JPWO2018190021A1 - 電動車両の制御方法及び制御装置 - Google Patents

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Abstract

ブレーキ減速要求時に回生ブレーキ力が増減変化するとき、運転性の向上を達成すること。駆動源にモータ/ジェネレータ(3)を有するFFハイブリッド車両の制御方法において、ブレーキ減速要求時、目標減速駆動力をコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現し、回生ブレーキ力を、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和とする。回生ブレーキ力が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、回生ブレーキ力の変化勾配を制限する。そして、ブレーキ減速中、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる低μ路制御が開始されると、回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配(K)に保つ制御とする。

Description

本開示は、駆動源にモータ/ジェネレータを有する電動車両の制御方法及び制御装置に関する。
従来、減速中、制動力としてブレーキ協調回生によるメカブレーキ力を発生させる制駆動力制御方法及び制駆動力制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
国際公開WO 2016/092587 A1号公報
アクセルOFFからブレーキONへと移行するブレーキ減速要求時、回生ブレーキ力をコースト回生量とブレーキ協調回生量の和により与える場合がある。メカブレーキ力の変化勾配とは独立に回生ブレーキ力の変化勾配を設定すると、メカブレーキ力の応答速度より回生ブレーキ力の応答速度が速いため、メカブレーキ力変化勾配<回生ブレーキ力変化勾配になる。よって、例えば、回生ブレーキ力を下げている途中で減速力を強くする側に目標減速駆動力が高くなると、メカブレーキ力を上げるメカブレーキ応答速度が間に合わず、車両減速度が不足して運転性を悪化させる、という問題があった。
本開示は、上記問題に着目してなされたもので、ブレーキ減速要求時に回生ブレーキ力が増減変化するとき、運転性の向上を達成することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示は、駆動源にモータ/ジェネレータを有する。
この電動車両の制御方法において、ブレーキ減速要求時、目標減速駆動力をコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現し、回生ブレーキ力を、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和とする。
回生ブレーキ力が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、回生ブレーキ力の変化勾配を制限する。
このように、メカブレーキ力の応答速度に合わせて回生ブレーキ力を制限し、変化制限がある目標減速駆動力に回生ブレーキ力を協調させることで、ブレーキ減速要求時に回生ブレーキ力が増減変化するとき、運転性の向上を達成することができる。
実施例1の制御方法及び制御装置が適用されたFFハイブリッド車両(電動車両の一例)を示す全体システム図である。 弱回生モードを選択したときの車速に対するコースト目標駆動力特性と強回生モードを選択したときの車速に対するコースト目標駆動力特性の一例を示すコースト目標駆動力マップである。 弱回生モードを選択したときと強回生モードを選択したときのコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキの分担比の比較を示す目標減速駆動力分担比較図である。 実施例1のFFハイブリッド車両において回生レート制限制御コンセプト構成を示すコンセプトブロック図である。 実施例1のハイブリッドコントロールモジュールにて減速要求時に実行される回生レート制限制御処理の流れを示すフローチャートである。 比較例において目標減速駆動力が増大するブレーキ減速シーンで回生ブレーキ力の低下勾配を制限しないときの回生ブレーキ力・メカブレーキ力・目標減速駆動力の各特性を示すタイムチャートである。 実施例1において目標減速駆動力が増大するシーンで回生ブレーキ力変化勾配を制限するときの回生ブレーキ力・メカブレーキ力・目標減速駆動力の各特性を示すタイムチャートである。 実施例1においてブレーキ減速中に制動スリップが介入したときの低μ路制御コンセプトを示すスリップ率に対する回生ブレーキ力特性図である。 実施例1においてブレーキ減速シーンでの制動スリップの介入により低μ路制御が開始されたときのスリップ率・ブレーキ・低μ路制御・トータル減速駆動力・回生ブレーキ力・メカブレーキ力の各特性を示すタイムチャートである。 実施例1においてブレーキ減速シーンでの制動スリップの介入により低μ路制御が開始された後で制動スリップが収束したときのスリップ率・ブレーキ・低μ路制御・トータル減速駆動力・回生ブレーキ力・メカブレーキ力の各特性を示すタイムチャートである。
以下、本開示の電動車両の制御方法及び制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
実施例1の制御方法及び制御装置は、FFハイブリッド車両(電動車両の一例)に適用したものである。以下、実施例1の構成を、「全体システム構成」、「アクセル解放時のコースト回生モード構成」、「回生レート制限制御コンセプト構成」、「回生レート制限制御処理構成」に分けて説明する。
[全体システム構成]
図1は、実施例1の制御方法及び制御装置が適用されたFFハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図1に基づいてFFハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
FFハイブリッド車両の駆動系は、図1に示すように、エンジン1(Eng)と、第1クラッチ2(CL1)と、モータ/ジェネレータ3(MG)と、第2クラッチ4(CL2)と、変速機入力軸5と、ベルト式無段変速機6(略称「CVT」)と、を備えている。ベルト式無段変速機6の変速機出力軸7は、終減速ギヤトレイン8とフロントデファレンシャルギア9と左右の前輪ドライブシャフト10R,10Lを介し、左右の前輪11R,11Lに駆動連結される。
第1クラッチ2は、エンジン1とモータ/ジェネレータ3との間に介装された油圧作動によるノーマルオープンの乾式多板摩擦クラッチであり、第1クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/解放が制御される。
モータ/ジェネレータ3は、第1クラッチ2を介してエンジン1に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ3は、強電バッテリ12を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ13が、ACハーネス14を介して接続される。
第2クラッチ4は、モータ/ジェネレータ3と駆動輪である左右の前輪11R,11Lとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第2クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/解放が制御される。実施例1の第2クラッチ4は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機6の前後進切替機構に設けられた前進クラッチと後退ブレーキを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチが第2クラッチ4(CL2)とされ、後退走行時には、後退ブレーキが第2クラッチ4(CL2)とされる。
ベルト式無段変速機6は、プライマリプーリ61と、セカンダリプーリ62と、両プーリ61,62に巻き付けたベルト63と、を有して構成される。そして、変速油圧によりベルトプライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。
第1クラッチ2とモータ/ジェネレータ3と第2クラッチ4により1モータ・2クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な駆動態様として、「EVモード」と「HEVモード」を有する。「EVモード」は、第1クラッチ2を解放し、第2クラッチ4を締結してモータ/ジェネレータ3のみを駆動源に有する電気自動車モードであり、「EVモード」による走行を「EV走行」という。「HEVモード」は、両クラッチ2,4を締結してエンジン1とモータ/ジェネレータ3を駆動源に有するハイブリッド車モードであり、「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。
次に、液圧ブレーキシステムについて説明する。
液圧ブレーキシステム20は、ブレーキペダル21と、負圧ブースタ22と、マスタシリンダ23と、ブレーキ液圧アクチュエータ24と、ホイールシリンダ25と、を備える。そして、ブレーキ操作有りのとき、マスタシリンダ圧に基づいて4輪のホイールシリンダ圧を独立に制御する。一方、ブレーキ操作無しのとき、外部からの制御指令により作動する電動オイルポンプからのポンプ圧に基づいて4輪のホイールシリンダ圧を独立に制御する。なお、ブレーキ液圧アクチュエータ24は、電動オイルポンプと、4輪それぞれに設けられた減圧ソレノイドバルブ及び増圧ソレノイドバルブと、有して構成される。ホイールシリンダ25は、左右前輪11L,11Rと図外の左右後輪のそれぞれのタイヤ位置に設けられる。
液圧ブレーキシステム20は、ブレーキ操作時、ペダル操作量に基づくドライバ目標減速駆動力からコースト回生量とブレーキ協調回生量を差し引いた分を液圧制動力(メカブレーキ)で分担するというように、回生量/液圧分のブレーキ協調制御を行う。これ以外にもブレーキ液圧の制御を要するABS機能、TCS機能、VDC機能、自動ブレーキ機能、クルーズコントロールブレーキ機能、等の各種機能を担う。
FFハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、ハイブリッドコントロールモジュール31(HCM)と、運転支援コントロールユニット32(ADAS)と、車両挙動コントロールユニット33(VDC)と、を備えている。これらの制御デバイス以外に、変速機コントローラ34と、クラッチコントローラ35と、エンジンコントローラ36と、モータコントローラ37と、バッテリコントローラ38と、ブレーキコントローラ39と、を備えている。ハイブリッドコントロールモジュール31を含むこれらの制御デバイスは、CAN通信線40(CANは「Controller Area Network」の略称)により双方向情報交換可能に接続されている。
ハイブリッドコントロールモジュール31(HCM:「Hybrid Control Module」の略称)は、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御デバイスである。このハイブリッドコントロールモジュール31は、回生モード選択スイッチ41、アクセル開度センサ42、車速センサ43、等からの情報を入力する。そして、入力情報に基づいて「EVモード」と「HEVモード」との間のモード遷移制御、回生レート制限制御、等の様々な制御を行う。
運転支援コントロールユニット32(ADAS:「Advanced Driver Assistance System」の略称)は、障害物への衝突可能性等を事前に検知し、これを回避する制御デバイスである。この運転支援コントロールユニット32は、車載カメラ44、レーザーレーダ45、クルーズコントロール選択スイッチ46、自動ブレーキ選択スイッチ47、等からの情報を入力する。クルーズコントロール選択スイッチ46がONのときは、先行車が無いときは設定車速を維持し、先行車が存在すると適正な車間距離を保って追従する“先行車追従クルーズコントロール”を行う。自動ブレーキ選択スイッチ47がONのときは、前方車両や歩行者を検知し、衝突するおそれがあるときに警報や自動ブレーキ(緩ブレーキ、緊急ブレーキ)により“エマージェンシーブレーキコントロール”を行う。なお、自動ブレーキが作動すると、自動ブレーキ作動フラグが立てられる。
車両挙動コントロールユニット33(VDC:「Vehicle Dynamics Control」の略称)は、走行中にドライバに対し安心感を与えるように車両挙動を制御する制御デバイスである。この車両挙動コントロールユニット33は、4輪各輪に設けられた車輪速センサ48、操舵角センサ49、ブレーキストロークセンサ50等からの情報を入力する。そして、ブレーキ操作時、ブレーキストロークセンサ50からの情報に基づいてドライバ目標減速駆動力を把握し、ドライバ目標減速駆動力に応じてブレーキ協調回生制御を行う。VDC機能を発揮するときは、ドライバの運転操作や車速を検知し、ブレーキやエンジン出力の制御を自動的に行い、滑りやすい路面やカーブを曲がるときや障害物を回避するときにクルマの横滑りを軽減する。ABS機能を発揮するときは、4輪の車輪速情報に基づいて制動スリップが検知されると、ブレーキ液圧を制御してタイヤが制動ロックになるのを防止し、車両の安定性を向上させ、ステアリング操作による障害物回避をしやすくする。TCS機能を発揮するときは、4輪の車輪速情報に基づいて駆動スリップが検知されると、ブレーキ液圧制御とモータトルク減少制御により駆動輪が過回転になるのを抑える。
変速機コントローラ34は、変速機入力回転数センサ51、変速機出力回転数センサ52、等からの情報を入力し、ベルト式無段変速機6の変速油圧制御等を行う。クラッチコントローラ35は、ハイブリッドコントロールモジュール31、第2クラッチ入力回転数センサ53、第2クラッチ出力回転数センサ54、等からの情報を入力し、第1クラッチ2(CL1)や第2クラッチ4(CL2)の締結油圧制御を行う。エンジンコントローラ36は、ハイブリッドコントロールモジュール31、エンジン回転数センサ55等からの情報を入力し、エンジン1の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。
モータコントローラ37は、ハイブリッドコントロールモジュール31からの指令に基づいて、インバータ26によるモータジェネレータ3の力行制御や回生制御等を行う。バッテリコントローラ38は、バッテリ電圧センサ56やバッテリ温度センサ57等からの情報を入力し、強電バッテリ12のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。ブレーキコントローラ39は、ハイブリッドコントロールモジュール31、運転支援コントロールユニット32、車両挙動コントロールユニット33からの要求ブレーキ液圧に基づいて、要求ブレーキ液圧を得る制御指令をブレーキ液圧アクチュエータ24に出力する。
[アクセル解放時のコースト回生モード構成]
図2は、弱回生モードを選択したときの車速に対するコースト目標駆動力特性と強回生モードを選択したときの車速に対するコースト目標駆動力特性の一例を示す。図3は、弱回生モードを選択したときと強回生モードを選択したときのコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキの分担比の比較を示す。以下、図2及び図3に基づいてアクセル解放時のコースト回生モード構成を説明する。
アクセル解放時のコースト回生モードとして、「弱回生モード」と「強回生モード」とを設定していて、回生モード選択スイッチ41によりドライバ操作により選択される。
「弱回生モード」とは、図2及び図3に示すように、アクセル解放操作によるコースト回生量によるブレーキ力発生領域をエンジンブレーキ相当による負の目標駆動力領域に設定したモードをいう。つまり、「弱回生モード」でのコースト回生量特性は、図2の破線特性に示すように、減速により車速VSPが低下するとき、エンジンブレーキ相当のコースト回生量を維持したまま推移する。そして、停車に近づくとコースト回生量を徐々に減少し、停車領域になると正の目標駆動力(クリープトルク)に移行するようにしている。
「強回生モード」とは、図2及び図3に示すように、アクセル解放操作によるコースト回生量によるブレーキ力発生領域を、「弱回生モード」に比べて拡大し、アクセル解放操作による車両減速度のコントロール性能を高めたモードをいう。つまり、「強回生モード」でのコースト回生量特性は、図2の実線特性に示すように、減速により車速VSPが低下するとき、エンジンブレーキ相当のコースト回生量が増大する。そして、停車に近づくと増大したコースト回生量が急に減少し、停車領域になると正の目標駆動力(クリープトルク)に移行するようにしている。なお、「強回生モード」のときは、アクセル開度APOが中低開度領域の目標駆動力特性も、「弱回生モード」のときよりも負の目標駆動力側に移行させた割り付けとしている。
「弱回生モード」の選択時には、アクセル解放操作により減速すると、低車速域まではコースト回生量が一定量のままである。そして、低車速域に到達した後、図2の矢印Aに示すように、車速の低下にしたがってコースト回生量が緩やかな減少勾配により徐々に低下する。一方、「強回生モード」の選択時、図2の矢印Bに示すように、アクセル解放操作により減速すると、コースト回生量が車速の低下により急な増大勾配により増大する。そして、最大のコースト回生量領域を過ぎると、図2の矢印Cに示すように、コースト回生量が車速の低下により急な減少勾配により減少する。
このように、「強回生モード」は、殆どの減速シーンにおいてブレーキペダル操作を要さず、アクセル戻し/解放操作による制動力コントロールが可能である。このため、「強回生モード」は、アクセルペダルへのアクセルワークにより駆動/制動をコントロールする「1ペダルモード」と呼ばれることがある。
なお、図3において、「コースト回生」とは、アクセルOFF・ブレーキOFFで効かせるコースト回生量である。「ブレーキ協調回生」とは、アクセルOFF・ブレーキONで効かせるブレーキ協調回生量である。「メカブレーキ」とは、アクセルOFF・ブレーキONのとき回生ブレーキ力(コースト回生量+ブレーキ協調回生量)だけでは目標減速駆動力を満たせない場合に補償するブレーキ液圧によるメカブレーキ力である。
[回生レート制限制御コンセプト構成]
図4は、実施例1のFFハイブリッド車両において回生レート制限制御コンセプト構成を示す。以下、図4に基づいて回生レート制限制御コンセプト構成を説明する。
ハイブリッドコントロールモジュール31(HCM)は、目標駆動力演算ブロック31aと、低μ路制御ブロック31bと、コースト駆動力演算ブロック31cと、回生ブレーキ力演算ブロック31dと、PWT発生駆動力目標ブロック31eと、を有する。目標駆動力演算ブロック31aは、目標値生成ブロック32aからの駆動力目標値を入力し、目標駆動力を演算する。低μ路制御ブロック31bは、ブレーキ量計算ブロック32bから自動ブレーキ作動フラグ=ONを入力したら、フラグON中は低μ路制御(ブレーキ減速中、制動スリップの発生により回生ブレーキ力を低下させる制御)を禁止する。コースト駆動力演算ブロック31cは、低μ路制御以外のコースト駆動力(=回生ブレーキ力)を演算する。回生ブレーキ力演算ブロック31dは、回生要求演算ブロック33bからの回生要求にしたがって、低μ路制御での回生ブレーキ力の変化勾配を制限し、最終的に実現する回生ブレーキ力を演算する。PWT発生駆動力目標ブロック31eは、パワートレイン(PWT)に発生する駆動力目標、つまり制限による回生ブレーキ力目標を決める。
運転支援コントロールユニット32(ADAS)は、目標値生成ブロック32aと、ブレーキ量計算ブロック32bと、を有する。目標値生成ブロック32aは、駆動力目標値を生成し、駆動力目標値を目標駆動力演算ブロック31aとブレーキ量計算ブロック32bに出力する。ブレーキ量計算ブロック32bは、目標値生成ブロック32aからの駆動力目標値と、コースト駆動力演算ブロック31cからのPWT生成下限値を入力し、回生ブレーキとメカブレーキによるトータルブレーキ量を計算する。
車両挙動コントロールユニット33(VDC)は、ブレーキ要求把握ブロック33aと、回生要求演算ブロック33bと、メカブレーキ力目標ブロック33cと、を有する。ブレーキ要求把握ブロック33aは、ドライバ要求制動力とブレーキ量計算ブロック32bからの要求ブレーキを入力し、ブレーキ要求を把握する。回生要求演算ブロック33bは、把握したブレーキ要求から回生ブレーキによる回生要求を演算する。メカブレーキ力目標ブロック33cは、把握したブレーキ要求と、回生ブレーキ力演算ブロック31dからの回生実行値を入力し、メカブレーキ力目標を演算する。
このように、回生ブレーキ力とメカブレーキ力によるトータルブレーキ力のうち、パワートレイン(PWT)に発生させる回生ブレーキ力の制御をハイブリッドコントロールモジュール31(HCM)が分担する。そして、各輪に供給するブレーキ液圧により発生するメカブレーキ力の制御を車両挙動コントロールユニット33(VDC)が分担する。そして、ハイブリッドコントロールモジュール31(HCM)で実行される回生ブレーキ力の制御では、回生ブレーキ力を低下させる低μ路制御を含んで回生ブレーキ力の変化勾配を制限(=レート制限)するようにしている。
[回生レート制限制御処理構成]
図5は、実施例1のハイブリッドコントロールモジュール31にて減速要求時に実行される回生レート制限制御処理の流れを示す。以下、回生レート制限制御処理構成をあらわす図5の各ステップについて説明する。なお、図5のフローチャートは、ブレーキ減速要求をあらわすアクセルOFF・ブレーキONになると開始され、アクセル踏み込み操作によりアクセル開度APOがAPO>0になると終了する。
ステップS1では、回生ブレーキ力を演算し、ステップS2へ進む。
ここで、回生ブレーキ力の演算は、まず、協調ブレーキ力(=ブレーキ協調回生量+メカブレーキ力)を、
協調ブレーキ力=目標減速駆動力−コースト回生量…(1)
により演算する。なお、「目標減速駆動力」は、ブレーキストロークセンサ50からのブレーキストローク量やペダル踏力(ドライバ要求制動力)、或いは、先行車追従クルーズコントロールでのシステム要求制動力に基づいて演算される。コースト回生量は、図2に示すコースト回生量特性と車速VSPに基づいて決められる。
そして、ブレーキ協調回生量を、
ブレーキ協調回生量=モータ回生量上限−コースト回生量…(2)
により演算する。そして、回生ブレーキ力を、
回生ブレーキ力=コースト回生量+ブレーキ協調回生量…(3)
により演算する。
ステップS2では、ステップS1での回生ブレーキ力の演算に続き、自動ブレーキ作動フラグ=OFFであるか否かを判断する。YES(自動ブレーキ作動フラグ=OFF)の場合はステップS3へ進み、NO(自動ブレーキ作動フラグ=ON)の場合はステップS4へ進む。
ここで、自動ブレーキ作動フラグ=ONの場合にステップS4へ進むことで、自動ブレーキ作動中は、ステップS3からステップS7〜ステップS12へと進む流れによる低μ路制御を禁止する。
ステップS3では、ステップS2での自動ブレーキ作動フラグ=OFFであるとの判断に続き、駆動輪である左右前輪11L,11Rのスリップ率Sが、制動スリップ発生判定スリップ率Sa以上であるか否かを判断する。YES(スリップ率S≧S1)の場合はステップS7へ進み、NO(スリップ率S<S1)の場合はステップS4へ進む。
ここで、「左右前輪11L,11Rのスリップ率S」は、4輪各輪に設けられた車輪速センサ48からの車輪速情報に基づき、車体速(左右後輪速)に対する駆動輪速(左右前輪速)の低下比率を演算する。「制動スリップ発生判定スリップ率Sa」は、例えば、制動スリップの発生を判定することが可能な3%程度の値に設定する。
ステップS4では、ステップS2での自動ブレーキ作動フラグ=ONであるとの判断、或いは、ステップS3でのスリップ率S<S1であるとの判断に続き、回生ブレーキ力変化勾配の絶対値が、制限勾配K以上であるか否かを判断する。YES(|回生ブレーキ力変化勾配|≧K)の場合はステップS5へ進み、NO(|回生ブレーキ力変化勾配|<K)の場合はステップS6へ進む。
ここで、「回生ブレーキ力変化勾配」は、前回の制御周期にステップS1で演算された回生ブレーキ力と今回の制御周期にステップS1で演算された回生ブレーキ力との差により求める。つまり、単位時間(制御周期時間)当たりの回生ブレーキ力差(時間微分値)により増加勾配と減少勾配が求まる。「制限勾配K」は、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度が成立する最大域の回生ブレーキ力変化勾配として設定する。より詳しくは、ADAS(自動制動)要求と運転性要求を満足する減速G(例えば、0.05G/s〜0.15G/s程度)が得られる制限勾配Kの値に設定する。なお、「制限勾配K」は、回生ブレーキ力が増加するときの値と回生ブレーキ力が減少するときとの値を、同じ値にしても良い。また、「制限勾配K」は、増加要求と減少要求に応じて異なる値にしても良い。さらに、「制限勾配K」は、自動制動によるブレーキ減速要求時とドライバ操作によるブレーキ減速要求時とで異なる値に設定しても良い。
ステップS5では、ステップS4での|回生ブレーキ力変化勾配|≧Kであるとの判断に続き、回生ブレーキ力変化勾配を制限勾配K以下に制限し、リターンへ進む。
ここで、回生ブレーキ力変化勾配を制限勾配K以下に制限することで回生ブレーキ力が決まると、ハイブリッドコントロールモジュール31からモータコントローラ37に回生ブレーキ力指令値を出力する。
ステップS6では、ステップS4での|回生ブレーキ力変化勾配|<Kであるとの判断、或いは、ステップS7でのブレーキOFFであるとの判断に続き、回生ブレーキ力変化勾配を制限しないで、リターンへ進む。
ここで、回生ブレーキ力変化勾配を制限しないときは、今回の制御周期で演算された回生ブレーキ力が得られる指令値を、ハイブリッドコントロールモジュール31からモータコントローラ37に出力する。
ステップS7では、ステップS3でのスリップ率S≧S1であるとの判断に続き、ブレーキONであるか否かを判断する。YES(ブレーキON)の場合はステップS8へ進み、NO(ブレーキOFF)の場合はステップS6へ進む。
ここで、「ブレーキON」とは、ドライバ操作によるブレーキでも良いし、自動制動でも良いし、自動制動だけのときでも良い。
ステップS8では、ステップS7又はステップS10でのブレーキONであるとの判断に続き、回生ブレーキ力を低下するとき、回生ブレーキ力低下勾配を制限勾配K以下に制限し(F/F制御)、ステップS9へ進む。
ステップS9では、ステップS8での回生ブレーキ力低下勾配を制限勾配K以下に制限に続き、駆動輪である左右前輪11L,11Rのスリップ率Sが、回生ブレーキ力解除スリップ率Sb以上であるか否かを判断する。YES(スリップ率S≧S2)の場合はステップS11へ進み、NO(スリップ率S<S2)の場合はステップS10へ進む。
ここで、「回生ブレーキ力解除スリップ率Sb」は、制動スリップ発生判定スリップ率Sa(例えば、3%程度)より高く、ABS作動開始スリップ率(例えば、13%程度)より低いスリップ率(例えば、8%程度)に設定する。
ステップS10では、ステップS9でのスリップ率S<S2であるとの判断に続き、ブレーキOFFであるか否かを判断する。YES(ブレーキOFF)の場合はステップS12へ進み、NO(ブレーキON)の場合はステップS8へ戻る。
ここで、「ブレーキOFF」とは、ドライバ操作によるブレーキでも良いし、自動制動でも良いし、自動制動だけのときでも良い。
ステップS11では、ステップS9でのスリップ率S≧S2であるとの判断に続き、回生ブレーキ力をゼロにし、リターンへ進む。
ここで、回生ブレーキ力をゼロにするとき、制限勾配Kによる制限を解除し、急勾配にて回生ブレーキ力をゼロにまで低下させる。
ステップS12では、ステップS10でのブレーキOFFであるとの判断に続き、駆動輪である左右前輪11L,11Rのスリップ率Sに応じて回生ブレーキ力を変化させ(F/B制御)、リターンへ進む。
ここで、スリップ率Sに応じた回生ブレーキ力の制御は、目標スリップ率と実スリップ率の偏差を無くすフィードバック制御により、回生ブレーキ力を低下させたり増加させたりする。
次に、実施例1の作用を、「回生レート制限制御処理作用」、「低μ路制御非介入時の回生レート制限制御作用」、「低μ路制御介入時の回生レート制限制御作用」、「回生レート制限制御の特徴作用」に分けて説明する。
[回生レート制限制御処理作用]
以下、図5のフローチャートに基づいて、回生レート制限制御処理作用を説明する。
ブレーキ減速要求時、自動ブレーキ作動フラグ=OFFで、かつ、スリップ率S<S1のときは、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4へと進む。また、ブレーキ減速要求時、自動ブレーキ作動フラグ=ONで、かつ、スリップ率S<S1のときは、ステップS1→ステップS2→ステップS4へと進む。何れの場合もステップS4では、回生ブレーキ力変化勾配の絶対値が、制限勾配K以上であるか否かが判断される。ステップS4にて|回生ブレーキ力変化勾配|≧Kと判断された場合は、ステップS5→リターンへ進み、ステップS5では、回生ブレーキ力変化勾配が制限勾配K以下に制限される。一方、ステップS4にて|回生ブレーキ力変化勾配|<Kと判断された場合は、ステップS6→リターンへ進み、ステップS6では、回生ブレーキ力変化勾配が制限されない。このように、ステップS1からステップS5又はステップS6へと進む流れが、低μ路制御非介入時の回生レート制限制御処理の流れとなる。
自動ブレーキ作動フラグ=OFF、スリップ率S≧S1、かつ、ブレーキOFFのときは、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS7→ステップS6→リターンへと進む。ステップS6では、スリップ率S≧S1であるが、メカブレーキ力が発生しないブレーキOFFであるため、回生ブレーキ力変化勾配が制限されない。
次に、ブレーキ減速要求時、自動ブレーキ作動フラグ=OFF、スリップ率S≧S1、かつ、ブレーキONのときは、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS7→ステップS8へと進む。ステップS8では、低μ路制御で回生ブレーキ力を低下するとき、回生ブレーキ力低下勾配が制限勾配K以下に制限される。そして、スリップ率S<S2で、かつ、ブレーキONの間は、ステップS8→ステップS9→ステップS10へと進む流れが繰り返される。つまり、制動スリップが収束しても、回生ブレーキ力低下勾配が制限勾配K以下に制限されたままで維持される。
ステップS8→ステップS9→ステップS10へと進む流れが繰り返されるとき、スリップ率が上昇し、ステップS9にてスリップ率S≧S2と判断されると、ステップS9からステップS11→リターンへと進む。ステップS11では、回生ブレーキ力が急勾配にてゼロにまで低下させる制御が行われる。
ステップS8→ステップS9→ステップS10へと進む流れが繰り返されるとき、スリップ率が上昇することなく、ステップS10にてブレーキOFFと判断されると、ステップS10からステップS12→リターンへと進む。ステップS12では、駆動輪である左右前輪11L,11Rのスリップ率Sに応じ、フィードバック制御により、回生ブレーキ力が低下させられたり、回生ブレーキ力が増加させられたりする。このように、ステップS3からステップS7〜ステップS12へと進む流れが、低μ路制御介入時の回生レート制限制御処理の流れとなる。
[低μ路制御非介入時の回生レート制限制御作用]
図6は、比較例において目標減速駆動力が増大するブレーキ減速シーンで回生ブレーキ力の低下勾配を制限しないときの回生ブレーキ力・メカブレーキ力・目標減速駆動力の各特性を示す。図7は、実施例1において目標減速駆動力が増大するシーンで回生ブレーキ力変化勾配を制限するときの回生ブレーキ力・メカブレーキ力・目標減速駆動力の各特性を示す。以下、図6及び図7に基づいて、低μ路制御非介入時の回生レート制限制御作用を説明する。
まず、「強回生モード」を選択してのブレーキ減速要求時には、車速VSPの低下に伴ってコースト回生量が図2の矢印Bに示すように急激に増加するし、図2の矢印Cに示すように急激に減少する。従って、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和による回生ブレーキ力もコースト回生量の変化に応じて変化し、メカブレーキ力の応答が間に合わないと、減速ブレーキ力の過不足が生じ、目標減速駆動力を満足できない。
即ち、協調ブレーキ力(=ブレーキ協調回生量+メカブレーキ力)は、変化量に制限があり、かつ、上記(1)式のように目標減速駆動力からコースト回生量を除いた差により演算する。このため、コースト回生量の変化が早いと、メカブレーキ力がコースト回生量の変化に追従できない。
そこで、回生ブレーキ力の低下勾配を制限しないものを比較例とする。例えば、図6に示すように、時刻t1にて回生ブレーキ力の低下を開始し、時刻t2にて目標減速駆動力が増大し、時刻t3にて回生ブレーキ力が下限値に到達する。このブレーキ減速シーンにおいて、時刻t1〜時刻t3まの間で回生ブレーキ力の低下勾配を制限しないとき、メカブレーキ力応答速度<回生ブレーキ力変化速度の関係になる。このため、回生ブレーキ力の減少にメカブレーキ力の増加が間に合わず、実減速駆動力は、図6の破線特性に示すように、時刻t1〜時刻t3まの間で目標減速駆動力から乖離する。つまり、実減速駆動力が目標減速駆動力に対して図6のD領域で表される分が不足し、時刻t2にてブレーキ踏み込み操作等により減速要求が高められているにもかかわらず、ドライバが期待する車両減速度が得られない。
これに対し、回生ブレーキ力の低下勾配を制限する実施例1の場合、例えば、図7に示すように、時刻t1にて回生ブレーキ力の低下を開始し、時刻t2にて目標減速駆動力が増大し、時刻t4にて回生ブレーキ力が下限値に到達する。このブレーキ減速シーンにおいて、時刻t1〜時刻t4まの間で回生ブレーキ力の低下勾配を制限することで、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度の関係になる。このため、回生ブレーキ力の減少にメカブレーキ力の増加が追従し、実減速駆動力が目標減速駆動力に一致する。つまり、時刻t2にてブレーキ踏み込み操作等により減速要求が高められているのに呼応し、実減速駆動力が出ることで、ドライバが期待する車両減速度が得られる。
この作用は、回生ブレーキ力の上昇する場合も同様なことがいえ、回生ブレーキ力の上昇勾配を制限しないと、実減速駆動力が目標減速駆動力に対して過剰になるのに対し、回生ブレーキ力の上昇勾配を制限すると、実減速駆動力が目標減速駆動力に一致する。つまり、ドライバが期待する車両減速度が得られる。
さらに、目標減速駆動力を一定に保っている減速シーンにおいて、回生ブレーキ力が低下したり上昇したりする場合も、回生ブレーキ力の変化勾配を制限しないと、実減速駆動力が目標減速駆動力に対して過不足が生じる。これに対し、回生ブレーキ力の変化勾配を制限すると、実減速駆動力が目標減速駆動力に一致し、ドライバが期待する一定の車両減速度が得られる。
[低μ路制御介入時の回生レート制限制御作用]
図8は、実施例1においてブレーキ減速中に制動スリップが介入したときの低μ路制御コンセプトを示すスリップ率に対する回生ブレーキ力特性図である。以下、図8に基づいて低μ路制御コンセプトを説明する。
“低μ路制御”は、運転性向上を狙った制御であり、安全性能は、ABS/VDCにて担保することを制御コンセプトとする。即ち、図8に示すように、制動スリップ発生判定スリップ率Saは、乾燥路と低μ路の差別化のための閾値の意味を持ち、実スリップ率Sがスリップ率Sa未満の領域は、通常時運転領域とし、例えば、「強回生モード」の選択により実用燃費要求に応える。実スリップ率Sがスリップ率Sa以上であってABS作動開始スリップ率Scより低い領域は、制動スリップ(=制動ロック)を抑制するロック制御生存領域とし、回生ブレーキ力を低下する。実スリップ率SがABS作動開始スリップ率Sc以上の領域は、他制御(ABS)との干渉領域であることで、回生ブレーキ力をゼロにする。これを達成するように、Sa≦S<Sbにおいては、回生ブレーキ力を制限勾配Kにより低下させ、S=Sbになると回生ブレーキ力をゼロにし、S≧ScからのABS作動に備える。
図9は、実施例1においてブレーキ減速シーンでの制動スリップの介入により低μ路制御が開始されたときのスリップ率・ブレーキ・低μ路制御・トータル減速駆動力・回生ブレーキ力・メカブレーキ力の各特性を示す。以下、図9に基づいて低μ路制御介入時の回生レート制限制御作用を説明する。
時刻t1にてブレーキONになると、時刻t2に向かってメカブレーキ力が上昇し、トータル減速駆動力(回生ブレーキ力+メカブレーキ力)も上昇する。そして、時刻t2にてスリップ率Sが制動スリップ発生判定スリップ率Saまで上昇すると、低μ路制御が開始され、回生ブレーキ力が制限勾配Kにより低下を開始し、トータル減速駆動力(回生ブレーキ力+メカブレーキ力)も低下する。そして、時刻t3にて回生ブレーキ力が制限値に到達すると、時刻t3以降は回生ブレーキ力が制限値に保たれ、トータル減速駆動力(回生ブレーキ力+メカブレーキ力)も維持される。そして、時刻t4になり、ブレーキON→OFFとされると、それ以降は、実スリップ率を、目標スリップ率(例えば、制動スリップ発生判定スリップ率Saより小さいスリップ率)に一致させるフィードバック制御により回生ブレーキ力が制御される。このブレーキON→OFFによりF/F制御からF/B制御へ移行させるとき、F/B制御の開始値を時刻t4での回生ブレーキ力とすることで、F/F制御からF/B制御への移行がスムーズに繋げられる。
図10は、実施例1においてブレーキ減速シーンでの制動スリップの介入により低μ路制御が開始された後で制動スリップが収束したときのスリップ率・ブレーキ・低μ路制御・トータル減速駆動力・回生ブレーキ力・メカブレーキ力の各特性を示す。以下、図10に基づいて低μ路制御介入時の回生レート制限制御作用を説明する。
時刻t1にてブレーキONになってメカブレーキ力が上昇し、時刻t2にてスリップ率Sの上昇を開始する。そして、時刻t3にてスリップ率Sが制動スリップ発生判定スリップ率Saまで上昇すると、低μ路制御が開始され、回生ブレーキ力が制限勾配Kにより低下を開始し、トータル減速駆動力(回生ブレーキ力+メカブレーキ力)も低下する。そして、時刻t4にて回生ブレーキ力が制限値に到達すると、時刻t4以降は回生ブレーキ力が制限値に保たれ、トータル減速駆動力(回生ブレーキ力+メカブレーキ力)も維持される。そして、時刻t5になり、回生ブレーキ力の低下によりスリップ率Sが収束してもF/F制御が維持される。そして、時刻t6になり、ブレーキON→OFFとされると、それ以降は、実スリップ率を、目標スリップ率(例えば、制動スリップ発生判定スリップ率Saより小さいスリップ率)に一致させるフィードバック制御により回生ブレーキ力が制御される。このように、低μ路制御中にスリップ率Sが低下しても、ブレーキONの間はF/F制御が維持され、ブレーキON→OFFになると、F/F制御からF/B制御へ移行し、元の駆動力に戻される。
このように、低μ路制御介入時の回生レート制限制御において、ブレーキONの間は制限勾配Kにより回生レート制限制御(F/F制御)を維持する理由について説明する。自動制動の場合、回生ブレーキ力とメカブレーキ力の協調が可能であり、やりたいことを実現可能である。ドライバ操作による制動の場合、ドライバ操作可能なレート(例えば、0.05G/s程度)であれば、ドライバ操作により減速度をコントロール可能である。
また、低μ路制御介入時の回生レート制限制御において、ブレーキOFFになると回生レート制限制御(F/F制御)からスリップ率によるF/B制御に移行する理由について説明する。自動制動の場合、回生ブレーキ力とメカブレーキ力の協調が崩れ、スリップ量が増える、ABS介入が早くなる。しかし、制動スリップ時にABSが作動することは想定内の動きであり、許容する。ドライバ操作による制動の場合、スリップ率に応じて回生ブレーキ力を抜くため、回生ブレーキ力を抜き過ぎず、やりたいことを実現可能である。
よって、実施例1では、低μ路制御として、自動制動とドライバブレーキとで制御を分けることなく、同じF/F制御を採用している。
[回生レート制限制御の特徴作用]
実施例1では、ブレーキ減速要求時、回生ブレーキ力(コースト回生量+ブレーキ協調回生量)が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、回生ブレーキ力の変化勾配を制限する。
ここで、「ブレーキ減速要求」は、ドライバ操作による場合と自動運転等による制御要求の場合とが含まれる。つまり、自動運転の場合も、目標減速駆動力を、コースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現する。このため、ドライバ操作と同様に、目標減速駆動力には変化制限があるため、コースト回生量を含む回生ブレーキ力の変化速度が大きいと変化制限がある目標減速駆動力と協調できず、所望の減速度を実現できないという課題がある。
即ち、メカブレーキ力の応答速度に合わせて回生ブレーキ力の上昇勾配と低下勾配を制限することで、変化制限がある目標減速駆動力に対して回生ブレーキ力を協調させることができる。従って、ブレーキ減速要求時に回生ブレーキ力が増減変化するとき、目標減速駆動力に対して過不足が無い実減速駆動力が得られることで、ドライバ操作や自動運転にかかわらず、運転性の向上が達成される。
実施例1では、ブレーキ減速中、車速VSPの低下により回生ブレーキ力が増減変化するとき、制限勾配K以下であれば回生ブレーキ力の変化勾配を制限せず、制限勾配Kを超えると回生ブレーキ力の変化勾配を制限勾配Kとする。
即ち、「強回生モード」を選択してのブレーキ減速中、車速VSPの低下により回生ブレーキ力(コースト回生量+ブレーキ協調回生量)が大きく増減変化する。このとき、回生ブレーキ力の変化勾配の最大値が制限勾配Kに制限される。従って、アクセルOFF時のコースト回生量を拡大した車両において、減速コントロール性の向上が達成される。
実施例1では、ブレーキ減速中、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる低μ路制御が開始されると、回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配Kに保つ制御とする。
例えば、アクセルOFF時のコースト回生量を拡大した車両において、制動スリップによるスリップ率が高くなり、ABS作動時に回生ブレーキ力を抜くと、トルクの増減が大きいので、運転性が悪化する。加えて、ABS作動時に回生ブレーキ力を抜くことりよりグリップ→ABS作動停止→回生ブレーキ力を増やす→制動スリップする→ABS作動、というように、ハンチングが起き易い。従って、アクセルOFF時のコースト回生量を拡大した車両において、運転性の悪化が防止されると共に、ABS制御が作動/停止を繰り返す制御ハンチングが防止される。
実施例1では、ブレーキ減速中、回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配Kに保つ制御が開始されると、制動スリップが収束してもブレーキが解除されるまで、制限勾配Kを保つ制御を継続する。
即ち、自動制動の場合、回生ブレーキ力とメカブレーキ力の協調が可能であり、ドライバブレーキの場合、ドライバ操作により減速度をコントロール可能である。従って、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる低μ路制御において、制動スリップの収束有無により制御を変更することが無く、制御が簡素化される。
実施例1では、ブレーキ減速中、ブレーキが解除されると、制動スリップによる実スリップ率を目標スリップ率に一致させるF/B制御により回生ブレーキ力を与える。
即ち、ブレーキが解除されると、スリップ率に応じて回生ブレーキ力が抜かれるため、回生ブレーキ力が抜かれ過ぎることが無く、ドライバ操作により減速度をコントロール可能である。従って、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる低μ路制御によるブレーキ減速中にブレーキが解除されたとき、ドライバ操作による減速度コントロール性が確保される。
実施例1では、ブレーキ減速中、回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配Kに保つ制御の継続中、実スリップ率Sが、制動スリップ発生判定スリップ率Saより高く、ABS作動開始スリップ率Scより低いスリップ率Sbになると、回生ブレーキ力をゼロにする制御を行う。
即ち、ABS機能との干渉領域に回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配Kに保つ回生レート制限制御が介入しない。従って、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる低μ路制御によるブレーキ減速中、制動スリップが進行したとき、回生レート制限制御がABS機能との干渉領域に介入することが防止される。
以上説明したように、実施例1のFFハイブリッド車両の制御方法及び制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1) 駆動源にモータ/ジェネレータ3を有する。
この電動車両(FFハイブリッド車両)の制御方法において、ブレーキ減速要求時、目標減速駆動力をコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現し、回生ブレーキ力を、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和とする。
回生ブレーキ力が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、回生ブレーキ力の変化勾配を制限する(図5)。
このため、ブレーキ減速要求時に回生ブレーキ力が増減変化するとき、運転性の向上を達成する電動車両(FFハイブリッド車両)の制御方法を提供することができる。
(2) 回生ブレーキ力の制限勾配Kを、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度が成立する最大域の回生ブレーキ力変化勾配値に設定する。
ブレーキ減速中、車速の低下により回生ブレーキ力が増減変化するとき、制限勾配K以下であれば回生ブレーキ力の変化勾配を制限せず(図5のS4→S6)、制限勾配Kを超えると回生ブレーキ力の変化勾配を制限勾配Kとする(図5のS4→S5)。
このため、ブレーキ減速要求時、アクセルOFF時のコースト回生量を拡大した車両において、減速コントロール性の向上を達成することができる。
(3) ブレーキ減速中、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる制御(低μ路制御)が開始されると、回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配Kに保つ制御とする(図5のS7→S8)。
このため、アクセルOFF時のコースト回生量を拡大した車両において、運転性の悪化を防止することができると共に、制動スリップを抑える制御(ABS制御)が作動/停止を繰り返す制御ハンチングを防止することができる。
(4) ブレーキ減速中、回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配Kに保つ制御が開始されると、制動スリップが収束してもブレーキが解除されるまで、制限勾配Kを保つ制御を継続する(図5のS8→S9→S10)。
このため、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる制御(低μ路制御)において、制動スリップの収束有無により制御を変更することが無く、制御(低μ路制御)を簡素化することができる。
(5) ブレーキ減速中、ブレーキが解除されると、制動スリップによる実スリップ率を目標スリップ率に一致させるフィードバック制御により回生ブレーキ力を与える(図5のS10→S12)。
このため、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる制御(低μ路制御)によるブレーキ減速中にブレーキが解除されたとき、ドライバ操作による減速度コントロール性を確保することができる。
(6) ブレーキ減速中、回生ブレーキ力の低下勾配を制限勾配Kに保つ制御の継続中、実スリップ率Sが、制動スリップ発生判定スリップ率Saより高く、ABS作動開始スリップ率Scより低いスリップ率(回生ブレーキ力解除スリップ率Sb)になると、回生ブレーキ力をゼロにする制御を行う(図5のS9→S11)。
このため、制動スリップの発生に基づいて回生ブレーキ力を低下させる制御(低μ路制御)によるブレーキ減速中、制動スリップが進行したとき、回生レート制限制御がABS機能との干渉領域に介入することを防止することができる。
(7) 駆動源にモータ/ジェネレータ3を有する。
この電動車両(FFハイブリッド車両)の制御装置において、ブレーキ減速要求時、目標減速駆動力をコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現し、回生ブレーキ力を、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和とする制動コントローラ(ハイブリッドコントロールモジュール31)を設ける。
制動コントローラ(ハイブリッドコントロールモジュール31)は、回生ブレーキ力が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、回生ブレーキ力の変化勾配を制限する回生レート制限制御部(図5)を有する。
このため、ブレーキ減速要求時に回生ブレーキ力が増減変化するとき、運転性の向上を達成する電動車両(FFハイブリッド車両)の制御装置を提供することができる。
以上、本開示の電動車両の制御方法及び制御装置を実施例1に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例1では、ブレーキ減速中、車速の低下により回生ブレーキ力が増減変化するとき、制限勾配K以下であれば回生ブレーキ力の変化勾配を制限せず、制限勾配Kを超えると回生ブレーキ力の変化勾配を制限勾配Kとする例を示した。しかし、回生ブレーキ力の変化勾配の制限手法としては、最大値制限ではなく、回生ブレーキ力の増減変化に対し、例えば、変化応答速度を遅くするフィルタ処理により制限するような例としても良い。
実施例1では、本開示の制御方法及び制御装置をFFハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本開示の制御方法及び制御装置は、FFハイブリッド車両に限らず、FRハイブリッド車両に対しても適用することができる。さらに、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車に対しても適用することができる。要するに、駆動源にモータ/ジェネレータを有する電動車両であれば適用できる。
関連出願の相互参照
本出願は、2017年4月14日に日本国特許庁に同日出願された特願2017−080605に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
【0002】
る。
この電動車両の制御方法において、ブレーキ減速要求時、目標減速駆動力をコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現し、回生ブレーキ力を、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和とする。
回生ブレーキ力が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、回生ブレーキ力の変化勾配を制限する制限勾配を設定する。
ブレーキ減速中、回生ブレーキ力が増減変化するとき、制限勾配以下であれば回生ブレーキ力の変化勾配を制限せず、制限勾配を超えると回生ブレーキ力の変化勾配を制限勾配とする。
発明の効果
[0007]
このように、メカブレーキ力の応答速度に合わせて回生ブレーキ力を制限し、変化制限がある目標減速駆動力に回生ブレーキ力を協調させることで、ブレーキ減速要求時に回生ブレーキ力が増減変化するとき、運転性の向上を達成することができる。
例えば、「強回生モード」を選択してのブレーキ減速中、車速の低下により回生ブレーキ力が大きく増減変化する。このとき、回生ブレーキ力の変化勾配の最大値が制限勾配に制限される。従って、ブレーキ減速要求時、アクセルOFF時のコースト回生量を拡大した車両において、減速コントロール性の向上を達成することができる。
図面の簡単な説明
[0008]
[図1]実施例1の制御方法及び制御装置が適用されたFFハイブリッド車両(電動車両の一例)を示す全体システム図である。
[図2]弱回生モードを選択したときの車速に対するコースト目標駆動力特性と強回生モードを選択したときの車速に対するコースト目標駆動力特性の一例を示すコースト目標駆動力マップである。
[図3]弱回生モードを選択したときと強回生モードを選択したときのコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキの分担比の比較を示す目標減速駆動力分担比較図である。
[図4]実施例1のFFハイブリッド車両において回生レート制限制御コンセプト構成を示すコンセプトブロック図である。
[図5]実施例1のハイブリッドコントロールモジュールにて減速要求時に実行される回生レート制限制御処理の流れを示すフローチャートである。
[図6]比較例において目標減速駆動力が増大するブレーキ減速シーンで回生ブレーキ力の低下勾配を制限しないときの回生ブレーキ力・メカブレーキ力・目標減速駆動力の各特性を示すタイムチャートである。
[図7]実施例1において目標減速駆動力が増大するシーンで回生ブレーキ力変

Claims (7)

  1. 駆動源にモータ/ジェネレータを有する電動車両の制御方法において、
    ブレーキ減速要求時、目標減速駆動力をコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現し、回生ブレーキ力を、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和とし、
    前記回生ブレーキ力が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、前記回生ブレーキ力の変化勾配を制限する
    ことを特徴とする電動車両の制御方法。
  2. 請求項1に記載された電動車両の制御方法において、
    前記回生ブレーキ力の制限勾配を、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度が成立する最大域の回生ブレーキ力変化勾配値に設定し、
    ブレーキ減速中、車速の低下により前記回生ブレーキ力が増減変化するとき、前記制限勾配以下であれば前記回生ブレーキ力の変化勾配を制限せず、前記制限勾配を超えると前記回生ブレーキ力の変化勾配を前記制限勾配とする
    ことを特徴とする電動車両の制御方法。
  3. 請求項2に記載された電動車両の制御方法において、
    ブレーキ減速中、制動スリップの発生に基づいて前記回生ブレーキ力を低下させる制御が開始されると、前記回生ブレーキ力の低下勾配を前記制限勾配に保つ制御とする
    ことを特徴とする電動車両の制御方法。
  4. 請求項3に記載された電動車両の制御方法において、
    ブレーキ減速中、前記回生ブレーキ力の低下勾配を前記制限勾配に保つ制御が開始されると、制動スリップが収束してもブレーキが解除されるまで、前記制限勾配を保つ制御を継続する
    ことを特徴とする電動車両の制御方法。
  5. 請求項4に記載された電動車両の制御方法において、
    ブレーキ減速中、ブレーキが解除されると、前記制動スリップによる実スリップ率を目標スリップ率に一致させるフィードバック制御により前記回生ブレーキ力を与える
    ことを特徴とする電動車両の制御方法。
  6. 請求項4に記載された電動車両の制御方法において、
    ブレーキ減速中、前記回生ブレーキ力の低下勾配を前記制限勾配に保つ制御の継続中、実スリップ率が、制動スリップ発生判定スリップ率より高く、ABS作動開始スリップ率より低いスリップ率になると、前記回生ブレーキ力をゼロにする制御を行う
    ことを特徴とする電動車両の制御方法。
  7. 駆動源にモータ/ジェネレータを有する電動車両の制御装置において、
    ブレーキ減速要求時、目標減速駆動力をコースト回生・ブレーキ協調回生・メカブレーキにて実現し、回生ブレーキ力を、コースト回生量とブレーキ協調回生量の和とする制動コントローラを設け、
    前記制動コントローラは、前記回生ブレーキ力が増減変化するとき、メカブレーキ力応答速度>回生ブレーキ力変化速度になるように、前記回生ブレーキ力の変化勾配を制限する回生レート制限制御部を有する
    ことを特徴とする電動車両の制御装置。
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JP7326813B2 (ja) * 2019-03-28 2023-08-16 三菱自動車工業株式会社 電動車両の回生制御装置
CN110696812B (zh) * 2019-10-30 2020-12-11 一汽解放青岛汽车有限公司 混合动力汽车防溜坡控制方法、混合动力汽车及存储介质
CN113844423A (zh) * 2021-11-09 2021-12-28 盐城工学院 一种新能源汽车电机制动系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4973119B2 (ja) * 2006-10-20 2012-07-11 日産自動車株式会社 車両の制御装置
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