JP6610969B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用制御装置に関し、特に非力行時に発電して回生制動力を発生可能なモータと、このモータで発生された電力を充電可能なバッテリとを備えた車両用制御装置に関する。

従来より、バッテリの電力により駆動力を発生するモータジェネレータ（以下、モータと略す）と、エンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車が知られている。
このハイブリッド自動車は、非力行時（車両減速時や車輪スリップ時）に、モータを発電機として作動させると共に、車輪の回転（運動）エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに蓄える回生を行うことにより、エネルギーの効率的利用を図っている。

車両の非力行時、車輪によるモータの回転に伴って、回転速度に比例した誘起電圧がモータの各巻線に発生する。この誘起電圧に基づいてモータに逆トルクが発生し、この逆トルクによる制動力が車輪に付与される。これが回生制動力である。
そこで、車両減速時において、乗員がブレーキペダルを踏込操作したとき、ブレーキペダルに連動した摩擦制動手段による摩擦制動力に加え、モータを回転させることによって生じる逆トルク（抵抗）を回生制動力として車輪に作用させることにより、省エネと制動性とを両立している。

特許文献１の車両の制御装置は、走行予定経路におけるバッテリの充電率（残容量）を表すＳＯＣを予測するＳＯＣ予測部と、ＳＯＣに応じて放電増加制御を実行する放電制御部とを備え、放電制御部が、ＥＶ走行を行うＥＶ放電増加制御を実行可能な場合、エンジンとモータ併用走行を行うアシスト放電増加制御よりもＥＶ放電増加制御を実施している。
特許文献２のバッテリの残容量監視装置は、残容量を初期容量から放電電流の積算値を減算して把握する残容量把握手段と、バッテリの温度及び出力電力に応じて残容量を補正する残容量補正手段とを有し、残容量補正手段は、出力電力が大きい程、また、バッテリの温度が低い程、残容量が小さくなるように補正を行っている。

一般に、回生により変換された電気エネルギーを蓄えるバッテリとして、二次電池の中でも高電圧で高エネルギー密度等の特性を備えたリチウムイオンバッテリが使用に供されている。このリチウムイオンバッテリでは、電解液中の化学種及びその組成は変化せず、電極活物質の間でリチウムイオンの遣り取りを行っている。
具体的には、正極にコバルト酸リチウム、負極に炭素材料を用い、充電時、正極からリチウムが電解液中にイオンとして放出され、電解液中のリチウムイオンがリチウムとして負極に挿入されている。反対に、放電時は、負極からリチウムが電解液中にイオンとして放出され、電解液中のリチウムイオンがリチウムとして正極に挿入される。

特開２０１７−１０５２６５号公報 特開平０７−０５５９０３号公報

車両の走行状態は、電力消費率、所謂電費（ｋｍ／ｋＷｈ）重視に適した走行環境、或いは電費よりも制動性（走行性）重視に適した走行環境等に多大な影響を受けることから、乗員の車両に対する性能要求も種々の走行環境毎に変化している。
そこで、要求された制動力全体に占める回生制動力の割合、所謂目標回生量が異なる複数の回生レベルを設定し、これら複数の回生レベルから特定の回生レベルを要求に合わせて選択可能に構成することが考えられる。
しかし、複数の回生レベルを設定可能に構成した場合、外気温、特にバッテリ温度の違いによって、乗員が回生レベル切替時において違和感を覚える虞がある。

リチウムイオンバッテリは、高電圧で高エネルギー密度等の特性を備えていることから、バッテリ自体の異常発熱や急激な劣化について留意する必要がある。
それ故、安全性の観点から、バッテリ内の電圧が予め設定された上限電圧を超えたとき、保護回路として、バッテリ内の電流回路を遮断する電流遮断ディバイスが設けられている。
一方、バッテリにおける内部抵抗は、イオンの泳動過程による抵抗と拡散過程による抵抗とからなり、バッテリ内の絶対温度に依存している（アレニウスの法則）。
バッテリ温度が低下した場合、内部抵抗が増加するため、低温時の電圧低下率は常温時の電圧低下率よりも大きくなる。また、図１１に示すように、同様の条件であれば、回生によって発生された電力をバッテリに充電する際、低温時の電圧増加率は常温時の電圧増加率よりも大きくなる。

図１２（ａ）のグラフに示すように、レベル１からレベル３まで順に大きくなる目標回生量を設定し、これら回生レベルを選択可能に構成した場合、乗員は選択したレベルに応じて回生制動力とバッテリに充電される電力とを確保し、それらを知覚することができる。
しかし、外気温度が低い場合、前述したように、バッテリ温度の低下に伴って回生による電圧増加率が増加する。
図１２（ｂ）のグラフに示すように、回生による電圧増加率が増加した場合、バッテリに予め設定された上限電圧に対応した回生量が低下し、レベル３において本来得ることが可能である回生量ΔＲが電流回路の遮断によって確保することができない。
しかも、常温において、レベル３からレベル２に切替操作すると、乗員は、切替操作に応じた回生制動力と充電量の差を感覚として知覚できるものの、低温下においてレベル３からレベル２に切替操作した場合、常温時に比べてレベル３とレベル２との両レベル間の目標回生量に差が殆ど存在しておらず、乗員が違和感を覚える虞がある。

本発明の目的は、回生レベル切替時に伴う違和感を解消可能な車両用制御装置等を提供することである。

請求項１の車両用制御装置は、非力行時に発電して回生制動力を発生可能なモータと、このモータで発生された電力を充電可能なバッテリと、目標回生量を用いて前記モータを制御する制御手段とを備えた車両用制御装置において、乗員による手動切替によって異なる複数の回生レベルから特定の回生レベルを設定可能な回生レベル設定手段と、前記バッテリの温度を検出可能なバッテリ温度検出手段とを有し、前記制御手段は、前記回生レベル設定手段によって設定された回生レベルに初期目標回生量を割り付けて目標回生量を設定すると共に、前記バッテリ温度が低いとき、前記回生レベルに割り付けられた前記初期目標回生量を常温のときに比べて低く設定し且つ前記複数の回生レベルにおける前記初期目標回生量の減少割合が略等しくなるように前記初期目標回生量を設定することを特徴としている。

この車両用制御装置では、乗員による手動切替によって異なる複数の回生レベルから特定の回生レベルを設定可能な回生レベル設定手段を有するため、回生レベルを走行環境に合わせて設定でき、回生レベル設定により回生に伴う制動特性及び充電特性を確保することができる。
バッテリの温度を検出可能なバッテリ温度検出手段を有し、前記制御手段は、前記回生レベル設定手段によって設定された回生レベルに初期目標回生量を割り付けて目標回生量を設定すると共に、前記バッテリ温度が低いとき、前記回生レベルに割り付けられた前記初期目標回生量を常温のときに比べて低く設定し且つ前記複数の回生レベルにおける前記初期目標回生量の減少割合が略等しくなるように前記初期目標回生量を設定するため、バッテリ温度に拘らず回生レベル間の目標回生量に係る比率等対応関係を維持することができる。また、回生レベル切替に伴う回生量の変化傾向をバッテリ温度に拘らず維持することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御手段は、前記バッテリが上限電圧に達したとき、前記モータによる回生制動を禁止することを特徴としている。
この構成によれば、バッテリの異常発熱や急激な劣化を確実に防止することができ、より高い安全性を確保することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記回生レベル設定手段は、乗員が複数の回生レベルから特定の回生レベルを選択可能に構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、乗員が要求する回生レベルを容易に設定することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記制御手段は、少なくとも前記バッテリに充電されている電力に基づき車両が走行可能な残走行距離を演算する残走行距離演算手段と、前記バッテリの電力消費に関連する指標に基づき乗員による前記バッテリの電力消費傾向を運転負荷として算出する運転負荷算出手段とを有し、前記残走行距離演算手段が、前記運転負荷と前記バッテリの内部抵抗の少なくとも１つが高い高負荷状態のとき、前記高負荷状態以外の状態のときに比べて前記残走行距離を短くなるように演算すると共に演算された前記残走行距離を表示手段に表示させることを特徴としている。
この構成によれば、運転負荷と前記バッテリの内部抵抗の少なくとも１つが高い高負荷状態のとき、乗員による運転をバッテリの電力消費を向上させる運転に誘導することができ、電力消費改善を図ることができる。

本発明の車両用制御装置によれば、回生レベルを切替可能にしつつ、バッテリ温度に拘らず回生レベル切替時に伴う違和感を解消することができる。

実施例１に係る車両用制御装置の機能ブロック図である。 第１ＥＣＵ及び第２ＥＣＵのブロック図である。 ストロークと踏力との関係を示す踏力特性のマップである。 踏力と減速度との関係を示す制動特性のマップである。 常温及び低温における回生レベルと初期目標回生量との関係を示すグラフである。 高ＳＯＣ及び低ＳＯＣにおける目標回生量の補正傾向を示すグラフである。 残走行距離係数を示す表である。 回生量制御処理手順を示すフローチャートである。 中間目標回生量調整処理手順を示すフローチャートである。 残走行距離表示処理手順を示すフローチャートである。 常温及び低温におけるバッテリの電流と電圧との関係を示すグラフである。 常温及び低温における回生レベルと目標回生量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両の制御装置に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。

以下、本発明の実施例１について図１〜図１０に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例に係る車両Ｖは、車両Ｖの停止性能に係る制動力を制御可能な制動機構Ｂと、車両Ｖの走行性能に係る駆動力を制御可能なパワートレイン機構Ｐと、乗員が操作可能なインプットディバイスであるブレーキペダル１と、アウトプットディバイスである前後左右の車輪２と、充放電可能な車両主電源である第１バッテリ３と、充放電可能な二次電池である第２バッテリ４と、制動時の回生レベル（レベル１〜３）を手動切替可能な切替スイッチ５等を備えている。

まず、制動機構Ｂについて説明する。
制動機構Ｂは、ブレーキペダル１に対してペダルストローク（以下、ストロークと略す。）Ｓｔに応じた反力を付与するストロークシミュレータ６と、電動ブレーキブースタ（以下、電動ブースタと略す。）７と、ブレーキペダル１のストロークＳｔに応じたブレーキ液圧を生成可能なマスタシリンダ（図示略）と、このマスタシリンダ及び電動ブースタ７により発生されたブレーキ液圧によって車両Ｖの４つの前後左右輪２の回転を摩擦制動力を作用させて夫々制動するホイールシリンダ８（摩擦制動手段）と、電動ブースタ７を制御可能な第１ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０等を備えている。

ストロークシミュレータ６は、消費油量をシミュレートしてマスタシリンダから圧送されたブレーキ液圧を吸収して消費すると共に、乗員がブレーキペダル１を踏込又は踏戻操作したとき、ブレーキペダル１を介して予め設定された特性の操作反力を乗員に対して作用させるように構成されている。
このストロークシミュレータ６は、例えば、シリンダと、このシリンダ内に摺動自在なピストンと、ピストンを付勢する付勢手段等によって形成され（何れも図示略）、ブレーキペダル１の操作に伴う制御用ブレーキ液圧に基づき乗員に付与する操作反力（踏力）を調整している。

電動ブースタ７は、リザーバタンクに接続され、電動モータと、油圧ポンプ（何れも図示略）等によって構成されている。
電動ブースタ７は、開閉可能な電磁弁からなる第１電磁弁（図示略）を介して２つのホイールシリンダ８に連通され、開閉可能な電磁弁からなる第２電磁弁（図示略）を介して残り２つのホイールシリンダ８に連通されている。第１，第２電磁弁は、通電時、開作動されている。これにより、電動ブースタ７が正常時、各ホイールシリンダ８に対して電動ブースタ７から倍力比２倍以上のブレーキ液圧が供給され、電動ブースタ７が異常時、各ホイールシリンダ８に対してマスタシリンダから直接的に、例えば１倍のブレーキ液圧が供給されている。

第１ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭと、ＲＡＭと、イン側インタフェースと、アウト側インタフェース等によって構成され、ブレーキペダル１のストロークＳｔを検出するストロークセンサ９から検出信号を入力している。ＲＯＭには、踏力及び制動力を制御するための種々のプログラムやデータ及びマップ等が格納され、ＲＡＭには、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
図２に示すように、第１ＥＣＵ１０は、操作反力設定部１１と、減速度設定部１２等を備えている。

操作反力設定部１１は、踏力特性マップＭ１を有している。
図３に示すように、マップＭ１は、所定の関数、例えば、対数関数によって規定されている。
次式に示すように、乗員の感覚の強さは刺激の強さの対数に比例している（ウェーバー・フェヒナーの法則）。
Ａ＝ｋｌｏｇＢ＋Ｋ
尚、Ａは感覚量、Ｂは物理量、Ｋは積分定数である。
それ故、踏力特性マップＭ１には、乗員がブレーキペダル１を操作する踏力Ｆとブレーキペダル１のストロークＳｔとが対数関係になる特性が予め設定されている。

操作反力設定部１１は、ストロークセンサ９で検出されたストロークＳｔと踏力特性マップＭ１とに基づき目標操作反力に相当する踏力Ｆを設定し、これに対応した作動指令信号を制御用ブレーキ液圧を介してストロークシミュレータ６に出力している。
これにより、乗員が知覚するブレーキペダル１の踏力Ｆとブレーキペダル１のストロークＳｔとの関係を人間の知覚特性状線形にすることができ、乗員が体性感覚を介して感じる知覚量とブレーキペダル１を操作する物理的な操作量との乖離を回避している。

減速度設定部１２は、制動特性マップＭ２を有している。
ストロークＳｔは、乗員の操作をパラメータとして乗員の要求を反映している。
それ故、減速度設定部１２は、図４に示すように、検出されたストロークＳｔを介して設定された踏力Ｆと制動特性マップＭ２とを用いて車両Ｖの目標制動力に対応した減速度Ｄ、換言すれば、乗員が要求する最低減速度を設定している。そして、この減速度設定部１２は、設定された減速度Ｄに対応する作動指令信号を電動ブースタ７に出力している。
これにより、各ホイールシリンダ８が駆動され、制動特性マップＭ２に基づく減速度Ｄの制動が実行されている。

次に、パワートレイン機構Ｐについて説明する。
図１に示すように、パワートレイン機構Ｐは、回生トルク（回生制動力）発生源兼発電源としてのモータジェネレータ（以下、モータと略す。）２１と、このモータ２１にプーリ等の動力伝達機構を介して連結された動力源としての多気筒レシプロエンジン２２と、差動機構を介して車輪２に駆動力を伝達可能な流体伝動機構としての自動変速機（以下、ＡＴと略す。）２３と、モータ２１及びエンジン２２等を制御可能な第２ＥＣＵ３０等を備えている。

第２ＥＣＵ３０は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、イン側インタフェースと、アウト側インタフェース等によって構成されている。ＲＯＭには、回生量を制御するための種々のプログラムやデータ及びマップ等が格納され、ＲＡＭには、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
第２ＥＣＵ３０は、電動ブースタ７と、第１ＥＣＵ１０と、モータ２１で発電された電源電圧を変換するＤＣＤＣコンバータ４１と、車両Ｖに搭載された空調装置等の各種負荷４２と並列状態で第１バッテリ３に対して電気的に接続されている。
ＤＣＤＣコンバータ４１は、変換された電源電圧を第１バッテリ３に対して供給可能に構成されている。

図２に示すように、第２ＥＣＵ３０は、回生量設定部３１と、回生ホイールトルク推定部３２と、残走行距離演算部３３等を備え、設定された目標回生量に基づきモータ２１を制御している。
回生量設定部３１は、第２バッテリ４に設けられた温度センサ２４の検出出力に基づいて初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）を設定可能に構成され、第２バッテリ４に設けられた充電率センサ２５の検出出力に基づいて中間目標回生量ｒを設定可能に構成されている。
この回生量設定部３１は、初期目標回生量設定部３１ａと、中間目標回生量設定部３１ｂ等を備えている。

まず、初期目標回生量設定部３１ａについて説明する。
バッテリ４の内部抵抗は、第２バッテリ４の温度が低い程高くなるため、初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）は、低温時、内部抵抗の増加に応じて低下する特性を有している。
それ故、初期目標回生量設定部３１ａは、回生レベル間の回生量の比率をバッテリ温度（内部抵抗の変化）に拘らず一定になるように維持している。

図５（ａ）に示すように、初期目標回生量設定部３１ａは、常温時（例えば、−２０℃以上２０℃未満）において、切替スイッチ５により選択されると共に設定された特定の回生レベル（レベル１〜レベル３）に初期目標回生量ｒａ（ｒａ１〜ｒａ３）を夫々割り付けている（ｒａ１＜ｒａ２＜ｒａ３）。
回生レベルに対応した初期目標回生量ｒａは、レベルの減少に応じて目標回生量の減少割合が等しくなるように設定されている。具体的には、ｒａ２＝０．８×ｒａ３、ｒａ１＝０．６×ｒａ３に設定されている。
また、初期目標回生量設定部３１ａは、第２バッテリ４の充電率をＳＯＣ（State Of Charge）、係数をＫ１としたとき、次式（１）によって初期目標回生量ｒａ３を演算して設定している。
ｒａ３＝Ｋ１／ＳＯＣ …（１）
尚、以下、特段の説明がない場合、初期目標回生量ｒａ１，ｒａ２，ｒａ３（ｒｂ１，ｒｂ２，ｒｂ３）を総称して初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）と示す。

安全性の観点から、常温時において、第２バッテリ４内の電圧が予め設定された上限電圧を超えたとき第２、バッテリ４の保護回路として、第２バッテリ４内の電流回路を遮断する電流遮断ディバイスが設けられている。
常温時の初期目標回生量ｒａ３は、上限電圧に対応した回生量ｒαよりも小さい値になるように予め設定されている。

図５（ｂ）に示すように、初期目標回生量設定部３１ａは、低温時（例えば、−２０℃未満）において、切替スイッチ５により選択されると共に設定された特定の回生レベル（レベル１〜レベル３）に初期目標回生量ｒｂ（ｒｂ１〜ｒｂ３）を夫々割り付けている。
そして、初期目標回生量ｒｂ１〜ｒｂ３は、初期目標回生量ｒａ１〜ｒａ３に対して夫々一定割合減少するように設定されている。
回生レベルに対応した初期目標回生量ｒｂは、レベルの減少に応じて目標回生量の減少割合が等しくなるように設定されている。具体的には、ｒｂ２＝０．８×ｒｂ３、ｒｂ１＝０．６×ｒｂ３に設定され、ｒｂ３＝０．７×ｒａ３に設定されている。

また、第２バッテリ４の内部抵抗は、バッテリ温度が低い程高くなることから、常温時、上限電圧に対応するように設定された回生量ｒαは、図５（ｂ）に示すように、低温時、内部抵抗の増加に伴って回生量ｒβ（ｒβ＜ｒα）に変位している。
第２バッテリ４は、回生量ｒα（ｒβ）を超える初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）が設定されても、電流遮断ディバイスの作動により、回生量ｒα（ｒβ）に対応した電流を超える電流は遮断され、回生量ｒα（ｒβ）に対応した制動トルクを超える制動トルクも発生しない。

次に、中間目標回生量設定部３１ｂについて説明する。
中間目標回生量設定部３１ｂは、初期目標回生量設定部３１ａにて設定された初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）を回生を実行するための目標回生量Ｒに設定すると共に、所定条件に基づき１又は複数の中間目標回生量ｒを設定し、この中間目標回生量ｒを目標回生量Ｒに設定するように構成されている。

初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）は、第２バッテリ４の充電率ＳＯＣに反比例しているため、同じバッテリ温度において、特定の回生レベルから別の回生レベルに同じ切替操作をした場合であっても、充電率ＳＯＣの違いによって乗員が違和感を知覚することがある。
それ故、中間目標回生量設定部３１ｂは、前回回生を実行した目標回生量Ｒ_n-1と今回の初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との差（両者の差分の絶対値）が判定閾値Ｓ以上の場合、初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）に基づく回生を実行する前に目標回生量Ｒ_n-1と初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との間に設定された１又は複数の中間目標回生量ｒに基づく回生を実行している。
また、目標回生量Ｒ_n-1と初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との差が判定閾値Ｓ未満の場合、初期目標回生量設定部３１ａにて設定された初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）を目標回生量Ｒに設定し、初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）に基づく回生を実行している。
尚、以下、特段の説明がない場合、回生を実行した目標回生量を総称して目標回生量Ｒと示す。

前回回生を実行した目標回生量Ｒ_n-1と今回の初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との差が判定閾値Ｓ以上の場合、中間目標回生量設定部３１ｂは、係数をＫ２としたとき、次式（２）によって中間目標回生量ｒを補正している。
ｒ←Ｒ_n-1−Ｋ２／ＳＯＣ （ｒａ（ｒｂ）＜Ｒ_n-1）
←Ｒ_n-1＋Ｋ２／ＳＯＣ （Ｒ_n-1＜ｒａ（ｒｂ）） …（２）
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、中間目標回生量ｒは、前記式（２）で求められるため、充電率ＳＯＣが低いとき、充電率ＳＯＣが高いときに比べて目標回生量Ｒ_n-1に対する補正量が大きくなるように設定されている。

また、中間目標回生量設定部３１ｂは、充電率ＳＯＣが低い程、今回の初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）に基づく回生を実行するまでの期間を短くしている。
処理時間が一定周期であるため、補正量が大きい程、目標である初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）に到達する到達時間が短くなるように設定されている。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、充電率ＳＯＣが高いとき、目標回生量の到達まで、例えば、２個の（２回の補正に対応した）中間目標回生量ｒが必要であるものの、充電率ＳＯＣが低いとき、例えば、１個の中間目標回生量ｒで目標回生量に到達している。

次に、回生ホイールトルク推定部３２について説明する。
回生ホイールトルク推定部３２は、中間目標回生量設定部３１ｂにて設定された目標回生量Ｒに基づき回生を実行したときに生じる回生ホイールトルクを推定し、この推定値に基づきモータ２１に対する作動指令信号を出力している。
また、回生ホイールトルク推定部３２は、第１ＥＣＵ１０から減速度設定部１２が設定した乗員が要求する減速度Ｄを入力すると共に、設定された目標回生量Ｒが減速度Ｄに対応した最低減速要求回生量ｒγに満たない場合、不足する回生量相当のホイールトルクの要求信号を第１ＥＣＵ１０に出力している。

図５（ｂ）のレベル１に示すように、例えば、目標回生量Ｒ（初期目標回生量ｒｂ１）が減速度Ｄに対応した最低減速要求回生量ｒγよりも少ない場合、回生制動力（回生ホイールトルク）だけでは、乗員が必要とする制動力を確保することができない。
そこで、第１ＥＣＵ１０は、不足する回生量に相当する制動力（摩擦ホイールトルク）を摩擦制動手段であるホイールシリンダ８を用いて補填している。
これにより、乗員が要求する減速度Ｄを回生制動力と摩擦制動力によって確保することができる。ここで、第１ＥＣＵ１０と第２ＥＣＵ３０が、本制御装置の制御手段に相当している。

次に、残走行距離演算部３３について説明する。
図２に示すように、残走行距離演算部３３は、運転負荷算出部３４（運転負荷算出手段）を備えている。
運転負荷算出部３４は、第２バッテリ４の電力消費に関連する指標に基づき乗員による第２バッテリ４の電力消費傾向を運転負荷として算出し、乗員が低負荷傾向か否かについて判定している。
具体的には、判定基準となる標準電力消費率（以下、標準電費と略す。）Ｅ０と、車両Ｖが実際に走行した平均電費（以下、平均電費と略す。）Ｅ１とを用いて、平均電費Ｅ１が標準電費Ｅ０と判定係数（＜１）との乗算値よりも大きいとき、低負荷傾向の乗員であると判定し、平均電費Ｅ１が標準電費Ｅ０と判定係数との乗算値よりも小さいとき、高負荷傾向の乗員であると判定している。
標準電費Ｅ０及び判定係数は、実験等により予め準備し、平均電費Ｅ１は、第２バッテリ４の温度が−２０℃以上における走行履歴に基づき求めている。

残走行距離演算部３３は、現在、第２バッテリ４に充電されている電力によって車両Ｖが走行可能な残走行距離Ｌを演算可能に構成されている。
具体的には、第２バッテリ４の劣化度をＳＯＨ（State Of Health）、残走行距離係数をＫ３（図７参照）としたとき、次式（３）によって残走行距離Ｌを演算している。
Ｌ＝ＳＯＣ×ＳＯＨ×Ｅ１×Ｋ３ …（３）
劣化度ＳＯＨは、第２バッテリ４の温度や過去の走行履歴等により算出されている。
これにより、運転負荷が高く、また、第２バッテリ４の内部抵抗が高い（第２バッテリ４の温度が低い）高負荷状態のとき、高負荷状態以外の状態のときに比べて残走行距離Ｌが短くなるように演算している。
残走行距離演算部３３は、所定の表示装置、例えば、インスツルメントパネルに配設されたナビゲーションシステム用モニタ３５に残走行距離Ｌに基づく作動指令信号を出力し、乗員に対して残走行距離Ｌが表示される。

次に、図８〜１０のフローチャートに基づいて、回生量制御処理手順について説明する。
尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は、各処理のためのステップを示している。

図８に示すように、まず、各種情報を読み込み、Ｓ２へ移行する。
Ｓ２では、フラグＦが０か否か判定する。
尚、フラグＦは、前回回生を実行した目標回生量Ｒ_n-1と初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との差が判定閾値Ｓよりも大きい場合、Ｆ＝１が設定され、それ以外のとき、Ｆ＝０が第２ＥＣＵ３０において設定されている。
Ｓ２の判定の結果、フラグＦが０の場合、最低減速要求回生量ｒγを求めるために乗員の要求制動力（減速度Ｄ）を演算し（Ｓ３）、Ｓ４に移行する。
Ｓ２の判定の結果、フラグＦが１の場合、Ｓ７に移行する。

Ｓ４では、第２バッテリ４の温度が−２０℃未満か否か判定する。
Ｓ４の判定の結果、第２バッテリ４の温度が−２０℃未満の場合、乗員が選択した回生レベルに対応した初期目標回生量ｒｂを演算し（Ｓ５）、Ｓ７に移行する。
Ｓ４の判定の結果、第２バッテリ４の温度が−２０℃以上の場合、乗員が選択した回生レベルに対応した初期目標回生量ｒａを演算し（Ｓ６）、Ｓ７に移行する。
Ｓ７にて、中間目標回生量調整処理を実行して、Ｓ８に移行する。
Ｓ８では、今回設定された目標回生量Ｒ_nに基づき回生ホイールトルクを設定し、モータ２１を作動させた後（Ｓ９）、Ｓ１０に移行する。

Ｓ１０では、今回設定された目標回生量Ｒ_nが最低減速要求回生量ｒγ以上か否か判定する。
Ｓ１０の判定の結果、目標回生量Ｒ_nが最低減速要求回生量ｒγ以上の場合、回生制動力で必要な制動力を確保できるため、残走行距離表示処理（Ｓ１１）を実行して、リターンする。Ｓ１０の判定の結果、目標回生量Ｒ_nが最低減速要求回生量ｒγ未満の場合、回生制動力では必要な制動力を確保することができないため、不足する回生量に相当する摩擦ホイールトルクを設定し（Ｓ１２）、電動ブースタ７を作動させた後（Ｓ１３）、Ｓ１１に移行する。

次に、Ｓ７の中間目標回生量調整について説明する。
図９のフローチャートに示すように、中間目標回生量調整処理では、まず、Ｓ２１にて、前回回生を実行した目標回生量Ｒ_n-1と今回設定された初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との差が判定閾値Ｓ以上か否か判定する。
Ｓ２１の判定の結果、目標回生量Ｒ_n-1と初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との差が判定閾値Ｓ以上の場合、前述した式（２）を用いて目標回生量Ｒ_n-1を補正した中間目標回生量ｒを演算し（Ｓ２２）、Ｓ２３に移行する。
Ｓ２３では、中間目標回生量ｒを今回回生を実行する目標回生量Ｒ_nに設定し、フラグＦを１に設定して（Ｓ２４）、終了する。

Ｓ２１の判定の結果、目標回生量Ｒ_n-1と初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）との差が判定閾値Ｓ未満の場合、乗員が違和感を知覚することがないため、初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）を今回回生を実行する目標回生量Ｒ_nに設定し（Ｓ２５）、Ｓ２６に移行する。
Ｓ２６では、フラグＦが０か否か判定する。
Ｓ２６の判定の結果、フラグＦが０の場合、終了し、フラグＦが０ではない場合、フラグＦを０に設定して（Ｓ２７）、終了する。

次に、Ｓ１１の残走行距離表示について説明する。
図１０のフローチャートに示すように、残走行距離表示処理では、まず、Ｓ３１にて、乗員の電費傾向を演算し、Ｓ３２に移行する。
Ｓ３２では、図１０の表に基づいて、残走行距離係数Ｋ３を設定し、Ｓ３３に移行する。
Ｓ３３では、設定された残走行距離係数Ｋ３と前述した式（３）を用いて残走行距離Ｌを演算し、残走行距離Ｌをモニタに表示して（Ｓ３４）、終了する。

次に、上記車両用制御装置の作用、効果について説明する。
実施例１に係る制御装置によれば、目標回生量が異なる複数の回生レベルから特定の回生レベルを設定可能な切替スイッチ５を有するため、回生レベルを走行環境に合わせて設定でき、回生レベル設定により回生に伴う制動特性及び充電特性を確保することができる。
第２バッテリ４の温度を検出可能な温度センサ２４を有し、第２ＥＣＵ３０は、第２バッテリ４の温度が低いとき、回生レベルの初期目標回生量ｒｂを常温のときの初期目標回生量ｒａに比べて低く設定したため、バッテリ温度に拘らず回生レベル間の目標回生量に係る対応関係を維持することができる。

第２ＥＣＵ３０は、複数の回生レベルにおける初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）の減少割合が略等しくなるように初期目標回生量ｒａ（ｒｂ）を設定したため、回生レベル切替に伴う回生量の変化傾向をバッテリ温度に拘らず維持することができる。

第２ＥＣＵ３０は、第２バッテリ４が上限電圧に達したとき、モータ２１による回生制動を禁止するため、第２バッテリ４の異常発熱や急激な劣化を確実に防止することができ、より高い安全性を確保することができる。

切替スイッチ５は、乗員が複数の回生レベルから特定の回生レベルを選択可能に構成されたため、乗員が要求する回生レベルを容易に設定することができる。

第２ＥＣＵ３０は、第２バッテリ４の充電率ＳＯＣに基づき車両Ｖが走行可能な残走行距離Ｌを演算する残走行距離演算部３３と、第２バッテリ４の電力消費に関連する指標に基づき乗員による第２バッテリ４の電力消費傾向を運転負荷として算出する運転負荷算出部３４とを有し、残走行距離演算部３３が、運転負荷と第２バッテリ４の内部抵抗の少なくとも１つが高い高負荷状態のとき、高負荷状態以外の状態のときに比べて残走行距離Ｌを短くなるように演算すると共に演算された残走行距離Ｌをモニタ３５に表示させるため、運転負荷又は第２バッテリ４の内部抵抗が高い高負荷状態のとき、乗員による運転をバッテリの電力消費を向上させる運転に誘導することができ、電力消費改善を図ることができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、バッテリ温度が低温と常温とで初期目標回生量を区別した例を説明したが、低温と常温と高温とで初期目標回生量を区別しても良い。このとき、低温と高温との初期目標回生量を常温の初期目標回生量よりも低くなるように設定する。
また、低温と常温の区分を−２０℃にした例を説明したが、環境条件等により任意に設定可能である。

２〕前記実施形態においては、乗員による第２バッテリの電力消費傾向を運転負荷とした例を説明したが、路面の勾配や空調装置等の各種負荷の作動状況を付加しても良い。
また、高負荷状態である第２バッテリの内部抵抗が高い状態は、例えば、−２０℃未満の低温状態又は７０℃以上の高温状態を対象にしている。

３〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

２ 車輪
４ 第２バッテリ
５ 切替スイッチ
８ ホイールシリンダ
１０ 第１ＥＣＵ
１２ 減速度設定部
２１ モータ
２４ 温度センサ
３０ 第２ＥＣＵ
Ｖ 車両

Claims (4)

1. 非力行時に発電して回生制動力を発生可能なモータと、このモータで発生された電力を充電可能なバッテリと、目標回生量を用いて前記モータを制御する制御手段とを備えた車両用制御装置において、
   乗員による手動切替によって異なる複数の回生レベルから特定の回生レベルを設定可能な回生レベル設定手段と、
   前記バッテリの温度を検出可能なバッテリ温度検出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記回生レベル設定手段によって設定された回生レベルに初期目標回生量を割り付けて目標回生量を設定すると共に、前記バッテリ温度が低いとき、前記回生レベルに割り付けられた前記初期目標回生量を常温のときに比べて低く設定し且つ前記複数の回生レベルにおける前記初期目標回生量の減少割合が略等しくなるように前記初期目標回生量を設定することを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記制御手段は、前記バッテリが上限電圧に達したとき、前記モータによる回生制動を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記回生レベル設定手段は、乗員が複数の回生レベルから特定の回生レベルを選択可能に構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用制御装置。
4. 前記制御手段は、少なくとも前記バッテリに充電されている電力に基づき車両が走行可能な残走行距離を演算する残走行距離演算手段と、前記バッテリの電力消費に関連する指標に基づき乗員による前記バッテリの電力消費傾向を運転負荷として算出する運転負荷算出手段とを有し、
   前記残走行距離演算手段が、前記運転負荷と前記バッテリの内部抵抗の少なくとも１つが高い高負荷状態のとき、前記高負荷状態以外の状態のときに比べて前記残走行距離を短くなるように演算すると共に演算された前記残走行距離を表示手段に表示させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用制御装置。

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