JPH0370402A - 電気自動車の制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気自動車を回生制動及び機械制動により制
動する電気自動車の制動装置に関する。

［従来の技術］ 従来、電気自動車の制動装置としては、バッテリにより
駆動されるモータを回生制動する回生制動装置や、操縦
者のペダル踏力により、液圧を発生させ、例えば車輪を
機械的に制動する液圧制動装置が知られている。

更に、これらの制動装置を共に含む電気自動車の制動装
置も知られている。

このような、回生制動及び液圧による機械制動を共に行
うことが可能な電気自動車の制動装置としては、例えば
特開昭５９−２３０８５６号公報に開示されたものがあ
る。

この装置においては、制動力の調整が油圧制動力の調整
により行われている。すなわち、制動時には、回生制動
に係る回生制動装置を一定的に作動させ、一方で油圧制
動に係る油圧を調圧装置により調整することにより、電
気自動車に作用する制動力が調整される。

このような、液圧の調整による制動力調整を行う電気自
動車の制動装置によれば、制動力を適宜調整することが
可能である。

また、回生制動によりモータを制動する電気自動車の制
動装置としては、特開昭６２−２１８２６２号公報に「
自動誘導運搬車両の回生制御方式」として開示されたも
のがある。

この装置においては、リフト降下時の減速にモータの回
生制動が用いられている。更に、この装置における回生
制動特には、回生エネルギーのバッテリへの急激印加に
よるバッテリの電圧変動増大、従って制御装置の動作不
安定化を防止するためバッテリの電圧が所定の基準電圧
と比較され、バッテリへの充電が安定して行えるようモ
ータの回生制動力が制御される。

このような、バッテリ電圧の基準電圧制御を行う電気自
動車の制動装置によれば、回生エネルギの有効利用、及
びモータ減速の安定制御を行うことが可能である。

［発明が解決しようとする課題］ このような構成を有する従来の電気自動車の制動装置に
おいては、次のような問題点があった。

（１）液圧制動系統の損失 例えば、回生制動及び液圧制動を併用し、更に制動力を
液圧調整により調整する電気自動車の制動装置において
は、液圧調整に伴って生じる損失、例えば液圧ポンプ、
アキュームレータ等の損失が発生するため、装置のエネ
ルギー効率に関わる問題点があった。

（２）回生制動力の不効率利用 また、回生制動によりモータを制動する電気自動車の制
動装置においては、従来、固定された回生制動パターン
、例えばバッテリが満充電に近い場合に合わせたパター
ンで回生制動が行われていた。すなわちバッテリが満充
電に近いときには、バッテリの特性」二、回生制動の際
のバッテリ充電電流を小さい値にしか設定できず、この
充電電流によりバッテリが完全放電に近い条件下でも回
生制動が行われるため、バッテリの一充電当りの走行距
離を延ばすにで不利であるという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、バッテリの一充電当りの走行距
離が延ばされるように、減速時の制動力が一定に保たれ
、かつ液圧制動装置の調整が不要な電気自動車の制動装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、供給される励磁
電流に応じてモータを機械制動する電磁制動装置と、こ
の励磁電流をモータが所定の指令制動力で制動されるよ
うに制御し、この制御は電磁制動装置において励磁電流
により発生する制動力が指令制動力から回生制動装置及
び液圧制動装置による制動力を威じた値になるように行
われる制御装置と、を有し、モータの駆動時に、電磁制
動装置による制動力を制御し、減速度を一定することを
特徴とする。

［作用］ 本発明の電気自動車の制動装置においては、回生制動装
置による回生制動力と液圧制動装置による液圧制動力の
和の、所定の指定制動力との差に応じて、電磁制動装置
に供給される励磁電流が制御される。前記電磁制動装置
においては、供給される励磁電流に応じた電磁制動力が
発生し、電気自動車の制動がこの電磁制動装置により補
助される。従って、回生制動装置において最大の回生制
動力を発生させ更にこの回生制動力を制動に利用しつつ
、電磁制動力の制御により、電気自動車に作用する制動
力が一定に保たれる。このように、液圧制動装置におけ
る液圧等の調整を行なうことなく、また、回生制動力を
最大限に利用して、減速度一定の制動が行われる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には、本発明の一実施例に係る電気自動車の制動
装置の構成が示されている。

この図においては、車軸１０及び減速機横１２を介して
車輪に動力を供給するモータ１４には、該モータ１４に
バッテリ１６の直流電力を駆動電力に変換して供給する
インバータ主回路１８が接続されている。

前記インバータ主回路１８には、本発明の特徴に係るコ
ントローラ２０が接続され、更に該コントローラ２０に
は、チョッパ回路２２及び同様に本発明の特徴に係る電
磁ブレーキ２４が順次接続されている。前記電磁ブレー
キ２４は、前記減速機構１２に接続されている。

すなわち、前記コントローラ２０は外部から供給される
アクセル信号及びブレーキ信号により、駆動／制動の判
別を行い、この判別の結果に基づいてモータの駆動／制
動を行う。このとき、電気自動車の制動を行おうとする
場合には、前記コントローラ２０は、ブレーキ信号の大
きさに応じて必要制動力ＦＡが決定される。一方で、前
記コントローラ２０は、公知の方法例えば特開昭５６−
１２６７７４号公報に示される方法により、前記バッテ
リ１６のバッテリ電圧をバッテリ電圧信号として取り込
み、バッテリの充電状態を求め、それに応じて回生制動
力の大きさを決定する。そして、前記必要制動力Ｆ　か
ら前記回生制動力ＦＢ及び図に示されない油圧制動装置
の油圧制動力を減じた値に応じて、前記コントローラ２
０により前記チョッパ回路２２が制御され、前記電磁ブ
レーキ２４に供給される励磁電流が制御される。従って
、前記電磁ブレーキ２４は、前記コントローラ２０及び
チョッパ回路２２により、必要制動力Ｆ　及び回生制動
力ＦＢから決定される制動力を発生させ、減速機構１２
及び車軸１０を介して車輪を制動する。

第２図には、この実施例の動作が示されている。

まず、電気自動車の駆動が開始（１００）され、モータ
ー４のインバータ制御における初期値設定１０２が行わ
れた後に、前記コントローラ２０による制動制御動作が
開始される。

前記ブレーキ信号に基づいて、ブレーキがオンされたか
どうかが前記コントローラ２０により判定される（１０
４）。この判定において、ブレーキがオンであると判定
された場合には、後述のステップ１０６に移り、これ以
外の場合、すなわちブレーキがオンしていないと↑り定
された場合には、判定１０ｇに移る。

ｉｌ＋定１０８においては、前記アクセル信号に基づい
て、アクセルがオンされたかどうかが前記コントローラ
２０により判定される。この判定の結果、アクセルがオ
ンされていると判定された場合には、ステップ１１０に
移り、オンされていないと判定された場合には、前述の
判定１０４に戻り、同様の判定１０４及び１０８が繰り
返される。

前記判定１０８において、アクセルがオンされていると
判定された場合には、ステップ１１０に移り、必要駆動
力の計算が行われる。すなわち、前記コントローラ２０
に供給されるアクセル信号に基づく判定１０８において
、アクセルがオンされていると判定された場合には、ア
クセル信号の大きさ（例えばアクセル踏力）に応じた必
要駆動力ＦＡがコントローラ２０において計算される。

前述のステップ１１０の実行後には、前記インバータ主
回路１８に対して、前記コントローラ２０からベクトル
演算指令が発せられる（１１２）。

すなわち、ステップ１１０において計算された必要駆動
力に応じて電気自動車１４において電気自動車の駆動に
必要な電力がインバータ主回路１８で計算される必要が
あるが、このための指令が前記コントローラ２０からイ
ンバータ主回路■８に発せられる。この指令が発せられ
た後に、再び前記判定１０４に戻り、ブレーキ信号の判
定が行われる。

また、前記？Ｉ＋定１０４においてブレーキがオンされ
ていると判定された場合には、ステップ１０６において
必要制動力ＦＡの計算が行われる。更に、引き続いて電
気自動車１４の現在の運転条件下で可能な最大の回生制
動力ＦＢの計算が行われる（１０８）。この回生制動力
ＦＢは、前記コントローラ２０に供給されるバッテリ電
圧信号より判定されるバッテリ充電状態及び電気自動車
１４の回転数により定まる車速に基づき決定される。

このように計算された必要制動力ＦＡと回生制動力ＦＢ
及び液圧ブレーキによる制動力Ｆ。の和の大小が、判定
１１６において判定される。この判定の結果、前記必要
制動力ＦＡが前記回生制動力ＦＢと液圧ブレーキによる
制動力Ｆ。の相思下であると判定された場合には、前記
ベクトル演算指令に係るステップ１１２に移り、前記イ
ンバータ主回路１２によるモータ１４の回生制動が行わ
れる。

一方、判定１１６において、前記必要制動力ＦＡが前記
回生制動力ＦＢと液圧ブレーキによる制動力Ｆ。の和よ
り大であると判定された場合には、前記電磁ブレーキ２
４による制動に必要な制動力、すなわち、電磁ブレーキ
必要制動力の計算が行われる（１１８）。二の電磁ブレ
ーキ必要制動力は、前記必要制動力ＦＡと、前記回生制
動力ＦＢと液圧ブレーキによる制動力Ｆｃの和の差であ
る。

次のステップ１２０においては、前記必要制動力ＦＡ−
Ｆｒ３−Ｆｏに基づき、前記電磁ブレーキ２４における
電磁ブレーキ必要励磁電流の計算が行われる。すなわち
、前記電磁ブレーキ２４は、前記チョッパ回路２２にか
ら供される励磁電流により励磁され、電気自動車１４の
制動を行うが、ステップ１２０においては、この電磁ブ
レーキ２４に供給される励磁電流が、前記電磁ブレーキ
必要制動力Ｆ　Ａ　　Ｆ　ＢＦ　ｃを実現する電流値に
設定される。

前記電磁ブレーキ２４において発生する制動力は、該電
磁ブレーキ２４に供給される励磁電流と比例する値であ
る。第３図には、この前記電磁ブレーキ２４における制
動力と励磁電流との比例関係が示されている。

ステップ１２０が実行されると、前記ベクトル演算指令
に係るステップ１１２に移り、前記インバータ主回路１
８による電気自動車１４の回生制動が行われる。

一般に、前記バッテリ１６は第４図に示されるようなＶ
−１特性を有している。すなわち、バッテリ１６が満充
電に近い状態においては、図においてＶ−１特性Ａで示
されるような特性が、また完全放電に近い場合にはＶ−
１特性Ｂで示されるような特性が、出現する。

なお、一般にバッテリは、満充電に近い状態では充電電
流を大きくとることができず、回生可能な電力も小さく
、完全放電に近い状態では逆に充電電流が大きくとれ、
回生制動力も大きく設定できる。

第５図には、第４図に示されるようなＶ−１特性を有す
るバッテリ１６に適合する回生制動力が示されている。

この図において、車速の関数として実線で表される回生
制動力は、第４図に示されるＶ−１特性Ａ及びＢのそれ
ぞれについて異なる特性となるよう設定される。すなわ
ち、車速が比較的大の領域において前記バッテリ１６の
Ｖ−１特性が完全放電に近い場合には、満充電に近い場
合に比べ、より大の回生制動力が発生するよう設定され
る。

また、図において、第１図に図示しない油圧制動装置に
よる油圧制動力Ｆ。が二点鎖線により示されている。

なお前記実施例は、回生制動時のバッテリ充電電流が、
バッテリが受は入れ可能な回生電力により制限される場
合について示したが、バッテリを充電するパワートラン
ジスタの電流容量がバッテリの充電可能電流値より小さ
い場合はこのパワートランジスタ電流容量により回生電
力が制限される。すなわち、結果回生電力（充電電流×
バッテリ電圧）は充電電流が一定値に制限されるため、
バッテリの端子電圧が高い満充電に近い状態はど多くと
れ、従って回生制動力を多くとれる。そのため、この場
合は第５図のＶ−Ｉ特性Ａ、　　Ｂが逆になるよう回生
制動力ＦＢを設定する必要が生じる。

［発明の効果］ 本発明の電気自動車の制動装置によれば、回生制動及び
液圧制動によって得られる制動力の指令制動力に対する
不足分が電磁制動装置による制動力によって補われるた
め、制動力従って減速度を一定にすることができ、また
液圧サーボ系などのエネルギー損失の大きい装置を必要
としないため、バッテリの一充電当りの走行距離を延ば
すことが可能である。更に、回生制動装置及び液圧制動
装置の故障等によりこれらの装置による制動か困難にな
った場合においても、電磁制動装置によりモータを非常
制動することが可能である。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例に係る電気自動車の制動装
置の構成を示す構成図、 第２図は、この実施例の動作を示すフローチャート図、 第３図は、この実施例において用いられる電磁ブレーキ
の制動力対励磁電流特性を表す特性図、第４図は、バッ
テリのＶ−１特性を示す特性図、第５図は、この実施例
の効果を表す制動カマツブ図である。 １４　・・・　モータ １６　・・・　バッテリ ２０　・・・　コントローラ 実方もイクリ　の　も晦６℃ りぎ　　　１！２１ チョッパ回路 電磁ブレーキ 必要制動力 最大回生制動力

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バッテリにより駆動されるモータを回生制動する回生制
   動装置と、ペダル踏力に応じて生ずる液圧により電気自
   動車を機械制動する液圧制動装置と、を有し、電気自動
   車を回生制動及び機械制動により制動する電気自動車の
   制動装置において、供給される励磁電流に応じて電気自
   動車を機械制動する電磁制動装置と、 前記励磁電流を、電気自動車が所定の指令制動力で制動
   されるように制御し、この制御は、前記電磁制動装置に
   おいて励磁電流により発生する制動力が、指令制動力か
   ら前記回生制動装置及び液圧制動装置による制動力を減
   じた値になるように行われる制動制御装置と、 を有し、 電気自動車の制動時に、前記電磁制動装置による制動力
   を制御し、減速度を一定にすることを特徴とする電気自
   動車の制動装置。