JPH06113404A - 電気自動車用ブレーキ装置 - Google Patents

電気自動車用ブレーキ装置

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JPH06113404A
JPH06113404A JP26105592A JP26105592A JPH06113404A JP H06113404 A JPH06113404 A JP H06113404A JP 26105592 A JP26105592 A JP 26105592A JP 26105592 A JP26105592 A JP 26105592A JP H06113404 A JPH06113404 A JP H06113404A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】回生エネルギーを有効に活用することが出来る
共に機械式ブレーキの耐フェード性を向上させ、全体と
してブレーキ性能を向上させることの出来る電気自動車
用ブレーキ装置を提供する。 【構成】機械式ブレーキ5〜8を強制冷却する強制冷却
ファン15〜18を設け、回生時に得られる回生電力の
一部で上記強制冷却ファンを駆動するものである。そし
てブレーキ操作量とバッテリ電圧が高いほど回生電力を
強制冷却ファンへ多く供給するようにしたことにより、
バッテリ12が満充電の時でも回生ブレーキが作用する
ようにして機械式ブレーキの負担を軽減し、かつ上記の
回生エネルギーを活用して機械式ブレーキを強制冷却す
ることにより、機械式ブレーキの耐フェード性を向上さ
せた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回生ブレーキと機械
式ブレーキとを備えた電気自動車用のブレーキ装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の回生ブレーキと機械式ブレーキと
を備えた電気自動車としては、例えば「“NISSAN
FEV”日産自動車株式会社 発行」に記載されたも
のがある。上記のごとき電気自動車においては、減速・
制動時には駆動用モータを回生発電させることによって
減速・制動エネルギーをバッテリへ回収し、さらに油圧
ブレーキ装置等の機械式ブレーキを併用することによっ
て必要な制動力を得るようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の電気自動車のブレーキ装置において、回生ブレー
キはバッテリの充電状態で制動力が左右される。すなわ
ち、バッテリがほぼ満充電の状態では、バッテリへ流れ
る電流が小さいため、回生ブレーキがあまり効かないの
で、そのような場合には機械式ブレーキへの負担が高ま
る構成となっている。そして電気自動車は重いバッテリ
を積載するため本質的に車重が重いので、機械式ブレー
キの容量が不足がちになる。特に、上記のようにバッテ
リが満充電時等でバッテリ電圧が高く、回生発電自体を
抑制した場合には、回生ブレーキが殆ど効かないので、
運転者は制動力を得ようとして、さらに機械式ブレーキ
への負荷を上げてしまうので、ロータが発熱してフェー
ドを生じる畏れがある、という問題があった。
【0004】本発明は上記のごとき従来技術の問題を解
決するためになされたものであり、回生エネルギーを有
効に活用することが出来る共に機械式ブレーキの耐フェ
ード性を向上させ、全体としてブレーキ性能を向上させ
ることの出来る電気自動車用ブレーキ装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項1に記載の発明にお
いては、駆動時にバッテリの電力をモータで駆動力に変
換して車両を駆動する構成と、減速・制動時に車両の運
動エネルギーを上記モータで回生発電変換して上記バッ
テリへ回生する構成と、上記運動エネルギーを車両のホ
イール付近に設けられた機械式ブレーキで摩擦エネルギ
ーに変換して制動する構成と、を備えた電気自動車にお
いて、上記機械式ブレーキのブレーキ操作量を検出する
ブレーキ操作量検出手段と、上記バッテリの電圧を検出
する電圧検出手段と、上記機械式ブレーキを強制冷却す
る強制冷却手段と、上記ブレーキ操作量と上記バッテリ
電圧とに応じて上記モータでの回生発電量を制御し、得
られた回生エネルギーの一部を上記強制冷却手段へ供給
すると共に、その供給量を上記ブレーキ操作量とバッテ
リ電圧が高いほど多く供給するように制御する制御手段
と、を備えている。なお、上記のブレーキ操作量検出手
段は、例えば後記図1の実施例におけるブレーキペダル
の踏み込み量センサ21に相当し、電圧検出手段は同じ
くバッテリ電圧計20に相当し、強制冷却手段は同じく
強制冷却ファン15、16、17、18に相当し、制御
手段は同じく制御装置13とスイッチング素子19の部
分に相当する。
【0006】また、請求項2に記載の発明においては、
請求項1に記載の電気自動車用ブレーキ装置において、
上記強制冷却手段への回生エネルギー供給ラインにキャ
パシタを接続し、急ブレーキ等で発生する瞬間的な大電
力を上記キャパシタに一時貯蔵し、上記電力を時間遅れ
をもって上記強制冷却手段へ供給するように構成してい
る。なお、上記のキャパシタは、例えば後記図4の実施
例におけるキャパシタ23に相当する。
【0007】
【作用】上記のように、請求項1に記載の発明において
は、機械式ブレーキを強制冷却する強制冷却手段を設
け、回生時に得られる回生電力の一部で上記強制冷却手
段を駆動するものである。そしてブレーキ操作量とバッ
テリ電圧が高いほど回生電力を強制冷却手段へ多く供給
するようにしたことにより、バッテリが満充電の時でも
回生ブレーキが作用するようにして機械式ブレーキの負
担を軽減し、かつ上記の回生エネルギーを活用して機械
式ブレーキを強制冷却することにより、機械式ブレーキ
の耐フェード性を向上させるようにしたものである。
【0008】また、請求項2に記載の発明においては、
回生電力を貯蔵するキャパシタを設け、急ブレーキ時に
発生する大電力をキャパシタに貯蔵し、時間遅れを持た
せて強制冷却手段に供給することにより、急ブレーキ時
に短時間に発生する大電力を効率よく利用するようにし
たものである。
【0009】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施例図であり、電気系および油圧
系のブロック回路図を示す。図1において、1、2、3
および4は車両のホイール、5、6、7および8は各ホ
イールに設けられた油圧ディスクブレーキのロータ、9
はトランスミッション、10は車両駆動用のモータ、1
1はディファレンシャルギア、12はバッテリ、13は
制御装置、14はブレーキペダル、15、16、17お
よび18は強制冷却ファン、19はスイッチ素子、20
はバッテリ電圧計、21はブレーキペダルの踏み込み量
センサ、22は油圧経路である。
【0010】次に、図2は、上記図1の実施例における
制動時の制御手順を示すフローチャートである。以下、
図2に基づいて図1の実施例の作用を説明する。まず、
バッテリ電圧計20でバッテリ12の電圧Vを検出す
る。次に、踏み込み量センサ21で、ブレーキペダル1
4の踏み込み量Bを検出する。この踏み込み量Bはブレ
ーキの操作量に対応する。なお、ブレーキペダル14は
図示しない油圧装置と油圧経路22を介して機械的にデ
ィスクブレーキに連結されており、故障の心配なく車両
制動機能を実現することが出来る。次に、上記のバッテ
リ電圧Vと踏み込み量Bの信号は制御装置13に入力さ
れる。制御装置13は、そのときのバッテリ電圧Vから
決まる充電最大量を越えない範囲内で、バッテリ電圧V
と踏み込み量Bとに基づいてバッテリへの充電電流量f
(B,V)を定める。この充電電流量f(B,V)は、例
えば図3に示すような特性を有し、バッテリ電圧Vが大
きいほど充電電流量f(B,V)は小さくなる。なお、
図3(a)はバッテリ電圧が小さい場合の特性、図3
(b)はバッテリ電圧が大きな場合の特性を示す。次
に、制御装置13は、強制冷却ファンに流せる最大電流
(ファン固有の値)を越えない範囲内で、バッテリ電圧
Vと踏み込み量Bと基づいて、ファン電流量g(B,
V)を定める。このファン電流量g(B,V)は、例え
ば図3に示すような特性を有し、バッテリ電圧Vが大き
いほど、また踏み込み量Bが大きいほどファン電流量g
(B,V)は大きくなる。
【0011】上記のように、制動時には、モータ10を
発電機として用い、回生制動力としてf(B,V)+g
(B,V)の発電を行ない、このf(B,V)+g(B,
V)の電流が制御装置13を経由して回生する。そし
て、制御装置13では、上記のファン電流がg(B,
V)になるように、例えばスイッチ19をデューティ制
御する。それによってバッテリ12にはf(B,V)の
電流が流れ、強制冷却ファン15〜18にはg(B,
V)の電流が流れる。上記の制御において、バッテリ1
2が満充電状態に近い場合には、バッテリ電圧が高く、
そのため充電電流量f(B,V)は小さくなり、ファン
電流量g(B,V)は大きくなる。したがって強制冷却
ファンは大きな電流で駆動されて冷却能力が向上し、機
械式ブレーキのフェードを有効に防止すると共に、全体
として回生発電の発電量が低下しないので、回生ブレー
キも有効に活用することが出来る。また、バッテリ12
が放電された状態では、バッテリ電圧が低く、充電電流
量f(B,V)が大きくなってバッテリ12が急速に充
電される。この場合には、上記の回生発電のエネルギー
は主として上記の充電電流に使用され、ファン電流量g
(B,V)は小さくなる。
【0012】次に、図4は、本発明の他の実施例図であ
る。図4において、23は大容量のキャパシタであり、
その他、図1と同符号は同一物を示す。電気自動車にお
ける制動は、電車等とは異なり、急ブレーキが頻度高く
実施されることが多い。そのため、ブレーキ期間中の短
時間に回生された電力だけで強制冷却ファン15〜18
を駆動すると、急ブレーキが解除された後は冷却が停止
してしまうので、ブレーキの冷却が不充分になる可能性
がある。また、強制冷却ファン15〜18で吸収できる
エネルギーも限度があるので、瞬間的な大電力は捨てる
ことになる可能性がある。図4の実施例は、上記の問題
を解決するため、強制冷却ファン15〜18と並列に接
続されたキャパシタ23を設けている。このキャパシタ
23は、急ブレーキ時等に発生する短時間の大電力も吸
収可能である。図4において、制御装置13からの指令
でスイッチ素子19がオンになった場合には、強制冷却
ファン15〜18への電力供給と同時にキャパシタ23
へ電力を貯蔵する。そして、その後、ブレーキが解除さ
れ、スイッチ素子19もオフにされると、今度はキャパ
シタ23と強制冷却ファン15〜18とが閉回路とな
り、強制冷却ファン15〜18のインピーダンスに従っ
てキャパシタ23から電流が流れ、強制冷却ファン15
〜18が継続的に作動して冷却を維持する。
【0013】図5は、上記の状態を示す特性図であり、
(a)は強制冷却ファンの消費電力量、(b)は回生発
電量の特性を示す。図5(a)において、実線aは図4
の実施例において強制冷却ファンが消費する電力量、一
点鎖線bは急ブレーキによる短時間の回生発電量、破線
cはキャパシタ23が無い場合に強制冷却ファンが消費
できる電力量を示す。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明においては、機械式ブレーキを強制冷却する強制冷
却手段を設け、回生時に得られる回生電力の一部で上記
強制冷却手段を駆動し、かつブレーキ操作量とバッテリ
電圧が高いほど回生電力を強制冷却手段へ多く供給する
ように構成したことにより、バッテリが満充電の時でも
回生ブレーキが作用するようにして機械式ブレーキの負
担を軽減し、かつ上記の回生エネルギーを活用して機械
式ブレーキを強制冷却することにより、機械式ブレーキ
の耐フェード性を向上させることが出来る、という効果
が得られる。また、請求項2に記載の発明においては、
上記の効果に加えて、回生電力を貯蔵するキャパシタを
設け、急ブレーキ時に発生する大電力をキャパシタに貯
蔵し、時間遅れを持たせて強制冷却手段に供給するよう
に構成したことにより、急ブレーキ時に短時間に発生す
る大電力を効率よく利用することが出来る、という効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例図であり、電気系および油圧
系のブロック回路図。
【図2】図1の実施例における制御手順を示すフローチ
ャート。
【図3】図1の実施例における充電電流量f(B,V)
とファン電流量g(B,V)の特性図。
【図4】本発明の他の実施例図であり、電気系および油
圧系のブロック回路図。
【図5】図4の実施例における強制冷却ファンの消費電
力量および回生発電量の特性図。
【符号の説明】
1、2、3、4…車両のホイール 5、6、7、8…各ホイールに設けられた油圧ディスク
ブレーキのロータ 9…トランスミッション 10…車両駆動用のモータ 11…ディファレンシャルギア 12…バッテリ 13…制御装置 14…ブレーキペダル 15、16、17、18…強制冷却ファン 19…スイッチ素子 20…バッテリ電圧計 21…ブレーキペダルの踏み込み量センサ 22…油圧経路 23…キャパシタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動時にバッテリの電力をモータで駆動力
    に変換して車両を駆動する構成と、減速・制動時に車両
    の運動エネルギーを上記モータで回生発電変換して上記
    バッテリへ回生する構成と、上記運動エネルギーを車両
    のホイール付近に設けられた機械式ブレーキで摩擦エネ
    ルギーに変換して制動する構成と、を備えた電気自動車
    において、 上記機械式ブレーキのブレーキ操作量を検出するブレー
    キ操作量検出手段と、 上記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、 上記機械式ブレーキを強制冷却する強制冷却手段と、 上記ブレーキ操作量と上記バッテリ電圧とに応じて上記
    モータでの回生発電量を制御し、得られた回生エネルギ
    ーの一部を上記強制冷却手段へ供給すると共に、その供
    給量を上記ブレーキ操作量とバッテリ電圧が高いほど多
    く供給するように制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする電気自動車用ブレーキ装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の電気自動車用ブレーキ装
    置において、 上記強制冷却手段への回生エネルギー供給ラインにキャ
    パシタを接続し、急ブレーキ等で発生する瞬間的な大電
    力を上記キャパシタに一時貯蔵し、上記電力を時間遅れ
    をもって上記強制冷却手段へ供給するように構成したこ
    とを特徴とする電気自動車用ブレーキ装置。
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