JP2012039839A

JP2012039839A - 電動車両の制動装置

Info

Publication number: JP2012039839A
Application number: JP2010185554A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Hirose; 重雄廣瀬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2012-02-23

Abstract

【課題】電池が満充電状態であっても回生制動装置の発生する制動力が制限されない電動車両の制動装置を提供する。
【解決手段】回生制動装置に付随して抵抗器を具備し、発生する電力が電池等の充電で消費される電力を上回る場合に、ブレーキペダルの踏力を検知した信号と電池等の充電による通電電流の比較により、抵抗器を接続するリレーを開閉する、または抵抗器を接続するチョッパ装置のデューティ比を加減するなど抵抗器に通電する制御を行う。また抵抗器の通電は大きな発熱を伴うので、回生制動装置の発生する電力の一部を使用して抵抗器の冷却を図り、装置を保護する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド自動車または電気自動車に具備される制動装置の制御方法に関する。

ハイブリッド自動車および電気自動車は近年、その低燃費性および環境性能を評価され、市場の一角を占める傾向にあり、技術的にも開発が盛んである。
特に、当該自動車類に具備される回生制動装置は、通常空気中に熱として放散せざるを得ない制動時の運動エネルギーを電力として蓄積し再利用できる装置として、技術上の中核のひとつである。

従来の技術によれば、ハイブリッド自動車・電気自動車に具備される制動装置は、機械式制動装置と回生制動装置の併用により構成され、通常は熱として空気中に放散せざるを得ない制動時の運動エネルギーの一部を電力として蓄積し再利用することを可能としている。
しかしながら当該回生制動装置の発生する制動力は、付随する電池等の充電状態に大きく左右され、たとえば当該電池が満充電状態であるとエネルギー吸収の術がなく、制動力は著しく制限される。
これを補完する従来方法は、自動制御により機械式制動装置と回生制動装置の吸収力率比を変更し、不足する制動力を機械式制動装置に委ねることであるが、これには油圧装置の瞬間的な動作が必要とされ、１秒以下とはいえ人間が充分に知覚可能な応答遅れを免れず、この間は制動力が不足状態となる。
この事象による不具合は、現実に自動車メーカーの信頼を脅かすリコール問題に発展した例もあり、十全な方法ではない。

以上の課題を解決するため、本発明では当該回生制動装置に付随して抵抗器を具備し、当該回生制動装置の発生する電力が電池等の充電で消費される電力を上回る場合に、併せて当該抵抗器に通電する制御を行う。
この際の制御は、たとえばブレーキペダルの踏力を検知した信号と電池等の充電による通電電流の比較により、
▲１▼抵抗器を接続するリレーを開閉する
▲２▼抵抗器を接続するチョッパそ装置のデューティ比を加減する
など、公知の方法が採用できる。
また当該抵抗器の通電は大きな発熱を伴うので、当該回生制動装置の発生する電力の一部を使用して当該抵抗器の冷却を図り、装置を保護する方法もこの手段の一部である。

本発明によれば、たとえば電池が満充電状態であっても、抵抗器の通電による熱発生によって回生制動装置の発生する電力が消費されるので、当該回生制動装置は充分な制動力を発生する。
また本発明による制御は電気的な動作なので、人間が知覚可能な応答遅れは伴わない。

以下、本発明の実施のさまを、図面を参照して説明する。

は、本発明による電動車両用電気装置および制動装置の概念図である。は、［図１］に示す（５）制動力制御装置の制御動作概念を示すフローチャートである。

（１）車輪
（２）油圧的な接続（ブレーキライン）
（３）ブレーキペダルの踏力信号（油圧検知）
（４）機械式制動装置
（５）制動力制御装置
（６）ユニット間通信線
（７）電流信号線
（８）電池
（９）主制御装置
（１０）充電電流センサ
（１１）機械的接続（回転力伝動）
（１２）電動機
（１３）開閉信号線
（１４）開閉装置
（１５）抵抗器
（１６）抵抗器冷却装置

本発明による制動装置は、ハイブリッド自動車および電気自動車等の駆動制御装置の一部である。
（１５）抵抗器および（１６）抵抗器冷却装置は、（８）電池と並列に接続され、（１４）開閉装置により通電電流を制御される。
（１４）開閉装置はリレーまたはチョッパ装置等であり、（５）制動力制御装置により、リレーであればしの開閉を、チョッパ装置であればそのデューティ比を制御される。
ハイブリッド自動車および電気自動車等においては、運転者が（４）機械式制動装置を操作すると（２）油圧的な接続（ブレーキライン）を介して（１）車輪に制動力を与えるが、同時に（９）主制御装置が（１）車輪と（１１）機械的接続（回転力伝動）を介して接続されている（１２）電動機の逆起電力を適正に昇圧し（８）電池を充電する。
これを回生制動と通称し、自動車の制動力は（４）機械式制動装置により熱として空気中に放散する運動エネルギーと当該回生制動装置によって（８）電池の充電に供される力率の合計となる。
このとき（８）電池が満充電に近い状態であると充電電流が微小となり、回生制動で吸収できる力率が不足することがある。これは自動車の制動力の不足を意味する危険な事象であるので、本発明では（５）制動力制御装置を設けて、（３）ブレーキペダルの踏力信号線（油圧検知）を運転者の制動意思の指標として、（１０）充電電流センサより（７）電流信号線を介して検知される充電電流を回生制動力の指標として監視し、当該踏力信号より算出される充電電流の期待値と当該充電電流値を比較することによって、充分な回生制動が行われているか否かを判断する。
もしも当該充電電流値が、当該踏力信号より算出される充電電流の期待値を下回る場合は、回生制動装置の発生する制動力が運転者の制動意思を下回り危険であると判断されるので、（５）制動力制御装置は（１３）開閉信号線を介して（１４）開閉装置を操作し、（１５）抵抗器および（１６）抵抗器冷却装置に通電する。（１５）抵抗器および（１６）抵抗器冷却装置は（８）電池と並列に接続されているので、当該充電電流自体は微小であっても、（９）主制御装置は充分な回生電流の出力が可能となり、（１２）電動機の逆起電力も充分となるので、自動車の制動力が不足することはない。
このとき（１５）抵抗器の通電は大きな発熱を伴うので、（１６）抵抗器冷却装置を設け同じく当該回生制動装置の発生する電力の一部を使用して冷却を図り、当該装置を保護するが、（１５）抵抗器および（１６）抵抗器冷却装置を並列に接続することにより、発熱量と冷却能力は自動的に比例関係となり、条件変化に対して強い装置となる。
本発明による一連の制御は電気的な動作なので、人間が知覚可能な応答遅れは伴わず、また単純であるので、従来方法により、機械式制動装置と回生制動装置の吸収力率比を変更する場合より優れている。
なお、（５）制動力制御装置は（９）主制御装置と別体で（６）ユニット間通信線を介して接続されているが、必ずしも別個の筺体に収納されている必要はなく、ノイズ耐性を考慮して同一筺体にまとめることもできるが、二重安全の思想上は、少なくとも回路上は電源も含めて別系統の相互独立とし、動作時以外も（６）ユニット間通信線を介して相互監視しあう装置とすることが望ましい。
（図２）は、（５）制動力制御装置の制御動作概念を示すフローチャートである。
便宜上単純化されたアルゴリズムとして表記したが、実際の運用上は、少なくとも（９）主制御装置が回生制動の動作を行っている間は、常にこのフローチャートに基づく条件監視が継続することとなる。

Claims

ハイブリッド自動車または電気自動車において、回生制動により発生した電力を抵抗器等により熱に変換し、大気中に放散する制御方法およびその装置。
請求項１に係る装置において、当該抵抗器を当該回生制動により発生した電力を使用して冷却する保護方法およびその装置。