯並び形状に応
じたパルス信号を検出するパルス検出器54とから構成さ
れている。本実施例の回転数検出部38においては、パル
ス検出器54により検出されるパルス信号に基づいて、減
速機出力軸50の回転数ｎを検出する。なお、後述する回
転変動検出手段40で回転変動dn/dtを精度良く算出する
ためには、歯車52の歯数を60以上にすることが望まし
い。
このようにして検出された回転数ｎは、第１図に示し
たコントローラ34の回転変動検出手段40に入力される。
本発明の第１の特徴的構成要素である回転数変動検出手
段40は、回転数ｎを時間微分することにより回転変動dn
/dtを算出する。なお、後述の演算比較手段42で所定の
（固定の）回転変動基準値と比較する場合は、回転数変
動検出手段40はこの回転変動dn/dtをそのまま出力して
も構わないが、本実施例では基準値をそのときの制動ト
ルクの値と関連づけるため、回転変動検出手段40はこの
回転変動dn/dtに回転系の慣性モーメントＪを乗じてト
ルクに変換し、さらにこれの振幅（両振幅）として回転
変動トルクｔを出力する。（なお、回転数変動検出手段
40で回転変動トルクｔを算出するかわりに駆動系にトル
クメーターを付加して直接トルクを検出し、それから回
転変動トルクｔを求めても良い。） 回転変動検出手段40で算出された回転変動トルクｔ
は、演算比較手段42に入力される。本発明の第２の特徴
的構成要素である演算比較手段42は、回転変動トルクｔ
と制動時の回生制動トルクＴとの比率（t/T）を求め、
このトルク比率（t/T）と所定の基準比率αとを比較す
る。
たコントローラ34の回転変動検出手段40に入力される。
本発明の第１の特徴的構成要素である回転数変動検出手
段40は、回転数ｎを時間微分することにより回転変動dn
/dtを算出する。なお、後述の演算比較手段42で所定の
（固定の）回転変動基準値と比較する場合は、回転数変
動検出手段40はこの回転変動dn/dtをそのまま出力して
も構わないが、本実施例では基準値をそのときの制動ト
ルクの値と関連づけるため、回転変動検出手段40はこの
回転変動dn/dtに回転系の慣性モーメントＪを乗じてト
ルクに変換し、さらにこれの振幅（両振幅）として回転
変動トルクｔを出力する。（なお、回転数変動検出手段
40で回転変動トルクｔを算出するかわりに駆動系にトル
クメーターを付加して直接トルクを検出し、それから回
転変動トルクｔを求めても良い。） 回転変動検出手段40で算出された回転変動トルクｔ
は、演算比較手段42に入力される。本発明の第２の特徴
的構成要素である演算比較手段42は、回転変動トルクｔ
と制動時の回生制動トルクＴとの比率（t/T）を求め、
このトルク比率（t/T）と所定の基準比率αとを比較す
る。
演算比較手段42の比較結果は制動トルク制御手段44に
入力される。本発明の第３の特徴的構成要素である制動
トルク制御手段44は、上記トルク比率（t/T）が基準値
αより大きくなった場合に回生制動トルクＴをΔＴだけ
増加させる。ここで、基準比率αにより回生制動トルク
の増加を判断するようにしたのは、もともと回生制動が
充分にかけられている状況下では回転変動トルクが大き
くても回生制動トルクＴにより駆動・被駆動歯車の離れ
が防止できるため回生制動トルクＴの増加が必要無いた
めである（第４図参照）。なお、回生制動トルクＴは、
例えば回転センサ36により検出された制動開始時のモー
タ回転数Ｎを微分することによって、その最大値が規定
されている。
入力される。本発明の第３の特徴的構成要素である制動
トルク制御手段44は、上記トルク比率（t/T）が基準値
αより大きくなった場合に回生制動トルクＴをΔＴだけ
増加させる。ここで、基準比率αにより回生制動トルク
の増加を判断するようにしたのは、もともと回生制動が
充分にかけられている状況下では回転変動トルクが大き
くても回生制動トルクＴにより駆動・被駆動歯車の離れ
が防止できるため回生制動トルクＴの増加が必要無いた
めである（第４図参照）。なお、回生制動トルクＴは、
例えば回転センサ36により検出された制動開始時のモー
タ回転数Ｎを微分することによって、その最大値が規定
されている。
上記構成を有する本実施例の制動トルク制御処理手順
を第３図のフローチャートに従って説明する。
を第３図のフローチャートに従って説明する。
まず、コントローラ34は、回転数センサ36あるいは回
転数検出部38等から入力される各々の検出値に基づいて
初期値を設定する（ステップ101）。次いでコントロー
ラ34は、アクセルのON/OFFから回生制動を実行するタイ
ミングを判断し（ステップ102）、アクセルOFFならば回
転変動検出手段40によって回転変動トルクｔを検出する
（ステップ103）。
転数検出部38等から入力される各々の検出値に基づいて
初期値を設定する（ステップ101）。次いでコントロー
ラ34は、アクセルのON/OFFから回生制動を実行するタイ
ミングを判断し（ステップ102）、アクセルOFFならば回
転変動検出手段40によって回転変動トルクｔを検出する
（ステップ103）。
この回転変動トルクｔは、第４図に示すように、前述
した２軸の交差角度θが小さい場合には振幅が小さい回
転変動トルクt1として現われる。また、２軸の交差角度
θが大きい場合には振幅が大きい回転変動トルクt2とし
て現われる。そして、従来技術にあっては、エンジンブ
レーキ相当の回生制動トルクＴに対する回転変動トルク
ｔの比が大きくなると、減速機12のギヤの振動、騒音が
引き起こしていた。
した２軸の交差角度θが小さい場合には振幅が小さい回
転変動トルクt1として現われる。また、２軸の交差角度
θが大きい場合には振幅が大きい回転変動トルクt2とし
て現われる。そして、従来技術にあっては、エンジンブ
レーキ相当の回生制動トルクＴに対する回転変動トルク
ｔの比が大きくなると、減速機12のギヤの振動、騒音が
引き起こしていた。
そこで、本発明にあっては、演算比較手段42によりト
ルク比率t/Tが基準比率αより大きいかどうかを判断し
（ステップ104）、YESならば制動トルク制御手段44にお
いて、回生制動トルクをTe＝Ｔ＋ΔＴにより規定し（ス
テップ105）、NOならばTe＝Ｔにより規定する（ステッ
プ106）。
ルク比率t/Tが基準比率αより大きいかどうかを判断し
（ステップ104）、YESならば制動トルク制御手段44にお
いて、回生制動トルクをTe＝Ｔ＋ΔＴにより規定し（ス
テップ105）、NOならばTe＝Ｔにより規定する（ステッ
プ106）。
次いでコントローラ34は、上記回生制動トルクTeを発
生させるためのベクトル演算指令をインバータ主回路30
に出力し（ステップ107）、ステップ102に戻る。
生させるためのベクトル演算指令をインバータ主回路30
に出力し（ステップ107）、ステップ102に戻る。
一方、ステップ102の判断でYESならば、コントローラ
34は、アクセルの踏込み量に応じて必要な駆動力を算出
し（ステップ108）、ステップ107に進む。
34は、アクセルの踏込み量に応じて必要な駆動力を算出
し（ステップ108）、ステップ107に進む。
このように回生制動トルクを切換えることで、プロペ
ラシャフト14の回転変動に起因する車両の振動、騒音を
軽減できるので、車両の乗り心地を向上させることがで
きる。
ラシャフト14の回転変動に起因する車両の振動、騒音を
軽減できるので、車両の乗り心地を向上させることがで
きる。
なお、上記実施例においては回転変動トルクの基準値
をそのときの回生制動トルクの値に関連づけて設定した
が、これにかかわらず基準値をある固定された値とし、
回転変動の検出値がこの値を越えたときに回生制動トル
クを増加するように制御しても良い。また、回転変動は
プロペラシャフトのフックスジョイント交差角度θが大
きくなったときに生ずるものであるので、このような条
件をサスペンションストローク等から機械的に検出し、
交差角度θが大きくなったときに回生制動力を増加させ
るように制御しても良い。
をそのときの回生制動トルクの値に関連づけて設定した
が、これにかかわらず基準値をある固定された値とし、
回転変動の検出値がこの値を越えたときに回生制動トル
クを増加するように制御しても良い。また、回転変動は
プロペラシャフトのフックスジョイント交差角度θが大
きくなったときに生ずるものであるので、このような条
件をサスペンションストローク等から機械的に検出し、
交差角度θが大きくなったときに回生制動力を増加させ
るように制御しても良い。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る電気自動車の回生制
動制御装置によれば、回生制動トルクを増加させること
により、減速機のギヤがた打ちを引き起こす回転変動ト
ルクの影響力を、吸収・減殺することができ、上記のギ
ヤがた打ちに起因する振動、騒音を軽減することができ
る。
動制御装置によれば、回生制動トルクを増加させること
により、減速機のギヤがた打ちを引き起こす回転変動ト
ルクの影響力を、吸収・減殺することができ、上記のギ
ヤがた打ちに起因する振動、騒音を軽減することができ
る。
第１図はこの発明の一実施例に係る電気自動車の回生制
動制御装置を示す概略構成図、 第２図は回転数変動検出部の一実施例を示す概略構成
図、 第３図は本実施例の制動トルク制御処理手順を示すフロ
ーチャート、 第４図は車両がエンジンブレーキ相当の回生制動力を受
けて減速しているときの回生制動トルクと回転変動トル
クの関係を車両速度の低下に従って示す特性図、 第５図は従来の電気自動車の駆動機構を示す概略構成
図、 第６図はフックスジョイントの構造図、 第７図はフックスジョイントの２軸の交差角度θおよび
駆動軸の回転角度φの変化による被駆動軸の回転数変動
を示す特性図である。 10……モータ 12……減速機 40……回転変動検出手段 42……演算比較手段 44……制御トルク制御手段
動制御装置を示す概略構成図、 第２図は回転数変動検出部の一実施例を示す概略構成
図、 第３図は本実施例の制動トルク制御処理手順を示すフロ
ーチャート、 第４図は車両がエンジンブレーキ相当の回生制動力を受
けて減速しているときの回生制動トルクと回転変動トル
クの関係を車両速度の低下に従って示す特性図、 第５図は従来の電気自動車の駆動機構を示す概略構成
図、 第６図はフックスジョイントの構造図、 第７図はフックスジョイントの２軸の交差角度θおよび
駆動軸の回転角度φの変化による被駆動軸の回転数変動
を示す特性図である。 10……モータ 12……減速機 40……回転変動検出手段 42……演算比較手段 44……制御トルク制御手段
Claims (1)
- 【請求項１】電気自動車の駆動用モータと、このモータ
の回転を減速して駆動輪に出力する減速機を含み、モー
タの回生制動を利用して車両の制動を行う電気自動車に
おいて、 前記減速機の出力軸における当該出力軸の回転に伴う変
動トルクを検出し、このトルクの振幅である回転変動ト
ルクを検出する回転変動トルク検出手段と、 前記回転変動トルクと回生制動のトルクの比を求め、こ
れらのトルクの比を所定の基準値と比較する演算比較手
段と、 前記トルクの比が前記基準値より大きくなった場合に、
回生制動トルクを増加させる制動トルク制御手段と、 を含むことを特徴とする電気自動車の回生制動制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058735A JP2671549B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電気自動車の回生制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058735A JP2671549B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電気自動車の回生制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261306A JPH03261306A (ja) | 1991-11-21 |
| JP2671549B2 true JP2671549B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=13092770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2058735A Expired - Fee Related JP2671549B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電気自動車の回生制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671549B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6072297A (en) * | 1997-09-09 | 2000-06-06 | Ecostar Electric Drive Systems, L.L.C. | Vibration detection and control for a vehicle drivetrain |
| US7495403B2 (en) | 2004-03-30 | 2009-02-24 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Method, apparatus and article for vibration compensation in electric drivetrains |
| JP4197013B2 (ja) | 2006-06-28 | 2008-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
| US9353655B2 (en) * | 2013-03-08 | 2016-05-31 | GM Global Technology Operations LLC | Oil pump control systems and methods for noise minimization |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934301Y2 (ja) * | 1981-08-05 | 1984-09-22 | イカリ消毒株式会社 | 逆行防止装置 |
| JPS629056A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用変速機 |
| JP2928519B2 (ja) * | 1988-07-04 | 1999-08-03 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関等における歯車騒音防止装置 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2058735A patent/JP2671549B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03261306A (ja) | 1991-11-21 |
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