JPH1127802A - 電気自動車の制動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回生制動中に運転者がシフトレバーを操作し
て変速機のシフトダウンを行うと、変速中に回生トルク
をほぼ零にしたときに減速度が低下し、運転者は違和感
を受ける。 【解決手段】 運転者がＤポジションからＬポジション
へ操作レバーを移動すると、変速機制御部が第２速から
第１速への変速制御を開始する（ｔ１）。変速制御中
（ｔ１〜ｔ４）、モータ制御部はモータの回生トルクを
ほぼ零にする。摩擦ブレーキ制御部は、変速制御以前の
回生制動力を摩擦制動力により補う。変速制御の開始前
後で、トータルブレーキ力が一定であり、制動がスムー
ズに行われる。また、変速制御終了時（ｔ４）の前後
で、摩擦ブレーキ制御部は摩擦ブレーキ力を持続させ
る。摩擦ブレーキ力を変更する制御の回数が少なく、摩
擦ブレーキ関連構成の耐久性が増す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車の制動
制御装置に関し、特に、電動機の回生制動と摩擦ブレー
キの摩擦制動力とを利用して車速を低下させる装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の低公害、低騒音化の要求に応え
るため、種々の電気自動車が提案され、また一部で実用
化に至っている。電気自動車では、アクセルオフまたは
ブレーキオン時にモータの回生制動を利用して車両を減
速させることが周知である。回生制動により、モータに
駆動時と反対方向の回生トルクが発生し、エンジン搭載
車におけるエンジンブレーキと同様の制動力が得られ
る。運転者は、坂道などでアクセルをオフすることによ
り、エンジンブレーキを利用するのと同じ感覚で、車速
を調整できる。回生制動時は、モータが発電機として動
作する。発電された電力をバッテリに充電することによ
り、エネルギ効率の向上が図られる。

【０００３】特開平５−１６１２１０号公報には、モー
タによる回生制動力と、摩擦ブレーキによる摩擦制動力
とを併用する電気自動車が記載されている。摩擦ブレー
キとは、機械的な摩擦力によって車両を減速させる機械
式ブレーキであり、摩擦ブレーキとしては車輪ブレーキ
が一般的である。同公報の装置では、ブレーキ操作量に
基づいた要求制動力が小さいとき、回生制動力のみによ
り要求制動力が達成される。要求制動力が回生制動力の
最大値を上回ると、回生制動力と摩擦制動力の両方を使
って要求制動力が達成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電気
自動車としては、変速機をもたず、モータと車輪の変速
比が固定されたものが主流であった。モータは広い回転
数域で十分な駆動トルクを発生でき、また、高回転時に
も静かだからである。この点は、エンジン搭載車におい
て、低車速でのトルクの確保等のために変速機が必要で
あるのと対照的である。しかし、変速機をもたないとモ
ータを高回転で使用する頻度が高くなり、モータ関連の
補機類への負担も大きくなる。そこで、モータの効率的
な使用のため、モータと車輪の間に変速機を設けること
が提案されている。上記の特開平５−１６１２１０号公
報に記載の電気自動車にも変速機が備えられている。

【０００５】変速機を備えた電気自動車においても、回
生制動を積極的に利用して、エネルギ効率を高めること
が望まれる。例えば、運転者がブレーキペダルを踏む
と、回生制動力（または回生制動力と摩擦制動力の両
方）が発生する。この状態から運転者がシフトレバーを
操作してシフトレンジを変更すると、レンジ変更に対応
してシフトダウンが行われる。シフトダウンにより変速
比が代わり、より大きな回生制動力が車両に与えられ
る。

【０００６】ところが、このような制動制御を行おうと
すると、下記の問題が生じる。一般に、変速機が変速段
を切り換える変速制御の間、モータのトルクをほぼ零に
する必要がある。従って、運転者が制動中にシフトダウ
ンのためにレバー操作を行った場合、シフトダウンの間
は一時的に回生トルクが零になるので、車両の減速度が
小さくなる。シフトダウン終了とともに、シフトダウン
前よりも大きな減速度が急に発生する。このような減速
度の変動により運転者は違和感を受けてしまう。このよ
うな事情により、従来の変速機付き電気自動車では、複
数の変速段に跨った積極的な回生制動は行われていなか
った。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、回生制動中に運転者の操作に対応
したシフトチェンジが行われた場合でも、減速度の不適
当な変動による違和感の発生を防止した制動制御装置を
提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、上記の違和感
発生防止を実現する上で、摩擦制動装置の負担を軽くし
てその信頼性を高められる制動制御装置を提供すること
にある。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、高車速で走行
中にも好適な制動制御が可能な制動制御装置を提供する
ことにある。高車速では、変速操作が行われてもすぐに
シフトダウンができない場合がある。シフトダウンによ
りモータ回転数が高くなりすぎるからである。車速が落
ちるまでシフトダウンによる減速度増強ができないと、
変速操作に対する応答性が低くなる。この点に鑑み、本
発明は、高車速で走行中に運転者が変速操作を行ったと
きでも、減速度の高い応答性と上記の違和感発生防止と
をともに実現できる制動制御装置を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の制動制御装置
は、電動機のトルクが変速機を介して車輪に伝えられる
電気自動車に適用される。この制動制御装置は、電動機
に回生トルクを発生させることにより車両に回生制動力
を与える回生制動制御手段と、運転者の変速操作に基づ
いて変速機の変速段を切り換える変速制御を行い、変速
段に応じて回生制動力を変化させる変速機制御手段と、
摩擦ブレーキによる摩擦制動力を制御し、車両に要求さ
れる要求制動力と回生制動力の差に相当する摩擦制動力
を車両に与える摩擦制動制御手段とを有する。そして、
前記変速操作の発生に対応した変速制御の間、回生制動
制御手段が回生トルクをほぼ零にするとともに、摩擦制
動制御手段が、変速制御前に車両に与えられていた回生
制動力を摩擦制動力によって補う。

【００１１】上記の変速操作とは、例えば、シフトレバ
ーを操作してシフトレンジを変更する操作である。シフ
トレンジの変更に伴って、その直後、あるいは暫く後に
変速段の切換が行われる。

【００１２】本発明によれば、変速操作の発生に対応し
た変速制御の開始とともに回生トルクが零にされても、
変速制御前の回生制動力に相当する摩擦制動力が車両に
与えられる。従って、変速制御が開始しても車両の減速
度が急に変化しない。運転者は、変速操作を行ったとき
に、減速度の急低下による違和感を受けずにすむ。違和
感発生がないので、複数の変速段に跨った回生制動の利
用を積極的に行うことができる。

【００１３】本発明の一態様において、前記変速制御の
終了後、摩擦制動制御手段は変速制御中の摩擦制動力を
持続させ、回生制動制御手段は、前記要求制動力と摩擦
制動力の差に相当する回生制動力を車両に与える。この
態様によれば、変速制御の終了時に摩擦制動制御手段は
摩擦制動力を変化させなくてよいので、摩擦ブレーキ系
の構成の動作が少なくてすむ。例として、油圧式の摩擦
ブレーキが使用され、摩擦制動力の制御にソレノイドバ
ルブが用いられる場合を考えると、本発明によりソレノ
イドバルブの切換回数を減らすことができる。従って、
摩擦ブレーキ系の構成の耐久性や信頼性を高めることが
できる。

【００１４】本発明の一態様において、変速機制御手段
は、変速操作が行われたとき、現車速と所定の変速基準
車速とを比較し、現車速が変速基準車速を上回っている
間は変速制御の実行を保留する。変速制御の実行が保留
されている間、回生制動制御手段と摩擦制動制御手段の
少なくともいずれかにより、変速後に発生すべき要求制
動力が発生される。

【００１５】現車速が高いために変速操作が行われても
変速制御が保留されると、変速比の変更（すなわち回生
トルクから回生制動力への変換率の変更）ができない。
このままでは、変速制御の保留中は変速段切替による制
動力増強ができず、変速操作に対する減速度応答性が低
くなる。しかし、本発明によれば、変速制御の保留中
は、変速後に発生すべき要求制動力が、回生トルクや摩
擦制動力の増加によって達成される。従って、変速操作
に対する減速応答性が確保され、その上で、変速制御が
始まれば、前述の如く、回生トルクをほぼ零にするとと
もに、回生制動力が摩擦制動力により補われ、変速時の
制動制御が違和感なく行われる。このように、本発明に
よれば、車速が高い場合でも、変速操作に対する高い減
速度応答性と、変速時における違和感のない制動制御と
が両方実現され、全体として運転者の要求に適切に応え
る制動制御が行われる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

「実施形態１」以下、本発明の好適な実施の形態（以
下、実施形態という）について、図面を参照し説明す
る。図１は、本発明の制動制御装置を備えた電気自動車
の駆動システムを示す。本発明の制動制御装置は、駆動
システム制御装置に一体的に設けられている。

【００１７】図１において、車両推進力を発生するモー
タ１には、変速機３が連結されている。変速機３は、周
知の２軸式歯車機構を有し、前進２速式である。変速機
３は、図示しない差動歯車装置を介して車輪５と連結さ
れている。モータ１が発生した力行トルクは、変速機３
を介して車輪５へ伝達される。

【００１８】モータ１は、インバータ７を介して、バッ
テリ９と接続されている。インバータ７は、複数のスイ
ッチング素子を備え、モータ１への供給電流を調整する
電流調整手段である。モータ１は、インバータ７から供
給される電流によって駆動される。

【００１９】摩擦ブレーキ装置１１は、摩擦力によって
車輪５の回転を制動する装置である。本実施形態では、
摩擦ブレーキ装置１１は、ディスク式であり、車軸とと
もに回転するディスク、および、ディスクと摩擦接触す
るブレーキパッドを含む。摩擦ブレーキ装置１１には、
油圧シリンダ１３から、ソレノイドバルブ付きの調整バ
ルブ１５を介して油圧が伝達される。運転者がブレーキ
ペダル１７を踏むと、油圧シリンダ１３に油圧が発生
し、ブレーキパッドがディスクに押しつけられて、両者
の摩擦力によって車輪５の回転が制動される。

【００２０】駆動システム制御装置２０は、システム全
体を制御しており、モータ制御部２２、変速機制御部２
４、摩擦ブレーキ制御部２６を含む。各制御部は、一体
化されていてもよく、また、それぞれ別の電子制御装置
であってもよい。駆動システム制御装置２０には、シフ
トレバー２８から、運転者によって選択された走行レン
ジが入力される。運転者は、シフトレバーを移動させる
ことにより、Ｐ（駐車）、Ｒ（後進）、Ｎ（ニュートラ
ル）、Ｄ、Ｌ（前進）の各走行レンジを設定できる。ま
た、駆動システム制御装置２０には、アクセルペダル３
０から、運転者によるアクセル操作量θを示す情報が入
力される。アクセル操作量θは、アクセルオフ時を０
％、アクセル全開時を１００％として、アクセル踏み込
み量に比例して増減する。また、駆動システム制御装置
２０には、油圧シリンダ１３より、シリンダ内の油圧を
示す電気信号が入力される。この電気信号に基づいて、
運転者によるブレーキ操作量として、ブレーキペダル１
７に対する踏力の大きさが検出される。なお、変形例と
して、ブレーキ操作量として、油圧の代わりに、ブレー
キペダルの移動量（ストローク）を検出してもよい。

【００２１】また、駆動システム制御装置２０には、モ
ータ１に備えられた回転センサ３２より、モータ回転数
Ｎが入力され、電流センサ３４より、モータ１への供給
電流の電流値Ｉが入力される。さらに、駆動システム制
御装置２０には、変速機３の出力側に設けられた車速セ
ンサ３６より、車速Ｖを示す情報が入力される。車速セ
ンサ３６は、変速機３の出力軸の回転数を検出してい
る。

【００２２】モータ制御部２２は、インバータ７にスイ
ッチング信号を供給することによりモータ１を制御する
装置である。モータ制御部２２には、周知のベクトル制
御部やＰＷＭ制御部が設けられており、入力情報に基づ
き、スイッチング信号を生成してインバータ７に供給す
る。

【００２３】アクセルがオンのとき、モータ制御部２２
は、モータ１を制御して、アクセル操作量に応じた力行
トルクを発生させる。モータ制御部２２には、モータ回
転数Ｎおよびアクセル操作量θ％と、モータが発生すべ
き力行トルクを対応づけたトルクマップが記憶されてい
る。モータ制御部２２は、入力された回転数Ｎとアクセ
ル操作量θ％の情報に基づき、上記トルクマップに従っ
てトルク指令値を決定する。モータ制御部２２では、モ
ータ回転数Ｎやモータ電流Ｉに基づき、決定されたトル
ク指令に応じた電流指令が求められ、さらに、電流指令
に応じたスイッチング信号が生成される。このスイッチ
ング信号がインバータ７に出力され、インバータ７のス
イッチング素子が、スイッチング信号に従って動作す
る。これにより、バッテリ９からインバータ７へ供給さ
れる直流電流が、インバータ７にて交流電流に変換さ
れ、モータ１へ供給される。ここに、スイッチング信号
はトルク指令値に基づいて設定されている。従って、モ
ータ１は、インバータ７から供給された電流によって駆
動されることにより、モータ制御部２２にて決定された
指令値相当のトルクを発生する。

【００２４】アクセルがオフになると、トルク指令値が
回生側（負）になる。モータ制御部２２は、スイッチン
グ信号をインバータ７に出力することにより、回生制動
制御を行う。このとき、モータ１が車輪５の回転力によ
り回転されて発電機として動作する。発電された電流
は、スイッチング信号に従って動作するインバータ７に
よって直流電流に変換され、バッテリ９に充電される。
回生トルクは力行トルクとは反対方向であり、回生トル
クが抵抗となって車両が減速する。

【００２５】モータ制御部２２は、図２に従って要求回
生トルクを決定し、この要求回生トルクが発生するよう
にモータ１を制御する。図２において、ＴD、ＴLは基準
要求減速トルクである。ＴDは、Ｄレンジ、アクセルオ
フ、かつ、ブレーキオフ時に発生すべき車輪軸減速トル
クである。ＴLは、同様の車輪軸減速トルクであってＬ
レンジ用である（ＴL＞ＴD）。また、Ｆは、油圧シリン
ダ１３の出力より求められるブレーキ踏力であり、ｋは
比例係数である。さらに、ｉ１は第１速の変速比、ｉ２
は第２速の変速比（変速比は、モータ−車輪間）であ
る。

【００２６】本実施形態では、車両に要求される要求制
動力を得るために、この要求制動力と一対一で対応する
車輪軸減速トルクが制御される。まず、車輪軸減速トル
クの要求値が、各走行レンジについて、基準要求減速ト
ルク（ＴDまたはＴL）と、ブレーキ踏力に比例する減速
トルクｋＦとの和として定められる。そして、変速比を
用いて、上記の車輪軸減速トルクを得るためにモータ１
が発生すべき要求回生トルクが、ギヤ段毎に逆算され
る。このようにして設定された要求回生トルクが発生す
るように、モータ１が制御される。従って、本実施形態
では、一の走行レンジが設定されているときは、第１速
走行中でも、第２速走行中でも、同様の減速度が発生す
る。そして、この減速度は、ブレーキ踏力に比例して増
減する。

【００２７】次に、変速機制御部２４について説明す
る。変速機制御部２４は、図３の変速マップに基づい
て、変速機３のシフトチェンジを制御する。図３に示す
ように、Ｄレンジが設定されているときは、車速ＶDを
基準としてシフトチェンジが行われる。車速が上昇して
ＶDに達すると第２速へのシフトアップが行われ、車速
が下降してＶDに達すると第１速へのシフトダウンが行
われる。なお、好適には、ＶDは、シフトアップ時とシ
フトダウン時とで異なって設定される。

【００２８】Ｌレンジが設定されているときは、原則と
して、第１速のみが設定され、シフトチェンジは行われ
ない。Ｌレンジでは、最高車速がＶLを越えないように
モータ１が制御される。ただし、Ｄレンジ・第２速にて
車速ＶLを越える高速で走行中のときにシフトレバーが
操作され、走行レンジがＬレンジへ変更されることがあ
る。このときは、第２速を維持し、車速がＶL（図中、
点線）に達するのを待って、シフトダウンが行われる。

【００２９】図３から明らかなように、本実施形態の変
速機制御装置は、アクセル操作量θに応じたシフトチェ
ンジを原則として行わない。前述の如く、モータは回転
数域による効率の差が少なく、高回転でも静かなので、
エンジン車のようなアクセルオフ時のシフトアップは不
要だからである。むしろ、アクセルオフ時にシフトアッ
プを行わないので、加速時のキックダウンが不要であ
り、中間加速を向上できる。

【００３０】次に、摩擦ブレーキ制御部２６について説
明する。摩擦ブレーキ制御部２６は、摩擦ブレーキ装置
１１が発生する制動トルクを制御している。摩擦ブレー
キ制御部２６は、ソレノイドバルブ付きの調整バルブ１
５に制御信号を出力する。調整バルブ１５は、制御信号
に従って、摩擦ブレーキ装置１１に伝える油圧の大きさ
を調整する。すなわち、調整バルブ１５は、油圧シリン
ダ１３から伝えられる油圧のうちで、制御信号に示され
る大きさの油圧のみを摩擦ブレーキ装置１１へ伝える。
摩擦ブレーキ装置１１は、入力される油圧に応じた大き
さの制動力を発生する。従って、摩擦ブレーキ制御部２
６は、適当な制御信号を出力することにより、摩擦ブレ
ーキ装置１１が発生する制動トルクを制御できる。

【００３１】摩擦ブレーキ制御部２６は、モータ制御部
２２からの指令に従う。モータ制御部２２には、各モー
タ回転数Ｎについて、発生可能な最大回生トルクが定め
られている。モータ制御部２２は、図２に従って決定さ
れる要求回生トルクが上記の最大値以下のときは、摩擦
ブレーキ制御部２６に摩擦ブレーキ力の発生を要求しな
い。

【００３２】しかし、運転者がブレーキペダルを強く踏
むと、要求回生トルクが上記の最大値を上回る。上回っ
た分の制動は、摩擦ブレーキ装置１１が担当する必要が
ある。そこで、要求回生トルクと最大回生トルクの差を
示す情報が、摩擦ブレーキ制御部２６へ送られる。摩擦
ブレーキ制御部２６は、要求回生トルクの上記超過分が
発生したのと同等の減速度が得られる制動トルクを摩擦
ブレーキ装置１１に発生させる。

【００３３】次に、図４のフローチャートを参照し、本
実施形態の制動制御装置の通常時の動作を説明する。モ
ータ制御部２２は、アクセルオフであるか否かを判定し
（Ｓ１０）、アクセルオンであればリターンする。モー
タ制御部２２は、アクセル操作量に応じた力行トルクを
モータ１に発生させる。アクセルオフのとき、シフトレ
バー２８の出力に基づき、走行レンジがＬレンジである
か否かを判定する（Ｓ１２）。Ｌレンジ走行中であれ
ば、変速機３の現状のギヤ段が、第１速であるか否かを
判定する（Ｓ１４）。この判断は、変速機制御部２４か
らの情報に基づく。第１速の場合は、図２に示すよう
に、モータ１に発生すべき要求回生トルクＴ＊を（ＴL
＋ｋＦ）／ｉ１と決定する（Ｓ１６）。また、第１速で
ない場合、すなわち、第２速の場合は、要求回生トルク
Ｔ＊＝（ＴL＋ｋＦ）／ｉ２と決定する（Ｓ１８）。前
述のように、ＴLは所定の基準要求減速トルク（Ｌレン
ジ用）であり、ｉ１、ｉ２はそれぞれ、第１速、第２速
でのモータ−車輪間の変速比である。また、Ｆは油圧シ
リンダ１３の出力より得られるブレーキ踏力であり、ｋ
は比例係数である。

【００３４】一方、ステップＳ１２でＬレンジが設定さ
れていないときは、次のステップＳ２０にて、Ｄレンジ
が設定されているか否かを判定する。Ｄレンジでないと
き、すなわち、Ｐ（駐車）等の他のレンジが選択されて
いるときはリターンする。Ｄレンジが設定されていると
きは、現状のギヤ段が、第１速であるか否かを判定する
（Ｓ２２）。そして、第１速の場合は、回生トルクＴ＊
＝（ＴD＋ｋＦ）／ｉ１と決定し（Ｓ２４）、第２速の
場合は、回生トルクＴ＊＝（ＴD＋ｋＦ）／ｉ２と決定
する（Ｓ２６）。ＴDは、Ｄレンジ用の基準要求減速ト
ルクである。

【００３５】上記のステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２４ま
たはＳ２６にて決定された要求回生トルクは、最大回生
トルクＴmaxと比較される（Ｓ２８）。最大回生トルク
Ｔmaxは、前述のように、現状の回転数Ｎにて、モータ
１が発生できる最大の回生トルクである。Ｔ＊≦Ｔmax
であれば、モータ制御部２２は、モータ１を制御して回
生トルクＴ＊を発生させる（Ｓ３０）。

【００３６】一方、ステップＳ２８にてＴ＊＞Ｔmaxの
とき、両者のトルク差ΔＴ＝Ｔ＊−Ｔmaxが算出され、
モータ制御部２２から摩擦ブレーキ制御部２６に送られ
る。摩擦ブレーキ制御部２６は、摩擦ブレーキ力を制御
して、ΔＴに相当する減速度が得られるような摩擦制動
力を発生させる（Ｓ３２）。また、モータ制御部２２
は、回生トルクＴ＊をＴmaxにて置き換え（Ｓ３４）、
このＴ＊（すなわちＴmax）をモータ１に発生させて
（Ｓ３０）、リターンする。

【００３７】次に、本実施形態に特徴的な、ブレーキン
グ中のシフトレバー操作に伴って行われるシフトチェン
ジ時の動作について説明する。ここでは、図５に示す２
つのケースにおける動作を説明する。１つめのケース
は、車速がＶD以上、ＶL以下であるＶ１のときにシフト
レバーがＤポジションからＬポジションへ移動された場
合である。この場合、シフトレンジ変更とともに直ちに
変速制御（シフトチェンジ）が開始される。２つめのケ
ースは、車速がＶLより高いＶ２であるときにシフトレ
バーが操作された場合である。この場合、シフトレンジ
変更後に直ちに変速制御が開始されず、車速がＶLまで
下がるのを待ってから変速制御が行われる。

【００３８】「ケース１」（シフトレバー操作後に直ち
に変速） 図６は、ケース１の動作のタイムチャートである。時点
ｔ１より前、シフトレバーはＤポジションにあり、車速
はＶ１であって、ＶD以上、ＶL以下である。変速機では
第２速が設定され、この第２速の変速比で定まる回転数
にてモータが回転している。運転者はブレーキペダルを
踏んでおり、モータには負のトルク（回生トルク）が発
生し、さらに摩擦ブレーキ装置１１へ油圧が供給されて
摩擦ブレーキが作動している。

【００３９】この状態で、時点ｔ１にて、運転者がＤポ
ジションからＬポジションへシフトレバーを移動する。
図５から分かるように、変速機制御部２４では、シフト
レバーの移動とともにすぐに変速許可がおりる。変速許
可はモータ制御部２２、摩擦ブレーキ制御部２６へ伝え
られる。本実施形態では、変速許可がおりてから、後に
変速終了が伝えられるまでが変速制御期間である。変速
許可が出ると、モータ制御部２２は、モータトルクをほ
ぼ零にする。摩擦ブレーキ制御部２６は、調整バルブ１
５のソレノイドバルブの切替により、摩擦ブレーキ油圧
を上昇させる。回生トルクによって発生していた車輪軸
減速トルクが摩擦ブレーキによって補われるように、油
圧上昇幅が設定される。すなわち、時点ｔ１以前の回生
制動力と摩擦制動力の和による車輪軸減速トルクと、時
点ｔ１以降の摩擦制動力による車輪軸減速トルクとが等
しくなるように、時点ｔ１以降の摩擦ブレーキ油圧が決
定される。従って、時点ｔ１前後で、車輪軸減速トル
ク、すなわち、トータルブレーキ力は一定である。

【００４０】ただし、回生トルクの低下が摩擦制動力の
上昇よりも早すぎると、トータルブレーキ力の瞬間的な
低下を招き好ましくない。これを避けるため、図示のよ
うに、時刻ｔ１では、トータルブレーキ力が瞬間的に増
加するように、回生トルクとブレーキ油圧が制御され
る。ここでは、摩擦制動力の変化率よりも回生制動力の
変化率を小さくすることで、トータルブレーキ力を瞬間
的に増加させる制御が実現されている。このほか、回生
トルクを零にするタイミングを少し遅らせてもよい。

【００４１】時点ｔ１での変速許可の後、時点ｔ２に
て、変速機制御部２４の制御下での変速機３の変速動作
が始まる。変速動作が時点ｔ３にて終了すると、モータ
は、第１速の変速比で定まる回転数にて回転する。時点
ｔ４にて変速機制御部２４からモータ制御部２２および
摩擦ブレーキ制御部２６へ、変速制御の完了が伝えられ
る。モータ制御部２２は再びモータに回生トルクを発生
させ、摩擦ブレーキ制御部２６は、調整バルブ１５のソ
レノイドバルブの切替により、摩擦ブレーキ油圧を落と
す。

【００４２】このときの回生トルクおよび摩擦ブレーキ
油圧の値は、図２および図４に従って決定される。従っ
て、時点ｔ１〜ｔ４までブレーキ踏力が一定であったと
すると、時点ｔ４で、図２の車輪軸減速トルクの差（Ｔ
D−ＴL）に相当する分だけトータルブレーキ力が増加す
る。なお、時点ｔ１での制御と同様に、時点ｔ４でも、
トータルブレーキ力が瞬間的に増加するように、回生ト
ルクとブレーキ油圧が制御される。

【００４３】以上の制御により、運転者がシフトレバー
を操作したとき、変速制御中に回生トルクがほぼ零にさ
れてもブレーキ力の低下がなく、従って変速による制動
力増加がスムーズに行われる。運転者は違和感を受ける
ことなく減速度を大きくできる。さらに、シフトダウン
に伴って、より大きな回生エネルギの回収を図ることが
可能となる。

【００４４】「ケース２」（シフトレバー操作後、車速
低下を待ってから変速） 図７は、ケース２の動作のタイムチャートである。時点
ｔ５より前、シフトレバーはＤポジションにあり、車速
はＶLより高いＶ２である。変速機では第２速が設定さ
れ、この第２速の変速比で定まる回転数にてモータが回
転している。運転者はブレーキペダルを踏んでおり、モ
ータには負のトルク（回生トルク）が発生している。た
だし、ここでは、ブレーキペダル踏力が比較的小さいた
め、摩擦ブレーキ油圧は発生していない。

【００４５】この状態で、時点ｔ５にて、運転者がＤポ
ジションからＬポジションへシフトレバーを移動する。
図５から分かるように、車速がＶLより高いので、変速
機制御部２４では、シフトレバーが移動しても、変速許
可は直ぐにはおりない。モータ制御部２２は、時点ｔ５
以前は図４のＳ２６の処理を行っていたが、シフトポジ
ション変更とともに、図４のＳ１６の処理を行い、従っ
て、回生トルクが大きくなる。これにより、Ｄポジショ
ンとＬポジションの車輪軸減速トルクの差（ＴL−ＴD）
に相当する分だけ、トータルブレーキ力が大きくなる。

【００４６】制動作用により車速が下がり、時点ｔ６で
車速がＶLに達すると、変速機制御部２４で変速許可が
おり、この変速許可はモータ制御部２２、摩擦ブレーキ
制御部２６へ伝えられる。変速許可が出ると、モータ制
御部２２は、モータトルクをほぼ零にする。摩擦ブレー
キ制御部２６は、調整バルブ１５のソレノイドバルブの
切替により、摩擦ブレーキ油圧を発生させる。ここで
も、ケース１と同様、回生トルクによって発生していた
車輪軸減速トルクが摩擦ブレーキによって補われるよう
に、摩擦ブレーキ油圧が決定される。従って、時点ｔ６
の前後でトータルブレーキ力は一定である。ただし、ケ
ース１と同様に、回生制動力と摩擦制動力の入れ替え時
には、瞬間的にトータルブレーキ力が増加する。

【００４７】時点ｔ７にて、変速機制御部２４の制御下
での変速機３の変速動作が始まり、この変速動作が時点
ｔ８にて終了すると、モータは、第１速の変速比で定ま
る回転数にて回転する。時点ｔ９にて変速機制御部２４
からモータ制御部２２および摩擦ブレーキ制御部２６
へ、変速制御の完了が伝えられると、モータ制御部２２
は再びモータに回生トルクを発生させ、摩擦ブレーキ制
御部２６は、調整バルブ１５のソレノイドバルブの切替
により、摩擦ブレーキ油圧を落とす。

【００４８】このときの回生トルクおよび摩擦ブレーキ
油圧の値は、図２および図４に従って決定される。ここ
では、Ｌレンジ第２速からＬレンジ第１速へのシフトチ
ェンジが行われたので、図２に示すように、車輪軸減速
トルクすなわちトータルブレーキ力は時点ｔ９前後で変
化しない。つまり、図７の例では、時点ｔ９では、回生
制動力の増分だけ、摩擦制動力が減らされている。ただ
し、他の部分と同様に瞬間的にトータルブレーキ力が上
昇する。このように、ケース２でも、上記のケース１と
同様に、変速中のブレーキ力低下がなく、スムーズに制
動力が増加する。

【００４９】特に、このケースでは、車速が高いため、
シフトレバーが操作されてもすぐに変速許可が出せず、
シフトダウンによるブレーキ力増強ができない。しか
し、シフトダウンではなく、回生トルクを大きくするこ
とにより、レバー操作に対する減速度の応答性を確保で
きる。そして、減速度応答性を確保しておいた上で、車
速の低下をまって、変速中のブレーキ力低下を防止した
違和感のないシフトチェンジが行われる。このように、
車速が高い場合でも、レバー操作に対する高い減速度応
答性と、変速時のスムーズさとが両方実現され、全体と
して運転者の要求に適切に応える制動制御が行われる。

【００５０】「実施形態２」実施形態２は、実施形態１
の変形例であり、以下、実施形態１との相違点を中心に
説明する。実施形態２は、実施形態１に対して変速制御
終了時のモータ制御部２２および摩擦ブレーキ制御部２
６の動作が異なる。

【００５１】実施形態１では、図６、図７に示されるよ
うに、変速許可時と変速終了時とに、摩擦ブレーキ装置
１１へ供給する摩擦ブレーキ油圧を変更する制御が行わ
れていたが、この油圧制御回数は極力減らすことが望ま
しい。例えば、油圧制御回数を減らすことにより、調整
バルブ１５のソレノイドバルブが切り換えられる切替回
数も減る。切替回数の削減により、バルブの寿命が長く
なる。また、切替回数削減により、切替時の故障確率が
減り、信頼性が増す。また、ソレノイドバルブの切替、
摩擦ブレーキ油圧の変化に伴うショック発生回数が減
る。これらの利点は、ソレノイドバルブの他、関連する
摩擦ブレーキ系の構成にもあてはまる。

【００５２】そこで、実施形態２では、下記のようにし
て、摩擦ブレーキ油圧を変更する制御の回数を削減す
る。ここでは、実施形態１と同様に、図５のケース１、
ケース２の制御について説明する。

【００５３】「ケース１」（シフトレバー操作後に直ち
に変速） 図８は、ケース１の動作のタイムチャートである。時点
ｔ３までは、実施形態１の図６と同様であるので説明を
省略する。時点ｔ４にて変速機制御部２４からモータ制
御部２２および摩擦ブレーキ制御部２６へ、変速制御の
完了が伝えられる。このとき、摩擦ブレーキによる変速
制御中の車両制動力は、変速制御後も持続される。摩擦
ブレーキ制御部２６は、調整バルブ１５のソレノイドバ
ルブの切替を行わず、摩擦ブレーキ油圧は変化しない。
モータ制御部２２は、再びモータに回生トルクを発生さ
せるが、このときの回生トルクは図４と異なる値であ
る。Ｌレンジの車輪軸減速トルク（ＴL＋ｋＦ）と、摩
擦ブレーキによって与えられている車輪軸減速トルクと
の差に相当する車輪軸減速トルクが得られるように回生
トルクが決定される。実際、変速制御中に摩擦ブレーキ
によって与えられている車輪軸減速トルクは、Ｄレンジ
の車輪軸減速トルク（ＴD＋ｋＦ）である。従って、具
体的には、モータ制御部２２は、ＬレンジとＤレンジの
車輪軸トルクの差（ＴL−ＴD）を得るための回生トルク
（(ＴL−ＴD)／ｉ1）を生じさせる。

【００５４】このような制御により、実施形態１と同様
に、時点ｔ１〜ｔ４までブレーキ踏力が一定であったと
すると、時点ｔ４で、図２の車輪軸減速トルクの差（Ｔ
L−ＴD）に相当する分だけトータルブレーキ力が増加す
る。実施形態１と同様に、運転者がシフトレバーを操作
したとき、変速制御中に回生トルクがほぼ零にされても
ブレーキ力の低下がなく、従って変速による制動力増加
がスムーズに行われ、運転者は違和感を受けることなく
減速度を大きくできる。しかも、時点ｔ４では摩擦ブレ
ーキ油圧を変更する制御は行われない。従って、実施形
態２によれば、制動中の変速に伴う摩擦ブレーキ油圧の
制御回数を半分にでき、調整バルブ１５の切替回数も半
分に削減できる。そして、図６の時点ｔ４に存在してい
たようなトータルブレーキ力の瞬間的増加もなく、制動
がさらにスムーズになる。

【００５５】「ケース２」（シフトレバー操作後、車速
低下を待ってから変速） 図９は、ケース２の動作のタイムチャートである。時点
ｔ８までは、実施形態１の図７と同様なので説明を省略
する。時点ｔ９にて変速機制御部２４からモータ制御部
２２および摩擦ブレーキ制御部２６へ、変速制御の完了
が伝えられる。このとき、ケース１と同様に、摩擦ブレ
ーキによる変速制御中の車両制動力は、変速制御後も持
続される。摩擦ブレーキ制御部２６は、調整バルブ１５
のソレノイドバルブの切替を行わず、摩擦ブレーキ油圧
は変化しない。時点ｔ９以前に、すでに、Ｌレンジに要
求されるトータルブレーキ力が摩擦ブレーキ力によって
得られており、この摩擦ブレーキ力が時点ｔ９後も持続
する。従って、ケース１のように変速終了時にトータル
ブレーキ力を増す必要はない。そこで、図８に示すよう
に、モータ制御部２２は、モータトルクをほぼ零のまま
に維持し、回生トルクを発生させない。

【００５６】このような制御により、ケース２でも、実
施形態１と同様に、変速中のブレーキ力低下がなく、ス
ムーズな制動力の増加が行われる。また、車速が高い場
合でも、レバー操作に対する高い減速度応答性と、変速
時のスムーズさとが両方実現され、全体として運転者の
要求に適切に応える制動制御が行われる。さらに、時点
ｔ９では摩擦ブレーキ油圧を変更する制御は行われない
ので、制動中の変速に伴う摩擦ブレーキ油圧の制御回数
を半分にでき、調整バルブ１５の切替回数も半分に削減
できる。そして、図７の時点ｔ９に存在していたような
トータルブレーキ力の瞬間的増加もなく、制動がさらに
スムーズになる。

【００５７】なお、実施形態２では、ケース１のｔ４以
降、また、ケース２のｔ９以降、上記の如く、図２や図
４の基本設定とずれた回生制動制御、摩擦制動制御が行
われている。基本設定への復帰は、例えば、その後にブ
レーキ踏力が零になったときに行えばよい。このときの
動作は、図９の時点ｔ１０に示されている。時点ｔ１０
では、運転者がブレーキペダルから足を離し、これによ
りブレーキ踏力Ｆが零になる。このとき、モータ制御部
２２は、図２、図４の制御に戻り、Ｌレンジ第１速の回
生トルク（ＴL＋ｋＦ）／ｉ1（ただし、Ｆ＝０なので、
実際にはＴL／ｉ1）を生じさせる。

【００５８】以上、本実施形態の制動制御装置について
説明した。なお、本実施形態では、Ｄ、Ｌの２走行レン
ジが設定でき、かつ、前進２速式の変速機を備えた電気
自動車を取り上げて説明した。しかし、このタイプと異
なる変速機を備えた電気自動車にも本発明を適用可能な
ことはもちろんである。例えば、より多数のギヤ段を設
定可能な変速機付きの車両にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】 図１のシステムにおいて、モータ制御部にて
設定される要求回生トルクを示す図である。

【図３】 図１のシステムにおいて、変速機制御部に設
定された変速マップを示す図である。

【図４】 図１のシステムによる制動制御を示すフロー
チャートである。

【図５】 図１のシステムのシフトレバー操作時の動作
の２つのケースを示す図である。

【図６】 図５のケース１での制動制御のタイムチャー
トである。

【図７】 図５のケース２での制動制御のタイムチャー
トである。

【図８】 実施形態２における、図５のケース１での制
動制御のタイムチャートである。

【図９】 実施形態２における、図５のケース２での制
動制御のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ モータ、３ 変速機、５ 車輪、７ インバータ、
９ バッテリ、１１摩擦ブレーキ装置、１３ 油圧シリ
ンダ、１５ 調整バルブ、１７ ブレーキペダル、２０
駆動システム制御装置、２２ モータ制御部、２４
変速機制御部、２６ 摩擦ブレーキ制御部、２８ シフ
トレバー、３０ アクセルペダル、３２ 回転セン
サ、３４ 電流センサ、３６ 車速センサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機のトルクが変速機を介して車輪に
   伝えられる電気自動車の制動制御装置であって、 電動機に回生トルクを発生させることにより車両に回生
   制動力を与える回生制動制御手段と、 運転者の変速操作に基づいて変速機の変速段を切り換え
   る変速制御を行い、変速段に応じて回生制動力を変化さ
   せる変速機制御手段と、 摩擦ブレーキによる摩擦制動力を制御し、車両に要求さ
   れる要求制動力と回生制動力の差に相当する摩擦制動力
   を車両に与える摩擦制動制御手段と、 を有し、 前記変速操作の発生に対応した変速制御の間、回生制動
   制御手段が回生トルクをほぼ零にするとともに、摩擦制
   動制御手段が、変速制御前に車両に与えられていた回生
   制動力を摩擦制動力によって補うことを特徴とする電気
   自動車の制動制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記変速制御の終了後、摩擦制動制御手段は変速制御中
   の摩擦制動力を持続させ、回生制動制御手段は、前記要
   求制動力と摩擦制動力の差に相当する回生制動力を車両
   に与えることを特徴とする電気自動車の制動制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２のいずれかに記載の装置に
   おいて、 変速機制御手段は、変速操作が行われたとき、現車速と
   所定の変速基準車速とを比較し、現車速が変速基準車速
   を上回っている間は変速制御の実行を保留し、 変速制御の実行が保留されている間、回生制動制御手段
   と摩擦制動制御手段の少なくともいずれかにより、変速
   後に発生すべき要求制動力が発生されることを特徴とす
   る電気自動車の制動制御装置。