WO2014064730A1 - 電動式乗物の回生ブレーキ制御システム - Google Patents

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turning
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松田　義基
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川崎重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a regenerative brake control system for an electric vehicle using electric energy as a driving power source.
  • a regenerative system in which an electric vehicle that drives driving wheels with an electric motor generates electric power by the rotational force of the driving wheels, and the electric power is sent to a battery or the like for regeneration.
  • a regenerative braking force is applied to the driving wheel by power generation, and a braking force different from a mechanical braking force such as a brake mechanism can be applied to the driving wheel.
  • a regeneration system for example, there is a drive control device as disclosed in Patent Document 1.
  • the regenerative braking force is unique with respect to the rotational force of the drive wheel, the regenerative braking force may be undesirable for the driver.
  • an object of the present invention is to provide a regenerative brake control system for an electric vehicle that can improve the running feeling during turning.
  • a regenerative brake control system includes an electric motor, a detection device that detects a vehicle state, and a regenerative operation according to the vehicle state detected by the detection device. And a control device that sets a target regenerative torque according to the vehicle state if the condition is satisfied, and the control device detects a regenerative braking amount as compared with a non-turning state when the detection device detects a turning state of the vehicle. It is to suppress.
  • the amount of regenerative braking during turning can be suppressed compared to when turning, so that the amount of regenerative braking during turning can be prevented from being excessive, and the adverse effect of regenerative braking on the running feeling can be suppressed. Can do.
  • the regenerative brake control system is used for a vehicle that turns in a posture inclined with respect to a posture during straight traveling.
  • the regenerative braking suppression amount may be changed based on the driving state in the turning state of the vehicle.
  • the regenerative braking suppression amount may be changed based on at least one of a lean angle, a traveling speed, and a turning radius during turning in the turning state of the vehicle.
  • the amount of suppression of regenerative braking is changed according to the lean angle at the time of turning, so that an appropriate amount of regenerative braking is obtained according to the driving state based on the traveling speed at the time of turning based on the inclination of the vehicle body.
  • excessive or insufficient regenerative braking can be suppressed.
  • the lean angle and the turning radius are small, by reducing the amount of suppression, the regenerative braking amount at the low lean angle and the low turning radius can be increased, so that the regenerative braking amount can be prevented from being insufficient.
  • the amount of suppression is increased, so that the amount of regenerative braking at a high lean angle (turning radius) can be reduced, so that the amount of regenerative braking can be prevented from becoming excessive.
  • the amount of suppression when the traveling speed is low the amount of regenerative braking during low-speed traveling can be increased, and the amount of regenerative braking can be prevented from becoming insufficient.
  • the suppression amount when the traveling speed is high it is possible to reduce the regenerative braking amount during high-speed traveling and to prevent the regenerative braking amount from becoming excessive.
  • a limit value of the regenerative braking may be set, and the regenerative braking amount may be suppressed by changing the limit value.
  • the regenerative braking amount during turning and during non-turning can be made the same. It is possible to reduce the uncomfortable feeling given to the driver by reducing the regenerative braking suppression opportunity.
  • the regenerative brake control system further includes a regenerative operation element for operating the regenerative torque of the electric motor, and the control device adjusts the target regenerative torque based on an operation amount of the regenerative operation element.
  • the electric motor may be controlled so as to generate
  • the regenerative amount is adjusted by the regenerative operation element, so that the regenerative braking amount can be increased by the driver's intention.
  • the limit value may not be exceeded even when a regenerative braking increase command is received by the regenerative operation element, or the regenerative operation element may be prioritized and regenerative braking may be performed exceeding the limit value.
  • the regenerative brake control system described above may further include a display unit that displays the regenerative torque generated by the electric motor.
  • the above configuration helps the driver to grasp the regenerative amount, which helps the operation.
  • the display unit in the regenerative brake control system may display that the output of the regenerative torque has reached an allowable limit value.
  • the driver can grasp the limit value of the regenerative torque, which helps the operation.
  • FIG. 1 is a left side view of an electric motorcycle including a regenerative brake control system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the regenerative brake control system which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing the vicinity of the handle of the electric motorcycle of FIG. 1 in an enlarged manner. It is a flowchart which shows the target torque calculation process by the regenerative brake control system of FIG.
  • FIG. 6 is a front view schematically showing the state of the vehicle body of the electric motorcycle during turning.
  • 3 is a graph schematically showing the characteristics of the output torque of the electric motor in the regenerative brake control system of FIG. 2.
  • 3 is a graph schematically showing the characteristics of the output torque of the motor when the regenerative torque is adjusted in the regenerative brake control system of FIG. 2.
  • 3 is a graph showing an output torque characteristic of an electric motor according to a lean angle in the regenerative brake control system of FIG. 2.
  • FIG. 1 is a left side view of the electric motorcycle 1.
  • an electric motorcycle 1 includes a front wheel 2 that is a driven wheel, a rear wheel 3 that is a driving wheel, a vehicle body frame 4 that is disposed between the front wheel 2 and the rear wheel 3, and the electric motorcycle.
  • 1 is an electric motor 5 that is a traveling drive source.
  • the electric motorcycle 1 according to the present embodiment does not include an internal combustion engine, and can run by rotating the rear wheel 3 with the power generated by the electric motor 5.
  • the front wheel 2 is rotatably supported at the lower end of the front fork 6, and the front fork 6 is connected to a bar-type handle 8 via a steering shaft 7.
  • a vehicle speed sensor 44 is provided on the front wheel 2 at the lower end of the front fork 6.
  • the steering shaft 7 is rotatably supported by a head pipe 11, and a main frame 12 is provided on the head pipe 11.
  • a seat rail 16 is provided at the rear end of the main frame 12.
  • a seat 9 for riding a driver is provided on the seat rail 16.
  • the electric motorcycle 1 is a so-called straddle-type vehicle, and the driver sits in a posture straddling the seat 9.
  • the driver straddling the seat 9 places the left leg on the left side of the left pivot frame 14, places the left leg on the left foot step 10, and places the right leg on the right side of the right pivot frame 14. Is placed on the right foot step 10. Since the driver straddles the vehicle body in this way, the vehicle width dimension of the saddle riding type vehicle is small at least around the seat 9.
  • a motorcycle turns by balancing the centripetal force generated by the inclination of the vehicle body with the centrifugal force.
  • the electric motorcycle 1 is equipped with a motor case 18, an inverter case 19, and a battery case 80.
  • the motor case 18 accommodates the electric motor 5
  • the inverter case 19 accommodates electrical components such as the inverter device 20 and an angular velocity sensor 45 provided in the vicinity thereof.
  • the battery case 80 accommodates electrical components.
  • the electric motor 5 operates upon receiving the supply of AC power converted by the inverter device 20 and generates traveling power.
  • the electric motor 5 is an AC motor, for example.
  • the traveling power generated by the electric motor 5 is transmitted to the rear wheel 3 via the power transmission mechanism 17.
  • the electric motor 5 generates electric power by the rotational force transmitted from the rear wheel 3 through the power transmission mechanism 17 during deceleration.
  • the regenerative brake control system 100 includes an electric motor 5 as a driving power source, a battery unit 60 as a power source of the electric motor 5, an inverter device 20, a control device 22 that controls the vehicle, Operating elements 30 to 32 arranged at various places, various sensor groups 40 to 45 for detecting the state of the vehicle, and a display device 50 for displaying a speed display and the like.
  • the battery unit 60 serving as the power source of the electric motor 5 is shown, and the low voltage battery 21 serving as the power source of the control device 22 and other electrical components is omitted.
  • the electric motor 5 is connected to the battery unit 60 through the inverter device 20, and performs a power running operation as an electric motor when the electric motorcycle 1 is accelerated, and performs a regenerative operation as a generator during deceleration.
  • the electric motor 5 operates by receiving the supply of AC power converted by the inverter device 20 and generates traveling power.
  • the traveling power generated by the electric motor 5 is transmitted to the rear wheel 3 via the power transmission mechanism 17.
  • the electric motor 5 outputs a driving torque as a driving force to the driving wheels from its output shaft.
  • the electric motor 5 generates electric power by the rotational force transmitted from the rear wheel 3.
  • the electric power generated by the electric motor 5 is charged into the battery unit 60 via the inverter device 20.
  • the electric motor 5 generates a regenerative torque that serves as a braking force for the rear wheel 3 from its output shaft.
  • the battery unit 60 is connected to the inverter device 20 and has a function of discharging and charging via the inverter device 20.
  • the electric motor 5 is discharged during the power running operation, and is charged during the regenerative operation of the electric motor 5.
  • the control device 22 includes a determination unit 23.
  • the determination unit 23 receives information input from operation elements 30 to 32 provided in various places of the electric motorcycle 1 and other information indicating the state of the vehicle. . Through 45, and based on the received information, it is determined whether or not the regeneration condition is satisfied.
  • the regenerative condition is a variety of conditions relating to the vehicle state for determining whether or not to shift the electric motor 5 to the regenerative operation. Further, in the present embodiment, the determination unit 23 determines whether or not the vehicle of the electric motorcycle 1 is in a turning state when the regenerative condition is satisfied.
  • the control device 22 sets a target torque according to the vehicle state, and when the turning state of the vehicle is detected, the regenerative braking amount is suppressed as compared with the non-turning state.
  • the control device 22 sets a target torque according to the vehicle state, and when the turning state of the vehicle is detected, the regenerative braking amount is suppressed as compared with the non-turning state.
  • the control device 22 includes a calculation unit 24, which is described later based on information indicating the vehicle state detected by the various sensor groups 40 to 45 according to the determination result determined by the determination unit 23.
  • Target torque calculation processing is performed.
  • the target torque is a target value of output torque to be generated by the electric motor 5.
  • the target torque is a positive value, it means a target drive torque for giving a command to the inverter device 20 to shift the electric motor 5 to the power running operation to generate a drive torque, and the target torque is a negative value.
  • it means a target regenerative torque for giving a command to the inverter device 20 to shift the electric motor 5 to a regenerative operation and generating a regenerative torque.
  • the calculation unit 24 determines the target torque using the detected value of the accelerator operation amount and the detected value of the motor rotation number. Then, the determined target torque is given to the motor control unit 25. In addition, the calculation unit 24 sets the target torque to a value that suppresses the regenerative braking amount compared to the non-turning state when the vehicle is in a turning state.
  • the control device 22 includes a motor control unit 25.
  • the motor control unit 25 drives the motor 5 at a variable speed using an inverter device 20 as a power converter, and controls the instantaneous torque of the motor 5 in the variable speed drive. To do. Since variable speed driving of an electric motor using a power converter is well known, it is omitted here.
  • the control device 22 has a storage unit 26, which stores data such as a reference torque, a program, and information indicating the state of the vehicle detected by various sensors.
  • the storage unit 26 may store a target torque value defined by the detected value of the accelerator operation amount and the detected value of the motor rotation number in advance as a torque map.
  • control device 22 is constituted by a processor and an operation program constituting a microcontroller and the like, and each function is realized by executing a predetermined operation program and performing corresponding processing in the processor.
  • the storage unit 26 may be realized by a microcontroller memory or other external memory.
  • the steering wheel 8 which is a steering device, has a pair of left and right grips 36, 30 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the pair of grips 36 and 30 that are gripping portions are formed at the left end portion and the right end portion of the handle 8, respectively.
  • An accelerator grip for inputting an acceleration command (more specifically, a torque command for powering operation) is configured.
  • the accelerator grip 30 is provided with an accelerator grip sensor 40.
  • the accelerator grip sensor 40 accelerates according to an angular displacement amount (hereinafter also simply referred to as “accelerator operation amount”) ⁇ from the reference position of the grip.
  • a command is given to the control device 22.
  • the motor control unit 25 of the control device 22 adjusts the output torque of the electric motor 5 via the inverter device 20 in accordance with this acceleration command.
  • a brake lever 31 is provided in front of the accelerator grip 30.
  • the brake lever 31 is an operator for operating a front wheel brake mechanism (not shown) provided on the front wheel 2.
  • a front wheel brake mechanism (not shown) provided on the front wheel 2.
  • a brake sensor 41 is provided in the brake lever 31 having such a function. The brake sensor 41 detects whether or not the brake lever 31 is operated, and gives a detection result to the control device 22.
  • the regeneration adjusting lever 32 is provided behind the grip 36 on the left side of the handle 8.
  • the regenerative adjustment lever 32 functions as a first operator for adjusting the regenerative torque generated in the electric motor 5 for regenerative operation.
  • the regenerative adjustment lever 32 can be gripped together with the left grip 36 by putting the thumb of the left hand on it.
  • the regenerative adjustment lever 32 is swung back with respect to a predetermined reference position by pushing the thumb on the regenerative adjustment lever 32 to the back. Be able to.
  • the regenerative adjustment lever 32 is given a biasing force to return it to the reference position, and the regenerative adjustment lever 32 returns to the reference position when the driver releases the hand from the regenerative adjustment lever 32 while pushing it back. It has become.
  • the regeneration adjustment lever 32 is provided with a regeneration amount sensor 42 that detects the operation amount of the regeneration adjustment lever 32.
  • the regenerative amount sensor 42 is a position sensor, and the position sensor outputs a regenerative torque adjustment command in accordance with a position (that is, an operation amount) with respect to a predetermined reference position.
  • the regenerative amount sensor 42 is connected to the control device 22 and inputs a regenerative torque adjustment command to the control device 22.
  • the control device 22 adjusts the regenerative braking force of the motor 5 for regenerative operation based on the input regenerative torque adjustment command.
  • the regeneration torque adjustment command is set so that the regeneration torque increases as the operation amount of the adjustment lever 32 increases. As a result, the regeneration torque can be easily adjusted to increase.
  • the electric motorcycle 1 includes a motor rotation speed sensor 43 and a vehicle speed sensor 44 as sensors for detecting other states of the vehicle.
  • the motor rotation speed sensor 43 and the vehicle speed sensor 44 are connected to the control device 22, and the detection result is given to the control device 22.
  • the motor rotation speed sensor 43 detects the rotation speed of the electric motor 5, and the vehicle speed sensor 44 detects the speed of the electric motorcycle 1.
  • the electric motorcycle 1 includes an angular velocity sensor 45 as a sensor for detecting other states of the vehicle.
  • the angular velocity sensor 45 is, for example, a gyro sensor, and passes through the left and right axis C2 in a plane including the front and rear axis C1 and the upper and lower axis C3, and has a predetermined inclination angle ⁇ with respect to the front and rear axis C1.
  • An angular velocity ⁇ around the sensor axis C4 set at the angularly displaced position is detected.
  • the angular velocity sensor 45 is connected to the control device 22 so as to give a detection result to the control device 22.
  • the angular velocity sensor 45 detects a positive acceleration ⁇ .
  • the electric motorcycle 1 includes a display device 50 for displaying a speed display and the like as shown in FIGS.
  • the display device 50 displays the state of the vehicle based on information given from the control device 22.
  • the display panel 51 of the display device 50 is realized as an instrument panel and is disposed in front of the handlebar 8 at the center in the vehicle width direction.
  • the display panel 51 includes a speed display unit 52 that digitally displays the speed of the vehicle, a motor rotation number display unit 53 that displays the rotation number of the electric motor 5, a regenerative torque display unit 54 that displays regenerative torque, and a display unit that displays acceleration torque. 55, a remaining power display unit 56 for displaying the remaining amount of battery, and a regeneration limit display unit 57.
  • the travel mode, gear ratio, travel distance, time, etc. may be displayed.
  • the regenerative torque display unit 54 is configured to display the regenerative torque generated in the electric motor 5 in a bar display.
  • the regenerative torque display unit 54 is not limited to bar display, and may be configured to digitally display numerical values, for example, as long as the driver can confirm the amount of regenerative torque that is generated.
  • the regenerative limit display unit 57 displays that the output of the regenerative torque has reached an allowable limit value separately from the regenerative torque display unit 54.
  • it is configured to display that the limit value has been reached by lighting the lamp.
  • the limit value By displaying the limit value on the regenerative limit display unit 57, it can be recognized that the current regenerative torque amount is the limit value, and it can be determined that generation of a further regenerative braking amount is prohibited.
  • the driver may be notified that the limit value has been reached by changing the color of the regeneration amount display unit 57 or generating a sound. In this way, the driver can grasp the regenerative amount and its limit value, which helps the operation.
  • the handle 8 is provided with a main switch (not shown) for instructing the start and end of power supply to the main electronic components of the electric motorcycle 1.
  • the regenerative brake control system 100 is also activated by the main switch.
  • the main switch for example, is a push button type switch, a rotation type switch such as a key cylinder that rotates by inserting a key, an IC card, and a portable terminal capable of wireless communication. It may be a switch that can be provided.
  • the process of the control apparatus 22 shall be performed sequentially with a predetermined calculation process period.
  • the control device 22 determines whether or not the state of the vehicle that is accelerating or traveling at a constant speed satisfies the regeneration condition by the determination unit 23 (step 1).
  • the regenerative conditions are various conditions relating to the vehicle state for determining whether or not to shift the electric motor 5 to the regenerative operation.
  • the regeneration condition is that the accelerator operation amount is 0 [%] and the traveling speed is 2 [km / h] or more.
  • the determination unit 23 determines whether or not the regeneration condition is satisfied based on input values from the accelerator sensor 40 and the vehicle speed sensor 44.
  • the accelerator operation amount of 0% means that the accelerator grip 30 is not operated, that is, the accelerator grip 30 is within a specified range from the reference position (for example, the angular displacement ⁇ of the grip is 0 deg or more and 1 deg or less). It is assumed that the operation amount has been returned to.
  • the calculation unit 24 uses the calculation unit 24 as a reference for the target torque in order to generate the regeneration torque.
  • a reference regenerative torque Trr is set (step 2). In the present embodiment, it is assumed that the reference regenerative torque is set to a negative value according to the detected values of the motor rotation speed and the accelerator operation amount, and the calculation unit 24 receives input values from the accelerator sensor 40 and the motor rotation speed sensor 43. Is set based on the reference regenerative torque T rr as a reference for the target torque.
  • control device 22 determines whether or not the vehicle is turning by the determination unit 23 (step 3).
  • the determination unit 23 determines whether or not the vehicle is turning based on an input value from the angular velocity sensor 45. If the acceleration ⁇ detected by the angular velocity sensor 45 is a positive value, the determination unit 23 determines that the vehicle is turning.
  • the control apparatus 22 calculates the lean angle (delta) of a vehicle body by the calculating part 24, when the determination part 23 determines with it being in a turning state (step 4).
  • the lean angle ⁇ of the vehicle body is an angle when the vehicle body of the turning electric motorcycle 1 is tilted from the vertical state as shown in FIG. The state is 90 degrees.
  • the calculation unit 24 calculates the lean angle ⁇ of the electric motorcycle 1 based on the angular velocity ⁇ detected by the angular velocity sensor 45, the tilt angle ⁇ of the sensor, and the velocity v detected by the vehicle speed sensor 44. To do.
  • the angular velocity sensor 45 passes through the left and right axis C2 and is angularly displaced by a predetermined inclination angle ⁇ with respect to the front and rear axis C1 on a plane including the front and rear axis C1 and the vertical axis C3 of the vehicle body when traveling straight.
  • the angular velocity ⁇ around the sensor axis C4 set at the position is detected.
  • a known technique can be used as a specific method for calculating the lean angle ⁇ .
  • control device 22 sets the limit value L of the target torque based on the lean angle ⁇ calculated in step 4 by the calculation unit 24 (step 5).
  • the limit value L of the target torque is set such that the regenerative braking amount in the turning state is reduced compared to the regenerative braking amount in the non-turning state.
  • the limit value L changes the amount of suppression of the regenerative braking amount according to the lean angle ⁇ , so that an appropriate regenerative braking amount can be obtained according to the driving state, and excessive or insufficient regenerative braking is achieved. Can be suppressed.
  • the reference regenerative torque Trr is corrected based on the input operation by the adjustment lever 32 (step 6). Specifically, the control device 22 determines whether or not the regeneration adjustment lever 32 is input based on the detection value of the regeneration amount sensor 42 by the determination unit 23. Then, when there is an input operation by the adjustment lever 32, the control device 22 is based on the operation amount of the regeneration adjustment lever 32 by the calculation unit 24, that is, based on the regeneration torque adjustment command detected by the regeneration amount sensor 42. A correction amount of the reference regenerative torque T rr is calculated, and the value of the reference regenerative torque T rr is corrected based on the calculated correction amount. Since the regeneration amount is adjusted by the regeneration adjustment lever 32 as described above, the regenerative braking amount can be increased by the driver's intention.
  • the control device 22 calculates the target torque T rc by the calculation unit 24 (step 7). If the value of the reference regenerative torque T rr is larger than the limit value L of the target torque, the calculation unit 24 sets the reference regenerative torque T rr as the target torque T rc . On the other hand, if the value of the reference regenerative torque T rr is smaller than the limit value L of the target torque, the limit value L of the target torque is set as the target torque T rc . Then, the calculation unit 24 gives the calculated target torque T rc to the motor control unit 25. As a result, the regenerative braking amount can be limited in the turning state compared to the non-turning state.
  • the calculation unit 24 sets the reference regenerative torque T rr as the target torque T rc . This is because the limit value L of the target torque in the non-turning state is set to a value smaller than the value of the reference regenerative torque Trr . Then, the calculation unit 24 gives the target torque T rc to the motor control unit 25. Then, the motor control unit 25 gives a control command based on the target torque T rc to the electric motor 5.
  • the calculation unit 24 sets a reference drive torque T rd as a reference of the target torque according to the vehicle state (step 8).
  • the reference drive torque is set to a positive value in accordance with the detected values of the motor rotation speed and the accelerator operation amount. Based on the above, a reference drive torque that is a reference for the target torque is set.
  • the arithmetic unit 24 the value of the reference drive torque T rd as the target torque T rc, giving the target torque T rc to the motor control unit 25. Thereby, the electric motorcycle 1 continues acceleration or constant speed running.
  • FIG. 6 is a graph schematically showing the output torque characteristics generated by the electric motor 5 in the regenerative brake control system 100.
  • the horizontal axis indicates the motor rotation speed, and the vertical axis indicates the motor output torque.
  • the curve in the region where the output torque is a positive value indicates the characteristics of the output torque of the electric motor 5 during powering operation in correspondence with the accelerator operation amount. These curves show the torque characteristics when the accelerator operation amount is 100%, 90%, 80%, 70%, and 50% in order from the top. Thus, as the accelerator operation amount increases, the drive torque generated by the electric motor 5 during the power running operation increases.
  • the curve in the region where the output torque is negative indicates the characteristics of the output torque of the electric motor 5 during the regenerative operation (accelerator operation amount is 0%).
  • the broken lines indicate the target torque limit values L1 to L5 based on the lean angle ⁇ .
  • L1 indicates the limit value of the target torque when the lean angle ⁇ is 0 degree, that is, in the non-turning state.
  • L2 to L5 indicate the limit values of the target torque when the lean angle ⁇ is 10, 20, 30, and 40 degrees, respectively.
  • the limit value L of the target torque is set so that the absolute value becomes smaller in proportion to the magnitude of the lean angle ⁇ .
  • the regenerative braking limit value for example, when the regenerative braking amount is set to a small value, the regenerative braking amount during turning and during non-turning can be made the same. It is possible to reduce the uncomfortable feeling given to the driver by reducing the regenerative braking suppression opportunity.
  • FIG. 7 is a graph schematically showing the characteristics of the output torque of the motor when the regenerative torque is adjusted by the regenerative adjustment lever 32 in the regenerative brake control system.
  • the curve in the region where the output torque is negative indicates the characteristics of the output torque of the electric motor 5 during the regenerative operation (accelerator operation amount is 0%).
  • the characteristics of the output torque change by operating the regeneration adjustment lever 32 during the regeneration operation.
  • the regenerative torque adjustment command is set so that the regenerative torque increases as the movement amount of the regenerative adjustment lever 32 increases. Therefore, the regenerative torque characteristic is increased by operating the regenerative adjustment lever 32.
  • the regenerative torque is limited so that the limit value L becomes the regenerative torque.
  • the target torque including the operation of the regeneration adjustment lever 32 exceeds the limit value by not exceeding the limit value even if the adjustment command for increasing the regenerative braking by the regeneration adjustment lever 32 is received. Can be prevented, and excessive regenerative braking can be prevented.
  • the regenerative adjustment lever 32 may be prioritized so that regenerative braking is performed beyond the limit value so that the driver's intention is more reflected.
  • the regenerative adjustment lever 32 in this way, even if regenerative braking is suppressed during turning compared to non-turning, the amount of regenerative braking can be approached during non-turning by the driver's operation, and the limit value can be reduced. It is not necessary to set the suppression strictly, and the limit value can be easily set.
  • the lean angle is calculated and the limit value is set based on the lean angle.
  • the limit value (regeneration suppression amount) may be set according to other vehicle conditions. . For example, if it is determined that the vehicle is turning at a high speed, the regenerative braking amount may be reduced. The high-speed turning determination may be made using any one of the traveling speed, the turning radius, and the lean angle, but the determination accuracy can be improved by using a plurality of them. Further, for example, by calculating the limit value based on the vehicle state quantity, for example, by proportional calculation, the regenerative braking quantity can be obtained in more stages, and an appropriate braking quantity can be determined.
  • the limit value may be set based on the change over time of the lean angle, the brake operation amount immediately before turning, and the accelerator operation amount immediately before turning.
  • these changes are large in time, it is preferable to suppress the regenerative braking amount during a turn because the change in the driving state is large.
  • the acceleration change in the deceleration direction immediately before turning is large, the amount of suppression of regenerative braking during turning may be reduced.
  • the limit value of the regenerative braking amount at the time of turning is reduced as compared with that at the time of non-turning.
  • the regenerative braking amount at the time of turning may be suppressed, and other forms are adopted. May be.
  • a regenerative braking amount that is smaller than the non-turning regenerative braking amount may be set. That is, with respect to step S2 in FIG. 5, the reference regenerative torque during turning may be made smaller than during non-turning.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of output torque characteristics of the electric motor according to the lean angle. These curves show the characteristics of the regenerative torque when the lean angle is 0 °, 10 °, and 40 ° in order from the bottom.
  • the reference regenerative torque is set smaller during turning (lean angles 10 °, 40 °) than during non-turning (lean angle 0 °), the characteristics of the regenerative torque generated by the motor also change.
  • the regenerative braking amount at the time of turning may be changed according to the lean angle.
  • the regenerative braking amount during turning may be changed based on the traveling speed and turning radius instead of the lean angle. Thereby, an appropriate regenerative braking amount according to the driving state can be obtained.
  • the turning state is determined by the angular velocity sensor.
  • the present invention is not limited to this, and the turning state may be determined using turning detection means other than the angular velocity sensor.
  • a position sensor and an orientation sensor used for GPS may be used, and a turning state may be detected using a steering angle sensor that detects the amount of angular displacement of the steering wheel. In this way, turning can be determined using various known sensors.
  • the lean angle may be determined using detection means other than the angular velocity sensor. For example, a height sensor may be used, or the lean angle may be calculated from the turning angle and the traveling speed.
  • the regenerative adjustment lever is provided and the target torque value is adjusted by the regenerative lever.
  • a configuration without the adjustment lever may be used.
  • the driver may be able to select whether or not regenerative braking suppression control is necessary. Similarly, the driver may be able to select a regenerative braking suppression level.
  • the reference regenerative torque is set according to the detected values of the motor rotation speed and the accelerator operation amount. You may make it set according to vehicle conditions other than regenerative operation elements, such as not only quantity but gear ratio.
  • the regenerative condition is that the accelerator operation amount is 0 [%] and the traveling speed is 2 [km / h] or more.
  • the accelerator operation amount may be less than a predetermined value other than 0 [%]
  • the traveling speed is not limited to 2 [km / h] or more, and the traveling speed is other predetermined speed. You may make it a condition that it is the above. Moreover, it is good also as conditions on not the driving speed but the motor rotation speed being a predetermined speed.
  • the electric motor 5 is not particularly limited as long as the instantaneous torque can be controlled using the power conversion device.
  • a DC motor may be used.
  • the limit value of the target torque is reduced in proportion to the lean angle in the turning state of the vehicle.
  • the target torque limit value may be decreased in proportion to the travel speed. Even in this case, when the traveling speed of the vehicle at the time of turning is small, the amount of regenerative braking is not so limited, so that it is possible to prevent unwanted regenerative braking.
  • the limit value of the target torque may be determined based on both the lean angle and the traveling speed. In this case, since the limit value can be set based on the turning radius determined by both the vehicle speed and the lean angle, an undesired restriction can be suitably prevented.
  • the electric motorcycle although demonstrated by the electric motorcycle, it is applicable also to electric vehicles other than a two-wheeled vehicle.
  • a four-wheeled vehicle may be used. If the vehicle is turning at an incline, the amount of regenerative braking during turning can be reduced to reduce the effect of regenerative braking on the turning operation.
  • the ring can be prevented from lowering.
  • ATV all terrain vehicle
  • PWC personal watercraft
  • other hybrid vehicles are also applicable.
  • the present invention is useful for improving the running feeling when turning an electric vehicle.

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Abstract

　電動二輪車１の回生ブレーキ制御システム１００は、電動機５と、車両状態を検出するセンサ群４０～４５と、車両状態に応じて回生条件を満足すると車両状態に応じて目標トルクを設定する制御装置２２とを備え、制御装置２２は、車両の旋回状態を検出すると、非旋回状態に比べて回生制動量を抑制する。

Description

電動式乗物の回生ブレーキ制御システム
　本発明は、電気エネルギーを走行動力源とした電動式乗物の回生ブレーキ制御システムに関する。
　電動機によって駆動輪を駆動する電動車両において、駆動輪の回転力により電動機に発電をさせて、その電力をバッテリ等に送って回生する回生システムが知られている。この回生システムでは、発電により駆動輪に回生制動力が働くようになっており、ブレーキ機構のような機械的な制動力と異なる制動力を駆動輪に与えることができる。このような回生システムとして、例えば特許文献１のような駆動制御装置がある。
　特許文献１に記載の駆動制御装置では、駆動輪の回転力に応じた電力を電動機が発電するので、アクセルグリップ等の加速操作子の操作を止めると同時に回生制動力が働く。
特開２００５－１４３２７４号公報
　しかしながら、従来の駆動制御装置では、回生制動力が駆動輪の回転力に対して一意的であるため、運転者にとって不所望な回生制動力となる場合がある。
　また、直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する電動式乗物の場合には旋回の有無に関わらず回生制動量が一定であるので、直進及び旋回の両方を満足しようとすると回生制動の設定が難しく、走行フィーリングに違和感が生じるという課題がある。
　そこで、本発明は、旋回時の走行フィーリングを向上できる電動式乗物の回生ブレーキ制御システムを提供することを目的としている。
　前記の課題を解決するために、本発明のある形態（aspect）に係る回生ブレーキ制御システムは、電動機と、乗物状態を検出する検出装置と、前記検出装置で検出された乗物状態に応じて回生条件を満足すると、前記車両状態に応じて目標回生トルクを設定する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記検出装置が車両の旋回状態を検出すると、非旋回状態に比べて回生制動量を抑制するものである。
　上記構成により、旋回時には、非旋回時に比べて回生制動量が抑えられることで、旋回時における回生制動量が過剰となることを防ぐことができ、回生制動が走行フィーリングに与える悪影響を抑えることができる。
　上記回生ブレーキ制御システムは、直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する乗物に用いられるものである。
　上記構成により、旋回時の回生制動量を抑制することで、回生制動が旋回操作に与える影響を小さくして、旋回時の走行フィーリングの低下を防ぐことができる。傾斜して旋回する乗物として、例えば自動二輪車、ＡＴＶ（全地形対応車）、ＰＷＣ（パーソナルウォータークラフト）等がある。
　上記回生ブレーキ制御システムにおいて、前記乗物の旋回状態では、運転状態に基づいて前記回生制動の抑制量を変化させてもよい。
　上記構成により、運転状態に応じて適切な回生制動量を得ることができ、回生制動の過不足を抑制できる。
　上記回生ブレーキ制御システムにおいて、前記乗物の旋回状態では、旋回時のリーン角度、走行速度、旋回半径の少なくとも一つに基づいて前記回生制動の抑制量を変化させてもよい。
　上記構成により、旋回時のリーン角度等に応じて回生制動の抑制量を変化させることで、車体の傾斜に基づく旋回時の走行速度に基づく、運転状態に応じて適切な回生制動量を得ることができ、回生制動の過不足を抑制できる。例えばリーン角度、旋回半径が小さい場合に抑制量を小さくすることで、低リーン角、低旋回半径での回生制動量を大きくできるので回生制動量が不足することを防ぐことができる。また、リーン角度（旋回半径）が大きい場合に抑制量を大きくすることで、高リーン角（旋回半径）での回生制動量を小さくできるので、回生制動量が過剰となるのを防ぐことができる。同様に走行速度が小さい場合に抑制量を小さくすることで、低速走行時の回生制動量を大きくでき回生制動量が不足するのを防ぐことができる。また、例えば走行速度が大きい場合に抑制量を大きくすることで、高速走行時の回生制動量を小さくでき回生制動量が過剰となることを防ぐことができる。
　上記回生ブレーキ制御システムにおいて、前記回生制動の限界値が設定され、前記限界値を変化させて回生制動量を抑制してもよい。
　上記構成により、回生制動の限界値を変化させることで、例えば回生制動量が小さく設定されている場合には、旋回時と非旋回時との回生制動量を同じにすることができ、旋回時における回生制動の抑制機会を減らして運転者に与える違和感を減らすことができる。
　上記回生ブレーキ制御システムは、前記電動機の回生トルクを操作するための回生操作子を更に備え、前記制御装置は、前記回生操作子での操作量に基づいて前記目標回生トルクを補正した調整回生トルクを発生するように前記電動機を制御してもよい。
　上記構成により、回生操作子で回生量が調整されるので、運転者の意思で回生制動量を大きくすることができる。例えば回生操作子での回生制動の増加指令を受けても限界値を超えないようにしてもよいし、回生操作子を優先させて限界値を超えて回生制動するようにしてもよい。
　上記記載の回生ブレーキ制御システムは、前記電動機が発生した回生トルクを表示する表示部を更に備えてもよい。
　上記構成により、運転者に回生量を把握させることができるので、操作の助けになる。
　上記回生ブレーキ制御システムにおける前記表示部は、前記回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示してもよい。
　上記構成により、回生トルクの限界値を運転者に把握させることができるので、操作の助けになる。
　本発明によれば、旋回時の走行フィーリングを向上することができる電動式乗物の回生ブレーキ制御システムを提供することができる。
本発明の実施形態に係る回生ブレーキ制御システムを備える電動二輪車の左側面図である。 本発明の実施形態に係る回生ブレーキ制御システムの構成を示すブロック図である。 図１の電動二輪車のハンドル付近を拡大して示す拡大平面図である。 図２の回生ブレーキ制御システムによる目標トルク算出処理を示すフローチャートである。 旋回中の電動二輪車の車体の状態を模式的に示した正面図である。 図２の回生ブレーキ制御システムにおける電動機の出力トルクの特性を模式的に示したグラフである。 図２の回生ブレーキ制御システムにおいて回生トルクを調整した場合の電動機の出力トルクの特性を模式的に示したグラフである。 図２の回生ブレーキ制御システムにおいてリーン角度に応じた電動機の出力トルク特性を示すグラフである。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、本発明に係る電動式乗物の実施形態として直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する電動二輪車１を例示する。方向の概念は電動二輪車１の運転者から見る方向を基準とする。なお、以下では全図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、特に言及しない場合にはその重複する説明を省略する。
　図１は、電動二輪車１の左側面図である。図１に示すように、電動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３と、前輪２と後輪３との間に配置される車体フレーム４と、当該電動二輪車１の走行駆動源である電動機５とを備えている。本実施形態に係る電動二輪車１は、内燃機関を備えておらず、電動機５により発生された動力で後輪３を回転駆動することによって走行可能である。
　前輪２は、フロントフォーク６の下端部に回転可能に支持され、フロントフォーク６は、ステアリングシャフト７を介してバー型のハンドル８と連結される。本実施の形態では車速センサ４４がフロントフォーク６の下端部の前輪２に設けられている。ステアリングシャフト７は、ヘッドパイプ１１により回動可能に支持されており、このヘッドパイプ１１には、メインフレーム１２が設けられている。メインフレーム１２の後端部には、シートレール１６が設けられている。このシートレール１６の上に運転者騎乗用のシート９が設けられている。
　電動二輪車１は、いわゆる鞍乗型の乗り物であり、運転者は、シート９に跨った姿勢で着座する。シート９に跨った運転者は、左脚を左側のピボットフレーム１４よりも左側に位置させ左脚を左側のフットステップ１０に置き、右脚を右側のピボットフレーム１４よりも右側に位置させ右脚を右側のフットステップ１０に置く。運転者がこのようにして車体を跨ぐので、鞍乗型の乗り物の車幅寸法は、少なくともシート９周辺において小型である。特に、自動二輪車は、車体の傾斜により生まれる向心力を遠心力とバランスさせることによって旋回する。
　また、電動二輪車１は、モータケース１８、インバータケース１９、及びバッテリケース８０を搭載している。モータケース１８は、電動機５を収容し、インバータケース１９は、インバータ装置２０及びその近傍に設けられた角速度センサ４５をはじめとする電装品を収容している。バッテリケース８０は、電装品を収容している。
　電動機５は、インバータ装置２０により変換された交流電力の供給を受けて動作し、走行動力を発生する。電動機５は、たとえば交流モータである。電動機５により発生された走行動力は、動力伝達機構１７を介して後輪３に伝達される。そして、電動機５は、減速時には、後輪３から動力伝達機構１７を介して伝達された回転力により電力を発生するようになっている。
　次に、電動二輪車１が備える回生ブレーキ制御システム１００の構成について図２を用いて具体的に説明する。
　回生ブレーキ制御システム１００は、図２に示すように、走行用動力源としての電動機５と、電動機５の電源となるバッテリユニット６０と、インバータ装置２０と、車両の制御を司る制御装置２２と、各所に配置された操作子３０～３２と、車両の状態を検出する各種センサ群４０～４５と、速度表示等を表示する表示装置５０とを備える。尚、同図では電動機５の電源となるバッテリユニット６０のみを示し、制御装置２２その他の電装品の電源となる低圧バッテリ２１は省略している。
　電動機５は、インバータ装置２０を介してバッテリユニット６０に接続されており、電動二輪車１の加速時は電動機として力行運転し、減速時は発電機として回生運転する。力行運転では、電動機５はインバータ装置２０により変換された交流電力の供給を受けて動作し、走行動力を発生する。電動機５により発生された走行動力は、動力伝達機構１７を介して後輪３に伝達される。この力行運転では、電動機５はその出力軸から駆動輪に対して駆動力となる駆動トルクを出力する。回生運転では、電動機５は後輪３から伝達された回転力により電力を発生する。電動機５の発電電力はインバータ装置２０を介してバッテリユニット６０に充電される。そして、この回生運転時には、電動機５はその出力軸から後輪３に対して制動力となる回生トルクを発生する。
　バッテリユニット６０は、インバータ装置２０に接続されており、インバータ装置２０を介して放充電する機能を有している。電動機５の力行運転時には放電し、電動機５の回生運転時には充電される。
　制御装置２２は判定部２３を有し、この判定部２３は、電動二輪車１の各所に設けられた操作子３０～３２から入力される情報及びその他の車両の状態を示す情報を種々のセンサ４０～４５を介して受信し、この受信した情報に基づいて回生条件を充足しているか否かを判定するようになっている。本実施の形態では、回生条件とは電動機５を回生運転に移行させるか否かを判定するための車両状態に関する種々の条件とする。更に、本実施の形態では、判定部２３は、回生条件を充足している場合には電動二輪車１の車両が旋回状態か否かを判定する。
　制御装置２２は車両状態に応じて回生条件を満足すると車両状態に応じて目標トルクを設定すると共に、車両の旋回状態を検出すると非旋回状態に比べて回生制動量を抑制する。以下、制御装置２２の具体的な構成について説明する。
　制御装置２２は演算部２４を有し、この演算部２４は、判定部２３が判定した判定結果に応じて、各種センサ群４０～４５で検出された車両の状態を示す情報を基に、後述する目標トルク算出処理を行う。尚、目標トルクとは電動機５に発生させる出力トルクの目標値である。目標トルクが正の値である場合は、インバータ装置２０に指令を与えて電動機５を力行運転に移行させて駆動トルクを発生させための目標駆動トルクを意味するものとし、目標トルクが負の値である場合は、インバータ装置２０に指令を与えて電動機５を回生運転に移行させて回生トルクを発生させるための目標回生トルクを意味するものとする。本実施の形態では、演算部２４はアクセル操作量の検出値、モータ回転数の検出値を用いて目標トルクを決定する。そして、決定した目標トルクをモータ制御部２５に与える。また、演算部２４は、車両が旋回状態である場合には目標トルクを非旋回状態と比べて回生制動量が抑制されるような値に設定する。
　制御装置２２はモータ制御部２５を有し、このモータ制御部２５は、電力変換器としてのインバータ装置２０を用いて電動機５を可変速駆動し、この可変速駆動において電動機５の瞬時トルクを制御する。電力変換器を用いた電動機の可変速駆動は周知であるので、ここでは省略する。
　制御装置２２は記憶部２６を有し、この記憶部２６は、基準トルク、プログラム、種々のセンサにおいて検出された車両の状態を示す情報等のデータを記憶しておく。記憶部２６にはアクセル操作量の検出値、及びモータ回転数の検出値により規定される目標トルクの値をトルクマップとして予め記憶していてもよい。
　また、制御装置２２は、マイクロコントローラ等を構成するプロセッサ及び動作プログラムにより構成され、プロセッサにおいて所定の動作プログラムを実行して対応する処理をおこなうことにより、各機能が実現される。また、記憶部２６は、マイクロコントローラのメモリ、又はその他の外部メモリで実現されてもよい。
　以下では、電動二輪車１に設けられている各種の操作子３０～３２及び各種センサ群４０～４５の構成について、図３も参照しながら説明する。
　操舵装置であるハンドル８は、図３に示すように、左右一対のグリップ３６，３０を有している。把持部である一対のグリップ３６，３０は、図３に示すように、ハンドル８の左側端部及び右側端部に夫々形成されており、そのうち右側のグリップ３０は、後輪３を加速回転させる加速指令（より具体的には力行運転のトルク指令）を入力するためのアクセルグリップを構成している。
　また、アクセルグリップ３０には、アクセルグリップセンサ４０が設けられており、アクセルグリップセンサ４０は、グリップの基準位置からの角変位量（以下、単に「アクセル操作量」ともいう）θに応じた加速指令を制御装置２２に与えるようになっている。制御装置２２のモータ制御部２５は、この加速指令に応じてインバータ装置２０を介して電動機５の出力トルクを調整するようになっている。
　また、アクセルグリップ３０の前方には、ブレーキレバー３１が設けられている。このブレーキレバー３１は、前輪２に設けられている図示しない前輪用ブレーキ機構を作動させるための操作子であり、ブレーキレバー３１を手前に引くことで前輪用ブレーキ機構が作動して前輪２に機械的な制動力が作用する。また、ブレーキレバー３１の変位量を調整することで前輪２に作用する制動力を調整することができる。このような機能を有するブレーキレバー３１には、ブレーキセンサ４１が設けられている。ブレーキセンサ４１は、ブレーキレバー３１の操作の有無を検出するようになっており、検出結果を制御装置２２に与えるようになっている。
　本実施形態では、回生調整レバー３２がハンドル８の左側のグリップ３６の後方に設けられている。回生調整レバー３２は、回生運転の電動機５に発生する回生トルクを調整するための第１の操作子として機能する。回生調整レバー３２は、それに左手の親指を掛けて左側のグリップ３６と一緒に把持でき、回生調整レバー３２に掛けた親指を奥に押すことで所定の基準位置に対して奥側に揺動させることができるようになっている。また、回生調整レバー３２は、基準位置に戻すような付勢力が与えられており、運転者が奥に押した状態で回生調整レバー３２から手を離すと回生調整レバー３２が基準位置に戻るようになっている。
　この回生調整レバー３２には、回生調整レバー３２の操作量を検知する回生量センサ４２が設けられている。回生量センサ４２は、ポジションセンサであり、ポジションセンサは、所定の基準位置に対する位置（即ち、操作量）に応じて回生トルクの調整指令を出力するようになっている。回生量センサ４２は、制御装置２２に接続され、回生トルクの調整指令を制御装置２２に入力するようになっている。制御装置２２は、入力された回生トルクの調整指令に基づいて回生運転の電動機５の回生制動力の調整を行うようになっている。本実施の形態では、回生トルクの調整指令は調整レバー３２の操作量が増えるほど回生トルクが増えるように設定される。これにより、回生トルクを増量調整しやすくすることができる。
　電動二輪車１は、図２に示すように、車両のその他の状態を検出するセンサとしてモータ回転数センサ４３及び車速センサ４４を備えている。そして、モータ回転数センサ４３及び車速センサ４４は制御装置２２にそれぞれ接続されており、検出結果を制御装置２２に与えるようになっている。モータ回転数センサ４３は電動機５の回転数を検出し、車速センサ４４は電動二輪車１の速度を検出する。
　更に、電動二輪車１は、図１及び図２に示すように、車両のその他の状態を検出するセンサとして角速度センサ４５を備えている。角速度センサ４５は、例えばジャイロセンサであって、前後軸心Ｃ１と上下軸心Ｃ３とを含む平面において、左右軸心Ｃ２を通過して、前後軸心Ｃ１に対して予め定められる傾斜角度θだけ角変位した位置に設定されるセンサ軸心Ｃ４回りの角速度ωを検出する。そして、角速度センサ４５は制御装置２２に接続されており、検出結果を制御装置２２に与えるようになっている。電動二輪車１が旋回状態になると角速度センサ４５は正の加速度ωを検出する。
　電動二輪車１は、図２及び図３に示すように、速度表示等を表示するための表示装置５０を備えている。表示装置５０は、制御装置２２から与えられる情報に基づいて、車両の状態を表示する。図３に示すように、表示装置５０の表示パネル５１は、計器盤として実現され、車幅方向中心のハンドルバー８前方に配置される。表示パネル５１は、車両の時速をデジタル表示するスピード表示部５２、電動機５の回転数を表示するモータ回転数表示部５３、回生トルクを表示する回生トルク表示部５４、加速トルクを表示する表示部５５、バッテリの残量を表示する残電力表示部５６、回生限界表示部５７を有している。尚、上記表示以外にもその他、走行モード、ギヤ比、走行距離、時間等を表示してもよい。
　図３に示すように、本実施の形態では、回生トルク表示部５４は、電動機５で発生した回生トルクをバー表示するように構成されている。回生トルク表示部５４は、バー表示に限らず、例えば数値をデジタル表示するように構成されてもよく、発生する回生トルク量を運転者が確認可能に構成されていればよい。
　回生限界表示部５７は、回生トルク表示部５４とは別に回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示する。本実施の形態では、ランプの点灯により限界値に達したことを表示する構成である。回生限界表示部５７で限界値が表示されることで、現在の回生トルク量が限界値であることを認識することができ、さらなる回生制動量の発生が禁止されることを判断することができる。例えば回生量表示部５７の発色を変更する、又は音を発生することにより、限界値に達したことを運転者に報知してもよい。このように、運転者は回生量およびその限界値を把握することができるので、操作の助けになる。
　また、ハンドル８には、電動二輪車１の主要な電子部品への電力供給の開始及び終了を指令するためのメインスイッチ（図示せず）が設けられている。メインスイッチにより回生ブレーキ制御システム１００もまた起動される。メインスイッチは、例えば押しボタン式のスイッチ、キーシリンダ等のようにキーを差し込んで回動させるような回動式のスイッチ、ＩＣカード及び無線通信可能な携帯端末等をかざすことによって開始の指令を与えることができるようなスイッチであってもよい。
　以上のように構成される回生ブレーキ制御システム１００における制御装置２２の目標トルク算出処理について図４のフローチャートを用いて説明する。
　本実施の形態では、電動二輪車１が始動後、加速又は定速走行しており電動機５が力行運転している場合を例にとり説明を行う。尚、制御装置２２の処理は、所定の演算処理周期で逐次実行されるものとする。
　まず、制御装置２２は、判定部２３によって加速又は定速走行中の車両の状態が回生条件を満たすか否かを判定する（ステップ１）。ここで回生条件とは電動機５を回生運転に移行させるか否かを判定するための車両状態に関する種々の条件である。本実施の形態では、アクセル操作量が０［％］であること及び走行速度が２［ｋｍ／ｈ］以上であることを回生条件とする。判定部２３は、アクセルセンサ４０及び車速センサ４４からの入力値に基づいて上記回生条件を満たすか否かを判定する。尚、アクセル操作量が０［％］とは、アクセルグリップ３０が操作されていない状態、すなわち、アクセルグリップ３０が基準位置から規定範囲（例えば、グリップの角変位量θが０ｄｅｇ以上１ｄｅｇ以下）内の操作量まで戻されている状態とする。
　次に、制御装置２２は、判定部２３により回生条件を満たすと判定した場合には、電動機５に回生トルクを発生させるために、演算部２４によって、車両状態に応じて目標トルクの基準となる基準回生トルクＴｒｒを設定する（ステップ２）。本実施の形態では基準回生トルクはモータ回転数およびアクセル操作量の検出値に応じて負の値に設定されるものとし、演算部２４は、アクセルセンサ４０及びモータ回転数センサ４３からの入力値に基づいて目標トルクの基準となる基準回生トルクＴｒｒを設定する。
　更に、制御装置２２は、判定部２３によって車両が旋回状態か否かを判定する（ステップ３）。本実施の形態では、判定部２３は、角速度センサ４５からの入力値に基づいて車両が旋回状態か否かを判定する。判定部２３は、角速度センサ４５で検出した加速度ωが正の値であれば旋回状態であると判定する。
　そして、制御装置２２は、判定部２３が旋回状態であると判定した場合には演算部２４によって、車体のリーン角δを算出する（ステップ４）。ここで車体のリーン角δとは、図５に示すように、旋回中の電動二輪車１の車体を垂直状態から傾けた時の角度であり、垂直に立てた状態を０度、真横に倒した状態を９０度とする。本実施の形態では、演算部２４は、角速度センサ４５により検出された角速度ω、センサの傾斜角度θ、及び車速センサ４４により検出された速度ｖに基づいて、電動二輪車１のリーン角δを算出する。角速度センサ４５は、直進走行における車体の前後軸心Ｃ１と上下軸心Ｃ３とを含む平面において、左右軸心Ｃ２を通過して、前後軸心Ｃ１に対して予め定められる傾斜角度θだけ角変位した位置に設定されるセンサ軸心Ｃ４回りの角速度ωを検出する。尚、リーン角δの具体的な算出方法は、公知の技術を用いることができる。
　更に、制御装置２２は、演算部２４により、ステップ４で算出したリーン角δに基づいて、目標トルクの限界値Ｌを設定する（ステップ５）。本実施の形態では、目標トルクの限界値Ｌは旋回状態の回生制動量が非旋回状態の回生制動量と比べて低減されるような値に設定される。これにより、旋回時には、非旋回時に比べて回生制動量が抑えられることで、旋回時における回生制動量が過剰となることを防ぐことができ、回生制動が走行フィーリングに与える悪影響を抑えることができる。更に、本実施の形態では限界値Ｌは、リーン角δに応じて回生制動量の抑制量が変化するので、運転状態に応じて適切な回生制動量を得ることができ、回生制動の過不足を抑制できる。
　次に、本実施の形態では、調整レバー３２による入力操作に基づいて基準回生トルクＴｒｒを補正する（ステップ６）。具体的には、制御装置２２は、判定部２３によって回生量センサ４２の検出値に基づいて回生調整レバー３２の入力の有無を判定する。そして、制御装置２２は、調整レバー３２による入力操作が有った場合には、演算部２４によって、回生調整レバー３２の操作量、すなわち回生量センサ４２で検出した回生トルクの調整指令に基づいて基準回生トルクＴｒｒの補正量を算出し、算出した補正量に基づいて基準回生トルクＴｒｒの値を補正する。このように回生調整レバー３２により回生量が調整されるので、運転者の意思で回生制動量を大きくすることができる。
　最後に、制御装置２２は、演算部２４により、目標トルクＴｒｃを算出する（ステップ７）。演算部２４は、基準回生トルクＴｒｒの値が目標トルクの限界値Ｌよりも大きければ、基準回生トルクＴｒｒを目標トルクＴｒｃとする。一方、基準回生トルクＴｒｒの値が目標トルクの限界値Ｌよりも小さければ、目標トルクの限界値Ｌを目標トルクＴｒｃとする。そして、演算部２４は、算出した目標トルクＴｒｃをモータ制御部２５に与える。これにより、旋回状態では非旋回状態と比べて回生ブレーキ量を制限することができる。
　また、ステップ３において判定部２３が非旋回状態であると判定した場合には、演算部２４は基準回生トルクＴｒｒを目標トルクＴｒｃとする。非旋回状態における目標トルクの限界値Ｌは基準回生トルクＴｒｒの値よりも小さな値に設定されているからである。そして、演算部２４は、この目標トルクＴｒｃをモータ制御部２５に与える。そして、モータ制御部２５は、目標トルクＴｒｃに基づいた制御指令を電動機５に与える。
　一方、ステップ１において制御装置２２の判定部２３が回生条件を満たさないと判定した場合は、電動機５の力行運転が継続される。この場合は電動機５に駆動トルクを継続して発生させるために、演算部２４によって、車両状態に応じて目標トルクの基準となる基準駆動トルクＴｒｄを設定する（ステップ８）。本実施の形態では基準駆動トルクはモータ回転数およびアクセル操作量の検出値に応じて正の値に設定されるものとし、演算部２４は、アクセルセンサ４０及びモータ回転数センサ４３からの入力値に基づいて目標トルクの基準となる基準駆動トルクを設定する。この場合は、演算部２４によって、基準駆動トルクＴｒｄの値を目標トルクＴｒｃとして、この目標トルクＴｒｃをモータ制御部２５に与える。これにより、電動二輪車１は加速又は定速走行を継続する。
　図６は、回生ブレーキ制御システム１００における電動機５で発生する出力トルク特性を模式的に示したグラフである。横軸はモータ回転数を示し、縦軸はモータの出力トルクを示している。
　出力トルクが正の値の領域の曲線は、力行運転時の電動機５の出力トルクの特性を、アクセル操作量に対応させて示している。これらの曲線は、上から順にアクセル操作量が１００％、９０％、８０％、７０％、５０％の場合のトルク特性を示している。このように、アクセル操作量が大きいほど力行運転時の電動機５で発生する駆動トルクは大きくなっている。
　一方、出力トルクが負の値の領域の曲線は、回生運転時（アクセル操作量が０％）の電動機５の出力トルクの特性を示している。
　破線は、リーン角δに基づいた目標トルクの限界値Ｌ１～Ｌ５をそれぞれ示している。Ｌ１はリーン角δが０度の状態、すなわち非旋回状態のときの目標トルクの限界値を示している。Ｌ２～Ｌ５はリーン角δが１０度、２０度、３０度、４０度のときの目標トルクの限界値をそれぞれ順に示している。このように目標トルクの限界値Ｌはリーン角度δの大きさに比例して絶対値が小さくなるように設定している。これにより、旋回時の車両のリーン角度が小さい場合には回生ブレーキ量があまり制限されないので、不所望な回生ブレーキの制限を防ぐことができる。また、旋回時の車両のリーン角度が大きい場合には回生ブレーキ量の制限量が大きいので、回生制動力が過剰になるのを防ぐことができる。
　このように、回生制動の限界値を変化させることで、例えば回生制動量が小さく設定されている場合には、旋回時と非旋回時との回生制動量を同じにすることができ、旋回時における回生制動の抑制機会を減らして運転者に与える違和感を減らすことができる。
　図７は、回生ブレーキ制御システムにおいて回生調整レバー３２により回生トルクを調整した場合の電動機の出力トルクの特性を模式的に示したグラフである。図７に示すように、出力トルクが負の値の領域の曲線は、回生運転時（アクセル操作量が０％）の電動機５の出力トルクの特性を示している。そして、グラフ中の矢印で示したように、回生運転時において回生調整レバー３２操作により出力トルクの特性が変化する。本実施の形態では、回生トルクの調整指令は回生調整レバー３２の移動量が増えるほど回生トルクが増えるように設定されるので、回生調整レバー３２操作により回生トルクの特性が増加している。その結果、グラフに示すように、回生トルクが限界値Ｌを超えるような場合には、限界値Ｌが回生トルクになるように回生トルクが制限される。
　このように、回生調整レバー３２での回生制動を増加するための調整指令を受けても限界値を超えないようにすることで、回生調整レバー３２操作を含んだ目標トルクが限界値を超えることを防ぐことができ、回生制動が過剰となることを防ぐことができる。
　また、他の形態として、回生調整レバー３２を優先させて限界値を超えて回生制動するようにして、運転者の意図をより反映させるようにしてもよい。このように回生調整レバー３２を用いることで、非旋回時に比べて旋回時に回生制動を抑制するようにしたとしても、運転者の操作で回生制動量を非旋回時に近づけることもでき、制限値の抑制の設定を厳密に行う必要がなくなり、制限値の設定を容易化できる。
　尚、図４のフローチャートのＳ４，Ｓ５では、リーン角を算出し、リーン角に基づいて限界値を設定したが、他の車両状態に応じて限界値（回生抑制量）を設定してもよい。例えば高速旋回時を判断すれば、回生制動量を小さくするようにしてもよい。高速旋回判断については、走行速度、旋回半径、リーン角のうちのいずれか１つを用いて判断してもよいが、それらの複数を用いることで判断精度を向上させることができる。
また、例えば車両状態量に基づいて制限値を演算、例えば比例演算して算出することで、回生制動量をより多段階に求めることができ適切な制動量を決定することができる。車両状態量の他の例としては、リーン角、旋回直前のブレーキ操作量、旋回直前のアクセル操作量の時間変化に基づいて限界値を設定してもよい。それらの変化量の時間変化が大きい場合には、運転状態の変化が大きいことから、旋回時に回生制動量を抑制するようにすることが好ましい。その他、旋回直前の減速方向の加速度変化が大きい場合には、旋回時の回生制動の抑制量を小さくしてもよい。また旋回前の車両状態でスリップが発生しやすい状態であることを判断した場合には（スリップ抑制制御の実績がある場合）、旋回時の回生制動量を抑制するようにすることが好ましい。
　また、上記実施の形態では、非旋回時と比べて旋回時の回生制動量の限界値を低減させるようにしたが、旋回時の回生制動量が抑制されればよく、他の形態を採用してもよい。非旋回の回生制動量に比べて、小さい回生制動量を設定するようにしてもよい。すなわち、図５におけるステップＳ２に関して、非旋回時と比べて旋回時の基準回生トルクを小さくするようにしてもよい。図８は、リーン角度に応じた電動機の出力トルク特性の一例を示すグラフである。これらの曲線は下から順にリーン角度が０°、１０°、４０°の場合の回生トルクの特性を示している。このように非旋回時（リーン角０°）と比べて旋回時（リーン角１０°、４０°）では基準回生トルクが小さく設定されるので、電動機で発生する回生トルクの特性も変化する。
　また上記実施の形態と同様に、リーン角度に応じて旋回時の回生制動量を変化させてもよい。リーン角度が大きい場合に回生制動量を小さくすることで、旋回時における過剰な回生制動を防ぐことができる。更に、上記実施の形態と同様、リーン角度に代えて、走行速度、旋回半径に基づいて、旋回時の回生制動量を変化させてもよい。これによって、運転状態に応じた適切な回生制動量を得ることができる。
　上記実施の形態では、角速度センサにより旋回状態を判断するような構成としたが、これに限られるものではなく、角速度センサ以外の旋回検出手段を用いて旋回状態を判断してもよい。例えばＧＰＳに用いられるような位置センサ、方位センサを用いてもよく、ハンドルの角変位量を検出する操舵角センサを用いて旋回状態を検出してもよい。このように公知の多様なセンサを用いて旋回判断することができる。同様にリーン角を検出するセンサについても、角速度センサ以外の検出手段を用いてリーン角を判断してもよい。例えば高さセンサを用いてもよいし、旋回角度と走行速度とからリーン角を演算してもよい。
　その他、比例値を用いたが、比例でなくてもよい。
　上記実施の形態では、回生調整レバーを備え、回生レバーにより目標トルクの値を調整するような構成としたが、調整レバーを備えない構成でもよい。
　その他、運転者によって回生制動の抑制制御の要否を選択可能な構成であってもよい。同様に運転者によって回生制動の抑制レベルが選択可能な構成であってもよい。
尚、上記実施の形態では基準回生トルクはモータ回転数およびアクセル操作量の検出値に応じて設定されるものとしたが、これに限られるものではなく、基準回生トルクはモータ回転数、アクセル操作量だけでなく、変速比等の回生操作子以外のその他の車両状態に応じて設定するようにしてもよい。
　また、上記実施の形態では、アクセル操作量が０［％］であること及び走行速度が２［ｋｍ／ｈ］以上であることを回生条件としたが、これに限られるものではない。例えば、アクセル操作量が０［％］以外の所定値未満であることを条件にしてもよいし、走行速度は２［ｋｍ／ｈ］以上に限られるものではなく、走行速度がその他の所定速度以上であることを条件にしてもよい。また、走行速度ではなく、モータ回転数が所定速度であることを条件としてもよい。
　また、電動機５は、電力変換装置を用いて瞬時トルクを制御可能なものであれば、特に限定されない。たとえば、ＤＣモータであってもよい。
　上記実施の形態においては、車両の旋回状態では、リーン角度の大きさに比例して目標トルクの限界値を小さくするようにしたが、これに限られるものではない。例えば、走行速度の大きさに比例して目標トルクの限界値を小さくしてもよい。この場合でも旋回時の車両の走行速度が小さい場合には回生ブレーキ量があまり制限されないので、不所望な回生ブレーキの制限を防ぐことができる。また、リーン角度及び走行速度の両方に基づいて、目標トルクの限界値を決定してもよい。この場合には、車速及びリーン角度の両方により決定される旋回半径に基づいて、限界値を設定することができるので、不所望な制限を好適に防ぐことができる。
　尚、上記実施の形態においては、電動二輪車により説明をしたが、二輪車以外の電動式乗物にも適用できる。例えば四輪車であってもよく、傾斜して旋回する乗物であれば、旋回時の回生制動量を抑制することで、回生制動が旋回操作に与える影響を小さくして、旋回時の走行フィーリングの低下を防ぐことができる。例えばＡＴＶ（全地形対応車）、ＰＷＣ（パーソナルウォータークラフト）、その他ハイブリッド車でも適用可能である。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する好適な態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の趣旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明は、電動式乗物の旋回時の走行フィーリングを向上する上で有用である。
　１・・・電動二輪車
　５・・・電動機
　２２・・・制御装置（ＥＣＵ）
　２３・・・判定部
　２４・・・演算部
　２５・・・モータ制御部
　２６・・・記憶部
　４０・・・アクセル操作量センサ
　４２・・・回生操作量センサ
　４３・・・モータ回転数センサ
　４４・・・車速センサ
　４５・・・角速度センサ
　１００・・・回生ブレーキ制御システム

Claims (8)

  1. 　電動機と、
    　乗物状態を検出する検出装置と、
    　前記検出装置で検出された乗物状態に応じて回生条件を満足すると、前記乗物状態に応じて目標回生トルクを設定する制御装置とを備え、
    　前記制御装置は、前記検出装置が乗物の旋回状態を検出すると、非旋回状態に比べて回生制動量を抑制する、回生ブレーキ制御システム。
  2. 　直進走行時の姿勢に対して傾斜した姿勢で旋回する乗物に用いられる、請求項１に記載の回生ブレーキ制御システム。
  3. 　前記乗物の旋回状態では、運転状態に基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１又は２に記載の回生ブレーキ制御システム。
  4. 　前記乗物の旋回状態では、旋回時のリーン角度、走行速度、旋回半径の少なくとも一つに基づいて前記回生制動の抑制量を変化させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
  5. 　前記回生制動の限界値が設定され、前記限界値を変化させて回生制動量を抑制する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
  6. 　前記電動機の回生トルクを操作するための回生操作子を更に備え、
    　前記制御装置は、
    　前記回生操作子での操作量に基づいて前記目標回生トルクを補正した調整回生トルクを発生するように前記電動機を制御する、請求項１乃至５のいずれかに記載の回生ブレーキ制御システム。
  7. 　前記電動機が発生する回生トルクを表示する表示部を更に備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回生ブレーキ制御システム。
  8. 　前記表示部は、前記回生トルクの出力が許容される限界値に達したことを表示する、請求項７に記載の回生ブレーキ制御システム。
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