JP5829872B2

JP5829872B2 - 車両

Info

Publication number: JP5829872B2
Application number: JP2011203870A
Authority: JP
Inventors: 山本　雅哉; 雅哉山本; 至瀬田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-17
Filing date: 2011-09-17
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-09-17
Also published as: JP2013066310A

Description

本発明は、車両に関する。

従来、この種の車両としては、駆動用の動力を出力する回生可能な駆動用電動機と、エンジンの動力により発電する発電用電動機と、駆動用電動機と発電用電動機と電力をやり取りするバッテリと、車両に制動力を作用させる制動装置とを備え、駆動用電動機と制動装置との協調により運転者のブレーキ操作に応じた制動力を出力するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、協調により駆動用電動機が分担すべき回生制動力による回生エネルギをバッテリが吸収しきれない場合には、駆動用電動機の回生エネルギからバッテリが吸収可能なエネルギを減じて余剰分の回生エネルギを算出し、発電用電動機に対してそのエネルギに見合ったｄ軸電流値を指令することにより、余剰分の回生エネルギを熱損失として消費している。

特開２００３−１３４６０２号公報

上述した車両のように、余剰分の回生エネルギを熱損失として消費すると発電用電動機の発熱が大きくなる場合があるため、機器保護の観点からは好ましくない。このため、バッテリがエネルギを十分に回収した後は、バッテリの充電を禁止して駆動用電動機の回生運転を停止し、必要な制動力のすべてを制動装置から出力することも考えられる。

一方、駆動用電動機を備える車両では、アクセルオフされた場合に、駆動用のエンジンを備える車両におけるエンジンブレーキ相当のフィーリングが得られるようにするものがある。この場合に必要な制動力は、駆動用電動機の回生によって出力することが一般的である。このため、バッテリの充電が禁止されると、そのようなエンジンブレーキ相当の制動力を出力することができなくなってしまい、運転者に違和感を与えることがある。

本発明の車両は、運転者に違和感を与えるのを抑制しつつ回生エネルギを安定的に回収することを主目的とする。

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
回生可能な走行用の電動機と、車両に制動力を付与するブレーキ装置と、前記電動機と電力をやり取りする二次電池と、アクセルオフで且つブレーキオンのときに前記二次電池の蓄電割合が所定の閾値未満のときにはブレーキオンに基づく制動力が前記電動機と前記ブレーキ装置との協調により出力されると共にアクセルオフに基づく制動力が前記電動機から出力されるよう該電動機と該ブレーキ装置とを制御し前記蓄電割合が前記所定の閾値以上のときには前記協調を中止してアクセルオフに基づく制動力が前記電動機から出力されるよう該電動機と該ブレーキ装置とを制御する制御手段と、を備える車両において、
走行中の路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値と、走行が予定される路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値とを導出し、該導出した二つの閾値のうち小さい方を前記所定の閾値に設定する閾値設定手段を備える
ことを要旨とする。

この本発明の車両では、走行中の路面の勾配に基づく蓄電割合の閾値と、走行が予定される路面の勾配に基づく蓄電割合の閾値とを導出し、導出した二つの閾値のうち小さい方を、電動機とブレーキ装置との協調を中止するための所定の閾値に設定する。ここで、走行中の路面の勾配だけを用いて所定の閾値を設定すると、走行中の路面とその後の路面との勾配とが大きく異なるときに、協調を中止するタイミングが遅すぎる場合が生じることがある。一方で、走行が予定される路面の勾配だけを用いて所定の閾値を設定すると、予定通りの走行がなされずに走行が予定された路面と実際に走行する路面との勾配が大きく異なるときに、そのような場合が生じることがある。そして、このような車両では、通常は二次電池の入力制限の範囲内で電動機から回生制動力が出力されるよう制御するから、協調を中止するタイミングが遅すぎる場合が生じると、回生エネルギを回収し過ぎてエンジンブレーキに相当するアクセルオフに伴う制動力を出力できなくなることがある。本発明では、走行中の路面の勾配と走行が予定される路面の勾配との二つの勾配を用いて所定の閾値を設定することにより、協調を中止するタイミングをより適切なものとすることができる。この結果、運転者に違和感を与えるのを抑制しつつ回生エネルギを安定的に回収することができる。

こうした本発明の車両において、前記閾値設定手段は、路面の勾配が下り勾配側に大きくなるほど前記蓄電割合の閾値が小さくなる傾向を用いて該蓄電割合の閾値を導出する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の車両において、前記走行が予定される路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値は、同一勾配の前記走行中の路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値よりも小さな値に定められてなるものとすることもできる。これにより、走行中の路面よりも走行が予定される路面の勾配を重視して所定の閾値を設定することができる。ここで、アクセルオフに伴う制動力は、エンジンブレーキに相当するから、一時的な出力ではなく継続的な出力が要求されるものということができる。このため、走行が予定される路面の勾配を重視することにより、アクセルオフに伴う制動力の出力が要求される可能性をより適切に反映させて所定の閾値を設定することができ、協調を中止するタイミングをさらに適切なものとすることができる。

さらに、本発明の車両において、前記閾値設定手段は、前記走行中の路面の勾配として、所定時間に亘る平均的な勾配を用いる手段であるものとすることもできる。こうすれば、勾配の一時的な変動の影響を排除して適切な閾値を導出することができる。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。メイン電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２により実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。ベーストルク設定用マップの一例を示す説明図である。制動トルク設定用マップの一例を示す説明図である。蓄電割合ＳＯＣとモータパワーと入力制限Ｗｉｎとブレーキ踏力Ｆｂとブレーキトルク指令Ｔｂ＊とモータトルク指令Ｔｍ＊との時間変化の様子の一例を示す説明図である。協調中止閾値の設定処理の一例を示す説明図である。閾値設定用マップの一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、駆動輪３４ａ，３４ｂにデファレンシャルギヤ３２を介して接続された駆動軸２８に動力を入出力可能なモータ２２と、モータ２２を駆動するためのインバータ２４と、インバータ２４を介してモータ２２と電力をやり取りするバッテリ２６と、駆動輪３４ａ，３４ｂや従動輪３６ａ，３６ｂに機械的な制動力を作用させるブレーキシステム４０と、運転者によって設定された目的地までの走行ルートを表示出力するナビゲーションシステム５０と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット７０と、を備える。

モータ２２は、駆動軸２８に接続されると共に永久磁石が埋め込まれたロータと、三相コイルが巻回されたステータと、を備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ２４は、図示しない６つのスイッチング素子により構成されており、バッテリ２６から供給される直流電力を擬似的な三相交流電力に変換してモータ２２に供給する。

ブレーキシステム４０は、ブレーキペダル６５の踏み込みにより加圧されるマスタシリンダ４２と、駆動輪３４ａ，３４ｂや従動輪３６ａ，３６ｂのブレーキホイールシリンダ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄへの油圧を調整するブレーキアクチュエータ４４と、ブレーキアクチュエータ４４を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）４６と、を備える。ブレーキＥＣＵ４６には、マスタシリンダ４２に取り付けられた図示しない圧力センサにより検出されるマスタシリンダ圧（ブレーキ踏力Ｆｂ）などが入力されており、ブレーキＥＣＵ４６からはブレーキアクチュエータ４４への駆動信号が出力されている。

ナビゲーションシステム５０は、地図データやルート検索プログラムが記憶されたハードディスクなどを内蔵する本体５２と、車両の現在位置などに関するデータを受信するＧＰＳアンテナ５４と、車両の現在位置や目的地までの走行ルートなどが表示可能で操作者によるタッチ操作が可能なタッチパネル式のディスプレイ５６と、を備える。なお、地図データとしては、店舗や駐車場などのサービス情報や予め定められた走行区間毎の距離や勾配などの道路情報などが記憶されている。このナビゲーションシステム５０は、運転者により目的地が設定されると、車両の現在位置と設定された目的地と地図データとを用いて、目的地までの走行ルートを探索したり目的地に到着する到着予測時刻を演算したりして、ディスプレイ５６に表示する。

メイン電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。メイン電子制御ユニット７０には、モータ２２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ２３からの回転位置やモータ２２とインバータ２４との接続ライン（電力ライン）に取り付けられた図示しない電流センサからの相電流，バッテリ２６の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ２６の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ２６に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６７からの車速Ｖ，路面の勾配を検出する勾配センサ６８からの勾配θ（上り坂を正とし、下り坂を負とする）などが入力ポートを介して入力されている。また、メイン電子制御ユニット７０からは、モータ２２を駆動するインバータ２４へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。このメイン電子制御ユニット７０は、回転位置検出センサ２３により検出されたモータ２２のロータの回転位置に基づいてモータ２２の回転数Ｎｍを演算したり、電流センサにより検出されたバッテリ２６の充放電電流の積算値に基づいてバッテリ２６から放電可能な蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、温度センサにより検出されたバッテリ２６の電池温度と演算した蓄電割合ＳＯＣとに基づいてバッテリ２６を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、入力制限Ｗｉｎは、蓄電割合ＳＯＣが高くなるほど制限が厳しくなるよう演算される。また、メイン電子制御ユニット７０は、ブレーキＥＣＵ４６やナビゲーションシステム５０と図示しない通信ポートを介して接続され各種制御信号やデータのやりとりを行なう。

なお、実施例の電気自動車２０では、シフトポジションセンサ６２により検出されるシフトレバー６１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）やニュートラルポジション（Ｎポジション），前進方向に走行するためのドライブポジション（Ｄポジション），前進方向に走行するがアクセルオフ時の制動力がドライブポジションのときより大きなブレーキポジション（Ｂポジション），後進方向に走行するためのリバースポジション（Ｒポジション）などがある。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に前進方向に走行中にアクセルペダル６３の踏み込みが解除されたアクセルオフ時の動作について説明する。図２はアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、アクセルオフされている場合に、メイン電子制御ユニット７０により所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

このルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰやブレーキ踏力Ｆｂ，車速センサ６７からの車速Ｖ，モータ２２の回転数Ｎｍ，バッテリ２６の蓄電割合ＳＯＣ，バッテリ２６の入力制限Ｗｉｎ，協調中止閾値Ｓｒｅｆなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、ブレーキ踏力Ｆｂは、マスタシリンダ４２の圧力センサにより検出されたものをブレーキＥＣＵ４６から通信により入力するものとした。また、協調中止閾値Ｓｒｅｆは、モータ２２とブレーキシステム４０との協調制御により要求制動トルクを出力するか否かを判定するための閾値であり、後述する処理で設定されるものを入力するものとした。こうしてデータを入力すると、アクセルオフの状態で駆動軸２８に出力すべきトルクであるベーストルクＴｂａｓｅをシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいて設定する（ステップＳ１１０）。ここで、ベーストルクＴｂａｓｅは、実施例では、シフトポジションＳＰと車速ＶとベーストルクＴｂａｓｅとの関係を予め定めてベーストルク設定用マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰと車速Ｖとに対応する値を導出して設定するものとした。このベーストルク設定用マップの一例を図３に示す。図示するように、車速Ｖが大きくなるほどベーストルクＴｂａｓｅが制動トルクとして負側に大きくなる傾向に設定されており、エンジンを搭載する車両のエンジンブレーキのフィーリングに近いトルクが設定されるように定められている。

ベーストルクＴｂａｓｅを設定すると、ブレーキ踏力Ｆｂが値０より大きいか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ブレーキ踏力Ｆｂが値０より大きくないとき即ちブレーキオフのときには、ベーストルクＴｂａｓｅを仮モータトルクＴｍｔｍｐに設定し（ステップＳ１３０）、バッテリ２６の入力制限Ｗｉｎをモータ２２の回転数Ｎｍで除することによりモータ２２から出力してもよい回生トルクの制限値としてのトルク制限Ｔｍｉｎを算出する（ステップＳ１４０）。そして、算出したトルク制限Ｔｍｉｎと仮モータトルクＴｍｔｍｐとのうち大きい方（絶対値としては小さい方）をモータ２２のモータトルク指令Ｔｍ＊に設定し（ステップＳ１５０）、モータ２２からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ２４のスイッチング素子をスイッチング制御して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１２０でブレーキ踏力Ｆｂが値０より大きいとき即ちブレーキオンのときには、ブレーキ踏力Ｆｂと車速Ｖとに基づいて駆動軸２８に出力すべき要求制動トルクにおける回生ブレーキの分担分の制動トルク（以下、回生協調トルクＴｒｅｇとする）と油圧ブレーキの分担分の制動トルク（以下、油圧協調トルクＴｈｙｄとする）とを設定する（ステップＳ１６０）。ここで、回生協調トルクＴｒｅｇと油圧協調トルクＴｈｙｄとは、実施例では、ブレーキ踏力Ｆｂと回生協調トルクＴｒｅｇと油圧協調トルクＴｈｙｄとの関係を車速Ｖに応じて予め定めて制動トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ブレーキ踏力Ｆｂと車速Ｖとから対応する値を導出して設定するものとした。車速Ｖが中低車速時における制動トルク設定用マップの一例を図４に示す。なお、車速Ｖが高車速時や極低車速時の制動トルク設定用マップ（図示省略）では、中低車速時に比して油圧協調トルクＴｒｅｇが制動トルクとして大きくなるように定められている。

こうして回生協調トルクＴｒｅｇと油圧協調トルクＴｈｙｄとを設定すると、バッテリ２６の蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０で蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、ベーストルクＴｂａｓｅに回生協調トルクＴｒｅｇを加えてモータ２２の仮モータトルクＴｍｔｍｐを設定する（ステップＳ１８０）。次に、入力制限Ｗｉｎを回転数Ｎｍで除してモータ２２のトルク制限Ｔｍｉｎを算出し（ステップＳ１９０）、算出したトルク制限Ｔｍｉｎと仮モータトルクＴｍｔｍｐとのうち大きい方をモータトルク指令Ｔｍ＊に設定する（ステップＳ２００）。こうしてモータトルク指令Ｔｍ＊を設定すると、モータトルク指令Ｔｍ＊からベーストルクＴｂａｓｅを減じたものを回生協調トルクＴｒｅｇから減じて油圧協調トルクＴｈｙｄに加えたトルクをブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定してブレーキＥＣＵ４６に送信する（ステップＳ２１０）。ここで、モータトルク指令Ｔｍ＊としては、ベーストルクＴｂａｓｅと回生協調トルクＴｒｅｇとの和をトルク制限Ｔｍｉｎで制限したものが設定されるから、ステップＳ２１０の処理は、そのような制限によりモータ２２から出力されないトルクを油圧ブレーキに置き換えるようブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定するものとなる。そして、モータ２２からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ２４をスイッチング制御して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。なお、ブレーキトルク指令Ｔｂ＊を受信したブレーキＥＣＵ４６は、各ブレーキホイールシリンダ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに作用する制動力の和が駆動軸２８に作用する制動力に換算したときにブレーキトルク指令Ｔｂ＊に相当するものとなるようブレーキアクチュエータ４４を制御する。

一方、ステップＳ１７０で蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、回生協調トルクＴｒｅｇの値に拘わらずベーストルクＴｂａｓｅをそのまま仮モータトルクＴｍｔｍｐに設定する（ステップＳ２２０）。次に、入力制限Ｗｉｎを回転数Ｎｍで除してトルク制限Ｔｍｉｎを算出し（ステップＳ２３０）、算出したトルク制限Ｔｍｉｎと仮モータトルクＴｍｔｍｐとのうち大きい方をモータトルク指令Ｔｍ＊に設定する（ステップＳ２４０）。続いて、油圧協調トルクＴｈｙｄと回生協調トルクＴｒｅｇとの和をブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定してブレーキＥＣＵ４６に送信する（ステップＳ２５０）。このステップＳ２５０の処理は、要求制動力のすべてが油圧ブレーキで出力されるようブレーキトルク指令Ｔｂ＊を設定するものとなる。そして、モータ２２からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ２４をスイッチング制御して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

このように、蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ以上のときにはモータ２２とブレーキシステム４０との協調制御を中止して要求制動力のすべてをブレーキシステム４０から出力し、入力制限Ｗｉｎの範囲内でモータ２２からベーストルクＴｂａｓｅを出力するのである。ここで、図５は、蓄電割合ＳＯＣとモータパワーと入力制限Ｗｉｎとブレーキ踏力Ｆｂとブレーキトルク指令Ｔｂ＊とモータトルク指令Ｔｍ＊との時間変化の様子の一例を示す説明図である。なお、図５では、車速Ｖが略一定でアクセルペダル６３がオフされている場合を示す。ブレーキペダル６５がオンされると（時刻Ｔ１）、入力制限Ｗｉｎ（トルク制限Ｔｍｉｎ）の範囲内でベーストルクＴｂａｓｅに回生協調トルクＴｒｅｇを加えたものをモータトルク指令Ｔｍ＊に設定すると共に油圧協調トルクＴｈｙｄをブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定する。そして、蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆに至ると（時刻Ｔ２）、協調制御を中止して、入力制限Ｗｉｎの範囲内でベーストルクＴｂａｓｅをモータトルク指令Ｔｍ＊に設定すると共にブレーキ踏力Ｆｂに応じた要求制動力をブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定する。これにより、時刻Ｔ１〜Ｔ２間よりも、時刻Ｔ２以降は回生エネルギが小さくなって蓄電割合ＳＯＣは小さな傾きで上昇する。ここで、ベーストルクＴｂａｓｅは、エンジンブレーキ相当のトルクであるため、これが大きく制限されたり出力されない場合には運転者に違和感を与えることがある。実施例では、蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆに至った以降は協調制御を中止し回生エネルギの回収を抑えることによりベーストルクＴｂａｓｅの出力を優先することができるため、運転者に与える違和感を抑制することができる。なお、蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆに至るまでは協調制御をするため、回生エネルギの回収を優先することができる。

次に、上述したアクセルオフ時制御ルーチンで用いられる協調中止閾値Ｓｒｅｆの設定処理について図６に基づいて説明する。この協調中止閾値の設定処理では、まず、現在の走行ルートの路面の勾配θと走行が予定される予定走行ルートの予定勾配θｐｒｄとを入力する（ステップＳ３００）。ここで、予定勾配θｐｒｄは、車両の現在位置から目的地までの予定される走行ルートのうち現在位置から所定距離の走行区間における路面の平均的な勾配をナビゲーションシステム５０から通信により入力するものとした。また、勾配θは、勾配センサ６８から今回の処理で入力したものを含め過去ｎ回分の値をＲＡＭ７３に保持するものとした。次に、勾配θの過去ｎ回分の平均値である平均勾配θａｖｅを算出する（ステップＳ３１０）。ここでは、平均勾配θａｖｅが例えば３０秒程度の走行時間に亘って入力された勾配θの平均値として算出されるよう、３０秒を設定処理の周期で除した回数に値ｎが定められている。次に、算出した平均勾配θａｖｅに基づいて蓄電割合ＳＯＣの閾値である閾値Ｓ１を設定すると共に（ステップＳ３２０）、入力した予定勾配θｐｒｄに基づいて蓄電割合ＳＯＣの閾値である閾値Ｓ２を設定し（ステップＳ３３０）、設定した二つの閾値Ｓ１，Ｓ２のうち小さい方を協調中止閾値Ｓｒｅｆに設定して（ステップＳ３４０）、本処理を終了する。

これらの閾値Ｓ１，Ｓ２は、実施例では、勾配と閾値との関係を予め定めて閾値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、平均勾配θａｖｅと予定勾配θｐｒｄとから対応する値を導出して設定するものとした。この閾値設定用マップの一例を図６に示す。図中の実線が平均勾配θａｖｅと閾値との関係を示し、図中の点線が予定勾配θｐｒｄと閾値との関係を示す。図示するように、いずれの関係も勾配が小さくなる（負側に大きくなる）ほど即ち下り勾配側に大きくなるほど閾値が小さくなる傾向に定められている。また、同一勾配で比較したときに平均勾配θａｖｅに対応する閾値Ｓ１よりも予定勾配θｐｒｄに対応する閾値Ｓ２の方が小さくなるように定められている。ここで、勾配θ（平均勾配θａｖｅ）だけを用いて協調中止閾値Ｓｒｅｆを設定すると、例えば現在走行中の路面の勾配よりもその後の路面の勾配が下り勾配側に大きなものであったときには、協調制御を中止するタイミングが遅すぎるものとなることがある。また、予定勾配θｐｒｄだけを用いて協調中止閾値Ｓｒｅｆを設定すると、予定通りのルートの走行がなされずに、例えば予定された路面の勾配よりも実際に走行する路面の勾配が下り勾配側に大きなものであったときにも、協調制御を中止するタイミングが遅すぎるものとなることがある。そして、そのように協調制御を中止するタイミングが遅すぎると、回生エネルギを回収し過ぎてベーストルクＴｂａｓｅを出力できなくなることがある。実施例では、勾配θと予定勾配θｐｒｄとの二つの勾配を用いて協調中止閾値Ｓｒｅｆを適切に設定することができる。また、ベーストルクＴｂａｓｅは、エンジントルクに相当するものであるから、一時的に大きなトルクが要求されるものではなく、継続的なトルクが要求されるものといえる。このため、同一勾配で比較したときに平均勾配θａｖｅに対応する閾値Ｓ１よりも予定勾配θｐｒｄに対応する閾値Ｓ２の方が小さくなるように定めて予定勾配θｐｒｄを平均勾配θａｖｅよりも重視することにより、ベーストルクＴｂａｓｅの出力が要求される可能性をより適切に反映させて協調中止閾値Ｓｒｅｆを設定することができる。さらに、平均勾配θａｖｅは３０秒程度に亘る勾配θの平均値を用いるから、一時的な勾配の変動の影響を排除してより適正な閾値Ｓ１を設定することができる。これらのことから、協調中止閾値Ｓｒｅｆを適切に設定することができるから、協調制御を中止するタイミングをより適切なものとすることができる。この結果、ベーストルクＴｂａｓｅが出力されないことにより運転者に与える違和感を抑制しつつ回生エネルギを安定的に回収することができる。

以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、現在の走行ルートの勾配θと予定走行ルートの予定勾配θｐｒｄとを入力し、勾配θの平均勾配θａｖｅに基づく閾値Ｓ１と予定勾配θｐｒｄに基づく閾値Ｓ２とを設定し、設定した二つの閾値Ｓ１，Ｓ２のうち小さい方をモータ２２のブレーキシステム４０との協調制御を中止するための協調中止閾値Ｓｒｅｆに設定するから、協調を中止するタイミングがより適切なものとなるように協調中止閾値Ｓｒｅｆを適切に設定することができる。この結果、運転者に違和感を与えるのを防止しつつ回生エネルギを安定的に回収することができる。また、同一勾配で比較したときに平均勾配θａｖｅに対応する閾値Ｓ１よりも予定勾配θｐｒｄに対応する閾値Ｓ２の方が小さくなるように定めるから、ベーストルクＴｂａｓｅの出力が要求される可能性をより適切に反映させて協調中止閾値Ｓｒｅｆを設定することができる。さらに、平均勾配θａｖｅは３０秒程度に亘る勾配θの平均値を用いるから、一時的な勾配の変動の影響を排除してより適正な閾値Ｓ１を設定することができる。

実施例の電気自動車２０では、路面の勾配θが下り勾配側に大きくなるほど即ち上り勾配から下り勾配に向かうほど蓄電割合ＳＯＣの閾値が小さくなる傾向に定めるものとしたが、これに限られず、上り勾配では一定の閾値として下り勾配では下り勾配側に大きくなるほど閾値が小さくなる傾向に定めるものとしてもよいし、上り勾配と下り勾配とで値０を境にして異なる閾値となるように定めるものなどとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、勾配センサ６８からの勾配θの平均勾配θａｖｅに対応する閾値Ｓ１よりもナビゲーションシステム５０からの予定勾配θｐｒｄに対応する閾値Ｓ２の方が同一勾配で比較したときに小さくなるように定めるものとしたが、これに限られず、両者の値が同じとなるように定めるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、平均勾配θａｖｅを３０秒程度に亘る勾配θの平均値としたが、これに限られず、それよりも短い時間（１０秒や２０秒など）の平均値としたりそれよりも長い時間（５０秒や６０秒など）の平均値としたりしてもよい。あるいは、このような平均勾配θａｖｅを用いるものに限られず、入力した勾配θをそのまま用いて閾値Ｓ１を定めるものとしてもよい。

実施例では、駆動軸２８に動力を入出力可能なモータ２２を備える電気自動車２０に適用するものしたが、ブレーキオンに伴う制動力を電動機とブレーキ装置との協調により出力できると共にアクセルオフに伴う制動力を電動機から出力できるものであれば如何なるタイプの自動車としてもよく、２つ以上のモータを搭載する電気自動車やシリーズ型のハイブリッド自動車，パラレル型のハイブリッド自動車などに適用するものなどしてもよい。例えば、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、遊星歯車機構１２６を介して駆動軸２８に接続されたエンジン１２２およびモータ１２４と、駆動軸２８に動力を入出力可能なモータ２２と、を備えるハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよい。あるいは、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、図８に例示したハイブリッド自動車１２０に、商用電源からの交流電力を直流電力に変換してバッテリを充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータ２５６やＡＣ／ＤＣコンバータ２５８を有する充電器２５５をさらに備える、いわゆるプラグインハイブリッド自動車として構成するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ２２が「電動機」に相当し、油圧駆動のブレーキアクチュエータ４４により駆動輪３４ａ，３４ｂおよび従動輪３６ａ，３６ｂに制動力を出力するブレーキシステム４０が「ブレーキ装置」に相当し、バッテリ２６が「二次電池」に相当し、アクセルオフでブレーキオフの場合にベーストルクＴｂａｓｅをトルク制限Ｔｍｉｎで制限してモータトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ２２を駆動制御し、アクセルオフでブレーキオンの場合にバッテリ２６の蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ未満のときにベーストルクＴｂａｓｅと回生協調トルクＴｒｅｇとの和をトルク制限Ｔｍｉｎで制限してモータトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ２２を駆動制御すると共にモータトルク指令Ｔｍ＊からベーストルクＴｂａｓｅを減じたものを回生協調トルクＴｒｅｇから減じて油圧協調トルクＴｈｙｄに加えたトルクをブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定してブレーキＥＣＵ４６に送信し、バッテリ２６の蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ以上のときにベーストルクＴｂａｓｅをトルク制限Ｔｍｉｎで制限してモータトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ２２を駆動制御すると共に回生協調トルクＴｒｅｇと油圧協調トルクＴｈｙｄとの和をブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定してブレーキＥＣＵ４６に送信する図２のアクセルオフ時制御ルーチンを実行するメイン電子制御ユニット７０と各ブレーキホイールシリンダ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに作用する制動力の和がブレーキトルク指令Ｔｂ＊に相当するものとなるようブレーキアクチュエータ４４を制御するブレーキＥＣＵ４６とが「制御手段」に相当し、勾配センサ６８から現在の走行ルートの路面の勾配θを入力すると共にナビゲーションシステム５０から走行が予定される予定走行ルートの予定勾配θｐｒｄとを入力して勾配θの過去ｎ回分の平均値である平均勾配θａｖｅを算出し、平均勾配θａｖｅに基づいて閾値Ｓ１を設定すると共に予定勾配θｐｒｄに基づいて閾値Ｓ２を設定し、設定した二つの閾値Ｓ１，Ｓ２のうち小さい方を協調中止閾値Ｓｒｅｆに設定する図６の協調中止閾値Ｓｒｅｆの設定処理を実行するメイン電子制御ユニット７０が「閾値設定手段」に相当する。

ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータ２２に限定されるものではなく、誘導電動機など、回生可能な走行用のものであれば如何なるタイプの電動機としても構わない。「ブレーキ装置」としては、油圧駆動のブレーキアクチュエータ４４により駆動輪３４ａ，３４ｂおよび従動輪３６ａ，３６ｂに制動力を出力するブレーキシステム４０に限定されるものではなく、車両に制動力を付与するものであれば如何なるものとしても構わない。「二次電池」としては、バッテリ２６に限定されるものではなく、電動機と電力のやりとりするものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、メイン電子制御ユニット７０とブレーキＥＣＵ４６とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、アクセルオフでブレーキオフの場合にベーストルクＴｂａｓｅをトルク制限Ｔｍｉｎで制限してモータトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ２２を駆動制御し、アクセルオフでブレーキオンの場合にバッテリ２６の蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ未満のときにベーストルクＴｂａｓｅと回生協調トルクＴｒｅｇとの和をトルク制限Ｔｍｉｎで制限してモータトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ２２を駆動制御すると共にモータトルク指令Ｔｍ＊からベーストルクＴｂａｓｅを減じたものを回生協調トルクＴｒｅｇから減じて油圧協調トルクＴｈｙｄに加えたトルクをブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定してブレーキＥＣＵ４６に送信し、バッテリ２６の蓄電割合ＳＯＣが協調中止閾値Ｓｒｅｆ以上のときにベーストルクＴｂａｓｅをトルク制限Ｔｍｉｎで制限してモータトルク指令Ｔｍ＊を設定してモータ２２を駆動制御すると共に回生協調トルクＴｒｅｇと油圧協調トルクＴｈｙｄとの和をブレーキトルク指令Ｔｂ＊に設定してブレーキＥＣＵ４６に送信したり、各ブレーキホイールシリンダ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに作用する制動力の和がブレーキトルク指令Ｔｂ＊に相当するものとなるようブレーキアクチュエータ４４を制御したりするものに限られず、アクセルオフで且つブレーキオンのときに二次電池の蓄電割合が所定の閾値未満のときにはブレーキオンに基づく制動力が電動機とブレーキ装置との協調により出力されると共にアクセルオフに基づく制動力が電動機から出力されるよう電動機とブレーキ装置とを制御し蓄電割合が所定の閾値以上のときには協調を中止してアクセルオフに基づく制動力が電動機から出力されるよう電動機とブレーキ装置とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、アクセルオフで且つブレーキオンのときに蓄電割合が所定の閾値以上のときには協調を中止してブレーキオンに基づく制動力がブレーキ装置から出力されると共にアクセルオフに基づく制動力が電動機から出力されるものとしても構わない。「閾値設定手段」としては、勾配センサ６８から現在の走行ルートの路面の勾配θを入力すると共にナビゲーションシステム５０から走行が予定される予定走行ルートの予定勾配θｐｒｄとを入力して勾配θの過去ｎ回分の平均値である平均勾配θａｖｅを算出し、平均勾配θａｖｅに基づいて閾値Ｓ１を設定すると共に予定勾配θｐｒｄに基づいて閾値Ｓ２を設定し、設定した二つの閾値Ｓ１，Ｓ２のうち小さい方を協調中止閾値Ｓｒｅｆに設定するものに限られず、走行中の路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値と、走行が予定される路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値とを導出し、該導出した二つの閾値のうち小さい方を前記所定の閾値に設定するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２２、１２４モータ、２３回転位置検出センサ、２４インバータ、２６バッテリ、２８駆動軸、３２デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ駆動輪、３６ａ，３６ｂ従動輪、４０ブレーキシステム、４２マスタシリンダ、４４ブレーキアクチュエータ、４５ａ〜４５ｄブレーキホイールシリンダ、４６ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、５０ナビゲーションシステム、５２本体、５４ＧＰＳアンテナ、５６ディスプレイ、６１シフトレバー、６２シフトポジションセンサ、６３アクセルペダル、６４アクセルペダルポジションセンサ、６５ブレーキペダル、６６ブレーキペダルポジションセンサ、６７車速センサ、６８勾配センサ、７０メイン電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、１２０、２２０ハイブリッド自動車、１２２エンジン、１２６遊星歯車機構、２５５充電器、２５６ＤＣ／ＤＣコンバータ、２５８ＡＣ／ＤＣコンバータ。

Claims

回生可能な走行用の電動機と、車両に制動力を付与するブレーキ装置と、前記電動機と電力をやり取りする二次電池と、アクセルオフで且つブレーキオンのときに前記二次電池の蓄電割合が所定の閾値未満のときにはブレーキオンに基づく制動力が前記電動機と前記ブレーキ装置との協調により出力されると共にアクセルオフに基づく制動力が前記電動機から出力されるよう該電動機と該ブレーキ装置とを制御し前記蓄電割合が前記所定の閾値以上のときには前記協調を中止してアクセルオフに基づく制動力が前記電動機から出力されるよう該電動機と該ブレーキ装置とを制御する制御手段と、を備える車両において、
走行中の路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値と、走行が予定される路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値とを導出し、該導出した二つの閾値のうち小さい方を前記所定の閾値に設定する閾値設定手段を備え、
同一勾配で比較したときに、走行が予定される路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値は、走行中の路面の勾配に基づく前記蓄電割合の閾値よりも小さな値に定められてなる
ことを特徴とする車両。
前記閾値設定手段は、路面の勾配が下り勾配側に大きくなるほど前記蓄電割合の閾値が小さくなる傾向を用いて該蓄電割合の閾値を導出する手段である請求項１記載の車両。
前記閾値設定手段は、前記走行中の路面の勾配として、所定時間に亘る平均的な勾配を用いる手段である請求項１または２に記載の車両。