JP6209188B2

JP6209188B2 - 電動車両

Info

Publication number: JP6209188B2
Application number: JP2015155291A
Authority: JP
Inventors: 小林　真也; 真也小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2035-08-05
Also published as: JP2017034929A

Description

本実施形態は、走行用のモータを備えた電動車両に関する。

特許文献１には、電気自動車において、回生した電力等を蓄電するバッテリの満充電時に回生制動力から摩擦制動力に切り替える技術について開示されている。

特開平１０−２７１６０５号公報

例えば特許文献１に開示の技術のように、電気自動車等の車両においては、回生した電力等を蓄電するためのバッテリが満充電になった場合は、回生制動力から摩擦制動力に切り替えている。

特に、電気自動車においても、一般的なガソリン車、ディーゼル車のエンジンブレーキのような制動を実現するため、回生制動力によりエンジンブレーキ相当の制動力を実現することができる。そして、この場合に、前記バッテリの充電量が蓄電の限界となる基準値に近付いたときは、回生制動力を漸減させる一方、摩擦制動力を漸増させて、エンジンブレーキ相当の制動力の実現手段を回生制動力から摩擦制動力にスムーズに移行させることが考えられる。この他にも運転者が要求する制動力に対して、前記バッテリの充電量や当該バッテリの保護のために回生制動力が制限されて制動力が不足した場合に、摩擦制動力を発生させることも考えられる。

ところで、登坂路においてストール状態から、少しモータトルクが下がることにより、車両がずり下がる場合がある。例えば、登坂路においてモータ・ジェネレータにおけるモータの発熱を防止するため、モータの回転位置をずらして（ギアの位置が変わり）モータトルクを下げることにより、車両が徐々にずり下がる場合である。

ストール状態では、バッテリからの放電による駆動力で停止状態を維持している。そして、車両のずり下がりが生じると、バッテリへの回生による制動力によって、あたかもガソリンエンジンにおけるエンジンブレーキがかかったような状態で、車両がずり下がっていく。

ところで、バッテリが満充電状態である場合、前記したように回生制動力が制限される。このような状態では、特許文献１に記載の技術のように、回生制動力の制限による制動力の不足分を摩擦制動力で代替することが行われる。

しかしながら、前記した技術では、ストール状態からずり下がりによる回生制動力の制限と、摩擦制動力の立ち上がりが瞬間的に行われることになる。すなわち、モータトルクの急峻な減少が生じることにより、ショックが発生する。また、摩擦制動力が瞬間的に要求されるが、摩擦制動装置における各部の液圧の立ち上がりラグによって、瞬間的に制動力不足が発生する。このようなことから、運転者が違和感を覚えることになる。

そこで、本発明の課題は、ストール状態からのずり下がりにおけるフィーリングの向上を課題とする。

前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、モータを有し、車両に回生制動力を発生させる回生制動力発生部と、前記車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動力発生部と、回生制限時において、摩擦制動力発生部に摩擦制動力を発生させる制御部と、前記回生制動力で回生した電力を蓄電するバッテリと、を有し、前記バッテリには、前記モータのモータ回転数が所定の値になるまで、前記モータによって発生する回生電力は、前記バッテリに蓄電されず、前記制御部は、回生が制限されている状態で、車両が停車してから、運転者が車両進行方向への操作をしているにも関わらず、進行方向とは逆方向への車両の移動が検出された場合に、当該車両の移動が検出されてから前記バッテリへの蓄電が開始される前記モータ回転数となるまでの間に、前記摩擦制動力が目標摩擦制動力となるように前記摩擦制動力を徐々に増加させる制御を行うことを特徴とする電動車両である。

請求項１に係る発明によれば、回生制動と、摩擦制動の切り替えが急峻とならないため、回生制動と、摩擦制動の切り替え時に生じるショックを抑制することができ、運転者のフィーリングを向上させることができる。また、摩擦制動力を徐々に増加させることにより、摩擦制動装置１０における液圧のタイムラグによる制動力不足を回避することができる。

そして、請求項１に記載の発明は、前記回生制動力で回生した電力を蓄電するバッテリを有し、前記制御部は、前記回生制動力発生部で発生する回生電力が、前記バッテリに蓄電されない間に、前記摩擦制動力が目標摩擦制動力となるように制御することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、回生制動力発生部の発生する回生電力が、前記バッテリ以外の機器で消費されている間に、前記摩擦制動力が目標摩擦制動力となるようにするため、制限されている回生制動力が発生する前に、摩擦制動力を目標摩擦制動力とすることができる。

また、請求項１に記載の発明は、前記回生制動力発生部は、モータを有しており、前記バッテリには、前記モータのモータ回転数が所定の値になるまで、前記モータによって発生する回生電力は、前記バッテリに蓄電されず、前記制御部は、前記車両の移動が検出されてから、前記バッテリへの蓄電が開始される前記モータ回転数となるまでの間に、前記摩擦制動力が、前記目標摩擦制動力となるように制御することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、低車速状態である間に、摩擦制動力を増加させるため、運転者に違和感を与えないことができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動車両であって、前記回生制動力で回生した電力を蓄電するバッテリを有し、前記回生制動力発生部において、前記バッテリの状態に応じた回生制動力の制限値である回生制動力制限値が存在し、前記制御部は、前記回生が制限されているときにおける前記回生制動力の制限値へむけて、現在の前記回生制動力の制限値を徐々に減少させることを特徴とする。

請求項２に係る発明によれば、回生制動力の制限値を、前記回生が制限されているときにおける前記回生制動力の制限値へむけて、徐々に減少させることにより、回生制動力の上限値を徐々に抑えることができるため、回生制動力の減少を滑らかにすることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電動車両であって、前記制御部は、前記回生制動力の変化に連動するよう、前記摩擦制動力を徐々に増加させることを特徴とする。

請求項３に係る発明によれば、回生制動力と、摩擦制動力との交代を滑らかに行うことができ、運転者への違和感を減少させることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動車両であって、前記制御部は、前記回生制動力を徐々に減少させ、前記回生制動力の減少に伴う制動力の不足分を補うよう、前記摩擦制動力を増加させることを特徴とする。

請求項４に係る発明によれば、制動力の過不足が発生することを防ぐことができる。

本発明によれば、ストール状態からのずり下がりにおけるフィーリングを向上させることができる。

本実施形態にかかる車両の要部系統図である。車両の制御系のシステム構成を示すブロック図である。車両のストール状態を説明するための図である。比較例に係る車速、駆動力、摩擦制動力の関係を示す図であり、（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、要求駆動力、駆動力制限値及びモータ指令駆動力の時間変化を示す図であり、（ｃ）は、摩擦制動力の時間変化を示す図である。本実施形態に係る車速、駆動力、摩擦制動力の関係を示す図であり、（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、要求駆動力、駆動力制限値及びモータ指令駆動力の時間変化を示す図であり、図５（ｃ）は、摩擦制動力の時間変化を示す図である。本実施形態に係る制動システムの動作手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るモータ・ジェネレータにおけるモータの回転方向と、駆動力制限値の関係を示す図である。切替係数マップを示す図である。駆動力算出部の機能ブロック図を示す。駆動力制限値の算出の詳細を示すタイミングチャートである。本実施形態に係る車速、駆動力、摩擦制動力の関係の別の例を示す図（その１）であり、（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、要求駆動力、駆動力制限値及びモータ指令駆動力の時間変化を示す図であり、図５（ｃ）は、摩擦制動力の時間変化を示す図である。本実施形態に係る車速、駆動力、摩擦制動力の関係の別の例を示す図（その２）であり、（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、要求駆動力、駆動力制限値及びモータ指令駆動力の時間変化を示す図であり、図５（ｃ）は、摩擦制動力の時間変化を示す図である。本実施形態に係る車速、駆動力、摩擦制動力の関係の別の例を示す図（その３）であり、（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、要求駆動力、駆動力制限値及びモータ指令駆動力の時間変化を示す図であり、図５（ｃ）は、摩擦制動力の時間変化を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

［全体構成］
図１は、本実施形態にかかる車両の要部系統図である。
この車両１００は、例えば、電気自動車であり、車両１００の前側に設けられた左右一対の前輪２ａＲ，２ａＬと、車両１００の後側に設けられた左右一対の後輪２ｂＲ，２ｂＬと、を有する。左右の前輪２ａＲ，２ａＬに連結された前輪車軸４には、モータ・ジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）３がトルク伝達機構で連結されている。また、車両１００は、４輪駆動、後輪駆動でもよく、モータ・ジェネレータ３を備えたハイブリッド車等として構成してもよい。なお、前輪車軸４に設けられる差動機構は図示を省略する。

モータ・ジェネレータ３は、車両駆動用の電動機と回生用の発電機とを兼ねたものである。二次電池であるバッテリ５は、モータ・ジェネレータ３の電源としてインバータ６によってモータ・ジェネレータ３に電力供給を行う。また、車両１００の減速の際には減速エネルギをモータ・ジェネレータ３が電力に変換し、バッテリ５が、この回生した発電電力を蓄電する。そして、この回生の際には、モータ・ジェネレータ３が回生制動力を発生する。すなわち、モータ・ジェネレータ３等により、回生制動力発生部を実現している。

また、バッテリ５には、バッテリ５の充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出する充電量検出センサ８（電圧センサ及び／又は電流センサ）が設けられている。
制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）７は、マイクロコンピュータを備え、各部を集中的に制御する装置である（詳細は後述）。
摩擦制動装置１０は、摩擦制動力発生部となるものである。すなわち、各車輪２ａＲ，２ａＬ，２ａＲ，２ａＬのディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄの各ホイールシリンダに接続され、液圧（液圧）により当該ホイールシリンダを駆動して、ブレーキロータにブレーキパッドを押し当てて摩擦制動力を発生するための装置である。

摩擦制動装置１０としては、摩擦制動力を発生するための制動装置であれば様々な装置を適用できるが、例えば、所謂バイ・ワイヤ・ブレーキ・システムを適用することができる。バイ・ワイヤ・ブレーキ・システムは、電動モータを備え、当該電動モータの制御に応じて液圧機構が動作することにより各車輪２ａＲ，２ａＬ，２ｂＲ，２ｂＬのディスクブレーキ機構３０ａ〜３０ｄを駆動して、各車輪２ａＲ，２ａＬ，２ｂＲ，２ｂＬに摩擦制動力を与える装置である。制御装置７は、信号線を介して制御信号を送ることで摩擦制動装置１０の前記電動モータの制御を行う。

［制御系のシステム構成］

図２は、車両の制御系のシステム構成を示すブロック図である。
制御装置７には、所定のインターフェイスを介して、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルストロークセンサ２１と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２２と、前記の充電量検出センサ８とが信号線により接続されている。また、制御装置７には、所定のインターフェイスを介して信号線により、前記のモータ・ジェネレータ３と、前記のインバータ６と、前記のバッテリ５と、前記の摩擦制動装置１０とが接続されている。さらに、制御装置７では、車輪速センサ１１の検出信号（車輪速信号）が入力される。車輪速センサ１１は、車輪の回転速度を検出するセンサである。車輪速信号は、車輪が１回転するごとに所定数のパルスを発生するパルス波である。制御装置７は、車輪速センサ１１から入力される車輪速信号に基づいて車両１００の車速を算出する。したがって、車輪速センサ１１は車速を検出する車速センサになる。

制御装置７は、所定の制御プログラムに基づいて、制御部１１０及び制御部１１０を構成している駆動力制限値算出部１１１、モータ指令駆動力管理部１１２及び摩擦制動力管理部１１３の機能を実現している。これら、駆動力制限値算出部１１１、モータ指令駆動力管理部１１２及び摩擦制動力管理部１１３の機能の詳細については後述する。
また、制御装置７には、切替係数マップ１４０が記憶されている。切替係数マップ１４０の詳細については後述する。

［ストール状態］
図３は、車両のストール状態を説明するための図である。
図３に示すように、登坂路で上向きに車両１００が停車しており、運転者がアクセルペダルを踏むことで登坂路に沿った上向きの駆動力Ｆａと、車両１００の重さの登坂路に沿った成分Ｆｂとが釣り合うことで、ブレーキ（摩擦制動力）を使用せずに停止している状態が、ストール状態での停止である。
前記したように、モータ・ジェネレータ３におけるモータの発熱を防止するために、制御装置７がモータの回転位置をずらして、モータトルクを下げることにより、上向きの駆動力Ｆａが小さくなり、Ｆａ＜Ｆｂとなるため、下方へのずり下がりが生じる。

［タイミングチャート］
（比較例）
図４は、比較例に係る車速、駆動力、摩擦制動力の関係を示す図である。図４（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、図４（ｂ）は、要求駆動力、駆動力制限値及びモータ指令駆動力の時間変化を示す図であり、図４（ｃ）は、摩擦制動力の時間変化を示す図である。適宜、図１及び図２を参照する。
なお、以降の説明において、充電量検出センサ８（図１参照）に基づいて検出されたＳＯＣにより、バッテリ８が回生制限状態であると判定されているものとする。
図４（ａ）〜（ｃ）において、横軸は時間を示しており、各グラフにおいて時間は対応している。ちなみに、図４（ｂ）、図４（ｃ）では、車両１００の前方に向かって働く力を＋としている（以下、同じ）。
なお、本実施形態において、駆動力は制動力を含むものとする。すなわち、車両１００の進行方向を正とすると、正の駆動力は「駆動力」であり、負の駆動力は「制動力」となる。

まず、時刻ｔ０〜ｔ１の間、車両１００は登坂路においてストール状態で停車している。この間、図４（ａ）に示すように車速は０ｋｍ／ｈであり、図４（ｃ）に示すように摩擦制動力は０Ｎである。そして、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ０〜ｔ１の間、要求駆動力２１１及びモータ指令駆動力（回生制動力）２１２はＦ０であり、駆動力制限値（回生制動力の制限値）２１３はＦ２となっている。ここで、Ｆ０は、車両１００の重さにおける坂方向の成分と釣り合う力である。また、駆動力制限値２１３は、充放電によって出力することのできる駆動力又は制動力の制限値である。なお、図４（ｂ）において、見やすくするため、要求駆動力２１１とモータ指令駆動力２１２とはずらした状態で示しているが、実際には追従（一致）している。以下の図面においても、図をみやすくするため、例えば、図４の時刻ｔ３以降のモータ指令駆動力２２２と駆動力制限値２１３のように、実際には追従（一致）している線をずらして示している。ちなみに、時刻ｔ０〜ｔ１の間、バッテリ５は放電状態である。

図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ１において、モータ・ジェネレータ３におけるモータの回転位置がずらされることによりモータトルクが下がることで、図４（ａ）に示すように、車両１００がずり下がり始める。
しかし、車両１００のずり下がりが始まる時刻ｔ１から、車両１００の後退速度が所定の速度−ｖ１となるまでは制御部１１０は停車状態と判定している。
これは、速度０〜−ｖ１までは低速であるため、モータ・ジェネレータ３が回生することによって生じる電力は補機等で消費され、バッテリ５に蓄電されないためである。つまり、バッテリ５が満充電状態となっていても、速度０〜−ｖ１（時刻ｔ１〜ｔ３）の間は回生制動力を発生させることが可能であり、摩擦制動力を発生させる必要がないため、制御部１１０は停車状態と判定する。なお、時刻ｔ１〜ｔ３では、制御部１１０が停車状態と判定しているため、図４（ｂ）におけるモータ指令駆動力２１２は要求駆動力２１１に追従し、駆動力制限値２１３は時刻ｔ０〜ｔ１と同様Ｆ２となっている。

時刻ｔ３となり、車両１００の後退速度が−ｖ１以下となると（図４（ａ）参照）、モータ・ジェネレータ３で生じる回生電力が補機等で消費しきれなくなり、バッテリ５は蓄電状態になる。前記したように、満充電状態等ではバッテリ５への回生電力の蓄電には制限があるので、摩擦制動力による制動力が必要となる。よって、制御部１１０は、車両１００の後退速度が−ｖ１以下となると、制御部１１０は、ずり下がり状態と判定し、摩擦制動力による制動を開始する。

すなわち、図４（ａ）に示すように、車両１００の後退速度が−ｖ１以下となる時刻ｔ２となると、駆動力制限値２１３はＦ１０まで低下する。これは、前記したように、回生電力の蓄電に制限があるため、モータ・ジェネレータ３が発生する回生制動力に制限が生じるためである。そして、駆動力制限値２１３がＦ１０まで低下すると、モータ指令駆動力２１２も駆動力制限値２１３に追従する。この結果、要求駆動力２１１と、モータ指令駆動力２１２とに乖離が生じるため、この解離部分を摩擦制動力で補う（図４（ｃ）参照）。このときの摩擦制動力をＦ２０とする。摩擦制動力Ｆ２０は、要求駆動力２１１に対するモータ指令駆動力２１２の不足分を補う制動力である。

この際、駆動力制限値２１３及びモータ指令駆動力２１２が時刻ｔ３において瞬間的に低下するため、ショックが生じる。また、図４（ｃ）では、時刻ｔ３において摩擦制動力が瞬間的に立ち上がっているが、実際には破線２２１で示すように、摩擦制動装置１０における液圧のタイムラグが生じる。そのため、このタイムラグ間では、回生制動力の不足分を摩擦制動力が補完しきれないこととなる。ちなみに、バッテリ５が満充電状態である場合、時刻ｔ３以降における駆動力制限値２１３（Ｆ２０）は、補機等で消費可能な電力を生じる駆動力等である。

（本実施形態）
図５は、本実施形態に係る車速、駆動力、摩擦制動力の関係を示す図である。図５（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、要求駆動力、駆動力制限値及びモータ指令駆動力の時間変化を示す図であり、図５（ｃ）は、摩擦制動力の時間変化を示す図である。適宜、図１及び図２を参照する。
図５（ａ）〜（ｃ）においても、図４（ａ）〜（ｃ）と同様、横軸は時間を示しており、各グラフにおいて時間は対応している。また、図５において、図４と同様のものについては、同一の符号を付す。

まず、時刻ｔ０〜ｔ１の間、車両１００がストール状態で停車しているが、この時間における車速、要求駆動力２１１、モータ指令駆動力２１２、駆動力制限値２１３、摩擦制動力は図４と同様であるので、ここでの説明を省略する。

そして、時刻ｔ１において、モータ・ジェネレータ３におけるモータの回転位置がずらされることによりモータトルクが下がることで、図４（ａ）に示すように、車両１００がずり下がり始める。
すると、制御部１１０は、図４（ｂ）に示すように駆動力制限値２１３を下降させ始める。ただし、この時点ではモータ指令駆動力２１２より駆動力制限値２１３の方が上回っているので、モータ指令駆動力２１２は時刻ｔ１での値のままとしている。この間に発生した回生電力は補機等で消費される。

時刻ｔ２において、駆動力制限値２１３とモータ指令駆動力２１２とが一致すると、それ以降の時刻において、モータ指令駆動力２１２は駆動力制限値２１３より大きい値を出力することができないので、モータ指令駆動力２１２は駆動力制限値２１３に追従して（一致するように）徐々に下降する。この間に、発生した回生電力は補機等で消費される。
モータ指令駆動力２１２の下降に伴い、制動力の不足分を補うように摩擦制動力を徐々に上昇させていく。

摩擦制動力は、時刻ｔ３において、駆動力制限値２１３（及びモータ指令駆動力２１２）が制限値Ｆ１０に達したときに、摩擦制動力もＦ２０（図４のＦ２０と同じ）となっているようにする。
なお、摩擦制動力の上昇は、モータ指令駆動力２１２の減少による制動力不足分を補うように行われる。
図５に示されるように、本実施形態では、車両１００のずり下がりが始まってから、制御部１１０がずり下がり状態と判定するまでの間（すなわち、バッテリ５に蓄電されない間）に、モータ指令駆動力２１２を徐々に減少させ、摩擦制動力を徐々に上昇させる。
ちなみに、時刻ｔ２〜ｔ３において微小な回生電力が生じるが、生じた回生電力は補機等で消費され、バッテリ５には蓄電されない。

図５に示すように、制御部１１０は、駆動力制限値２１３とともにモータ要求駆動力２１２を徐々に減少させることにより、モータ指令駆動力２１２の瞬間的な減少によるショックを回避することができるとともに、摩擦制動装置１０における液圧のタイムラグによる制動力不足を回避することができる。

また、本実施形態によれば、回生制動力発生部の発生する回生電力が、前記バッテリ以外の機器で消費されている間に、前記摩擦制動力が目標摩擦制動力となるようにするため、制限されている回生制動力が発生する前に、摩擦制動力を目標摩擦制動力とすることができる。
さらに、駆動力制限値２１３を、回生が制限されているときにおける駆動力制限値Ｆ１０へむけて、徐々に減少させることにより、モータ指令駆動力２１２の上限値を徐々に抑えることができるため、モータ指令駆動力２１２の減少を滑らかにすることができる。
そして、モータ指令駆動力２１２の減少と、摩擦制動力の増加を連動させることで、回生制動力と、摩擦制動力との交代を滑らかに行うことができ、運転者への違和感を減少させることができる。
また、制御部１１０は、モータ指令駆動力２１２の減少による制動力不足分を補うよう、摩擦制動力を上昇させることで、制動力の過不足が発生することを防ぐことができる。

［フローチャート］
図６は、本実施形態に係る制動システムの動作手順を示すフローチャートである。適宜図１、図２、図５を参照する。
まず、制御部１１０は、ギアによる進行方向と反対方向への車両１００の移動を検知したか否かを判定する（Ｓ１０１）。制御部１１０は、例えば、車輪速センサ１１から後方への車輪２ａＲ，２ａＬ，２ｂＲ，２ｂＬの回転を１パルスでも検出したら移動を検知したと判定する。また、車輪速センサ１１に限らず、制御部１１０は、モータ・ジェネレータ３におけるモータ回転数を基に移動を検知してもよい。
ちなみに、「ギアによる進行方向と反対方向への車両１００の移動」とは、ギアがドライブ側に入っていれば後方への移動であり、ギアがリア側に入っていれば前方への移動である。つまり、坂において、下向きに停車し、ギアがリア側に入っている車両１００が、前方にずり下がっていることである。

ステップＳ１０１の結果、ギアによる進行方向と反対方向への車両１００の移動を検知していない場合（Ｓ１０１→Ｎｏ）、制御部１１０はステップＳ１０１へ処理を戻す。
ステップＳ１０１の結果、ギアによる進行方向と反対方向への車両１００の移動を検知した場合（Ｓ１０１→Ｙｅｓ）、駆動力制限値算出部１１１は駆動力制限値を算出する（Ｓ１０２）。駆動力制限値の算出方法については後述する。ステップＳ１０１で「Ｙｅｓ」が選択されるのは、図５の時刻ｔ１に相当する。

続いて、制御部１１０は、駆動力制限値２１３が要求駆動力２１１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。
ステップＳ１０３の結果、要求駆動力２１１より大きい場合（Ｓ１０３→Ｎｏ）、制御部１１０は、ステップＳ１０２へ処理を戻す。
ステップＳ１０３の結果、要求駆動力２１１以下である場合（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、モータ指令駆動力管理部１１２は、モータ指令駆動力２１２を駆動力制限値２１３に一致させるよう更新する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０３で「Ｙｅｓ」が選択されるのは図５の時刻ｔ２である。
また、摩擦制動力管理部１１３は、摩擦制動力をモータ指令駆動力２１２の低下に伴う制動力の不足分上昇させる（Ｓ１０５）。具体的には、摩擦駆動力管理部は、モータ指令駆動力２１２の低下に伴う制動力の不足分の摩擦制動力を生じさせるよう摩擦制動装置１０に指示し、摩擦制動装置１０は、指示された摩擦制動力を発生する。このとき、発生する摩擦制動力は微小であるので、液圧のタイムラグは無視できる。

続いて、制御部１１０は、車速が−ｖ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。ここでは、モータ・ジェネレータ３のモータ回転数が所定の値以上であるか否かを判定してもよい。
ステップＳ１０６の結果、車速が−ｖ１より大きい場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、制御部１１０は、ステップＳ１０２へ処理を戻す。
ステップＳ１０６の結果、車速が−ｖ１以下である場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、制御部１１０は、モータ指令駆動力２１２、駆動力制限値２１３、摩擦制動力を現在の値で維持する（Ｓ１０７）。

［駆動力制限値の減少方法］
図７〜図１０を参照して、図６のステップＳ１０２における駆動力制限値の算出方法の具体的な例を説明する。
図７は、本実施形態に係るモータ・ジェネレータ３におけるモータの回転方向と、駆動力制限値の関係を示す図であり、図８は切替係数マップ１４０を示す図であり、図９は、駆動力算出部の機能ブロック図を示す。
図７において、横軸がモータ・ジェネレータ３の回転方向（モータの回転方向）を示し、縦軸は駆動力制限値を示している。
回転方向について、＋方向が車両１００（図１参照）の前方への移動を示し、−方向が車両２００の後方への移動（すなわちバックしている）を示している。

領域Ｄ１は、ギアが前方への走行に入っており（シフトレバーが「Ｄ」）、運転者がアクセルペダルを踏むことによって、車両１００が前方へ走行しているとき、又は、車両１００がストール状態で停止しているときのバッテリ５の駆動力制限値を示している。すなわち、領域Ｄ１は放電側の駆動力制限値を示している（以下、放電側駆動力制限値と称す）。領域Ｄ１における放電側駆動力制限値の値Ｆ２は、図５における駆動力制限値Ｆ２と一致する。

領域Ｃ１は、ギアが前方への走行に入っており（シフトレバーが「Ｄ」）、車両２００が回生制動力を発生している時の回生電力による駆動力制限値である。いわば、エンジンブレーキ相当の制動力が発生しているときにおける回生電力の制限値による駆動力制限値である（以下、蓄電側駆動力制限値と称す）。領域Ｃ１における蓄電側駆動力制限値の値を−Ｆ１０とする。

領域Ｄ２は、ギアが後方への走行に入っており（シフトレバーが「Ｒ」）、運転者がアクセルペダルを踏むことによって、車両１００が後方へ走行しているときのバッテリ５の駆動力制限値を示している。すなわち、領域Ｄ２は放電側駆動力制限値を示している。領域Ｄ２における放電側駆動力制限値の値−Ｆ２は、領域Ｄ１の放電側駆動力制限値の値Ｆ２を正負反転させたものである。

領域Ｃ２は、ギアが前方への走行に入っており（シフトレバーが「Ｄ」）、車両１００が回生制動力を発生している時の回生電力による駆動力制限値である。つまり、登坂路において車両１００が後方へずり下がっているときにおける回生電力の制限値による蓄電側駆動力制限値である。領域Ｃ２における蓄電側駆動力制限値をＦ１０は、領域Ｃ１の蓄電側駆動力制限値の値−Ｆ１０を正負反転させたものであり、図５における駆動力制限値Ｆ１０と一致する。

ちなみに、領域Ｃ２は、ギアが後方への走行に入っており（シフトレバーが「Ｒ」）、車両１００が回生制動力を発生している時の回生電力による駆動力制限値でもある。つまり、バック走行しているときにおける領域Ｃ２は、エンジンブレーキ相当の制動力が発生しているときにおける回生電力の制限値による駆動力制限値でもある。
同様に、領域Ｃ１は、ギアが後方への走行に入っており（シフトレバーが「Ｒ」）、登坂路において車両１００が下向きにストール状態で停車している状態から、モータ・ジェネレータ３におけるモータの回転位置がずれることでモータトルクが下がることで、前方へのずり下がりが生じているときの回生電力による駆動力制限値でもある。

本実施形態では、車輪速センサ１１が車両１００の移動を検知した時刻（図５のｔ１）における駆動力制限値（領域Ｄ１における放電側駆動力制限値Ｆ２）から、制御部１１０がバッテリ５への蓄電を行う際の駆動力制限値（領域Ｃ２における蓄電側駆動力制限値Ｆ１０：図４の時刻ｔ３以降）へ徐々に駆動力制限値を減少させる。
なお、駆動力制限値Ｆ１０，Ｆ２等は予め制御装置において記憶されている。

この際、制御部１１０は図８に示す切替係数マップ１４０を利用する。
図８に示されるように、切替係数マップ１４０では、モータ回転数と、切替係数とが対応付けられている。切替係数は０〜１の値を有し、モータ回転数０に切替係数０が対応付けられ、モータ回転数Ｎ１に切替係数１が対応付けられている。ここで、モータ回転数Ｎ１とは、図４における車速−ｖ１に相当するモータ回転数である。

図９は、駆動力制限値算出部１１１の構成を示す図である。
まず、モータ・ジェネレータ３からモータ回転数が切替係数演算部３０１に入力され、切替係数演算部３０１は、切替係数マップ１４０を参照して、モータ回転数に対応した切替係数を算出する。ここで、算出された切替係数をＥ１とする（０≦Ｅ１≦１）。
そして、乗算部３０２が、算出された切替係数Ｅ１と、入力された図７の領域Ｃ２における蓄電側駆動力制限値（図７のＦ１０）を乗算する。ここで、算出された値はＥ１×Ｆ１０である。

一方、切替係数演算部３０１で算出された切替係数Ｅ１は、算出部３１１にも入力される。そして、算出部３１１は、値１−Ｅ１を算出する。
そして、乗算部３１２は、算出部３１１から出力された値（１−Ｅ１）と、入力された現在の放電側駆動力制限値（図７のＦ２）とを乗算する。ここで、算出された値は（１−Ｅ１）×Ｆ２である。
最後に、加算部３２１が、乗算部３０２の出力値と、乗算部３１２の出力値とを加算した結果を駆動力制限値２１３（図４）として出力する。加算部３２１によって出力される駆動力制限値２１３は、（Ｅ１×Ｆ１０)＋（１−Ｅ１）×Ｆ２である。駆動力制限値算出部１１１は、車両１００の車速が−ｖ１以下となるまで繰り返す。

図１０は、駆動力制限値の算出の詳細を示すタイミングチャートである。
ここで図１０（ａ）は、車速の時間変化を示すグラフであり、図１０（ｂ）は、要求駆動力、駆モータ指令駆動力、放電側駆動力制限値及び蓄電側駆動力制限値の時間変化を示す図であり、図１０（ｃ）は、切替係数の時間変化を示す図である。
図１０（ａ）は、図４（ａ）及び図５（ａ）と同様であるので、ここでの説明を省略する。
図１０（ｂ）において、線４０１はモータの回転方向が＋方向であるときの放電側駆動力制限値である。すなわち、線４０１は図７の領域Ｄ１における駆動力制限値（Ｆ２）を示している。また、線４０２はモータの回転方向が＋方向であるときの蓄電側駆動力制限値である。すなわち、線４０２は図７の領域Ｃ１における駆動力制限値（−Ｆ１０）を示している。

さらに、線４０３はモータの回転方向が−方向であるときの蓄電側駆動力制限値である。すなわち、線４０３は図７の領域Ｃ２における駆動力制限値（Ｆ１０）を示している。そして、線４０４はモータの回転方向が−方向であるときの放電側駆動力制限値である。すなわち、線４０４は図７の領域Ｄ２における駆動力制限値（−Ｆ２）を示している。

なお、図１０（ｃ）では、図８と異なり、切替係数を時間変化で示しているが、これは、各時刻におけるモータ回転数に対応する切替係数と、時刻とを対応させているためである。

駆動力制限値算出部１１１は、図９で説明した手順に従って、モータの回転方向が＋方向であるときの放電側駆動力制限値４０１と、モータの回転方向が−方向であるときの蓄電側駆動力制限値４０３と、切替係数とを基に、駆動力制限値をモータの回転方向が−方向であるときの蓄電側駆動力制限値４０３となるよう徐々に減少させる（符号４１１参照）。なお、符号４１１は、図５における駆動力制限値１３３の時刻ｔ１〜ｔ３と同じものである。

本実施形態によれば、制御部１１０は、駆動力制限値２１３とともにモータ要求駆動力２１２を徐々に減少させることにより、モータ指令駆動力２１２の瞬間的な減少によるショックを回避することができるとともに、摩擦制動装置１０における液圧のタイムラグによる制動力不足を回避することができる。

［変形例］
なお、本実施形態は、図５で示した制御以外にも、例えば、図１１、図１２及び図１３に示すような制御が行われてもよい。
図１１、図１２及び図１３は、本実施形態に係る別の例を示す図である。図１１（ａ）〜（ｃ）における各グラフ、図１２（ａ）〜（ｃ）における各グラフ及び図１３（ａ）〜（ｃ）における各グラフについて、図５（ａ）〜（ｃ）と同様の要素については説明を省略する。また、図１１〜図１３において、図５と同様のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。

図１１では、時刻ｔ１において、車両１００（図１参照）の移動が始まり、駆動力制限値２１３の下降が始まると同時に、モータ指令駆動力２１２の下降が始まっている。そして、モータ指令駆動力２１２が、予め分かっている蓄電側における駆動力制限値２１３の値になると、その値を維持する。また、摩擦制動力は、モータ指令駆動力２１２の低下に伴って生じる制動力不足分を補うよう徐々に上昇していく。

図１２では、時刻ｔ１において、車両１００（図１参照）の移動が始まり、駆動力制限値２１３の下降が始まると同時に、モータ指令駆動力２１２の下降が始まっているが、駆動力制限値２１３が蓄電側における駆動力制限値２１３の値となる時刻ｔ３で、駆動力制限値２１３と一致するよう、モータ指令駆動力２１２が下降している。この場合も、摩擦制動力は、モータ指令駆動力２１２の低下に伴って生じる制動力不足分を補うよう徐々に上昇していく。

図１３では、時刻ｔ１において、車両１００（図１参照）の移動が始まり、駆動力制限値２１３の下降が始まると同時に、モータ指令駆動力２１２の下降が始まっているが、モータ指令駆動力２１２の下降時における傾きは、駆動力制限値２１３の下降時における傾きよりも小さい。そして、時刻ｔ１１において、モータ指令駆動力２１２と、駆動力制限値２１３とが一致した後、モータ指令駆動力２１２は、駆動力制限値２１３に追従して（一致するように）下降している。この場合も、摩擦制動力は、モータ指令駆動力２１２の低下に伴って生じる制動力不足分を補うよう徐々に上昇していく。

また、本実施形態では、登坂路において車両１００が上向きにストール状態で停車している状態からずり下がりが生じた場合について説明しているか、ギアがリアに入っている状態で、車両１００が下向きにストール状態で停車している状態から、車両１００が前方にずり下がる場合についても適用可能である。
この場合、図５において、駆動力制限値２１３、モータ指令駆動力２１２、摩擦制動力の符号が反転したグラフとして処理が行われる。なお、図５の符号を反転させると、摩擦制動力が負の値となるが、これは、前記したように、車両１００の前方に向かってかかる力を正としているためである。摩擦制動力が負の方向に増加しても、摩擦制動力の絶対値は増加することに変わりはない。駆動力制限値２１３、モータ指令駆動力２１２についても同様である。

なお、本実施形態では、車両１００がストール状態で停止しているとき、モータ・ジェネレータ３におけるモータの発熱を防止するため、モータの回転位置をずらしてモータトルクを下げることにより、車両１００が徐々にずり下がる場合について説明しているが、これに限らない。例えば、運転者がアクセルペダルを軽く踏むことで、図３に示す上向きの駆動力Ｆａと、車両１００の重さの坂方向の成分Ｆｂとが釣り合っている状態から、運転者がアクセルペダルを緩めることで、ずり下がりが生じる場合についても適用可能である。

また、図８及び図９に示すように、本実施形態では、モータ回転数を基に駆動力制限値の減少度合いを算出しているがこれに限らない。例えば、制御部１１０が、車両１００の後退速度から、図５における車速が−ｖ１となる時刻ｔ３を算出し、該時刻ｔ３までに駆動力制限値２１３がＦ１０となるよう、駆動力制限値２１３を下降させてもよい。

なお、本実施形態では、車両１００のずり下がりが生じる際に、運転者に違和感を生じさせない車両１００の後退速度を保つことを前提としているが、所定の割合で、後退速度を遅くしても、早くしてもよいし、最終的に車両１００が停止するようにしてもよい。

また、本実施形態では、制御部１１０が、図５、図１１〜図１３に示すように、車両１００の後退速度が−ｖ１となるまでの間に、回生の制限が行われているときにおける駆動力制限値Ｆ１０となるように駆動力制限値２１３を制御しているがこれに限らない。

２ａＲ，２ａＬ前輪（車輪）
２ｂＲ，２ｂＬ後輪（車輪）
３モータ・ジェネレータ（回生制動力発生部）
５バッテリ
６インバータ
７制御装置
１０摩擦制動装置（摩擦制動発生部）
１１車輪速センサ
１００車両（電動車両）
１１０制御部
１１１駆動力制限値算出部
１１２モータ指令駆動力管理部
１１３摩擦制動力管理部
１２０切替係数マップ
２１１要求駆動力
２１２モータ指令駆動力（回生制動力）
２１３駆動力制限値（回生制動力の制限値）

Claims

モータを有し、車両に回生制動力を発生させる回生制動力発生部と、
前記車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動力発生部と、
回生制限時において、摩擦制動力発生部に摩擦制動力を発生させる制御部と、
前記回生制動力で回生した電力を蓄電するバッテリと、を有し、
前記バッテリには、前記モータのモータ回転数が所定の値になるまで、前記モータによって発生する回生電力は、前記バッテリに蓄電されず、
前記制御部は、
回生が制限されている状態で、車両が停車してから、運転者が車両進行方向への操作をしているにも関わらず、進行方向とは逆方向への車両の移動が検出された場合に、当該車両の移動が検出されてから前記バッテリへの蓄電が開始される前記モータ回転数となるまでの間に、前記摩擦制動力が目標摩擦制動力となるように前記摩擦制動力を徐々に増加させる制御を行う
ことを特徴とする電動車両。
前記回生制動力で回生した電力を蓄電するバッテリ
を有し、
前記回生制動力発生部において、前記バッテリの状態に応じた回生制動力の制限値である回生制動力制限値が存在し、
前記制御部は、
前記回生が制限されているときにおける前記回生制動力の制限値へむけて、現在の前記回生制動力の制限値を徐々に減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
前記制御部は、
前記回生制動力の変化に連動するよう、前記摩擦制動力を徐々に増加させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動車両。
前記制御部は、
前記回生制動力を徐々に減少させ、前記回生制動力の減少に伴う制動力の不足分を補うよう、前記摩擦制動力を増加させる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動車両。