JP3417453B2 - 電気自動車の制動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッテリにより駆動
される電動機を動力源とする電気自動車に係り、特に前
記バッテリの充電電圧に応じて回生制動と機械的制動と
を使い分けて制動力を付与するようにした電気自動車の
制動制御装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近時、車両に搭載したＬiイオン
電池等のバッテリによって駆動される電動機（モータ）
を動力源とする電気自動車が注目されている。またこの
種の電気自動車においてはバッテリによって電動機を駆
動しないとき、逆に車輪の回転力が前記電動機に加わっ
て負荷となり、制動力が発生する。この際、電動機に発
生する回生エネルギを利用して前記バッテリを充電する
ことが行われている。このような電動機を利用した電気
的な制動技術は、回生制動と称され、車両の運動エネル
ギを回収する上で有効である。

【０００３】ところでバッテリの過充電は、その電池特
性の大幅な劣化を招く要因となる。従ってバッテリが十
分に充電された状態にある場合には、電動機による回生
制動によって得られるエネルギを用いてバッテリを充電
することは、極力避けることが望ましい。そこで、例え
ば特開平５−２５２６０６号公報には、ブレーキ操作時
にバッテリがほぼ満充電状態にあるとき、電動機に生じ
る回生エネルギを該電動機の内部において発熱・消費さ
せることで、バッテリの充電を抑制しながら、必要な回
生制動力を得ることが開示されている。しかしこの場
合、熱的な新たな問題が生じる上、その制御系の構成が
複雑化することが否めない。

【０００４】一方、特開平５−２８４６０７号公報に
は、バッテリの劣化状態に応じて回生制動によって回収
できるエネルギ量が変化することから、ブレーキ操作が
なされたときに働かせ得る回生制動力をバッテリの劣化
状態から求め、上記ブレーキ操作に伴って駆動される油
圧等の機械的制動を併用することで、前記ブレーキ操作
量によって示される制動力を得ることが開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで電気自動車に
搭載されるバッテリは、通常、複数の電池セルを直列に
接続した組電池として実現される。このような組電池
（バッテリ）をなす複数の電池セルの各電気的特性は必
ずしも一様ではなく、通常、製造誤差に伴う潜在的バラ
ツキのみならず、その使用環境（周囲温度）に起因する
充放電特性のバラツキも生じ易い。従ってバッテリの充
電状態を、例えばその端子間電圧や放電電流量に基づい
て監視しながら回生制動を制御することで、その過充電
を防ぐようにしても、特定の電池セルだけが過充電とな
る虞がある。

【０００６】ちなみに特定の電池セルが過充電となって
その充放電特性が劣化すると、その影響が組電池を構成
する他の電池セルにも連鎖的に広がり、バッテリ全体の
充放電特性が著しく劣化する。このような不具合を防ぐ
べく、バッテリの満充電状態の検出レベルを低く設定す
ると、バッテリの充電エネルギを或る程度消費した段階
でしか回生制動を掛けることができなくなり、回生制動
条件が大きく制限されることになる。すると回生制動に
よる車両の運動エネルギの回収効果が薄れ、車両の運動
エネルギを利用してバッテリを効率的に充電することが
できなくなる。しかも電気自動車に特有な回生制動によ
る円滑な制動効果が得られ難くなる。

【０００７】一方、電気自動車においては、前述した各
公報に開示されるようなブレーキ操作時のみならず、ア
クセル操作を停止したとき（スロットルＯＦＦ）にもエ
ンジンブレーキに相当する回生ブレーキ（回生制動）を
掛けるようにすれば、車両の運動エネルギを効率的に回
収し、ブレーキ操作を軽減して運転フィーリングの向上
を図る上でも有効であると考えられる。

【０００８】しかしながらアクセル・オフ時に、エンジ
ンブレーキに相当する回生ブレーキを掛けるようにして
も、前述したように電池セルのバラツキを見込んで回生
制動を制御すると、バッテリの充電状態によっては必要
な制動力が得られなくなる虞が生じる。この場合、前述
した公報に示されるように、油圧等の機械的制動を併用
することで不足した制動力を補うことが考えられるが、
上記機械的制動手段を作動させるには別途ブレーキ操作
することが必要となる。即ち、アクセル・ペダルから足
を離しても期待した制動力（減速効果）が得られないの
で、改めてブレーキ操作し、機械的制動手段を作動させ
ることが必要となる。このことは運転に不安感のみなら
ず違和感が生じることになり、しかもブレーキ操作頻度
の増大を招くことになる。

【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、簡単にして効果的にバッテリの
過充電を防止しながらその制動時に効率的にバッテリを
充電することができ、しかも運転操作に応じた違和感の
ない制動力を確実に得ることができて、その運転フィー
リングを十分に高めることのできる電気自動車の制動制
御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明は、車両に搭載されたバッテリ、およびこの
バッテリによって駆動される電動機を備えた電気自動車
であって、前記電動機に回生制動力を発生させて前記車
両に制動力を加える電気的制動手段と、前記車両の回転
系に機械的な制動力を作用させる機械的制動手段と、こ
れらの各制動手段を制御する制御手段とを具備した制動
制御装置において、前記制御手段として、前記バッテリ
の充電状態を、例えばバッテリを構成する複数の電池セ
ルにおける最大端子電圧として検出する充電状態検出手
段と、この充電状態に従って、例えば電池セルの端子電
圧に応じて予め定められている配分比の下で前記電気的
制動手段により付与する制動力と前記機械的制動手段に
より付与する制動力との配分比を決定する制動力配分比
決定手段と、前記車両のスロットル操作を検出するスロ
ットル操作検出手段と、前記車両に対するブレーキ操作
を検出するブレーキ操作検出手段と、前記車両の走行状
態を検出する走行状態検出手段と、これらの各検出結果
に基づいて前記車両に必要な減速度を算出する減速度演
算手段とを備え、特に上記減速度を得るに必要な制動力
を前記制動力配分比決定手段において求められた配分比
の下で前記電気的制動手段と前記機械的制動手段とに配
分して各制動手段をそれぞれ駆動することで、前記減速
度演算手段で求められた減速度を車両に与えるようにし
たことを特徴としている。

【００１１】つまりバッテリの充電状態を示す指標とし
て、例えば電池セルの最大端子電圧を求め、この最大セ
ル電圧に応じて回生制動力と機械的制動力との配分比を
設定する。そして運転操作や車両の走行状態に応じて求
められる減速度を、上記配分比に従って電気的制動手段
と機械的制動手段とに振り分けて各制動手段をそれぞれ
駆動することで、必要な減速度（制動力）を確保しなが
ら、バッテリの充電状態に応じて車両の運動エネルギを
回収し、バッテリを効率的に充電するようにしたことを
特徴としている。

【００１２】尚、ここに示す機械的制動手段とは、電動
機を用いた回生制動による電気的な制動に相対するもの
で、リンク機構を用いたメカニカルものや、油圧等の流
体を用いて車両の回転系、例えば車軸や車輪に対して直
接的に制動力を付与するブレーキ機構を総称するもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る電気自動車の制動制御装置について説明
する。図１は電気自動車の概略的な制御系を示す図であ
る。図中１は車両に搭載されたＬiイオン電池やＮi-Ｈ
電池等からなるバッテリであり、一般的には複数の電池
セルを直列接続して所要の端子間電圧を得る組電池とし
て実現される。またモータ（電動機）２は、前記バッテ
リ１からの電力（充電エネルギ）供給を受けて作動する
もので、その駆動力（回転数）はコントローラ３により
制御される。このモータ２によって車輪４が回転駆動さ
れ、電気自動車が走行駆動される。

【００１４】またコントローラ３は、ブレーキスイッチ
５やスロットルセンサ６によって検出される運転操作状
態を検出し、更には前記モータ２の回転数から該電気自
動車の走行状態を検出している。更にコントローラ３は
前記バッテリ１を構成する複数の電池セルの各端子電圧
（セル電圧）をそれぞれ監視している。コントローラ３
はこれらの検出結果に応じて前記モータ２の駆動（力行
または回生）を制御すると共に、例えば前記ブレーキス
イッチ５によってブレーキ操作が検出されたとき、ブレ
ーキアクチュエータ７を駆動して前記車輪４、或いは車
輪４を回転駆動する車軸等の回転系に対して制動力を付
与したり（機械的制動手段）、更には前記モータ２に対
する回生モードを設定し、該モータ２に回生制動力を発
生させて前記車輪４に対して電気的な制動力を付与する
ものとなっている（電気的制動手段）。

【００１５】尚、モータ２に対する回生モードの設定に
より、車両の運動エネルギである車輪４からの回転力を
受けて該モータ２に生起される回生エネルギは、前記コ
ントローラ３の制御の下でバッテリ１に回収され、バッ
テリ１の充電が行われるようになっている。但し、回生
エネルギによるバッテリ１の充電は、前述したバッテリ
１を構成する複数の電池セルの各端子電圧に対する監視
結果に基づく後述する回生制動の制御によって管理され
る。

【００１６】また前記コントローラ３は、ブレーキスイ
ッチ５によるブレーキペダルの踏み込み操作のみなら
ず、例えばブレーキペダルに組み込まれた圧力センサに
より、その踏力に相当する制動操作量を検出するものと
なっている。またスロットルセンサ６からは、アクセル
ペダルの踏み込み操作のみならず、その踏み込み量に応
じた加速操作量を検出するものとなっている。

【００１７】ところでこの実施形態に係る電気自動車に
は、前記ブレーキアクチュエータ７として、例えば図２
に示す如く構成された電子制御負圧ブースタ機構が組み
込まれる。この電子制御負圧ブースタ機構は、ブレーキ
倍力装置として用いられるブレーキブースタ１０を用い
て実現されるもので、基本的にはマスタシリンダの作動
を制御することでホイールシリンダに油圧を加え、これ
によって前記車輪４に機械的な制動力を付与する機能を
備える。

【００１８】この電子制御負圧ブースタ機構について簡
単に説明すると、ブースタ１０には前記マスタシリンダ
の作動を制御するプッシュロッド１１と、ブレーキペダ
ルに連結されるオペレーティングロッド１２とを備えて
いる。またブースタ１０の内部には、ダイヤフラム１３
とベーローズ１４とにより区画された負圧室１５，大気
室１６，制御圧室１７が設けられている。

【００１９】そしてこのブースタ機構は、ブレーキペダ
ルが踏み込まれたとき、オペレーティングロッド１２を
第１のリターンばね１２ａに抗して移動させることで前
記大気室１６を開口する。そして該大気室１６と負圧室
１５との圧力差によって第２のリターンばね１１ａに抗
してプッシュロッド１１を駆動し、これによってマスタ
シリンダを作動させるものとなっている。またブレーキ
ペダルが踏み込まれていない場合には、第１のリターン
ばね１２ａによって復帰しているオペレーティングロッ
ド１２により、前記大気室１６を制御圧室１７に連通さ
せている。そしてこの状態で前記制御圧室１７に加えら
れる制御圧力と前記前記負圧室１５との圧力差に応じて
前記プッシュロッド１１を前記第２のリターンばね１１
ａに抗して駆動し、これによって前記マスタシリンダを
作動させるものとなっている。

【００２０】特にこの電子制御負圧ブースタ機構におい
ては、制御圧室１７と大気部との間に設けた第１の電磁
弁１８と、前記制御室１７と負圧室１５との間に設けた
第２の電磁弁１９とを選択的に駆動制御することで前記
制御室１７内の圧力を電子的に調整し、これによってブ
レーキペダル操作とは独立にマスタシリンダを駆動する
ことで車輪４に対して機械的制動力を付与するものとな
っている。

【００２１】尚、第１および第２の電磁弁１８,１９の
電子的制御による機械的制動力の大きさの調整は、制御
圧室１７に制御圧を断続的に導入する際のデューティ比
を可変する等して行われる。具体的にはマスタシリンダ
を介して得られる油圧が、所要とする制動力（減速度）
を得る目標圧となるように、上記電磁弁１８,１９の作
動をフィードバック制御するようにすれば良い。

【００２２】さて上述したように、ブレーキペダルの踏
み込み操作とは独立に機械的制動力を付与可能な電子制
御負圧ブースタ機構（機械的制動手段）を備えた電気自
動車において、この実施形態に係る制動制御装置が特徴
とするところは、図３にその制御の流れを示すように、
バッテリ１を構成する複数の電池セルの端子電圧（セル
電圧）を監視し、これらのセル電圧の中の最大電圧に応
じて、前記モータ２による回生制動（電気的制動手段）
と、前記ブースタ機構による機械的制動力（機械的制動
手段）とによる制動力の配分比を可変設定する点にあ
る。

【００２３】即ち、電気自動車の運転操作や走行状態に
応じて決定される制動力を付与するに際し、電気的制動
手段による回生制動力と、機械的制動手段による機械的
制動力との配分比を前記バッテリ１の最大セル電圧に応
じて決定し、この配分比の下でトータル的に前記制動力
が得られるように、前記電気的制動手段の駆動による回
生制動力と、機械的制動手段の駆動による機械的制動力
とをそれぞれ制御するようにした点にある。

【００２４】このような制動制御の形態を図３を参照し
て説明すると、この処理は前記コントローラ３において
各種センサにより検出されるデータを順次取り込むこと
から開始される［ステップＳ１］。このデータの取り込
みは、モータ２の回転数や、バッテリ１を構成する複数
の電池セルの各端子電圧（セル電圧）のみならず、スロ
ットルセンサ６から得られるスロットル情報（アクセル
操作量）、更にはブレーキスイッチ５から得られるブレ
ーキ情報（ブレーキ操作量）を検出することによってな
される。

【００２５】しかして車両の走行状態や運転操作に関す
る情報を取り込んだならば、次に前記スロットル情報に
従ってスロットル・オフであるか、即ち、アクセル操作
がオフであるか否かを判定する［ステップＳ２］。アク
セルペダルの踏み込みによる加速操作がなされている場
合には、当然のことながらスロットル・オフではないの
で、この場合にはそのスロットル情報（スロットル開
度）に従ってモータ２を力行制御する［ステップＳ
３］。つまり運転者の加速意図を示すアクセル操作量に
応じて、その情報をスロットル開度の情報等として得、
バッテリ１の充電エネルギによりモータ２を駆動するこ
とで所要の回転力（回転数）を得る。そしてこの場合に
は、再度、ステップＳ１からの制動制御を繰り返し実行
する。

【００２６】これに対してスロットルがオフである場合
には、前述した如く検出したバッテリ１における電池セ
ルの端子電圧（セル電圧）に従って、制動力の配分計算
を行う［ステップＳ４］。具体的には図４にその処理形
態を示すように、先ずバッテリ１を構成する複数の電池
セルの各端子電圧（セル電圧）を検出し［ステップＳ２
１］、その中の最大セル電圧を検出する［ステップＳ２
２］。そして検出した最大セル電圧を予め設定された制
御電圧（充電禁止電圧）Ｖmaxと比較し［ステップＳ２
３］、最大セル電圧が制御電圧に達している場合には、
回生ブレーキ禁止の判定結果を得る［ステップＳ２
４］。つまりバッテリ１を構成する複数の電池セル中の
１つが、上記制御電圧に到達している場合、これ以上の
充電は不適切であると判定して回生ブレーキ禁止の判定
結果を得る。

【００２７】逆に最大セル電圧が前記制御電圧に達して
いない場合には、回生ブレーキ許可の判定結果を得る
［ステップＳ２５］。特に回生ブレーキ許可の判定結果
が得られた場合には、前記最大セル電圧に従って回生制
動と機械的制動との配分比を決定する［ステップＳ２
６］。即ち、モータ２による回生制動によって得られる
回生制動力と、前記負圧ブースタ機構を駆動することに
よって得られる機械的な制動力とをどの様な割合で作用
させるかを規定する制動力の配分比を、前記バッテリ１
の最大セル電圧に応じて決定する。

【００２８】この配分比は、例えば図５に示すようにセ
ル電圧に応じて予め定められたテーブルデータとして与
えられる。従ってセル電圧に応じてこのテーブルを参照
することによっても、そのときのセル電圧に応じた制動
力の配分比が求められる。ちなみに上記配分比は、セル
電圧が所定の電圧Ｖ1よりも低い場合には、回生ブレー
キを１００％，機械ブレーキを０％となるような配分割
合として、またセル電圧が所定の電圧Ｖ2よりも高い場
合には、回生ブレーキを０％，機械ブレーキを１００％
とするような配分割合として定められる。更にセル電圧
が上記電圧Ｖ1,Ｖ2の範囲内にある場合には、そのセル
電圧が高くなるに従って回生ブレーキに対する配分比が
単調減少し、これによる不足分を機械ブレーキによって
補うような配分割合として定められる。

【００２９】尚、セル電圧が上記電圧Ｖ2を越える場
合、回生ブレーキに対する配分比が０％に設定されるの
で、前述したステップＳ２３,Ｓ２４に示す回生ブレー
キの作動禁止の判定処理を省略するようにしても良い。
以上のようにしてバッテリ１のセル電圧（充電状態）に
応じて、回生制動と機械的制動とに対する配分比を決定
したならば、図３に示すように次にモータ２の回転数
（走行速度）に応じた減速度を計算する［ステップＳ
５］。この減速度の計算は、基本的には前述したステッ
プＳ１において検出されるアクセル操作やブレーキ操作
等の操作情報に応じて行われる。特にスロットルセンサ
６により求められるアクセル操作情報からアクセル・オ
フを検出し、そのときのモータ２の回転数に従って、例
えばエンジンブレーキ力に相当する減速度（制動力）を
計算する。

【００３０】ちなみにエンジンブレーキとは、内燃機関
を動力源とする自動車において、アクセル・オフ時に車
輪から内燃機関に加わる回転力によって生じる制動作用
である。従って内燃機関を搭載していない電気自動車に
おいてはエンジンブレーキ力が生じることはない。そこ
でこの実施形態においては、アクセル・オフ時に上記エ
ンジンブレーキ力に相当する制動力を発生させるべく、
上述した如くモータ２の回転数に応じて、そのときに必
要な減速度（制動力）を計算している。

【００３１】尚、このエンジンブレーキ力に相当する減
速度は、例えば図６に示すように予めモータ２の回転数
に応じて定めた減速度を示すテーブルデータとして与え
られる。従って減速度の計算は、例えばそのときのモー
タ２の回転数に応じて前記テーブルを参照し、その回転
数によって示される回転数を求めることによって実行さ
れる。

【００３２】以上のようにしてアクセル・オフ時に作動
させる為の、エンジンブレーキに相当する制動力（減速
度）が求められたならば、次に前記ブレーキスイッチ５
がオフであるか否かを判定する［ステップＳ６］。つま
りアクセル・オフだけではなく、更にブレーキペダルの
踏み込み操作により、積極的な制動操作がなされている
か否かを判定する。そしてブレーキスイッチ５がオフで
ある場合には、前述した如くモータ２の回転数に応じて
求められた減速度と、バッテリ１のセル電圧に応じて決
定された制動力の配分比とに従って、上記減速度を得る
に必要な回生制動力と機械制動力とをそれぞれ計算する
［ステップＳ７］。これらの制動力の計算は、前記減速
度（必要な制動力）に対して、回生制動に対して設定さ
れた図５における実線で示される配分割合、および機械
的制動に対して設定された図５における破線で示される
配分割合をそれぞれ乗じることによって実行される。

【００３３】このようにして求められた各制動力に従っ
て、モータ２による回生制動を制御することで電気的な
回生ブレーキ制御が実行され［ステップＳ８］、また同
時に前記負圧ブースタ機構の作動を制御することで機械
的な自動ブレーキ制御が実行される［ステップＳ９］。
そしてこれらの各制動力が車両に対して総合的に作用す
ることで、前述した如く求められたエンジンブレーキに
相当する制動力が加えられるものとなっている。

【００３４】従って車両に対しては、バッテリ１の充電
状態に拘わることなく、アクセル・オフ時に、そのとき
の走行速度（モータ２の回転数）に応じて求められる、
エンジンブレーキに相当する制動力が安定に、且つ確実
に加えられることになる。従って運転者は、アクセルペ
ダル操作の停止に伴う自然性の高い減速効果を実感する
ことが可能となる。しかもこのとき、バッテリ１に充電
余裕がある場合には、前述した如く設定された配分比の
下で駆動される回生ブレーキによって車両の運動エネル
ギが回収され、バッテリ１が充電されることになる。但
し、バッテリ１のセル電圧が前述した制御電圧Ｖ2に達
している場合には、回生制動に対する制動力の配分割合
が０％に設定されているので、回生ブレーキが働くこと
がなく、従って回生エネルギによってバッテリ１が充電
されることはない。これ故、バッテリ１の過充電が効果
的に防止される。

【００３５】一方、前述したステップＳ６の判定処理に
よってブレーキスイッチ５のオン状態が検出されたなら
ば、そのブレーキ操作量に従い、ブレーキ操作よって要
求されている減速度を計算する［ステップＳ１０］。即
ち、この場合にはブレーキペダルの踏み込み操作によっ
て積極的な制動が指示されていることになるので、ブレ
ーキペダルの踏み込み操作によって運転者が求めている
積極的な減速度（制動力）を、その踏み込み量に応じて
計算する。このブレーキ操作に伴う減速度の計算は、前
述したようにブレーキペダルの踏み込み量（踏み込み圧
力）を、該ブレーキペダルに組み込まれた圧力センサを
用いて検出し、その踏力に相当する減速度を前述したよ
うなテーブルデータから求めることによって実行され
る。

【００３６】しかる後、前述した如くバッテリ１のセル
電圧に応じて決定された制動力の配分比に応じて、基本
的にはステップＳ７に示す処理と同様にしてモータ２を
回生駆動して付与する回生制動力と、負圧ブースタ機構
を用いて付与する機械的制動力とを計算する［ステップ
Ｓ１１］。但し、モータ２を回生駆動して得られる回生
制動力には限界があるので、例えば先ず、回生制動に対
する制動力の配分割合に従ってモータ２による回生制動
力を計算し、この回生制動力を前述したブレーキペダル
の踏力に応じて求められた減速度（制動力）から差し引
くことで、機械的制動手段によって働かせる制動力を計
算する。そしてこのようにして計算された制動力（減速
度）に従い、モータ２の回生制動を制御すると共に、前
記負圧ブースタ機構の作動をそれぞれ制御することで、
回生制動による電気的制動と、負圧ブースタ機構を用い
た機械的制動とを併用した協調回生ブレーキ制御を実行
する［ステップＳ１２］。

【００３７】具体的には前述した如く計算された回生制
動力が得られるように、モータ２を回生制動制御する。
同時に記ブレーキ踏力に応じて求められる制動力から、
上記回生制動によって得られる制動力を減算し、これに
よって求められる制動力を前記電子制御負圧ブースタ機
構の制御目標値として、該ブースタ機構の作動をフィー
ドバック制御するようにすれば良い。つまり図７に示す
ように、回生制動によって得られる制動力には限界があ
るので、ブレーキ踏力に応じて求められる制動力（全ブ
レーキ力）に対して不足する制動力分を、機械的な制動
力として付与することで、協調回生ブレーキ制御を実行
するようにすれば良い。

【００３８】従ってこの場合には、バッテリ１に回収可
能な車両の運動エネルギをモータ２の回生エネルギとし
て得、この回生エネルギを用いて前記バッテリ１を充電
しながら、車両に対しては回生制動力と機械的な制動力
の和として、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた適切
な制動力を付与することになる。尚、図７においてペダ
ル踏力がほぼ零（０）の領域に示される回生ブレーキ力
（減速度）は、前述したアクセル・オフ時において車両
に付与する、エンジンブレーキ力に相当する制動力を示
している。

【００３９】かくして上述した如く実行される制動制御
によれば、バッテリ１を構成する複数の電池セルの端子
電圧に基づいて回生ブレーキによる制動力と機械ブレー
キによる制動力との配分割合が決定されており、回生制
動が可能な限り、モータ２による回生制動を作用させて
車両の運動エネルギを回収し、バッテリ１を充電するも
のとなっている。そしてバッテリ１のセル電圧が十分に
高いような場合には、回生制動の配分割合を０％とする
ことで回生制動自体を禁止し、回生エネルギによるバッ
テリ１の充電を禁止してその過充電を防ぐものとなって
いる。これ故、この実施形態に係る装置によれば、バッ
テリ１の過充電を確実に禁止しながら、車両の運動エネ
ルギによってバッテリ１を効率的に充電することがで
き、そのエネルギ回収効率を十分に高くすることができ
る。

【００４０】従ってバッテリ１を構成する複数の電池セ
ルの電池特性（充放電特性）にバラツキが存在するよう
な場合であっても、最も条件の悪い電池セルに着目して
バッテリ１に対する充電を制御することができるので、
バッテリ１の全体的な電池性能の劣化を効果的に防止す
ることができる。特に特定の電池セルだけが過充電され
るような事態を効果的に防ぐことができる。

【００４１】またアクセル・オフ時やブレーキペダル操
作時に、その操作に応じて車両に対して制動を掛ける場
合、前述した条件下でモータ２による回生ブレーキを作
動させながら、この回生ブレーキだけでは不足する制動
力分が、前記負圧ブースタ機構の作動による機械的制動
手段によって加えられるので、上記操作に応じた必要な
制動力を確実に付与することができる。この結果、バッ
テリ１の充電状態に拘わることなしに適切な制動力を車
両に対して付与することが可能となる。

【００４２】特にブレーキ操作を伴うことのないアクセ
ル・オフ時においても、そのときの走行状態に応じたエ
ンジンブレーキ力に相当する制動力を適切に加えること
ができる。しかもバッテリ１に充電余裕がある場合に
は、回生ブレーキの作動によって車両の運動エネルギを
積極的に回収しながら、バッテリ１を充電することがで
きる。

【００４３】またバッテリ１の充電状態に拘わることな
く、車両の運転操作に応じた制動力が付与されるので、
運転者はバッテリ１の充電状態を監視しなくても、換言
すればバッテリ１の充電状態に格別注意を払うことなく
アクセル操作、およびブレーキ操作することができる。
特にアクセル操作を停止するだけで、そのときの走行状
態（走行速度）に応じてエンジンブレーキに相当する制
動力が働き、その制動効果（減速作用）を運転感覚とし
て捕らえることが可能となるので、安心感のある違和感
のない運転を行うことが可能となる。

【００４４】ちなみにアクセル操作の停止時にエンジン
ブレーキに相当する制動力を付与しないものとすれば、
速度調整の為のブレーキ操作回数が増大し、内燃機関を
搭載した自動車の運転時と異なって違和感が生じる。こ
れに対してアクセル操作の停止時に回生制動だけを加え
るようにすると、バッテリ１の充電状態によって回生制
動が有効に機能する場合と、回生制動が働かない場合と
が生じるので、却って運転操作に不安感が生じ、あわて
てブレーキ操作するような事態が生じる虞がある。この
点、本発明に係る前述した制動制御によれば、アクセル
操作の停止に伴って、内燃機関を搭載した自動車の場合
と同様な制動力、即ち、エンジンブレーキ力に相当する
制動力が加えられるので、違和感のない安心した運転操
作が可能となり、ひいては電気自動車におけるドライバ
ビリティの向上を図ることが可能となる。

【００４５】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものでない。実施形態においては電子制御負圧ブース
タ機構を利用して機械的な制動力を付与するものとした
が、ＡＢＳ（アンチスキッド・ブレーキング・システ
ム）においても同様な制動力制御機能が備えられている
ので、この機能を利用して機械的な制動力を付与するよ
うに構成することも可能である。またバッテリ１を構成
する複数の電池セルの最大セル電圧のみならず、その平
均セル電圧も求めて回生制動実行の可否を判定するよう
にしても良い。またバッテリからの放電電流量を積算す
ることでバッテリの充電残容量を求めるようにしても良
い。この場合には、バッテリの充電残容量に応じて回生
制動と機械的制動との配分比を決定するようにすれば良
い。更にはバッテリの端子電圧から、その充電状態を簡
単に判定するようにすることも可能である。その他、本
発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施す
ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両に搭載されたバッテリ、およびこのバッテリによって
駆動される電動機を備えた電気自動車であって、前記電
動機に回生制動力を発生させて前記車両に制動力を加え
る電気的制動手段と、前記車両の回転系に機械的な制動
力を作用させる機械的制動手段と、これらの各制動手段
を制御する制御手段とを具備した制動制御装置におい
て、前記車両のスロットル操作，ブレーキ操作，および
その走行状態に従って該車両に必要な減速度を算出する
減速度演算手段と、前記バッテリの充電状態、例えばバ
ッテリを構成する複数の電池セルの端子電圧を検出する
充電状態検出手段とを備えており、特にバッテリの充電
状態に応じて前記電気的制動手段による回生制動と、前
記機械的制動手段による機械的制動との配分比を決定す
るものとなっている。そしてこの配分比に応じて上記の
如く算出された減速度が得られるように前記各制動手段
において発生させる回生制動力と機械制動力とを決定
し、車両の運転操作や走行速度等に応じた適切な減速度
を与えるものとなっている。

【００４７】従って本発明によれば、バッテリの充電状
態に応じて回生制動の割合と機械制動の割合とが制御さ
れるので、バッテリの過充電を効果的に防ぎながら、し
かもバッテリの充電状態に拘わることなく運転操作に応
じた制動力を確実に得ることができる。これ故、車両の
運動エネルギを効果的に回収しつつ、違和感のない安心
した運転操作が可能となり、ひいてはブレーキ操作回数
を少なくすることができる。この結果、電気自動車にお
けるドライバビリティの大幅な向上を図ることが可能と
なる等の利点が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気自動車における制御系の概略
的な構成を示す図。

【図２】本発明に係る電気自動車に組み込まれる電子制
御負圧ブースタ機構の概略的な構成を示す図。

【図３】本発明の一実施形態に係る電気自動車における
制動制御の処理手続の一例を示す図。

【図４】バッテリを構成する電池セルの電圧に基づく回
生ブレーキ制御の実行可否の判定手順を示す図。

【図５】バッテリの充電状態（セル電圧）に応じて変更
設定される回生ブレーキと機械ブレーキとの配分比（配
分割合）の関係を示す図。

【図６】モータ回転数に対するエンジンブレーキ力に相
当する減速度（制動力）の関係を示す図。

【図７】モータによる回生制動と機械的制動手段による
機械ブレーキとの併用による協調回生ブレーキ制御の概
念を示す図。

【符号の説明】

１ バッテリ ２ モータ（電動機） ３ コントローラ ５ ブレーキスイッチ ６ スロットルセンサ ７ ブレーキ・アクチュエータ １０ ブースタ １５ 負圧室 １６ 大気室 １７ 制御圧室 １８ 第１の電磁弁 １９ 第２の電磁弁

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−163008（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−28043（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−140208（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 7/24 B60L 3/00 B60T 8/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されたバッテリ、およびこの
   バッテリによって駆動される電動機を備えた電気自動車
   であって、前記電動機に回生制動力を発生させて前記車
   両に制動力を加える電気的制動手段と、前記車両の回転
   系に機械的な制動力を作用させる機械的制動手段と、こ
   れらの各制動手段を制御する制御手段とを具備してな
   り、 前記制御手段は、前記バッテリの充電状態を検出する充
   電状態検出手段と、この充電状態に従って前記電気的制
   動手段により付与する制動力と前記機械的制動手段によ
   り付与する制動力との配分比を決定する制動力配分比決
   定手段と、前記車両のスロットル操作を検出するスロッ
   トル操作検出手段と、前記車両に対するブレーキ操作を
   検出するブレーキ操作検出手段と、前記車両の走行状態
   を検出する走行状態検出手段と、これらの各検出結果に
   基づいて前記車両に必要な減速度を算出する減速度演算
   手段と、算出された減速度を得るに必要な制動力を前記
   配分比に従って前記電気的制動手段と前記機械的制動手
   段とに配分して各制動手段を作動させる制動力配分手段
   とを具備したことを特徴とする電気自動車の制動制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記充電状態検出手段は、バッテリを構
   成する複数の電池セルの各端子電圧中の最大端子電圧か
   ら該バッテリの充電状態を検出するものである請求項１
   に記載の電気自動車の制動制御装置。