JPWO2013084682A1 - 電動車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

スイッチバック時に、蓄電装置（２２）の充電状態にかかわらず、回生制動による減速が可能な電動車両（１０）の制御装置及び制御方法を提供する。蓄電装置（２２）の充電状態が、原則としては回生制動を禁止する満充電状態である場合（満充電状態に近い状態である場合も含む）であっても（ステップＳ２：ＹＥＳ）、自車両（１０）の移動方向が後退方向（モータ回転方向が逆転）且つシフト位置が前進位置（Ｄ）のスイッチバック状態となった場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、制動力の制御を、摩擦ブレーキ（１８）を利用する摩擦制動による原則制御から電動機（１２）の回生制動による例外制御（ステップＳ８、Ｓ９）に切り替える。

Description

この発明は、車両に対する制動力を回生制動及び摩擦制動により付与する電動車両の制御装置及び制御方法に関する。

従来から、走行の動力として電動機（以下、モータともいう。）を用いる電動車両において、走行中に変速操作（以下、シフト操作という。）をし、進行方向を切り替える時、例えば、シフト位置（シフトレンジ）がＲ位置（リバースレンジ）でアクセルペダル操作により後退している状態から、Ｄ位置（ドライブレンジ）にシフト操作して、前記アクセルペダル操作を継続して前進する時、前記電動機を発電機として動作させ回生制動をかけることによって前記電動車両を後退状態から円滑に停止させ、この停止から逆方向、この場合前進状態にする、いわゆるスイッチバック操作の走行技術が知られている｛特開２００７−７４８１７号公報（以下、ＪＰ２００７−７４８１７Ａという。）の［０００３］｝。

このスイッチバック時の比較例としての動作概要を図６Ａのタイムチャートに示す。シフト位置がＲ位置で後退している状態（モータ回転数は逆転側、モータトルクは力行側）において、進行方向を前進に切り替えたいとき、時点ｔａにてＲ位置からＤ位置にシフト操作を行う。時点ｔｂにて、モータトルクが力行側から回生側に切り替わると回生制動状態で減速し、時点ｔｃにて、停止し、モータ回転数が逆転側から正転側となり、電動車両の進行方向が後退方向から前進方向に反転する。

ところで、上記比較例に係る電動車両において、図６Ｂのタイムチャートに示すように、シフト位置がＲ位置で後退している状態（モータ回転数は逆転側、モータトルクは力行側）において、進行方向を前進に切り替えたいとき、時点ｔａにてＲ位置からＤ位置にシフト操作を行い、時点ｔｂにて、モータトルクが力行側から回生側に切り替わろうとするときに、バッテリが満充電状態であると、回生制動がかからず、換言すれば、回生制動が制限（回生制限という。）され、結果として、回生制動と摩擦制動との協調制御が必要になる場合がある。

しかしながら、このスイッチバック時における回生制動と摩擦制動との協調制御は、条件が多岐に渡りきわめて複雑な制御となっている。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、蓄電装置の充電状態にかかわらず、スイッチバック時に回生制動がかかるようにした電動車両の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

この発明に係る電動車両の制御装置は、蓄電装置からの電力により駆動される電動機の動力を用いて走行し、摩擦制動及び又は前記電動機による回生制動により制動力を付与する電動車両の制御装置において、坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が満充電状態であるか否かを判定する満充電状態判定部と、前記満充電状態判定部の判定結果に基づき、自車両に対する制動力の制御を行う制動力制御部と、を備え、前記制動力制御部は、前記坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が満充電状態でない場合は、前記回生制動により自車両に対し制動力を付与し、前記坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が満充電状態である場合は、前記回生制動を禁止し前記摩擦制動により前記自車両に対し制動力を付与する原則制御と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により自車両に対し制動力を付与する例外制御と、のいずれか一方の制御により前記制動力を付与し、自車両の前進方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作を原因として、前記自車両の移動方向が後退方向且つシフト位置が前進位置のスイッチバック状態となった場合には、前記制動力の制御を前記原則制御から前記例外制御に切り替えることを特徴とする。

また、この発明に係る電動車両の制御方法は、蓄電装置からの電力により駆動される電動機の動力を用いて走行し、摩擦制動及び又は前記電動機による回生制動により制動力を付与する電動車両の制御方法において、坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が満充電状態であるか否かを判定する満充電状態判定ステップと、前記満充電状態の判定結果に基づき、自車両に対する制動力を制御する制動力制御ステップと、を備え、前記制動力制御ステップでは、前記坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が満充電状態でない場合は、前記回生制動により自車両に対し制動力を付与し、前記坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が満充電状態である場合は、前記回生制動を禁止し前記摩擦制動により前記自車両に対し制動力を付与する原則制御と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により自車両に対し制動力を付与する例外制御とのいずれか一方の制御により前記制動力を付与し、自車両の前進方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作を原因として、前記自車両の移動方向が後退方向且つシフト位置が前進位置のスイッチバック状態となった場合には、前記制動力の制御を前記原則制御から前記例外制御に切り替えることを特徴とする。

上記の各発明によれば、蓄電装置の充電状態が、原則としては回生制動を禁止する満充電状態である場合（満充電状態に近い状態である場合も含む）であっても、自車両の移動方向が後退方向且つシフト位置が前進位置のスイッチバック状態となった場合には、制動力の付与（制御）を摩擦制動による原則制御から回生制動による例外制御に切り替えるようにしたので、スイッチバック時には、アクセルペダルを踏むだけで回生制動がかかって減速が円滑になされて自車両が停止され、さらに前進させることができる。よって、蓄電装置の充電状態にかかわらず、スイッチバック時に回生制動がかかるようにできる。

この場合、前記満充電状態が、前記蓄電装置が劣化する前記蓄電装置の電気化学的満充電状態を上回る場合（過充電になる場合）にも、上記ドライバビリティを優先して回生制動がかかるようにすることもこの発明に含まれるが、好ましくは、前記満充電状態判定部は、前記満充電状態を、前記蓄電装置の電気化学的満充電状態より小さい残容量である第１満充電状態（みなし満充電状態）とし、前記制動力制御部は、前記坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が前記第１満充電状態でない場合は、前記回生制動により自車両に対し制動力を付与し、前記坂路の走行中に前記蓄電装置の充電状態が前記第１満充電状態である場合は、前記回生制動を禁止し前記摩擦制動により前記自車両に対し制動力を付与する原則制御と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により自車両に対し制動力を付与する例外制御とのいずれか一方の制御により前記制動力を制御することで、蓄電装置を過充電劣化させることなく、スイッチバック時に回生制動を許可することができるので、蓄電装置の長寿命化が図れ、商品性を一層向上させることができる。

より具体的には、前記制動力制御部は、前記原則制御時に、前記回生制動を禁止しているときには、前記電動機の回生側トルク値をゼロ値に制限するとともに、前記自車両が前向きのまま、前記自車両の移動方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作を原因として、前記自車両の移動方向が後退方向且つシフト位置が前進位置のスイッチバック状態となった場合には、前記電動機の回生側トルク値を所定値に制限することで、蓄電装置の過充電をより確実に防止することができる。

この発明によれば、シフト位置を後退位置にしてアクセルの操作により当該電動車両を後退させている状態において、シフト位置を前進位置に切り替えたとき、例え、満充電状態であっても、回生制動がかかりながら車両が減速して停止し、前進するので、蓄電装置の充電状態にかかわらず、スイッチバック時に回生制動がかかるようにできる。なお、前記満充電状態は、スイッチバック時の回生分を見越して、予め、蓄電装置の電気化学的満充電状態よりも小さい値に設定しておくことが好ましい。

この発明に係る電動車両の制御方法を実施する制御装置の一実施形態のブロック図である。 降坂満充電時からスイッチバックにより登坂する際の回生制限の解除を含む動作を説明するタイムチャートである。 充電状態と回生量との関係を示す特性図である。 回生側モータトルクの設定を説明する制御フローチャートである。 変形例を説明する、充電状態と回生量との関係を示す特性図である。 図６Ａは、スイッチバック時に、回生制動で減速しながら進行方向を反転する際の動作を説明するタイムチャート、図６Ｂは、スイッチバック時に、回生制動と摩擦制動との複雑な協調制御が必要になる動作を説明するタイムチャートである。

以下、この発明に係る電動車両の制御装置及び制御方法について、前記制御方法を実施する前記制御装置の一実施形態を利用した電動車両について図面を参照しながら説明する。

図１は、この実施形態に係る電動車両（自車両ともいう。）１０の模式的なブロック図である。電動車両１０は、動力を発生する電動機１２を備え、電動機１２の回転軸は、トランスミッション１４等を介して車輪１６に接続される。車輪１６には、摩擦制動力を付与するための摩擦ブレーキ１８が係合している。

電動機１２には、３相の結線を介してインバータ２０（電力変換装置）が接続され、インバータ２０には、蓄電装置２２が接続されるとともに、インバータ２０を駆動制御して電動機１２を制御するモータＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２４が接続される。

蓄電装置２２は、エネルギストレージであり、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池、又はキャパシタ等を利用することができる。この実施形態では、リチウムイオン２次電池を利用している。

蓄電装置２２には、充放電電流を制御乃至制限する充放電回路６０が内蔵されている。この充放電回路６０の充放電電流を制御するとともに、蓄電装置２２の充電状態であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：残容量）を検出するＳＯＣ検出部７２と充電電流（回生量）を制限する回生制限部７４とを備えるバッテリＥＣＵ２６が、前記蓄電装置２２に接続されている。バッテリＥＣＵ２６で検出された蓄電装置２２の充電状態ＳＯＣ等がモータＥＣＵ２４に供給される。

モータＥＣＵ２４には、アクセルペダル２８の操作量が操作量センサ３０により検出されたアクセル開度θと、ブレーキペダル３２の操作量が操作量センサ３４により検出されたブレーキ操作量Ｂと、シフトレバー３６の操作位置がシフト位置センサ３８により検出された駐車位置Ｐ（Ｐ位置）、後退位置Ｒ（Ｒ位置）、又は前進位置Ｄ（Ｄ位置）の各シフト位置ＳＰ（ＳＰは、Ｐ、Ｒ、又はＤ）と、車速センサ４０により検出された車速Ｖｓと、電動機１２を構成するレゾルバ等の回転数センサで検出されたモータ回転数Ｎｍ、及びモータ回転方向（前進方向、停止、後退方向）Ｍｄ等と、がそれぞれ供給される。

モータＥＣＵ２４には、ナビゲーションＥＣＵ４２も接続され、ナビゲーションＥＣＵ４２から、自車両１０の地図上の位置、高度等が供給される。

モータＥＣＵ２４には、さらにブレーキＥＣＵ５０が接続される。ブレーキＥＣＵ５０には、ブレーキペダル３２の操作量センサ３４からブレーキ操作量Ｂが供給され、液圧モジュレータ５２を介し、摩擦ブレーキ１８を介して車輪１６に対し摩擦制動による制動力を付与する。

一方、モータＥＣＵ２４は、電動機１２の回生電力を、インバータ２０を通じて蓄電装置２２に回収させることで、車輪１６に対し電動機１２の回生制動により制動させる制動力を付与する。モータＥＣＵ２４とブレーキＥＣＵ５０とバッテリＥＣＵ２６は、回生制動による制動力と摩擦制動による制動力との協調制御を行う。

上記のモータＥＣＵ２４、バッテリＥＣＵ２６、及びナビゲーションＥＣＵ４２、ブレーキＥＣＵ５０の各ＥＣＵは、それぞれマイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、たとえば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。

バッテリＥＣＵ２６、モータＥＣＵ２４及びブレーキＥＣＵ５０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークに係る図示しない通信線を通じて相互にデータを利用する等、通信可能に接続されている。なお、通信ネットワークは、無線ネットワークとしてもよい。

この実施形態において、バッテリＥＣＵ２６は、上述したように、蓄電装置２２の充電状態ＳＯＣ（残容量）を検出するＳＯＣ検出部７２として機能するとともに、電動機１２からインバータ２０を通じて蓄電装置２２に充電される回生電流（回生量ともいう。）を制限する回生制限部７４等として機能する。ナビゲーションＥＣＵ４２は、高度検出部等として機能する。

モータＥＣＵ２４は、ナビゲーションＥＣＵ４２からの高度情報等に基づいて坂路（降坂路又は登坂路）であるか平坦路であるかを検出する走行路検出部として機能するとともに、坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態ＳＯＣが満充電状態であるか否かを判定する満充電状態判定部６２として機能し、さらに、満充電状態判定部６２の判定結果等に基づき、自車両１０に対する制動力の制御を行う制動力制御部６４等として機能する。満充電状態判定部６２は、バッテリＥＣＵ２６に設けてもよいし、バッテリＥＣＵ２６の回生制限部７４は、モータＥＣＵ２４に設けてもよい。

ここで、モータＥＣＵ２４の制動力制御部６４は、基本的には、前記坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態ＳＯＣが満充電状態でない場合は、電動機１２の前記回生制動により自車両１０に対して制動力を付与する一方、前記坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態ＳＯＣが満充電状態である場合は、前記電動機１２の前記回生制動を禁止し摩擦ブレーキ１８による前記摩擦制動により自車両１０に対して制動力を付与する原則制御と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により自車両１０に対し制動力を付与する例外制御とのいずれか一方の制御により前記制動力を付与する。

制動力制御部６４は、自車両１０の前進方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者のシフトレバー３６の操作（後退位置Ｒから前進位置Ｄへのシフト操作）を原因として、自車両１０の移動方向が後退方向且つシフト位置ＳＰが前進位置Ｄのスイッチバック状態となった場合には、前記制動力の制御を前記原則制御から前記例外制御に切り替える機能等を有する。

基本的には以上のように構成されるこの実施形態に係る電動車両１０の制御装置としてのモータＥＣＵ２４の動作について、次に、図２のタイムチャートを参照しながら説明する。

図２のタイムチャートは、例として、坂の上に位置する自宅等の駐車場から坂路（降坂路）をシフト位置ＳＰの前進位置Ｄで下り（降坂し）、前記坂の下に位置する店等の駐車場に前進状態（前向き）で駐車（停止）してシフト位置ＳＰを駐車位置Ｐとした後、前記店での商品購買後に、前記店等の前記駐車場から後退位置Ｒで、アクセルペダル２８の操作により後退状態（前向き）で出場し、その後退状態（後退中）にアクセルペダル２８を踏みながら前進位置Ｄに切り替え、自車両１０を前記後退状態から停止状態を通じて前進状態に推移させるスイッチバック状態を経て、前記前進位置Ｄで前記坂路（登坂路）を上り（登坂し）、前記坂の上の自宅等に帰る際の回生制動に係る各項目の変化状態を示している。

図２のタイムチャートには、モータＥＣＵ２４で検出されるシフト位置ＳＰ及び自車両１０の進行方向（正転か、逆転かのモータ回転方向Ｍｄで検出できる。）、高度、バッテリＥＣＵ２６を通じてモータＥＣＵ２４で検出される充電状態ＳＯＣ及びモータ回転数Ｎｍ（モータ回転方向Ｍｄ）、並びにモータＥＣＵ２４で算出されるモータトルクＭＴ｛太い一点鎖線で示している回生側モータトルク制限値（回生制限値ともいう。）を含む。｝の各項目を載せている。

図２のタイムチャート中、充電状態ＳＯＣの項目に描いた満充電状態は、蓄電装置２２の電気化学的満充電状態であってもよいが、電気化学的満充電状態以上に充電した場合には、蓄電装置２２の劣化が早まるので、電気化学的満充電状態より小さい残容量である第１満充電状態（みなし満充電状態ともいう。）に設定している。なお、自車両１０の進行方向（前進方向、後退方向、又は停止）は、モータ回転方向Ｍｄ等により検出可能であり、モータ回転方向Ｍｄが正転方向であれば、進行方向が前進方向に対応し、モータ回転方向Ｍｄが逆転方向であれば、進行方向が後退方向に対応する。モータ回転数Ｎｍが０、又はモータ回転方向Ｍｄが停止を示している場合、進行方向は、停止状態とされる。

図２のタイムチャート中、充電状態ＳＯＣの項目に描いた蓄電装置回生限界の値は、上記の電気化学的満充電状態（電気化学的満充電状態＞第１満充電状態＝みなし満充電状態）の値に対応する。

時点ｔ０から時点ｔ５までの間は、シフト位置Ｄでの前進方向での降坂走行状態を示している。

この降坂走行状態では、時点ｔ０から時点ｔ３まで満充電状態判定部６２により充電状態ＳＯＣから満充電状態（ここでは、第１満充電状態）ではないと判定されるので、インバータ２０を通じて電動機１２が回生状態に制御され、蓄電装置２２が充電されることから充電状態ＳＯＣは徐々に増加している。

時点ｔ３において、充電状態ＳＯＣが満充電状態｛ここでは、上記第１満充電状態（みなし満充電状態）｝になると、制動力制御部６４により、インバータ２０を停止させ、且つ回生制限部７４を通じて充放電回路６０による充電を禁止することで、電動機１２からの回生による蓄電装置２２への充電を停止する。これにより時点ｔ３から時点ｔ５の間で回生制動が禁止される。

時点ｔ４からのブレーキペダル３２の操作により時点ｔ５にて自車両１０を停車（停止）させる。時点ｔ６にてシフトレバー３６の操作によりシフト位置ＳＰを前進位置Ｄから駐車位置Ｐに操作する。

図３は、蓄電装置２２の充電状態ＳＯＣの値に対する、回生量（回生可能量又は回生制限値ともいう。）、すなわち充電電流の特性１００を示している。充電状態ＳＯＣが満充電状態に近づくにつれ回生量がより小さく制限される。充電状態ＳＯＣが増加して、予め設定した回生制御切替閾値の充電状態ＳＯＣの値となったとき、アクセルペダル２８の開放（アクセルペダルオフ）時回生量特性（アクセルペダル開放時回生量特性）１００ａｐに示すように、スイッチバック時回生量特性１００ｓｂに比べて早めに制限して、充電状態ＳＯＣを第１満充電状態の値に制限する一方、スイッチバック時回生量特性１００ｓｂでは、充電状態ＳＯＣを蓄電装置回生限界の（充電状態ＳＯＣの）値まで制限を緩和する。

図２のタイムチャート中、モータトルクの項目において、１点鎖線で示す回生制限値は、図３の回生量の特性１００、１００ａｐ、１００ｓｂに対応する特性となっている。時点ｔ０から時点ｔ１の間では、電動機１２からの回生電流の全てが蓄電装置２２に回生（充電）されるが、時点ｔ１から回生側モータトルクは、回生量の特性１００、１００ａｐに沿った回生制限値に制限され、時点ｔ３で充電状態ＳＯＣが第１満充電状態の値になったとき、制動力制御部６４は、回生制限部７４を介し、充放電回路６０を通じて蓄電装置２２への回生電流（充電電流）の流れ込みを時点ｔ３から時点ｔ５（時点ｔ６としてもよい。）の間まで阻止する。

時点ｔ７において、前記坂の下にある前記店の駐車場から坂の上にある家まで戻るために、シフト位置ＳＰを駐車位置Ｐから後退位置Ｒに切り替え、時点ｔ８でアクセルペダル２８を踏んで、前向き駐車していた自車両１０を一旦後退させ、この後退状態の時点ｔ９において、シフト位置ＳＰを後退位置Ｒから前進位置Ｄに切り替える。

この時点ｔ９又は時点ｔ９から時点ｔ１０の間において、モータＥＣＵ２４の制動力制御部６４は、自車両１０がスイッチバック状態になったものと判定し、図３に示した回生量の特性１００をアクセルペダル開放時回生量特性１００ａｐからスイッチバック時回生量特性１００ｓｂに切り替える。すなわち、充電状態ＳＯＣの制限を図２に示す満充電状態から蓄電装置回生限界の値に切り替える（図３も参照）。

そして、時点ｔ９からモータ回転数Ｎｍが上昇に転じる（逆転方向の回転数が小さくなる。）。そのため、モータトルクは力行側から回生側に向かい、時点ｔ１０において、力行側から回生側に移る。このとき、時点ｔ１０から時点ｔ１１までの間ではモータ回転数Ｎｍが徐々にゼロ値に近づく（減少する）ので、電動機１２で回生が発生し、この回生分を、充電状態ＳＯＣを蓄電装置回生限界の値に切り替えた（持ち替えた）蓄電装置２２に回生（充電）する。これにより、スイッチバック時において、車速Ｖｓがゼロ値となる時点ｔ１０から時点ｔ１１の間、回生側のモータトルクを発生させることができる。この回生制動による制動力がトランスミッション１４を介して車輪１６に付与されるので、自車両１０は、円滑に減速し停止に向かう。すなわち、図６Ａに示したように、スイッチバック時には、充電状態ＳＯＣの値に拘わらず、必ず回生動作で減速してから進行方向が反転する。

時点ｔ１１以降は、モータ回転数Ｎｍが正転方向となって、モータトルクが力行側になるので、回生制動による制動力の付与がなくなり、アクセルペダル２８の継続的な操作により坂道の登坂を円滑に行うことができる。

図４は、モータＥＣＵ２４とバッテリＥＣＵ２６とで協調制御される回生側モータトルクの制御フローチャートを示している。

時点ｔ０以降のステップＳ１において、現在のモータ回転数Ｎｍと回生電力制限値（図３の回生量）とに基づき、図示しない対応マップを検索して、回生側モータトルク制限値を決定する。

ステップＳ２において、充電状態ＳＯＣが満充電状態、この場合、第１満充電状態になっているか否かを判定し、満充電状態になっていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ３にて回生制動が許可され、ステップＳ４にて、ステップＳ１で算出した回生側モータトルク制限値を回生側モータトルク制限最終値とする（例えば、図２中、時点ｔ０から時点ｔ３の間の期間が相当する）。

一方、ステップＳ２の判定にて、充電状態ＳＯＣが満充電状態（第１満充電状態）になっている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳ５にて、シフト位置ＳＰとモータ回転方向Ｍｄが対応しているか否かを判定する。シフト位置ＳＰが前進位置Ｄであってモータ回転方向Ｍｄが正転の場合、及びシフト位置ＳＰが後退位置Ｒであってモータ回転方向Ｍｄが逆転の場合、いずれも対応していると判定され（ステップＳ５：ＹＥＳ）、それ以外の場合、すなわち、シフト位置ＳＰが前進位置Ｄであってモータ回転方向Ｍｄが逆転の場合、及びシフト位置ＳＰが後退位置Ｒであってモータ回転方向Ｍｄが正転の場合、それぞれ対応していないと判定される（ステップＳ５：ＮＯ）。

この場合、時点ｔ０から時点ｔ５の間では、シフト位置ＳＰ（ＳＰ←Ｄ）と、モータ回転方向Ｍｄ（正転）とが対応していると判定され、時点ｔ３から時点ｔ５の間は満充電状態（ステップＳ２：ＹＥＳ）であるので、ステップＳ６にて、回生制動が禁止され、ステップＳ７にて、回生側モータトルク制限最終値が０［Ｎｍ］とされる（時点ｔ３から時点ｔ５の期間に対応する。）。

また、ステップＳ５の判定にて、時点ｔ９から時点ｔ１１の期間で示すように、シフト位置ＳＰ（ＳＰ←Ｄ：前進位置）と、モータ回転方向Ｍｄ（逆転）とが対応していないと判定された場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、スイッチバック時と判定される。

このスイッチバック時には、ステップＳ８にて回生制動が許可され、充電状態ＳＯＣの採り得る最大値が、図２、図３に示す満充電状態（第１満充電状態）の値から蓄電装置回生限界の値に切り替えられて回生量の許容範囲が広くされ、ステップＳ９にて、回生側モータトルク制限最終値がスイッチバック実施可能モータトルク制限値（図２のタイムチャート中、モータトルクの項目の破線で示す「スイッチバックに必要な回生量」に対応する。）に設定される。

このように、シフト位置ＳＰの後退位置Ｒから前進位置Ｄへの切り替えと、時点ｔ８からのアクセルペダル２８の操作によって、自車両１０の進行方向を後退から前進に切り替えるスイッチバック制御を行うときは、蓄電装置２２が満充電に近いときであっても回生（充電）を許可するようにしている。しかも、回生を禁止する第１の満充電閾値は、スイッチバックによる回生分を見越して予め小さめに設定している。

このため、蓄電装置２２の残容量、すなわち充電状態ＳＯＣが、回生制動を禁止する程に満充電に近い状態であっても、スイッチバック時に、アクセルペダル２８を踏むだけで、回生制動による制動力が車輪１６に付与され自車両１０を停止させ前進させることができる。換言すれば、蓄電装置２２の充電状態に依存せずに、スイッチバックを円滑に行うことができる。

［実施形態の作用効果］
以上説明したように上述した実施形態によれば、蓄電装置２２からの電力により駆動される電動機１２の動力を用いて走行し、摩擦ブレーキ１８による摩擦制動及び又は電動機１２による回生制動により制動力を付与する電動車両１０の制御方法において、坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態が満充電状態（満充電状態の近傍を含む）であるか否かを判定する満充電状態判定ステップ（ステップＳ２）と、前記満充電状態の判定結果に基づき、自車両１０に対する制動力を制御する制動力制御ステップ（ステップＳ２からステップＳ９）と、を備え、前記制動力制御ステップでは、前記坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態が満充電状態でない場合は（ステップＳ２：ＮＯ）、前記回生制動により自車両１０に対する制動力を付与し（ステップＳ３、Ｓ４）、前記坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態が満充電状態である場合は（ステップＳ２：ＹＥＳ）、前記回生制動を禁止し（ステップＳ６）前記摩擦制動により自車両１０に対し制動力を付与する原則制御（ステップＳ７）と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し（ステップＳ８）前記回生制動により自車両１０に対し制動力を付与する例外制御（ステップＳ９）とのいずれか一方の制御により前記制動力を付与し、自車両１０の前進方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作、ここではシフト操作（時点ｔ９）を原因として、自車両１０の移動方向が後退方向且つシフト位置ＳＰが前進位置Ｄのスイッチバック状態となった場合には、前記制動力の制御を原則制御（ステップＳ６、Ｓ７）から例外制御（ステップＳ８、Ｓ９）に切り替えるようにしたので、スイッチバック時には、アクセルペダル２８を踏むだけで回生制動がかかって減速が円滑になされて自車両１０が停止され、さらに前進させることができる。

この場合、満充電状態判定部６２は、前記満充電状態を、蓄電装置２２の電気化学的満充電状態より小さい残容量である第１満充電状態（みなし満充電状態）とし、制動力制御部６４は、前記坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態が前記第１満充電状態でない場合は、前記回生制動により自車両１０に対し制動力を付与し、前記坂路の走行中に蓄電装置２２の充電状態が前記第１満充電状態である場合は、前記回生制動を禁止し前記摩擦制動により自車両１０に対し制動力を付与する原則制御と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により自車両１０に対し制動力を付与する例外制御とのいずれか一方の制御により前記制動力を制御するように構成しているので、蓄電装置２２を過充電劣化させることなく、スイッチバック時に回生制動を許可することができるので、蓄電装置の長寿命化が図れ、商品性を向上させることができる。

より簡潔に作用効果を説明すると、蓄電装置２２の充電状態ＳＯＣが、原則としては回生制動を禁止する満充電状態である場合（満充電状態に近い状態である場合も含む）であっても（ステップＳ２：ＹＥＳ）、自車両１０の移動方向が後退方向（モータ回転方向Ｍｄが逆転方向）且つシフト位置ＳＰが前進位置Ｄのスイッチバック状態となった場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、制動力の制御を、摩擦ブレーキ１８を利用する摩擦制動による原則制御から電動機１２の回生制動による例外制御（ステップＳ８、Ｓ９）に切り替えるようにしたので、スイッチバック時に、回生制動による減速ができなくなって摩擦制動との複雑な協調制御が必要になることを防止できる。

なお、図５に示すように、前記満充電状態が、蓄電装置２２が劣化する蓄電装置２２の電気化学的満充電状態（図５中、蓄電装置回生限界の値に対応する。）を上回る場合（過充電になる場合）にも、摩擦制動との複雑な協調制御の発動を防止して回生制動がかかるように、スイッチバック時の蓄電装置回生限界を特性１００ｓｂ´のように過剰蓄電装置回生限界の値に設定することもこの発明に含まれる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、以下に説明するように、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

例えば、平坦路であっても、シフト位置ＳＰが駐車位置Ｐの前向き駐車状態において、充電設備（家庭、公共施設、商業施設等を含む。）にて満充電状態まで充電し、満充電状態後に、シフト位置ＳＰを後退位置Ｒに入れてアクセルペダル２８を操作して後退し、後退中にシフト位置ＳＰを前進位置Ｄに入れてアクセルペダル２８の操作を継続し、自車両１０を、後退状態から停止を経て前進状態にするように遷移させる場合のスイッチバック時において回生制動が得られるようにする。

また、自車両１０の前進方向を、降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作を原因として、自車両１０の移動方向が後退方向且つシフト位置ＳＰが前進位置Ｄのスイッチバック状態となった場合に、前記制動力の制御を摩擦ブレーキ１８を利用する摩擦制動による原則制御から電動機１２の回生制動による例外制御に切り替える場面としては、シフト操作を原因としない場合も含まれる。

例えば、シフト位置ＳＰが前進位置Ｄで長い降坂路を降坂走行後に、登坂路に差し掛かったところで、自車両１０を停止し、再発進する際に、ずり下がった場合も、自車両１０の移動方向が後退方向且つシフト位置ＳＰが前進位置Ｄの状態（この場合も、スイッチバック状態という。）となるので、アクセルペダル２８を踏むだけで、例外制御に切り替えられ、回生制動がかかり自車両１０を停止から前進（坂道発進して前記登坂路を登坂走行）状態にすることができる。この走行状態の場合には、シフト操作が行われない。

また、例えば、シフト位置ＳＰが前進位置Ｄで降坂路を降坂走行中に、自車両１０を１８０゜転回して、車体前部を上向きにした状態で、ブレーキペダル３２を踏んで一時停止し、この一時停止状態からブレーキペダル３２をアクセルペダル２８に踏み替えて坂道発進する場合にも、自車両１０の移動方向が後退方向且つシフト位置ＳＰが前進位置Ｄの状態（この状態も、スイッチバック状態という。）となるので、同様に例外制御に切り替えられ回生制動がかかり自車両１０を停止から前進状態に（坂道発進）することができる。この走行状態の場合にも、シフト操作が行われない。

また、シフト位置ＳＰが前進位置Ｄで降坂路を降坂走行中に、自車両１０を１８０゜転回し、車体前部を上向きにした状態で、シフト位置ＳＰを駐車位置Ｐにしてイグニッションスイッチ（メインスイッチ）をオフ状態にし、駐車した後、再びイグニッションスイッチをオン状態にし、シフト位置ＳＰを駐車位置Ｐから前進位置Ｄにシフト操作し、アクセルペダル２８を踏んで坂道発生する場合にも、自車両１０の移動方向が後退方向且つシフト位置ＳＰが前進位置Ｄの状態（この状態も、スイッチバック状態という。）となるので、同様に例外制御に切り替えられる。

なお、上記実施形態では、電動機１２で発進し走行する電動車両１０を例として説明しているが、この発明に係る電動車両には、少なくとも電動機１２で発進する、内燃機関を備えるハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両、及び燃料電池車両等が含まれることは言うまでもない。

Claims (4)

1. 蓄電装置（２２）からの電力により駆動される電動機（１２）の動力を用いて走行し、摩擦制動及び又は前記電動機（１２）による回生制動により制動力を付与する電動車両（１０）の制御装置において、
   坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が満充電状態であるか否かを判定する満充電状態判定部（６２）と、
   前記満充電状態判定部（６２）の判定結果に基づき、自車両（１０）に対する制動力の制御を行う制動力制御部（６４）と、を備え、
   前記制動力制御部（６４）は、
   前記坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が満充電状態でない場合は、前記回生制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与し、
   前記坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が満充電状態である場合は、
   前記回生制動を禁止し前記摩擦制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与する原則制御と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与する例外制御と、のいずれか一方の制御により前記制動力を付与し、
   前記自車両（１０）の前進方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作を原因として、前記自車両（１０）の移動方向が後退方向且つシフト位置が前進位置のスイッチバック状態となった場合には、前記制動力の制御を前記原則制御から前記例外制御に切り替える
   ことを特徴とする電動車両（１０）の制御装置。
2. 請求項１記載の電動車両（１０）の制御装置において、
   前記満充電状態判定部（６２）は、
   前記満充電状態を、前記蓄電装置（２２）の電気化学的満充電状態より小さい残容量である第１満充電状態とし、
   前記制動力制御部（６４）は、
   前記坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が前記第１満充電状態でない場合は、前記回生制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与し、
   前記坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が前記第１満充電状態である場合は、
   前記回生制動を禁止し前記摩擦制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与する原則制御と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与する例外制御とのいずれか一方の制御により前記制動力を制御する
   ことを特徴とする電動車両（１０）の制御装置。
3. 請求項２記載の電動車両（１０）の制御装置において、
   前記制動力制御部（６４）は、
   前記原則制御時に、前記回生制動を禁止しているときには、前記電動機（１２）の回生側トルク値をゼロ値に制限するとともに、前記自車両（１０）の前進方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作を原因として、前記自車両（１０）の移動方向が後退方向且つシフト位置が前進位置のスイッチバック状態となった場合には、前記電動機（１２）の回生側トルク値を所定値に制限する
   ことを特徴とする電動車両（１０）の制御装置。
4. 蓄電装置（２２）からの電力により駆動される電動機（１２）の動力を用いて走行し、摩擦制動及び又は前記電動機（１２）による回生制動により制動力を付与する電動車両（１０）の制御方法において、
   坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が満充電状態であるか否かを判定する満充電状態判定ステップ（Ｓ２）と、
   前記満充電状態の判定結果に基づき、自車両（１０）に対する制動力を制御する制動力制御ステップ（ステップＳ２−Ｓ９）と、を備え、
   前記制動力制御ステップ（ステップＳ２−ステップＳ９）では、
   前記坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が満充電状態でない場合は、前記回生制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与し（ステップＳ３、Ｓ４）、
   前記坂路の走行中に前記蓄電装置（２２）の充電状態が満充電状態である場合は、
   前記回生制動を禁止し前記摩擦制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与する原則制御（ステップＳ７）と、前記回生制動の禁止を解除して前記回生制動を許可し前記回生制動により前記自車両（１０）に対し制動力を付与する例外制御（ステップＳ９）とのいずれか一方の制御により前記制動力を付与し、
   前記自車両（１０）の前進方向を降坂方向から登坂方向に反転させる運転者の車両操作を原因として、前記自車両（１０）の移動方向が後退方向且つシフト位置が前進位置のスイッチバック状態となった場合には、前記制動力の制御を前記原則制御から前記例外制御に切り替える
   ことを特徴とする電動車両（１０）の制御方法。

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