JP3463701B2 - 電動車両の制動システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電動車両の制動システムに関し、より詳しくは
回生制動装置と機械式制動装置とを備える電動車両の制
動システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、電動車両の制動を行なう制動シス
テムとして、ブレーキペダルの踏力を倍力するブレーキ
倍力装置を有し、上記ブレーキペダルの踏力の増減に応
じて制動力を増減させる機械式制動装置と、上記ブレー
キペダルに作用する踏力を検出する踏力センサと、この
踏力センサによって検出したブレーキペダルの踏力の増
減に応じて回生制動力を増減させる回生制動装置とを備
えたものが知られている（特開平２−１２３９０２号公
報）。かかる制動システムにおいては、機械式制動装置
が作動するまでは、ブレーキペダルの踏力の増減に応じ
て回生制動力を増減させ、また機械式制動装置が制動を
開始して制動力を出力するようになったら、上記回生制
動力を一定に保持するようにしている。したがって、回
生制動装置のみによる回生制動力の増減と、該回生制動
力と機械式制動力との総合制動力の増減とを滑らかに連
続させることができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の制動システムにおいては、機械式制動装置が制動
を開始するまでの間だけ、ブレーキペダルの踏力の増大
に応じて回生制動力を増大させているので、機械式制動
装置が制動を開始した際の回生制動力を大きくすること
ができず、回生制動装置による回生制動力を有効に利用
することができない。すなわち、機械式制動装置が制動
を開始した際の回生制動力を大きくしてその有効利用を
図るためには、大きな踏力を与えることによって初めて
機械式制動装置が制動を開始するように設定すればよ
く、そのためには機械式制動装置を構成するブレーキ倍
力装置のリターンスプリングやマスターシリンダのリタ
ーンスプリングのセット荷重を大きくすればよい。しか
しながら、そのようなセッティングを行なった場合に
は、万一、回生制動装置が作動しなかった場合には、機
械式制動装置の作動開始までの踏力が大きくなるためブ
レーキの効きが悪く感じられ、また危険でもある。さら
に、回生制動力の最大値は常に一定ではなく、電動車両
を駆動する駆動モータの回転数によって変動するので、
上記セット荷重をあまり大きくし過ぎると最大の回生制
動力が得られても機械式制動装置が作動を開始しない場
合が生じてしまい、ブレーキフィーリングが悪くなる。
本発明はそのような事情に鑑み、機械式制動装置が制動
を開始する際の回生制動力を大きくすることによりその
有効利用を図ることができるようにすると同時に、万
一、回生制動装置が作動しなかった場合であっても、機
械式制動装置を小さな踏力で作動させることができるよ
うにした電動車両の制動システムを提供するものであ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、上述
した従来の電動車両の制動システムにおいて、上記ブレ
ーキペダルが踏込まれた際の上記回生制動装置における
ほぼ最大回生制動力と該最大回生制動力を得る際のブレ
ーキペダルの踏力とを得る制御装置と、上記ブレーキペ
ダルにその踏込み方向に対抗する抵抗力を作用させ、か
つ上記制御装置によってその抵抗力の大きさが上記最大
回生制動力を得る際のブレーキペダルの踏力に一致する
ように制御されるアクチエータとを設けたことを特徴と
するものである。 【０００５】 【作用】上述した構成の制動システムによれば、ブレー
キペダルが踏み込まれてその踏力が上記抵抗力よりも小
さいうちは、該ブレーキペダルの踏込みは上記アクチエ
ータによって規制されているので機械式制動装置の制動
力は得られないが、上記回生制動装置により踏力センサ
で検出されたブレーキペダルの踏力の増減に応じた回生
制動力が発生されるので、滑らかな制動作用を得ること
ができる。そして上記踏力が抵抗力を上回るようになる
と、上記抵抗力を上回った踏力分だけブレーキペダルが
作動されるようになるので、これ以後、機械式制動装置
は上記ブレーキペダルの踏力の増大に応じて制動力を増
大させる。他方、上記機械式制動装置が作動されると上
記回生制動力は一定に保持されるので、全体の制動力は
ブレーキペダルの踏力の増大に応じて滑らかに増大する
ようになる。そして上記踏力が抵抗力を上回る際には、
回生制動装置による回生制動力はほぼ最大回生制動力と
なっているので、回生制動装置による回生制動力を有効
に利用することができる。さらに、万一、回生制動装置
が作動しなかった場合には、上記アクチエータによる抵
抗力を零にすればよく、それにより小さな踏力で機械式
制動装置を作動させることができる。 【０００６】 【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、電動車両の制動システムは、ブレー
キペダル１の踏力の増減に応じて機械式制動力を増減さ
せる機械式制動装置２と、上記ブレーキペダル１の踏力
の増減に応じて回生制動力を増減させる回生制動装置３
とを備えている。上記機械式制動装置２は従来周知の負
圧式ブレーキ倍力装置５を備えており、このブレーキ倍
力装置５には、図示しないモータによって駆動されるポ
ンプ等の負圧供給源６から負圧通路７を介して負圧が供
給されるようになっている。このブレーキ倍力装置５の
入力軸８に、ピン１０を中心として揺動自在に軸支した
ブレーキペダル１を連結してあり、該ブレーキ倍力装置
５はブレーキペダル１を介して入力軸８に加えられた踏
力を倍力してマスターシリンダ１１に伝達することがで
きるようになっている。そして上記マスターシリンダ１
１で発生したブレーキ液圧は、図示しない車輪のホイー
ルシリンダに供給されて機械的な制動力を発生させるよ
うになる。次に、上記回生制動装置３は、従来周知のよ
うに電動車両を駆動する駆動モータ１２を利用して制動
時に回生制動作用を行なわせるもので、この回生制動装
置３は、上記ブレーキペダル１の踏力を検出する踏力セ
ンサ１３からの信号を入力する制御装置１５を備えてい
る。そして上記制御装置１５は、上記ブレーキペダル１
の踏力の増大に応じて、該ブレーキペダル１が踏込まれ
た際の回生制動装置３におけるほぼ最大回生制動力まで
回生制動力を増大させ（図２の踏力Ａ−Ｂ間参照）、そ
の最大回生制動力が得られたら、以後はブレーキペダル
１の踏力が増大しても回生制動力を一定に維持する制御
を行なうようになっている（図２の踏力Ｂ以上を参
照）。なお、上記回生制動装置３によって得られる最大
回生制動力は常に一定ではなく、上記駆動モータ１２の
回転数によって変動することはよく知られていることで
ある。然して、上記ブレーキ倍力装置５には、上記ブレ
ーキペダル１にその踏込み方向に対抗する抵抗力を作用
させるアクチエータ１７を設けている。このアクチエー
タ１７は、ブレーキ倍力装置５に取付けたシリンダ１８
と、このシリンダ１８内に摺動自在に嵌合したピストン
１９とを備えており、このピストン１９のピストンロッ
ド１９ａを、上記ピン１０を中心としてブレーキペダル
１のペダル１ａとは反対側において、ブレーキペダル１
に連結している。上記シリンダ１７内には、上記ピスト
ン１９の左側に負圧室２０を、右側に圧力室２１をそれ
ぞれ区画形成してあり、左側の負圧室２０を負圧通路２
２と前述した負圧通路７とを介して負圧供給源６に連通
させることにより、常に該負圧室２０内に負圧を導入す
るようにしている。他方、右側の圧力室２１は通路２４
を介して流路切換弁２５に接続してあり、この流路切換
弁２５により負圧通路２６、７を介しての負圧供給源６
と、大気とに選択的に切換え連通されるようになってい
る。上記流路切換弁２５は上記制御装置１５によって流
路が切換え制御されるようになっており、制御装置１５
は２つの圧力センサ２８、２９により上記負圧室２０と
圧力室２１との圧力差を検出しながら、その圧力差が所
定値となるように上記流路切換弁２５を制御して圧力室
２１内の圧力を制御し、それによって上記ブレーキペダ
ル１にその踏込み方向に対抗する抵抗力を作用させるこ
とができるようにしている。 【０００７】以上の構成において、上記ブレーキペダル
１が踏込まれていない通常の走行時には、圧力室２１の
圧力は負圧室２０内の圧力よりも若干高く制御されてお
り、それによってブレーキペダル１が踏込みまれた際に
直ちにブレーキペダル１が揺動することがないようにな
っている。この状態からブレーキペダル１が踏込みまれ
ると、踏力センサ１３によってそのことを検出した制御
装置１５は、上記駆動モータ１２を利用して回生制動作
用を行なわせるようになる。このとき、制御装置１５は
ブレーキペダル１が踏込まれた際の回生制動装置３にお
けるほぼ最大回生制動力を、該制御装置１５内に記憶し
たマップから、若しくは演算によって得るとともに、踏
力センサ１３から入力されるブレーキペダル１の踏力の
増大に応じて、回生制動力を上記最大回生制動力まで増
大させる（図２の踏力Ａ−Ｂ間参照）。前述したよう
に、このときの最大回生制動力の大きさは、常に一定で
はなく駆動モータ１２の回転数によって変動する。した
がって踏力Ｂの位置は、一定ではない。上記制御装置１
５は、上記最大回生制動力を得ると同時に、該最大回生
制動力を得るのに必要な上記踏力Ｂを得ており、その踏
力Ｂの大きさに基づいて上記流路切換弁２５を切換え制
御することにより、上記負圧室２０と圧力室２１との圧
力差によって生じる上記ブレーキペダル１の踏込み方向
に対抗する抵抗力が、上記踏力Ｂに一致するように制御
している。したがって、ブレーキペダル１の踏力が上記
抵抗力を越えるまではブレーキペダル１は実質的に揺動
することがなく、したがって機械式制動装置２が制動力
を発生することはない。そして、上記ブレーキペダル１
の踏力が上記踏力Ｂを越えるようになると、上記制御装
置１５は回生制動装置３の回生制動力を上記最大回生制
動力で一定に維持するようになり（図２の踏力Ｂ以上を
参照）、他方、ブレーキペダル１の踏力が上記踏力Ｂを
越えるとそれによってブレーキ倍力装置５が作動される
ようになるので、機械式制動装置２により、それ以後、
ブレーキペダル１の踏力の増大に応じて機械的制動力が
増大するようになる。したがって、上記回生制動装置３
の最大制動力に継続して、機械式制動装置２による制動
力がブレーキペダル１の踏力の増大に応じて増大するの
で、両者の総合制動力は滑らかに連続するようになる。 【０００８】図３、図４は、本発明の他の実施例を示し
たもので、本実施例では圧電素子を利用したアクチエー
タ１１７を用いることにより、上記ブレーキペダル１に
その踏込み方向に対抗する抵抗力を与えるようにしたも
のである。上記第１実施例と同一の部材には第１実施例
で用いた符合と同一の符号を付して示してある。上記ア
クチエータ１１７は、ブレーキ倍力装置５と一体となっ
ているブラケット１３０に取付けた段付シリンダ１１８
を備えており、図４に示すように、この段付シリンダ１
１８の小径部１１８ａと大径部１１８ｂとに小径ピスト
ン１１９と大径ピストン１３１とをそれぞれ摺動自在に
嵌合し、両ピストン１１９と１３１との間を圧力室１３
２としている。上記小径ピストン１１９のピストンロッ
ド１１９ａは段付シリンダ１１８内から外部に突出さ
せ、図３に示すように、上記ピン１０を中心としてブレ
ーキペダル１のペダル１ａとは反対側においてブレーキ
ペダル１に連結している。そして上記ピストンロッド１
１９ａをシリンダ１１８から突出する方向に付勢した際
に、ブレーキペダル１にその踏込み方向に対抗する抵抗
力を作用させることができるようにしている。他方、上
記大径ピストン１３１には、上記圧力室１３２と反対側
の大径部１１８ｂ内に積層収納した圧電素子１３３を連
結してあり、この圧電素子１３３の電圧を制御装置１１
５（図３参照）によって制御することにより上記大径ピ
ストン１３１を進退変位させることができるようにして
いる。また上記圧力室１３２は通路１３５および電磁開
閉弁１３６を介してリザーバ１３８に連通させてあり、
上記制御装置１１５は、圧力センサ１４０によって上記
圧力室１３６の圧力を検出しながら、上記電磁開閉弁１
３６を開閉制御することができるようになっている。 【０００９】以上の構成において、上記ブレーキペダル
１が踏込みまれていない通常の走行時には、上記開閉弁
１３６は閉じており、また圧電素子１３３に所定の電圧
が印加されて圧力室１３２に所定の圧力が生じており、
それによってブレーキペダル１が踏込みまれた際に直ち
にブレーキペダル１が揺動することがないようになって
いる。この状態からブレーキペダル１が踏込みまれる
と、上記制御装置１１５は第１実施例と同様に、踏力セ
ンサ１３から入力されるブレーキペダル１の踏力の増大
に応じて、回生制動装置３による回生制動力を最大回生
制動力まで増大させる（図２の踏力Ａ−Ｂ間参照）。こ
れと同時に、上記制御装置１１５は開閉弁１３６を閉じ
たまま圧電素子１３３に印加する電圧を制御して上記圧
力室１３２の圧力をブレーキペダル１の踏力の増大に応
じて増大させるようになる。したがってこの間、ブレー
キペダル１は実質的に揺動することがなく、機械式制動
装置２が制動力を発生することがない。上記ブレーキペ
ダル１の踏力が上記回生制動装置３による最大回生制動
力に相当する踏力Ｂを越えると、上記制御装置１１５は
回生制動装置３の回生制動力を上記最大回生制動力で一
定に維持するようになる。他方、ブレーキペダル１の踏
力が上記踏力Ｂを越えると、上記制御装置１１５は圧力
室１３２の圧力を一定に制御するようになる。より具体
的には、ブレーキペダル１の踏力が上記踏力Ｂを越えて
揺動を開始すると、これに連動する小径ピストン１１９
が右行されて圧力室１３２の圧力が増大されるので、上
記圧電素子１３３に印加していた電圧を低下させて圧力
室１３２の圧力を一定に維持する。そして上記小径ピス
トン１１９の右行が進み、圧電素子１３３の電圧低下で
は圧力室１３２の圧力を一定に維持することができなく
なったら、上記電磁開閉弁１３６を開閉制御して圧力室
１３２内の圧力を一定に維持する。したがって、上記ブ
レーキペダル１の踏力が踏力Ｂを越えると、ブレーキペ
ダル１が揺動されてブレーキ倍力装置５が作動されるの
で、それ以後、機械式制動装置２による制動力が増大す
る。次に、上記ブレーキペダル１の踏力が低下された場
合には、上記圧電素子１３３は、力を一定に維持しなが
ら変位に対してはある程度追従するという性質があるの
で、圧電素子１３３に印加する電圧を一定に維持したま
まで、上記小径ピストン１１９が左行されても、圧力室
１３２の圧力を一定に維持する。そして圧電素子１３３
に印加する電圧を一定に維持したままでは圧力室１３２
の圧力を一定に維持することができなくなったら、圧電
素子１３３の電圧を増大させて圧力室１３２の圧力を一
定に保持すればよい。このとき、上記小径ピストン１１
９の受圧面積と大径ピストン１３１の受圧面積とを適当
な比に設定することにより、ブレーキペダル１に連動す
る小径ピストン１１９の大きなストロークによる圧力室
１３２の圧力変動を、圧電素子１３３に連動する大径ピ
ストン１３３の小さなストロークによって効果的に吸収
することが可能となる。 【００１０】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機械式
制動装置が制動を開始する際の回生制動力を大きくする
ことができるので、回生制動装置の有効利用を図ること
ができ、しかも、万一回生制動装置が作動しなかった場
合であっても、機械式制動装置を小さな踏力で作動させ
ることができるので、安全性を向上させることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図。 【図２】本発明の特性線図。 【図３】本発明の他の実施例を示す概略構成図。 【図４】図３のアクチエータ１１７の拡大断面図。 【符合の説明】 １…ブレーキペダル ２…機械式制動装置 ３…回生制動装置 ５…ブレーキ倍力装置 １５、１１５…制御装置 １７、１１７…アク
チエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−119613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−43001（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−153313（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−24302（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 15/00 B60L 7/24

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ブレーキペダルの踏力を倍力するブレー
   キ倍力装置を有し、上記ブレーキペダルの踏力の増減に
   応じて制動力を増減させる機械式制動装置と、上記ブレ
   ーキペダルに作用する踏力を検出する踏力センサと、こ
   の踏力センサによって検出したブレーキペダルの踏力の
   増減に応じて回生制動力を増減させる回生制動装置とを
   備えた電動車両の制動システムにおいて、 上記ブレーキペダルが踏込まれた際の上記回生制動装置
   におけるほぼ最大回生制動力と該最大回生制動力を得る
   際のブレーキペダルの踏力とを得る制御装置と、上記ブ
   レーキペダルにその踏込み方向に対抗する抵抗力を作用
   させ、かつ上記制御装置によってその抵抗力の大きさが
   上記最大回生制動力を得る際のブレーキペダルの踏力に
   一致するように制御されるアクチエータとを設けたこと
   を特徴とする電動車両の制動システム。 【産業上の利用分野】 【０００１】