(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1では、操作部材の操作回数に応じて回生ブレーキ力(回生レベル)を段階的に制御している。ここで、実際の走行で運転手が意図する回生ブレーキ力は様々であり、このような操作部材には、走行状態に応じた操作性が求められる。例えば市街地走行のように運転手の操作負担を軽減したい場合には、少ない操作回数で所定回生レベルに変更可能であることが好ましい。一方、例えばスポーツ走行のようにきめ細かく回生ブレーキ力の切換制御を行いたい場合には、逆に所定回生レベルに変更するための操作回数が多くなることが好ましい。しかしながら、上記特許文献1では、回生ブレーキ力を所定回生レベルにするために必要な操作部材の操作回数は、予め一義的に決められており、運転手側で変更することができないため、このような多様な要求に応じることが難しい。
【0006】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、走行状態に応じた操作性で、回生ブレーキを所定回生レベルに容易に制御可能な回生ブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る回生ブレーキ制御装置は上記課題を解決するために、車輪を駆動する電動機を設定された回生レベルに応じた回生比率に制御して回生ブレーキ力を得る電動車両の回生ブレーキ制御装置において、運転手がステアリングを握った状態での操作により前記回生レベルを設定する回生ブレーキ力設定手段を備え、前記回生ブレーキ力設定手段は、前記回生レベルの初期値から所定回数操作して前記回生比率を最小とする最小回生レベルに移行し、前記回生レベルの初期値から前記所定回数より多く操作して前記回生比率を最大とする最大回生レベルに移行させ、前記回生ブレーキ力設定手段を所定期間操作した場合には、前記回生レベルを
前記初期値に変更する。
【0008】
本発明によれば、運転手がステアリングを握った状態での操作により回生レベルを設定する回生ブレーキ力設定手段を備えることにより、走行状態に応じて運転者の意図に沿った回生ブレーキ力の制御が可能になる。回生ブレーキ力設定手段では回生レベルの初期値から所定回数操作して回生比率を最小とする最小回生レベルに移行し、回生レベルの初期値から所定回数より多く操作して回生比率を最大とする最大回生レベルに移行するため、きめ細やかな回生ブレーキ力の制御が可能になる。また、回生ブレーキ力設定手段を所定期間操作した場合には、回生レベルを
初期値に変更するので、運転手がステアリングを握ったままの状態で
初期値への変更が可能となる。
【0009】
本発明の一態様では、クルーズコントロールスイッチがオンされることにより自動車速制御を実施するクルーズコントロール制御部を備え、前記クルーズコントロール制御部により車間一定制御が実施されている場合は、回生ブレーキ制御手段は、前記回生ブレーキ力設定手段による設定に関わらず前記回生レベルを前記初期値に戻す。
【0010】
この態様によれば、クルーズコントロール制御部により車間一定制御が実施されている場合は、回生ブレーキ制御手段は、回生ブレーキ力設定手段による設定に関わらず回生レベルを初期値に戻すので、車間距離が所定値に維持される。
【0011】
本発明の他の態様では、前記クルーズコントロール制御部により車速一定制御が実施されている場合は、前記回生ブレーキ制御手段は、前記初期値より前記回生比率を弱める設定を禁止する。
【0012】
この態様によれば、クルーズコントロール制御部により車速一定制御が実施されている場合は、回生ブレーキ制御手段は、初期値より回生比率を弱める設定を禁止するので、低速走行時の回生量が所定値以下にならない。
【0013】
本発明の一の態様では、走行モードを切り替え可能なシフトレバーを備え、前記
初期値をあらわす回生レベルは、前記シフトレバーのシフト段Dに相当する。
【0014】
この態様によれば、
初期値をあらわす回生レベルは、前記シフトレバーのシフト段Dに相当するので、回生ブレーキ力設定手段を所定期間操作した場合には、回生レベルがシフトレバーのシフト段Dに相当する回生レベルに変更される。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、運転手がステアリングを握った状態での操作により回生レベルを設定する回生ブレーキ力設定手段を備えることにより、走行状態に応じて運転者の意図に沿った回生ブレーキ力の制御ができる。回生ブレーキ力設定手段では回生レベルの初期値から所定回数操作して回生比率を最小とする最小回生レベルに移行し、回生レベルの初期値から所定回数より多く操作して回生比率を最大とする最大回生レベルに移行するため、きめ細やかな回生ブレーキ力の制御が可能になる。また、回生ブレーキ力設定手段を所定期間操作した場合には、回生レベルを
初期値に変更するので、運転手がステアリングを握ったままの状態で
初期値への変更が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0018】
図1は本実施例に係る回生ブレーキ制御装置が搭載された電動車両(以下、適宜「車両」と称する)の全体構成を示す概略図である。
図1では、走行用動力源として電動機であるフロントモータ1a及びリヤモータ1bがそれぞれフロント側及びリヤ側に設けられている(以下、フロントモータ1a及びリヤモータ1bを総称する場合には「モータ1」と記載する)。車両にはバッテリ2が搭載されており、予め直流電力が充電されている。バッテリ2から放電された電力は、フロントインバータ3a及びリヤインバータ3bで交流変換した後、フロントモータ1a及びリヤモータ1bにそれぞれ供給される。フロントモータ1aから出力された動力はフロントトランスアスクル4aを介してフロント駆動輪5aに伝達され、リヤモータ1bから出力された動力はリヤトランスアスクル4bを介してリヤ駆動輪5bに伝達される。
【0019】
モータ1は車両の減速時や降坂路をアクセルオフで走行する場合に回生駆動され、発電機として機能する。モータ1の回生駆動時にはブレーキフィーリング(回生ブレーキ)を与えられると共に、運動エネルギーをバッテリ2に電気エネルギーとして回収する。モータ1の回生駆動では交流電力が発電され、インバータ3で直流変換された後、バッテリ2に充電される。このように電動車両では、モータ1の回生駆動によって、運動エネルギーを電気エネルギーとしてバッテリ2に回収することでエネルギーの有効利用がなされる。尚、モータ1の回生ブレーキ力の大きさは、後述する回生ブレーキ制御によって段階的に制御可能になっている。
【0020】
このような車両の運転席には運転手の操作によって走行モードを切り換え可能なシフトレバー6(第1の回生ブレーキ力設定手段)が設けられている。
図2は車両の運転席に設けられたシフトレバー6の周辺構成を真上側から示す模式図である。
【0021】
シフトレバー6は初期状態として図示のホームポジションに設定されており、運転手が矢印に沿って前後左右にシフトポジションを変更することにより、対応する走行モードに切り換え可能になっている。ここで、Nポジションは電動機1の動力を駆動輪5に伝達しないニュートラルモードであり、Dポジションは前進走行を行う通常走行モードであり、Rポジションは後退走行を行う後退モードを示している。
【0022】
Dポジションを選択することで通常走行モードにある場合、シフトレバー6をBポジションに操作することによって、モータ1の回生ブレーキ力を段階的にシフトできる。運転手がシフトレバー6をBポジションに操作した後にシフトレバー6を開放すると、シフトレバー6は自動的にホームポジションに復帰するように構成されており、Bポジションへの操作回数に応じて回生ブレーキ力(回生比率)が段階的にシフトするようになっている。
【0023】
シフトレバー6の操作状態は、該シフトレバー6に内蔵されたシフトセンサ及びセレクトセンサ(不図示)によって検出される。シフトセンサはシフトレバーの前後方向(
図2において上下方向)の操作状態を電圧信号として出力し、セレクトセンサはシフトレバーの左右方向の操作状態を電圧信号として出力する。後述するように、車両の制御系は、このようなシフトセンサ及びセレクトセンサから出力された電圧信号を取得することにより、シフトレバー6がどのポジションに操作されたかを把握できるようになっている。
【0024】
図3は車両の運転席に設けられたステアリング9におけるパドルスイッチ10(第2の回生ブレーキ力設定手段)の周辺構成を示す模式図である。パドルスイッチ10は回生ブレーキ力を減少方向に段階的に切り換え可能なパドルプラススイッチ10aと回生ブレーキ力を増加方向に段階的に切り換え可能なパドルマイナススイッチ10bとを備えており、運転手がステアリング9を握った状態で操作可能に構成されている。
【0025】
ここで
図4はシフトレバー6及びパドルスイッチ10によって設定可能な回生ブレーキ力を示す概念図である。ここで、回生ブレーキ力とは回生比率のことであり、回生比率とは一定速度で計測した際の回生量を示す。電動機1の回生ブレーキ力はその大きさによってB0〜B5の6段階のシフト段が設定されている。ここで、それぞれのシフト段を回生レベルとし、シフトレバー6によって設定可能な一連のシフト段をまとめて第1のシフトパターンとし、パドルスイッチ10によって設定可能な一連のシフト段をまとめて第2のシフトパターンとする。回生ブレーキ力はB0からB5に向かうに従って強くなり、運転手の減速フィーリングや回生レベルが増大するようになっている。
【0026】
シフトレバー6によって選択可能な第1のシフトパターンは、シフト段D、B、BLから構成されている。シフト段Dはシフトレバー6をDポジションに操作することによって選択可能であり、回生ブレーキ力は初期値たるB2に相当している。シフト段Bにはシフトレバー6をDポジションからBポジションに一回操作することにより移行し、シフト段Dより回生ブレーキ力が強いB3に設定されている。シフト段BLにはシフトレバー6を更に一回Bポジションに操作することにより移行し、シフト段Bより回生ブレーキ力が強いB5に設定されている。
ここで、B2からB3への回生比率の変化量よりB3からB5への回生比率の変化量の方が大きい。このように、シフトレバー6で設定される回生レベル間における回生比率の変化量を、回生比率が高い回生レベルほど大きく設定することによって、回生量を大きく変更する場合においても、シフトレバー6の操作によって、素早く運転手が望む回生量を得ることができる。
またシフトレバー6はパドルスイッチ10に比べてシフト段数が少なくなっており、所定回生レベルを設定するための操作回数が少なくなるように設定されている。そのため、シフトレバー6ではパドルスイッチ10に比べて同じ回生量を得るためのシフト操作の回数が少なくなるため、少ない操作回数で回生ブレーキ力を容易に増減制御でき、運転手の操作負担の軽減に適している。
【0027】
パドルスイッチ10によって選択可能な第2のシフトパターンは、シフト段BA、BB、BC、BD、BE、BFの回生レベルから構成されており、第1のシフトパターンに比べてシフト段数が多くなっている。シフト段BA、BB、BC、BD、BE、BFはそれぞれ回生ブレーキ力がB0、B1、B2、B3、B4、B5に相当しており、パドルプラススイッチ10a及びパドルマイナススイッチ10bの操作回数に応じて移行できるようになっている。
ここで、B0、B1、B2、B3、B4、B5の各々の回生比率の変化量は等しくしてもよい。このようにパドルスイッチ10によって設定される回生レベル間における回生比率の変化料を等しく設定することによって、段階的に回生量を増減できるので、きめ細やかな回生制御が可能となる。
またパドルスイッチ10はシフトレバー6に比べてシフト段数が多くなっており、所定回生レベルを設定するための操作回数が多くなるように設定されていることからも、きめ細やかな回生ブレーキ力の制御に適している。
【0028】
このように所定回生レベルに設定するための操作回数が異なるシフトレバー6及びパドルスイッチ10を備えることにより、走行状態に応じて運転者の意図に沿った回生ブレーキ力の制御が可能になる。特に、シフトレバー6ではパドルスイッチ10に比べて同じ回生量を得るためのシフト操作の回数が少なくなるため、少ない操作回数で回生ブレーキ力を容易に増減制御でき、運転手の操作負担の軽減に適している。逆に、パドルスイッチ10ではシフトレバー6に比べてシフト操作回数が多く設定されているため、きめ細やかな回生ブレーキ力の制御に適している。
【0029】
このような各シフト段のうち、第1のシフトパターンのBと第2のシフトパターンのBD、及び、第1のシフトパターンのBLと第2のシフトパターンのBFは、回生比率が等しくなる回生レベルを有するシフト段として共有されている。より詳しくは後述するが、これにより、所定回生レベルを設定するための操作回数が異なることで使い勝手の異なるシフトレバー6及びパドルスイッチ10をスムーズに使い分けることができる。その結果、回生ブレーキ力設定手段による回生レベルの切り換えの自由度が上がり、多様な走行パターンに対応することができる。
【0030】
このようなシフトパターンに基づいた回生ブレーキ力の制御は、車両に搭載された回生ブレーキ制御装置にて実施される。
図5は車両に搭載された回生ブレーキ制御装置の構成を機能的に示すブロック図である。
【0031】
シフトレバー6の操作ポジションは、該シフトレバー6に内蔵されたシフトセンサ及びセレクトセンサから出力された電圧信号を、シフトセンサ電圧検知部12及びセレクトセンサ電圧検知部13にて検出し、シフトレバー判定部14にて判定される。一方、パドルプラススイッチ10a及びパドルマイナススイッチ10bの操作は、パドルプラススイッチ検出部15及びパドルマイナススイッチ検出部16によって検出される。
【0032】
シフトポジション判定部17は、シフトレバー判定部14、パドルプラススイッチ検出部15及びパドルマイナススイッチ検出部16のそれぞれの検出結果に基づいて、回生ブレーキ力のシフト段を決定する。具体的には、回生ブレーキ力の初期シフト段(D)を基準として、シフトレバー6のBポジションへの操作回数、並びに、パドルプラススイッチ10a及びパドルマイナススイッチ10bの操作回数に応じて、切り換えるべきシフト段を決定する。
【0033】
シフトポジション判定部17で回生ブレーキのシフト段が決定されると、シフトポジション表示部18はコンビネーションメータ19に決定したシフト段を表示して運転手に報知する。一方、回生ブレーキ制御部20は、シフトポジション判定部17で決定されたシフト段になるように、フロントモータ制御部21及びリヤモータ制御22を介してフロントモータ1a及び1bに命令を行い、回生ブレーキ力を制御する。
【0034】
また車両の運転席には、車速を自動的に制御するクルーズコントロール制御のON/OFFを切り換えるためのクルーズコントロールスイッチ23が設けられている。クルーズコントロール制御部24では、運転手によってクルーズコントロールスイッチ23が操作されたか否かを判定し、その結果に応じてクルーズコントロール制御を実施する。ここでクルーズコントロール制御とは、車速を自動的に制御する自動車速制御であり、例えば車速を所定値に維持するように走行制御を行うクルーズコントロール制御や、レーダ検出した車間距離を所定値に維持するように走行制御を行うレーダクルーズコントロール制御などがある。
【0035】
図6は回生ブレーキ制御装置による回生ブレーキのシフト段の移行を摸式的に示す状態遷移図である。以下では初期状態として、シフトレバー6をDポジションに設定して車両を通常走行させている状態を想定して説明する。尚、
図6では状態遷移図を(a)と(b)に分けて記載しているが、これは図示をわかりやすくする趣旨である。
【0036】
図6ではシフトレバー6によって選択可能な第1のシフトパターンを上段に示し、パドルスイッチ10によって選択可能な第2のシフトパターンを下段に示している。それぞれのシフトパターンに含まれるシフト段には、
図4で説明した名称と、対応する回生ブレーキの大きさを記載している。
【0037】
まず
図6(a)に示すように、シフトレバー6をBポジションに操作すると、シフト段は初期状態DからBに移行し(実線矢印a)、回生ブレーキの強さはB2からB3に増加する。更に、再度シフトレバー6をBポジションに操作すると、シフト段はBからBLに移行し(実線矢印b)、回生ブレーキはB3からB5に増加する。このようにシフトレバー6をBポジションに操作することによって、第1のシフトパターンに沿って回生ブレーキ力を変更できる。特に第1のシフトパターンは第2のシフトパターンに比べてシフト段数が少ないので、広範囲に亘る回生ブレーキ制御を少ない操作負担で行うことができる。
【0038】
尚、シフト段がBLにある状態で再度シフトレバー6をBポジションに操作した場合、回生ブレーキが更に強いシフト段が存在しないため、現状のまま維持される。また、初期状態に比べて回生ブレーキが強化されているB及びBLでは、シフトレバー6をDポジションに操作することにより、初期状態Dに戻せるようになっている(実線矢印c及びd)。
【0039】
シフト段がシフトレバー6によって選択可能なD、B、BLにある場合にパドルスイッチ10を操作すると、第1のシフトパターンから第2のシフトパターンに移行し、隣り合う大きさの回生ブレーキ力を有するシフト段に移行する。具体的に説明すると、シフト段が初期状態Dにある場合にパドルプラススイッチ10aが操作されると、回生ブレーキが一段階弱いBBに移行する(破線矢印e)。一方、シフト段が初期状態Dにある場合にパドルマイナススイッチ10bが操作されると、回生ブレーキが一段階強いBDに移行する(破線矢印f)。
また、シフト段がBにある場合にパドルプラススイッチ10aが操作されると、回生ブレーキが一段階弱いBCに移行する(破線矢印g)。一方、シフト段がBにある場合にパドルマイナススイッチ10bが操作されると、回生ブレーキが一段階強いBEに移行する(破線矢印h)。
また、シフト段がBLにある場合にパドルプラススイッチ10aが操作されると、回生ブレーキが一段階弱いBEに移行する(破線矢印i)。一方、シフト段がBLにある場合にパドルマイナススイッチ10bが操作されると、回生ブレーキが更に強いシフト段が存在しないため、現状のまま維持される。
【0040】
このようにシフト段が第1のシフトパターンにある場合にパドルスイッチ10が操作されると、第2のシフトパターンに移行する。その後、更にパドルスイッチ10が操作されると、その操作に応じて回生ブレーキ力の大きさが隣り合うシフト段に移行する。具体的に言うと、パドルプラススイッチ10aが操作された場合には回生ブレーキが一段階弱い状態に移行し(破線矢印j1〜j5)、パドルマイナススイッチ10bが操作された場合には回生ブレーキが一段階強い状態に移行する(破線矢印k1〜k5)。
【0041】
また第2のシフトパターン上におけるシフト段BA〜BFにおいて、パドルプラススイッチ10aを所定期間ON操作した場合、シフト段は初期状態Dに戻る(一点鎖線l1〜l6)。このようにシフトレバー6を用いることなく、パドルスイッチ10の操作のみによって第2のシフトパターンから初期状態Dに戻せるように構成することで、運転手がステアリング9を握ったままの状態で初期化が可能となる。
【0042】
続いて
図6(b)に示すように、シフト段が第2のシフトパターン上にある場合にシフトレバー6がBポジションに操作された場合、第1のシフトパターン上に移行する。そして第1のシフトパターン上のB及びBLのうち、回生ブレーキ力が現状態より大きく、且つ、現状態の回生ブレーキ力に近い状態に移行する。具体的に言えば、シフト段がBA〜BCにある場合にシフトレバー6をBポジションに操作するとBに移行する(実線矢印m1〜m3)。一方、シフト段がBD〜BEにある場合にシフトレバー6がBポジションに操作されるとBLに移行する(実線矢印n1〜n2)。
尚、シフト段がBFにある場合にシフトレバー6がBポジションに操作しても、回生ブレーキが更に強いシフト段が存在しないため、現状のまま維持される。
【0043】
以上説明したように、本実施例では所定回生レベルに設定するための操作回数が異なるシフトレバー6及びパドルスイッチ10を備えることにより、走行状態に応じて運転者の意図に沿った回生ブレーキ力の制御が可能になる。
【0044】
(第1変形例)
図7は第1変形例の回生ブレーキ制御装置による回生ブレーキのシフト段の移行を摸式的に示す状態遷移図である。第1変形例は運転手によってクルーズコントロールスイッチがONにされることにより、クルーズコントロール制御部24において車速を所定値に維持するようにクルーズコントロール制御を行う点で上記実施例と異なっている。尚、
図7では上記実施例と同様の箇所については共通の符号を使用し、重複する説明は適宜省略することとする。
【0045】
運転手によってクルーズコントロールスイッチ23がONにされると、クルーズコントロール制御部24は車速が設定目標値になるように自動車速制御を行う。このとき回生ブレーキ制御装置は低速走行時の回生量が所定値以下にならないように、初期値(B2)より回生レベルの少ないシフト段BA及びBBへの移行を禁止する。例えば、クルーズコントロールスイッチ23がONされる際に、回生ブレーキのシフト段がBA及びBBにある場合には、回生ブレーキが初期値(B2)であるBCに自動的に移行する(点線矢印o及びp)。また、シフト段がD及びBCにある場合にパドルプラススイッチ10aが操作されると、シフト段がBA及びBBに移行しないようにシフト操作がキャンセルされる(点線矢印q及びr)。
【0046】
(第2変形例)
図8は第2変形例の回生ブレーキ制御装置による回生ブレーキのシフト段の移行を摸式的に示す状態遷移図である。第2変形例は運転手によってクルーズコントロールスイッチがONにされることにより、クルーズコントロール制御部24においてレーダ探知した車間距離を所定値に維持するようにレーダクルーズコントロール制御を行う点で上記実施例と異なっている。尚、
図8では上記実施例と同様の箇所については共通の符号を使用し、重複する説明は適宜省略することとする。
【0047】
運転手によってクルーズコントロールスイッチ23がONにされると、クルーズコントロール制御部24はレーダ探知した車間距離が所定値に維持されるように自動車速制御を行う。このレーダクルーズコントロール制御では、モータ1の回生ブレーキの制御も含めた統括的な制御が行われるため、シフトレバー6やパドルスイッチ10が操作されたとしても、その操作はキャンセルされ、回生ブレーキのシフト段は初期状態Dに戻される(
図8の点線矢印)。