JP2000134710A - Braking device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は車両用ブレーキ装置に関
し、とりわけ、電気自動車等の車両に用いて好適な車両
用ブレーキ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle brake device, and more particularly to a vehicle brake device suitable for use in a vehicle such as an electric vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、上述した車両用ブレーキ装置とし
て、例えば特開昭５２−１５０１２号公報に示されてい
るものがある。これは、電動モータの界磁コイルを切り
替える前後進コンタクタを有し、アクセルを戻した時、
或いはアクセルに関係なく傾斜センサが働いた時に、前
後進コネタクタを電動車の進行方向と逆方向に切り替え
て逆制動をかけるようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, as the above-described vehicle brake device, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-15012. This has a forward / backward contactor that switches the field coil of the electric motor, and when the accelerator is returned,
Alternatively, when the inclination sensor operates regardless of the accelerator, the forward / reverse connector is switched in the direction opposite to the traveling direction of the electric vehicle to apply reverse braking.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した、
電気的作用により任意の制動トルクを発生させる従来の
車両用ブレーキ装置にあって、車両を制動する全制動期
間にわたって、車両走行方向とは異なる方向の回転トル
クを発生させるために、バッテリより電動モータに制動
電流を供給して制動力を得ていたのでは、電力消費が増
大するばかりか、バッテリを消耗させるという問題点が
あった。By the way, as described above,
In a conventional vehicle braking device that generates an arbitrary braking torque by an electric action, an electric motor is driven by a battery in order to generate a rotational torque in a direction different from the vehicle traveling direction over the entire braking period for braking the vehicle. If a braking force is obtained by supplying a braking current to the battery, not only power consumption increases, but also the battery is consumed.
【０００４】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
制動時に、電動モータの発電作用により制動トルクを発
生させると共に、電動モータより発生する電流を利用す
ることにより電力消費を抑えて省電力化でき、電気的作
用だけで、全速度域で任意の制動トルクを発生する車両
用ブレーキ装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances,
At the time of braking, the braking torque is generated by the electric motor's power generation function, and by using the current generated by the electric motor, the power consumption can be reduced and power consumption can be reduced. It is an object of the present invention to provide a vehicle brake device that generates torque.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のための本
発明に係る車両用ブレーキ装置は、被制動車輪に連結さ
れたバッテリ駆動する電動モータが、車両走行方向とは
異なる方向の回転トルクを発生することにより制動力を
得る車両用ブレーキ装置において、制御手段を備え、該
制御手段が前記電動モータの発電電圧と前記バッテリの
端子電圧とを比較し、発電電圧がバッテリ端子電圧より
大きいときには、前記電動モータの発生する電流を前記
バッテリに回生し、発電電圧がバッテリ端子電圧以下の
ときには、前記バッテリより前記電動モータに制動電流
を供給して、前記電動モータが前記回転トルクを発生す
ることを特徴とする。According to the present invention, there is provided a brake system for a vehicle, wherein a battery-driven electric motor connected to a wheel to be braked generates rotational torque in a direction different from the vehicle traveling direction. In a vehicle brake device that obtains a braking force by being generated, a control unit is provided, and the control unit compares a generated voltage of the electric motor with a terminal voltage of the battery, and when the generated voltage is larger than a battery terminal voltage, Regenerating the current generated by the electric motor to the battery, and when the generated voltage is equal to or lower than the battery terminal voltage, supplying a braking current from the battery to the electric motor, so that the electric motor generates the rotational torque. Features.
【０００６】上記構成によれば、電動モータの発電電圧
がバッテリの端子電圧より大きいときには、電動モータ
の発生する電流をバッテリに回生してバッテリを充電
し、電動モータの発電電圧がバッテリの端子電圧以下の
ときには、バッテリより電動モータに制動電流を供給し
て、電動モータに車両走行方向とは異なる方向の回転ト
ルク（つまり、制動トルク）を発生させる。この場合、
電動モータの発電電圧がバッテリの端子電圧より大きい
ときには、電動モータから見たバッテリは負荷になるの
で、電動モータにはバッテリを接続しない場合と比べて
より大きな制動トルクが発生することになる。したがっ
て、電動モータの発電電圧がバッテリの端子電圧より大
きいときには、電動モータの発生する電流でバッテリを
充電するので、発電電力を有効に利用することができ、
また、バッテリの電力消費を低減できるから、バッテリ
の長寿命化が図れる。According to the above configuration, when the voltage generated by the electric motor is higher than the terminal voltage of the battery, the current generated by the electric motor is regenerated to the battery to charge the battery. In the following cases, a braking current is supplied from the battery to the electric motor, and the electric motor generates a rotation torque (that is, a braking torque) in a direction different from the vehicle traveling direction. in this case,
When the generated voltage of the electric motor is higher than the terminal voltage of the battery, the battery viewed from the electric motor becomes a load, so that a larger braking torque is generated as compared with a case where the battery is not connected to the electric motor. Therefore, when the generated voltage of the electric motor is higher than the terminal voltage of the battery, the battery is charged with the current generated by the electric motor, so that the generated power can be used effectively,
Further, since the power consumption of the battery can be reduced, the life of the battery can be extended.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車両用ブレー
キ装置の好適な実施の形態を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は本発明による車両用ブレーキ装置の一実施形
態の構成を示すブロック図である。この車両用ブレーキ
装置は、電動モータ１、車輪回転速度センサ２、ブレー
キ踏力センサ３、バッテリ４、バッテリ端子電圧センサ
５、制御回路（制御手段）６を備えて構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a vehicle brake system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a vehicle brake device according to the present invention. The vehicle brake device includes an electric motor 1, a wheel rotation speed sensor 2, a brake pedal force sensor 3, a battery 4, a battery terminal voltage sensor 5, and a control circuit (control means) 6.
【０００８】電動モータ１の回転軸１Ａは、被制動車輪
である車輪７が取り付けられた車軸と連結されており、
電動モータ１は走行車両の車輪７の回転運動から発電作
用を生じて制動トルクを発生させることができる。車輪
回転速度センサ２は、車輪７の回転速度（車速）を検出
するものであり、車輪７の回転速度に応じた車輪回転速
度信号を出力する。この場合、車輪回転速度信号の極性
は、車輪７の回転方向が車両の進行方向の時に正極、進
行方向と逆方向の時に負極になる。[0008] The rotating shaft 1A of the electric motor 1 is connected to an axle on which wheels 7, which are braked wheels, are mounted.
The electric motor 1 can generate a braking torque by generating electric power from the rotational motion of the wheels 7 of the traveling vehicle. The wheel rotation speed sensor 2 detects a rotation speed (vehicle speed) of the wheel 7 and outputs a wheel rotation speed signal corresponding to the rotation speed of the wheel 7. In this case, the polarity of the wheel rotation speed signal becomes positive when the rotation direction of the wheel 7 is the traveling direction of the vehicle, and becomes negative when the rotation direction of the wheel 7 is opposite to the traveling direction.
【０００９】ブレーキ踏力センサ３はブレーキペダル８
の踏み込みを検出するものであり、ブレーキ踏力に応じ
たブレーキ踏力信号を出力する。なお、ブレーキ踏力セ
ンサ３に代えて、ペダル変位量を検出するストロークセ
ンサを用いても良い。バッテリ４は、電動ブレーキ装置
を動作させるため各構成部位への電源供給を行う。The brake pedal force sensor 3 includes a brake pedal 8
And outputs a brake depression force signal corresponding to the brake depression force. Note that a stroke sensor that detects the amount of pedal displacement may be used instead of the brake pedal force sensor 3. The battery 4 supplies power to each component in order to operate the electric brake device.
【００１０】バッテリ端子電圧センサ５は、バッテリ４
の端子電圧を検出するものである。制御回路６は、車輪
回転速度センサ２から供給される車輪回転速度信号とブ
レーキ踏力センサ３から出力されるブレーキ踏力信号と
バッテリ端子電圧センサ５からのバッテリ端子電圧信号
とを取り込み、これらの信号に基づいて電動モータ１に
対して、車両走行方向とは異なる方向の回転トルクを発
生させる制動電流を流したり、電動モータ１より発生す
る電流をバッテリ４に回生させるように、切換え制御す
る。The battery terminal voltage sensor 5 includes a battery 4
The terminal voltage is detected. The control circuit 6 takes in the wheel rotation speed signal supplied from the wheel rotation speed sensor 2, the brake depression force signal output from the brake depression force sensor 3, and the battery terminal voltage signal from the battery terminal voltage sensor 5. Based on this, switching control is performed on the electric motor 1 so that a braking current for generating a rotational torque in a direction different from the vehicle traveling direction is supplied or a current generated from the electric motor 1 is regenerated to the battery 4.
【００１１】すなわち、制御回路６は、ブレーキペダル
９が踏まれて制動がかけられると、ブレーキ踏力センサ
３からブレーキ踏力Ｆが、車輪回転速度センサ２からは
車輪回転速度Ｖw が、また、バッテリ端子電圧センサ５
からはバッテリ４の端子電圧Ｅb がそれぞれ入力され
る。そして、制御回路６は車輪回転速度Ｖw から、発電
作用により電動モータ１の発生する発電電力Ｐ［Ｗ］を
算出するとともに、ブレーキ踏力Ｆから電動モータ１が
発生すべき目標の制動トルクＴ［Ｎ・ｍ］を算出する。
この場合、電動モータ１の発電電力Ｐ［Ｗ］と目標の制
動トルクＴ［Ｎ・ｍ］は次式から求めることができる。That is, when the brake pedal 9 is depressed and braking is applied, the control circuit 6 supplies the brake pedal force F from the brake pedal force sensor 3, the wheel rotational speed Vw from the wheel rotational speed sensor 2, and the battery terminal. Voltage sensor 5
, The terminal voltage Eb of the battery 4 is input. Then, the control circuit 6 calculates the generated power P [W] generated by the electric motor 1 by the power generation action from the wheel rotation speed Vw, and the target braking torque T [N] to be generated by the electric motor 1 from the brake pedaling force F. M] is calculated.
In this case, the generated power P [W] of the electric motor 1 and the target braking torque T [N · m] can be obtained from the following equation.
【００１２】Ｐ＝ｋ1 ・Ｖw Ｔ＝ｋ2 ・Ｆ また、電動モータ１から発生する電流Ｉ［Ａ］は実制動
トルクに比例することから、次式から求めることができ
る。 Ｉ＝ｋ3 ・Ｔこの場合、ｋ1 、ｋ2 、ｋ3 は定数であ
る。 そして、電動モータ１の発電電圧Ｅm ［Ｖ］は次式から
求めることができる。 Ｅm ＝Ｐ／Ｉ［Ｖ］P = k 1 · Vw T = k 2 · F Since the current I [A] generated from the electric motor 1 is proportional to the actual braking torque, it can be obtained from the following equation. I = k 3 · T In this case, k 1 , k 2 , and k 3 are constants. The generated voltage Em [V] of the electric motor 1 can be obtained from the following equation. Em = P / I [V]
【００１３】このとき、〔発電電圧Ｅm ＞バッテリ端子
電圧Ｅb 〕であれば、制御回路６は、ブレーキ踏力Ｆに
比例した電流（即ち発電電流）を電動モータ１に発生さ
せ、バッテリ４の充電を行う。この充電状態の下で、電
動モータ１は発電電流に比例した制動トルクを発生し、
車輪７に制動をかける。この場合、電動モータ１の発電
電圧Ｅmがバッテリ４の端子電圧Ｅb より大きいときに
は、電動モータ１から見たバッテリ４は負荷になるの
で、電動モータ１にはバッテリ４を接続しない場合と比
べてより大きな制動トルクが発生することになる。At this time, if [generated voltage Em> battery terminal voltage Eb], the control circuit 6 causes the electric motor 1 to generate a current (ie, generated current) proportional to the brake pedaling force F, and to charge the battery 4. Do. Under this state of charge, the electric motor 1 generates a braking torque proportional to the generated current,
Braking the wheels 7. In this case, when the generated voltage Em of the electric motor 1 is higher than the terminal voltage Eb of the battery 4, the battery 4 viewed from the electric motor 1 becomes a load. A large braking torque will be generated.
【００１４】〔発電電圧Ｅm ≦バッテリ端子電圧Ｅb 〕
であれば、制御回路６は、ブレーキ踏力Ｆに比例し、且
つ車輪回転方向（車輪回転速度信号の極性で判定）とは
異なる方向の回転トルクが発生する電流（即ち制動電
流）を電動モータ１に供給する。電動モータ１は制動電
流が供給されることで、その電流に比例した制動力を発
生する。[Generated voltage Em ≦ battery terminal voltage Eb]
In this case, the control circuit 6 supplies the electric motor 1 with a current (i.e., a braking current) that generates a rotational torque proportional to the brake pedaling force F and in a direction different from the wheel rotation direction (determined by the polarity of the wheel rotation speed signal). To supply. The electric motor 1 is supplied with a braking current to generate a braking force proportional to the current.
【００１５】図２は、制御回路６の動作を示すフローチ
ャートである。先ず、制御回路６は、ステップ１０で車
輪回転速度Ｖw とブレーキ踏力Ｆとバッテリ端子電圧Ｅ
b をそれぞれ読み込む。そして、ステップ１２でブレー
キ踏力Ｆが「０」以上であるか否か、即ちブレーキペダ
ル８が踏み込まれたか否かを判定する。この判定におい
て、ブレーキペダル８が踏み込まれたと判断するとステ
ップ１４に進み、ブレーキペダル８が踏み込まれてない
と判断するとこのステップ１２を繰り返す。ブレーキペ
ダル８が踏み込まれたと判断してステップ１４に進む
と、電動モータ１の発電電力Ｐ、目標となる制動トルク
Ｔおよび発電電流Ｉを算出する。これらを算出した後、
ステップ１６で、発電電力Ｐと発電電流Ｉとから電動モ
ータ１の発電電圧Ｅm を求める。次いでステップ１８に
進み、発電電圧Ｅm がバッテリ端子電圧Ｅb と同じか、
それよりも小さいかを判定する。この判定において、発
電電圧Ｅm がバッテリ端子電圧Ｅb と同じか、それより
も小さいと判断すると、ステップ２０に進み、電動モー
タ１にバッテリ４より制動電流を供給して制動をかけ
る。これに対して、発電電圧Ｅm がバッテリ端子電圧Ｅ
bより大きいと判断すると、ステップ２２に進み、電動
モータ１の発生する電流をバッテリ４に回生して制動を
かける。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the control circuit 6. First, the control circuit 6 determines in step 10 the wheel rotation speed Vw, the brake depression force F, and the battery terminal voltage E.
Read each b. Then, in step 12, it is determined whether or not the brake depression force F is equal to or greater than "0", that is, whether or not the brake pedal 8 is depressed. In this determination, when it is determined that the brake pedal 8 has been depressed, the process proceeds to step 14, and when it is determined that the brake pedal 8 has not been depressed, step 12 is repeated. When it is determined that the brake pedal 8 has been depressed and the process proceeds to step 14, the generated power P of the electric motor 1, the target braking torque T, and the generated current I are calculated. After calculating these,
In step 16, a generated voltage Em of the electric motor 1 is obtained from the generated power P and the generated current I. Then, the process proceeds to a step 18, wherein the generated voltage Em is equal to the battery terminal voltage Eb,
It is determined whether it is smaller than that. In this determination, if it is determined that the generated voltage Em is equal to or smaller than the battery terminal voltage Eb, the routine proceeds to step 20, where a braking current is supplied from the battery 4 to the electric motor 1 to apply braking. On the other hand, the generated voltage Em is the battery terminal voltage E
If it is determined that the value is larger than b, the process proceeds to step 22, where the current generated by the electric motor 1 is regenerated to the battery 4 to apply braking.
【００１６】このように、この実施の形態では、電動モ
ータ１の発電電圧がバッテリ４の端子電圧より大きいと
きには、電動モータ１の発生する電流をバッテリ４に回
生してバッテリ４を充電し、電動モータ１の発電電圧が
バッテリ４の端子電圧以下のときには、バッテリ４より
電動モータ１に制動電流を供給して電動モータ１に制動
トルクを発生させる。したがって、電動モータ１の発電
電圧がバッテリ４の端子電圧より大きいときには、電動
モータ１の発生する電流でバッテリ４を充電できるの
で、制動時に電動モータ１から発生する発電電力を有効
利用することができ、またバッテリ４の消費が少なくな
ることから、バッテリ４の長寿命化が図れる。As described above, in this embodiment, when the voltage generated by the electric motor 1 is higher than the terminal voltage of the battery 4, the current generated by the electric motor 1 is regenerated to the battery 4 to charge the battery 4 and When the generated voltage of the motor 1 is equal to or lower than the terminal voltage of the battery 4, a braking current is supplied from the battery 4 to the electric motor 1 to cause the electric motor 1 to generate a braking torque. Therefore, when the generated voltage of the electric motor 1 is higher than the terminal voltage of the battery 4, the battery 4 can be charged with the current generated by the electric motor 1, so that the generated power generated from the electric motor 1 during braking can be effectively used. Since the consumption of the battery 4 is reduced, the life of the battery 4 can be extended.
【００１７】なお、上記の実施形態では、電動モータ１
が制動用に用いられる構成について説明したが、電気自
動車の駆動用モータと併用される構成とすることもでき
る。さらに、上記実施形態では、電気的作用だけで制動
を行う車両用ブレーキ装置について述べたが、このブレ
ーキ装置に、例えば、油圧式による通常の摩擦ブレーキ
を付加した構成とすることもできる。このように構成す
ることにより、電気的作用だけのブレーキ装置に比べ、
車両の停止付近における低速走行状態からの制動を確実
にして車両を停止させることができる。しかも、このよ
うに利用される摩擦ブレーキは主に静的な制動トルクを
発生させれば良いため、エネルギ容量の小さな小型のも
ので済み、バネ下荷重の増加を招かない。In the above embodiment, the electric motor 1
Although the configuration used for braking has been described, it may be configured to be used together with a driving motor of an electric vehicle. Furthermore, in the above-described embodiment, the vehicle brake device that performs braking only by an electric action has been described. However, a configuration in which a normal hydraulic brake, for example, of a hydraulic type is added to the brake device may be employed. With this configuration, compared to a brake device that only uses electric action,
The vehicle can be stopped by ensuring the braking from the low-speed running state near the stop of the vehicle. In addition, since the friction brake used in this manner only needs to generate a static braking torque, a small brake having a small energy capacity can be used, and the unsprung load does not increase.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電動モータの発電電圧がバッテリの端子電圧より大きい
ときには、電動モータの発生する電流をバッテリに回生
させてバッテリを充電するようにしたので、制動時に電
動モータから発生する発電電力を有効利用することがで
き、またバッテリの消費を少なくできるから、バッテリ
の長寿命化が図れる。また、電気的作用だけで制動トル
クを発生するため、粉塵・ノイズ等を発生ししない制動
装置を製作できる。As described above, according to the present invention,
When the generated voltage of the electric motor is higher than the terminal voltage of the battery, the current generated by the electric motor is regenerated to the battery to charge the battery, so that the generated power generated by the electric motor during braking can be effectively used. Battery life can be prolonged because the battery consumption can be reduced. Further, since the braking torque is generated only by the electric action, a braking device that does not generate dust, noise, and the like can be manufactured.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明に係る車両用ブレーキ装置の一実施形態
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a vehicle brake device according to the present invention.
【図２】図１における制御回路の動作を示すフローチャ
ートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a control circuit in FIG. 1;
１ 電動モータ １Ａ 回転軸 ２ 車輪回転速度センサ ３ ブレーキ踏力センサ ４ バッテリ ５ バッテリ端子電圧センサ ６ 制御回路 ７ 車輪 ８ ブレーキペダル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 1A Rotating shaft 2 Wheel rotation speed sensor 3 Brake depression force sensor 4 Battery 5 Battery terminal voltage sensor 6 Control circuit 7 Wheel 8 Brake pedal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA11 PA15 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PU01 QI04 QI05 QI07 QI13 SE04 TB03 TI05 TO13 TO23 TO30 5H530 AA01 BB18 CC08 CC18 CC20 CD21 CD34 CD39 CE02 CE13 CE16 CE23 CF05 EE05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H115 PA11 PA15 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PU01 QI04 QI05 QI07 QI13 SE04 TB03 TI05 TO13 TO23 TO30 5H530 AA01 BB18 CC08 CC18 CC20 CD21 CD34 CD39 CE02 CE13 CE16 CE23 CF05 EE05
Claims (1)
る電動モータが、車両走行方向とは異なる方向の回転ト
ルクを発生することにより制動力を得る車両用ブレーキ
装置において、 制御手段を備え、該制御手段が前記電動モータの発電電
圧と前記バッテリの端子電圧とを比較し、発電電圧がバ
ッテリ端子電圧より大きいときには、前記電動モータの
発生する電流を前記バッテリに回生し、発電電圧がバッ
テリ端子電圧以下のときには、前記バッテリより前記電
動モータに制動電流を供給して、前記モータが前記回転
トルクを発生することを特徴とする車両用ブレーキ装
置。1. A vehicle brake device for obtaining a braking force by generating a rotational torque in a direction different from a vehicle traveling direction by an electric motor driven by a battery connected to a wheel to be braked, comprising: a control unit; The control means compares the generated voltage of the electric motor with the terminal voltage of the battery, and when the generated voltage is higher than the battery terminal voltage, regenerates the current generated by the electric motor to the battery, and the generated voltage is the battery terminal voltage. In the following cases, a braking current is supplied from the battery to the electric motor, and the motor generates the rotational torque.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302696A JP2000134710A (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Braking device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302696A JP2000134710A (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Braking device for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134710A true JP2000134710A (en) | 2000-05-12 |
Family
ID=17912102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10302696A Withdrawn JP2000134710A (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Braking device for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000134710A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103754119A (en) * | 2014-01-15 | 2014-04-30 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | AC-DC electric locomotive braking device |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP10302696A patent/JP2000134710A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103754119A (en) * | 2014-01-15 | 2014-04-30 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | AC-DC electric locomotive braking device |
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Legal Events
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