JPH09154202A - 電気車両における回生目標決定方法及び回生制動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の過充電を防止しながら、回生電力を最
大化する。 【解決手段】 電池電圧Ｖb のフィードバック値に基づ
き回生トルク上限値Ｔbmaxを計算し（１１６）、これに
基づき回生トルク指令値Ｔreg を（１１３）、回生トル
ク指令値Ｔreg に基づき油圧トルク目標値Ｔhyd を（１
０２）、それぞれ計算する。電池電圧Ｖb がその最大許
容電圧Ｖbmaxを越えないよう回生電力Ｐ0を制御できる
ため、電池の過充電防止と回生電力最大化とを並立でき
る。回生電力制御に必要な制御定数（ゲイン等）を、電
池の温度、充電状態等に応じて決定するため（１１
５）、電池の状態変化に伴う電圧オーバシュート、電圧
振動等を抑制できる。回生充電時における電池電圧Ｖb
の波形が顕著なオーバシュート等を呈しているときに制
御定数を更新するため（１１８）、電池の経時変化等に
伴う電圧オーバシュート、電圧振動等を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等の電
気車両にて実行される回生目標決定方法や、当該電気車
両に搭載される回生制動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両を制動する手段としては、制動油等
の非圧縮性流体を用いた流体圧制動が広く用いられてい
る。車両が電気自動車、電車等の電気車両である場合、
さらに、回生制動も使用できる。回生制動は、制動エネ
ルギを車両推進用のモータにて電力に変換し車載の電池
等に回収する制動方法であり、電池の充電頻度を低くす
る（充電１回当たりの走行可能距離を長くする）という
エネルギ効率向上作用を有しているため、電気車両の制
動に際しては回生制動力をできるだけ大きくすることが
望ましい。

【０００３】他方、モータから電池に回収される電力
（回生電力）を際限なく大きくすると、あるいは長時間
に亘って大電力を回生し続けると、電池が過充電状態に
なる。過充電状態に至ると電池内部の電解液の分解によ
るガス発生が顕著になり、結果として電池の寿命が縮ま
る。これを避けるためには、回生電力に何等かの上限制
限を掛けねばならない。例えば特開平５−１６１２１５
号公報では、電池の温度及び回生充電時間に応じて回生
電力が上限制限されるよう、回生制動トルクを目標制御
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
確かに電池の過充電防止という目的は達成されている。
しかし、回生電力の上限制限が必ずしも適切なものとな
っていない。すなわち、かかる上限制限の結果、本来で
あれば電池に回収できるはずの制動エネルギが回収され
ないままとなるため（例えば油圧制動にて熱エネルギと
して消費されてしまうため）、回生制動を利用するそも
そもの目的であるエネルギ効率向上を十分達成し得な
い。

【０００５】本発明の目的の一つは、電池電圧のフィー
ドバックを受けた回生電力制御により、電池の過充電を
防止しながら回生電力を可能な限り大きくし、以て電池
寿命の延長及び車両のエネルギ効率の改善を共に達成す
ることにある。本発明の目的の他の一つは、電池の状態
を制御定数に反映させることにより、電池電圧のフィー
ドバックを受けた回生電力制御の際、電池の状態変化に
伴う制動フィーリングの悪化が生じないようにすること
にある。本発明の目的のさらに他の一つは、電池の電圧
の変化動向を制御定数に反映させることにより、電池電
圧のフィードバックを受けた回生電力制御の際、電池の
経時変化等による制動フィーリングの悪化が生じないよ
うにすることにある。本発明の目的のさらに他の一つ
は、制御定数の修正方法の工夫により、制御定数に修正
を施しているにもかかわらず制御に不安定性が生じない
ようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の構成は、電池、電池の放電出
力にて駆動されるモータ及び制動時にモータから電池に
回生する回生電力をその制御目標に従い制御する手段を
備えた電気車両において、電池の状態変化に伴う最大許
容電圧（電池の過充電が生じないぎりぎりの充電電圧）
の変化を反映するよう、電池に関する状態量の値に応じ
て制御定数の値を決定し、上記最大許容電圧に対する電
池の電圧の制御誤差が当該最大許容電圧の変化によらず
抑制されるよう、電池の電圧に基づきかつ上記制御定数
を用いて上記制御目標を決定することを特徴とする。本
構成においては、最大許容電圧に対する電池の電圧の制
御誤差が抑制されるよう、制御目標が決定される。従っ
て、電池の過充電を防止しながら、回生電力を最大限大
きくできる。また、本構成においては、電池に関する状
態量の値に応じた制御定数の決定により、制御目標が電
池の状態に適応して変化するため、電池の充電状態、充
電深度、温度等に起因した電池電圧のオーバシュートや
振動が生じにくくなり、制動に係るフィーリング（例え
ば流体圧制動との整合性）が改善される。

【０００７】本発明の第２の構成は、電池、電池の放電
出力にて駆動されるモータ及び制動時にモータから電池
に回生する回生電力をその制御目標に従い制御する手段
を備えた電気車両において、最大許容電圧に対する電池
の電圧の制御誤差が抑制されるよう、電池の電圧に基づ
きかつ制御定数を用いて上記制御目標を決定し、回生実
行中における電池の電圧の変化動向が所期の動向に対し
所定程度以上相違する動向である場合に、当該相違が抑
制されるよう、制御定数の値を修正することを特徴とす
る。本構成においても、最大許容電圧に対する電池の電
圧の制御誤差が抑制されるよう、制御目標が決定され
る。従って、電池の過充電を防止しながら、回生電力を
最大限大きくできる。また、本構成においては、回生制
御実行後に電池電圧の変化動向に応じて制御定数の値が
修正されるため、回生制御を次に実行するときには、電
池電圧の変化動向が前回のそれに比べ所期の動向に近い
ものに修正される。従って、経時変化等により電池の応
答が変化したときにも制御目標がこれに適応して変化す
るため、経時変化等に起因した電池電圧のオーバシュー
トや振動が生じにくくなり、制動に係るフィーリングが
改善される。

【０００８】本発明の第３の構成は、第１の構成におい
て、回生実行中における電池の電圧の変化動向が所期の
動向に対し所定程度以上相違する動向である場合に、当
該相違が抑制されるよう、上記制御定数を決定したとき
に用いた上記状態量の値に関し制御定数の値を修正する
ことを特徴とする。本構成においては、第１及び第２の
構成双方の作用が生じる。加えて、電池電圧の変化動向
に応じた制御定数修正動作が制御定数決定時に用いた状
態量の値に関して実行されるため、ある状態に関する制
御定数の修正によってこれとは大きく異なる状態に関す
る制御定数が変化することがない。従って、制御定数の
振動等が発生せず、制御定数ひいてはこれを用いた制御
目標決定動作が安定になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。

【００１０】図１には、本発明を実施するのに適する電
気自動車のシステム構成の一例が示されている。図中、
細い実線は油圧の伝達経路を、太い実線は電力配線を、
破線は電気信号の伝達経路を、それぞれ示している。但
し、本発明はこのシステム以外の電気自動車にも適用で
き、また、回生制御が可能であれば電気自動車以外の車
両にも適用できる。

【００１１】このシステムでは、車載の電池１８の放電
出力がインバータ１７により直流から三相交流に変換さ
れ、車両推進用の三相交流モータ１６に駆動電力として
供給されている。モータＥＣＵ（電子制御ユニット）１
９は、車両操縦者からアクセルペダル操作にて与えられ
る要求加速を実現すべく、アクセル開度に応じたトルク
指令値（力行トルク指令値）を決定し、この力行トルク
指令値に相応するトルクがモータ１６にて発生するよ
う、インバータ１７による電力変換動作を制御する。他
方、電池ＥＣＵ２０は、電池１８の充電状態（ＳＯ
Ｃ）、放電深度（ＤＯＤ）、温度等、電池１８に関する
状態量を継続的に監視し、その結果をモータＥＣＵ１９
及び後述の回生ＥＣＵ２１に送信する。モータＥＣＵ１
９は、電池ＥＣＵ２０から供給される情報を参照して必
要に応じインバータ１７による電力変換動作に制約を施
すことにより、電池１８の過放電、過熱等を防ぐ。モー
タＥＣＵ１９は、インバータ１７やモータ１６の温度、
電流等の状態を監視し必要に応じインバータ１７による
電力変換動作に制約を施すことにより、インバータ１７
やモータ１６の過熱、過電流等を防ぐ。

【００１２】このシステムでは、制動方法として油圧制
動及び回生制動を併用している。そのうち油圧制動は、
マスタシリンダ１からフロント及びリアホイールシリン
ダ３及び４に至る油圧伝達経路にて実現されている。マ
スタシリンダ１は車両操縦者によるブレーキペダルの踏
込みに応じその内部で油圧を発生させるシリンダであ
り、ホイールシリンダ３及び４は車輪に油圧制動トルク
を作用させるためのシリンダである。また、マスタシリ
ンダ１からホイールシリンダ３又は４に至る油圧伝達経
路上にはそれぞれフロント又はリアホイールシリンダ増
圧バルブ５又は６が設けられている。増圧バルブ５及び
６は、回生ＥＣＵ２１からの制御信号に応じ、それぞれ
マスタシリンダ１からホイールシリンダ３又は４への油
圧伝達経路を形成しあるいは遮断する。増圧バルブ５又
は６からホイールシリンダ３又は４に至る油圧伝達経路
とリザーバタンク１３との間には、フロント又はリアホ
イールシリンダ減圧バルブ７又は８が設けられている。
減圧バルブ７及び８は、回生ＥＣＵ２１からの制御信号
に応じ、それぞれホイールシリンダ３又は４からリザー
バタンク１３に至る制動油排出経路を形成しあるいは遮
断する。従って、バルブ５〜８を適宜制御することによ
り、マスタシリンダ１の油圧とは独立に、ホイールシリ
ンダ３及び４の油圧に従ってフロント及びリアの油圧制
動トルクを制御できる。

【００１３】また、リザーバタンク１３に排出された制
動油は、油圧ポンプ１２にてマスタシリンダ１又はフル
ードタンク１４に送給することができる。リザーバタン
ク１３からマスタシリンダ１及びフルードタンク１４に
至る制動油送給経路に設けられている２個のバルブのう
ちバルブ１１はチェックバルブであり、マスタシリンダ
１又はフルードタンク１４から油圧ポンプ１２を経てリ
ザーバタンク１３に制動油が逆流するのを防いでいる。
もう１個のバルブ１５は切り替え弁であり、油圧ポンプ
１２によりくみ上げられた制動油の送給先を、マスタシ
リンダ１及びフルードタンク１４のいずれかに選択的に
設定する。油圧ポンプ１２及び切り替え弁１５は、回生
ＥＣＵ２１により制御される。

【００１４】回生ＥＣＵ２１は、バルブ５〜８の制御を
通じ油圧制動トルクを制御すると共に、モータＥＣＵ１
９との通信を通じ回生制動トルクをも制御する。図２に
は、回生ＥＣＵ２１の動作の流れの一例が示されてい
る。但し、ここでは、説明の簡略化のため、制動トルク
の制御に関係しない動作は省略している。

【００１５】この図に示されるように、回生ＥＣＵ２１
は、制御開始と共に車両各部の状態点検、各制御パラメ
タの所期設定その他の初期化処理を実行する（１０
０）。回生ＥＣＵ２１は、引き続き、ブレーキペダルが
踏まれているか否かを判定する（１０１）。この判定
は、ブレーキペダルの踏込みに応じてオンするストップ
スイッチ（図１では図示を省略）がオンしているか否か
の判定として、あるいはマスタシリンダ１における油圧
を検出する油圧センサ２の出力が所定の微小値を越えた
か否かの判定として、実現できる。ブレーキペダルが踏
まれているときには、後に詳述する動作を経て得られる
回生トルク指令値（回生制動トルクの制御目標値）Ｔre
g 及び油圧センサ２により検出されるマスタシリンダ１
での油圧（操縦者からの要求制動トルクに相当）Ｐmcに
基づき、次の式

【数１】 Ｔhyd ＝Ｋ・Ｐmc−Ｔreg …（１） 但し、Ｋ：油圧からトルクへの変換係数に従い、油圧ト
ルク目標値（油圧制動トルクの制御目標値）Ｔhyd を計
算する（１０２）。

【００１６】ステップ１０２実行後、回生ＥＣＵ２１は
Ｔreg をモータＥＣＵ１９に与え、モータＥＣＵ１９は
Ｔreg に従いインバータ１７による電力変換動作を制御
する（１０３）。モータＥＣＵ１９はその際電池ＥＣＵ
２０からの情報（前述）に従い必要に応じ回生制動トル
クに制限を施す。モータＥＣＵ１９は実際にモータ１６
から出力された回生制動トルクの値（いわゆるトルクリ
ターン値）を回生ＥＣＵ２１に送信し、回生ＥＣＵ２１
は後述のテーブル修正のためこのトルクリターン値を記
憶する。回生ＥＣＵ２１はさらに、油圧センサ９及び１
０からホイールシリンダ３及び４の油圧のフィードバッ
クを受けながら、Ｔhyd に従いバルブ５〜８を駆動する
（１０４）。本実施形態では特に減圧バルブ７及び８を
設けているため、仮に実際の回生制動トルク（トルクリ
ターン値）が時間変動したとしても、図３に示されてい
るように、回生油圧合計でＰmc相当の制動トルク（図中
の“必要トルク”）を実現できる。なお、ステップ１０
１でブレーキペダルが踏まれていないと判定されたとき
には、回生ＥＣＵ２１はＴreg を次の式

【数２】 Ｔreg ＝０ …（２） に従い設定した上で（１０５）、ステップ１０２〜１０
４を実行する。車両操縦者がキースイッチをオフするま
では（１０６）上述の動作が繰り返され、キースイッチ
がオフされると回生ＥＣＵ２１は車両各部の電源切断等
の終了処理を実行する（１０７）。

【００１７】ステップ１０１にてブレーキペダルが踏ま
れていると判定された後Ｔreg を決定する動作は、次に
述べる一連のステップを含んでいる。ステップ１０１に
てブレーキペダルが踏まれていると判定されたとき、回
生ＥＣＵ２１は次の条件

【数３】 ＶbEnabled＝ＯＦＦかつＶb ＞Ｖbmax …（３） ＶbEnabled＝ＯＮ かつＶb ＜Ｖbmax−ΔＶ …（４） 但し、Ｖb ：電池１８に加わる電圧 Ｖbmax：電池１８に加えることができる最大許容電圧…
電池１８の温度等に依存 ＶbEnabled：電圧制約状態フラグ（ＯＮ：制約あり、Ｏ
ＦＦ：制約なし） ΔＶ：制御特性にヒステリシスを付与するための定数 のいずれかが成立しているか否かを判定する（１０８，
１０９）。前述のステップ１００において予めＶbEnabl
ed＝ＯＦＦと設定されているため、力行を長い間実行し
た後のように電池１８の放電が進んでおりＶb が低いと
きには式（３）及び（４）のいずれも成立しない。

【００１８】その場合、回生ＥＣＵ２１は、現在のモー
タ１６の回転数ｗｍにて図４に示されるマップを参照す
ることにより、モータ１６の定格上の回生制動トルク上
限値Ｔmmaxを求める（１１０）。回生ＥＣＵ２１は、続
いて、次の条件

【数４】 ＶbEnabled＝ＯＮ …（５） が成立しているか否かを判定する（１１１）。ここでは
この条件は成立しないため、回生ＥＣＵ２１は、次の式

【数５】 Ｔbmax＝Ｔmmax …（６） に従い電圧Ｖb 上の回生制動トルク上限値Ｔbmaxを設定
する（１１２）。但し、この設定には実体的な意味はな
く、次に述べるＴreg の演算上の便宜にすぎない。回生
ＥＣＵ２１は、続いて、次の式

【数６】 Ｔreg ＝ＭＩＮ（Ｋ・Ｐmc，Ｔbmax，Ｔmmax） …（７） 但し、ＭＩＮ（・）：最小値を求める関数に従いＴreg
を決定する（１１３）。この式（７）は、操縦者から要
求されている制動トルクＫ・Ｐmcに、モータ１６の定格
上の制限（Ｔmmax）及び電池１８の電圧Ｖb 上の制限
（Ｔbmax）を施す処理を表している。ここでは式（６）
によりＴbmaxが設定されているから、式（７）は、単
に、モータ１６の定格上の制限を表すにすぎない。ステ
ップ１１３実行後、回生ＥＣＵ２１の動作はステップ１
０２に移行する。

【００１９】電池１８の充電が進行していくと、式
（３）の条件が成立するに至ることがある（１０８）。
この場合、回生ＥＣＵ２１は、まず

【数７】 ＶbEnabled＝ＯＮ …（８） の処理を行うと共に

【数８】 Ｐ0 ＝Ｖb ・Ｉb …（９） 但し、Ｉb ：電池１８に流れる電流 に従い回生による充電電力（回生電力）Ｐ0 を求める
（１１４）。式（８）の処理は、Ｔreg をＶb にて制約
すべき状態に入っていることを後のステップ１１１にて
検出可能にするための処理である。また、式（９）の演
算は、後述するステップ１１６にてＴbmaxを決定するた
めに必要な量（Ｐ0 ）を求めるものである。この後、回
生ＥＣＵ２１は、電池１８の状態に応じて比例ゲインＫ
p 及び積分ゲインＫi を決定する（１１５）。Ｋp 及び
Ｋi は後述のようにＰ0 の減算分ΔＰをＰＩ（比例積
分）制御する際に使用する制御定数である。回生ＥＣＵ
２１は、ステップ１１５実行後ステップ１１０を経てス
テップ１１１を実行する。ここでは式（５）の条件が成
立しているため、回生ＥＣＵ２１は、決定したＫp 及び
Ｋi を用いてＴbmaxを決定する処理を実行する（１１
６）。この処理に用いる式は

【数９】 ΔＰ＝Ｋp ・（Ｖb −Ｖbmax）＋Ｋi ・Σ（Ｖb −Ｖbmax） 但し、Σ（・）：制御開始からの（又は十分長い過去所定期間の）総和を 求める関数 …（１０） 及び

【数１０】 Ｔbmax＝（Ｐ0 −ΔＰ）／ｗｍ …（１１） である。式（１０）は制御誤差Ｖb −Ｖbmaxが０に一致
乃至近付くようΔＰをＰＩ制御する制御式であり、式
（１１）はＰ0 をΔＰにより減算補正しさらに電力から
トルクに変換する式である。なお、本発明はＰＩ制御に
限定されるものではない。回生ＥＣＵ２１の動作は、こ
の後、ステップ１１３に移行する。このような電圧フィ
ードバックを用いた回生制御により、本実施形態では、
電池１８の過充電を防止しながら最大限のＰ0 を得てい
る。

【００２０】また、本実施形態では、ステップ１１５に
て電池１８の状態に応じてＫp 及びＫi を決定してい
る。この決定に用いることが可能な処理としては、例え
ば電池１８の充電状態ＳＯＣ及び温度Ｔb の区分格子と
Ｋp 及びＫi とを対応付けるテーブルＫp （ｉ，ｊ）及
びＫi （ｉ，ｊ）を準備し、現在のＳＯＣが属する区分
の番号ｉ及び現在のＴｂが属する区分の番号ｊにてこれ
らのテーブルを参照する方法がある。この方法を式で表
すと

【数１１】 Ｋp ＝Ｋp （ｉ，ｊ） Ｋi ＝Ｋi （ｉ，ｊ） …（１２） となる。このような処理を通じＫp 及びＫi を電池１８
の状態に適応させることができるため、本実施形態によ
れば、図６に示されるオーバシュートや振動は生じにく
くなる。なお、本発明においてＫp 及びＫi を決めると
きに用いる状態量は、ＳＯＣ及びＴb に限定されない。
また、決定する制御定数もＫp 及びＫi に限定されな
い。

【００２１】より好ましい方法としては、図５にて破線
で示されているように、区分格子（ｉ，ｊ）及びその周
辺８個の区分格子を参照し、その結果得られた合計９通
りのＫp 及びＫi を平均する方法がある。なお、図５で
は簡単化のためＫp のみを描いている点に注意された
い。この方法を式で表すと

【数１２】 Ｋp ＝Σi ［Σj ｛Ｋp （ｉ，ｊ）｝］／９ Ｋi ＝Σi ［Σj ｛Ｋi （ｉ，ｊ）｝］／９ 但し、Σi （・）：ｉ−１〜ｉ＋１についての総和を求める関数 Σj （・）：ｊ−１〜ｊ＋１についての総和を求める関数 …（１３） となる。式（１３）の利点は、後述するステップ１１８
においてある区分格子に対応するＫp 及びＫi が更新修
正されたときに、この更新修正の影響をその周辺の８区
分格子に関するテーブル修正なしで当該８個の区分格子
に反映できること、すなわち更新修正に伴いテーブル上
に現れる雑音を平滑できることである。

【００２２】なお、本発明はテーブルを用いる方法に限
定されるものではなく、例えば、式（３）成立時にＴre
g をＳＯＣ又はＴb に応じた量だけ低減する方法を採用
してもよい。テーブルを用いる場合でも、線形補間等を
併用すると、さらに正確にＫp 及びＫi を設定できる。
周辺の区分格子を併せて補正するようにしてもよい。

【００２３】また、以上のような一連の制御動作を繰り
返した後ある時点で車両操縦者がブレーキペダルを踏み
戻し始めるとあるいはｗｍが顕著に低下すると、Ｖb が
下がり始める。これに伴い式（４）の条件が成立する
と、回生ＥＣＵ２１は、まず

【数１３】 ＶbEnabled＝ＯＦＦ …（１４） の処理を行い電圧制約を解除した上で（１１７）、Ｖb
＝Ｖbmaxが成立してから現時点までに得られているトル
クリターン値に基づき、直前の一連の回生動作について
図７に示されるＡ〜Ｃを求める。これらのうちＡはＶb
−Ｖbmaxの最大値（最大オーバシュート量）、ＢはＶb
−Ｖbmaxが最大値から最小値に落ちるまでの時間、Ｃは
Ｖb ＝Ｖbmax成立後ｔc 経過時のＶb −Ｖbmax（定常偏
差）である。Ａ〜ＣはＫp 及びＫi の過大又は過小を反
映する量であり、この過大又は過小は、電池１８に経時
変化等が生じるとステップ１１５における処理にもかか
わらず顕在化する可能性がある。そこで、回生ＥＣＵ２
１は、次の式

【数１４】 Δｐ＝α・（Ａ−Ａ0 ）＋β・（Ｂ−Ｂ0 ） Δｉ＝γ・Ｃ 但し、α，β，γ：重み係数 Ａ0 ，Ｂ0 ：参照値 ｔc ：十分長い所定時間 …（１５） に従い、Ｋp 及びＫi の誤差Δｐ及びΔｉを評価する。
この式は、一般にＰＩ制御式中の比例項が過渡的一時的
な変動の抑制のための項であり、積分項が定常偏差の解
消のための項であることに着目してたてた式である。回
生ＥＣＵ２１は、Δｐ及びΔｉに基づき、Ｋp 及びＫi
に次の式

【数１５】 Δｐ＞Δｐ0 のとき： Ｋp （ｉ，ｊ）＝ＭＡＸ（Ｋp （ｉ，ｊ）−ΔＫp0，Ｋpmin） Δｐ＜−Δｐ0 のとき： Ｋp （ｉ，ｊ）＝ＭＩＮ（Ｋp （ｉ，ｊ）＋ΔＫp0，Ｋpmax） Δｉ＞Δｉ0 のとき： Ｋi （ｉ，ｊ）＝ＭＡＸ（Ｋi （ｉ，ｊ）−ΔＫi0，ε・Ｋp （ｉ，ｊ）） Δｉ＜−Δｉ0 のとき： Ｋi （ｉ，ｊ）＝ＭＩＮ（Ｋi （ｉ，ｊ）＋ΔＫi0，０） 但し、Δｐ0 ，Δｉ0 ：しきい値 ΔＫp0，ΔＫi0：ゆとり Ｋpmin：最小許容比例ゲイン Ｋpmax：最大許容比例ゲイン ε：ゲイン変換係数…例えば経験値 ＭＡＸ（・）：最大値を求める関数 …（１６） による修正を施し、テーブルの内容を更新する（１１
８）。

【００２４】このような更新処理により、電池１８の経
時変化にも適応できる。また、ステップ１１５にて式
（１３）を用いた場合には、Ｋp （ｉ，ｊ）及びＫi
（ｉ，ｊ）の更新に伴い制御が不安定化することも防ぐ
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の構
成によれば、最大許容電圧に対する電池の電圧の制御誤
差が抑制されるよう、電池の電圧に基づき制御目標を決
定するようにしたため、電池の過充電を防止しながら、
回生電力を最大限大きくできる。これにより、電池の寿
命を延長できると共に、車両のエネルギ効率を改善でき
例えば電池の充電操作の頻度の低減を通じて使用者の負
担を軽減できる。また、本構成によれば、電池の状態変
化に伴う最大許容電圧の変化を反映するよう、電池の状
態に応じて制御定数の値を決定し、最大許容電圧に対す
る電池の電圧の制御誤差が最大許容電圧の変化によらず
抑制されるよう、この制御定数を用いて制御目標を決定
するようにしたため、制御目標を電池の状態に適応して
変化させることができる。従って、電池のＳＯＣ、ＤＯ
Ｄ、温度等に起因した電池電圧のオーバシュートや振動
が生じにくくなり、制動に係るフィーリング（例えば流
体圧制動との整合性）がより良好になる。

【００２６】本発明の第２の構成によれば、最大許容電
圧に対する電池の電圧の制御誤差が抑制されるよう、電
池の電圧に基づき制御目標を決定するようにしたため、
第１の構成と同様、電池の過充電を防止しながら回生電
力を最大限大きくすることが可能になる。これにより、
電池の寿命を延長できると共に、車両のエネルギ効率を
改善でき例えば電池の充電操作の頻度の低減を通じて使
用者の負担を軽減できる。また、本構成によれば、回生
実行中における電池の電圧の変化動向が所期の動向に対
し所定程度以上相違する動向である場合に、当該相違が
抑制されるよう、制御定数の値を修正するようにしたた
め、回生制御を次に実行するときの電池電圧の変化動向
を前回のそれに比べ所期の動向に近いものに修正でき
る。従って、経時変化等により電池の応答が変化したと
きにも制御目標がこれに適応して変化するため、経時変
化等に起因した電池電圧のオーバシュートや振動が生じ
にくくなり、制動に係るフィーリングがより良好にな
る。

【００２７】本発明の第３の構成によれば、第１及び第
２の構成を組み合わせたため、第１及び第２の構成双方
の効果が得られる他に、前回制御定数を決定したときの
状態に関する制御定数に限り修正することとしたため、
制御定数の修正に起因した制御定数の振動等の防止、ひ
いては制御目標決定動作の更なる安定化を実現できる。

【００２８】

【補遺】なお、本発明は、次のような構成としても把握
できる。

【００２９】（１）本発明の第４の構成は、第１又は第
３の構成において、上記状態量の値と上記制御定数の値
とを当該状態量の区分毎に対応付けるテーブルを準備し
ておき、当該テーブルを状態量の値が属する区分にて参
照することにより、制御目標の決定に使用する制御定数
の値を決定することを特徴とする。本構成によれば、テ
ーブルの利用により制御定数値決定演算が不要になるた
め、演算負担を軽減できる。また、第３の構成における
制御定数の値の修正を、テーブルの修正という簡便な手
段にて実行可能になる。

【００３０】（２）本発明の第５の構成は、第４の構成
において、状態量の値が属する区分のみならずその周辺
の区分に関してもテーブルを参照し、その結果得られる
複数の制御定数値を平滑補正することにより、制御目標
の決定に使用する制御定数の値を決定することを特徴と
する。このようにすれば、制御目標の決定に使用する状
態量の空間において制御定数の値を平滑補正できるた
め、テーブル上に雑音（例えば第３の構成による制御定
数値の修正に伴い第４の構成におけるテーブル上に発生
する雑音）が発生している場合でも、その影響を抑制で
きる。平滑補正の方法として、該当区分に対応する制御
定数の値及びその隣接乃至近接区分に対応する制御定数
の値を平均する演算を採用すれば、比較的容易に平滑補
正を実現できる。

【００３１】（３）本発明の第６の構成は、第２又は第
３の構成において、電池の電圧の変化動向を当該電圧の
時間変化を代表する所定個数の指標にて捕捉し、捕捉し
た指標のしきい値判定の結果から見て回生実行中におけ
る電池の電圧の変化動向が所期の動向に対し所定程度以
上相違すると認められる場合に限り、制御定数の値を修
正することを特徴とする。本構成によれば、指標化され
た少ない量の情報に基づき第２又は第３の構成の特徴に
係る動作を実行しているため、当該動作に関連する処理
負担が軽くなる。

【００３２】（４）本発明の第７の構成は、第３の構成
において、電池の電圧が最大許容電圧を上回るのに応
じ、上記状態量の値に応じた制御定数値の決定動作を実
行し、下回るのに応じ、電池の電圧の変化動向に応じた
制御定数値の修正動作を実行することを特徴とする。本
構成によれば、第１の構成の特徴に係る動作と第２又は
第３の構成の特徴に係る動作とが異なるタイミングで実
行されるため、両動作が競合することがない。さらに、
電池電圧と最大許容電圧の比較判定にヒステリシスを導
入した場合には、両動作の間での制御モードのハンチン
グ（頻繁な往来）を防止できる。

【００３３】（５）本発明の第８の構成は、第１乃至第
７の構成において、決定した制御目標の値に従い回生電
力ひいては回生制動力を制御する一方で、要求制動力と
当該制御目標の値との差に応じて流体圧制動力を増減自
在に制御することを特徴とする。本構成によれば、電池
の状態に応じ回生電力の制御目標の値を逐次変更したと
しても、回生制動力と流体圧制動力の合計が要求制動力
から大きく外れることがない。

【００３４】（６）本発明の第９の構成は、第１乃至第
８の構成において、比例積分制御に係る制御式に従い上
記制御目標が決定されることを特徴とする。本構成によ
れば、制御定数たる比例ゲイン及び積分ゲインの決定又
は修正により、すなわち２種類という比較的少ない種類
の制御定数の決定又は修正により、電池の状態変化や経
時変化を回生電力の制御に反映させることが可能にな
る。また、比例ゲイン及び積分ゲインはスカラー量であ
るから、演算負担軽減のためのテーブル化が比較的容易
である。

【００３５】（７）本発明の第１０の構成は、第１又は
第３の構成において、電池の充電状態、放電深度及び温
度のうち少なくとも１個を、上記状態量として使用する
ことを特徴とする。これらの量はいずれも電池の状態管
理のため従来から用いられていた量であるから、本構成
は、センサ等の追加なしですなわち安価に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る電気自動車のシス
テム構成を示すブロック図である。

【図２】 回生ＥＣＵの動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】 制動トルク配分の時間変化例を示すタイムチ
ャートである。

【図４】 モータ定格による回生制限マップを示す図で
ある。

【図５】 電池の状態と制御定数とを対応付けるテーブ
ル及び制御定数の平滑処理を示す図である。

【図６】 回生充電時における電池電圧の挙動の類型を
示す図である。

【図７】 回生充電時における電池電圧の挙動を評価す
るための指標を示す図である。

【符号の説明】

１ マスタシリンダ、２，９，１０ 油圧センサ、３，
４ ホイールシリンダ、５、６ 増圧バルブ、７、８
減圧バルブ、１６ モータ、１７ インバータ、１８
電池、１９ モータＥＣＵ、２０ 電池ＥＣＵ、２１
回生ＥＣＵ、Ａ〜Ｃ 指標値、Ｋp （ｉ，ｊ） 比例ゲ
インテーブル値、Ｐ0 回生電力、ＳＯＣ 電池の充電
状態、Ｔb 電池の温度、Ｔbmax 電池電圧上の回生ト
ルク上限値、Ｔhyd 油圧トルク目標値、Ｔmmax モー
タ定格上の回生トルク上限値、Ｔreg 回生トルク指令
値、Ｖb 電池の電圧、ＶbEnabled 電圧制約状態フラ
グ、Ｖbmax 電池の最大許容電圧。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池、電池の放電出力にて駆動されるモ
   ータ及び制動時にモータから電池に回生する回生電力を
   その制御目標に従い制御する手段を備えた電気車両にて
   実行される回生目標決定方法において、 電池の状態変化に伴う最大許容電圧の変化を反映するよ
   う、電池の状態値に応じて制御定数の値を決定するステ
   ップと、 上記最大許容電圧に対する電池の電圧の制御誤差が当該
   最大許容電圧の変化によらず抑制されるよう、電池の電
   圧に基づきかつ上記制御定数を用いて上記制御目標を決
   定するステップと、 を有することを特徴とする回生目標決定方法。
2. 【請求項２】 電池、電池の放電出力にて駆動されるモ
   ータ及び制動時にモータから電池に回生する回生電力を
   その制御目標に従い制御する手段を備えた電気車両にて
   実行される回生目標決定方法において、 最大許容電圧に対する電池の電圧の制御誤差が抑制され
   るよう、電池の電圧に基づきかつ制御定数を用いて上記
   制御目標を決定するステップと、 回生実行中における電池の電圧の変化動向が所期の動向
   に対し所定程度以上相違する動向である場合に、当該相
   違が抑制されるよう、制御定数の値を修正するステップ
   と、 を有することを特徴とする回生目標決定方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の回生目標決定方法におい
   て、 回生実行中における電池の電圧の変化動向が所期の動向
   に対し所定程度以上相違する動向である場合に、当該相
   違が抑制されるよう、上記制御定数を決定したときの電
   池の状態に関し制御定数の値を修正するステップを有す
   ることを特徴とする回生目標決定方法。
4. 【請求項４】 電池及び当該電池の放電出力にて駆動さ
   れるモータを備える電気車両に搭載され、制動時にモー
   タから電池に回生する回生電力をその制御目標に従い制
   御する回生制動制御装置において、 電池の状態変化に伴う最大許容電圧の変化を反映するよ
   う、電池の状態に応じて制御定数の値を決定する手段
   と、 上記最大許容電圧に対する電池の電圧の制御誤差が当該
   最大許容電圧の変化によらず抑制されるよう、電池の電
   圧に基づきかつ上記制御定数を用いて上記制御目標を決
   定する手段と、 を備えることを特徴とする回生制動制御装置。
5. 【請求項５】 電池及び当該電池の放電出力にて駆動さ
   れるモータを備える電気車両に搭載され、制動時にモー
   タから電池に回生する回生電力をその制御目標に従い制
   御する回生制動制御装置において、 最大許容電圧に対する電池の電圧の制御誤差が抑制され
   るよう、電池の電圧に基づきかつ制御定数を用いて上記
   制御目標を決定する手段と、 回生実行中における電池の電圧の変化動向が所期の動向
   に対し所定程度以上相違する動向である場合に、当該相
   違が抑制されるよう、制御定数の値を修正する手段と、 を備えることを特徴とする回生制動制御装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の回生制動制御装置におい
   て、 回生実行中における電池の電圧の変化動向が所期の動向
   に対し所定程度以上相違する動向である場合に、当該相
   違が抑制されるよう、上記制御定数を決定したときの電
   池の状態量の値に関し制御定数の値を修正する手段を備
   えることを特徴とする回生制動制御装置。