JP3784914B2

JP3784914B2 - 電気自動車の制動制御装置

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Publication number: JP3784914B2
Application number: JP07617997A
Authority: JP
Inventors: 俊也真保; 久光古賀; 和功半田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JPH10271608A

Description

【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ることのみならず、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、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。
【０００９】
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。仮に必要な回生制動力を得ながらバッテリの過充電を防ぐべく、前述した公報に開示されるように、回生エネルギを電動機の内部において発熱・消費させるようにしても、これによって回生ブレーキトルクが変動することが否めないので、違和感のない制動効果が得られ難い。
【００１０】
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、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、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。
【００１１】
【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、これらの各検出手段による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、前記バッテリを構成する電池セルの電圧を検出するセル電圧検出手段と、このセル電圧検出手段により検出される電池セルの電圧が予め設定された充電禁止電圧を上回るとき前記電気的制動手段の作動を禁止する回生制動禁止手段と、この回生制動禁止手段により前記電気的制動手段の作動が禁止されたときには前記機械的制動手段を用いて、また前記電気的制動手段の作動が禁止されていないときには前記電気的制動手段を用いて、或いは前記電気的制動手段および前記機械的制動手段をそれぞれ用いて前記減速度演算手段により求められた減速度を発生させる制動力発生手段とを具備し、
前記減速度演算手段は、前記スロットル操作検出手段によりスロットル操作が行われていないことが検出されると共に、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作が行われていないことが検出されるときでも、必要なエンジンブレーキに相当する減速度を算出することを特徴とするものである。
【００１２】
即ち、バッテリを構成する複数の電池セルの電圧（最大電圧）に応じて、電動機による回生制動を付与する電気的制動手段、またはＡＢＳ（アンチスキッド・ブレーキング・システム）におけるアクチュエータや、機械的ブレーキ機構の作動を司る電子制御負圧ブースタ等の機械的制動手段、或いはその両者を選択的に駆動し、前記減速度演算手段によって求められた減速度が得られるように制動を掛けるようにしたことを特徴としている。
【００１３】
具体的にはバッテリを構成する複数の電池セルの電圧がそれぞれ低く、バッテリに充電余裕がある場合には、電動機による回生制動によって必要な制動力を得るようにし、また前記特定の電池セルの電圧が高くなった場合には、上記回生制動に代えて機械的制動手段によって必要な制動力を得るようにし、更にはブレーキペダルが踏み込み操作される等して前記回生制動だけでは必要な制動力が得られない場合には、前記機械的制動手段を併用することでその制動力を確保するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
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。
【００１５】
【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。
【００１６】
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充電電圧をそれぞれ監視している。
そしてコントローラ３はこれらの検出結果に応じて、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）。
【００１７】
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、前述したようにバッテリ１を構成する複数の電池セルの各充電電圧に対する監視結果に基づいて制御される。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
そしてブレーキペダルを踏み込んだときには、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を開口し、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、前記大気室１６を制御圧室１７に連通させることで、該制御圧室１７に加え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１１ａ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。
【００２２】
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、ブレーキペダル操作とは独立にマスタシリンダを駆動し、これによって車輪４に対して機械的制動力を付与するものとなっている。
【００２３】
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。
【００２４】
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充電電圧（端子電圧）を監視し、これらのセル電圧の中の最大電圧が所定の制御電圧に達したとき、モータ２による回生制動（電気的制動手段の作動）を禁止するようにしている点にある。
【００２５】
そしてこの回生制動の停止に伴って不足する減速度（制動力）を、前記負圧ブースタ機構等の機械的制動手段を作動させることで確保するようにし、またモータ２による回生制動を働かせるに際しても、その制動力が不足するような場合には、機械的制動手段を同時に作動させることでその不足する制動力を補うようにした点にある。
【００２６】
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。
【００２７】
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Ｓ３］。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。
【００２８】
これに対してスロットルがオフである場合には、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Ｓ４］。つまり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。しかしてブレーキスイッチ５もオフである場合には、前述した如く求められた前記モータ２の回転数に従って、例えばそのときに必要な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［ステップＳ５］。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。
【００２９】
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４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。
【００３０】
以上のようにしてブレーキ操作を伴うことなく、スロットルがオフされた時に必要なエンジンブレーキ力に相当する減速度が求められたならば、次に前記バッテリ１を構成する電池セルの端子電圧を調べ、回生制動を実行するか否かを判定する［ステップＳ６］。
具体的には図５にその処理形態を示すように、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Ｓ２１］、その中の最大セル電圧を検出する［ステップＳ２２］。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Ｓ２３］、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Ｓ２４］。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。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］。
【００３１】
以上のようにして回生ブレーキ制御の実行の可否を判定したならば、図３に示す処理手順に戻る。そして、例えば回生ブレーキ許可の判定結果が得られた場合には、前記モータ２を回生モードに設定し、前述した如く求められる減速度に従って回生ブレーキ制御を実行する［ステップＳ７］。即ち、アクセルオフ時の走行速度に応じて求められた減速度が得られるようにモータ２を回生駆動し、エンジンブレーキ力に相当する制動力を車両（車輪４）に対して付与する。同時にこの回生ブレーキ制御によって得られる回生エネルギを用いて前記バッテリ１を充電し、車両の運動エネルギを回収する。
【００３２】
これに対して回生ブレーキ禁止の判定結果が求められた場合には、上述したモータ２による回生ブレーキ制御を禁止し、これに代えて前述した負圧ブースタ機構を用いて自動ブレーキ制御を実行する［ステップＳ８］。この自動ブレーキ制御は、前述した如く計算されたエンジンブレーキ力に相当する制動力が機械的に得られるように、電子制御負圧ブースタ機構（機械的制動手段）の作動を制御することによってなされる。具体的には前述した如くアクセル・オフ時の走行速度に応じて求められた減速度（制動力）を目標値として前述した第１および第２の電磁弁１８,１９の作動をフィードバック制御することによって、上記減速度が機械的に付与されることになる。
【００３３】
従ってアクセル・オフ時に回生ブレーキを作動させない場合であっても、機械的制動手段の作動によってエンジンブレーキ力に相当する制動力が機械的に加えられることになる。しかもこの場合には、回生ブレーキを作動させないので、バッテリ１の充電が行われることはない。また回生ブレーキが許可されている場合には、回生ブレーキによってエンジンブレーキ力に相当する制動力が円滑に加えられる。これ故、車両はバッテリ１の充電状態に影響されることなく、アクセル・オフに伴ってエンジンブレーキに相当する制動が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。
【００３４】
これに対して前述したステップＳ４の判定処理において、ブレーキスイッチ５がオンであると判定された場合には、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。従ってこの場合には、ブレーキペダルの踏み込み操作によって求められ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［ステップＳ９］。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。
【００３５】
しかる後、この場合においても前述したように回生ブレーキの作動が可能であるか否かを判定する［ステップＳ１０］。この判定処理は、前述した図５に示すような処理手順によって実行されるステップＳ６の判定処理と同様にして行われる。そして回生ブレーキの作動が禁止されている場合には、前述したようにブレーキペダルの踏み込み量に応じて計算された減速度が得られるように、前述した電子制御負圧ブースタ機構（機械的制動手段）の作動を制御して機械ブレーキ制御を実行する［ステップＳ１１］。この場合、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて前述した図２に示すオペレーションロッド１２が作動するようにし、この踏み込み量に応じた制動力をそのまま加えるようにしても良い。
【００３６】
これに対して前記ステップＳ１０において回生ブレーキの作動が許可されている場合には、例えば前述したモータ２の回転数に応じて、そのときにモータ２を回生制御することによって発生し得る回生ブレーキ力を計算する［ステップＳ１２］。そしてこの計算された回生ブレーキ力と、前述した如く計算されたブレーキ踏力に応じた制動力とに従い、例えばモータ２による回生制動力を作用させながら、この回生制動だけでは不足する制動力を補うべく前記機械的制動力を加える。つまり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Ｓ１３］。
【００３７】
この協調回生ブレーキ制御の実行に際しては、例えば前記ブレーキ踏力に応じて求められる制動力から、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６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６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、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、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、モータ２による回生ブレーキを作動させるか否かが判定される。そして上記電池セルの１つが、例えばその充電を禁止することが好ましい所定の制御電圧に達している場合、回生ブレーキの作動が禁止される。
【００４０】
そしてこのような判定に基づき、回生ブレーキの作動が許可されている場合にだけモータ２による回生ブレーキ制御が実行され、回生ブレーキの作動が禁止されている場合には、負圧ブースタ機構等の機械的制動手段を用いて回生ブレーキ力に相当する制動力が機械的に加えられることになる。更には回生ブレーキが許可されている場合であっても、その回生ブレーキ力だけでは制動力が不足するような場合には、前記機械的制動手段の作動が併用されて、その不足する制動力が補われることになる。
【００４１】
この結果、バッテリ１の充電状態、特に個々の電池セルの充電状態に応じてその過充電を確実に防止しながら、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。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。
【００４２】
従ってこの実施形態に係る制動制御装置によれば、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。
【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回生ブレーキの作動が禁止されている場合、電子制御負圧ブースタ機構を利用してエンジンブレーキ力に相当する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上述したエンジンブレーキ力に相当する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。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、前記バッテリを構成する複数の電池セルの端子電圧を検出するセル電圧検出手段とを備えており、特にセル電圧検出手段によって回生制動を作動させるか否かを判定し、その判定結果に従って前記電気的制動手段、または前記機械的制動手段、或いはその双方を選択的に作動させることで前述した如く求められる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、セル電圧に応じて回生制動の実行の制御することでバッテリの過充電を効果的に防ぎながら、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】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５】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６】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

Claims

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、前記車両のスロットル操作とその操作量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とその操作量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、前記バッテリを構成する電池セルの電圧を検出するセル電圧検出手段と、このセル電圧検出手段により検出される電池セルの電圧が予め設定された充電禁止電圧を上回るとき前記電気的制動手段の作動を禁止する回生制動禁止手段と、この回生制動禁止手段により前記電気的制動手段の作動が禁止されたときには前記機械的制動手段を用いて、また前記電気的制動手段の作動が禁止されていないときには前記電気的制動手段を用いて、或いは前記電気的制動手段および前記機械的制動手段をそれぞれ用いて前記減速度演算手段により求められた減速度を発生させる制動力発生手段とを具備し、
前記減速度演算手段は、前記スロットル操作検出手段によりスロットル操作が行われていないことが検出されると共に、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキ操作が行われていないことが検出されるときでも、必要なエンジンブレーキに相当する減速度を算出することを特徴とする電気自動車の制動制御装置。
前記セル電圧検出手段は、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。