JP2008141874A - 制動装置およびこの制動装置を備えた電動輪 - Google Patents

Abstract

【課題】イグニッションＯＦＦ時においても電源からの給電を要さずに車輪への制動力を得ることができ、かつ、必要に応じてモータからの制動力を適宜得ることができる制動装置およびこの制動装置を備えた電動輪を提供する。
【解決手段】制動装置は、回転電機の電機子を含む短絡回路を形成可能な接続部材５５と、接続部材５５を付勢して、接続部材５５と電機子との接続状態を維持可能な付勢部材６１と、付勢部材６１からの付勢力に抗して、接続部材５５を切り離し可能な切離機構Ｌ２と、切離機構Ｌ２の切り離し動作を制御可能な制御部６０を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、制動装置およびこの制動装置を備えた電動輪に関し、特に、車輪を駆動するための回転電機に用いられる制動装置およびこの制動装置を備えた電動輪に関する。

近年ますます高まりつつある省エネ・環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きく注目されている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。

ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。すなわち、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータを回転させることによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。

このような車両には、たとえば、特開２００６−１３７３号公報に記載されているようなサイドブレーキが設けられており、そして、近年、車両の停止時に、モータに生じる制動力をブレーキとして利用した車両が各種提案されている。

たとえば、特開２００５−２２９７６５号公報には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、リレーなどから構成され、モータとモータ制御部とを結ぶ配線間に設けられ、配線間の短絡および解除が可能な短絡スイッチが提案されている。

また、特開２００３−１１１２０２号公報には、モータに固定相電流を供給することで、極性が一定となったコイルとロータの磁石とを引き合わせることで、制動力を得る方法が提案されている。また、この特開２００３−１１１２０２号公報には、電源から電流を供給することで、リーレスイッチを動作させ、そして、インバータ回路の素子を制御し、モータの端子を短絡させる方法も提案されている。

特開２００５−９４８８３号公報には、車両の衝突時に早期に車両を停止させるために、モータの端子を短絡させる手法が提案されている。

逆起電力による制動力をブレーキ機能と異なる機能として利用することも従来から提案されている。たとえば、特開２００３−２０４６８６号公報には、車両の車風によって、ファンが回転したときに、モータに短絡電流を流し、モータにブレーキ力を発生させて、ラジエータおよびコンデンサへ流入する空気量の増加を抑制する手段が提案されている。

車両と異なる分野においても、逆起電力を利用して制動力を得る技術は従来から提案されている。たとえば、特開平９−６５６８４号公報には、可動子が垂直運動するリニア同期モータにおいて、短絡スイッチおよび給電スイッチを閉じて、全ての電機子巻線を短絡させて、異常時に可動子の自由落下を抑制する手法が提案されている。

具体的には、インバータの全てのトランジスタをＯＦＦとした状態で、インバータから電機子巻線への出力を短絡させる短絡スイッチおよび各電機子に設けられた給電スイッチを励磁して閉じる。これにより、各電機子巻線が短絡され、逆起電力によって可動子の落下を抑制している。また、この特開平９−６５６８４号公報には、励磁によって接点が開く短絡用スイッチが提案されており、停電時に自動的に短絡スイッチを閉じるようにしたリニア同期モータも提案されている。
特開２００５−２２９７６５号公報 特開２００６−１３７３号公報 特開２００３−１１１２０２号公報 特開２００５−９４８８３号公報 特開２００３−２０４６８６号公報 特開平９−６５６８４号公報

しかし、上記特開２００５−２２９７６５号公報に提案された短絡スイッチにおいては、短絡状態を維持するためには、短絡スイッチに電流を供給し続ける必要が生じ、燃費が悪くなるという問題がある。特に、ＩＧＢＴを用いた短絡スイッチにおいては、６５０Ｖ程度の電圧のＯＮ・ＯＦＦ動作を行なうことが困難であり、仮に可能なＩＧＢＴを採用したとしても、非常にコストが高くなる。

特開２００３−１１１２０２号公報に提案された方法において、上記いずれの方法においても、たとえば、イグニッションＯＦＦ時においては、電源から電流を供給する必要が生じ、燃費が悪くなるという問題がある。

特開平９−６５６８４号公報に提案されたリニア同期モータは、搬送装置に用いられるものであり、ハイブリット車両や電気自動車などの車両に用いられるモータに適用することは困難である。仮に、特開平９−６５６８４号公報の内容を車両に適用可能であったとしても、下記のような問題がある。

特開平９−６５６８４号公報の提案のように、励磁して、給電スイッチおよび短絡スイッチを閉じるような手法を車両に適用した場合には、イグニッションＯＦＦの状態においても、各給電スイッチおよび短絡スイッチを励磁するために、給電する必要が生じる。このため、電源から常に電流を供給する必要が生じ、燃費が悪くなる。

また、励磁によって接点が開くような短絡スイッチを用いる手法においては、停電時においてのみ短絡スイッチが閉じるようになっており、適宜選択して制動動作を得ることができない構成となっており、車両の制動機構に適用できないものとなっている。

なお、特開２００３−２０４６８６号公報および特開２００５−９４８８３号公報には、車輪を駆動するモータを短絡させて車輪への制動力を発生させるような構成について何等記載されていない。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、イグニッションＯＦＦ時においても電源からの給電を要さずに車輪への制動力を得ることができ、かつ、必要に応じてモータからの制動力を適宜得ることができる制動装置およびこの制動装置を備えた電動輪を提供することである。

本発明に係る制動装置は、１つの局面では、車輪に動力を伝達可能な回転電機の電機子に電気的に接続されて、電機子を含む短絡回路を形成可能な接続部材と、接続部材を付勢して、接続部材と電機子との接続状態を維持可能な付勢部材とを備える。そして、この制動装置は、付勢部材からの付勢力に抗して、電機子との接続状態から接続部材を切り離し可能な切離機構と、切離機構の切り離し動作を制御可能な制御部とを備える。好ましくは、上記回転電機に設けられた複数の電機子の各々に接続される複数の配線をさらに備え、接続部材は、配線同士を接続して短絡回路を形成する。好ましくは、上記回転電機は、第１回転電機と第２回転電機とを含み、第１回転電機の電機子に接続された第１配線と、第２回転電機の電機子に接続された第２配線とをさらに備える。そして接続部材は、第１配線と第２配線とを接続して、短絡回路を形成する。好ましくは、操作者の操作によって制御部を操作可能とした。

本発明に係る制動装置は、他の局面では、車輪に動力を伝達可能な回転電機の電機子に電気的に接続されて、電機子を含む短絡回路を形成可能な接続部材と、接続部材を付勢して、接続部材と電機子とを電気的に切り離なされた状態で維持可能な付勢部材とを備える。さらに、この制動装置は、接続部材に連結された連結部材と、操作者の操作によって選択的に連結部材を引っ張り可能とされ、付勢部材からの付勢力に抗して、接続部材と電機子との電気的な接続状態を維持可能な操作機構とを備える。

本発明に係る電動輪は、回転電機と、上記制動装置と、回転電機の少なくとも一部を収容可能なホイールとを備える。

本発明に係る制動装置および電動輪によれば、制御部が切離機構の切り離し動作を制御することができるので、適宜選択的に、制動力を生じさせることができる。さらに、接続部材の接続状態を維持するような付勢部材を有しているため、イグニッションＯＦＦ時においても、電力を供給することなく、制動状態を維持することができる。

図１に示すように、車両１００は、モータジェネレータ（回転電機）ＭＧＲ、ＭＧＬ、ＭＧ１、ＭＧ２と、パワー制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）１と、図示されない電子制御ユニット（Electrical Control Unit：ＥＣＵ）と、バッテリＢと、エンジンＥＮＧと、車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬとを備えている。

モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲは、左右前車輪ＦＬ，ＦＲの駆動軸にそれぞれ連結され、それぞれを独立に駆動する。

モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲは、３相交流電動機であり、たとえば永久磁石モータからなる。そして、モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲは、対応する車輪のホイールの内側に組み込まれたインホールモータ形式が採用される。

モータジェネレータＭＧＬ、ＭＧＲ、ＭＧ１、ＭＧ２は、いずれも、環状に形成されたステータと、このステータ内に回転可能に設けられたロータとを備えている。

そして、各ステータは、電機子巻線をステータのステータティースに巻回して構成されたＵ相コイル（電機子）、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルとを備えている。

ロータは、内部または周面に複数設けられた永久磁石を備えている。そして、各Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが励磁することで、ロータの永久磁石を引き付け、ロータが回転するように構成されている。

エンジンＥＮＧは、ガソリンなどの燃料の燃焼エネルギーを源として駆動力を発生する。エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２からの動力は、プラネタリギヤ等を介して、車輪ＲＲ，ＲＬに伝達される。

バッテリＢは、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などが適用される。また、バッテリＢに代わる蓄電装置として、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタを用いてもよい。

パワー制御ユニット１は、各モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬ、ＭＧ１、ＭＧ２ごとに設けられたインバータ１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｍ１、１４Ｍ２と、各インバータ１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｍ１、１４Ｍ２に接続された昇圧コンバータ１２とを備えている。

さらに、車両１００は、モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬとの間で短絡回路Ｋ１を形成するスイッチＳＷを備えている。

図２は、図１の車両１００における駆動力制御装置の概略ブロック図である。図２を参照して、駆動力制御装置は、バッテリＢと、パワー制御ユニット１と、モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬと、制動装置２００とを備える。

モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬは、三相交流電動機（たとえば永久磁石モータとする）であり、バッテリＢに蓄えられた電力によって駆動される。モータジェネレータＭＧＲの駆動力は、減速機を介して右前車輪ＦＲの駆動軸（ともに図示せず）に伝達される。モータジェネレータＭＧＬの駆動力は、減速機を介して左前車輪ＦＬの駆動軸（ともに図示せず）に伝達される。これにより、モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬは、エンジンＥＮＧをアシストして車両１００を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両１００を走行させたりする。

また、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータＭＧＲ，ＭＲＬはそれぞれ、減速機を介して前車輪ＦＲ，ＦＬにより回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬにより発電された回生電力は、パワー制御ユニット１を介してバッテリＢに充電される。

パワー制御ユニット１は、モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬにそれぞれ設けられたインバータ１４Ｌ，１４Ｒと、昇圧コンバータ１２と、平滑用コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端はバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。

モータジェネレータＭＧＬにおいては、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されている。そして、Ｕ相コイルの他端と、ＮＰＮトランジスタＱ３Ｌ，Ｑ４Ｌの中間点とが出力ライン２５Ｌによって接続されている。また、Ｖ相コイルの他端と、ＮＰＮトランジスタＱ５Ｌ、Ｑ６Ｌの中間点とが出力ライン２６Ｌによって接続されている。さらに、Ｗ相コイルの他端と、ＮＰＮトランジスタＱ７Ｌ、Ｑ８Ｌの中間点とが出力ライン２７Ｌによって接続されている。

コンデンサＣ１は、バッテリＢから供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２へ供給する。また、コンデンサＣ２を介してインバータ１４から供給された直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。

コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４Ｒ，１４Ｌへ供給する。

また、インバータ１４Ｒ，１４Ｌは、車両１００の回生制動時、モータジェネレータＭＧＲおよび／またはＭＧＬが発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、車両１００を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

制動装置２００は、スイッチＳＷと、スイッチＳＷとモータジェネレータＭＧＲの各コイルに接続された配線ライン１２５Ｒ〜１２７Ｒと、モータジェネレータＭＧＬの各コイルに接続された配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｌとを備えている。

そして、各配線ライン１２５Ｌ、１２６Ｌ、１２７Ｌは、それぞれ出力ライン２５Ｌ、２６Ｌ，２７Ｌに接続され、各配線ライン１２５Ｒ，１２６Ｒ、１２７Ｒは、それぞれ出力ライン２５Ｒ，２６Ｒ，２７Ｒに接続されている。

そして、スイッチＳＷは、配線ライン１２５Ｌと配線ライン１２５Ｒとを接続して、モータジェネレータＭＧＬのＵ相コイルと、モータジェネレータＭＧＲのＵ相コイルとを接続可能とされている。

また、スイッチＳＷは、配線ライン１２６Ｌと配線ライン１２６Ｒとを接続して、モータジェネレータＭＧＬのＶ相コイルと、モータジェネレータＭＧＲのＶ相コイルとを接続可能とされている。

さらに、スイッチＳＷは、配線ライン１２７Ｌと配線ライン１２７Ｒとを接続して、モータジェネレータＭＧＬのＷ相コイルと、モータジェネレータＭＧＲのＷ相コイルとを接続可能とされている。

このため、スイッチＳＷがＯＮとなると、各モータジェネレータＭＧＲ、ＭＧＬのコイルと、各配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｌ、１２５Ｒ〜１２７Ｒとからなる閉塞回路としての短絡回路Ｋ１が形成される。

このような短絡回路Ｋ１が形成された状態で、モータジェネレータＭＧＲ、ＭＧＬの各ロータが回転しようとすると、電磁誘導によって、各モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬのＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルに短絡電流が流れる。

そして、この短絡電流によって、モータジェネレータＭＧＲ、ＭＧＬの各ステータに磁界が発生し、この磁界によってロータの回転方向と反対方向にロータを回転させようとする力が働き、車両１００の前進、後退を妨げる方向にトルクが生じる。

このため、たとえば、車両１００の停車時、パーキング時に、上記スイッチＳＷをＯＮの状態とすることで、車輪ＦＲ、ＦＬの回転を抑制することができる。これにより、少なくとも各モータジェネレータＭＧＲ、ＭＧＬの一部が収容され、車輪ＦＲ、ＦＬ内に設けられるサイドブレーキ機構を小型化しても、パーキングおよび停車の際の制動力を十分に得ることができる。

また、本実施の形態においては、１つのスイッチＳＷによって、複数のモータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬの回転を抑制することができ、制動装置２００自体をコンパクト化することができる。図３は、スイッチＳＷの概略構成を示す模式図である。

この図３に示されるように、スイッチＳＷは、配線ライン１２５Ｌ〜１２５Ｌと配線ライン１２５Ｒ〜１２７Ｒとを接続可能な接続部材５５と、接続部材５５を配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒに向けて付勢する付勢部材６１と、付勢部材６１からの付勢力に抗して、接続部材５５を配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒから切り離し可能なコイル（切離機構）Ｌ２とを備えている。

接続部材５５は、配線ライン１２７Ｌと配線ライン１２７Ｒとを接続可能な接続部５０と、配線ライン１２６Ｌと配線ライン１２６Ｒとを接続可能な接続部５１と、配線ライン１２５Ｌと配線ライン１２５Ｒとを接続可能な接続部５２と、各接続部５０〜５２を連結する連結部材５３とを備えている。接続部５０〜５２は、導電性のよい金属材料などから構成されており、たとえば、銅やアルミなどから構成されている。

付勢部材６１は、たとえば、一方の端部がスイッチＳＷのケーシングに接続され、他端部が接続部材５５に接続され、接続部材５５の各接続部５０〜５２が配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒ同士を接続する方向に付勢している。なお、付勢部材６１としては、たとえば、コイルバネなどの弾性部材を採用できる。

さらに、スイッチＳＷは、コイルＬ２にバッテリＢから電流供給を制御可能なスイッチ６０を備えている。

スイッチ６０がＯＦＦとなると、接続部材５５は、付勢部材６１からの付勢力によって、配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒと接触し、配線ライン１２５Ｒ〜１２７Ｒと配線ライン１２７Ｌ〜１２７Ｌとを接続する。そして、図２に示す短絡回路Ｋ１が形成され、モータジェネレータＭＧＲ、ＭＧＬのロータが回転すると、各モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬのロータに制動力を生じさせることができる。

また、スイッチ６０がＯＮとなると、コイルＬ１が励磁して、付勢部材６１からの付勢力に抗して、接続部材５５を配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒから切り離す。そして、図２に示す短絡回路Ｋ１の接続状態が切断され、モータジェネレータＭＧＲ、ＭＧＬの各ロータが回転しても、制動力が働かず、各ロータは良好に回転する。

ここで、スイッチ（制御部）６０の操作は、車両１００の運転者によって操作可能とされている。このため、たとえば、車両の停車時、パーキング時等、運転者は適宜、スイッチ６０を操作することで、ロータに制動力を加えることができる。なお、スイッチ６０の動作とサイドブレーキとの動作を連動させることで、図１に示す車輪ＦＲ〜ＲＬにブレーキをかけることができる。

また、イグニッションＯＦＦ時においては、スイッチ６０をＯＦＦとすることで、車輪ＦＲ〜ＲＬに制動力を加えることができるので、バッテリＢからの電力を要さず、車両１００の燃費の低減を図ることができる。

図４は、スイッチＳＷの変形例の概略構成を示す模式図である。この図４に示すように、付勢部材６１は、接続部材５５を各配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒから引き離すように付勢している。

そして、接続部材５５を各配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒに接続するように接続部材５５を変位可能な切離機構９０を備えている。

この切離機構（操作機構）９０は、車両１００の運転者によって操作可能な操作レバ２と、この操作レバ２と接続部材５５とに接続され、接続部材５５を引っ張り可能なワイヤ（連結部材）８０とを備えている。

そして、運転者が操作レバ２を図４に示す回転方向ＤＲに向けて引くことにより、ワイヤ３が接続部材５５を引っ張り、付勢部材６１からの付勢力に抗して、接続部材５５を配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒに接触させることができる。この操作レバ２は、回動位置を固定可能とされており、接続部材５５を各配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｒと接触させた状態で維持することができる。

また、運転車が操作レバ２を戻すと、ワイヤ３の引張状態が緩和され、接続部材５５が付勢部材６１の付勢力によって、配線ライン１２５Ｌ〜１２７Ｌと配線ライン１２５Ｒ〜１２７Ｒとから引き離され、短絡回路Ｋ１の切断状態が維持される。

なお、接続部材５５が引き離された状態において、接続部材５５を係止するストッパをさらに備えてもよい。

この図４に示すスイッチＳＷによれば、接続部材５５の操作に電力を要さず、上記図３に示す例と同様に、イグニッションＯＦＦ時においても、バッテリＢからの電力を要さず、燃費の低減を図ることができる。

図５は、本実施の形態に係る車両１００の第１変形例を示す概略ブロック図である。この図５に示す例においては、車輪ＦＲ〜ＲＬ内に収容されたインホイールモータとしてのモータジェネレータＭＧＦＲ〜ＭＧＲＬによって、各車輪ＦＲ〜ＲＬを駆動するようにした例を示す。車両１００は、ハイブリット四輪駆動車であり、左前車輪ＦＬがモータジェネレータＭＧＦＬによって独立駆動され、右前車輪ＦＲがモータジェネレータＭＧＦＲによって独立駆動されている。さらに、右後車輪ＲＲは、モータジェネレータＭＧＲＲによって独立駆動されており、左後車輪ＲＬは、モータジェネレータＭＧＲＬによって独立駆動されている。

車両１００は、モータジェネレータＭＧＦＲのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルと、モータジェネレータＭＧＦＬのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとをそれぞれ接続して短絡回路Ｋ１Ｆを形成可能なスイッチＳＷＦを備えている。

また、車両１００は、モータジェネレータＭＧＲＲのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルと、モータジェネレータＭＧＲＬのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとをそれぞれ接続して短絡回路Ｋ１Ｒを形成可能なスイッチＳＷＲを備えている。

このため、スイッチＳＷＲおよびスイッチＳＷＬをＯＮとすることで、短絡回路Ｋ１Ｆおよび短絡回路Ｋ１Ｒを形成して、各モータジェネレータＭＧＦＬ，ＭＧＦＲ、ＭＧＲＬ、ＭＧＲＲの各ロータに制動力を生じさせることができる。

モータジェネレータＭＧＦＲとインバータ１４ＦＲとの間には、モータジェネレータＭＧＦＲの各電機子に接続された出力ライン２５ＦＲ〜２７ＦＲが設けられている。また、モータジェネレータＭＧＦＬとインバータ１４ＦＬとの間には、モータジェネレータＭＧＦＬの各電機子に接続された出力ライン２５ＦＬ〜２７ＦＬが設けられている。

さらに、モータジェネレータＭＧＲＲとインバータ１４ＲＲとの間には、出力ライン２５ＲＲ〜２７ＲＲが設けられている。そして、モータジェネレータＭＧＲＬと、インバータ１４ＲＬとの間には、出力ライン２５ＲＬ〜２７ＲＬが設けられている。

そして、出力ライン２５ＦＲ〜２７ＦＲには、ぞれぞれ、配線ライン１２５ＦＲ〜１２７ＦＲが接続されている。また、出力ライン２５ＦＬ〜２７ＦＬには、ぞれぞれ、配線ライン１２５ＦＬ〜１２７ＦＬが接続されている。出力ライン２５ＲＲ〜２７ＲＲには、ぞれぞれ、配線ライン１２５ＲＲ〜１２７ＲＲが接続されている。出力ライン２５ＲＬ〜２７ＲＬには、ぞれぞれ、配線ライン１２５ＲＬ〜１２７ＲＬが接続されている。

そして、スイッチＳＷＦは、配線ライン１２５ＦＲ〜１２７ＦＲと配線ライン１２５ＦＬ〜１２７ＦＬとをそれぞれ接続可能とされている。このため、スイッチＳＷＦがＯＮとなると、モータジェネレータＭＧＦＲの各電機子とモータジェネレータＭＧＦＬの各電機子と、配線ライン１２５ＦＲ〜１２７ＦＲと配線ライン１２５ＦＬ〜１２７ＦＬを含む短絡回路Ｋ１Ｆが形成される。

また、スイッチＳＷＲは、配線ライン１２５ＲＲ〜１２７ＲＲと配線ライン１２５ＲＬ〜１２７ＲＬとをそれぞれ接続可能とされている。このため、スイッチＳＷＦがＯＮとなると、モータジェネレータＭＧＲＲの各電機子とモータジェネレータＭＧＲＬの各電機子と、配線ライン１２５ＲＲ〜１２７ＲＲと配線ライン１２５ＲＬ〜１２７ＲＬを含む短絡回路Ｋ１Ｒが形成される。

そして、スイッチＳＷＦおよびスイッチＳＷＲは、いずれも、車両１００の運転者によって、図示されないサイドブレーキと連動して操作可能とされている。このため、この図５に示された車両１００においても、サイドブレーキの構成をコンパクトに構成しても、各モータジェネレータＭＧＦＲ〜ＭＧＲＬの各ロータに選択的に得ることができる制動力を利用することにより、各車輪ＦＲ〜ＲＬに車両１００を停止させるために十分な制動力を加えることができる。

特に、図５に示す例においては、各車輪ＦＲ〜ＲＬ内に収められたインホイールモータとしてのモータジェネレータＭＧＦＬ〜ＭＧＲＲの各ロータに制動力を加えることができるので、四輪全ての車輪ＦＲ〜ＲＬに制動力を加えることができる。

図６は、本実施の形態に係る車両１００の第２変形例を示す概略ブロック図である。この図６に示す例においては、上記図５に示す例と異なり、前右車輪ＦＲを駆動するモータジェネレータＭＧＦＲの各電機子と、後右車輪ＲＲを駆動するモータジェネレータＭＧＲＲの各電機子とを含む短絡回路を形成可能なスイッチＳＷＲが設けられている。さらに、前左車輪ＦＬを駆動するモータジェネレータＭＧＦＬの各電機子と、後右車輪ＲＬを駆動するモータジェネレータＭＧＲＬの各電機子とを含む短絡回路を形成可能なスイッチＳＷＬが設けられている。

具体的には、スイッチＳＷＲは、配線ライン１２５ＦＲ〜１２５ＦＲと、配線ライン１２５ＲＲ〜配線ライン１２７ＲＲとを接続可能な接続部材５５Ｒを備えている。そして、スイッチＳＷＲがＯＮと、配線ライン１２５ＦＲ〜１２５ＦＲと、配線ライン１２５ＲＲ〜配線ライン１２７ＲＲと、モータジェネレータＭＧＦＲ、ＭＧＲＲの各コイルとを含む短絡回路が形成される。これにより、モータジェネレータＭＧＦＲ、ＭＧＲＲのロータに同時に制動力を得ることができる。

また、スイッチＳＷＬは、配線ライン１２５ＦＬ〜１２５ＦＬと、配線ライン１２５ＲＬ〜配線ライン１２７ＲＬとを接続可能な接続部材５５Ｒを備えている。そして、スイッチＳＷＬがＯＮとなると、配線ライン１２５ＦＬ〜１２５ＦＬと、配線ライン１２５ＲＬ〜配線ライン１２７ＲＬと、モータジェネレータＭＧＦＬ、ＭＧＲＬの各コイルとを含む短絡回路が形成される。これにより、モータジェネレータＭＧＲＲ，ＭＧＲＬの各ロータに同時に制動力を得ることができる。

このように、図６に示す例においても、各車輪ＦＲ〜ＲＬ内に収められたインホイールモータとしてのモータジェネレータＭＧＦＬ〜ＭＧＲＲの各ロータに制動力を加えることができるので、四輪全ての車輪ＦＲ〜ＲＬに制動力を加えることができる。

なお、図５および図６に示された例のように、ハイブリット四輪駆動車において、全てのモータジェネレータＭＧＦＬ〜ＭＧＲＲに制動力を加える場合に限られず、図７に示す例のように、右前車輪ＦＲ内に収められたモータジェネレータＭＧＦＲのロータと、左前車輪ＦＬ内に収められたモータジェネレータＭＧＦＬのロータとに制動力を加えるようにしてもよい。

さらに、図８に示すように、ハイブリット四輪駆動車において、各モータジェネレータＭＧＦＬ〜ＭＧＲＲに、スイッチＳＷＦＲ〜ＳＷＲＲを設けてもよい。

具体的には、スイッチＳＷＦＲは、インバータ１４ＦＲとモータジェネレータＭＧＦＲの各コイルとを接続する各出力ライン２５ＦＲ〜２７ＦＲに接続された各配線ライン１２５ＦＲ〜１２７ＦＲ同士を接続可能とされている。同様に、スイッチＳＥＦＬ，ＳＷＲＲ、ＳＷＲＬも、各出力ライン２５ＦＬ〜２７ＦＬ、２５ＲＲ〜２７ＲＲ、２５ＲＬ〜２７ＲＬに接続された各配線ライン１２５ＦＬ〜１２７ＦＬ同士、各配線ライン１２５ＲＲ〜１２７ＲＲ同士、各配線ライン１２５ＲＬ〜１２７ＲＬ同士を接続可能とされている。

なお、本実施の形態においては、電動機ＭＧ１、ＭＧ２、インバータ３０、４０およびコンバータ１０を介して、バッテリＢに充電したり、外部に給電したりしているが、これに限られない。すなわち、充電・給電リッド９０とバッテリＢの間に別途変換器を設けてもよい。この場合には、変換器は、バッテリＢの近傍に好ましくは配置する。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、制動装置およびこの制動装置を備えた電動輪に関し、特に、車輪を駆動するための回転電機に用いられる制動装置およびこの制動装置を備えた電動輪に好適である。

実施の形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。 図１の車両における駆動力制御装置の概略ブロック図である。 スイッチの概略構成を示す模式図である。 スイッチの変形例の概略構成を示す模式図である。 実施の形態に係る車両の第１変形例を示す概略ブロック図である。 実施の形態に係る車両の第２変形例を示す概略ブロック図である。 実施の形態に係る車両の第３変形例を示す概略ブロック図である。 実施の形態に係る車両の第４変形例を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１ パワー制御ユニット、２ 操作レバ、３ ワイヤ、１４Ｌ，１４Ｒ インバータ、６０ スイッチ、６１ 付勢部材、８０ ワイヤ、９０ 切離機構、１００ 車両、２００ 制動装置。

Claims (6)

1. 車輪に動力を伝達可能な回転電機の電機子に電気的に接続されて、前記電機子を含む短絡回路を形成可能な接続部材と、
   前記接続部材を付勢して、前記接続部材と前記電機子との接続状態を維持可能な付勢部材と、
   前記付勢部材からの付勢力に抗して、前記電機子との接続状態から前記接続部材を切り離し可能な切離機構と、
   前記切離機構の切り離し動作を制御可能な制御部と、
   を備えた、制動装置。
2. 前記回転電機に設けられた複数の前記電機子の各々に接続される複数の配線をさらに備え、前記接続部材は、前記配線同士を接続して前記短絡回路を形成する、請求項１に記載の制動装置。
3. 前記回転電機は、第１回転電機と前記第２回転電機とを含み、
   前記第１回転電機の前記電機子に接続された第１配線と、
   前記第２回転電機の前記電機子に接続された第２配線とをさらに備え、
   前記接続部材は、前記第１配線と前記第２配線とを接続して、前記短絡回路を形成する、請求項１に記載の制動装置。
4. 操作者の操作によって前記制御部を操作可能とした、請求項１から請求項３のいずれかに記載の制動装置。
5. 車輪に動力を伝達可能な回転電機の電機子に電気的に接続されて、前記電機子を含む短絡回路を形成可能な接続部材と、
   前記接続部材を付勢して、前記接続部材と前記電機子とを電気的に切り離なされた状態で維持可能な付勢部材と、
   前記接続部材に連結された連結部材と、
   操作者の操作によって選択的に前記連結部材を引っ張り可能とされ、前記付勢部材からの付勢力に抗して、前記接続部材と前記電機子との電気的な接続状態を維持可能な操作機構と、
   を備えた、制動装置。
6. 前記回転電機と、
   請求項１から請求項５のいずれかに記載の制動装置と、
   前記回転電機の少なくとも一部を収容可能なホイールとを備えた、電動輪。

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