JPH11308886A - 電気制御ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気式ブレーキでありながら、低速域でも強い
ブレーキ力が得られるようにした電気制御ブレーキ装置
を提供する。 【解決手段】車両の車輪１の回転方向を検知する回転方
向センサ２と、車輪１に結合された電動モータ３と、電
動モータ３へ電流を供給する電源４と、ブレーキペダル
５の踏力を検知するブレーキセンサ６と、ブレーキセン
サ６からの信号に応じて車輪回転方向とは反対方向の駆
動トルクを発生すべく電動モータ３への供給電流を制御
する制御回路７と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気制御ブレーキ装
置に関し、更に詳細には一般走行車両や産業機械などの
制動装置として好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、車両等に用いられている
ブレーキは固体摩擦を利用した機械式のものが一般的で
ある。これはドラム式とディスク式に大別されるが、い
ずれも運動エネルギーを熱に変換することで制動力を得
るようにしたものであって、構造が比較的簡単で信頼性
が高くまた車両速度にほぼ関係なく強力な制動力が得ら
れるという利点がある。

【０００３】しかし、これら機械式ブレーキは金属板
（あるいはドラム）に硬い焼結材（パッド）を圧接して
制動力を得るようにしているので、焼結材が摩滅して摩
滅粉が発生したり高熱によってガスが発生するという問
題がある。

【０００４】しかも、焼結材の残存厚が一定以下になる
と安全上の問題が生ずるため、定期点検が不可欠であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、摩擦を利用し
ないブレーキとして電気式リターター（例えば、特開平
８−１３３０３３号公報参照）が提案されている。

【０００６】しかし、この種のものは比較的高速域では
大きなブレーキ力が得られるが、車速を緩慢に低速域ま
で落とす場合には、中速以下では有効な制動力は得られ
ない。また高速域から低速域まで所望のブレーキ力に制
御することができず、常用ブレーキとして適さない。

【０００７】本発明はかかる従来の問題点を解決するた
めになされたもので、電気式ブレーキでありながら、低
速域でも強いブレーキ力が得られるようにした電気制御
ブレーキ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は電気制御ブレー
キ装置であり、前述した技術的課題を解決するために以
下のように構成した。すなわち、車両の車輪１の回転方
向を検知する回転方向センサ２と、この車輪１に結合さ
れた電動モータ３と、この電動モータ３へ電流を供給す
る電源４を備えている。 （回転方向センサ２）回転方向センサ２としては直流発
電機や複式のロータリーエンコーダ等が例示できる。 （電動モータ３）直流または交流のモータが例示でき、
フロントアクスル、リアアクスルに内蔵することができ
る。

【０００９】電動モータ３は制動用モータとして設けら
れるが、駆動用モータと兼用してもよい。駆動用モータ
と兼用するときは、通常のエンジンと同様に駆動系を介
して駆動輪に接続することができる。車両の駆動用とし
て使用するときは、効率や制御の容易性から交流永久磁
石式同期発電機が好適である。 （電源４）各種の走行用バッテリが使用される。具体的
にはニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチ
ウム電池等が使用できる。

【００１０】また本発明では、ブレーキペダル５の踏力
を検知するブレーキセンサ６と、このブレーキセンサ６
からの信号に応じて電源４から電動モータ３への供給電
流を制御する制御回路７とを備えている。 （ブレーキセンサ６）ブレーキセンサ６としてはストレ
インセンサ、ポテンショメータ等が好適である。また、
制御回路７としてはサイリスタチョッパや直流交流相互
変換機能を有する周波数可変型インバータが例示でき
る。 （制御回路７）ブレーキセンサ６からの信号の他、アク
セル開度センサ、走行負荷センサ、速度センサ、エアコ
ンセンサ、吸入圧センサ（エンジン併用車の場合）、外
気温センサ等からの各種信号を入力することができ、走
行環境に応じた制御が可能となる。

【００１１】前記した構成において、ブレーキセンサ６
からの信号により検知される減速度に応じて電動モータ
３への電流を制御して、車輪１の回転方向とは逆回転と
なるべき電流を電動モータ３に与える。ここで電流とは
単に直流における概念ではなく、交流における有効電
圧、波形、周波数、位相等を含む制御用電力すべてを含
むものである。なお、制動時にあっても車輪１が実際に
逆回転を開始するわけではないのは勿論である。このよ
うな制御によって、高速域から低速域まで所望のブレー
キ力を保持できる。

【００１２】また本装置では、電動モータ３の他に駆動
用モータが別個に設けられる場合は、緩やかな減速は駆
動側の発電モードで減速し、低速時に強力な制動力が必
要なとき、電動モータ３に車輪１の回転方向とは逆回転
となるべき電流を与えるように制御することができる。

【００１３】一方、電動モータ３が駆動用モータを兼用
するときは、緩やかな減速が必要な場合には在来方式の
発電モードで減速し、低速時に強力な制動力が必要な場
合には車輪１の回転方向とは逆回転となるべき電流を与
えるように制御することも可能である。

【００１４】以上のように本装置では、特に低速域にお
いて強い制動力が期待できる。

【００１５】また本装置はいわゆるエンジンとモータを
併用したハイブリッド方式の駆動系、すなわちパラレル
ハイブリッドあるいはシリーズハイブリッドのいずれの
方式にも適用可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電気制御ブレーキ
装置を図１から図２に示される実施形態について更に詳
細に説明する。本実施形態として電気自動車に適用した
例を述べる。車両（図示せず）には４組の車輪１が設け
られており、夫々に回転方向を検知する回転方向センサ
２が取り付けられている。さらに各車輪１には電動モー
タ３が接続されている。

【００１７】車両には、前記電動モータ３への電流を供
給するための電源、すなわち走行用バッテリ４が搭載さ
れている。そしてこの走行用バッテリ４と電動モータ３
との間には制御回路７が介挿され、電動モータ３をブレ
ーキとして作動させたり動力用モータとして作動させる
ようになっている。制御回路７にはマイクロプロセッサ
が含まれており、様々な入力を総合的に判断して電動モ
ータ３を制御するプロトコルが組み込まれている。

【００１８】ブレーキペダル５には、この踏力を検知す
るブレーキセンサ６が設けられている。また、アクセル
ペダル８にはアクセルセンサ９が設けられており、アク
セル開度が検知できるように構成されている。

【００１９】前記ブレーキセンサ６とアクセルセンサ９
の各信号は制御回路７に入力され、これらセンサで検出
された減速度に応じて電動モータ３への電流を制御して
車輪１の回転方向とは逆回転となるべき電流を電動モー
タ３に与えるよう構成されている。

【００２０】その基本動作を図２により説明すると、ス
テップ１０で装置が作動を開始した後、ブレーキが踏ま
れると（ステップ１１）この信号が制御回路７に入力さ
れ（ステップ１２）、電動モータ３へ現在の回転方向と
は逆回転となるべき電流を供給する（ステップ１３）。
ステップ１２では車輪の回転方向が検知され、誤った判
断（例えば、ブレーキを踏んだのに増速するなど）を防
止している。

【００２１】これらの動作により車輪が制動され車速が
低下する。ここでブレーキ量と車速の変化を監視するル
ープが形成され、希望速度にまで低下した時点でループ
が終了する（ステップ１４） このように車輪を逆回転させる方向に制御を行うと、仮
にアイスバーンのように極めて滑り易い路面で強い制動
をかけると車輪１が一瞬逆回転を起こし、コントロール
を失うことが考えられるが、本発明では回転方向センサ
２により常に回転方向を監視しているため実際に逆回転
あるいはロックしそうな状態になると、車輪１の逆回転
制御を停止し、車輪のグリップを回復させる。したがっ
て、アンチロック機能をも備えており滑り易い路面での
安全性にも優れている。

【００２２】さらに、各車輪に電動モータ３と回転方向
センサ２を設けた場合には、すべての車輪で独立したア
ンチロック制御が可能となり、各車輪が接地している路
面のμを高速で検知して最大の制動力を得るフルチャン
ネルアンチロック機能を実現することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、減速度に
応じて電動モータへの電流を制御して車輪の回転方向と
は逆回転となるべき電流を電動モータに与えるよう構成
したので、電気的な制御だけで高速から低速まで大きな
制動力が得られる。

【００２４】このため、機械式ブレーキでは避けられな
かった粉塵やガスの発生はなく、保守整備の頻度も著し
く減少させることができる。

【００２５】また、機械式ブレーキを併用した場合でも
その使用が僅かで済むため環境に与える影響は極めて少
ないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である電気制御ブレーキ装
置のブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態である電気制御ブレーキ装
置のフローチャート図である。

【符号の説明】

１ 車輪 ２ 回転方向センサ ３ 電動モータ ４ ２次電池 ５ ブレーキペダル ６ ブレーキセンサ ７ 制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の車輪の回転方向を検知する回転方向
   センサと、車輪に結合された電動モータと、電動モータ
   へ電流を供給する電源と、ブレーキペダルの踏力を検知
   するブレーキセンサと、ブレーキセンサからの信号に応
   じて車輪回転方向とは反対方向の駆動トルクを発生すべ
   く電動モータへの供給電流を制御する制御回路とを備え
   ていることを特徴とする電気制御ブレーキ装置。
2. 【請求項２】前記電動モータは車両の駆動用モータと兼
   用である請求項１に記載の電気制御ブレーキ装置。