JP3586751B2 - 電動車両の制動装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、電気自動車等の電動エネルギーによって車両を駆動する電動車両の制動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電気自動車の場合には、走行のために利用できるエネルギーはバッテリーに充電された電力だけであり、バッテリーに充電されている電力は限られているので、1回の充電で走行できる距離を長くするには、走行等で消費するエネルギーを有効に回生利用する必要がある。したがって、電気自動車においては回生制動を用いることが非常に有効的である。即ち、制動時に車両の運動エネルギーにより車輪に連結された電気モータを駆動し、電気モータが発電した電力をバッテリーに戻すようにすれば、エネルギーの無駄な消費を減らすことができる。
【0003】
しかしながら、回生制動には限界、例えば、所定速度以下になるとその能力が低下する等の限界があるため、回生制動限界以上では油圧ブレーキで補うようにし、油圧ブレーキが回生制動と併用して使用される。
【0004】
この種の電気自動車等の制動装置としては、特開平5−176407号公報に掲載の技術がある。
【0005】
この公報に掲載の技術は、前輪側を回生制動及び油圧制動により、後輪側を油圧制動により制動する。ブレーキマスタシリンダの油圧は減圧弁により遮断され、その遮断時には減圧弁前後の差圧に応じた回生制動を行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記公報に掲載の技術においては、ブレーキマスタシリンダの油圧は減圧弁により遮断され、その遮断時には減圧弁前後の差圧に応じて回生制動を行うものであるから、前輪側の回生制動の際に減圧弁前後の差圧が発生しないような事態、及び減圧弁前後の差圧が発生していてもそれを検出できない事態を想定すると、所定の回生制動による制動力が得られない可能性がある。
【0007】
そこで、本発明は、油圧制動を加えた場合、ブレーキマスタシリンダとホイールシリンダとの間の差圧が検出できなくても、回生制動によって制動力の低下を防止する電動車両の制動装置の提供を課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、請求項1にかかる電動車両の制動装置は、車上バッテリーからの電力により車輪を駆動する電気駆動手段と、前記車輪の回転に伴なって前記電気駆動手段が発生する電力を前記車上バッテリーに回生する回生制動手段と、ブレーキペダルの操作量に応じた液圧を発生する前輪側及び後輪側の2系統の液圧発生手段と、前記液圧発生手段が発生する液圧に応じて車輪に制動力を与える前輪側及び後輪側の2系統の液圧制動手段と、前記液圧発生手段から液圧制動手段への液圧の伝達を制御する弁手段とを具備し、車輪の回生制動条件に応じて回生制動手段による制動動作から液圧制動手段による制動動作への切替えを行う電動車両の制動装置において、前記液圧発生手段で発生させた前輪側及び後輪側のうちの前記電気駆動手段が駆動しない車輪側の液圧を検出する発生液圧検出手段と、前記液圧制動手段に加わる前輪側及び後輪側のうちの前記電気駆動手段が駆動する車輪側の液圧を検出する制動液圧検出手段と、前記発生液圧検出手段の検出出力と前記制動液圧検出手段の検出出力に基づいて前輪側液圧系統及び後輪液圧系統のそれぞれの異常を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づき前記弁手段及び前記回生制動手段を制御する制御手段とを具備するものである。
【0009】
請求項2にかかる電動車両の制動装置は、請求項1において、前記発生液圧検出手段の検出する圧力と前記制動液圧検出手段の検出する圧力との差が所定の上限値より大きいとき、前記前輪側及び後輪側の前記弁手段を開とし、前記差が所定の下限値より小さいとき、前記車輪側及び後輪側の前記弁手段を開とすると共に、前記回生制動手段の回生動作を中止するものである。
【0010】
【作用】
請求項1においては、車上バッテリーからの電力により車輪を駆動する電気駆動手段と、前記車輪の回転に伴なって前記電気駆動手段が発生する電力を前記車上バッテリーに回生する回生制動手段と、ブレーキペダルの操作量に応じた液圧を発生する前輪側及び後輪側の2系統の液圧発生手段と、前記液圧発生手段が発生する液圧に応じて車輪に制動力を与える前輪側及び後輪側の2系統の液圧制動手段と、前記液圧発生手段から液圧制動手段への液圧の伝達を制御する弁手段とを具備し、車輪の回生制動条件に応じて回生制動手段による制動動作から液圧制動手段による制動動作への切替えを行い、減速走行及び停止の際には回生制動及び液圧制動を行う。このとき、前記液圧発生手段で発生させた前輪側及び後輪側のうちの前記電気駆動手段が駆動しない車輪側の系統の液圧を発生液圧検出手段で検出し、前記液圧制動手段に加わる前輪側及び後輪側のうちの前記電気駆動手段が駆動する車輪側の系統の液圧を制動液圧検出手段で検出し、両者の差圧でもって回生制動を行う。そして、前記発生液圧検出手段の検出出力と前記制動液圧検出手段の検出出力に基づいて前輪側液圧系統及び後輪液圧系統のそれぞれの異常を判定し、判定結果に基づき前記弁手段及び前記回生制動手段を制御するものである。
【0011】
請求項2においては、電気駆動手段が駆動する側の圧力系統が欠損した場合、発生液圧検出手段の検出圧力は零付近となる。一方、制動液圧検出手段の検出圧力は上昇する。したがって、発生液圧検出手段の検出する圧力と制動液圧検出手段の検出する圧力との差はブレーキペダルの操作量が増えるにつれ増大する。この差が所定の上限値を越えたとき、前輪側及び後輪側の弁手段を開とする。よって、電気駆動手段が駆動する側の車輪には回生制動がかかり、電気駆動手段が駆動しない側の車輪には油圧制動がかかって、欠損に対して制動力が最大限に維持される。また、電気駆動手段が駆動しない側の圧力系統が欠損した場合、制動液圧検出手段の検出圧力は零付近となる。一方、発生液圧検出手段の検出圧力は上昇する。よって、発生液圧検出手段の検出する圧力と制動液圧検出手段の検出する圧力との差はブレーキペダルの操作量が増えるにつれ減少する。この差が所定の下限値を越えたとき、前輪側及び後輪側の弁手段を開とするとともに回生制動を中止する。よって、電気駆動手段が駆動する側の車輪には油圧制動がかかるが、回生制動はかからず、必要以上の制動力が同じ輪にかかることはない。
【0012】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は本発明の実施例の電動車両の制御装置の駆動系及び制動系の主要部の構成図である。また、図2は図1のモータECUの主要部の構成を示すブロック図である。なお、この実施例においては、前輪Frが駆動輪、後輪Rrが従動輪になっている。
【0014】
図1において、駆動源である電気モータ2の駆動軸は、変速機(T/M)25を介して、前輪Frの車軸に連結されている。なお、図1においては、前輪Frの1輪と後輪Rrの1輪は省略されているが、実施例の自動車は4輪車である。各車輪近傍には、それぞれ、油圧制動のためのホイールシリンダ(W/C)5が配設されている。前輪Frは駆動輪であるため、電気モータ2による回生制動も可能になっている。
【0015】
まず、図1の実施例の主に油圧系統について説明する。
【0016】
ブレーキペダル21の踏込みストロークに応じた油圧が、ブレーキマスタシリンダ(M/C)4の出力として発生し、前輪Fr側の配管61と後輪Rr側の配管62に供給される。前輪Fr側の配管61と前輪Fr側のホイールシリンダ5(Fr)の配管63とを接続する第1の油圧系統には、リリーフ弁6、チェック弁29、バイパス弁7及び初期圧カット弁51が並列に接続されている。また、配管63には本実施例の制動液圧検出手段としての圧力センサ12が配設されている。
【0017】
配管62と後輪Rr側のホイールシリンダ5(Rr)側の配管64とを結ぶ第2の油圧系統には、リリーフ弁56、チェック弁54、バイパス弁53、初期圧カット弁55、及びバイパス弁52が並列に介挿されている。バイパス弁52には前輪Frの故障時に後輪Rrの減圧を解除する役割がある。また、配管64とホイールシリンダ5(Rr)との間には、プロポーショニングバルブ23が接続されている。そして、配管62には本実施例の発生液圧検出手段としての圧力センサ11が配設されている。
【0018】
リリーフ弁6は、配管61の油圧が配管63の油圧よりも所定以上高いときに開き、機械的に配管61と配管63の差圧を一定に制御する。チェック弁29は、通常は閉じているが、何らかの原因により配管61の油圧よりも配管63の油圧が高くなったとき開き、配管63の油圧を配管61に逃すように制御する。バイパス弁7は電磁弁であり、通常は閉状態であるが、主として電気系統に故障が生じたときに開制御されて、配管61の油圧と配管63の油圧を同一にする。初期圧カット弁51は、配管61の油圧が非常に小さいときに開き、油圧が所定以上になると(ホイールシリンダ5(Fr)への初期圧印加が完了すると)閉じる。
【0019】
同様に、リリーフ弁56は、配管62の油圧が配管64の油圧よりも所定以上高いときに開き、機械的に配管62と配管64の差圧を一定に制御する。チェック弁54は通常は閉じているが、何らかの原因により配管62の油圧よりも配管64の油圧が高くなったとき開き、配管64の油圧を配管62に逃すように制御する。バイパス弁53は電磁弁であり、通常は閉状態であるが、主として電気系統に故障が生じたときに、開制御されて、配管62の油圧と配管64の油圧を同一にする。初期圧カット弁55は、配管61の油圧が非常に小さいときに開き、油圧が所定以上になると(ホイールシリンダ5(Rr)への初期圧印加が完了すると)閉じる。バイパス弁52は通常閉であるが、配管61に比べて配管62の油圧が所定以上高くなったときに開く。なお、通常は、配管61の油圧と配管62の油圧とは同一になる。
【0020】
また、プロポーショニングバルブ23はマスタシリンダ4側の入側油圧が所定圧以下のときには、ホイールシリンダ5(Rr)側の出側油圧を入側油圧と同一にし、入側油圧が前記所定圧を越えているときには、入側と出側を分離して、入側油圧の変化に対する出側油圧の変化の比率をそれまでより抑えるように動作する。プロポーショニングバルブ23を設けることにより、油圧制動による前後輪の制動力配分を理想配分線に近づけることができる。
【0021】
ブレーキベダル21の近傍には、ブレーキペダル21の踏込みの有無を検出するブレーキスイッチ22が配設されている。ポテンショメータ28は、図示しないアクセルペダルと連結されており、アクセルペダルの踏込みストロークを検出する。また、各車輪の近傍には、各々車輪速度を検出する車輪速センサ57,58が設置されている。
【0022】
次に、電気系統について説明する。
【0023】
この実施例で使用している電気モータ2は誘導モータであり、回転子には永久磁石により磁極が形成されており、固定子には3相の巻線が配設されている。固定子の3相の巻線に交流を印加することにより、回転磁界が発生し、回転子を回転駆動することができる。また、車輪の回転によって電気モータ2の回転子が回転しているときには、その回転を止める方向の磁界を固定子の巻線で発生することにより、始動をかけることができ、このとき固定子の巻線で発生する起電力を電源に回収する(回生制動する)ことができる。電気モータ2の内部には、回転子の磁極の位置を検出する磁極位置検出器2aが配設されている。
【0024】
電気モータ2を制御するための電気回路として、モータECU(電子制御ユニット)27とブレーキECU26を有している。モータECU27とブレーキECU26は、各々内部にマイクロコンピュータを有しており、前者は主として電気モータ2の駆動に関する制御を実施し、後者は油圧制動及び回生制動に関する制御を実施する。また、両者のマイクロコンピュータは互いに接続されており、互いの情報が交換自在になっている。
【0025】
モータECU27の主要部の構成を図2を用いて説明する。
【0026】
図2において、モータECU27にはインバータINVを有しており、インバータINVの3本の出力ラインL1 ,L2 及びL3 が電気モータ2の各巻線と接続されている。インバータINVの電源ラインLP及びLMは、車上バッテリー1のプラス及びマイナスの端子にそれぞれ接続されている。例えば、車上バッテリー1は鉛蓄電池を使用すればよいが、この鉛蓄電池と並列に大容量コンデンサやサブバッテリー等を接続してもよい。
【0027】
このインバータINVは、6個のスイッチング用出力トランジスタQ1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q5 及びQ6 を有しており、上側のトランジスタQ1 ,Q3 及びQ5 の少なくとも1つと、下側のトランジスタQ2 ,Q4 及びQ6 の少なくとも1つをオンとすることにより、車上バッテリー1から電気モータ2の各巻線に電流を流すことができる。但し、トランジスタQ1 とQ2 、Q3 とQ4 、Q5 とQ6 は同時にオンしない。
【0028】
トランジスタQ1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q5 及びQ6 の制御端子には、それぞれドライバDV1 ,DV2 ,DV3 ,DV4 ,DV5 及びDV6 の出力が接続されており、これらのドライバDV1 〜DV6 の入力端子は、マイクロコンピュータCPUの出力ポートと各々接続されている。即ち、マイクロコンピュータCPUがトランジスタQ1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q5 及びQ6 のオン/オフを制御することにより、電気モータ2の各巻線の通電を制御する。
【0029】
電気モータ2を連続的に回転させるためには、その回転子の磁極の位置に合わせて、その回転子を駆動する方向に、固定子巻線が形成する各磁極の位置を順次に移動させる必要があるので、マイクロコンピュータCPUは、電気モータ2に内蔵された磁極位置検出器2aからの信号に基づいて、ドライバDV1 〜DV6 に印加する制御信号のタイミングを決定している。
【0030】
また、ドライバDV1 〜DV6 に印加する制御信号のタイミングを調整することにより、電気モータ2の回転に対して制動をかけることもできる。この制動の際、電気モータ2は発電機として機能するので、その固定子巻線に電力が誘起するが、この電力は車上バッテリー1に回収される。
【0031】
即ち、固定子巻線が発生する逆起電力によって、出力ラインL1 の電圧が電源ラインLPよりも高くなると、出力ラインL1 からダイオードD1 を介して電源ラインLPに電流が流れ、また出力ラインL1 の電圧が電源ラインLMよりも低くなると、出力ラインL1 からダイオードD2 を介して電源ラインLMから電流が流れ、車上バッテリー1が充電される。同様に、出力ラインL2 の電圧が電源ラインLPよりも高くなると、出力ラインL2 からダイオードD3 を介して電源ラインLPに電流が流れ、また出力ラインL2 の電圧が電源ラインLMよりも低くなると、出力ラインL2 からダイオードD4 を介して電源ラインLMから電流が流れ、車上バッテリー1が充電される。更に、出力ラインL3 の電圧が電源ラインLPよりも高くなると、出力ラインL3 からダイオードD5 を介して電源ラインLPに電流が流れ、また出力ラインL3 の電圧が電源ラインLMよりも低くなると、出力ラインL3 からダイオードD6 を介して電源ラインLMから電流が流れ、車上バッテリー1が充電される。
【0032】
更に、図1を参照して詳述する。
【0033】
モータECU27は、ポテンショメータ28が出力する信号により、アクセルペダルの踏込量を検出し、この踏込量に応じて、電気モータ2の駆動量(回転速度)を制御する。また、回生制動をブレーキECU26が指示するときには、その指示に従って、電気モータ2の制動量を制御する。前述のインバータINVのトランジスタQ1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q5 及びQ6 の制御端子に印加する信号のパルス幅を調整することによって、電気モータ2の駆動トルク及び制動量が調整される。
【0034】
ブレーキECU26には、圧力センサ11からの信号、圧力センサ12からの信号、ブレーキスイッチ22からの信号、変速機25からの信号、及び電気モータ2からの信号が印加される。ブレーキECU26は入力されるこれらの信号に基づいて、制動制御を行い、回生制動のための情報をモータECUに出力するとともに、油圧制動のために必要に応じてバイパス弁7及びバイパス弁53をオン/オフ制御する。
【0035】
図3は本発明の実施例の電動車両の制動装置における前輪側及び後輪側のブレーキマスタシリンダとホイールシリンダとの圧力特性図、及びマスタシリンダ圧Pmとホイールシリンダ圧Pwとの差圧と回生制動力との関係を示す制動特性図である。
【0036】
図3において、ブレーキペダル21の踏込みストロークに応じた油圧が、ブレーキマスタシリンダ(M/C)4の出力として発生し、前輪Fr側の配管61に供給される。この際の前輪Fr側の配管61と前輪Fr側のホイールシリンダ5(Fr)の配管63とを接続する第1の油圧系統は、図3(a)に示すブレーキマスタシリンダ(M/C)4とホイールシリンダ5(Fr)との圧力特性となる。この圧力特性は並列接続されているリリーフ弁6及び初期圧カット弁51によって形成される。
【0037】
同様に、ブレーキペダル21の踏込みストロークに応じた油圧が、ブレーキマスタシリンダ(M/C)4の出力として発生し、後輪Rr側の配管64に供給される。この際の後輪Rr側の配管62と後輪Rr側のホイールシリンダ5(Rr)の配管64とを接続する第2の油圧系統は、図3(b)に示すブレーキマスタシリンダ(M/C)4の圧力とホイールシリンダ5(Fr)の圧力との圧力特性となる。この圧力特性は並列接続されているリリーフ弁54及び初期圧カット弁55によって形成される。
【0038】
発生液圧検出手段としての圧力センサ11が検出したマスタシリンダ圧Pmと制動液圧検出手段としての圧力センサ12が検出するホイールシリンダ圧Pwとの差圧と、回生制動力との関係は、図3(c)のように線形の変化を行う。
【0039】
ブレーキECU26に備わったマイクロコンピュータの主要動作の部分を図4に示すものである。図4は図1の主に回生制動に関する制御動作を示すフローチャートである。
【0040】
まず、電源がオンすると、初期化を実施し、ステップS1でイグニッションスイッチ(IG SW)の状態を判定し、オフの間は待機し、オンになると次のステップS2に進み、ステップS2では圧力センサ11、圧力センサ12等のセンサ、及びブレーキECU26、モータECU27等のマイクロコンピュータ等の初期異常をチェックする。このステップS2で圧力センサ11、圧力センサ12等のセンサ、及びブレーキECU26、モータECU27等のマイクロコンピュータ等の何れかに初期異常が検出されたとき、ステップS9で前輪Fr及び後輪Rrのバイパス弁7、バイパス弁53を開とし、ステップS10で回生制動中止とする。
【0041】
また、ステップS2で圧力センサ11、圧力センサ12等のセンサ、及びブレーキECU26、モータECU27等のマイクロコンピュータ等の何れかに初期異常が検出されないとき、ステップS3で回生制動を行う電気モータ2、変速機25及びモータECU27等からなる回生制動系が正常であるか否かを判定し、正常でないとき、前述のステップS9及びステップS10のルーチンの処理を実行する。
【0042】
ステップS3で回生制動系が正常であると判定したとき、ステップS4で回生制動を行うべく前輪Fr及び後輪Rrのバイパス弁7、バイパス弁53を閉とし、ステップS5で圧力センサ11の出力をみて、配管61と前輪Fr側のホイールシリンダ5(Fr)側の配管63とを結ぶ第1の油圧系統の異常を判定し、また、圧力センサ12の出力をみて、配管62と後輪Rr側のホイールシリンダ5(Rr)側の配管64とを結ぶ第2の油圧系統の異常を判定する。
【0043】
まず、ステップS5で第2の油圧系統の異常、即ち、後輪Rr側の異常は、後輪Rr側のブレーキマスタシリンダ(M/C)4の配管62から圧力を検出しているから、発生液圧検出手段としての圧力センサ11が検出したマスタシリンダ圧Pmがゼロに近い値となる。制動液圧検出手段としての圧力センサ12が検出するホイールシリンダ圧Pwとの差圧Pm−Pwは、ブレーキマスタシリンダ(M/C)4のマスタシリンダ圧Pmがゼロに近い値となるから、負のホイールシリンダ圧−Pwに近い値となる。このとき、ステップS5の圧力の異常の判別は、Pm−Pw<−α(αは正の圧力値であり、例えば、1.5kgf/cm2 )のとき異常とみなし、前述のステップS9及びステップS10のルーチンの処理を実行する。
【0044】
ステップS5で第2の油圧系統が正常であると判定したとき、ステップS6で配管61と前輪Fr側のホイールシリンダ5(Fr)側の配管63とを結ぶ第1の油圧系統の異常を判定する。この正常または異常の判定は、発生液圧検出手段としての圧力センサ11が検出したマスタシリンダ圧Pmと制動液圧検出手段としての圧力センサ12が検出するホイールシリンダ圧Pwとの差圧Pm−Pw>β(βはリリーフ圧より大きい圧力値であり、例えば、30〜30kgf/cm2 )によって行っている。リリーフ圧より大きい差圧Pm−Pwが加わっているとき、ステップS7で前輪Fr及び後輪Rrのバイパス弁7、バイパス弁53を開とし、回生制動は継続し、ステップS8の処理に入る。また、リリーフ圧より大きい差圧Pm−Pwが加わっておらず正常と判定されたとき、ステップS8で発生液圧検出手段としての圧力センサ11が検出したマスタシリンダ圧Pmと制動液圧検出手段としての圧力センサ12が検出するホイールシリンダ圧Pwとの差圧Pm−Pwに基き、図3(c)の回生制動力特性に従って回生制動を行う。
【0045】
ここで、第1の油圧系統の異常、即ち、前輪Fr側の異常は、前輪Fr側のホイールシリンダ5(Fr)側の配管63から圧力を検出しているから、発生液圧検出手段としての圧力センサ11が検出したマスタシリンダ圧Pmと制動液圧検出手段としての圧力センサ12が検出するホイールシリンダ圧Pwとの差圧Pm−Pwは、ホイールシリンダ圧Pwがゼロに近い値となるから、ほぼマスタシリンダ圧Pmとなる。このとき、回生制動の制動力は本来の差圧Pm−Pwの値よりも大きくなるから、正常の回生制動を行えばよい。
【0046】
また、第2の油圧系統の異常、即ち、後輪Rr側の異常は、後輪Rr側のブレーキマスタシリンダ(M/C)4の配管62から圧力を検出しているから、発生液圧検出手段としての圧力センサ11が検出したマスタシリンダ圧Pmがゼロに近い値となる。制動液圧検出手段としての圧力センサ12が検出するホイールシリンダ圧Pwとの差圧Pm−Pwは、ブレーキマスタシリンダ(M/C)4のマスタシリンダ圧Pmがゼロに近い値となるから、負のホイールシリンダ圧−Pwに近い値となる。このとき、ステップS5の圧力の異常の判別は、Pm−Pw<−α(αは正の圧力値であり、例えば、1.5kgf/cm2 )のとき異常とみなす。
【0047】
このように、本実施例の電動車両の制動装置は、車上バッテリー1からの電力により前輪Fr及び/または後輪Rrを駆動する電気モータ2からなる電気駆動手段と、前輪Fr及び/または後輪Rrの回転に伴なって電気モータ2からなる電気駆動手段が発生する電力を車上バッテリー1に回生するインバータINV及びマイクロコンピュータCPU等からなる回生制動手段と、ブレーキペダル21の操作量に応じた液圧を発生する前輪Fr側及び後輪Rr側の2系統のマスタシリンダ4からなる液圧発生手段と、マスタシリンダ4からなる液圧発生手段が発生する液圧に応じて前輪Fr及び/または後輪Rrに制動力を与える前輪Fr側及び後輪Rr側の2系統のホイールシリンダ5(Fr)及びホイールシリンダ5(Rr)からなる液圧制動手段と、前記液圧発生手段から液圧制動手段への液圧の伝達を制御するリリーフ弁6,56、バイパス弁7,53等からなる弁手段とを具備し、前輪Fr及び/または後輪RrのステップS1乃至ステップS6からなる回生制動条件に応じて回生制動手段によるステップS8の制動動作から液圧制動手段によるステップS9及びステップS10の制動動作への切替えを行う電動車両の制動装置において、前記液圧発生手段で発生させた前輪Fr側及び後輪Rr側のうちの電気駆動手段が駆動しない車輪側の液圧を検出する圧力センサ11からなる発生液圧検出手段と、前記液圧制動手段に加わる前輪Fr側及び後輪Rr側のうちの電気駆動手段が駆動する車輪側の液圧を検出する圧力センサ12からなる制動液圧検出手段とを具備するものであり、これを請求項1の実施例とすることができる。
【0048】
したがって、第1の油圧系統の異常、即ち、前輪Fr側の異常は、前輪Fr側のホイールシリンダ5(Fr)側の配管63から発生液圧検出手段としての圧力センサ11が検出したマスタシリンダ圧Pmと制動液圧検出手段としての圧力センサ12が検出するホイールシリンダ圧Pwとの差圧Pm−Pwを求めているから、ホイールシリンダ圧Pwがゼロに近い値となった場合には、回生制動の制動力は本来の差圧Pm−Pwの値よりも大きくなるから、正常の回生制動を行うことができる。即ち、第1の油圧系統の異常があっても、回生制動を行うことができ、制動力不足が発生することがない。また、第1の油圧系統の異常があっても、回生制動を行うことができ、効率の高い回生を行うことができる。
【0049】
また、第2の油圧系統の異常は、後輪Rr側のブレーキマスタシリンダ(M/C)4の配管62から制動液圧検出手段としての圧力センサ12が圧力を検出するものであるから、差圧Pm−Pwは極端に変化し、マスタシリンダ圧Pmがゼロに近い値となる。このとき、第1の油圧系統の油圧が高まり、ホイールシリンダ圧が上昇すると、Pm−Pw<−αとなり、異常を識別でき、Fr,Rrバイパス弁を開け、回生を中止とする。よって、第1の油圧系統により油圧制動が行われる。
【0050】
そして、発生液圧検出手段としての圧力センサ11、制動液圧検出手段としての圧力センサ12を各系統に配設すればよいから、センサの個数が2個で済み廉価になる。
【0051】
特に、上記実施例では、電気駆動手段が駆動する側の圧力系統が欠損した場合には、発生液圧検出手段の検出圧力は零付近となり、他方の制動液圧検出手段の検出圧力は上昇する。したがって、発生液圧検出手段の検出する圧力と制動液圧検出手段の検出する圧力との差はブレーキペダルの操作量が増えるにつれ増大することになる。この差が所定の上限値を越えたとき、前輪側及び後輪側の弁手段を開とする。よって、電気駆動手段が駆動する側の車輪には回生制動がかかり、電気駆動手段が駆動しない側の車輪には油圧制動がかかって、欠損に対して制動力が最大限に維持される。
【0052】
また、電気駆動手段が駆動しない側の圧力系統が欠損した場合、制動液圧検出手段の検出圧力は零付近となり、他方の発生液圧検出手段の検出圧力は上昇する。したがって、発生液圧検出手段の検出する圧力と制動液圧検出手段の検出する圧力との差はブレーキペダルの操作量が増えるにつれ減少する。この差が所定の下限値を越えたとき、前輪側及び後輪側の弁手段を開とするとともに回生制動を中止する。よって、電気駆動手段が駆動する側の車輪には油圧制動がかかるが、回生制動はかからず、必要以上の制動力が同じ輪にかかることはない。
【0053】
ところで、本発明を実施する場合の電気エネルギーを蓄える車上バッテリー1は、充放電ができる二次電池であればよい。
【0054】
そして、本発明を実施する場合の回生制動手段は、前輪Fr及び/または後輪Rrの車輪の回転に伴なって電気モータ2からなる電気駆動手段が発生する電力を車上バッテリー1に回生するインバータINV及びマイクロコンピュータCPU等からなるものであるが、本発明を実施する場合には、インバータINV及びマイクロコンピュータCPU等の構成に限定されるものではなく、電気モータに対して外部から回転力を与えたとき発電制動を行うものであればよい。
【0055】
更に、本実施例は、回生制動手段による制動動作から液圧制動手段による制動動作への切替えを行うステップS5乃至ステップS10からなるものであるが、本発明を実施する場合には、回生制動手段による制動動作から液圧制動手段による制動動作への切替えを行うものであればよく、また、必ずしも全制御時にこの順序で行うことを意味するものではない。例えば、ABS制御のように、後輪Rr側の制動を先に行う制御が混在していてもよい。
【0056】
この種の実施例によれば、2系統の液圧発生手段と2系統の液圧制動手段との異常を、前記液圧発生手段で発生させた一方の液圧を検出する発生液圧検出手段と、前記液圧制動手段に加わる他方の液圧を検出する制動液圧検出手段により検出できるから、検出手段の個数を最小にすることができる。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1にかかる電動車両の制動装置は、車上バッテリーからの電力により車輪を駆動する電気駆動手段と、その車輪の回転に伴なってその電気駆動手段が発生する電力をその車上バッテリーに回生する回生制動手段と、ブレーキペダルの操作量に応じた液圧を発生する前輪側及び後輪側の2系統の液圧発生手段と、その液圧発生手段が発生する液圧に応じて車輪に制動力を与える前輪側及び後輪側の2系統の液圧制動手段と、その液圧発生手段から液圧制動手段への液圧の伝達を制御する弁手段とを具備し、車輪の回生制動条件に応じて回生制動手段による制動動作から液圧制動手段による制動動作への切替えを行い、減速走行及び停止の際には回生制動及び液圧制動を行うとともに、その液圧発生手段で発生させた前輪側及び後輪側のうちの電気駆動手段が駆動しない車輪側の系統の液圧を発生液圧検出手段で検出し、その液圧制動手段に加わる前輪側及び後輪側のうちの電気駆動手段が駆動する車輪側の系統の液圧を制動液圧検出手段で検出し、両者の差圧でもって回生制動を行うものである。更に、発生液圧検出手段の検出出力と制動液圧検出手段の検出出力に基づいて前輪側液圧系統及び後輪液圧系統のそれぞれの異常を判定手段で判定し、その判定結果に基づき前記弁手段及び前記回生制動手段を制御手段で制御するものである。
【0058】
したがって、前輪側または後輪側の第1の油圧系統の異常は、発生液圧検出手段が検出した圧力と制動液圧検出手段が検出した圧力との差圧を求めて、正常の回生制動を行うものであるから、第1の油圧系統の異常があっても、回生制動を行うことができ、制動力不足が発生することがない。また、第1の油圧系統の異常があっても、回生制動を行うことができ、効率の高い回生を行うことができる。また、後輪側または前輪側の第2の油圧系統の異常は、制動液圧検出手段が圧力を検出するものであり、差圧を求めて回生制動力を得ることが困難となるから、液圧制動によって必要な制動力を得ることができる。そして、発生液圧検出手段と制動液圧検出手段とを各系統に配設すればよいから、センサの個数が2個で済み廉価になる効果がある。故に、油圧制動を加えた場合に液圧発生手段と液圧制動手段との間の差圧が検出できなくても、回生制動によって制動力の低下が防止できる。
特に、電気駆動手段が駆動する側の圧力系統が欠損した場合、発生液圧検出手段の検出圧力は零付近となり、他方の制動液圧検出手段の検出圧力が上昇するから、発生液圧検出手段の検出する圧力と制動液圧検出手段の検出する圧力との差はブレーキペダルの操作量が増えるにつれ増大し、この差が所定の上限値を越えたとき、前輪側及び後輪側の弁手段を開とする。故に、電気駆動手段が駆動する側の車輪には回生制動がかかり、電気駆動手段が駆動しない側の車輪には油圧制動がかかって、欠損に対して制動力が最大限に維持される。
【0059】
請求項2は、請求項1において、前記発生液圧検出手段の検出する圧力と前記制動液圧検出手段の検出する圧力との差が所定の上限値より大きいとき、前記前輪側及び後輪側の前記弁手段を開とし、前記差が所定の下限値より小さいとき、前記車輪側及び後輪側の前記弁手段を開とすると共に、前記回生制動手段の回生動作を中止するものであるから、電気駆動手段が駆動する側の圧力系統が欠損した場合でも、電気駆動手段が駆動する側の車輪には回生制動がかかり、電気駆動手段が駆動しない側の車輪には油圧制動がかかって、欠損に対して制動力が最大限に維持される。
【0060】
また、電気駆動手段が駆動しない側の圧力系統が欠損した場合でも、電気駆動手段が駆動する側の車輪には油圧制動がかかるが、回生制動はかからず、必要以上の制動力が同じ輪にかかることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例の電動車両の制御装置の駆動系及び制動系の主要部の構成図である。
【図2】図2は図1のモータECUの主要部の構成を示すブロック図である。
【図3】図3は本発明の実施例の電動車両の制動装置における前輪側及び後輪側のブレーキマスタシリンダとホイールシリンダとの圧力特性図及びマスタシリンダ圧とホイールシリンダ圧との差圧と回生制動力との関係を示す制動特性図である。
【図4】図4は図1の実施例の主に回生制動に関する制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 車上バッテリー
2 電気モータ
4 マスタシリンダ
5(Fr) ホイールシリンダ
5(Rr) ホイールシリンダ
6,56 リリーフ弁
7,53 バイパス弁
21 ブレーキペダル
26 ブレーキECU
27 モータECU
Fr 前輪
Rr 後輪
INV インバータ
CPU マイクロコンピュータ
Claims (1)
- 車上バッテリーからの電力により車輪を駆動する電気駆動手段と、前記車輪の回転に伴なって前記電気駆動手段が発生する電力を前記車上バッテリーに回生する回生制動手段と、ブレーキペダルの操作量に応じた液圧を発生する前輪側及び後輪側の2系統の液圧発生手段と、前記液圧発生手段が発生する液圧に応じて車輪に制動力を与える前輪側及び後輪側の2系統の液圧制動手段と、前記液圧発生手段から液圧制動手段への液圧の伝達を制御する弁手段とを具備し、車輪の回生制動条件に応じて回生制動手段による制動動作から液圧制動手段による制動動作への切替えを行う電動車両の制動装置において、
前記液圧発生手段で発生させた前輪側及び後輪側のうちの前記電気駆動手段が駆動しない車輪側の液圧を検出する発生液圧検出手段と、
前記液圧制動手段に加わる前輪側及び後輪側のうちの前記電気駆動手段が駆動する車輪側の液圧を検出する制動液圧検出手段と、
前記発生液圧検出手段の検出出力と前記制動液圧検出手段の検出出力に基づいて前輪側液圧系統及び後輪液圧系統のそれぞれの異常を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づき前記弁手段及び前記回生制動手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする電動車両の制動装置。
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