JPH09289705A

JPH09289705A - 電気自動車の制動制御装置

Info

Publication number: JPH09289705A
Application number: JP9976396A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Saga; 賢一嵯峨
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-11-04
Anticipated expiration: 2016-04-22
Also published as: JP3428289B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】モータの回転数に拘らずブレーキフィーリン
グを良好にし、またブレーキエネルギを効率的な電気エ
ネルギとして回収する。【解決手段】バッテリ３からモータ２に電力を供給し
車両を走行可能とし、要求制動力算出手段２０１がブレ
ーキ踏力から必要な要求ブレーキ力を、回生制動力算出
手段１０１がモータ２の回転数から最大回生ブレーキ力
を、また回生指令値算出手段１０２が最大回生ブレーキ
力及び要求ブレーキ力からモータ２への回生指令値を算
出し、回生指令値制限手段１０３は回生指令値の単位時
間当たりの変動量が設定された変動制限量を越えた場
合、回生指令値に変動制限量を加減算した数値を回生指
令値として出力し、回生制動力制御手段１０４は回生指
令値からモータの回生ブレーキ力を制御し、機械ブレー
キ力算出手段２０２が要求ブレーキ力と回生ブレーキ力
とから機械ブレーキ力を算出し、機械ブレーキ力に応じ
て各電磁弁を制御し、負圧式ブースタの倍力状態の調
整、及びブレーキ作動部材へのブレーキ液圧を調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車に搭載
された電動機による回生制動装置を制御したり、ブレー
キング時にこの回生制動装置を併用し、回生制動装置に
よる回生ブレーキ力と機械式ブレーキ装置による機械ブ
レーキ力とで所要のブレーキ力が得られるようにした電
気自動車の制動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大気汚染の防止や車両による騒音
低減の観点から、電気自動車が注目されつつあるが、こ
のような電気自動車では、いわゆる回生制動を容易に行
うことができる。この回生制動は、走行用電動機（モー
タ）への電力供給を規制してこのモータを発電状態に切
り換えることで行うことができ、回生制動時には、駆動
輪に負荷を与えてこれを制動しつつこの駆動輪に生じて
いる回転を電気エネルギに変換して回収することができ
る。

【０００３】このような回生制動は、アクセルペダルの
踏み込みを解除した時に発生するように制御され、アク
セルペダルの踏み込み解除時に、ブレーキペダルが踏み
込まれていなければ、内燃機関の自動車の場合のエンジ
ンブレーキに相当するような弱めの回生制動（この回生
を弱回生という）が発生するように制御が行われ、ブレ
ーキペダルの踏み込み時には、一般に、ブレーキペダル
の踏み込み度合いに応じた回生ブレーキ力が発生するよ
うに制御が行われる。

【０００４】図２０に従来の電気自動車の回生制動併用
式ブレーキ装置の概略構成、図２１に従来の電気自動車
の回生制動併用式ブレーキ装置のブレーキ力特性を表す
グラフを示す。

【０００５】図２０に示すように、011はブレーキペダ
ル、012は機械式ブレーキ装置（以下、メカブレーキと
いう）を構成する負圧式ブースタ（真空倍力機構）であ
り、負圧式ブースタ012は、ブレーキペダル011の踏込み
に応じて作動する。この負圧式ブースタ012には、負圧
を供給するバキュームタンク013が接続され、バキュー
ムタンク013にはバキュームタンク013内を減圧するポン
プモータ014が付設されている。そして、メカブレーキ
では、負圧式ブースタ012から出力されたブレーキ操作
力（踏力）はマスターシリンダ（図示略）でブレーキ液
圧に変換され、このブレーキ液圧を図示しない車輪側の
ブレーキ作動部材（例えば、ブレーキキャリパ）に供給
することで、ブレーキ作動部材を作動させ、車輪に機械
ブレーキ力を与えるようになっている。

【０００６】また、015は走行用モータ002及びポンプモ
ータ014を制御するモータコントローラであり、回生制
動時には、このモータコントローラ015により、モータ0
02へ回生指令してモータ002を発電状態に切り換えるこ
とで駆動輪に負荷（制動力）を与え、駆動輪の回転エネ
ルギを電気エネルギとしてを回収し、図示しないバッテ
リに充電する。そして、モータコントローラ015は、ブ
レーキペダル011の踏込み時に、このブレーキペダル011
の踏込み度合いを検出するブレーキストロークセンサ01
6からの検出情報に基づいて回生指令値を設定して回生
制御を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のメカ
ブレーキでは、ブレーキペダル011の踏込み状態に応じ
て一意的に機械ブレーキ力（メカブレーキ力）が決定さ
れる。この機械ブレーキ力はブレーキペダル011の踏込
み量（ブレーキストローク）に対して線型に増加するわ
けではないが、ブレーキストロークの増大に応じて機械
ブレーキ力が増大する。このような機械ブレーキ力に上
述の回生制動によるブレーキ力（回生ブレーキ力）が加
わったものが、車両のブレーキ力として発揮されること
になるが、この車両に発揮される全ブレーキ力（機械ブ
レーキ力＋回生ブレーキ力）は、図２１に示すように、
ブレーキペダル011の踏込みに対して線型に増加する
か、または線型に近い状態で増加するように設定した
い。そうでないと、ブレーキフィーリングが悪化する。

【０００８】上述したように、機械ブレーキ力はブレー
キストロークに対応して一意的に決まるので、全ブレー
キ力の増加特性が決まると、回生ブレーキ力も決まるこ
とになる。一方、回生ブレーキとして発生しうるブレー
キ力（最大回生ブレーキ力）はモータ回転数に応じたも
のとなり、ブレーキストロークには関係なく発生しう
る。従って、ブレーキストロークが小さく要求される全
ブレーキ力の小さな領域では、全ブレーキ力の多くを回
生ブレーキ力で賄うことが可能である。

【０００９】しかしながら、従来の電気自動車の回生制
動併用式ブレーキ装置では、機械ブレーキ力はこのよう
に全ブレーキ力の多くを回生ブレーキ力で賄うことがで
きる領域から発揮されるので、本来なら回生ブレーキ力
により電気エネルギとして回収可能なブレーキエネルギ
をメカブレーキの作動による熱エネルギとして放出して
しまうことになり、図２１に示すように、エネルギ回収
率が制限され、ブレーキエネルギを効率的に電気エネル
ギとして回収しているわけではない。

【００１０】なお、特開平１−１２６１０３号公報には
電動車両の制動装置が開示さており、特開平４−３５５
６０３号公報には電気自動車用ブレーキ制御装置及びそ
の制御方法が開示さているが、これらの技術では、回生
ブレーキ力によるエネルギ回収率を高めるために機械ブ
レーキ力の調整を車輪側のブレーキ作動部材に供給する
ブレーキ液圧自体の調整により行っている。しかしなが
ら、このようなブレーキ液圧自体の調整は、ブレーキフ
ィーリングを良好に保つのが困難であり、高度な調整技
術が要求される。

【００１１】また、特開平５−１６１２１３号公報には
電動車両の制動装置が開示さているが、この技術では、
ブレーキストロークの小さな領域では回生ブレーキ力に
よるエネルギ回収率を高めることができない。更に、特
開平１−１９８２０１号公報には電動自動車の制動制御
装置が開示さているが、この技術は、前述の従来技術と
同等なもので、回生ブレーキ力によるエネルギ回収率を
特別高めることはできない。

【００１２】このような観点から、本願出願人は、ブレ
ーキフィーリングを良好なものにしながらブレーキエネ
ルギをより効率的に電気エネルギとして回収できるよう
にした電気自動車の回生制動併用式ブレーキ装置を、特
願平７−２５６６６１号としてすでに出願している。

【００１３】この特願平７−２５６６６１号に開示され
た電気自動車の回生制動併用式ブレーキ装置は、回生ブ
レーキ装置と、倍力機構付きのマスターシリンダ及び車
輪に機械ブレーキ力を与えるブレーキ作動部材を有する
機械ブレーキ装置と、モータ回転数に基づいて回生ブレ
ーキ力を発生させる回生制動手段と、ブレーキペダルの
作動に基づいて運転者の要求する要求制動力を算出して
この算出された要求制動力と最大回生制動力算出手段で
算出された最大回生ブレーキ力とに基づいて機械ブレー
キ装置による機械ブレーキ力を算出する機械ブレーキ力
算出手段とを具え、機械ブレーキ力算出手段で算出され
た機械ブレーキ力により倍力機構を制御するようにした
ものである。

【００１４】ところが、この電気自動車の回生制動併用
式ブレーキ装置にあっては、ブレーキペダルのストロー
ク量に応じて発生させる回生ブレーキ力を変化させてい
るが、このとき、回生ブレーキ力の最大値はモータ回転
数に応じて設定されるものとなっている。即ち、ブレー
キペダルを強く踏み込んでも、回生ブレーキ力はモータ
回転数に応じた最大値以上にはならない。そのため、車
両の制動時にブレーキペダルの踏み込み量を変化させて
ブレーキペダルのストローク量に応じて発生させると、
回生ブレーキ力は０からモータ回転数に応じた最大値の
範囲で変化することとなる。

【００１５】一般的に、モータ回転数の高い領域では、
モータ回転数に応じた最大回生ブレーキ力が比較的大き
な値ではなく、また、モータ回転数の低い領域では、ブ
レーキ時に急激な回生ブレーキ力が作用してブレーキフ
ィーリングが悪化するのを防止するために最大回生ブレ
ーキ力が小さくなるように制御されており、この領域で
ブレーキペダルのストローク量を変化させることで、回
生ブレーキ力を０から最大値の間で変動させても、単位
時間当たりの変動量は大きなものとはならない。しか
し、モータ回転数の低い領域と高い領域の間の中くらい
の領域では、回生ブレーキ力の最大値が比較的大きな値
となるので、この領域でブレーキペダルのストローク量
を変化させることで、回生ブレーキ力を０から最大値の
間で変動させると、単位時間当たりの変動量が大きなも
のとなってしまう。

【００１６】このように単位時間当たりの変動量が大き
なものとなると、モータに振動が発生し、この振動が異
音の発生源となって車体のガクガク感（ノッキングのよ
うな現象）が発生してしまう虞がある。また、回生ブレ
ーキ力の変動量が大きくなると、車体に作用する制動力
が急変することとなり、図２２に示すように、ノッキン
グ現象が生じてブレーキ装置としてのブレーキフィーリ
ングとして好ましくはない。

【００１７】本発明は、上述の問題を解決するものであ
って、モータの回転数に拘らずブレーキフィーリングを
良好なものにしながら、ブレーキエネルギをより効率的
に電気エネルギとして回収可能とした電気自動車の制動
制御装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の電気自動車の制動制御装置は、車両に搭載
されたバッテリと、該バッテリに電気的に接続されて出
力軸が該車両の駆動輪に連結された電動機と、該電動機
の回転数に基づいて回生制動力を算出する回生制動力算
出手段と、該回生制動力算出手段によって算出された回
生制動力に基づいて前記電動機への回生指令値を算出す
る回生指令値算出手段と、該回生指令値算出手段によっ
て算出された回生指令値の単位時間当たりの変動量が予
め設定された変動制限量を越えたときは前記回生指令値
に該変動制限量を加減算したものを回生指令値として出
力する回生指令値制限手段と、前記回生指令値算出手段
によって算出された回生指令値あるいは前記回生指令値
制限手段によって制限された回生指令値に基づいて前記
電動機の回生制動力を制御する回生制動力制御手段とを
具えたことを特徴とするものである。

【００１９】従って、電動機にバッテリから電力が供給
されて駆動輪を回転駆動することで、車両は走行するこ
とができ、この車両の走行時、回生制動力算出手段はこ
の電動機の回転数に基づいて回生制動力の最大値を算出
し、回生指令値算出手段はこの回生制動力に基づいて電
動機への回生指令値を算出し、回生指令値制限手段はこ
の回生指令値の単位時間当たりの変動量が予め設定され
た変動制限量を越えているかどうかを判定する。即ち、
回生指令値の変動量が変動制限量を越えていなければこ
の回生指令値を出力するが、回生指令値の変動量が変動
制限量を越えていれば回生指令値に変動制限量を加算、
あるいは減算したものを回生指令値として出力する。そ
して、回生制動力制御手段は回生指令値算出手段によっ
て算出された回生指令値あるいは回生指令値制限手段に
よって制限された回生指令値に基づいて電動機の回生制
動力を制御することとなる。

【００２０】このように回生指令値の変動量が変動制限
量を越えていた場合には、車体に作用する制動力が急変
することとなるので、回生指令値に変動制限量を加減算
して制限されたものを回生指令値として出力すること
で、回生指令値の変動量を抑制している。従って、電動
機の回生制動力は、変動制限量以下の回生指令値、ある
いは、制限された回生指令値に基づいて制御されること
となり、モータ回転数に拘らず回生制動力の単位時間当
たりの変動量は大きくならず、電動機の振動の発生が抑
制され、車体に対して良好な回生制動力が作用し、好ま
しいブレーキフィーリングが得られる。

【００２１】また、本発明の電気自動車の制動制御装置
は、車両に搭載されたバッテリによって駆動する電動機
に回生制動力を発生させる回生制動装置と車輪に直接作
用する機械式ブレーキ装置とを有する電気自動車の制動
制御装置において、ブレーキペダルの踏力が倍力機構を
介して入力されて該踏力を液圧に変換して出力するマス
ターシリンダと、前記車輪に装着されて該マスターシリ
ンダから出力された液圧を受けて該車輪にブレーキ力を
与えるブレーキ作動部材と、前記ブレーキペダルの作動
を検出するブレーキペダル作動検出手段と、該ブレーキ
ペダル作動検出手段の検出結果に基づいて運転者の要求
する要求制動力を算出する要求制動力算出手段と、前記
電動機の回転数から最大回生制動力を算出する回生制動
力算出手段と、前記要求制動力算出手段によって算出さ
れた要求制動力及び前記回生制動力算出手段によって算
出された最大回生制動力に基づいて前記電動機への回生
指令値を算出する回生指令値算出手段と、該回生指令値
算出手段によって算出された回生指令値の単位時間当た
りの変動量が予め設定された変動制限量を越えたときは
前記回生指令値に該変動制限量を加減算したものを回生
指令値として出力する回生指令値制限手段と、該回生指
令値算出手段によって算出された回生指令値あるいは前
記回生指令値制限手段によって制限された回生指令値に
基づいて前記電動機の回生制動力を制御する回生制動力
制御手段と、前記要求制動力算出手段によって算出され
た要求制動力と前記回生制動力制御手段によって制御さ
れる前記電動機の回生制動力とに基づいて機械ブレーキ
力を算出する機械ブレーキ力算出手段と、該機械ブレー
キ力算出手段によって算出された機械ブレーキ力に基づ
いて前記倍力機構を制御する機械ブレーキ力制御手段と
を有することを特徴とするものである。

【００２２】従って、電動機にバッテリから電力が供給
されて駆動輪を回転駆動することで、車両は走行するこ
とができ、運転者がブレーキ操作したとき、要求制動力
算出手段はブレーキペダル作動検出手段の検出結果に基
づいて運転者の要求する要求制動力を算出し、回生制動
力算出手段は電動機の回転数から最大回生制動力を算出
し、回生指令値算出手段はこの要求制動力と最大回生制
動力に基づいて電動機への回生指令値を算出し、回生指
令値制限手段はこの回生指令値の単位時間当たりの変動
量が予め設定された変動制限量を越えているかどうかを
判定する。即ち、回生指令値の変動量が変動制限量を越
えていなければこの回生指令値を出力するが、回生指令
値の変動量が変動制限量を越えていれば回生指令値に変
動制限量を加算、あるいは減算したものを回生指令値と
して出力し、回生制動力制御手段は回生指令値算出手段
によって算出された回生指令値あるいは回生指令値制限
手段によって制限された回生指令値に基づいて電動機の
回生制動力を制御する。

【００２３】一方、機械ブレーキ力算出手段は要求制動
力と電動機の回生制動力とに基づいて機械ブレーキ力を
算出し、機械ブレーキ力制御手段はこの機械ブレーキ力
に基づいて倍力機構を制御し、運転者が踏み込んだブレ
ーキペダルの踏力がこの倍力機構を介して入力され、マ
スターシリンダ及びブレーキ作動部材によって車輪にブ
レーキ力が与えられることとなる。

【００２４】このように回生制動装置にあっては、回生
指令値の変動量が変動制限量を越えていた場合に、車体
に作用する制動力が急変することとなるので、回生指令
値に変動制限量を加算、あるいは減算したものを回生指
令値として出力することで、回生指令値の変動量を抑制
している。従って、電動機の回生制動力は、変動制限量
以下の回生指令値、あるいは、制限された回生指令値に
基づいて制御されることとなり、モータ回転数に拘らず
回生制動力の単位時間当たりの変動量は大きくならず、
電動機の振動の発生が抑制され、車体に対して良好な回
生制動力が作用し、好ましいブレーキフィーリングが得
られる。一方、機械式ブレーキ装置にあっては、回生制
動力を十分に発揮させてブレーキエネルギの電気エネル
ギへの回収率が高められ、エネルギの有効利用が図れ
る。

【００２５】そして、本発明の電気自動車の制動制御装
置において、変動制限量は電動機の回転数に応じて異な
るように設定されている。

【００２６】即ち、モータ回転数の低い領域や高い領域
では、モータ回転数に応じた回生制動力の最大値が比較
的小さな値であるため、回生指令値が多少大きめに変化
しても単位時間当たりのモータトルクの変動量が大きく
はならないので、変動制限量を高く設定する一方、モー
タ回転数の低い領域と高い領域の間の中くらいの領域で
は、回生制動力の最大値が比較的大きな値であるため、
回生指令値が大きく変化すると、単位時間当たりのモー
タトルクの変動量が大きくなるので、変動制限量を低く
設定する。従って、車体に対してモータ回転数に応じた
回生制動力が作用することとなり、良好なブレーキフィ
ーリングが得られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２８】図１に本発明の一実施形態に係る電気自動
車の制動制御装置としての回生制動併用式ブレーキ装置
の概略構成を表す制御ブロック、図２に本実施形態の電
気自動車の回生制動併用式ブレーキ装置の倍力機構を示
す断面、図３乃至図６にこのブレーキ装置における倍力
機構の電磁弁制御を表す概略、図７にブレーキ装置にお
ける制御ブロック、図８にブレーキ装置におけるブレー
キ力算出処理の制御ブロック、図９にブレーキ装置にお
けるブレーキ力制御を表すメインフローチャート、図１
０にブレーキ装置における非常回避制御を表すフローチ
ャート、図１１にブレーキ装置における電磁弁のデュー
ティ値の決定を表すフローチャート、図１２にブレーキ
装置における回生指令値の制限制御を表すフローチャー
ト、図１３にモータ回転数に応じた制限指令値を表すグ
ラフ、図１４に制限指令値によって制御した回生変動量
の変化を表すグラフ、図１５にブレーキ装置における電
磁弁のデューティ値に関するテーブル、図１６にブレー
キ装置における電磁弁のデューティ値に関する設定特性
を示すグラフ、図１７にブレーキ装置における電磁弁の
駆動制御を示すフローチャート、図１８にブレーキ装置
における電磁弁の駆動制御内容を説明するテーブル、図
１９にブレーキ装置のブレーキ力特性を表すグラフを示
す。

【００２９】本実施形態の電気自動車の制動制御装置
は、ブレーキング時に回生制動装置を併用し、この回生
制動装置による回生ブレーキ力と機械式ブレーキ装置に
よる機械ブレーキ力とで所要のブレーキ力が得られるよ
うにしたものである。図１に示すように、１１は車両の
ブレーキペダル、１２は機械式ブレーキ装置（メカブレ
ーキ）を構成する負圧式ブースタ（真空倍力機構付きマ
スタシリンダ）であり、この負圧式ブースタ１２はブレ
ーキペダル１１の踏込みに応じて作動する。この負圧式
ブースタ１２には負圧を供給するバキュームタンク１３
が接続され、バキュームタンク１３にはバキュームタン
ク１３内を減圧するポンプモータ１４が付設されてい
る。

【００３０】そして、このメカブレーキでは、負圧式ブ
ースタ１２から出力されたブレーキ操作力（踏力）はマ
スターシリンダ１２Ａでブレーキ液圧に変換され、この
ブレーキ液圧をブレーキ液配管２２Ａ，２２Ｂを通じて
車輪側のブレーキ作動部材（例えば、ブレーキキャリ
パ）２３Ｌ，２３Ｒ，２４Ｌ，２４Ｒに供給すること
で、このブレーキ作動部材２３Ｌ，２３Ｒ，２４Ｌ，２
４Ｒを作動させ、車輪に機械ブレーキ力を与えるように
なっている。また、後輪側のブレーキ液配管２２Ａ，２
２Ｂにはそれぞれプロポーショニングバルブ（ＰＣＶ）
２５が介装され、後輪の機械ブレーキ力を前輪よりも低
減させて、後輪のロック防止によるブレーキ時の車両姿
勢を安定させるようになっている。

【００３１】ところで、負圧式ブースタ１２において、
オペレーティングロッド１８Ａには内部に負圧制御ピス
トン１８Ｂを摺動自在に内蔵した負圧制御シリンダ１８
Ｃが軸方向移動自在に装着され、この負圧制御ピストン
１８Ｂはオペレーティングロッド１８Ａに固結されてい
る。そして、この負圧式ブースタ１２には第１電磁弁１
９、第２電磁弁２０、第３電磁弁２１が接続され、この
３つの電磁弁１９，２０，２１によって負圧式ブースタ
（倍力装置）１２の倍力比を制御することができる。

【００３２】また、２６は回生制動を制御する回生制御
部であり、この回生制御部２６は後述するモータコント
ローラ１５（図７参照）内の一機能要素として設けら
れ、走行用モータ２へ回生指令を行い、この走行用モー
タ２を発電状態に切り換えることで駆動輪に負荷、即
ち、制動力を与え、駆動輪の回転を電気エネルギとして
回収してこれをバッテリ３に充電させる。前述したブレ
ーキペダル１１には踏込み度合いを検出するブレーキ踏
力センサ（または、ブレーキストロークセンサ）１７が
設けられており、この回生制御部２６では、このブレー
キペダル１１の踏込み時に、ブレーキ踏力センサ１７か
らの検出情報に基づいて予め設定されたマップ（図１９
のブレーキ力特性線Ａ参照）を用いて回生指令値を設定
し、電流センサ２９により検出されるモータ２の回生状
態をフィードバックしながら回生制御を行う。なお、モ
ータ２の回生状態では、モータコントローラ１５からモ
ータ２へ出力されるトルク分電流と励磁分電流とを検出
することで間接的に検出するようにしても良いし、モー
タ２の回生電流を直接検出するようにしても良い。

【００３３】更に、２７は倍力指令部及び負圧制御部で
あり、この倍力指令部及び負圧制御部２７によってブレ
ーキ踏力センサ１７からの踏力情報、回生制御部２６か
らの回生指令情報、電流センサ２９からの走行用モータ
２の回生電流状態、液圧センサ３０からのブレーキ液圧
情報に基づいて、前述した各電磁弁１９，２０，２１の
状態が制御されるようになってる。

【００３４】ここで、前述した負圧式ブースタ１２につ
いて説明する。負圧式ブースタ１２において、図２に示
すように、マスターシリンダ１２Ａを作動させるブース
タシェル５１内にブースタピストン５２及びダイヤフラ
ム５３が設けられることで、内部が前部シェル室（負圧
室）５４と後部シェル室（制御室）５５とに仕切られて
いる。ブースタピストン５２の中心部には弁筒５６が固
着され、この弁筒５６はブースタシェル５１の中心部に
おいて摺動自在に支持されている。ブースタシェル５１
の前部シェル室５４には負圧導入管５７が接続されてお
り、この負圧導入管５７は前述したバキュームタンク１
３に接続されている。

【００３５】また、弁筒５６の一端部にはブレーキペダ
ル１１に連結されるオペレーティングロッド１８Ａとこ
のオペレーティングロッド１８Ａにより制御される制御
弁５８が設けられており、弁筒５６の中心部には弁ピス
トン５９が摺合されている。そして、このこの弁ピスト
ン５９の後端部にはオペレーティングロッド１８Ａの前
端部が首振り可能に結合されている。また、オペレーテ
ィングロッド１８Ａと制御弁５８との間には戻しばね６
０が介装されている。一方、弁筒５６の前端部には出力
杵６１が装着されており、この出力杵６１の先端部はマ
スタシリンダ１２Ａの図示しないピストンに接続されて
いる。そして、弁筒５６とブースタシェル５１との間に
はブースタピストン５２に後退力を付与するための弁筒
戻しバネ６２が介装されており、前部シェル室５４と後
部シェル室５５との間に圧力差が発生していない場合に
は、ブースタピストン５２は常に後退限に位置されるこ
とになる。

【００３６】従って、ブレーキペダル１１が踏まれてオ
ペレーティングロッド１８Ａが前進すると、弁ピストン
５９が前進することになり、これによって制御弁５８が
開放され、弁筒５６の開口部６３と後部シェル室５５と
が連通し、大気が流入することになる。そして、オペレ
ーティングロッド１８Ａを前進させていくと、弁ピスト
ン５９の押力は出力杵６１に直接伝達されることにな
る。

【００３７】ところで、前述したようにオペレーティン
グロッド１８Ａに移動自在な負圧制御シリンダ１８Ｃの
内部は、負圧制御ピストン１８Ｂによって空気室７１と
大気圧室７２に区画されている。そして、空気室７１の
シリンダ制御ポート７３には第１電磁弁１９を通じてバ
キュームタンク１３に連結され、負圧を空気室７１に供
給できるようになっており、この空気室７１に負圧を導
入すると、負圧制御シリンダ１８Ｃが前方（ブースタ
側、図中左方）に移動する。

【００３８】また、大気圧室７２の外側には負圧式ブー
スタ１２の後部シェル室（制御室）５５に通じる開口部
６３を閉鎖可能な可撓性の仕切り７４が取付けられてお
り、負圧制御シリンダ１８Ｃが前方に移動すると、仕切
り７４がこの開口部６３を閉鎖し、負圧制御シリンダ１
８Ｃが後退すると、この開口部６３を開放する。更に、
オペレーティングロッド１８Ａ内には空気孔７５が形成
され、この空気孔７５の一端部は後部シェル室５５に連
通し、他端部にはブースタ倍力制御ポート７６が接続さ
れており、仕切り７４による開口部６３の閉鎖時には、
このブースタ倍力制御ポート７６から空気孔７５を通じ
て後部シェル室５５内に供給される空気圧に応じて、負
圧式ブースタ１２の倍力状態が制御されるようになって
いる。もちろん、開口部６３の開放時には、後部シェル
室５５内は大気圧状態となって通常の負圧式ブースタ１
２の倍力状態が発揮される。そして、ブースタ倍力制御
ポート７６には第２電磁弁２０を通じてはバキュームタ
ンク１３からの負圧を供給でき、また、第３電磁弁２１
を通じて大気圧を供給できる。ここでは、第２電磁弁２
０と第３電磁弁２１とのデューティ制御を通じて、後部
シェル室５５内の空気圧を調整して負圧式ブースタ１２
の倍力状態を変更するようになっている。

【００３９】上述した３つの電磁弁１９，２０，２１は
倍力指令部及び負圧制御部２７によって制御モードが設
定される。この制御モードは、図１８に示すように、増
圧モード、減圧モード、保持モード、停止モード、禁止
モードがある。禁止モードは、例えば、ブレーキ非作動
時や急制動時に選択され、この禁止モードでは、図３に
示すように、全ての電磁弁１９，２０，２１がオフとさ
れて閉鎖される。従って、負圧式ブースタ１２におい
て、前部シェル室（負圧室）５４はバキュームタンクに
よって負圧とされ、後部シェル室（制御室）５５はブレ
ーキペダル１１の踏み込みによるオペレーティングロッ
ド１８Ａの移動によって真空または大気圧とされ、開口
部６３は大気圧とされる。

【００４０】減圧モード及び停止モードは、例えば、ブ
レーキペダル１１の踏み戻し時に選択され、この減圧モ
ード及び停止モードでは、図４に示すように、第１電磁
弁１９と第２電磁弁２０とがオンとされ、第３電磁弁２
１がオフとされる。従って、負圧式ブースタ１２におい
て、前部シェル室５４はバキュームタンクによって負圧
とされ、負圧制御シリンダ１８Ｃが移動することで仕切
り７４によって開口部６３が閉鎖されることで負圧とさ
れ、後部シェル室５５が減圧されるようになっている。

【００４１】また、保持モードは、例えば、回生制動作
動時に選択され、この保持モードでは、図５に示すよう
に、第１電磁弁１９のみがオン、第２電磁弁２０と第３
電磁弁２１とがオフとされる。従って、負圧式ブースタ
１２において、前部シェル室５４はバキュームタンクに
よって負圧とされ、負圧制御シリンダ１８Ｃが移動する
ことで仕切り７４によって開口部６３が閉鎖されること
で、この開口部６３とシェル室５５の圧力はブレーキペ
ダル１１の踏み込みによるオペレーティングロッド１８
Ａの移動量に応じて調整圧を保持できるようになってい
る。

【００４２】更に、増圧モードは、例えば、ブレーキペ
ダル１１の踏み増し時に選択され、この増圧モードで
は、図６に示すように、第１電磁弁１９がオン、第２電
磁弁２０がオフ、第３電磁弁２１がオンとされる。従っ
て、負圧式ブースタ１２において、前部シェル室５４は
バキュームタンクによって負圧とされ、負圧制御シリン
ダ１８Ｃが移動することで仕切り７４によって開口部６
３が閉鎖されることで、この開口部６３とシェル室５５
の圧力は増圧されて大気圧に近づくようになっている。

【００４３】ここで、本実施形態のブレーキ装置におけ
る制御ブロックについて説明する。図７に示すように、
ブレーキコントローラ２８には、ブレーキ踏力センサ１
７からのブレーキペダル１１の踏力検出信号を入力され
る踏力センサ入力部３１と、液圧センサ３０からのブレ
ーキ液圧検出信号を入力される液圧センサ入力部３２と
が設けられている。また、走行用モータ２を制御するモ
ータコントローラ１５からのパルス信号からモータ回転
数を検出するモータ回転数入力部３３と、モータコント
ローラ１５からの電圧からブレーキスイッチのオンオフ
を検出するブレーキスイッチ入力部３４とが設けられて
いる。そして、踏力センサ入力部３１の出力側には、踏
力センサ信号を安定化させるためのフィルタ３５が接続
され、フィルタ３５で処理された踏力信号は異常検出部
３６、緊急回避制動検出部３７、コンピュータ３９に送
られ、一方、フィルタ３５で処理される前のブレーキ踏
力信号はモータ回転数入力部３３からの回転数信号と共
に異常検出部３８を通してコンピュータ３９に送られる
ようになってる。

【００４４】液圧センサ入力部３２からの信号も、異常
検出部３６に踏力信号と共に送られ、また、コンピュー
タ３９にも送られる。また、モータ回転数入力部３３及
びブレーキスイッチ入力部３４からの信号もコンピュー
タ３９にも送られるようになっている。この異常検出部
３６では、ブレーキ踏力とブレーキ液圧とを比較して負
圧式ブースタ１２の異常を検出し、異常検出部３８で
は、フィルタ処理前のブレーキ踏力と走行用モータ２の
回転数とを比較して回生ブレーキの異常を検出するよう
になっている。また、緊急回避制動検出部３７では、ブ
レーキ踏力の変動から緊急回避制動を行うべきかを検出
するようになってる。

【００４５】そして、コンピュータ３９では、入力され
る各信号に基づいて走行用モータ２の回生指令値を設定
してこの信号を出力する。この回生指令信号は、デジタ
ル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ）４１を通じてデジタル信
号からアナログ信号へ変換されて、モータコントローラ
１５へ送られる。また、このコンピュータ３９では、入
力される各信号に基づいて、前述した３つの電磁弁１
９，２０，２１へゲイトドライバ４０を介して制御信号
を出力する。

【００４６】また、ここで、モータコントローラ１５及
びブレーキコントローラ２８によるブレーキ力算出処理
について説明する。図８に示すように、モータコントロ
ーラ１５は、回生制動力算出手段１０１と回生指令値算
出手段１０２と回生指令値制限手段１０３と回生制動力
制御手段１０４とを有している。一方、ブレーキコント
ローラ２８は、要求制動力算出手段２０１と機械ブレー
キ力算出手段２０２とを有している。即ち、運転者がブ
レーキ操作したブレーキ力を回生ブレーキ力と機械ブレ
ーキ力とに振り分けて作動させる。

【００４７】ブレーキコントローラ２８の要求制動力算
出手段２０１には、ブレーキ踏力センサ１７からブレー
キ踏力が入力され、このブレーキ踏力に基づいて必要な
要求ブレーキ力を計算し、回生指令値算出手段１０２と
機械ブレーキ力算出手段２０２に出力する。モータコン
トローラ１５の回生制動力算出手段１０１は、モータ２
の回転数から最大回生ブレーキ力を算出し、回生指令値
算出手段１０２は、この最大回生ブレーキ力及び要求ブ
レーキ力に基づいてモータ２への回生指令値を算出す
る。そして、回生指令値制限手段１０３は、この回生指
令値の単位時間当たりの変動量が予め設定された変動制
限量を越えたときはこの回生指令値に変動制限量を加
算、あるいは、減算したものを回生指令値として出力す
る。従って、回生制動力制御手段１０４は、回生指令値
算出手段１０２によって算出された回生指令値、あるい
は、回生指令値制限手段１０３によって制限された回生
指令値に基づいてモータ２の回生ブレーキ力（回生電流
制御）を制御する。このときモータ２の回転数の検出結
果が各コントローラ１５，２８にフィードバックされる
ようになっている。

【００４８】一方、ブレーキコントローラ２８の機械ブ
レーキ力算出手段２０２は、要求制動力算出手段２０１
によって算出された要求ブレーキ力とモータコントロー
ラ１５の回生制動力制御手段１０４によって制御される
回生ブレーキ力（回生電流制御）とに基づいて機械ブレ
ーキ力を算出し、この機械ブレーキ力に応じてデューテ
ィ制御信号が機械ブレーキ力制御手段２０３としての各
電磁弁１９，２０，２１へ送られ、負圧式ブースタ１２
の倍力状態が調整され、この倍力の調整に応じてブレー
キ作動部材２３Ｌ，２３Ｒ，２４Ｌ，２４Ｒへのブレー
キ液圧が調整されるようになっている。また、このと
き、ブレーキ液圧が機械ブレーキ力にフィードバックさ
れる。

【００４９】このように各電磁弁１９，２０，２１をデ
ューティ制御しながら、負圧式ブースタ１２の倍力状態
を制御することができるので、機械ブレーキ力を自由に
低減することができる。もちろん、この機械ブレーキ力
は踏力に応じて増大するが、その増大の程度を弱めるよ
うにすることでメカブレーキの低減を行える。従って、
例えば、図１９に示すブレーキ力特性線Ａのように回生
ブレーキ力を設定して、全ブレーキ力からこの回生ブレ
ーキ力を減算した値Ｂを機械ブレーキ力として設定して
もこの機械ブレーキ力Ｂを確実に発生させることができ
るのである。

【００５０】ここで、本実施形態の電気自動車の回生制
動併用式ブレーキ装置の作動制御について、フローチャ
ートに基づいて説明する。このブレーキ装置は上述した
構成となっているので、ブレーキ踏力に応じて、図１９
に示すような特性線Ａのように回生ブレーキ力を設定し
て指令しながら、一方で、機械ブレーキ力を、例えば、
図１２のフローチャートに基づいて各電磁弁１９，２
０，２１を駆動しながら調整する。

【００５１】即ち、図９に示すように、ステップＡ１０
にて、イニシャライズ（ＩＮＩＴＩＡＬ）を行い、この
イニシャライズ時に各電磁弁１９，２０，２１のチェッ
クを行って正常（ＯＫ）ならばステップＡ２０へ移行
し、異常（ＦＡＵＬＴ）ならば制御を停止する。ステッ
プＡ２０では、時間軸カウンタの値Ｔｃｏｕｎｔを初
期化、即ち、０にする。そして、ステップＡ３０では、
所要周期（ここでは、５ｍｓｅｃ）が過ぎたか否かのタ
イマールーチン判定を行い、ステップＡ４０にて、電磁
弁駆動指令にかかるスイッチ（ＳＷ）、即ち、ブレーキ
スイッチの読み込みを行う。このブレーキスイッチの読
み込みは、ブレーキ踏力センサ１７の検出値の読み込み
に変えることができる。

【００５２】そして、ステップＡ５０では、ブレーキス
イッチがオン（ＯＮ）か否か、即ち、ブレーキ操作が行
われているか否かを判定し、スイッチがオン（ＯＮ）な
らば、ステップＡ６０へ移行し、オンでなければ、ステ
ップＡ２５０へ移行してブレーキを踏みはじめてからの
カウント値Ｅｃｏｕｎｔを初期化、即ち、０にする。
ステップＡ６０では、時間軸カウンタの値Ｔｃｏｕｎ
ｔが初期値、即ち、０か否かを判定し、カウンタ値Ｔ
ｃｏｕｎｔが０ならば、ステップＡ７０へ移行し、カウ
ンタ値Ｔｃｏｕｎｔを１０に設定する。そして、ステ
ップＡ８０では、各出力データの取込個数Ｋ＝０とし、
ステップＡ９０では、例えば、５０ｍｓｅｃ毎にＡ／Ｄ
値（各センサの出力値）を読み込んでいく。そして、ス
テップＡ１００では、出力データの取込個数Ｋを加算し
ていき、ステップＡ１１０にて、この出力データの取込
個数Ｋが予め設定された取込個数Ｎになったかどうかを
判定する。即ち、このステップＡ１１０では、出力デー
タの取込個数Ｋが取込個数Ｎより少なければ、前述した
ステップＡ９０〜Ａ１１０の処理を繰り返し、出力デー
タの取込個数Ｋが取込個数Ｎになったら、ステップＡ１
２０にて、フィルタ（１次フィルタ）によるフィルタリ
ング処理として、取り込んだ各センサ出力ＸＸ₁，
Ｘ₂，Ｘ₃・・・Ｘ_nを加算して取込個数Ｎで除算する
ことで、平均値を制御に用いる出力値Ｘとする。

【００５３】ステップＡ１３０では、異常検出部３６，
３８からの検出情報でシステム異常があるか否かを判定
し、システム異常があればステップＡ１９０に移行し、
ＳＲ＝５、即ち、禁止モードを選択可能な状態とする。
一方、ステップＡ１３０で、システム異常がなければ、
ステップＡ１４０へ移行し、非常回避すべき状態か否か
を判定する。そして、このステップＡ１４０で、非常回
避すべき状態でなければ、ステップＡ１５０へ移行して
デューティ値（ＤＵＴＹ値）を決定し、ステップＡ１６
０へ移行してカウンタ値Ｔｃｏｕｎｔを更新し、ステ
ップＡ１７０にて、ブレーキペダル１１を踏みはじめて
からの時間にかかるカウンタ値Ｅｃｏｕｎｔを更新
し、ステップＡ１８０にて、各電磁弁１９，２０，２１
の駆動を行う。

【００５４】一方、ステップＡ１４０で、非常回避すべ
き状態であれば、ステップＡ２００へ移行し、カウンタ
値Ｅｃｏｕｎｔが２０よりも大きいか否かを判定す
る。このステップＡ２００で、カウンタ値Ｅｃｏｕｎ
ｔが２０よりも大なら、ステップＡ２１０にて、ＳＲ
１、即ち、増圧モードを選択可能な状態とし、カウンタ
値Ｅｃｏｕｎｔが２０以下なら、ステップＡ２２０に
て、ＳＲ５、即ち、禁止モードを選択可能な状態とす
る。次いで、ステップＡ２３０では、前述したステップ
Ａ４０と同様に、電磁弁駆動指令にかかるスイッチ（Ｓ
Ｗ）、即ち、ブレーキスイッチの読み込みを行い、ステ
ップＡ２４０にて、このブレーキスイッチがオフ（ＯＦ
Ｆ）となったら、ステップＡ２０へ戻る。

【００５５】ここで、上述したステップＡ１４０によ
る、非常回避すべき状態か否かの判定について詳説す
る。図１０に示すように、ステップＢ１０において、ま
ず、現在のブレーキ踏力センサ１７の出力値のＡ／Ｄ値
Ｋと１サンプル周期前のブレーキ踏力センサ１７の出力
値のＡ／Ｄ値Ｋ_n-1との差ΔＫ（但し、ΔＫ＝Ｋ−Ｋ
_n-1）は、ブレーキ踏力センサ１７の出力値増加量であ
り、この増加量ΔＫを算出する。次に、ステップＢ２０
では、この増加量ΔＫが所定値（ここでは、２．０）以
上か否かを判定し、この増加量ΔＫが所定値以上なら、
ステップＢ４０に移行して回避制動を行う。また、ステ
ップＢ２０で、この増加量ΔＫが所定値以上でない場合
には、ステップＢ３０に移行し、ここで現在のブレーキ
踏力センサ１７の出力値Ｋ自体が所定値（ここでは、
４．０）以上か否かを判定する。そして、ステップＢ３
０で、この出力値Ｋが所定値以上なら、回避制動を行
う。即ち、ブレーキペダル１１のの踏み込みが急激に行
われたり、また、ブレーキペダル１１の踏み込み量自体
が十分に大きい場合には、回避制動を行うように判定す
るのである。

【００５６】また、上述したステップＡ１５０による、
デューティ値（ＤＵＴＹ値）の決定について詳説する。
図１１に示すように、まず、ステップＣ１０において、
モータ回転数及び回生ブレーキ力マップ（図１９の特性
Ａ参照）から最大回生ブレーキ力ＦＲｍａｘを演算し、
次に、ステップＣ２０において、ブレーキ踏力センサ１
７の出力値及び踏力−ブレーキ力マップから目標ブレー
キ力ＦＴを演算する。そして、ステップＣ３０では、最
大回生ブレーキ力ＦＲｍａｘが目標ブレーキ力ＦＴより
も大きいか否かを判定する。このステップＣ３０にて、
最大回生ブレーキ力ＦＲｍａｘが目標ブレーキ力ＦＴよ
りも大きければ、ステップＣ１６０に移行し、ＳＲ＝
４、即ち、停止モードを選択可能な状態とする。そし
て、ステップＣ１７０にて、回生指令値を目標ブレーキ
力ＦＴに応じたものに演算し、ステップＣ１７０では、
演算して求めた回生指令値のクリップ制御を行って回生
指令値を設定して出力する。

【００５７】また、ステップＣ３０にて、最大回生ブレ
ーキ力ＦＲｍａｘが目標ブレーキ力ＦＴよりも大きくな
ければステップＣ４０に移行し、回生指令値を最大回生
ブレーキ力ＦＲｍａｘに応じて設定する。そして、ステ
ップＣ５０にて、目標ブレーキ液圧ＰＴを演算して演算
し、ステップＣ６０にて、目標ブレーキ液圧ＰＴと実液
圧（検出されたブレーキ液圧）ＰＲとの差Ｍ（＝ＰＴ−
ＰＲ）を算出し、ステップＣ７０では、この差分Ｍの大
きさ（絶対値）が第１所定値（例えば、１．０）よりも
大きいか否かを判定する。このステップＣ７０にて、差
分Ｍの大きさが第１所定値よりも大であれば、これは、
急激にブレーキ液圧を要求している場合であり、ステッ
プＣ１５０において、ＳＲ＝５、即ち、禁止モードを選
択可能な状態とする。

【００５８】また、ステップＣ７０にて、差分Ｍの大き
さが第１所定値以下なら、ステップＣ８０で、差分Ｍの
大きさ（絶対値）が第１所定値よりも小さい第２所定値
（例えば、０．１）よりも小さいか否かを判定する。こ
のステップＣ８０において、差分Ｍの大きさが第２所定
値よりも小さければ、これは、ブレーキ液圧が目標領域
にあると言えるので、ステップＣ１４０にて、制御の安
定化のために、ＳＲ＝３、即ち、保持モードを選択し、
ブレーキ液圧を保持する。

【００５９】そして、ステップＣ８０にて、差分Ｍの大
きさが第２所定値よりも小さくなければ、差分Ｍの大き
さは、第２所定値と第１所定値との間であるから、この
場合には、増圧制御または加圧制御を行う。即ち、ステ
ップＣ９０で、差分Ｍが所定値（例えば、−０．１）未
満か否かを判定する。ここで、差分Ｍが所定値（−０．
１）未満なら、実液圧の方が過剰であると判定し、ステ
ップＣ１２０にて、ＳＲ＝２、即ち、減圧モードを選択
して減圧する。そして、ステップＣ１３０にて、差分Ｍ
の値に応じて、図１５に示すようなテーブルまたは図１
６に示すようなマップに基づいて、デューティ値Ｖｃ
ｏｕｎｔを計算する。

【００６０】一方、ステップＣ９０で、差分Ｍが所定値
（−０．１）未満でなければ、実液圧が不足と判定し、
ステップＣ１００にて、ＳＲ＝１、即ち、増圧モードを
選択して増圧する。そして、ステップＣ１１０では、差
分Ｍの値に応じて、図１５に示すようなテーブル、また
は、図１６に示すようなマップに基づいて、デューティ
値Ｖｃｏｕｎｔを計算する。

【００６１】なお、デューティ値Ｖｃｏｕｎｔは、図
１６に示すテーブルや図１９に示すマップに示すよう
に、差分Ｍの大きさの増加に対してステップ状に増加す
るように設定されているが、この差分Ｍに対してデュー
ティ値Ｖｃｏｕｎｔの設定は、これよりも細かなステ
ップ状にしたり、また、これよりも大まかなステップ状
にしたりすることも考えられる。

【００６２】更に、上述したステップＣ１８０による、
回生指令値のクリップ制御について詳説する。図１２に
示すように、まず、ステップＤ１０において、走行用モ
ータ２のモータ回転数ＮＥが第１所定値ＮＥ１（例え
ば、２５００ｒｐｍ）以上であるかを判定する。そし
て、このステップＣ１０にて、モータ回転数ＮＥが第１
所定値ＮＥ１以上であれば、走行用モータ２は高速域で
回転しているものであり、ステップＤ２０に移行し、こ
こで回生指令値の変動量の上限値としてのクリップ（Ｃ
ＬＩＰ）値をＶ１（クリップ電圧、例えば、０．０６
Ｖ）とする。また、ステップＣ１０にて、モータ回転数
ＮＥが第１所定値ＮＥ１より小さければステップＣ１０
０に移行し、このステップＤ１００において、走行用モ
ータ２のモータ回転数ＮＥが第２所定値ＮＥ２（例え
ば、１０００ｒｐｍ）以上であるかを判定する。そし
て、このステップＣ１００にて、モータ回転数ＮＥが第
２所定値ＮＥ２以上であれば、走行用モータ２は中速域
で回転しているものであり、ステップＤ１１０に移行
し、ここで回生指令値の変動量の上限値としてのクリッ
プ（ＣＬＩＰ）値をＶ２（クリップ電圧、例えば、０．
０４Ｖ）とする。一方、ステップＣ１００にて、モータ
回転数ＮＥが第２所定値ＮＥ２より小さければ、走行用
モータ２は低速域で回転しているものであり、ステップ
Ｄ１２０に移行し、ここで回生指令値の変動量の上限値
としてのクリップ（ＣＬＩＰ）値をＶ３（クリップ電
圧、例えば、０．０６Ｖ）とする。

【００６３】このように回生指令値の変動量の上限値と
してのクリップ（ＣＬＩＰ）値が設定されると、ステッ
プＤ３０にて、実際の回生指令値の変動量Ａを算出し、
ステップＤ４０では、この実際の回生指令値の変動量Ａ
がマイナスであるか、即ち、モータ回転数が増加してい
るかを判定する。そして、ステップＤ４０で、回生指令
値の変動量Ａがマイナスでなければ、モータ回転数が低
下しているものとし、ステップＤ５０では、回生指令値
の変動量Ａと設定したクリップ（ＣＬＩＰ）値と比較す
る。そして、回生指令値の変動量Ａがクリップ（ＣＬＩ
Ｐ）値以上であれば、ステップＤ６０にて、前回指令値
からクリップ（ＣＬＩＰ）値を減算した値を回生指令値
として出力する。

【００６４】また、ステップＤ４０にて、実際の回生指
令値の変動量Ａがマイナスであれば、モータ回転数が増
加しているものとし、ステップＤ７０では、実際の回生
指令値の変動量Ｂを算出し、ステップＤ８０にて、回生
指令値の変動量Ｂと設定したクリップ（ＣＬＩＰ）値と
比較する。そして、回生指令値の変動量Ｂがクリップ
（ＣＬＩＰ）値以上であれば、ステップＤ９０にて、前
回指令値にクリップ（ＣＬＩＰ）値を加算した値を回生
指令値として出力する。そして、ステップＤ８０にて、
回生指令値の変動量Ｂがクリップ（ＣＬＩＰ）値より小
さければ、ステップＣ１７０（図１１参照）にて算出さ
れた回生指令値を出力する。なお、ステップＤ５０に
て、回生指令値の変動量Ａがクリップ（ＣＬＩＰ）値よ
り小さければ、ステップＤ７０に移行して前述と同様の
処理を行う。

【００６５】このように回生指令値のクリップ制御で
は、単位時間当たりの回生指令値の変動量Ａ，Ｂがモー
タ回転数ごとに設定された回生指令値の変動量の上限値
としてのクリップ（ＣＬＩＰ）値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３以上
であるときには、今回算出した回生指令値を採用せず、
前回算出した回生指令値にクリップ値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３
を加算、あるいは減算することで回生指令値を制限す
る。

【００６６】即ち、走行用モータ２によって生じる回生
ブレーキ力の最大値はモータ回転数に応じて設定される
ものであり、図１３に示すように、モータ回転数の低い
領域や高い領域では、回生ブレーキ力の最大値が比較的
大きな値ではないので、この領域での単位時間当たりの
変動量は大きなくならない。しかし、モータ回転数の中
くらいの領域では、回生ブレーキ力の最大値が比較的大
きな値となるので、この領域での単位時間当たりの変動
量が大きなものとなる。すると、車体に作用する制動力
が急変することとなり、ノッキング現象が生じてブレー
キフィーリングが好ましくはない。そこで、本実施形態
では、モータ回転数の低い領域、中くらいの領域、高い
領域で、それぞれ変動量の上限値を設定している。

【００６７】従って、算出された回生指令値がこの上限
値を越えたときには、回生指令値を制限して出力するよ
うにしている。そのため、図１４に示すように、単位時
間当たりの回生変動量は大きくなることはなく、ノッキ
ング現象は抑制され、滑らかな減速となる。

【００６８】ところで、前述の処理でデューティ値が設
定されると、このデューティ値に基づいて各電磁弁１
９，２０，２１の駆動が行われる。即ち、図１７に示す
ように、ステップＥ１０において、ＳＲ＝１、即ち、増
圧モードを選択可能な状態となると、ステップＥ２０に
て、デューティ値Ｖｃｏｕｎｔが正か否かの判定を行
い、デューティ値Ｖｃｏｕｎｔが正であれば、ステッ
プＥ３０で増圧モードを設定し、ステップＥ４０にて、
デューティ値のカウント数をＶｃｏｕｎｔからＶｃ
ｏｕｎｔ−１に減らす。また、ステップＥ２０にて、デ
ューティ値Ｖｃｏｕｎｔが正でなければ、ステップＥ
５０にて、保持モードを設定する。

【００６９】また、ステップＥ１０及びステップＥ６０
の判定で、ＳＲ＝２、即ち、減圧モードを選択可能な状
態となると、ステップＥ７０にて、デューティ値Ｖｃ
ｏｕｎｔが正か否かの判定を行い、デューティ値Ｖｃ
ｏｕｎｔが正であれば、ステップＥ８０で減圧モードを
設定し、ステップＥ９０にて、デューティ値のカウント
数をＶｃｏｕｎｔからＶｃｏｕｎｔ−１に減らす。
また、ステップＥ７０にて、デューティ値Ｖｃｏｕｎ
ｔが正でなければ、ステップＥ１００にて、保持モード
を設定する。

【００７０】更に、ステップＥ１０及びステップＥ６
０、ステップＥ１１０の判定で、ＳＲ＝３、即ち、保持
モードを選択可能な状態となると、ステップＥ１２０に
て、保持モードを設定する。また、ステップＥ１０，６
０，１１０，１３０の判定で、ＳＲ＝４、即ち、停止モ
ードを選択可能な状態となると、ステップＥ１４０に
て、停止モードを設定する。そして、ステップＥ１０，
６０，１１０，１３０の判定で、ＳＲ＝５、即ち、禁止
モードを選択可能な状態となると、ステップＥ１４０に
て、禁止モードを設定する。

【００７１】このようにして各電磁弁１９，２０，２１
を適宜制御することで、図１９に示すように、全ブレー
キ力に対する回生ブレーキ力を割合を高めて、ブレーキ
エネルギをより効率的に電気エネルギとして回収できる
ようになる。なお、図１９にエネルギ回収率曲線の一例
を示すが、従来例（図２１）に比べて、特にブレーキ踏
力の小さな領域でエネルギ回収率が大きく向上し、全体
として、効率的に電気エネルギとして回収できるように
なる。

【００７２】この結果、電気自動車の１回当たりの充電
（外部充電）での走行距離、即ち、航続距離を大きく伸
長させることができるようになる。電流量（Ａｈ）に基
づいたシミュレーションの結果では、例えば、１６％程
度の走行距離の向上が期待される結果を得ることができ
た。また、実車を用いた試験では、例えば、１０％程度
の走行距離の向上が期待される結果を得ることができ
た。また、ブレーキ液圧自体を直接制御するのでなく、
ブレーキ液圧自体を負圧式ブースタ１２を通じて制御す
るので、良好なブレーキフィーリングを発揮してブレー
キ制御を行うことができる。

【００７３】なお、上述の実施形態において、本発明の
電気自動車の制動制御装置を回生制動併用式ブレーキ装
置として説明したが、電気自動車の回生制動ブレーキ装
置でも良い。

【００７４】

【発明の効果】以上、実施形態を挙げて詳細に説明した
ように本発明の電気自動車の制動制御装置によれば、車
両にバッテリと駆動用電動機が搭載された電気自動車に
おいて、電動機の回転数に基づいて回生制動力を算出す
る回生制動力算出手段と、算出された回生制動力に基づ
いて電動機への回生指令値を算出する回生指令値算出手
段と、算出された回生指令値の単位時間当たりの変動量
が予め設定された変動制限量を越えたときは回生指令値
に変動制限量を加減算したものを回生指令値として出力
する回生指令値制限手段と、この回生指令値に基づいて
電動機の回生制動力を制御する回生制動力制御手段とを
設けたので、回生指令値の変動量が変動制限量を越えて
いた場合には、車体に作用する制動力が急変することと
なるので、回生指令値の変動量を抑制して電動機の回生
制動力が急変しないように制御されることとなり、電動
機の振動の発生が抑制され、車体に対して良好な回生制
動力が作用し、モータの回転数の拘らず、ブレーキフィ
ーリングを向上することができる。

【００７５】また、本発明の電気自動車の制動制御装置
によれば、車両に搭載されたバッテリによって駆動する
電動機に回生制動力を発生させる回生制動装置と車輪に
直接作用する機械式ブレーキ装置とを装着し、ブレーキ
ペダルの踏力が倍力機構を介して入力されて踏力を液圧
に変換して出力するマスターシリンダと、車輪に装着さ
れてマスターシリンダから出力された液圧を受けて車輪
にブレーキ力を与えるブレーキ作動部材と、ブレーキペ
ダルの作動を検出するブレーキペダル作動検出手段と、
ブレーキペダル作動検出手段の検出結果に基づいて運転
者の要求する要求制動力を算出する要求制動力算出手段
と、電動機の回転数から最大回生制動力を算出する回生
制動力算出手段と、要求制動力と最大回生制動力に基づ
いて電動機への回生指令値を算出する回生指令値算出手
段と、この回生指令値の単位時間当たりの変動量が予め
設定された変動制限量を越えたときは回生指令値に変動
制限量を加減算したものを回生指令値として出力する回
生指令値制限手段と、回生指令値に基づいて電動機の回
生制動力を制御する回生制動力制御手段と、要求制動力
と電動機の回生制動力とに基づいて機械ブレーキ力を算
出する機械ブレーキ力算出手段と、この機械ブレーキ力
に基づいて倍力機構を制御する機械ブレーキ力制御手段
とを設けたので、回生制動力を十分に発揮させてブレー
キエネルギの電気エネルギへの回収率を高めることで、
エネルギを有効利用することができる一方、車両はモー
タ回転数に拘らず、回生制動力の単位時間当たりの変動
量は大きくならず、電動機の振動の発生を抑制して車体
に対して良好な回生制動力を作用させることで、ブレー
キフィーリングを向上することができる。

【００７６】また、本発明の電気自動車の制動制御装置
によれば、予め設定された変動制限量を電動機の回転数
に応じて異なるように設定したので、モータ回転数の低
い領域や高い領域では、モータ回転数に応じた回生制動
力の最大値が比較的小さな値で単位時間当たりの変動量
も大きくはならないので、変動制限量を高く設定する一
方、モータ回転数の低い領域と高い領域の間の中くらい
の領域では、回生制動力の最大値が比較的大きな値で単
位時間当たりの変動量が大きくなるので、変動制限量を
低く設定することとなり、車体に対してモータ回転数に
応じた回生制動力が作用することとなり、良好なブレー
キフィーリングを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車の制動制
御装置としての回生制動併用式ブレーキ装置の概略構成
を表す制御ブロック図である。

【図２】本実施形態の電気自動車の回生制動併用式ブレ
ーキ装置の倍力機構を示す断面図である。

【図３】ブレーキ装置における倍力機構の電磁弁制御を
表す概略図である。

【図４】ブレーキ装置における倍力機構の電磁弁制御を
表す概略図である。

【図５】ブレーキ装置における倍力機構の電磁弁制御を
表す概略図である。

【図６】ブレーキ装置における倍力機構の電磁弁制御を
表す概略図である。

【図７】ブレーキ装置における制御ブロック図である。

【図８】ブレーキ装置におけるブレーキ力算出処理の制
御ブロック図である。

【図９】ブレーキ装置におけるブレーキ力制御を表すメ
インフローチャートである。

【図１０】ブレーキ装置における非常回避制御を表すフ
ローチャートである。

【図１１】ブレーキ装置における電磁弁のデューティ値
の決定を表すフローチャートである。

【図１２】ブレーキ装置における回生指令値の制限制御
を表すフローチャートである。

【図１３】モータ回転数に応じた制限指令値を表すグラ
フである。

【図１４】制限指令値によって制御した回生変動量の変
化を表すグラフである。

【図１５】ブレーキ装置における電磁弁のデューティ値
に関するテーブルである。

【図１６】ブレーキ装置における電磁弁のデューティ値
に関する設定特性を示すグラフである。

【図１７】ブレーキ装置における電磁弁の駆動制御を示
すフローチャートである。

【図１８】ブレーキ装置における電磁弁の駆動制御内容
を説明するテーブルである。

【図１９】本実施形態のブレーキ装置のブレーキ力特性
を表すグラフである。

【図２０】従来の電気自動車の回生制動併用式ブレーキ
装置の概略構成図である。

【図２１】従来の電気自動車の回生制動併用式ブレーキ
装置のブレーキ力特性を表すグラフである。

【図２２】従来の回生変動量の変化を表すグラフであ
る。

【符号の説明】

２モータ（発電機）３バッテリ１１ブレーキペダル１２負圧式ブースタ（真空倍力機構付きマスタシリン
ダ）１２Ａマスターシリンダ１３バキュームタンク１５モータコントローラ１８Ａオペレーティングロッド１８Ｂ負圧制御ピストン１８Ｃ負圧制御シリンダ１９，２０，２１電磁弁２３Ｌ，２３Ｒ，２４Ｌ，２４Ｒブレーキ作動部材２６回生制御部２７倍力指令部及び負圧制御部２８ブレーキコントローラ２９電流センサ３０液圧センサ３１踏力センサ入力部３２液圧センサ入力部３３モータ回転数入力部３４ブレーキスイッチ入力部３９コンピュータ５４前部シェル室（負圧室）５５後部シェル室（制御室）５８制御弁６３開口部７１空気室７２大気圧室７３シリンダ制御ポート７４仕切り７５空気孔７６ブースタ倍力制御ポート１０１回生制動力算出手段１０２回生指令値算出手段１０３回生指令値制限手段１０４回生制動力制御手段２０１要求制動力算出手段２０２機械ブレーキ力算出手段２０３機械ブレーキ力制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載されたバッテリと、該バッテ
リに電気的に接続されて出力軸が該車両の駆動輪に連結
された電動機と、該電動機の回転数に基づいて回生制動
力を算出する回生制動力算出手段と、該回生制動力算出
手段によって算出された回生制動力に基づいて前記電動
機への回生指令値を算出する回生指令値算出手段と、該
回生指令値算出手段によって算出された回生指令値の単
位時間当たりの変動量が予め設定された変動制限量を越
えたときは前記回生指令値に該変動制限量を加減算した
ものを回生指令値として出力する回生指令値制限手段
と、前記回生指令値算出手段によって算出された回生指
令値あるいは前記回生指令値制限手段によって制限され
た回生指令値に基づいて前記電動機の回生制動力を制御
する回生制動力制御手段とを具えたことを特徴とする電
気自動車の制動制御装置。
【請求項２】車両に搭載されたバッテリによって駆動
する電動機に回生制動力を発生させる回生制動装置と車
輪に直接作用する機械式ブレーキ装置とを有する電気自
動車の制動制御装置において、ブレーキペダルの踏力が
倍力機構を介して入力されて該踏力を液圧に変換して出
力するマスターシリンダと、前記車輪に装着されて該マ
スターシリンダから出力された液圧を受けて該車輪にブ
レーキ力を与えるブレーキ作動部材と、前記ブレーキペ
ダルの作動を検出するブレーキペダル作動検出手段と、
該ブレーキペダル作動検出手段の検出結果に基づいて運
転者の要求する要求制動力を算出する要求制動力算出手
段と、前記電動機の回転数から最大回生制動力を算出す
る回生制動力算出手段と、前記要求制動力算出手段によ
って算出された要求制動力及び前記回生制動力算出手段
によって算出された最大回生制動力に基づいて前記電動
機への回生指令値を算出する回生指令値算出手段と、該
回生指令値算出手段によって算出された回生指令値の単
位時間当たりの変動量が予め設定された変動制限量を越
えたときは前記回生指令値に該変動制限量を加減算した
ものを回生指令値として出力する回生指令値制限手段
と、該回生指令値算出手段によって算出された回生指令
値あるいは前記回生指令値制限手段によって制限された
回生指令値に基づいて前記電動機の回生制動力を制御す
る回生制動力制御手段と、前記要求制動力算出手段によ
って算出された要求制動力と前記回生制動力制御手段に
よって制御される前記電動機の回生制動力とに基づいて
機械ブレーキ力を算出する機械ブレーキ力算出手段と、
該機械ブレーキ力算出手段によって算出された機械ブレ
ーキ力に基づいて前記倍力機構を制御する機械ブレーキ
力制御手段とを有することを特徴とする電気自動車の制
動制御装置。
【請求項３】請求項１または２記載の電気自動車の制
動制御装置において、前記変動制限量は前記電動機の回
転数に応じて異なることを特徴とする電気自動車の制動
制御装置。