JP2671552B2 - 電気自動車の制動装置 - Google Patents

電気自動車の制動装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電気自動車の制動装置、特に回生制動力およ
び機械式制動力を合わせて作用させる電気自動車の制動
装置に関する。
[従来の技術] 従来から、電気自動車において、エンジン車両におけ
るエンジンブレーキ相当の制動力を走行用のモータ回生
制動力で対応させ、発生エネルギーによってバッテリを
充電している。そして、このエネルギー回収によってバ
ッテリ1充電当たりの走行距離の増大を図っている。
また、電気自動車は通常機械式の制動系も有し、該機
械式制動系は負圧センサにより発生負圧を検出・制御さ
れる負圧式アシスト装置(ブレーキブースタ)により制
動力の向上を図っている。そのため、該装置は電気自動
車のバッテリで駆動される負圧ポンプを持っている。
なお、このような負圧アシスト式機械式制動を利用し
た電気自動車は、例えば実開昭60−96162号公報等に示
されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記のような従来技術によれば、機械
式制動系にあっては、負圧ポンプにより発生させる負圧
が画一的に決められており、負圧センサにより検出され
る負圧が上記の決められた値になるように制御される。
このように、画一的なアシスト負圧を発生させる従来
技術では、車両の必要ブレーキ力がもともと低かった
り、回生制動で充分な正動力が得られるなど、要求され
る機械式制動力が低くアシスト負圧がそれほど高くなく
ても良い場合であっても前記画一的に設定されたアシス
ト負圧が発生させられ、負圧ポンプが駆動される頻度が
増大し、バッテリの電力消費が非効率的に行われるの
で、バッテリ容量の減少が大きくなり、1充電走行距離
が短くなるという問題点があった。
この発明は、上記のような従来技術の課題を解決する
ためになされたものであり、その目的は、負圧ポンプに
より発生させる負圧をブレーキ踏力に応じた必要最小限
度の値に制御することができる電気自動車の制動装置を
提供することにある。
[課題を解決するための手段] この発明に係る電気自動車の制動装置は、ブレーキペ
ダル踏込み時の走行用モータにおける回生制動力を減速
中に作用させる回生制動系と、ブレーキ踏力に応じて負
圧を発生させる負圧ポンプと、この負圧を検出する負圧
センサとを含み、この負圧により機械式制動力の効きを
向上させる機械式制動系と、を含む電気自動車の制動装
置において、ブレーキ踏力に応じた目標減速度のマップ
が記憶されている記憶手段と、この記憶手段に記憶され
ているマップを利用してブレーキ踏力から目標減速度を
算出し、算出された目標減速度から前記回生制動力によ
る減速度を減算した残りの機械式制動力による減速度を
得、この機械式制動力による減速度を得るために必要な
負圧を算出する負圧算出手段と、前記負圧センサにより
検出された負圧が算出負圧を下回っている場合に、負圧
ポンプを駆動し、検出された負圧が算出負圧を上回った
場合に負圧ポンプを停止させるポンプ制御手段と、を含
むことを特徴とする。
[作用] 上記構成を有する電気自動車の制動装置においては、
記憶手段にブレーキ踏力に応じた目標減速度のマップを
記憶してある。そこで、ブレーキ踏力に応じて、目標減
速度を求め、求められた目標減速度から回生制動力によ
る減速度を減算した残りの機械式制動力による減速度を
得るために必要な負圧を算出する。そして、ポンプ制御
手段により負圧センサにより検出された負圧が算出負圧
を下回っている場合に負圧ポンプを駆動し、上回った場
合に負圧ポンプを停止させる。
[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について
説明する。
第1図は本発明に係る電気自動車の制動装置の一実施
例を示す構成図である。
図において、10はブレーキペダルで、機械式制動系と
回生制動系とに接続されている。
まず、機械式制動系にあっては、ブレーキペダル10が
踏込まれると、プッシュロッド12に取り付けられた踏力
センサ14によってブレーキ踏力Fが検出される。ブレー
キペダル10の踏込みによって、ブースタ16を介してマス
タシリンダ18のピストン(不図示)を押動し、マスタシ
リンダ18における油圧を増圧させる。増圧された油圧
は、油圧配管20を通して前後の4つの車輪22のブレーキ
機構24aおよび24bのホイールシリンダを作動させ、ブレ
ーキパッド(摩擦材)を摺動面に押付けて機械式制動力
を得ている。
上記ブースタ16を駆動させるための負圧は、バキュー
ムポンプ(負圧ポンプ)26および電動モータ28により発
生され、チェックバルブ30を有するエア配管32によって
ブースタ16に供給される。この負圧Peは、負圧センサ34
により検出され、電動モータ28の作動を制御するバキュ
ームポンプコントローラ(以下、V/Pコントローラとい
う)36に入力される。
なお、踏力センサ14に代えて、ブレーキペダル10の踏
込み量を直接計測してもよい。また、ブレーキペダル10
が踏込まれているかどうかは、ブレーキスイッチ38によ
って検出される。このブレーキスイッチ38は、自動車が
一般的に備えているブレーキランプの点灯用のスイッチ
と兼用するとよい。なお、V/Pコントローラ36は、補機
バッテリ40から電源を供給されている。
一方、回生制動系の機械的構成はよく知られたとおり
電気自動車駆動系と共通であり、走行用モータ42の回転
は、減速機44(デフを含む)を介して駆動輪となる車輪
22に伝えられ、これによって電気自動車の走行が行なわ
れる。この走行用モータ42は、インバータ46を介してメ
インバッテリ48によって駆動されるが、制動時にはこの
走行用モータ42の回生制動によるエネルギーがバッテリ
の充電に用いられる。また、走行用モータ42には回転数
センサ50が設けられており、走行用モータ42の回転数N
がこれによって検出される。
そして、この第1実施例では回生制動力は実開平1−
58203号公報に示されているような方法により決定され
る。すなわち、可能な最大回生制動力は第8図に示すと
おりモータ回転数Nにより変化し、これをそのまま回生
制動力としてしまうと、第9図に示すとおり制動時の回
転数Nの低下(Nmax→N0)とともにブレーキペダル踏力
Fが一定(F0)のままで機械式制動力(Tm)が不変であ
っても、回生制動力の増加(T1→T2)によって車両減速
度が増加しブレーキフィーリングを悪化させる。そのた
め、第1実施例では回生制動力をブレーキペダル踏み込
み直前の一定値に維持している。
上記構成を有する本発明の制動装置における負圧ポン
プ26(電動モータ28)の制御ロジックを第2図に基づい
て説明する。
まず、ブレーキペダル10が踏まれブレーキ踏力が立ち
上がるのに先立ってスイッチ38がオンするとEVコントロ
ーラ52は回生制動制御を開始する。このスイッチ38のオ
ンにより回生制動の開始を検知し(ステップ101)、そ
のときブレーキスイッチ38のオン信号BswがV/Pコントロ
ーラ36に入力される。ここでV/Pコントローラ36は、EV
コントローラ52が計算した回生制動による減速度Gを読
込む(ステップ102)。
次いで、V/Pコントローラ36は、不図示の記憶手段に
あからじめ記憶されている、ブレーキ踏力Fに応じた目
標減速度Gfのマップ(第3図参照)、すなわちLine・Gf
を参照し、Gf−Gにより不足減速度Gpを算出する(ステ
ップ103)。この不足減速度Gpが0以上、すなわちブレ
ーキ踏力がS以上であって回生制動力(減速度G)だけ
では目標とする減速度Gfを得られないかどうかを判断し
(ステップ104)、Gp>0ならばV/Pコントローラ36は、
内蔵されている油圧−減速度のマップ(第4図参照)に
従って、不足減速度Gpを機械式制動力に必要なマスタシ
リンダ18の油圧Poに換算する(ステップ105)。
続いて、本発明の負圧算出手段であるV/Pコントロー
ラ36は、内蔵されているブレーキ踏力−油圧−V/P負圧
マップ(第5図参照)に基づいて、機械式制動力のアシ
ストに必要な負圧Prを算出する(ステップ106)。
そして、本発明のポンプ停止手段であるV/Pコントロ
ーラ36は、前記負圧センサ34から検出負圧Peと必要負圧
Prを比較しながら負圧ポンプ26(電動モータ28)を制御
する(ステップ107)。すなわち、Pr>Peならば負圧ポ
ンプ26を作動させ(ステップ108)、PeがPrに達した時
点で負圧ポンプ26を停止させる(ステップ109)。
上記のような本発明の制動装置によれば、制動開始時
の回生制動力が走行用モータ42の回転数Nによって異な
っていても、目標減速度Gfから回生制動力による減速度
Gを減算した残りの機械式制動力による減速度Gpを得る
ために必要な負圧Poを算出することができ、この必要負
圧Poを目標に負圧ポンプ26の駆動を必要最小限に抑える
ことができ、メインバッテリ48の電力消費を最小限に抑
えることができる。
また、ブレーキ踏力Fに対しては回生制動力および機
械式制動力を合わせた総合制動力(目標減速度Gf)が決
められているので、同じブレーキ踏力Fに対してブレー
キの効きが異なりブレーキフィーリングが悪いという弊
害を解消することができる。
以下、本発明の第2実施例を第6図のフローチャート
を参照しながら説明する。前記実施例では回生制動力を
一定としたが、本実施例ではEVコントローラ52によって
減速中に回生制動力を最大限に利用し、機械式制動装置
の負担を軽減することを特徴とする。
まず、EVコントローラ52は、ブレーキペダル10が踏ま
れ、ブレーキスイッチ38からオン信号Bswが入力される
のを待機し(ステップ201)、入力されると前述したよ
うに第8図に示すそのときのモータ回転数で得られる最
大の回生制動トルクTmaxを算出し(ステップ202)、そ
れにより得られる最大減速度Gmaxを算出する(Gmax∝Tm
ax)(ステップ203)。
一方、EVコントローラ52は、第7図に示すブレーキ踏
力F・必要減速度Gfのマップを参照してその時のブレー
キ踏力F0のときの必要減速度Greqをモータの回生制動ト
ルクでまかなうのに必要なモータ回生制動トルクTreqを
算出する(ステップ204)。なお、Line・Gは第3図に
示したものと同じものである。
次に、EVコントローラ52は、必要モータ回生制動トル
クTreqと最大回生制動トルクTmaxを比較する(ステップ
205)。
ここで、Treq<Tmaxならば、必要な車両減速度はすべ
てモータの回生制動トルクにより得られ、機械式制動力
は不要であることを示しているので、モータの回生制動
トルクTをTreqに設定する(ステップ206)。また、Tre
q>Tmaxならば、必要な車両減速度はモータの回生制動
トルクだけでは達成されず機械式制動力が必要なことを
示しているので、モータの回生制動トルクTをTmaxに設
定する(ステップ207)。なお、V/Pコントローラ36へ送
られる回生制同文の減速度GはGreqまたはGmaxのうちの
大きいほうが用いられる。
このように、必要な車両減速度を達成する範囲内で最
大限の回生制動トルクを設定することにより、機械式制
動力の負担を軽くし、負圧ポンプ26の作動時間を短縮す
ることができ、メインバッテリ48の電力消費を軽減する
ことができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る電気自動車の制動装
置によれば、全体的制動力に占める機械式制動力を、全
体的制動力に相当する目標減速度から回生制動力による
減速度を減算することにより求めることができ、この機
械式制動力による減速度を得るために必要な負圧を目標
として負圧ポンプを駆動することができるので、負圧ポ
ンプの駆動を必要最小限に抑えることができ、バッテリ
の電力消費を最小限に抑えることができる。
また、ブレーキ踏力Fに対しては回生制動力および機
械式制動力を合わせた総合制動力としての目標減速度が
決められているので、同じブレーキ踏力Fに対してブレ
ーキの効きが異なりブレーキフィーリングが悪いという
弊害を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電気自動車の制動装置の一実施例
を示す構成図、 第2図はV/Pコントローラの制御ロジックを示すフロー
チャート、 第3図は目標減速度のマップ、 第4図は油圧−減速度のマップ、 第5図はブレーキ踏力−油圧−V/P負圧のマップ、 第6図は第2実施例のEVコントローラの制御ロジックを
示すフローチャート、 第7図は第6図の制御ロジックを説明するための踏力−
減速度のマップ、 第8図は回転数に対する回生トルクの特性図、 第9図は最大回生制動力の違いによる制動力総和トルク
を示す特性図である。 14……踏力センサ 26……バキュームポンプ(負圧ポンプ) 28……電動モータ 34……負圧センサ 36……V/Pコントローラ 42……走行用モータ 50……回転数センサ 52……EVコントローラ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブレーキペダル踏込み時の走行用モータに
    おける回生制動力を減速中に作用させる回生制動系と、
    ブレーキ踏力に応じて負圧を発生させる負圧ポンプと、
    この負圧を検出する負圧センサとを含み、この負圧によ
    り機械式制動力の効きを向上させる機械式制動系と、を
    含む電気自動車の制動装置において、 ブレーキ踏力に応じた目標減速度のマップが記憶されて
    いる記憶手段と、 この記憶手段に記憶されているマップを利用してブレー
    キ踏力から目標減速度を算出し、算出された目標減速度
    から前記回生制動力による減速度を減算した残りの機械
    式制動力による減速度を得、この機械式制動力による減
    速度を得るために必要な負圧を算出する負圧算出手段
    と、 前記負圧センサにより検出された負圧が算出負圧を下回
    っている場合に、負圧ポンプを駆動し、検出された負圧
    が算出負圧を上回った場合に負圧ポンプを停止させるポ
    ンプ制御手段と、 を含むことを特徴とする電気自動車の制動装置。
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