JP3305568B2 - 電動車両の制動装置 - Google Patents

電動車両の制動装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，モータに接続され
て駆動されるとともに，ブレーキ操作子の操作に基づい
て回生制動及び機械制動される駆動輪を備えた電動車両
の制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる電動車両の制動装置において，制
動時に油圧制動に優先して回生制動を行い，回生制動だ
けでは不足する制動力を油圧制動で補うことにより，制
動により失われる車体の運動エネルギーを電気エネルギ
ーとして効果的に回収して電費を向上させるものが，特
開平６−１５３３１５号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで，電動車両に
おいて駆動トルクを発生していたモータに制動トルクを
発生させて回生制動を行う場合，モータに入力されるト
ルクの変動によりモータと駆動輪間の駆動系が共振して
不快な振動が発生する問題があった。
【０００４】本発明は，前述の事情に鑑みてなされたも
ので，回生制動の開始時に発生する前記不快な振動の発
生を防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，請求項１に記載された発明は，モータに接続されて
駆動されるとともに，ブレーキ操作子の操作に基づいて
回生制動及び機械制動される駆動輪を備えた電動車両の
制動装置において，ブレーキ操作子の操作量を検出する
ブレーキ操作量検出手段と，ブレーキ操作量に基づいて
要求制動力を決定する要求制動力決定手段と，要求制動
力を回生制動力及び機械制動力に所定の比率で配分する
制動力配分手段と，その要求制動力決定手段で決定され
た要求制動力を回生制動力及び機械制動力に所定の比率
で配分する制動力配分手段と，ブレーキ操作初期に，前
記要求制動力決定手段で決定された要求制動力を維持し
たまま，前記制動力配分手段により決定された配分比率
を調整して，非調整の場合と比べて回生制動力の配分を
減少させ機械制動力の配分を増加させる制動力配分調整
手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】また請求項２に記載された発明は，請求項
１の構成に加えて，ブレーキ操作初期に，前記制動力配
分調整手段は，回生制動力の初期値として，前記制動力
配分 手段により決定された配分比率による値よりも低い
所定の初期値を設定し，該所定の初期値から，該制動力
配分手段により決定された配分比率まで時間の経過につ
れて漸増させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を，添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００８】図１〜図５は本発明の一実施例を示すもの
で，図１は電動車両の制動装置の全体構成図，図２は制
御系のブロック図，図３は電子制御ユニットの回路構成
を示すブロック図，図４は作用を説明するフローチャー
ト，図５は作用を説明するタイムチャートである。
【０００９】図１に示すように，この電動車両は従動輪
としての一対の前輪Ｗｆ，Ｗｆと駆動輪としての一対の
後輪Ｗｒ，Ｗｒとを備えた４輪車であって，後輪Ｗｒ，
Ｗｒはバッテリ１をエネルギー源とする電気モータ２に
前進４段のトランスミッション３及びデフ４を介して接
続される。バッテリ１とモータ２との間にはＰＤＵ（パ
ワードライブユニット）５が介装され，バッテリ１によ
るモータ２の駆動を制御するとともに，回生制動に伴っ
てモータ２が発電する電力によるバッテリ１の充電を制
御する。前記ＰＤＵ５とトランスミッション３とは電子
制御ユニットＵのモータ制御手段６に接続され，このモ
ータ制御手段６は電子制御ユニットＵのブレーキ制御手
段７に接続される。
【００１０】ブレーキペダル８により作動するマスタシ
リンダ９は，油圧ポンプ１０により蓄圧されるアキュム
レータ１１に接続されたモジュレータ１２を介して，各
前輪Ｗｆ，Ｗｆのブレーキシリンダ１３ｆ，１３ｆと各
後輪Ｗｒ，Ｗｒのブレーキシリンダ１３ｒ，１３ｒとに
接続される。モジュレータ１２は前輪用の２チャンネル
のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御バルブ
１４ｆと後輪用の１チャンネルのＡＢＳ制御バルブ１４
ｒとを有し，前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒにロッ
ク傾向が生じた場合に，それらのブレーキシリンダ１３
ｆ，１３ｆ；１３ｒ，１３ｒに伝達されるブレーキ油圧
を減圧する。
【００１１】マスタシリンダ９とモジュレータ１２とを
接続する油路には，前輪Ｗｆ，Ｗｆのブレーキシリンダ
１３ｆ，１３ｆに伝達されるブレーキ油圧を制御する油
圧制御バルブ１６ｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒのブレーキシリ
ンダ１３ｒ，１３ｒに伝達されるブレーキ油圧を制御す
る油圧制御バルブ１６ｒがそれぞれ介装される。
【００１２】前輪用の油圧制御バルブ１６ｆはスプリン
グ１７ｆで開弁方向に付勢された弁体１８ｆと，デュー
ティ制御されて弁体１８ｆを閉弁方向に付勢するリニア
ソレノイド１９ｆとを備える。従って，リニアソレノイ
ド１９ｆを非励磁にすると油圧制御バルブ１６ｆは開弁
し，マスタシリンダ９が発生したブレーキ油圧はそのま
まモジュレータ１２に伝達される。またリニアソレノイ
ド１９ｆを所定のデューティ比で励磁することにより，
マスタシリンダ９からモジュレータ１２に伝達されるブ
レーキ油圧を任意の大きさに制御することができる。
尚，後輪用の油圧制御バルブ１６ｒは前輪用のそれと同
一の構造を備える。
【００１３】前記油圧制御バルブ１６ｆ，１６ｒには，
マスタシリンダ９からモジュレータ１２への油圧の伝達
を規制し，モジュレータ１２からマスタシリンダ９への
油圧の伝達を許容する一方向弁１５ｆ，１５ｒが並列に
設けられる。
【００１４】図２を併せて参照すると明らかなように，
前記電子制御ユニットＵには，バッテリ１に設けられた
バッテリ電圧センサ２０及びバッテリ温度センサ２１
と，モータ２の回転数を検出するモータ回転数センサ２
２と，前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒに設けられた
車輪速センサ２３FL，２３FR，２３RL，２３RRと，ブレ
ーキペダル８に設けられたブレーキペダル踏力センサ２
４1 及びブレーキ操作スイッチ２４2 と，アクセルペダ
ル２６に設けられたアクセル開度センサ２５とが接続さ
れるとともに，それらの出力信号に基づいて制御される
前記油圧制御バルブ１６ｆ，１６ｒと，前記ＡＢＳ制御
バルブ１４ｆ，１４ｒと，バッテリ１及びモータ２を制
御する前記ＰＤＵ５とが接続される。
【００１５】図３に示すように，電子制御ユニットＵ
は，ドライバーが要求している制動力をブレーキペダル
踏力センサ（ブレーキ操作量検出手段）２４1 の出力に
基づいて決定する要求制動力決定手段Ｍ１と，要求制動
力決定手段Ｍ１で決定した要求制動力を，モータ２によ
り発生させる回生制動力及びブレーキシリンダ１３ｆ，
１３ｆ；１３ｒ，１３ｒにより発生させる油圧制動力
（機械制動力）に所定の比率で配分する制動力配分手段
Ｍ２と，ブレーキペダル８が踏まれた直後の制動初期
に，前記制動力配分手段Ｍ２により決定された回生制動
力及び油圧制動力の配分比率を調整し，油圧制動力の比
率を一時的に増加させる制動力配分調整手段Ｍ３とを備
える。そして制動力配分手段Ｍ２が出力する回生制動量
に基づいてＰＤＵ５を介してモータ２が制御されるとと
もに，制動力配分手段Ｍ２が出力する油圧制動量に基づ
いて油圧制御バルブ１６ｆ，１６ｒが制御される。
【００１６】次に，前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用を，図４に示すフローチャートに基づいて説明す
る。
【００１７】先ず，ステップＳ１において，ドライバー
がブレーキペダル８を踏んでおらず，従ってブレーキ操
作スイッチ２４2 がＯＦＦしているとき，ステップＳ２
でモータ２に発生させるべき駆動トルク或いはアクセル
回生トルク（ガソリン車のエンジンブレーキに相当する
制動力を発生させるためのトルク）を算出し，ステップ
Ｓ３で前記駆動トルク或いはアクセル回生トルクを発生
させるべくモータ２の制御信号を出力する。前記駆動ト
ルク或いはアクセル回生トルクは，モータ回転数センサ
２２が出力するモータ回転数Ｎｍと，アクセル開度セン
サ２５が出力するアクセル開度とに基づいて，例えばマ
ップ検索により求められる。
【００１８】ステップＳ１でドライバーがブレーキペダ
ル８を踏んでブレーキ操作スイッチ２４2 がＯＮする
と，ステップＳ４でブレーキペダル踏力センサ２４1 の
出力に基づいて，ドライバーが要求しているトータルの
制動力に相当する要求制動力を算出する。続くステップ
Ｓ５の答えがＮＯであり，今回ループで始めてブレーキ
操作スイッチ２４2 がＯＮした場合にはステップＳ６に
移行し，そこでモータ２に発生させるべき回生制動力の
大きさを指令する回生指令値として，予め設定した回生
初期値を採用する。尚，前記回生初期値は，制動初期に
モータ２と駆動輪である後輪Ｗｒ，Ｗｒ間の駆動系の振
動が発生しない程度の値に設定される。
【００１９】一方，ブレーキ操作スイッチ２４2 がＯＮ
したループの次回以降のループでは，前記ステップＳ５
の答えがＹＥＳになってステップＳ７に移行し，そこで
回生限界値を算出する。回生制動によりモータ２が発生
する逆起電力が過大になるとバッテリ１やＰＤＵ５が損
傷するため，モータ２の回生制動力が回生限界値を上回
らないように制御される。回生限界値は基本的にはモー
タ回転数センサ２２で検出したモータ回転数に基づいて
マップ検索され，そのマップ値をバッテリ電圧センサ２
０で検出したバッテリ電圧と，バッテリ温度センサ２１
で検出したバッテリ温度で補正することにより決定され
る。
【００２０】続くステップＳ８では，前記ステップＳ７
で求めた回生限界値から前記ステップ２で求めたアクセ
ル回生量を減算することにより，モータ２が発生し得る
正味の回生制動力に相当する回生許容値を算出する。続
くステップＳ９では，前回ループにおける回生指令値に
予め設定した所定の増加量を加算したものを新たな回生
指令値とする。従って，ブレーキ操作スイッチＳＷがＯ
Ｎした最初のループでは回生指令値は回生初期値に設定
され，それ以後の回生指令値はループ毎に前記所定の増
加量ずつリニアに増加することになる。
【００２１】このようにして，前記ステップＳ６又はス
テップＳ９で回生指令値が求められると，ステップＳ１
０でその回生指令値を前記ステップＳ８で求めた回生許
容値と比較する。そして回生指令値が回生許容値以下で
あればそのままステップＳ１２に移行し，回生指令値が
回生許容値よりも大きければ，バッテリ１やＰＤＵ５の
損傷を防止すべく，ステップＳ１１で回生指令値を回生
許容値でリミット処理してステップＳ１２に移行する。
【００２２】続いて，ステップＳ１２において，前記ス
テップＳ４で算出した要求制動力から前記回生指令値を
減算することにより，油圧制動力を算出する。そしてス
テップＳ１３で前記回生指令値に対応する回生制動力を
得られるように，ＰＤＵ５にブレーキ回生量とアクセル
回生量との和である回生制御信号を出力するとともに，
ステップＳ１４で前記油圧制動力が得られるように油圧
制御バルブ１６ｆ，１６ｒのリニアソレノイド１９ｆ，
１９ｒ（図１参照）に油圧制御信号を出力する。その結
果，マスタシリンダ９からブレーキシリンダ１３ｆ，１
３ｆ；１３ｒ，１３ｒに伝達されるブレーキ油圧が所定
値に制御され，前記ステップＳ１２で求めた大きさの油
圧制動力が発生する。
【００２３】上記作用を図５のタイムチャートに基づい
て更に説明する。
【００２４】図５（Ａ）は，要求制動力が回生許容値未
満の場合の作用を示すものである。ブレーキペダル８を
踏んでブレーキ操作スイッチ２４2 がＯＮした瞬間の回
生制動力は回生初期値に設定され，要求制動力と回生初
期値との差分に相当する制動力が油圧制動力により賄わ
れる。回生制動力は前記回生初期値からループ毎に所定
の増加分ずつ増加し，それに応じて油圧制動力は漸減す
る。やがて回生制動力が要求制動力に達すると，その時
点で油圧制動力はゼロになる。尚，要求制動力が回生初
期値以下であれば，最初から要求制動力の全量が回生制
動力により賄われ，油圧制動力は発生しない。
【００２５】図５（Ｂ）は，要求制動力が回生許容値以
上の場合の作用を示すものである。この場合，ブレーキ
操作スイッチ２４2 がＯＮした瞬間に回生制動力は回生
初期値から漸増し，要求制動力と回生制動力の差分を賄
う油圧制動力は漸減する。そして回生制動力が回生許容
値に達した後には，回生制動力の増加が終了して回生許
容値に保持され，これに伴って油圧制動力の減少も終了
する。
【００２６】以上説明したように，制動時に油圧制動力
に対して回生制動力を優先的に使用し，その不足分を油
圧制動力で補うことにより，必要なトータルの制動力を
確保しながら，制動により失われる車体の運動エネルギ
ーを電気エネルギーとして効果的に回収して電費を向上
させることができる。また制動初期の状態において回生
制動力を回生初期値に抑えているので，制動開始の前後
でモータ２のトルクが駆動トルクから制動トルクに変化
する際の変化量を減少させ，モータ２及び後輪Ｗｒ，Ｗ
ｒ間の駆動系の振動に起因する不快な車体振動を効果的
に抑制することが可能となる。しかも制動開始後に所定
時間が経過すれば回生制動力が要求制動力（或いは回生
許容値）まで増加するため，電気エネルギーの回収量の
ロス分を最小限に抑えることができる。
【００２７】以上，本発明の実施例を詳述したが，本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【００２８】例えば，実施例では要求制動力の立ち上が
りに対して回生指令値をリニアに増加させているが，そ
の回生指令値を一次遅れ処理に基づいて決定することに
より，回生制動力を回生初期値から要求回生量に向けて
滑らかに増加させることができる。この場合，回生指令
値は， 回生指令値＝前回回生指令値×ｋ＋要求回生量×（１−ｋ） 但し，ｋは０＜ｋ＜１の定数 により与えられる。
【００２９】また，回生制動の開始時における不快な振
動はモータ２のトルク変化量が大きいときに顕著に発生
するものであり，モータ２が駆動トルクを発生していな
い状態（アクセルペダル２６から足を離したアクセル回
生状態）からブレーキペダル８を踏んでモータ２に制動
トルクを発生させた場合には，アクセルペダル２６を離
した直後にブレーキペダル８を踏んだ場合に比べてトル
ク変化量は比較的に小さくなるため，前記振動は殆ど発
生しない。従って，アクセル回生状態からブレーキペダ
ル８を踏んでブレーキ回生を開始する場合には，前述し
た回生制動力の抑制制御を禁止することが可能である。
【００３０】また，実施例では前輪Ｗｆ，Ｗｆが従動輪
であり後輪Ｗｒ，Ｗｒが駆動輪である車両を例示した
が，本発明は前輪Ｗｆ，Ｗｆが駆動輪であり後輪Ｗｒ，
Ｗｒが従動輪である車両に対しても適用可能である。更
に油圧制動に代えてブレーキケーブルによる制動を採用
することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上のように，請求項１に記載された発
明によれば，ブレーキ操作初期に，要求制動力決定手段
で決定された要求制動力を維持したまま，制動力配分手
段により決定された配分比率を調整して，非調整の場合
と比べて回生制動力の配分を減少させ機械制動力の配分
を増加させるので，ブレーキ操作初期に要求制動力を維
持したまま，制動開始時における回生制動力の急増を最
小限に抑えて，モータ及び後輪間の駆動系の振動に起因
する不快な車体振動を抑制することができる。
【００３２】また請求項２に記載された発明によれば，
ブレーキ操作初期に，制動力配分調整手段は，回生制動
力の初期値として，制動力配分手段により決定された配
分比率による値よりも低い所定の初期値を設定し，該所
定の初期値から，該制動力配分手段により決定された配
分比率まで時間の経過につれて漸増させるので，機械制
動力の配分比率を増加させたことによる電気エネルギー
の回収量のロス分を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動車両の制動装置の全体構成図
【図２】制御系のブロック図
【図３】電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図４】作用を説明するフローチャート
【図５】作用を説明するタイムチャート
【符号の説明】
モータ モータ ８ ブレーキペダル（ブレーキ操作子） ２４1 ブレーキペダル踏力センサ（ブレーキ操作
量検出手段） Ｍ１ 要求制動力決定手段 Ｍ２ 制動力配分手段 Ｍ３ 制動力配分調整手段 Ｗｒ 後輪（駆動輪）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 康史 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平８−149606（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−253406（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−182001（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 7/24 B60T 13/66

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ（２）に接続されて駆動されると
    ともに，ブレーキ操作子（８）の操作に基づいて回生制
    動及び機械制動される駆動輪（Ｗｒ）を備えた電動車両
    の制動装置において， ブレーキ操作子（８）の操作量を検出するブレーキ操作
    量検出手段（２４1 ）と， ブレーキ操作量に基づいて要求制動力を決定する要求制
    動力決定手段（Ｍ１）と，その要求制動力決定手段（Ｍ１）で決定された 要求制動
    力を回生制動力及び機械制動力に所定の比率で配分する
    制動力配分手段（Ｍ２）と， ブレーキ操作初期に，前記要求制動力決定手段（Ｍ１）
    で決定された要求制動力を維持したまま，前記制動力配
    分手段（Ｍ２）により決定された配分比率を調整して，
    非調整の場合と比べて回生制動力の配分を減少させ機械
    制動力の配分を増加させる制動力配分調整手段（Ｍ３）
    とを備えたことを特徴とする，電動車両の制動装置。
  2. 【請求項２】 ブレーキ操作初期に，前記制動力配分調
    整手段（Ｍ３）は，回生制動力の初期値として，前記制
    動力配分手段（Ｍ２）により決定された配分比率による
    値よりも低い所定の初期値を設定し，該所定の初期値か
    ら，該制動力配分手段（Ｍ２）により決定された配分比
    率まで時間の経過につれて漸増させることを特徴とす
    る，請求項１記載の電動車両の制動装置。
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