JPH10201008A

JPH10201008A - 電気自動車の回生制動装置

Info

Publication number: JPH10201008A
Application number: JP9004136A
Authority: JP
Inventors: Hisamitsu Koga; 久光古賀; Shinya Furukawa; 信也古川; Akira Maeda; 朗前田; Nobuyuki Kawai; 信幸川合; Kenichi Saga; 賢一嵯峨; Kazunari Handa; 和功半田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の運転状況や前方の道路状況に応じて、
自動回生制動により最適な制動力を得ることができる電
気自動車の回生制動装置を提供する。【解決手段】回生制動装置は、電力変換回路６に回生
制動力の制御信号を出力するモータコントローラ８と、
このモータコントローラ８にセンサ信号を出力する複数
のセンサ類を備えている。運転者がカーブの手前でアク
セルペダルから足を離すと、モータコントローラ８は回
生制動力の制御を開始し、車速センサ２４から得た車速
データやナビゲーションシステム３２から得た車両前方
のカーブまでの距離及びその曲率のデータから、必要な
回生制動力を求める。この回生制動力により車両が安全
な進入車速にまで減速される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動機によって
駆動されて走行する電気自動車に関し、特に電動機によ
る回生制動力を、運転者の運転操作状態や車両が走行す
る道路の状況に応じて制御する電気自動車の回生制動装
置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】電気自動車の駆動に用いられる電
動機は、バッテリから電力の供給を受けて回転駆動され
るが、電力変換回路を用いてこの電動機への電力供給を
規制すれば、電動機を発電状態に切り換え、これに回生
制動力を生じさせることができる。このときの回生電力
は、電力変換回路を介してバッテリに充電、つまり、回
収される。

【０００３】従って、電気自動車の場合にあっても、運
転者がアクセルペダルの踏み込みを止めたときにはその
電動機に内燃機関でのエンジンブレーキに相当する回生
制動力を発生させることができ、そして、この後、ブレ
ーキペダルの踏み込みに応じてその回生制動力を増加さ
せることも可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電動機の回
生制動力は電気的に制御可能であるから、その回生制動
力を積極的に利用すれば、内燃機関を搭載した通常の自
動車に比べ、電気自動車のイージードライブを簡単にし
て得られるものと考えられる。例えば、電気自動車が交
差点での曲がり角やワインディングロードなどのカーブ
に差し掛かったとき、運転者は先ずアクセルペダルの踏
み込みを解除し、ブレーキペダルを踏み込み所定の車速
が得られるまで電気自動車を減速することになるが、こ
の際、そのカーブの手前にて電気自動車の電動機に回生
制動力を自動的に発生させれば、運転者によるブレーキ
ペダルの踏み込み操作を軽減できることになる。

【０００５】この発明は上述した事情に基づいてなされ
たもので、その目的とするところは、電気自動車の運転
状態や道路状況に応じて、その電動機に最適な回生制動
力を自動的に発生させ、イージードライブを可能とする
電気自動車の回生制動装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の電気自動車の回生制動装置は、車両を駆
動する一方、回生制動力を発生可能な電動機を備えた電
気自動車において、車両の運転状態を検出し、その検出
信号を出力する運転状態検出手段と、車両が走行する先
の道路状況を検出し、その検出信号を出力する道路状況
検出手段と、運転状態検出手段からの検出信号及び前記
道路状況検出手段からの検出信号に基づいて回生制動力
を制御する回生制動力制御手段とを備えている。

【０００７】請求項１の電気自動車の回生制動装置によ
れば、運転者の運転操作と、車両が走行する道路の先行
き状況が運転状態検出手段と道路状況検出手段によりそ
れぞれ検出され、その検出結果に基づいて回生制動力制
御手段により最適な制動力が決定される。そして、この
制動力で電気自動車の回生制動が行われる。請求項２の
電気自動車の回生制動装置の場合、運転状態検出手段
は、アクセル操作を検出するアクセル開度センサと、ブ
レーキ操作を検出するブレーキ開度センサと、車両の前
進後退を検出するシフト位置センサと、車速を検出する
車速センサとを備えている。請求項２の電気自動車の回
生制動装置によれば、運転状態の検出は運転者のアクセ
ル操作、ブレーキ操作及びシフト位置の選択、そして、
車両の走行速度について行われる。

【０００８】請求項３の電気自動車の回生制動装置の場
合、道路状況検出手段は、車両前方のカーブ入口までの
距離を検出するカーブ到達距離検出手段と、そのカーブ
の曲率を検出するカーブ曲率検出手段とを備えている。
請求項３の電気自動車の回生制動装置によれば、車両が
走行する先の道路状況の検出は、前方のカーブ入口まで
の距離とそのカーブの曲率を検出することにより行われ
る。

【０００９】請求項４の電気自動車の回生制動装置の場
合、回生制動力制御手段は、カーブ曲率検出手段にて検
出したカーブの曲率に応じてカーブ入口への目標進入車
速を設定する設定手段と、設定した目標進入車速とカー
ブ到達距離検出手段にて検出したカーブ到達距離及び現
在の車速に基づき、回生制動力制御開始時点でのカーブ
入口までの到達時間を算出する算出手段と、算出したカ
ーブ到達時間の短さ及び目標進入車速と現在の車速との
差の大きさに基づき、発生させるべき回生制動力の初期
値を増加方向に補正する補正手段とを備えている。

【００１０】請求項４の電気自動車の回生制動装置によ
れば、車両がカーブに差し掛かったとき、先ず、設定手
段によりそのカーブを走行するのに適した目標進入車速
が設定される。次に、この目標進入車速、カーブ到達距
離及び現在の車速から、算出手段によって制御開始時点
でのカーブ入口までの到達時間が算出される。そして、
回生制動力の初期値は、カーブ到達距離が短く、目標進
入車速と現在の車速との差が大きいほど補正手段により
増加される。

【００１１】請求項５の電気自動車の回生制動装置の場
合、回生制動力制御手段は、目標進入車速を得るべく制
御開始時点後の回生制動力を制御する。この場合、回生
制動力制御手段により制御が開始されると、既に設定さ
れた目標進入車速と、その後のカーブ到達距離及び車速
から、算出手段によってその後のカーブ到達時間が算出
される。そして、その後のカーブ到達距離及び目標進入
車速と車速の差に基づき回生制動力が順次制御され、こ
の回生制動力により車両は目標進入車速まで減速され
る。

【００１２】請求項６の電気自動車の回生制動装置の場
合、制御開始時点はアクセル操作のオフ時点に設定され
ている。この場合、運転者がアクセル操作を止めた時点
から回生制動力の制御が開始される。請求項７の電気自
動車の回生制動装置の場合、運転状態検出手段は、車両
の操舵角を検出する操舵角センサと、この操舵角センサ
からの検出信号に基づき車両が旋回中にあるか否かを判
定する旋回判定手段とを含んでおり、回生制動力制御手
段は、旋回判定手段にて車両が旋回中にあると判定され
ているとき、制御開始時点後の回生制動力を抑制方向に
制御する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の電
気自動車の回生制動装置の実施例を詳しく説明する。図
１を参照すると、回生制動装置の構成の概略がブロック
図で示されている。同図に示すように、回生制動装置
は、誘導電動機からなる走行用のモータ２を備えてい
る。実際の電気自動車では、モータ２の出力軸は変速機
を介して駆動輪（いずれも図示されていない）に接続さ
れている。車両に搭載されたバッテリ４は大容量の二次
電池からなり、このバッテリ４とモータ２の間には電力
変換回路６が介挿されている。バッテリ４からの供給電
力はこの電力変換回路６にて適当な大きさに調整され、
モータ２に供給される。

【００１４】モータコントローラ８は、電力変換回路６
のモータ２への電力供給量を制御するもので、電力変換
回路６への制御信号を出力可能となっている。このモー
タコントローラ８は集積回路からなり、内部メモリ１
０、判定回路１２、演算回路１４及び指示回路１６を内
蔵している。内部メモリ１０は種々の情報を記憶してお
くことができ、その書き換えも可能となっている。判定
回路１２は、外部からの入力信号及び内部メモリ１０か
らの情報を読み込んで、これらを総合的に判定処理す
る。また、演算回路１４は、外部からの入力信号、内部
メモリ１０の情報及び判定回路１２の判定結果を読み込
んで数値演算処理を行う。そして、指示回路１６は、演
算回路１４の演算結果に基づいて電力変換回路６へ出力
される制御信号を形成する。

【００１５】回生制動装置は、モータコントローラ８へ
の入力信号を供給する多数のセンサも備えており、これ
らセンサには、先ずアクセル開度センサ１８、ブレーキ
開度センサ２０、電気自動車の前進・後退を選択するシ
フト位置センサ２２、車速センサ２４及び操舵角センサ
２６があり、これらセンサは、電気自動車の運転状態と
して、運転者のアクセルペダル踏み込み量、ブレーキペ
ダル踏み込み量、前進又は後退のシフト選択位置、車速
及びハンドル操作量をそれぞれ検出し、その検出したセ
ンサ信号を出力する。その他、モータトルクセンサ２８
及びモータ回転数センサ３０からは、モータ２の出力ト
ルク及び回転数が検出され、これらからのセンサ信号も
また電気自動車の運転状態を示す入力信号として、モー
タコントローラ８に出力される。

【００１６】更に、モータコントローラ８にはナビゲー
ションシステム３２から道路状況信号も入力されるよう
になっている。ナビゲーションシステム３２は、公知の
ように道路地図情報を記憶しており、ＧＰＳアンテナ３
４にて受信した人工衛星からの電波信号及び道路地図情
報に基づき、自車の位置やその進行方向などを検出する
ことができる。従って、このナビゲーションシステム３
２からは、車両が走行する先の道路の状況、つまり、目
的地に向けて左折又は右折すべき曲がり角がある場合や
道路がワインディングロードである場合など、進行すべ
き走行ラインがカーブしている場合、現在位置からその
カーブ入口までの距離と、そのカーブの曲率といった道
路状況信号が出力される。なお、ワインディングロード
でのカーブを単に検出するには、ナビゲーションシステ
ム３２に代えて画像認識システムを使用することも可能
である。この場合、車両に設けられたカメラにより走行
する先の道路の白線を撮像し、その画像内の白線を認識
処理することでカーブ入口までの距離とその曲率を求め
ることができる。

【００１７】電気自動車を走行させる場合、つまり、そ
の発進・加速を行う場合、モータコントローラ８は、ア
クセル開度センサ１８からのセンサ信号に基づいて電力
変換回路６に制御信号を出力し、これにより、電力変換
回路６によるモータ２への電力供給量が適切に制御され
る結果、モータ２にアクセルペダル操作に応じた所望の
駆動トルクを発生させ、運転者が希望する加速力を得る
ことができる。

【００１８】一方、電気自動車を完全に停止させるか、
又は大きく減速させる場合、モータコントローラ８は、
ブレーキ開度センサ２０からのセンサ信号に基づいて電
力変換回路６に制御信号を出力し、モータ２への電力供
給を抑制制御してこれを発電状態に切り換える。これに
より、電気自動車の駆動輪に回転負荷が掛かり、その負
荷分の制動力を回生制動として得ることができる。この
ときの駆動輪の運動エネルギは電気エネルギに変換さ
れ、そして、バッテリ４に充電される。この際、モータ
２への電力供給を完全に遮断すれば最大の回生制動力が
得られる。従って、モータコントローラ８が電力変換回
路６によるモータ２への電力供給量をブレーキペダル操
作に応じて適切に抑制制御することで、運転者が希望す
る制動力を得ることができる。

【００１９】モータコントローラ８は、このように電気
自動車の走行・停止、又は積極的な減速といったそれぞ
れの目的に応じてモータ２の駆動・回生制動を制御する
ものであるが、その他に、通常の自動車のエンジンブレ
ーキに相当する回生制動をも発生することができる。即
ち、運転者はアクセルペダルの踏み込みを解除するだけ
で、モータ２に回生制動力を発生させ、電気自動車を減
速させることができ、このときの回生制動はブレーキペ
ダルの踏み込みがない状態で行われることから、エンジ
ンブレーキ回生（或いは弱回生）と称されている。

【００２０】図２を参照すると、モータコントローラ８
が実行する自動回生制御ルーチンが示されており、以
下、このフローチャートに基づいてエンジンブレーキ回
生の自動制御手順を詳しく説明する。ステップＳ１０で
は、アクセルペダルの踏み込みが解除されていること、
ブレーキペダルが踏み込まれていないこと、そして、シ
フト位置は「前進」が選択されていることの全ての条件
が成立しているか否かを判別する。ステップＳ１０での
判別結果が偽（Ｎｏ）であるうちは、このステップＳ１
０を繰り返して実行する。従って、このステップＳ１０
では、エンジンブレーキ回生制御を開始するか否かを判
定することになる。つまり、アクセルペダルが踏み込ま
れているうちは、運転者が加速を要求していると判定さ
れ、逆にブレーキペダルが踏み込まれれば、運転者が積
極的な減速を要求しているものと判定される。従ってこ
れらの場合、エンジンブレーキ回生は行われない。ま
た、シフト位置が「前進」以外に選択されている場合に
もエンジンブレーキ回生は行われない。

【００２１】いま、電気自動車が前進走行中、運転者が
アクセルペダルの踏み込みを止め且つブレーキペダルも
踏み込まない場合、ステップＳ１０での判別結果は真
（Ｙｅｓ）となり、次にステップＳ１２に進む。実際に
は、このステップＳ１０での判別結果が真（Ｙｅｓ）と
なったときが制御開始時点となる。なお、これらのステ
ップＳ１０での判別は、前述したアクセル開度センサ１
８、ブレーキ開度センサ２０及びシフト位置センサ２２
からのセンサ信号に基づいて、判定回路１２にて行われ
る。

【００２２】ステップＳ１２では、前述した曲がり角や
ワインディングロードなどの前方のカーブ入口までの距
離と、そのカーブの曲率を検出する。この検出は、前述
したナビゲーションシステム３２からの道路状況信号を
読み込むことで行われ、演算回路１４に対してカーブ到
達距離とカーブ曲率半径の数値Ｌ，ｒｃがそれぞれ与え
られる。

【００２３】ステップＳ１４では、そのカーブを安全に
走行することができる目標進入車速Ｖ１を演算する。こ
の演算は、上記の道路状況信号により与えられる数値の
うち、カーブ曲率半径ｒｃに基づいて、演算回路１４に
て行われる。なお、このときの目標進入車速Ｖ１は、例
えば、旋回走行中に運転者にかかる遠心加速度（横Ｇ）
が、重力加速度の２分の１程度となるような車速に設定
することができる。

【００２４】ステップＳ１６では、現在の車速Ｖから上
記の目標進入車速Ｖ１まで減速するために必要なエンジ
ンブレーキ回生のトルクＴｅを演算する。このときのエ
ンジンブレーキ回生トルクＴｅは、次式（１）〜（７）
により演算することができる。Ｔｅ＝Ｆ・ｒ／（Ｎｇ・η） …（１）Ｆ＝Ｒｒ＋ＲＩ＋Ｒｓ＋Ｒａ …（２）Ｒｒ＝μｒ・Ｗ …（３）ＲＩ＝μｃ・Ｓ・Ｖ² …（４）Ｒａ＝（Ｗ＋ΔＷ）・ａ／ｇ …（５）ａ＝（Ｖ１−Ｖ）／（３．６・ｔ） …（６）ｔ＝Ｌ／｛（Ｖ１＋Ｖ）／３．６／２｝ …（７）ここに、Ｆ：目標タイヤ駆動力ｒ：タイヤ動半径Ｎｇ：変速ギヤ比 η ：ギヤ効率Ｒｒ：転がり抵抗 μｒ：転がり抵抗係数Ｗ：車両重量ＲＩ：空気抵抗 μｃ：空気抵抗係数Ｓ：車両前面投影面積Ｖ：車両速度Ｒｓ：勾配抵抗係数Ｒａ：目標加速抵抗 ΔＷ：車両慣性重量ａ：目標車両加速度Ｖ１：目標進入車速ｇ：重力加速度ｔ：カーブ到達時間である。

【００２５】ここで、上記の変数のうち、車両重量Ｗ、
車両慣性重量ΔＷ、車両前面投影面積Ｓ、転がり抵抗係
数μｒ、空気抵抗係数μｃ、変速ギヤ比Ｎｇ、ギヤ効率
ηといった車両諸元データや、重力加速度ｇといった物
理定数は、内部メモリ１０に記憶されている。エンジン
ブレーキ回生トルクについて詳述すれば、このトルク
は、減速のために必要なタイヤ（駆動輪）の制動トルク
を意味するものである。ところで、電気自動車の走行時
には、タイヤの駆動力と、走行するために電気自動車が
受ける抵抗の総和との間にて力のつり合いが成立してい
る。この力のつり合いは式（２）に示すものとなり、同
式において右辺は、転がり抵抗Ｒｒ、空気抵抗ＲＩ、勾
配抵抗Ｒｓ及び加速抵抗Ｒａからなる電気自動車が受け
る抵抗の総和である。そして、その左辺はこの抵抗の総
和につり合うだけのタイヤの駆動力Ｆである。なお、タ
イヤの駆動トルクは、駆動力Ｆにタイヤの動半径ｒを乗
算することで求めることができる。このようなつり合い
関係を減速時に適用すれば、即ちタイヤの駆動力Ｆは制
動力として、タイヤの駆動トルクは制動トルクとしてそ
れぞれ考えることができる。

【００２６】以上より、エンジンブレーキ回生トルクＴ
ｅは、上記のような減速時のタイヤの駆動力（制動力）
Ｆを生み出すためのモータ出力軸トルクであるというこ
とができる。実際の電気自動車では、前述のようにモー
タ２は変速機構を介してタイヤの駆動軸に接続されてい
るので、エンジンブレーキ回生トルクＴｅは、式（１）
に示すように変速ギヤ比Ｎｇ及びそのギヤ効率ηを考慮
して決定される。

【００２７】このエンジンブレーキ回生トルクＴｅは、
上記の式（１）〜（７）に示す演算により機械的に求め
ることができるが、以下には演算回路１４が実行する演
算手順について説明する。演算回路１４は先ず、現時点
で電気自動車がカーブの入口に到達するまでの時間を演
算する。ここで、エンジンブレーキ回生は、上述のよう
に運転者が前方にカーブがあることを認めてアクセルペ
ダルから足を離したときから行われるものであるから、
運転者がアクセルを戻したときの電気自動車の位置、つ
まり、カーブ入口までの距離とそのときの車速は、運転
状態によってまちまちである。従って、現時点で電気自
動車がカーブに到達するまでの時間もまたそのときの運
転状態によって異なることとなる。目標進入車速Ｖ１も
また、上記のように道路状況、つまり、カーブの曲率ｒ
ｃによって異なる。従って、エンジンブレーキ回生によ
りこの時間内に現在の車速Ｖを目標進入車速Ｖ１にまで
減速させるためのエンジンブレーキ回生トルクＴｅは、
回生制御開始時点でのカーブ到達時間ｔ及び車速Ｖと目
標進入車速Ｖ１の差によってその初期値が決定されるこ
ととなる。

【００２８】また、回生制御が開始されて電気自動車が
カーブに接近していくと、上記のカーブ到達時間ｔ、車
速Ｖは順次変化していく。従って、ステップＳ１６では
これらカーブ到達時間ｔと車速Ｖの変化に基づいて必要
なエンジンブレーキ回生トルクＴｅを演算する。このと
きのカーブ到達時間ｔは、式（７）に示すように、ナビ
ゲーションシステム３２の道路状況信号により与えられ
たカーブ到達距離Ｌと、上記のステップＳ１４にて求め
た目標進入車速Ｖ１、そして、車速センサ２４のセンサ
信号により与えられた車速Ｖから求めることができる。
なお、式（７）において速度Ｖ１，Ｖは［ｋｍ／ｈ］の
単位で与えられるが、時間ｔ、距離Ｌの単位はそれぞ
れ、［ｓ］，［ｍ］に補正されている。

【００２９】次に、このカーブ到達時間ｔ内に、車速Ｖ
を目標進入車速Ｖ１にまで減速するときの目標車両加速
度ａを演算する。なお、通常この加速度は負の加速度で
あり、また、その単位は［ｍ／ｓ²］である。この目標
車両加速度ａは、式（６）に示すように、目標進入車速
Ｖ１、車速Ｖ、そして、上記の演算結果であるカーブ到
達時間ｔから求めることができる。

【００３０】続いて演算回路１４は、この目標車両加速
度ａと、内部メモリ１０から読み込んだ車両重量Ｗ、車
両慣性重量ΔＷ及び重力加速度ｇに基づいて式（５）に
示す演算を実行し、目標加速抵抗Ｒａを求める。またこ
こに、車両慣性重量ΔＷは次式（８）〜（１０）で与え
られる。 ΔＷ＝Ｗ｛Ｅｃ＋Ｆｃ・Ｎｇ²｝ …（８）Ｅｃ＝ｇ・Ｉｗ／（ｒ²・Ｗ） …（９）Ｆｃ＝ｇ・Ｉｍ／（ｒ²・Ｗ） …（１０）ここに、Ｉｗ：タイヤ回転部分慣性モーメントＩｍ：モータ回転部分慣性モーメントであり、タイヤ回転部分慣性モーメントＩｗは、タイ
ヤ、ホイール、ブレーキドラム、アクスル軸の慣性モー
メントからなる等価慣性モーメントであり、モータ回転
部分慣性モーメントＩｍは、モータロータ、変速ギヤ、
フライホイール、クラッチの慣性モーメントからなる等
価慣性モーメントである。

【００３１】なお、このときの重量、抵抗の単位はそれ
ぞれ［ｋｇ］，［ｋｇｆ］であり、慣性モーメントの単
位は［ｋｇ・ｍ・ｓ²］である。実際には、車両が上記
の目標加速抵抗Ｒａを受けることにより、その分の制動
力を受けることになる。以上の演算に並行して、演算回
路１４は、転がり抵抗Ｒｒ及び空気抵抗ＲＩの演算も実
行する。なお、転がり抵抗Ｒｒは、式（３）に示すよう
に、内部メモリ１０から読み込んだ転がり抵抗係数μｒ
と車両重量Ｗから求めることができ、空気抵抗ＲＩは、
式（４）に示すように、内部メモリ１０から読み込んだ
空気抵抗係数μｃ、車両前面投影面積Ｓ及び車速センサ
２４のセンサ信号により与えられる車速Ｖから求めるこ
とができる。このとき、上記の２つの抵抗係数はともに
無次元数である。

【００３２】勾配抵抗Ｒｓは、演算によらないで得るこ
とができる。即ち、勾配抵抗Ｒｓは、車両重量と、モー
タ２の出力軸トルク、モータ２の回転数及びそのときの
車速から一律に決定されるものである。従って、予めこ
れらの関係を記録した勾配抵抗テーブルを内部メモリ１
０に記憶しておいて、車速センサ２４、モータトルクセ
ンサ２８及びモータ回転数センサ３０からのセンサ信号
により与えられる車速、モータ２の出力軸トルク及びモ
ータ２の回転数をこの勾配抵抗テーブルに照会すること
で、これらの値から決定されるそのときの勾配抵抗をこ
のテーブルから読み込めばよい。

【００３３】以上の演算及び照会を終了すると、演算回
路１４は、式（２）に示すように、ここまでに得られた
データ、つまり、転がり抵抗Ｒｒ、空気抵抗ＲＩ、勾配
抵抗Ｒｓ及び目標加速抵抗Ｒａの総和をとることで、目
標タイヤ駆動力Ｆを求める。そして、最終的に式（１）
に示すように、この目標タイヤ駆動力Ｆから必要なエン
ジンブレーキ回生トルクＴｅを求める。

【００３４】以上説明したように、今回のステップＳ１
６ではこのような手順を経て今回の目標エンジンブレー
キ回生トルクＴｅが求められる。この手順を終えると、
次にステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、電気
自動車が旋回走行しているか否かを判別する。この判別
は、操舵角センサ２６からのセンサ信号に基づいて、判
定回路１２にて行われる。即ち、ハンドルにある程度以
上の操舵角が与えられていない場合は、電気自動車が旋
回走行中ではなく、カーブに進入する手前の直線路を走
行していると判定できる。この場合、ステップＳ１８で
の判別結果は偽（Ｎｏ）となり、ステップＳ２０に進
む。

【００３５】ステップＳ２０では、モータトルクのフィ
ルタ処理を行う。即ち、ステップＳ１６で求められたエ
ンジンブレーキ回生トルクＴｅは、演算回路１４から指
示回路１６に受け渡される前に、演算回路１４にてロー
パスフィルタによるフィルタ処理を施される。指示回路
１６は、フィルタ処理されたトルク指令値を受け取った
後、その指令値を電力変換回路６への指示信号の形式に
変換する。そして、この指示信号は、モータコントロー
ラ８からの制御信号として電力変換回路８に出力され、
電力変換回路８ではこの制御信号に基づいてモータ２へ
の供給電力を規制する。

【００３６】このときのフィルタ処理について詳しく説
明すると、ステップＳ１６で求められたエンジンブレー
キ回生トルクＴｅは、大きな制動トルクであるために現
在のモータ２の駆動トルクとの差が大きい。モータ２に
そのままエンジンブレーキ回生トルクＴｅを与えること
は、運転者に急激なトルク変化による違和感を覚えさせ
ることになる。そこで、このようなトルクの急変を防止
するためにモータトルクのフィルタ処理を行う。

【００３７】このフィルタ処理は、例えば数値演算フィ
ルタにより行うことができる。即ち、今回与えられるモ
ータトルクＴ（n）は、前回のモータトルクをＴ（n-1）
としたとき、次式（１１）により表される。Ｔ（n）＝Ｔ（n-1）＋ｔｓ・ｆ｛Ｔｅ（n）−Ｔ（n-1）｝ …（１１）なおここに、今回のステップＳ１６で求められたエンジ
ンブレーキ回生トルクをＴｅ（n）とし、回生制御ルー
チンの制御周期をｔｓ［ｓ］、フィルタの周波数をｆ
［Ｈｚ］とする。

【００３８】この数値演算フィルタ処理を行うことによ
り、今回のステップＳ２０では、現在走行中のモータト
ルクＴ（0）と、今回のエンジンブレーキ回生トルクＴ
ｅ（1）からモータトルクＴ（1）が求められる。モータ
コントローラ８が次回のステップＳ１０からステップＳ
１８までの手順を実行すると、上述の手順を経て２回目
のエンジンブレーキ回生トルクＴｅ（2）が求められ
る。このときのエンジンブレーキ回生トルクＴｅ（2）
は、上式（１）〜（７）において、定数以外の諸変数に
ついては２回目の値が使用されるので、１回目のエンジ
ンブレーキ回生トルクＴｅ（１）とは異なっている。

【００３９】２回目のステップＳ２０では、１回目のモ
ータトルクＴ（1）と、２回目のエンジンブレーキ回生
トルクＴｅ（2）から２回目のモータトルクＴ（2）が求
められる。以後、上記のようにステップＳ１０からステ
ップＳ２０までを繰り返して実行する度に、その回のモ
ータトルクＴ（n）が求められる。なお、このようなフ
ィルタ処理を回を重ねて実行していくと、次第に前回の
モータトルクＴ（n-1）と今回のエンジンブレーキ回生
トルクＴｅ（n）との差が小さくなっていき、この差が
なくなったときに今回のモータトルクＴ（n）がエンジ
ンブレーキ回生トルクＴｅ（n）に一致する。

【００４０】以上のように、エンジンブレーキ回生にお
いては、モータコントローラ８は上記のステップＳ１０
からステップＳ２０までを繰り返して実行する。この手
順を経ることにより、車速Ｖは電気自動車がカーブに進
入するまでの間に目標進入車速Ｖ１にまで減速される。
電気自動車がカーブに進入し、運転者がカーブに合わせ
てハンドルを操作すれば、電気自動車が旋回走行中であ
るものと判定できる。この場合、ステップＳ１８での判
別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ２２に進む。

【００４１】ステップＳ２２では、エンジンブレーキ回
生トルクＴｅの値を通常値に修正する。即ち、電気自動
車が旋回走行中であれば、上述の手順を経ることで既に
必要な減速制動は終了している。また、この修正を行わ
なければ、旋回走行中にまで通常値よりも増加された値
のトルクＴｅにてエンジンブレーキ回生が行われるの
で、電気自動車の挙動を不安定にしてしまう。従って、
旋回走行中には、ステップＳ１６にて求められたエンジ
ンブレーキ回生トルクＴｅでのエンジンブレーキ回生は
行われず、いわゆる通常値、つまり、電気自動車が直線
路を走行するときに得られる回生制動のトルク値にてエ
ンジンブレーキ回生が行われる。

【００４２】図３を参照すると、このときのエンジンブ
レーキ回生トルクの通常値を表す、モータ回転数−回生
トルクテーブルが示されている。このテーブルは、モー
タ２の回転数に基づいて決定されるエンジンブレーキ回
生トルクの基準値を設定するもので、電気自動車が通常
の平坦路を走行するときに使用することができる。な
お、このテーブルは内部メモリ１０に記憶されている。

【００４３】ステップＳ２２が実行されると、モータト
ルクセンサ２８からのセンサ信号により与えられるモー
タ回転数の値から、このテーブルに基づいてエンジンブ
レーキ回生トルクの通常値Ｔｅが演算回路１４内に読み
込まれる。そして、続いてステップＳ２０が実行される
と、演算回路１４にてこのトルク値Ｔｅのフィルタ処理
がなされる。なお、このフィルタ処理は上述の手順と同
様に行われる。従って、ここでもモータトルクの急変が
避けられ、運転者に違和感を覚えさせることなく回生制
御を行うことができる。

【００４４】上述した実施例の回生制動装置は、以上の
制御手順によりエンジンブレーキ回生を実行すること
で、運転者のブレーキ操作負担を大幅に軽減することが
できる。即ち、運転者はカーブの手前でアクセルペダル
から足を離すだけで、エンジンブレーキ回生により適切
なカーブ進入速度に減速することができる。この回生制
動装置は、電気自動車がワインディングロードなどの左
右のカーブが不規則に連続する道路を走行する場合に非
常に有効である。このような場合、運転者は減速・加速
を頻繁に繰り返して行う必要があり、カーブの手前では
充分に減速し、そして、カーブを抜けるとまた加速する
といった煩雑な運転操作を要求される。しかしながら、
電気自動車がこの回生制動装置を備えていれば、運転者
の上記のような操作負担が軽減され、運転者はアクセル
のオン・オフ操作を行うのみで快適なイージードライブ
を行うことができる。

【００４５】また、この回生制動装置は、上述のように
道路のカーブ状況だけでなくその勾配状況もあわせて検
出することができるため、例えば、電気自動車が山間路
のように上り下りと左右へのカーブが不規則に連続する
ような道路を走行するときにも、こうした道路状況に応
じた適切なエンジンブレーキ回生を行うことができる。

【００４６】なお、上述した実施例の回生制動装置は、
運転者の積極的なアクセル操作やブレーキ操作を妨げる
ものではない。即ち、カーブの手前で運転者がアクセル
ペダルから足を離さず、又は一度アクセルペダルから足
を離してもう一度踏み込んだような場合、モータコント
ローラ８はステップＳ１０の実行において、その判別結
果を偽（Ｎｏ）とするため、ステップＳ１２以降が実行
されることはない。従ってこの場合、そのアクセル開度
に応じた駆動トルクを得ることができる。また、運転者
がカーブの手前でブレーキペダルを踏んだ場合も同様
に、ステップＳ１０での判別結果が偽（Ｎｏ）となり、
そのブレーキ開度に応じた回生制動トルクを得ることが
できる。従って、運転者が高速でカーブを走行するよう
なスポーツドライブを希望したり、ゆったりとカーブを
走行するようなリラックスドライブを希望する場合に
は、こうした運転操作に回生制動装置の制御操作が干渉
することはない。

【００４７】また、この発明は上述した実施例に制約さ
れるものではない。エンジンブレーキ回生による減速制
御の開始判断を運転者のアクセル操作やブレーキ操作に
ゆだねることなく、前方にカーブを認めたときから行う
こととすることも可能である。例えば、モータコントロ
ーラ８がナビゲーションシステム３２からの道路状況信
号に基づき、前方の道路がカーブであることを認め、カ
ーブ入口に電気自動車が一定の距離まで接近したと判断
した場合にステップＳ１２以降を実行するようにするこ
とができる。この場合、モータコントローラ８はステッ
プＳ１０の実行において、アクセルオフ及びブレーキオ
フの判別を行わない。この制御手順を実行することで、
電気自動車がカーブに接近していることに運転者が気付
かなくても、エンジンブレーキ回生により電気自動車を
減速させることができる。

【００４８】なお、上記の変形例は、ナビゲーションシ
ステムを使用して電気自動車が経路誘導されているとき
にも有効となる。例えば、運転者が経路方向への分岐や
曲がり角を見落として、そのまま減速することなく経路
外へ走行を続けようとした場合にも、エンジンブレーキ
回生により電気自動車を減速させることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の電気自
動車の回生制動装置によれば、走行中運転状態と前方の
道路状況を検出して、その検出結果から車両の運転状態
と道路状況に応じた最適な制動力を回生制動だけで得る
ことができる。従って、運転者にとってはブレーキ操作
負担が大幅に軽減され、快適なドライブ感覚を得ること
ができる。

【００５０】また、機械ブレーキを備えた電気自動車で
あっても、回生制動により機械ブレーキの使用を低減す
る分、回生電力を多くバッテリに回収することができる
ので、電気自動車の航続距離を延長することができる。
請求項２の電気自動車の回生制動装置によれば、運転者
のアクセル操作、ブレーキ操作、選択したシフト位置及
び走行速度から車両の運転状態が確実に検出されてお
り、しかも、請求項３の電気自動車の回生制動装置のよ
うに前方のカーブ入口までの距離とそのカーブの曲率と
から車両が走行する先の道路状況が確実に検出されてい
れば、回生制動力制御手段による回生制動力の制御もま
た運転状態及び道路状況に応じて最適なものが得られ
る。

【００５１】請求項４，５の電気自動車の回生制動装置
によれば、車両が走行する先のカーブについて、そのカ
ーブをスムーズに走行するために必要な進入車速を判断
することができる。また、回生制動の制御が開始された
時点で、回生制動力が適宜増加される。そして、制御開
始時点から車両がカーブ入口に到達するまでの間にてそ
のときの車速から目標進入車速にまで減速するための必
要な制動力が適切に順次得られることで、自動的に確実
な回生制動力を発生させることができる。従って、運転
者の運転技能や熟練度に関係なく、確実な制動を行って
車両を進入車速にまで減速することができ、運転者のブ
レーキ操作負担を大幅に軽減することができる。また、
見通しの悪いカーブに進入する場合であっても、そのカ
ーブを安全に走行可能な車速まで減速されるので、運転
者の不安感が除かれ、ドライブ感覚の向上を図ることが
できる。

【００５２】請求項６の電気自動車の回生制動装置によ
れば、運転者がアクセルペダルから足を離すだけで確実
な制動を行うことができ、カーブが連続する道路を走行
する場合にもアクセルのオン・オフ操作のみによる快適
なドライブ感覚を得ることができる。また、回生制動力
制御の開始条件を運転者のアクセルオフ操作により判断
することができるので、運転者の意志を妨げることがな
く、ここでもドライブ感覚の向上が図られる。

【００５３】請求項７の電気自動車の回生制動装置によ
れば、車両がカーブに進入するまでの間にて充分に減速
可能な回生制動力を発揮し、旋回走行中はその回生制動
力を通常どおりに抑制することができる。従って、強い
制動力は、車両がカーブに進入するまでの区間を走行す
るときだけに制限されるので、旋回走行中の車両の挙動
を安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の電気自動車の回生制動装置の構成を概
略的に示したブロック図である。

【図２】自動回生制御ルーチンを示す図である。

【図３】モータ回転数−回生トルクテーブルを示す図で
ある。

【符号の説明】

２モータ４バッテリ６電力変換回路８モータコントローラ１８アクセル開度センサ２０ブレーキ開度センサ２２シフト位置センサ２４車速センサ２６操舵角センサ３４ＧＰＳアンテナ３２ナビゲーションシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０２Ｐ 7/63 ３０２Ｈ０２Ｐ 7/63 ３０２Ｒ (72)発明者川合信幸東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者嵯峨賢一東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者半田和功東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両を駆動する一方、回生制動力を発生
可能な電動機を備えた電気自動車において、前記車両の運転状態を検出し、その検出信号を出力する
運転状態検出手段と、前記車両が走行する先の道路状況を検出し、その検出信
号を出力する道路状況検出手段と、前記運転状態検出手段からの検出信号及び前記道路状況
検出手段からの検出信号に基づいて前記回生制動力を制
御する回生制動力制御手段とを具備したことを特徴とす
る電気自動車の回生制動装置。
【請求項２】前記運転状態検出手段は、アクセル操作
を検出するアクセル開度センサと、ブレーキ操作を検出
するブレーキ開度センサと、車両の前進後退を検出する
シフト位置センサと、車速を検出する車速センサとを備
えることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の回
生制動装置。
【請求項３】前記道路状況検出手段は、車両前方のカ
ーブ入口までの距離を検出するカーブ到達距離検出手段
と、そのカーブの曲率を検出するカーブ曲率検出手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気
自動車の回生制動装置。
【請求項４】前記回生制動力制御手段は、前記カーブ
曲率検出手段にて検出したカーブの曲率に応じて前記カ
ーブ入口への目標進入車速を設定する設定手段と、設定
した前記目標進入車速と前記カーブ到達距離検出手段に
て検出した前記距離及び現在の車速に基づき、回生制動
力制御開始時点での前記カーブ入口までの到達時間を算
出する算出手段と、算出した前記到達時間の短さ及び前
記目標進入車速と現在の車速との差の大きさに基づき、
発生させるべき前記回生制動力の初期値を増加方向に補
正する補正手段とを備えることを特徴とする請求項３に
記載の電気自動車の回生制動装置。
【請求項５】前記回生制動力制御手段は、前記目標進
入車速を得るべく前記制御開始時点後の前記回生制動力
を制御することを特徴とする請求項４に記載の電気自動
車の回生制動装置。
【請求項６】前記制御開始時点はアクセル操作のオフ
時点に設定されていることを特徴とする請求項５に記載
の電気自動車の回生制動装置。
【請求項７】前記運転状態検出手段は、車両の操舵角
を検出する操舵角センサと、前記操舵角センサからの検
出信号に基づき車両が旋回中にあるか否かを判定する旋
回判定手段とを含み、前記回生制動力制御手段は、前記旋回判定手段にて車両
が旋回中にあると判定されているとき、前記制御開始時
点後の前記回生制動力を抑制方向に制御することを特徴
とする請求項５に記載の電気自動車の回生制動装置。