JP6740813B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、電気自動車に関する。本明細書における電気自動車には、走行用にエンジンとモータの両方を備えるハイブリッド車、走行モータ用の電源として燃料電池を備える燃料電池車の双方を含む。

前輪および後輪のそれぞれで機械式制動とモータによる回生制動を行うことのできる電気自動車が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の電気自動車は、前輪および後輪のそれぞれで回生制動を実行する場合に、それぞれの回生制動の制動量のエネルギ損失が最小となるように、前輪が実行する回生制動の制動量と後輪が実行する制動量とを決定する。また、特許文献２の電気自動車は、走行中の車両において、ブレーキ操作量（ブレーキペダルの踏み込み量）が所定値を超えない場合には、回生制動を実行せずに機械式制動のみを実行する。なお、本明細書では、説明の便宜上、走行用の駆動力を発生する機能と、車輪側から逆駆動されて電力を発生する機能（回生機能）を備えたモータ兼ジェネレータ（モータジェネレータ）を、単純に「モータ」と称する。また、本明細書において、「機械式制動」とは、モータの逆駆動時に発生する電磁気力によって制動力を調整する装置以外の制動装置であって、油圧等の機械の力によって制動力を調整する制動装置をいう。

特開２０１２−１７５８９３号公報 特開２００６−３１２３８５号公報

回生制動を実行するモータにおいて、車両の速度によっては、モータが共振して振動が大きくなり、モータの振動に起因して騒音が生じるおそれがある。特許文献１に記載された電気自動車では、全体としての回生制動のエネルギ損失について考慮されているものの、モータの共振に起因する振動については、なんら考慮されていない。また、特許文献２に記載された電気自動車では、運転者によるブレーキペダルの操作初期の不確かさについて考慮されているものの、モータの共振に起因する振動については、なんら考慮されていない。

本明細書が開示する電気自動車の一形態は、前輪と後輪のそれぞれで機械式制動とモータによる回生制動を行うことができる。本明細書が開示する電気自動車は、総制動量分配手段と、回生制動量分配手段と、機械制動量決定手段とを備えている。総制動量分配手段は、電気自動車の挙動に応じて発生すべき総制動量を、前輪で行う前輪総制動量と、後輪で行う後輪総制動量とに分配する。回生制動量分配手段は、要求回生量を、前輪のモータで行う前輪回生制動量と、後輪のモータで行う後輪回生制動量とに分配する。機械制動量決定手段は、前輪総制動量から前輪回生制動量を引いた制動量を前輪が行う前輪機械制動量として決定するとともに、後輪総制動量から後輪回生制動量を引いた制動量を後輪が行う後輪機械制動量として決定する。そして、回生制動量分配手段は、前輪のモータと後輪のモータの一方のモータ（対象モータ）の回転数が対象モータの共振周波数に対応する回転数を含む所定範囲（共振回転数範囲）内の場合、前記前輪総制動量と、前記後輪総制動量の割合を一定に保持しつつ、次のように前輪回生制動量と後輪回生制動量への分配を決定する。すなわち、回生制動量分配手段は、要求回生量の当該対象モータで行う回生制動量を、対象モータの共振回転数範囲外において対象モータで行う回生制動量よりも所定量だけ低くする。同時に回生制動量分配手段は、対象モータと異なる他方のモータで行う回生制動量を共振回転数範囲外において他方のモータで行う回生制動量よりも所定量だけ高くする。

なお、「制動量」は、「制動力」と換言することができ、その物理的単位は「トルク」である。また、モータの制動トルク（制動量）と、その制動トルクで発電可能は回生発電量との間には特定の関係がある。それゆえ、要求回生量を、前後輪の夫々のモータで行うべき回生制動量に分配することができる。

上記形態の電気自動車によれば、対象モータの回転数が共振回転数範囲内である場合、対象モータの回生制動量を下げることで対象モータの制動トルクを下げる。これにより、対象モータの共振時の振幅が下がり、対象モータの共振に起因して発生する騒音を低減できる。また、上記形態の電気自動車では、対象モータの回生制動量を所定量下げた場合に、他方のモータの回生制動量を所定量上げるように分配比を変更し、当初の要求回生量を確保する。このとき、要求回生量の夫々のモータへの分配比の変更に伴い、機械制動量決定手段が前後輪での機械制動量を調整し、前輪総制動量と後輪総制動量のそれぞれを当初の値から変化させない。これにより、制動の途中で総制動量の前後輪への分配比が変化することによって乗員に与える不快感を抑制した上で、要求回生量を得ることができる。ここでの不快感とは、具体的には、次の事象である。制動の途中で前輪総制動量を増して後輪総制動量を減らすと、乗員に、前につんのめるような不快感を与える。逆に、制動の途中で前輪総制動量を減らして後輪総制動量を増すと、乗員に、後ろへと引っ張られるような不快感を与える。本明細書が開示する電気自動車は、モータの共振に起因する騒音を抑制するのみならず、総制動量の前後輪への分配比が変化することによって乗員に与える不快感も抑制する。

本明細書が開示する技術の詳細およびさらなる改良は発明を実施するための形態の欄において詳細に説明する。

実施例の電気自動車の駆動系および制御系の概略のブロック図である。 ＥＣＵが実行する制動量制御処理のフローチャートである。 モータの回転数に対応する周波数によって変化する回生制動時のモータの振動振幅の変化の一例を表す説明図である。 第１−第３分配比の関係の一例を表すグラフである。 前輪モータおよび後輪モータの回転数に応じて変化する各制動量の割合の一例を示す説明図である。 前輪総制動量と後輪総制動量との関係を説明する図である。

図面を参照して実施例の電気自動車を説明する。本実施例の電気自動車は、搭載したバッテリ４によって駆動されるモータによって走行することができる。図１は、電気自動車１０の駆動系および制御系の概略のブロック図である。本実施例では、電気自動車１０を制動する場合について説明するため、アクセル等の加速時に利用される一部の部品、及び、旋回時の左右輪の回転数差を調整するデファレンシャルギアについては、図示と説明を省略する。

電気自動車１０は、エレクトロニックコントロールユニット１（ＥＣＵ１）と、油圧制御装置２と、ブレーキペダル３と、バッテリ４と、前輪モータ５と、後輪モータ６と、前輪モータ用のインバータ７と、後輪モータ用のインバータ８と、前輪駆動軸ＳＨｆと、後輪駆動軸ＳＨｒと、左前輪ＷＡと、右前輪ＷＢと、左後輪ＷＣと、右後輪ＷＤと、左前輪ブレーキＢＡと、右前輪ブレーキＢＢと、左後輪ブレーキＢＣと、右後輪ブレーキＢＤとを備えている。図１では、矢印付実線が信号線を表している。矢印が信号の方向を意味する。バッテリ４から前輪モータ用のインバータ７を経由して前輪モータ５に至る実線は、電力線を表している。同様に、バッテリ４から後輪モータ用のインバータ８を経由して後輪モータ６に至る実線も、電力線を表している。なお、以降では、駆動輪ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤとまとめて呼ぶこともあり、ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤとまとめて呼ぶこともある。また、説明の便宜上、前輪モータ用のインバータ７を前輪インバータ７と称し、後輪モータ用のインバータ８を後輪インバータ８と称する。

前輪モータ５は、前輪駆動軸ＳＨｆに連結されており、後輪モータ６は、後輪駆動軸ＳＨｒに連結されている。前輪モータ５が回転すると、前輪駆動軸ＳＨｆも回転して、左前輪ＷＡおよび右前輪ＷＢが回転する。同様に、後輪モータ６が回転すると、後輪駆動軸ＳＨｒも回転して、左後輪ＷＣおよび右後輪ＷＤが回転する。本実施例の前輪モータ５および後輪モータ６は、走行用の駆動力を発生することができるとともに、回生制動を実行できるモータ兼ジェネレータである。

バッテリ４は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。バッテリ４と前輪モータ５の間に、前輪インバータ７が接続されており、バッテリ４と後輪モータ６の間に、後輪インバータ８が接続されている。前輪インバータ７は、バッテリ４の出力電力を交流に変換して前輪モータ５に供給する。前輪インバータ７は、前輪モータ５が前輪ＷＡ、ＷＢの回転（前輪駆動軸ＳＨｆの回転）により逆駆動されるときに、逆駆動で発生した電力を直流に変換してバッテリ４へ供給することも可能である。後輪インバータ８も同様に、バッテリ４の出力電力を交流に変換して後輪モータ６に供給することもあれば、後輪モータ６が逆駆動により電力を発生させた際、その交流電力を直流に変換してバッテリ４へ供給する場合もある。前輪モータ５および後輪モータ６の発電によって得られた電力はバッテリ４に蓄えられる。バッテリ４の電力で前輪モータ５（後輪モータ６）が駆動トルクを出力することは「力行」と呼ばれている。また、前輪モータ５（後輪モータ６）が前輪駆動軸ＳＨｆ（後輪駆動軸ＳＨｒ）の側から逆駆動され、発電することは「回生」と呼ばれている。

前輪インバータ７と後輪インバータ８は、ＥＣＵ１によって制御される。ＥＣＵ１は、前輪インバータ７と後輪インバータ８のスイッチング回路が生成する交流（あるいは回生時にスイッチング素子に流れ込む交流）の周波数を調整する。前輪インバータ７のスイッチング回路の交流周波数が前輪駆動軸ＳＨｆと同期回転する前輪モータ５の回転周波数よりも高ければ、力行となる（即ち、前輪モータ５が駆動トルクを出力する）。前輪インバータ７のスイッチング回路の交流周波数が前輪駆動軸ＳＨｆと同期回転する前輪モータ５の回転周波数よりも低ければ、回生となる（即ち、前輪モータ５が逆駆動されて発電する）。同様に、後輪インバータ８のスイッチング回路の交流周波数が後輪駆動軸ＳＨｒと同期回転する後輪モータ６の回転周波数よりも高ければ力行となり、低ければ回生となる。ＥＣＵ１は、前輪インバータ７と後輪インバータ８のスイッチング回路の交流周波数を制御することで、力行時の出力トルク、及び、回生時の制動量と発電電力を制御することができる。

ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤのそれぞれは、駆動輪ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤを制動するためのディスクブレーキである。ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤは、それぞれ、油圧アクチュエータを備えており、油圧制御装置２から供給される制動信号によって、制動量を変化させる。ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤは、油圧による機械式制動装置である。

ブレーキペダル３は、踏み込み量を検出し、当該踏み込み量の情報をＥＣＵ１へと送信する。ＥＣＵ１は、検出された踏み込み量に応じて、電気自動車１０が全体で発揮すべき制動量（総制動量）を決定する。総制動量は、前輪で行う前輪総制動量と、後輪で行う後輪総制動量に分配される。前輪（後輪）総制動量には、前輪モータ５（後輪モータ６）によって実行させる前輪回生制動量（後輪回生制動量）と、油圧制御装置２から送られる制動信号によって、ブレーキＢＡ，ＢＢ（ブレーキＢＣ，ＢＤ）が発生する前輪（後輪）機械制動量がある。それぞれの制動量は、ＥＣＵ１が決定し、各デバイス（モータ５、６と油圧制御装置２）を制御して、決定した各制動量を実現する。ＥＣＵ１が制御する制動量の詳細については、図２以降の説明とともに後述する。油圧制御装置２は、ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤのそれぞれへと供給する制動信号を調整することにより、ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤのそれぞれの制動量（機械制動量）を制御する。油圧制御装置２は、ＥＣＵ１が決定した前後輪の機械制動量に基づき、それぞれのブレーキの油圧アクチュエータへ制動信号を供給し、ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤのそれぞれの制動量を制御する。簡単に言うと、ＥＣＵ１と油圧制御装置２は、ブレーキペダル３の踏み込み量に応じて、ブレーキＢＡ，ＢＢ，ＢＣ，ＢＤのそれぞれの機械制動量を制御する。

図２は、ＥＣＵ１が実行する制動量制御処理のフローチャートである。制動量制御処理は、ＥＣＵ１が電気自動車１０の車速、ブレーキペダルの踏込量、バッテリ４の残量等に基づいて、前輪モータ５および後輪モータ６のそれぞれが行う回生制動量と、油圧制御装置２によって制御される前輪側および後輪側のそれぞれの機械制動量と、を決定し、各制動量を実現する処理である。ＥＣＵ１は、制動が必要と判断したとき（ブレーキペダルが踏まれたとき、あるいは、オートクルーズ状態で前方車との車間距離が縮まったとき）に、所定の周期（例えば１０ミリ秒周期）で繰り返し実行される。

制動量制御処理では、ＥＣＵ１は、まず、電気自動車１０の挙動に基づいて、前輪側および後輪側のそれぞれで行われる制動量の和である総制動量ＴＢＡを決定する（ステップＳ１１）。本実施例において、ＥＣＵ１が基づく電気自動車１０の挙動とは、主としてブレーキペダル３の踏み込み量である。電気自動車１０の挙動とは、ほかに、例えば、前方車両との車間距離を自動的に調整するオートクルーズシステムにおける前方車両との距離と自車の車速がある。ほかに、アクセルペダルをオフしたときにエンジン車のエンジンブレーキを疑似的に発生させる疑似エンジンブレーキシステムにおけるアクセルペダルの状態と自車の車速がある。ここでは、ブレーキペダル３の踏み込み量に基づく総制動量ＴＢＡの決定を例に説明を進める。

ＥＣＵ１は、ブレーキペダル３の踏み込み量に基づき、総制動量ＴＢＡを決定する（Ｓ１１）。ＥＣＵ１は、前輪側の制動量と後輪側の制動量とを区別して制御する。そこで、ＥＣＵ１は、総制動量ＴＢＡを、前輪側で行う制動の前輪総制動量ＴＢｆと、後輪側で行う制動の後輪総制動量ＴＢｒとに分配する（Ｓ１３）。例えば、ＥＣＵ１は、後述する第１分配比において、総制動量ＴＢＡの６０パーセント（％）を前輪総制動量ＴＢｆに分配し、残りの４０％を後輪総制動量ＴＢｒに分配する。

ＥＣＵ１は、ブレーキペダル３の踏み込み量、車速やバッテリ４の残量などに基づいて、要求回生量ＴＲＢを決定する（Ｓ１５）。要求回生量ＴＲＢは、前輪モータ５と後輪モータ６の回生電力で可能な限り多くの電力をバッテリ４に供給できるように決定される。なお、要求電力量は、まず、バッテリ４に供給した電力量の単位で特定され、次いで、電力量を、想定される制動時間で除し、電力の単位で特定される。前輪モータ５と後輪モータ６の夫々で回生可能な電力と制動量（制動トルク）の間には特定の関係が成立する。それゆえ、要求回生量を前輪モータ５で実行すべき回生制動量（前輪回生制動量）と後輪モータ６で実行すべき回生制動量（後輪回生制動量）に分配することができる。

次に、ＥＣＵ１は、前輪モータ５の現在の回転数が、前輪モータ５の共振周波数に対応する回転数を含む所定範囲（前輪共振回転数範囲）に含まれるか否かを判定する（Ｓ１７）。前輪モータ５の現在の回転数が前輪共振回転数範囲に属する場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１は、要求回生量を第２分配比で前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒとに分配する（Ｓ１９）。

ステップＳ１７の判定がＮＯの場合、次にＥＣＵ１は、後輪モータ６の現在の回転数が、後輪モータ６の共振周波数に対応する回転数を含む別の所定範囲（後輪共振回転数範囲）に含まれるか否かを判定する（Ｓ２１）。ＥＣＵ１は、後輪モータ６の現在の回転数が後輪共振回転数範囲に属する場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、要求回生量を、第３分配比で前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒとに分配する（Ｓ２３）。

前輪モータ５の回転数が前輪共振回転数範囲外であり、さらに、後輪モータ６の回転数が後輪共振回転数範囲外である場合（Ｓ１７：ＮＯ、Ｓ２１：ＮＯ）、ＥＣＵ１は、要求回生量を、第１分配比で前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒとに分配する（Ｓ２５）。

なお、前輪モータ５の共振周波数と、後輪モータ６の共振周波数は予め、シミュレーションや試験などで把握できている。前輪モータ５の共振周波数と、後輪モータ６の共振周波数は異なっており、前輪共振回転数範囲と後輪共振回転数範囲は、重複する領域を有さない。それぞれのモータの共振周波数は、モータとその周辺の機械的構造、例えば、モータのステータの構造に依存して定まる。

ここで、回生制動量とモータの振動振幅の関係を説明する。図３は、前輪モータ５の回転数に対応した周波数によって変化する制動時の前輪モータ５の振動の変化の一例を表す説明図である。図３には、横軸を周波数（Ｈｚ）としたときに、第１回生制動トルクＴｒ１の場合の破線で表す振動の変化と、第１回生制動トルクＴｒ１よりも低い第２回生制動トルクＴｒ２の場合の実線で表す振動の変化と、が示されている。図３に示すように、第２回生制動トルクＴｒ２のときの振動は、第１回生制動トルクＴｒ１のときの振動よりも小さい。これを受けて、本実施例のＥＣＵ１は、前輪モータ５の振動が予め設定した振動レベルＬＶ１を超えないように、前輪モータ５の周波数（回転周波数）が振動レベルＬＶ１を超える周波数範囲の場合に、前輪モータ５による回生制動トルク（回生制動量）をそれ以外の周波数範囲における回生制動トルク（回生制動量）よりも小さくする。換言すると、ＥＣＵ１は、振動レベルＬＶ１を超える周波数ｆ１から周波数ｆ２までの範囲に対応する前輪モータ５の回転数範囲（前輪共振回転数範囲）の場合、前輪モータ５で行う回生制動量（回生制動トルク）を、前輪共振回転数範囲外において前輪モータ５で行う回生制動量よりも小さくする。なお、周波数ｆ１とｆ２の間に前輪モータ５の共振周波数ｆ０が存在する。従って、前輪共振回転数範囲は、前輪モータ５の共振周波数ｆ０に対応する回転数を含む。また、周波数と回転数の間には、簡単な一意の関係がある。

図３と同様のグラフは後輪モータ６にも存在する。ただし、後輪モータ６の振動レベルが振動レベルＬＶ１を超える周波数範囲は、図３の周波数ｆ１から周波数ｆ２までの範囲と重複しない。ＥＣＵ１は、後輪モータ６の現在の回転数が後輪モータ６の共振周波数に対応する回転数を含む所定の範囲（後輪共振回転数範囲）に属する場合、後輪モータ６で行う回生制動量（回生制動トルク）を後輪共振回転数範囲外において後輪モータ６で行う回生制動量よりも小さくする。なお、前輪モータ５および後輪モータ６の回転数は、ギア比を介して、電気自動車１０の車速と比例関係にある。図３の関係は既知であり、ＥＣＵ１には、振動レベルＬＶ１を超えないための前輪回生制動量ＲＢｆ及び後輪回生制動量ＲＢｒの最大値が記憶されている。

前輪（後輪）共振回転数範囲と前述した第１−第３分配比の関係を説明する。図４は、前後輪モータの回転数と、第１−第３分配比の関係の一例を表すグラフである。図４の横軸は前後輪モータの回転数を示している。縦軸は、要求回生量ＴＲＢの前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比ＦＲと後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比ＲＲを示している。実線グラフＦＲが、前輪モータ５への分配比の変化を示しており、点線グラフＲＲが後輪モータ６への分配比の変化を示している。ＦＲとＲＲの和は常に１００％である。また、回転数Ｒ１からＲ２までの範囲が、上記した前輪共振回転数範囲を意味しており、回転数Ｒ３からＲ４までの範囲が、上記した後輪共振回転数範囲を意味している。

図２のフローチャートにおいてステップＳ１７とステップＳ２１の両方の分岐判断が共にＮＯとなる回転数範囲が、図４の回転数Ｒ１以下、回転数Ｒ２からＲ３の間、及び、回転数Ｒ４以上の範囲に相当する。この範囲での前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比（第１分配比）が、分配比ＦＲ１とＲＲ１である。例えば、第１分配比において、要求回生量ＴＲＢの前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比ＦＲ１は６０％であり、そのときの要求回生量ＴＲＢの後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比ＲＲ１は４０％である。

図２のフローチャートにおいてステップＳ１７の分岐判断がＹＥＳとなる回転数範囲（前輪共振回転数範囲）が、図４の回転数Ｒ１からＲ２の間である。この範囲での前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比（第２分配比）が、分配比ＦＲ２とＲＲ２である。第２分配比における要求回生量ＴＲＢの前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比ＦＲ２は、例えば５０％であり、そのときの要求回生量ＴＲＢの後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比ＲＲ２は、５０％である。

図２のフローチャートにおいてステップＳ２１の分岐判断がＹＥＳとなる回転数範囲（後輪共振回転数範囲）が、図４の回転数Ｒ３からＲ４の間である。この範囲での前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比（第３分配比）が、分配比ＦＲ３とＲＲ３である。第３分配比における要求回生量ＴＲＢの前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比ＦＲ３は、例えば７０％であり、そのときの要求回生量ＴＲＢの後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比ＲＲ３は、３０％である。前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比ＦＲと後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比ＲＲの和は常に１００％である。

ＥＣＵ１は、前輪モータ５の回転数が前輪モータ５の共振周波数に対応する回転数を含む所定範囲（前輪共振回転数範囲、図４の回転数Ｒ１からＲ２の範囲）内の場合、要求回生量ＴＲＢの前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比（ＦＲ２）を、前輪共振回転数範囲外における前輪回生制動量への分配比（ＦＲ１またはＦＲ３）よりも所定量だけ低くするとともに、前輪モータ５と異なる他方のモータで行う回生制動量（後輪回生制動量ＲＢｒ）への分配比ＲＲ２を前輪共振回転数範囲外における後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比（ＲＲ１またはＲＲ３）よりも所定量だけ高くする。前輪共振回転数範囲内における前輪回生制動量への分配比ＦＲ２（＝５０％）は、分配比ＦＲ１（＝６０％）よりも１０％低く、後輪制動量への分配比ＲＲ２（＝５０％）は、分配比ＲＲ１（＝４０％）よりも１０％高い。また、前輪共振回転数範囲内における分配比ＦＲ２（＝５０％）は、分配比ＦＲ３（＝７０％）よりも２０％低く、分配比ＲＲ２（＝５０％）は、分配比ＲＲ３（＝３０％）よりも２０％高い。簡単に言えば、ＥＣＵ１は、前輪モータ５の回転数が前輪共振回転数範囲内にあるときの前輪回生制動量ＲＢｆを、前輪共振回転数範囲外における前輪回生制動量ＲＢｆよりも所定量だけ低くする。それゆえ、前輪共振回転数範囲内において前輪モータ５の共振による振動振幅が小さくなる。その結果、前輪モータ５の共振に起因する騒音が抑えられる。

同様にＥＣＵ１は、後輪モータ６の回転数が後輪モータ６の共振周波数に対応する回転数を含む所定範囲（後輪共振回転数範囲、図４の回転数Ｒ３からＲ４の範囲）内の場合、要求回生量ＴＲＢの後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比（ＲＲ３）を、後輪共振回転数範囲外における後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比（ＲＲ１またはＲＲ２）よりも所定量だけ低くするとともに、後輪モータ６と異なる他方のモータ（前輪モータ５）で行う回生制動量（前輪回生制動量ＲＢｆ）への分配比ＦＲ３を後輪共振回転数範囲外における前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比（ＦＲ１またはＦＲ２）よりも所定量だけ高くする。後輪共振回転数範囲内における後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比ＲＲ３（＝３０％）は、分配比ＲＲ１（＝４０％）よりも１０％低く、前輪回生制動量ＲＢｆへの分配比ＦＲ３（＝７０％）は、分配比ＦＲ１（＝６０％）よりも１０％高い。また、後輪共振回転数範囲内における分配比ＲＲ３（＝３０％）は、分配比ＲＲ２（＝５０％）よりも２０％低く、分配比ＦＲ３（＝７０％）は、分配比ＦＲ２（＝５０％）よりも２０％高い。簡単に言えば、後輪モータ６の回転数が後輪共振回転数範囲内にあるときの後輪回生制動量ＲＢｒは、後輪共振回転数範囲外における後輪回生制動量ＲＢｒよりも所定量だけ低くなる。それゆえ、後輪共振回転数範囲内において後輪モータ６の共振による振動振幅が小さくなる。その結果、後輪モータ６の共振に起因する騒音が抑えられる。

前輪モータ５と後輪モータ６のいずれのモータの共振回転数範囲でも、その分配比を共振回転数範囲外のときの分配比よりも低くするので、共振の振動振幅が抑えられ、共振に起因する騒音を低減することができる。

また、前輪共振回転数範囲、後輪共振回転数範囲、それ以外の範囲のいずれの範囲でも、前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒの和は要求回生量ＴＲＢとなり、必要な回生量が確保できる。

図２に戻って制動量制御処理の続きを説明する。ステップＳ１９、Ｓ２３、あるいは、Ｓ２５により、前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒが定まる。続いてＥＣＵ１は、図２のステップＳ２７にて、左前輪ブレーキＢＡおよび右前輪ブレーキＢＢの制動量である前輪油圧制動量ＯＢｆと、左後輪ブレーキＢＣおよび右後輪ブレーキＢＤの制動量である後輪油圧制動量ＯＢｒとを決定する。ステップＳ２７では、ＥＣＵ１は、前輪総制動量ＴＢｆから前輪回生制動量ＲＢｆを引いた制動量を、前輪のブレーキＢＡ，ＢＢが行う前輪油圧制動量ＯＢｆとして決定する。同様にＥＣＵ１は、後輪総制動量ＴＢｒから後輪回生制動量ＲＢｒを引いた制動量を後輪のブレーキＢＣ，ＢＤが行う後輪油圧制動量ＯＢｒとして決定する。

ステップＳ２７まで進むと、前輪回生制動量ＲＢｆ、後輪回生制動量ＲＢｒ、前輪油圧制動量ＯＢｆ、後輪油圧制動量ＯＢｒが全て定まる。ＥＣＵ１は、ステップＳ２９にて、全ての制動量を実現すべく、インバータ７、８と油圧制御装置２へ指令を送信する。こうして、当初の総制動量ＴＢＡが実現される。なお、前輪のブレーキＢＡ，ＢＢには、それぞれ、前輪油圧制動量ＯＢｆの半分の値が指示される。同様に、後輪のブレーキＢＣ，ＢＤには、夫々、後輪油圧制動量ＯＢｒの半分の値が指示される。

制動中は車速が徐々に低下する。即ち、制動中に前輪モータ５と後輪モータ６の回転数は共に低下する。図４に示したように、前輪モータ５と後輪モータ６の回転数の低下に伴い、前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒへの分配比が変化する。図５は、前輪モータ５および後輪モータ６の回転数に応じて変化する各制動量の割合の一例を示す説明図である。各制動量の合計は常に総制動量ＴＢＡで不変である。図５には、縦軸を制動量とした場合に、第１分配比の場合と、前輪モータ５の回転数が前輪共振回転数範囲内となる第２分配比の場合と、後輪モータ６の回転数が後輪共振回転数範囲内となる第３分配比の場合とにおける各制動量の割合が示されている。図２のステップＳ１３の処理によって、第１分配比〜第３分配比のいずれであっても、前輪総制動量ＴＢｆおよび後輪総制動量ＴＢｒは不変である。前輪モータ５の回転数が前輪共振回転数範囲の場合、図２のステップＳ１９により、第２分配比が選択される。図５に示すように、ＥＣＵ１は、第１分配比のときと比較して、前輪回生制動量ＲＢｆから所定量としての回生制動量Δ１を減らし、後輪回生制動量ＲＢｒに所定量としての回生制動量Δ１を増やす。図４の例の場合、Δ１の大きさは、分配比の１０％相当である。

また、後輪モータ６の回転数が後輪共振回転数範囲の場合、図２のステップＳ２３により、第３分配比が選択される。図５に示すように、ＥＣＵ１は、第１分配比のときと比較して、後輪回生制動量ＲＢｒから所定量としての制動量Δ２を減らし、前輪回生制動量ＲＢｆに所定量としての制動量Δ２を増やす。図４の例の場合、Δ２の大きさも、分配比で１０％相当である。

図６は、前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒとの関係を表す説明図である。図６には、横軸を前輪総制動量ＴＢｆとし、縦軸を後輪総制動量ＴＢｒとした場合の制動量の割合について示されている。直線Ｌ１のように、前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒとの割合が一定の場合には、総制動量ＴＢＡが増えたとしても、前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒとの割合が変わらないため、電気自動車１０に乗車している乗員は、不快感を受けることはない。一方で、前輪総制動量ＴＢｆが制動量ＴＢｆ１、かつ、後輪総制動量ＴＢｒが制動量ＴＢｒ１の場合に、直線Ｌ１から直線Ｌ２へと前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒとの割合が、前輪総制動量ＴＢｆの割合が大きくなるように変化すると、乗員は、前につんのめる感じの不快感を受ける。同じ状況で、直線Ｌ１から直線Ｌ３へと前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒとの割合が、後輪総制動量ＴＢｒの割合が大きくなるように変化すると、乗員は、後ろに引っ張られる感じの不快感を受ける。そのため、前輪回生制動量ＲＢｆおよび後輪回生制動量ＲＢｒが変化したとしても、前輪総制動量ＴＢｆおよび後輪総制動量ＴＢｒが変化しないことが好ましい。実施例の電気自動車１０は、制動中における総制動量ＴＢＡの前後輪への分配比（すなわち、前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒの比）が不変なので、上記した不快感を与えることがない。

以上説明したように、ＥＣＵ１は、電気自動車１０の挙動に応じて発生する総制動量ＴＢＡを、前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒとに分配する。ＥＣＵ１は、要求回生量ＴＲＢを決定する。ＥＣＵ１は、要求回生量ＴＲＢを、前輪回生制動量ＲＢｆと後輪回生制動量ＲＢｒとに、第１分配比乃至第３分配比で分配する。ＥＣＵ１は、前輪総制動量ＴＢｆから前輪回生制動量ＲＢｆを差し引いた値を前輪油圧制動量ＯＢｆと決定し、後輪総制動量ＴＢｒから後輪回生制動量ＲＢｒを差し引いた値を後輪油圧制動量ＯＢｒとして決定する。ＥＣＵ１は、前輪のモータと後輪のモータの一方のモータ（対象モータ）の回転数が対象モータの共振周波数に対応する回転数を含む所定範囲（前輪共振回転数範囲または後輪共振回転数範囲）内の場合、対象モータで行う回生制動量への分配比を所定範囲外における対象モータで行う回生制動量への分配比よりも所定量だけ低くする。同時にＥＣＵ１は、対象モータと異なる他方のモータで行う回生制動量への分配比を所定範囲外における他方のモータで行う回生制動量への分配比よりも所定量だけ高くする。そのため、本実施例の電気自動車１０では、前輪モータ５または後輪モータ６の回転数が共振周波数を含む所定範囲の回転数である場合、対象モータの回生制動量を下げることで対象モータの制動量（制動トルク）を下げる。これにより、対象モータの共振周波数付近での振動が下がり、対象モータの共振に起因して発生する騒音を低減できる。また、本実施例の電気自動車１０では、対象モータの回生制動量を所定量下げた場合に、他方のモータの回生制動量を所定量上げ、かつ、前輪総制動量ＴＢｆと後輪総制動量ＴＢｒとのそれぞれの値を変化させない。このことにより、電気自動車１０の乗員は、電気自動車１０の制動時に、前へのつんのめり感や後ろへと引っ張られる感じといった不快感を受けずに、かつ、電気自動車１０は、要求回生量を確保できる。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例で説明した技術は、エンジンを有さない電気自動車のみならず、走行用にエンジンとモータを備えるハイブリッド車や、モータ用の電源として燃料電池を備える車両に適用することも好適である。また、電気自動車１０は、前輪側および後輪側のそれぞれにおいて、機械式制動およびモータによる回生制動が実行できる自動車であればよく、例えば、力行のモータと回生用のモータ（ジェネレータ）を別々に搭載する車両であってもよい。上記実施例では、電気自動車１０の挙動および要求回生量として、一例を挙げて説明したが、説明した以外の要素も加味されて電気自動車１０の挙動や要求回生量が決定されてもよい。

上記実施例では、第１分配比乃至第３分配比として、図４を用いて一例について説明したが、第１分配比乃至第３分配比については種々変形可能である。また、第１分配比乃至第３分配比を変更するための対象モータの回転数の設定についても、種々変形可能である。例えば、上記実施例（図４）では、ＥＣＵ１は、ステップ関数のように、前輪モータ５の回転数が回転数Ｒ１および回転数Ｒ２の場合に、第２分配比を変化させたたが、例えば、回転数Ｒ１及びＲ２を中心とするある程度の幅を持った回転数域（例えばＲ１±ΔＲ、Ｒ２±ΔＲ）において、前輪モータ５および後輪モータ６の分配比を徐々に変化させてもよい。

実施例では、前輪モータ５が前輪共振回転数範囲に属するとき、及び、後輪モータ６が後輪共振回転数範囲に属するとき、の夫々のケースで分配比を第１分配比から変更した。前輪モータ５と後輪モータ６のいずか一方が対応する共振回転数範囲に属したときのみ、分配比を変更してもよい。

図２のフローチャートのステップＳ１３の処理を実行するときのＥＣＵ１が請求項の「総制動量分配手段」の一例に相当する。フローチャートのステップＳ１７からステップＳ２７の前までの処理を実行するときのＥＣＵ１が請求項の「回生制動量分配手段」の一例に相当する。フローチャートのステップＳ２７の処理を実行するときのＥＣＵ１が請求項の「機械制動量決定手段」の一例に相当する。実施例の機械式制動装置は、油圧による制動装置であったが、これに限らず、例えば水圧による制動装置であってもよく、あるいは、電動モータでブレーキディスクを締め付ける制動装置であってもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１…ＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）
２…液圧制御装置
３…ブレーキペダル
４…バッテリ
５…前輪モータ
６…後輪モータ
１０…電気自動車
ＢＡ…左前輪ブレーキ
ＢＢ…右前輪ブレーキ
ＢＣ…左後輪ブレーキ
ＢＤ…右後輪ブレーキ
Ｃ１，Ｃ２，ＦＲ１，ＦＲ２，ＲＲ１，ＲＲ２…比率
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…直線
ＬＶ１…振動レベル
ＯＢｆ…前輪油圧制動量
ＯＢｒ…後輪油圧制動量
Ｒ１，Ｒ２…回転数
ＲＢｆ…前輪回生制動量
ＲＢｒ…後輪回生制動量
ＳＨｆ…前輪駆動軸
ＳＨｒ…後輪駆動軸
ＴＢＡ…総制動量
ＴＢｆ…前輪総制動量
ＴＢｒ…後輪総制動量
ＴＲＢ…総回生制動量
Ｔｒ１…第１トルク
Ｔｒ２…第２トルク
ＴＢｆ１，ＴＢｒ１，Δ１，Δ２…制動量
ＷＡ…左前輪
ＷＢ…右前輪
ＷＣ…左後輪
ＷＤ…右後輪
ｆ０…共振周波数
ｆ１，ｆ２…周波数

Claims (1)

1. 前輪と後輪のそれぞれで機械式制動とモータによる回生制動を行う電気自動車であって、
   前記電気自動車の挙動に応じて発生すべき総制動量を、前記前輪で行う前輪総制動量と、前記後輪で行う後輪総制動量とに分配する総制動量分配手段と、
   要求回生量を、前記前輪のモータで行う前輪回生制動量と、前記後輪のモータで行う後輪回生制動量とに分配する回生制動量分配手段と、
   前記前輪総制動量から前記前輪回生制動量を引いた制動量を前記前輪が行う前輪機械制動量として決定するとともに、前記後輪総制動量から前記後輪回生制動量を引いた制動量を前記後輪が行う後輪機械制動量として決定する機械制動量決定手段と、を備えており、
   前記回生制動量分配手段は、前記前輪のモータと前記後輪のモータの一方のモータ（対象モータ）の回転数が前記対象モータの共振周波数に対応する回転数を含む所定範囲内の場合に、前記前輪総制動量と、前記後輪総制動量の割合を一定に保持しつつ、前記要求回生量の当該対象モータで行う回生制動量を前記所定範囲外において前記対象モータで行う回生制動量よりも所定量だけ低くするとともに、前記対象モータと異なる他方のモータで行う回生制動量を前記所定範囲外において前記他方のモータで行う回生制動量よりも前記所定量だけ高くする、電気自動車。

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