JP6649605B2 - 車両の回生制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、回生制動量を変更操作可能な車両の回生制御装置に関する。

従来より、電気自動車やハイブリッド車等のように走行駆動用の電動機を備える車両では、車両の減速時や降坂時等に電動機を発電機として用いて、運動エネルギを電気エネルギに変換し車両に搭載されるバッテリを充電する回生制御装置が備えられている。
回生制御装置には、電動機による回生制動量を制御するものがあり、例えばブレーキペダルの操作量に基づいて回生制動量を制御する。

更に、特許文献１では、車両のハンドルに設けられたパドルスイッチやシフトレバーの操作によって、回生ブレーキ力（回生制動量）を段階的に切換え可能となっている。

特開２０１４−１２８０７５号公報

上記特許文献１のように回生制動量が段階的に切換え可能な車両では、切換可能な複数の回生制動量のうちの１つを初期値（ホームポジション)とし、車両電源オン後に自動的に回生制動量がこの初期値に設定されるようにしている。
しかしながら、上記のように回生制動量について初期値が設定された車両では、常に電源オンから回生制動量の設定操作をするまでは強制的に回生制動量がホームポジションに設定されてしまう。したがって、運転者によっては走行開始直後からの回生制動量に違和感を持つ可能性があり、車両電源オン毎に回生制動量の設定操作をしなければならず、煩わしさを与える虞がある。

本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、
走行開始直後から運転者の嗜好に合わせた回生制動量の設定が可能な車両の回生制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の車両の回生制御装置は、車両の走行輪に接続された電動機を車両減速時に駆動させて電力を発生させ回生制動を行なう回生制御装置であって、前記回生制御装置における回生制動量を増減操作する回生量増減操作部と、前記車両の電源オン時に前記回生制動量を所定の起動設定値に自動的に設定する回生制動量起動設定部と、前記回生量増減操作部による所定の操作によって、前記起動設定値を変更する起動設定値変更部と、を備え、前記起動設定値変更部は、現状設定されている前記起動設定値が所定の初期設定値でない場合には、前記所定の操作により前記起動設定値を前記初期設定値に設定し、現状設定されている前記起動設定値が前記初期設定値である場合には、前記所定の操作により前記起動設定値を現状の回生制動量に設定することを特徴とする。

また、好ましくは、前記回生量増減操作部は、前記車両のハンドルに設けられ、前記回生制動量を増加させる増加操作部と前記回生制動量を減少させる減少操作部とを有するパドルスイッチであるとよい。
また、好ましくは、前記起動設定値変更部における前記所定の操作は、前記増加操作部と前記減少操作部の同時操作であるとよい。

本発明によれば、車両の電源オン時に回生制動量が所定の起動設定値に設定されるので、車両の電源オンから回生量増減操作部による操作を行なわずに、回生制動量が常に起動設定値に設定されて車両の走行を開始させることができ、違和感の少ない車両走行が可能となる。
更に、回生量増減操作部による所定の操作によって、この初期設定値を複数の値から切換設定することができるので、車両走行開始直後から運転者の嗜好に合わせた回生制動量に設定することができ、違和感のより少ない車両走行が可能となる。
また、起動設定値を現状の回生制動量に設定することと、起動設定値を初期設定値に設定することとが、回生量増減操作部による同じ所定の操作によって可能であるので、煩雑な操作を回避することができる。

本発明の実施形態に係る回生制御装置を備えた車両の概略構成図である。 車両のシフトレバーの模式図である。 パドルスイッチの配置を示すハンドルの構成図である。 本実施形態の回生制御装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る回生制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の回生制御装置を備えた車両１は、エンジン２（内燃機関）の出力によって前輪３(走行輪)を駆動して走行可能であるとともに、前輪３を駆動する電動のフロントモータ４(電動機)及び後輪５(走行輪)を駆動する電動のリヤモータ６(電動機)を備えた４輪駆動のプラグインハイブリッド車である。

エンジン２は、フロントトランスアクスル７を介して前輪３の駆動軸８を駆動可能であるとともに、フロントトランスアクスル７を介してモータジェネレータ９（回転電機）を駆動して発電させることが可能となっている。また、エンジン２と前輪３とは、フロントトランスアクスル７内に配置されたクラッチ１６を介して接続されている。
フロントモータ４は、フロントコントロールユニット１０を介して、車両１に搭載された駆動用バッテリ１１（電池）及びモータジェネレータ９から高電圧の電力を供給されて駆動し、フロントトランスアクスル７を介して前輪３の駆動軸８を駆動する。

リヤモータ６は、リヤコントロールユニット１２を介して駆動用バッテリ１１から高電圧の電力を供給されて駆動し、リヤトランスアクスル１３を介して後輪５の駆動軸１４を駆動する。
モータジェネレータ９によって発電された電力は、フロントコントロールユニット１０を介して駆動用バッテリ１１を充電可能であるとともに、フロントモータ４及びリヤモータ６に電力を供給可能である。

また、モータジェネレータ９は、フロントコントロールユニット１０によって駆動制御され、駆動用バッテリ１１から電力を供給されて駆動し、エンジン２を始動させるスタータモータとしての機能を有する。
駆動用バッテリ１１は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有している。

フロントコントロールユニット１０は、車両に搭載されたハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号に基づき、フロントモータ４の出力を制御するとともに、モータジェネレータ９の発電量及び出力を制御する機能を有する。
リヤコントロールユニット１２は、ハイブリッドコントロールユニット２０(劣化率検出部)からの制御信号に基づきリヤモータ６の出力を制御する機能を有する。

エンジンコントロールユニット２２は、エンジン２の制御装置であり、ハイブリッドコントロールユニット２０からの制御信号（要求出力）に基づき、エンジン２の駆動制御を行う。
また、車両１には、エンジン２に燃料を供給する燃料を貯留する燃料タンク１７と、駆動用バッテリ１１を外部電源によって充電する図示しない充電機が備えられている。

ハイブリッドコントロールユニット２０は、車両１の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成される。
ハイブリッドコントロールユニット２０の入力側には、フロントコントロールユニット１０、リヤコントロールユニット１２、エンジンコントロールユニット２２が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。

一方、ハイブリッドコントロールユニット２０の出力側には、フロントコントロールユニット１０、リヤコントロールユニット１２、エンジンコントロールユニット２２、フロントトランスアクスル７のクラッチ１６が接続されている。
そして、ハイブリッドコントロールユニット２０は、車両１のアクセル操作情報度等の各種検出量及び各種作動情報に基づいて、車両１の走行駆動に必要とする車両要求出力を演算し、エンジンコントロールユニット２２、フロントコントロールユニット１０、リヤコントロールユニット１２に制御信号を送信して、走行モード（ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモード）の切換え、エンジン２とフロントモータ４とリヤモータ６の出力、モータジェネレータ９の発電電力及び出力、フロントトランスアクスル７におけるクラッチ１６の断接を制御する。

更に、本実施形態の車両１は、車両減速時においてフロントモータ４、リヤモータ６を強制駆動して発電させる回生が可能であり、このフロントモータ４、リヤモータ６による発電によって、前輪及び後輪に制動力を付与させること(回生制動)が可能となっている。ハイブリッドコントロールユニット２０は、フロントコントロールユニット１０及びリヤコントロールユニット１２を介し、車両減速時においてフロントモータ４、リヤモータ６の強制駆動による発電量を制御して回生ブレーキ力（回生制動量）を制御する機能を有している。

図２は、車両のシフトレバー３０の模式図である。
図２に示すように、車両には、走行モードを切換えるシフトレバー３０が設けられている。
シフトレバー３０は、非操作状態で図２に示すようなホームポジションに位置する。そして、運転者により、シフトレバー３０を前後、左右に移動させることで、走行モードを、通常走行をするドライブモード（Ｄ）、エンジン２から前輪３への動力伝達を行なわないニュートラルモード（Ｎ）、車両を後退走行させるリバースモード（Ｒ）、ドライブモードよりも制動力を大きく付与させるブレーキモード（Ｂ）に切換え可能となっている。

シフトレバー３０の操作は、シフトセンサ３１及びセレクトセンサ３２によって検出される。シフトセンサ３１は、シフトレバー３０の前後方向の操作状態を検出する。セレクトセンサ３２は、シフトレバー３０の左右方向の操作状態を検出する。
図３は、パドルスイッチ３５の配置を示すハンドルの構成図である。
図３に示すように、車両のハンドル３６には、パドルスイッチ３５（回生量増減操作部）が設けられている。パドルスイッチ３５は、回生ブレーキ力を段階的に増加させるパドルプラススイッチ３７（増加操作部）と、回生ブレーキ力を段階的に低下させるパドルマイナススイッチ３８（減少操作部）の２つのモーメンタリスイッチにより構成されており、例えばパドルプラススイッチ３７はハンドル３６の内側の右側に、パドルマイナススイッチ３８はハンドル３６の内側の左側に設けられている。パドルプラススイッチ３７及びパドルマイナススイッチ３８は、運転者がハンドル３６を握った状態で夫々操作可能に配置されている。

パドルスイッチ３５によって変更設定される回生ブレーキ力は、Ｂ０からＢ５までの６段階に切換え可能である。例えば、Ｂ０を回生ブレーキ力０とし、Ｂ１からＢ５に向かうに従って回生ブレーキ力が大きく設定される。
図４は、車両の回生ブレーキ力の制御を行なう回生制御装置４０の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、回生制御装置４０は、ハイブリッドコントロールユニット２０に備えられた回生制御部４１を含んで構成されている。
回生制御部４１には、シフトセンサ電圧検出部４２、セレクトセンサ電圧検出部４３、パドルプラススイッチ検出部４４、パドルマイナススイッチ検出部４５、シフトレバー位置判定部４６、シフトポジション判定部４７、シフトポジション表示部４８、回生ブレーキ制御部４９が備えられている。

回生制御部４１には、シフトセンサ３１及びセレクトセンサ３２、パドルプラススイッチ３７、パドルマイナススイッチ３８からの出力信号を入力し、コンビネーションメータ５０、フロントコントロールユニット１０、リヤコントロールユニット１２に制御信号を出力する。
シフトレバー３０の操作ポジションは、該シフトレバー３０に内蔵されたシフトセンサ３１及びセレクトセンサ３２から出力された電圧信号を、シフトセンサ電圧検出部４２及びセレクトセンサ電圧検出部４３にて検出し、シフトレバー位置判定部４６にて判定される。一方、パドルプラススイッチ３７及びパドルマイナススイッチ３８の操作は、パドルプラススイッチ検出部４４及びパドルマイナススイッチ検出部４５によって検出される。

シフトポジション判定部４７は、シフトレバー位置判定部４６、パドルプラススイッチ検出部４４及びパドルマイナススイッチ検出部４５のそれぞれの検出結果に基づいて、シフトレバー３０のシフト段及び回生ブレーキ力を決定する。回生ブレーキ力は、具体的には、回生ブレーキ力の起動設定値を基準として、シフトレバー３０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３７及びパドルマイナススイッチ３８の操作回数に応じて、Ｂ０からＢ５のうちから選択される。

シフトポジション判定部４７でシフト段が決定されると、シフトポジション表示部４８はコンビネーションメータ５０に決定したシフト段及びＢ０からＢ５の回生ブレーキ力を表示して運転手に報知する。一方、回生ブレーキ制御部４９は、シフトポジション判定部４７で選択された回生ブレーキ力になるように、フロントコントロールユニット１０及びリヤコントロールユニット１２を介してフロントモータ４及び６に命令を行い、回生ブレーキ力を制御する。

即ち、本実施形態の車両１では、シフトレバー３０及びパドルスイッチ３５の両方で、回生ブレーキ力の増減操作が可能となっている。なお、本実施形態では、シフトレバー３０の操作によって回生ブレーキ力を、Ｂ０からＢ５の計６段のうち、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５のみ選択可能となっており、パドルスイッチ３５ではＢ０からＢ５の全てを選択可能となっている。

更に、本実施形態では、シフトポジション判定部４７は、回生制動量起動設定部４７ａ及び起動設定値変更部４７ｂを備えている。
回生制動量起動設定部４７ａは、車両電源オン時に、自動的に回生ブレーキ力を起動設定値Ｂaに設定する。この起動設定値Ｂaは、出荷時やメンテナンス後等の初期状態では初期設定値であるＢ２に設定されている。なお、Ｂ２はエンジンブレーキ相当の制動力が発生する回生ブレーキ力に設定すればよい。

起動設定値変更部４７ｂは、パドルスイッチ３５の操作により、起動設定値Ｂaを変更する。詳しくは、起動設定値変更部４７ｂは、パドルプラススイッチ３７及びパドルマイナススイッチ３８の両方を所定時間（例えば数秒）以上同時操作した際に、現状の回生ブレーキ力の設定（Ｂ０〜Ｂ５）と起動設定値Ｂaとを比較する。そして、現状の設定と起動設定値Ｂaとが異なる場合には、起動設定値Ｂaを現状の設定と同一にし、現状の設定と起動設定値Ｂaとが同一である場合には、起動設定値Ｂaを初期設定値、即ちＢ２に設定（解除）する。

以上のように、本実施形態では、パドルスイッチ３５の操作によって、回生ブレーキ力を増加側及び減少側に段階的に変化させることができる。そして、車両の電源オン時には、回生ブレーキ力があらかじめ設定された所定の起動設定値Ｂaに設定されるので、車両の電源オンからパドルスイッチ３５による操作を行なわない状態で一定の回生ブレーキ力となり、違和感の少ない車両走行が可能となる。

更に、パドルスイッチ３５を所定操作（パドルプラススイッチ３７及びパドルマイナススイッチ３８を所定時間（例えば数秒）以上同時操作）することで、起動設定値Ｂaを初期設定値（Ｂ2）以外の回生ブレーキ力に設定することができる。これにより、車両走行開始直後における回生ブレーキ力を運転者の嗜好に合わせたものにすることができ、違和感のより少ない車両走行が可能となる。

また、起動設定値Ｂaの切換設定をパドルスイッチ３５によって行なうので、ハンドル３６から手を離さずに切換設定が可能となり、操作性及び安全性を向上させることができる。また、既存のスイッチである回生ブレーキ力の増減操作用のパドルスイッチ３５を利用して起動設定値Ｂaの切換設定を行なうので、部品コストの増加を抑えることができる。起動設定値Ｂaの切換設定をする際のパドルスイッチ３５の操作は、パドルプラススイッチ３７及びパドルマイナススイッチ３８の両方を同時に所定時間以上操作する所定の操作を行なうことであるので、車両走行中でも操作し易く、かつ回生ブレーキ力の増減操作と起動設定値Ｂaの切換操作とを間違え難くすることができる。

また、起動設定値Ｂaの設定及び解除を同じ所定の操作によって行うので、煩雑な操作を回避することができる。この所定の操作をすることで、現状の回生ブレーキ力の設定と起動設定値Ｂaとの比較によって、起動設定値Ｂaの設定及び解除を自動的に行なうので、同一の操作で起動設定値Ｂaの設定及び解除を適切に実行することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではない。例えば上記実施形態では、起動設定値Ｂaの設定及び解除を、同一の所定の操作によって行うが、異なる操作にしてもよい。これにより、例えば起動設定値Ｂaを初期設定値Ｂ2以外から他の初期設定値以外に直接設定することができる。また、起動設定値Ｂaの設定及び解除を、上記実施形態以外の操作にしてもよい。

また、上記実施形態では、パドルスイッチ３５によって回生ブレーキ力を段階的に切換え可能であるが、連続的に切換可能なものでもよい。
また、上記実施形態では、シフトレバー３０とパドルスイッチ３５の両方で回生ブレーキ力の変更が可能であるが、何れか一方、あるいは他の操作装置で行なうものでもよい。
また、上記実施形態の車両は、車両走行用の駆動源及び回生用の発電機として、フロントモータ４とリヤモータ６の２つを有するハイブリッド車であるが、フロントモータ４及びリヤモータ６のいずれか１つのモータにより走行駆動及び回生が可能な車両でも本発明を適用することができ、更には他の方式のハイブリッド車あるいは電気自動車であっても、回生可能な車両に対して本発明を広く適用可能である。

４ フロントモータ(電動機)
６ リヤモータ（電動機）
３５ パドルスイッチ（回生量増減操作部）
３７ パドルプラススイッチ（増加操作部）
３８ パドルマイナススイッチ（減少操作部）
４０ 回生制御装置
４１ 回生制御部
４７ａ 回生制動量起動設定部
４７ｂ 起動設定値変更部

Claims (3)

1. 車両の走行輪に接続された電動機を車両減速時に駆動させて電力を発生させ回生制動を行なう回生制御装置であって、
   前記回生制御装置における回生制動量を増減操作する回生量増減操作部と、
   前記車両の電源オン時に前記回生制動量を所定の起動設定値に自動的に設定する回生制動量起動設定部と、
   前記回生量増減操作部による所定の操作によって、前記起動設定値を変更する起動設定値変更部と、を備え、
   前記起動設定値変更部は、現状設定されている前記起動設定値が所定の初期設定値でない場合には、前記所定の操作により前記起動設定値を前記初期設定値に設定し、現状設定されている前記起動設定値が前記初期設定値である場合には、前記所定の操作により前記起動設定値を現状の回生制動量に設定することを特徴とする車両の回生制御装置。
2. 前記回生量増減操作部は、前記車両のハンドルに設けられ、前記回生制動量を増加させる増加操作部と前記回生制動量を減少させる減少操作部とを有するパドルスイッチであることを特徴とする請求項１の車両の回生制御装置。
3. 前記起動設定値変更部における前記所定の操作は、前記増加操作部と前記減少操作部の同時操作であることを特徴とする請求項２に記載の車両の回生制御装置。

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