JP3276639B2

JP3276639B2 - 電動車両の回生制動装置

Info

Publication number: JP3276639B2
Application number: JP07855191A
Authority: JP
Inventors: 正雪鳥山; 憲之前田; 芳徳川島; 芳美長内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH04289701A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電動車両の回生制動装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動車両は、周知のように、電動モータ
を搭載し、この電動モータにバッテリから給電して走行
する。そして、このような電動車両では、制動時に回生
制動を行い、車両の運動エネルギを電力として回収して
バッテリに充電する。

【０００３】一般に、このような電動車両に用いられる
回生制動装置は、特開平２ー３６７０１号公報に記載さ
れるように、スイッチ素子をブリッジ状に結線してバッ
テリ充電回路を構成し、このバッテリ充電回路を電動モ
ータとバッテリとの間に介設する。そして、車両の制動
時において、このバッテリ充電回路に制御パルス信号を
出力してスイッチ素子をオン／オフさせ、このバッテリ
充電回路により電動モータに発生する電力をバッテリに
充電する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の回生制動装置にあっては、充電回路に入力
する制御パルス信号のデューティファクタが一定であれ
ば、電動モータの回転速度に対する制動力は上方に凸の
放物線的特性を呈する（図９参照）。このため、この特
性が極大値をとる回転速度で制動力が過大となり、この
過大な制動力で制動フィーリングが損われるという問題
があった。一方、上述の問題は、極大値としての制動力
が過大とならないように制御パルス信号のデューティフ
ァクタを選択することで解決できるとも考えられるが、
制動力が回転速度に対し上方に凸の放物線的特性である
ため高回転速度域と低回転速度域とにおける制動力が小
さくなり、高回転速度域で充分な制動力を得られないと
いう新たな問題が生じる。

【０００５】この発明は、上記問題に鑑みてなされたも
ので、電動モータの回転速度の増大に伴い増大する特性
で制動力を得られる電動車両の回生制動装置を提供し、
制動フィーリングの向上を図り、また、電動モータの高
速回転時に大きな制動力を得られるようにすることを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、駆動車輪を動力伝達系を介し電動モー
タの回転軸と連結するとともに、この電動モータとバッ
テリとの間にバッテリ充電回路を介設し、このバッテリ
充電回路が入力する制御パルス信号のデューティファク
タに応じオン／オフして回生制動を行う電動車両の回生
制動装置において、前記バッテリ充電回路に入力する制
御パルス信号のデューティファクタを前記電動モータの
回転軸の回転速度に応じ高回転速度域で小さくすること
で、制動力が所定の制動力に漸近するように回転軸の回
転速度の増大にともない増大し、その増加率が回転速度
の増大に応じて漸減するように構成した。

【０００７】そして、この発明の回生制動装置は、動力
伝達系に電動モータの回転軸の回転速度に応答する第１
のクラッチを設け、電動モータの回転軸の回転速度が所
定回転速度以下の場合に動力伝達系を第１のクラッチに
より切離する態様に構成できる。また、この態様の回生
制動装置は、動力伝達系に駆動車輪の回転速度に応答す
る第２のクラッチを第１のクラッチと並列に設け、この
第２のクラッチを第１のクラッチが作動する回転速度よ
りも低い回転速度を越える速度域で動力伝達系を接続す
る態様に構成できる。

【０００８】さらに、この発明の回生制動装置は、動力
伝達系に無段変速機を設け、この無段変速機を高減速比
側に変速作動させつつ充電回路による回生制動を行うよ
うに構成できる。

【０００９】

【作用】この発明の電動車両の回生制動装置は、制動力
の対回転速度特性が上方に凸の放物線的特性で、かつ、
制御パルス信号のデューティファクタをパラメータとし
てデューティファクタが小さくなると制動力が小さくな
ることに着目し、電動モータの回転速度の増大にともな
い制御パルス信号のデューティファクタを小さくして制
動力が所定の制動力に漸近するように電動モータの回転
速度の増大にともない増大し、その増加率が回転速度の
増大に応じて漸減するようにする。このため、制動力が
過大となることもなく良好な制動フィーリングを得ら
れ、また、高回転速度時にも大きな制動力を得られる。

【００１０】また、この発明の電動車両の回生制動装置
は、電動モータの回転速度に応答して電動モータの回転
速度が所定速度を越える領域で接続する第１のクラッチ
を動力伝達系に設けることで、電動モータの回転速度が
高い領域では必ず回生制動が行われ、エネルギの回収を
有効に行うことができる。そして、この第１のクラッチ
と並列に駆動車輪の回転速度に応答する第２のクラッチ
を設け、この第２のクラッチを第１のクラッチより低い
回転速度で接続するように構成することで、より有効に
エネルギを回収できる。

【００１１】さらに、この発明の電動車両の回生制動装
置は、動力伝達系に無段変速機を設け、この無段変速機
を高減速比側へ変速作動させつつ回生制動を行うように
することで、駆動車輪の回転速度が低下しても電動モー
タが増速され、エネルギの回収効率を高くできる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１から図４はこの発明の一実施例に係る電動
車両の回生制動装置を示し、図１が電動車両としての電
動二輪車の側面図、図２がパワーユニットの断面図、図
３が回路図、図４が制御処理を示すフローチャートであ
る。

【００１３】図１において、１１は側面視略Ｕ字状の車
体フレームであり、車体フレーム１１はフロントフレー
ム１１ｆ、センタフレーム１１ｄおよびリアフレーム１
１ｒを有する。この車体フレーム１１はフロントカバー
２１ｆ、レッグシールド２１ａ、ステップフロア２１
ｂ、リアカバー２１ｃおよびアンダカバー２１ｄからな
る合成樹脂製のボディ２１によって覆われる。

【００１４】車体フレーム１１にはフロントフレーム１
１ｆの前部にヘッドチューブ１２が固着され、このヘッ
ドチューブ１２にフロントフォーク１３を介し前輪１４
ｆが操向ハンドル１５による操向可能に支持されてい
る。図１において表わされないが、操向ハンドル１５に
はアクセルグリップの操作角度を検出するポテンシオメ
ータ等からなるアクセルセンサ３７（図３参照）が取り
付けられる。

【００１５】ヘッドチューブ１２には前部にコントロー
ルボックス１６が取り付けられ、このコントロールボッ
クス１６の前方がフロントカバー２１ｆにより覆われ
る。コントロールボックス１６の内部にはＥＣＵ等から
なるコントローラ４９が収容される。このコントローラ
４９については後述する。

【００１６】また、車体フレーム１１には、センタフレ
ーム１１ｄにバッテリボックス２２が設けられ、センタ
フレーム１１ｄの後部にパワースィングユニット５０が
図示しないピボット軸によって揺動自在に支持される。
パワースィングユニット５０は、後述するようにケース
本体５１に電動モータ５２等を組み付けてなり、ケース
本体５１の後端に後輪（駆動車輪）１４ｒを回転自在に
支持する。なお、９９はパワースィングユニット５０の
後部と車体フレーム１１との間に介設されたクッション
ユニットである。

【００１７】バッテリボックス２２は、センタフレーム
１１ｄに固着されたバッテリホルダ２３上に搭載され、
バンド２４で締結される。バッテリボックス２２には内
部に複数のバッテリ３６（図３参照）が収容され、これ
らバッテリ３６が並列あるいは直列に結線されて後述す
る駆動回路および前述のコントローラ４９等に接続され
ている。なお、図中明示しないが、バッテリホルダ２３
はセンタフレーム１１ｄの下部に車幅方向に架設された
板状の部材からなり、このバッテリホルダ２３に搭載さ
れたバッテリボックス２２上にはバンド２４を介して上
述のステップフロア２１ｂが止着される。

【００１８】さらに、車体フレーム１１には、リアフレ
ーム１１ｒに上述のリアカバー２１ｃが固定されてい
る。リアカバー２１ｃは、上部が開口した略中空筒状を
なし、上部にシート２６が開口を閉止可能に支持されて
いる。シート２６は、前部がヒンジ等でリアカバー２１
ｃの上部に取り付けられ、着座可能な状態（図１参照）
でリアカバー２１ｃの開口を閉止し、また、前方に倒さ
れた状態でリアカバー２１ｃの開口を開放する。

【００１９】リアカバー２１ｃ内には、後輪１４ｒの斜
前上方にトランクボックス２５と充電ボックス２７とが
前後に収容される。トランクボックス２５は、上部が開
口し、この上部開口が上述のシート２６で開閉自在に覆
われる。このトランクボックス２５はヘルメットを収容
可能な大きさを有する。

【００２０】充電ボックス２７は、前部が上方に突出し
た側面視略Ｌ字状をなし、前上部が開口する。この充電
ボックス２７は、内部に商用ＡＣ電源からの充電用の充
電器等を収容し、前上部開口がリッド２８で開閉可能に
覆われる。リッド２８には一面に充電回路９７が設けら
れ、この充電回路９７および充電器がバッテリ３６等に
接続する。なお、図１中、８８はリアカバー２１ｃ内に
配置された吸気ダクトであり、吸気ダクト８８は一端が
パワースイングユニット５０の冷却風導入口に接続し、
他端がリアカバー２１ｃ内に開口する。

【００２１】パワースイングユニット５０は、図２に示
すように、前端が車体フレーム１１に揺動自在に支持さ
れたケース本体５１に、電動モータ５２、無段変速機５
３および終減速機構５４が一体的に組み付けられる。ケ
ース本体５１は、アルミニウム合金等を鋳造して成形さ
れ、前部右側に凹部５１ａが、後部左側に凹部５１ｂが
形成される。

【００２２】ケース本体５１には、前部右側の凹部５１
ａにモータケース６０が固定されて電動モータ５２を収
容するモータ室３１が、後部左側の凹部５１ｂに軸受部
材５７が固定されて終減速機構５４を収容する歯車室５
８が画成され、また、左側部にサイドカバー５５が固設
されて無段変速機５３を収容する変速室５６が画成され
る。上述のモータ室３１と変速室５６とはケース本体５
１に凹部５１ａの底面近傍に形成された通孔３４を介し
通気可能に連通し、また、変速室５６は図示しない排風
口から大気に開放される。

【００２３】モータケース６０は、一端が開口した有底
円筒状をなし、開口を凹部５１ａの開口と一致させてケ
ース本体５１にボルト３０で固定されてモータ室３１を
画成する。モータケース６０には底部に軸受３２が設け
られ、モータ室３１内に軸受３２とケース本体５１の凹
部５１ａの底部に設けられた軸受３３とによって回転軸
６１が回転自在に架設される。

【００２４】回転軸６１は、一端が凹部５１ａの底部を
貫通して変速室５６内で無段変速機５３と連結され、他
端がモータケース６０の底部を貫通する。この回転軸６
１には、モータ室３１内で凹部５１ａの底部に近接して
通孔３４に臨む位置に冷却ファン５９が、モータ室３１
の中央位置にマグネットからなるロータ６３が固設さ
れ、また、モータケース６０の底部を貫通した端部に回
転センサ７０が取り付けられる。周知のように、ロータ
６３はマグネットから構成されステータの内方に位置す
る。

【００２５】冷却ファン５９は、回転軸６１と一体に回
転して前述の吸気ダクト８８から冷却風をモータ室３１
に導入し、この冷却風を通孔３４から変速室５６に送り
出す。回転センサ７０は、回転軸６１に固設されたマグ
ネットとモータケース６０の底部右面に取り付けられた
ＭＲ素子等の磁気感応素子とからなり、この磁気感応素
子がコントローラ４９に接続される。この回転センサ７
０は、回転軸６１の回転位置および回転速度等を検出
し、検出信号をコントローラ４９に出力する。

【００２６】また、モータケース６０には、モータ室３
１側の左面にステータを構成する３つのステータコイル
６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ（必要に応じ添字のない番号で
代表する）が固設され、右面にヒートシンク６６が固定
される。３つのステータコイル６２は、Ｙ結線され（図
３参照）、３つの端子が後述する駆動回路に接続され
る。

【００２７】ヒートシンク６６は、外周が断面六角形の
略六角筒状のアルミニウム合金の押し出し材から成り、
内周に多数の冷却フィン（図示せず）が形成されてい
る。このヒートシンク６６は、軸方向に貫通するボルト
９８をモータケース６０に螺着させてモータケース６０
に固定され、周囲が樹脂からなるカバー６５で覆われ
る。このカバー６５は、ヒートシンク６６の外側面との
間にエポキシ等の樹脂４６が充填され、この樹脂でヒー
トシンク６６に固定される。なお、カバー６５には、前
述した吸気ダクト接続する吸気口が形成され、また、内
部に後述するゲートドライブ回路の基板が配置される。

【００２８】ヒートシンク６６には、外周の６つの面に
それぞれ１個、合計６個の電界効果型トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５
ｆ（以下、必要に応じ添字のない番号で代表する）が設
けられて駆動回路（バッテリ充電回路）６４を構成し、
また、内周に電源安定化用のコンデンサ６８が配置され
る。図中明示しないが、このコンデンサ６８とヒートシ
ンク６６の内周部との間には吸気ダクト８８と連通した
冷却風通路が形成され、この冷却風通路に前述した冷却
フィンが突出する

【００２９】無段変速機５３は、ドライブプーリ７２と
ドリブンプーリ７３との間にベルト７４を掛装して構成
される。ドライブプーリ７２は電動モータ５２の回転軸
６１に設けられ、また、ドリブンプーリ７３は終減速機
構５４の入力軸７１に回転自在に設けられたスリーブ７
８に取り付けられる。このドリブンプーリ７３は、入力
軸７１に第１遠心クラッチ７５と第２遠心クラッチ７６
とを並列に介して連結する。

【００３０】ドライブプーリ７２は、回転軸６１に固定
された固定フェース７２ａと回転軸６１に軸方向移動可
能に設けられた可動フェース７２ｂとから構成される。
このドライブプーリ７２は、可動フェース７２ｂがウェ
イト７７ａを有するガバナ機構７７により駆動されて軸
方向に移動し、回転軸６１の回転速度に応じてベルト７
４の巻掛径が変化する。

【００３１】同様に、ドリブンプーリ７３は、スリーブ
７８に固設された固定フェース７３ａとスリーブ７８に
軸方向移動自在に支持された可動フェース７３ｂとから
構成される。このドリブンプーリ７３は、可動フェース
７３ｂが第２遠心クラッチ７６のクラッチアウタ７９と
の間に縮装されたスプリング８０ａにより固定フェース
７３ａ側に付勢され、ドライブプーリ７２のベルト巻掛
径の変化に応じ可動フェース７３ｂが移動してベルト巻
掛径を変化させる。

【００３２】第２遠心クラッチ７６は、クラッチアウタ
７９がスリーブ７８に固定され、クラッチインナ８０が
第１遠心クラッチ７５のクラッチアウタ８１に設けられ
る。この第２遠心クラッチ７６は、第１遠心クラッチ７
５のクラッチアウタ８１の回転速度、すなわち後輪１４
ｒの回転速度に応じ接続、切離する。また、第１遠心ク
ラッチ７５は、クラッチアウタ８１が入力軸７１に固定
され、クラッチインナ８２が第２遠心クラッチ７６のク
ラッチアウタ７９に設けられ、第２遠心クラッチ７６の
クラッチアウタ７９の回転速度、すなわち電動モータ５
２の回転軸６１の回転速度に応じ接続切離する。第１遠
心クラッチ７５は電動モータ５２の最大効率発生回転数
より若干低い回転数（例えば、１７００ｒｐｍ）で作動
してこの回転数を越える領域で接続し、第２遠心クラッ
チ７６は第１遠心クラッチ７５が接続する回転数よりも
低い回転数（例えば、１２５ｒｐｍ）で作動してこの回
転数を越える領域で接続する。

【００３３】終減速機構５４は入力軸７１に固設された
ギア７１ａ、中間軸８３に固設されたギア８３ａ，８３
ｂおよび出力軸８４に固設されたギア８４ａを有し、ギ
ア７１ａとギア８３ａ、ギア８３ｂとギア８４ａとが噛
合する。入力軸７１は、ケース本体５１と軸受部材５７
とに回転自在に支持され、上述のように左端が変速室５
６内に突出して無段変速機５３と連結する。出力軸８４
はケース本体５１の右側に突出し、この出力軸８４の端
部に後輪１４ｒが固定される。

【００３４】コントローラ４９はＥＣＵ等から構成され
る。図３に示すように、このコントローラ４９は、アク
セルセンサ３７、車速センサ３８、ブレーキセンサ３
９、電圧センサ４０および前述した回転センサ７０が接
続し、また、ゲートドライブ回路４１と接続する。アク
セルセンサ３７はアクセルグリップの操作角度を検出
し、以下同様に、車速センサ３８は車速を、ブレーキセ
ンサ３９はブレーキペダルの操作を、電圧センサ４０は
バッテリ３６の電圧を検出する。

【００３５】コントローラ４９は、各センサの出力信号
を演算処理してパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号、制御パ
ルス信号に相当）ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを出力する。
後述するように、このコントローラ４９は、車両の制動
状態を判定して制動時に所定のＰＷＭ信号を、通常の走
行時（制動時を除く走行時）に車速とアクセルグリップ
の操作角度とに応じたデューティファクタのＰＷＭ信号
をゲートドライブ回路に出力する。なお、このＰＷＭ信
号は後述する回生制動時に電動モータが出力する交番電
流の最大周波数の２倍を越える周波数を有する。

【００３６】ゲートドライブ回路４１は、昇圧回路等を
有し、バッテリ３６と駆動回路６４とに接続する。この
ゲートドライブ回路は、コントローラ４９から入力する
ＰＷＭ信号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆに応じた駆動信号
（便宜上、ＰＷＭ信号と同一符号を付す）を駆動回路６
４のＦＥＴ３５に出力する。

【００３７】駆動回路６４は、図３に示すように、前述
の６つのＦＥＴ３５をブリッジ状に結線してなり、前述
のコンデンサ６８と並列にバッテリ３６のプラス端子と
マイナス端子（接地端）との間に接続される。これらＦ
ＥＴ３５はゲートがゲートドライブ回路４１に接続さ
れ、ＦＥＴ３５ａのソースとＦＥＴ３５ｄのドレイン、
ＦＥＴ３５ｂのソースとＦＥＴ３５ｅのドレイン、ＦＥ
Ｔ３５ｃのソースとＦＥＴ３５ｆのドレインとが互いに
結線され、ＦＥＴ３５ａ，３５ｂ，３５ｃのドレインが
バッテリ３６のプラス端子に、ＦＥＴ３５ｄ，３５ｅ，
３５ｆのソースがマイナス端子に接続される。そして、
これらＦＥＴ３５にはそれぞれバッテリ３６のプラス端
子に向う方向を順方向としてダイオード４２ａ，４２
ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆが並列に結線され
る。

【００３８】次に、この実施例の作用を説明する。この
回生制動装置にあっては、図４に示すプログラムをコン
トローラ４９において繰返し実行し、電動モータ５２を
駆動制御する。

【００３９】先ず、ステップＰ１においては、通常走行
時の電動モータ５２に通電する電流のデューティファク
タ（出力デューティ）Ｄｏを算出する。この出力デュー
ティＤｏはアクセルグリップの操作角度と車速との偏差
等に基づき演算される。

【００４０】ステップＰ２においては、出力デューティ
Ｄｏの値を判別し、この出力デューティＤｏの値で車両
の制動状態を判定する。このステップＰ２では、出力デ
ューティＤｏが正値（Ｄｏ＞０）であれば通常の走行状
態と判定してステップＰ３の処理を行い、出力デューテ
ィＤｏが零（Ｄｏ＝０）であれば制動状態と判定してス
テップＰ４の処理を行う。なお、このステップＰ２は、
ブレーキペダルの踏込み操作を検出するブレーキスイッ
チの信号を判別する処理で代替できる。

【００４１】ステップＰ３においては、電動モータを通
電するための処理、、すなわち、ＰＷＭ信号ａ，ｂ，ｃ
のデューティファクタを１に、ＰＷＭ信号ｄ，ｅ，ｆの
デューティファクタを上記Ｄｏに設定してＰＷＭ信号
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆをゲートドライブ回路４１に出
力する。そして、ゲートドライブ回路４１はＰＷＭ信号
に対応した駆動信号を各ＦＥＴ３５に出力し、各ＦＥＴ
３５がデューティファクタに応じオン／オフする。この
ため、電動モータ５２の各ステータコイル６２にはそれ
ぞれ１２０度の位相差を有する交番電流が通電され（図
１１参考）、電動モータ５２の出力が後輪に伝達され
る。

【００４２】また、ステップＰ４では、電圧センサ４０
の出力信号からバッテリ電圧Ｖｂを判定し、バッテリ電
圧が所定電圧を越えていればステップＰ５の処理を、バ
ッテリ電圧Ｖｂが所定電圧Ｖ０以下であればステップＰ
６の処理を行う。なお。上記所定電圧Ｖ０はバッテリ３
６の充電の必要性を判断する基準値であり、バッテリ３
６の容量等に応じ適宜定められる。

【００４３】ステップＰ５においては、発電制動を行う
ための処理、すなわち、ＰＷＭ信号ａ，ｂ，ｃのデュー
ティファクタを０に、ＰＷＭ信号ｄ，ｅ，ｆのデューテ
ィファクタを１に設定し、これらＰＷＭ信号をゲートド
ライブ回路４１に出力する。このため、モータ駆動回路
６４は、ＦＥＴ３５ａ，３５ｂ，３５ｃがオフ、ＦＥＴ
３５ｄ，３５ｅ，３５がオンし、ステータコイル６２の
端子を導通する。ここで、各ステータコイル６２に発生
する電流は１２０度の位相差を有するため、バッテリ３
６に充電電流が流れることがなく、バッテリ３６の過充
電を防止できる。

【００４４】一方、ステップＰ６においては、回転セン
サ７０の出力信号から電動モータ５２の回転速度を判断
し、この電動モータ５２の回転速度をアドレスとして図
１０に示すデータテーブルから回生デューティＤｂをマ
ップ検索する。ここで、図１０のデータテーブルは、減
速トルクが回生デューティＤｂをパラメータとして電動
モータ５２の回転速度に対し図９に示すような特性を呈
するため。、電動モータ５２の回転速度の増大で減速ト
ルクを規制トルク（トルクオーバ）に漸近するように増
大させる特性として定められる。なお、図９における規
制トルクは無段変速機５３等の動力伝達系に異常を生じ
させることなく伝達できる最大伝達トルクとして規定さ
れる。

【００４５】次のステップＰ７においては、回生制動を
行うための出力処理を行う。回生制動の出力処理は、Ｐ
ＷＭ信号ａ，ｂ，ｃのデューティファクタを０、ＰＷＭ
信号ｄ，ｅ，ｆのデューティファクタを上記回生デュー
ティＤｂに設定し、これらＰＷＭ信号をゲートドライブ
回路４１に出力する。このため、モータ駆動回路６４
は、各ＦＥＴ３５ａ，３５ｂ，３５ｃがオフ、ＦＥＴ３
５ｄ，３５ｅ，３５ｆが回生デューティＤｂに応じオン
／オフし、電動モータ５２に発生する電力がバッテリ３
６に充電され、また、車両が回生デューティと電動モー
タ５２の回転速度とに応じた減速トルクで制動される。

【００４６】ここで、図１１に示すように、電動モータ
５２の各ステータコイル６２ｕ，６２ｖ，６２ｗには正
弦波状の電流が発生し、ＰＷＭ信号は電動モータ５２が
発生する交番電流の最大周波数の２倍以上の周波数を有
しＦＥＴが上記電流に対し図に示すような位相でオン
（オン期間に斜線を付して示す）する。このため、各ス
テータコイル６２ｕ，６２ｖ，６２ｗの発熱量を均一化
できる。

【００４７】また、この回生制動時においては、減速ト
ルクは図９および図１０から明らかなように最大値がト
ルクオーバより小さな値に規制されるため無段変速機５
３にベルト７４の喰い込み等の不具合が生じることを防
止でき、また、減速トルクは電動モータ５２の回転速度
が大きくなるにともない大きくなるため電動モータ５２
の高速回転時の制動性能が向上し、さらに、良好な制動
フィーリングが得られる。

【００４８】さらに、電動モータ５２と後輪１４ｒとの
間には電動モータ５２の回転速度に応答する第１のクラ
ッチ７５と後輪１４ｒの回転速度に応答する第２のクラ
ッチ７６とが並列に介設され、第１のクラッチ７５は電
動モータ５２の最大効率回転数を作動回転数として作動
回転数を越える領域で接続し、第２のクラッチ７６は第
１のクラッチ７５よりも低い回転数を作動回転数として
作動回転数を越える領域で接続する。このため、電動モ
ータ５２を効率的に運転させて節電を図ることができ、
また、制動時の車体の運動エネルギを有効に回収でき
る。

【００４９】なお、上述の第１のクラッチ７５と第２の
クラッチ７６とは図５ａに示すように後輪１４ｒに組み
付けることができ、また、図５ｂに示すようにクラッチ
７５，７６を電動モータ５２に組み付けることも可能で
ある。さらに、これらクラッチ７５，７６は図６に示す
ように電動モータ５２とともに後輪１４ｒに組み付ける
ことも可能であり、またさらに、クラッチ７５，７６を
終減速機構５４とともに後輪１４ｒに組み付けることも
できる。そして、この終減速機構５４とともに組み付け
る態様では、図７ａに示すように減速機構５４をクラッ
チ７５，７６と電動モータ５２との間、あるいは図７ｂ
に示すように減速機構５４をクラッチ７５，７６と後輪
１４ｒとの間に配置することが可能である。

【００５０】図８にはこの発明の他の実施例を示す。な
お、上述の実施例と同一の部分については同一の符号を
付し、図示および説明を省略する。この実施例は、無段
変速機５３に変速比変更用のアクチュエータとしてモー
タ４３を組み付け、このモータ９４で無段変速機５３の
変速比を調節する。

【００５１】図８に示すように、電動モータ５２の回転
軸６１にはスリーブ９０が設けられ、このスリーブ９０
にドライブプーリ７２の可動フェース７３ｂが軸方向移
動可能に支持される。可動フェース７３ｂにはベアリン
グ９１を介しウォーム部材９２が相対回転自在かつ軸方
向一体移動可能に係合する。

【００５２】ウォーム部材９２はギア部９２ａが形成さ
れ、このギア部９２ａが中間ギア９３と噛合する。中間
ギア９３にはモータ９４の回転軸に固設されたウォーム
９４ａが噛合する。モータ９４は、図示しない駆動回路
に接続され、コントローラ４９が出力する制御信号に基
づき駆動される。

【００５３】この実施例にあっては、回生制動時にドラ
イブプーリ７２のベルト巻掛径を車速の減少に伴い徐々
に小さくし、無段変速機５３を減速作動、すなわちドリ
ブンプーリ７３からドライブプーリ７２へ伝達される回
転を徐々に増速させる。このため、車速が減少しても、
電動モータ５２の回転軸６１を高速で回転させることが
でき、回生発電の効率が向上し、車両の運動エネルギを
有効に回収できる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、制御パルス信号のデューティファクタを
電動モータの高速回転時に小さくして制動力が所定の制
動力に漸近するように高速時に大きくなるようにし、そ
の増加率が回転速度の増大に応じて漸減するように制御
するため、良好な制動フィーリングが得られ、また、高
速時に大きな制動力が得られる。

【００５５】また、請求項２に記載の発明によれば、動
力伝達系に電動モータの回転速度に応答する第１のクラ
ッチを設けたため、電動モータの回転数が大きい場合に
は回生制動を確実に行わせることができ、運動エネルギ
を有効に回収できる。そして、請求項３に記載の発明
は、上記第１のクラッチに駆動輪の回転速度に応答する
第２のクラッチを並列に設け、第２のクラッチを第１の
クラッチよりも低い回転数で接続するようにしたため、
制動時に車両の運動エネルギをより有効に回収できる。

【００５６】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
無段変速機を減速作動させつつ回生制動を行わせるよう
にしたため、車速が低下した場合にも充分な発電を行う
ことができ、エネルギを有効に回収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる回生制動装置が適
用された電動二輪車の全体側面図

【図２】同回生制動装置のパワーユニットの断面図

【図３】同回生制動装置の電気回路図

【図４】同回生制動装置の制御処理を示すフローチャー
ト

【図５】ａおよびｂがそれぞれ同回生制動装置の要部の
他の態様を示す模式図

【図６】同回生制動装置の要部の他の態様を示す模式図

【図７】ａおよびｂがそれぞれ同回生制動装置の要部の
他の態様を示す模式図

【図８】この発明の他の実施例にかかる回生制動装置の
要部の断面図

【図９】電動モータの回転速度に対する減速トルクの特
性を制御信号のデューティファクタをパラメータとして
表わす図

【図１０】制御信号のデューティファクタの制御特性図

【図１１】電動モータに発生する電流を表わす作用説明
図

【符号の説明】

１４ｒ・・・後輪（駆動車輪）、３５，３５ａ，３５ｂ，
３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆ・・・ＦＥＴ（スイッチ
素子）、３６・・・バッテリ、４９・・・コントローラ、５２
・・・電動モータ、５３・・・無段変速機、６４・・・モータ駆
動回路（バッテリ充電回路）、７５・・・第１遠心クラッ
チ、７６・・・第２遠心クラッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川島芳徳埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者長内芳美埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (56)参考文献特開昭58−29301（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−77603（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−131518（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動車輪を動力伝達系を介し電動モータ
の回転軸と連結するとともに、この電動モータとバッテ
リとの間にバッテリ充電回路を介設し、このバッテリ充
電回路が入力する制御パルス信号のデューティファクタ
に応じオン／オフして回生制動を行う電動車両の回生制
動装置において、前記バッテリ充電回路に入力する制御パルス信号のデュ
ーティファクタを前記電動モータの回転軸の回転速度に
応じ高回転速度域で小さくすることで、制動力が所定の
制動力に漸近するように回転軸の回転速度の増大にとも
ない増大し、その増加率が回転速度の増大に応じて漸減
するように構成したことを特徴とする電動車両の回生制
動装置。
【請求項２】請求項１に記載の電動車両の回生制動装
置であって、前記動力伝達系に前記電動モータの回転軸
の回転速度に応答する第１のクラッチを設け、この第１
のクラッチで前記回転軸の回転速度が所定回転速度以下
の場合に前記動力伝達系を遮断するように構成したこと
を特徴とする電動車両の回生制動装置。
【請求項３】請求項２に記載の電動車両の回生制動装
置であって、前記動力伝達系に前記駆動車輪の回転速度
に応答する第２のクラッチを前記第１のクラッチと並列
的に設け、この第２のクラッチを第１のクラッチが遮断
作動する回転速度よりも小さな回転速度を越える回転速
度域で前記動力伝達系を接続するように構成したことを
特徴とする電動車両の回生制動装置。
【請求項４】請求項１に記載の電動車両の回生制動装
置であって、前記動力伝達系に無段変速機を設け、この
無段変速機を高減速比側へ変速作動させつつ前記バッテ
リ充電回路による回生制動を行うようにしたことを特徴
とする電動車両の回生制動装置。