JPH1156000A - 電磁制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁場の中で導体から構成されるローターを回
転させ、ローターに流れる渦電流によって回転エネルギ
ーを熱に変換して制動トルクを発生する電磁制動装置に
おいて、周辺の環境条件に係わらず、電磁コイルの通電
電流を一定にすることで、常に同量の制動量を与える電
磁制動装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 動力供与手段１１の固定部側１１Ａに設
けられた複数の電磁コイル１２に接続されたスイッチン
グ手段１４Ａと、外部制御データＤ１，荷重センサ，ブ
レーキ位置センサ等の情報Ｄ４，Ｄ５に基づいてスイッ
チング手段１４ＡにスイッチングデータＤ２を出力する
制御手段１５Ａとを具備し、電磁コイル実電流及び過電
流検出信号から、電磁コイル１２に流れる電流のＯＮ／
ＯＦＦ比をフィードバック制御し、電磁コイル１２の通
電電流を定電流制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁制動装置に
関するものであり、更に詳しく言えば、回転するドラム
に磁場を与え、ドラムに流れる渦電流によって回転エネ
ルギーを熱に変換して制動トルクを発生し、その熱を発
散するようにした制動装置の制御機能に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図８は例えば特開平３−２３９１９９号
公報に示された従来の電磁制動装置の構成図を示したも
のである。図において、１１は中大型貨物自動車等の駆
動タイヤに動力を供給する例えばエンジンからなる動力
供与手段ある。この動力供与手段１１の固定部側１１Ａ
には、複数のソレノイドＬ１〜Ｌ８からなる電磁コイル
１２が設けられ、回転軸側には導体で構成されるドラム
１３が設けられている。そして、ドラム１３には回転駆
動軸１１Ｂにより駆動タイヤ１６が連結されている。

【０００３】１４は電磁コイル１２のソレノイドＬ１，
Ｌ２に接続されたスイッチング手段、１５は外部制御デ
ータＤ１に基づいてスイッチング手段１４にスイッチン
グデータＤ２（電磁コイル通電電流）を出力する制御手
段である。制御手段１５は電磁コイル１２に流れる電磁
コイル通電電流のＯＮ／ＯＦＦの比（デューティ比）を
制御する。

【０００４】次に従来装置の動作について説明する。先
ず、この電磁制動装置は固定部側１１Ａに設けられた電
磁コイル１２より発生した磁場の中で、ローター１３を
回転させ、ローター１３に流れる渦電流によって回転エ
ネルギーを熱に変換して制動トルクを発生する。電磁制
動装置により制動トルクを発生させる場合は、動力供与
手段１１の固定部側１１Ａに設けられた８個のソレノイ
ドＬ１〜Ｌ８を４５度置きに配置して構成した電磁コイ
ル１２に流れる電流を無段階にＯＮ／ＯＦＦ制御するこ
とで制動トルクの変化を円滑に行なわす。

【０００５】スイッチング手段１４には、複数のソレノ
イドＬ１〜Ｌ８を各々一対一に接続した半導体スイッチ
（例えば電解効果トランジスタ）が使用される。また、
各々の半導体スイッチの入力（ゲート）は、スイッチン
グ手段１４に共通接続されており、スイッチングデータ
Ｄ２は全ての半導体スイッチに共通に作動する。

【０００６】制御手段１５は、ＣＰＵを使用した一般的
なコントロールユニットであり、制動トルク量としては
ドライバーが設定できるレバー選択データやその他のデ
ータ（車両回転数，ブレーキスイッチ，アクセルスイッ
チ等）、即ち外部制御データＤ１を入力している。

【０００７】制御手段１５は、外部制御データＤ１の組
み合わせにより最適な制動トルク量を演算し、この制動
トルク量に比例してスイッチング手段１４に対する通電
期間（電流のＯＮ／ＯＦＦ比を可変）を変化させた一定
周期のパルス（スイッチングデータＤ２）を連続的に出
力する。これにより、電磁コイル１２には、スイッチン
グデータＤ２の駆動パルスのデューティ比に比例した目
標電磁コイル通電電流による電流が流れ、制動トルクを
無段階に切り替える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁制動装置
は、以上のように構成されているので、制御手段１５に
より制動トルク量に応じた駆動パルスのデューティ比が
正確に演算されていても、電磁コイル１２の実電流は、
制御手段１５から出力されるスイッチングデータＤ２が
スイッチング手段１４を経て電磁コイル１２を駆動する
だけのオープンループで制御されているため、下記要因
によっては、電磁コイル１２の実電流が制御手段１５で
設定された目標電磁コイル通電電流の２〜３倍以上変動
してしまうという問題点があった。

【０００９】各々の電磁コイルの内部抵抗バラツキ（製
造・素材バラツキ）、電磁コイルの温度特性（低温：コ
イル抵抗小，高温：コイル抵抗大）、電源（バッテリ）
電圧の変動（１４Ｖ〜３２Ｖの範囲で変動）により制御
手段１５で設定されたデューティ比による目標電磁コイ
ル通電電流と電磁コイル１２に流れる実際の電流にかな
りの差が生じるため、車両の制動トルク量がドライバー
の意志に同調しなくなりドライバーに不快感を与えると
いう問題点があった。

【００１０】また、従来の電磁制動装置は電流制御をオ
ープンループで行っていたため、電磁コイルのレアショ
ート等の故障で過大な電流が流れた時に即座にその故障
を検出することができず最悪の場合にはスイッチング手
段を構成する半導体素子が焼損し装置に過大な被害を及
ぼしかねないという問題点があった。

【００１１】また、中大型トラックに使用されている電
磁制動装置は、トラックの積載量に係わらず常に一定の
制動量を与えるため、積載量の大小（空荷〜満載）によ
って制動力にバラツキが生じて制動停止距離に差が生じ
るという問題点があった。

【００１２】また、従来の電磁制動装置はブレーキペダ
ルのＯＮ／ＯＦＦのみで制動量を制御していたため、ド
ライバーのブレーキペダル踏み込み量と実際の制動量と
の間に違和感があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電磁コイルの内部抵抗値バラツ
キや温度による内部抵抗値変化あるいは、電源電圧の変
動などの環境条件による通電電流変動にも拘わらず、電
磁コイルに流す電流を目標とする制動トルクが得られる
電流とし、常に必要とする制動力を発生することができ
る電磁制動装置を得ることを目的とする。

【００１４】また、中大型トラックの積載量が変化した
場合にこの変化に応じた制動量を与え、常に必要とされ
る制動力を発生することができる電磁制動装置を得るこ
とを目的とする。

【００１５】更に、車両ブレーキの変化速度に比例した
制動量を得ることができる電磁制動装置を得ることを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る電
磁制動装置は、導体から構成される回転体に回転駆動力
を供与する動力供与手段と、前記回転体に制動トルクを
発生させる磁場を与える電磁コイルと、所望の制動トル
クを発生させる励磁電流を前記電磁コイルに流す電流出
力手段と、この電流出力手段に対し、所望の制動トルク
に対応した励磁電流出力制御信号を出力する制御手段
と、前記電磁コイルに流れる励磁電流を検出して前記制
御手段に出力する励磁電流検出手段とを備え、前記制御
手段は入力された励磁電流に基づいて電流出力制御信号
を制御し、前記電流出力手段に所望の制動トルクに対応
した励磁電流を出力させるものである。

【００１７】請求項２の発明に係る電磁制動装置は、回
転体にかかる荷重を測定する荷重測定手段を備え、前記
制御手段は荷重測定結果より回転体に制動トルクを発生
させる励磁電流を演算し、制動トルク発生させる時に前
記演算された励磁電流に対応した励磁電流出力制御信号
を出力するものである。

【００１８】請求項３の発明に係る電磁制動装置は、前
記制御手段は、漸次増加する制動力発生指令に応じて励
磁電流の増加を制御する励磁電流出力制御信号を電流出
力手段に出力するものである。

【００１９】請求項４の発明に係る電磁制動装置は、電
磁コイルに流れる電流を検出し、過大電流検出時に電流
出力手段に対して動作停止信号を出力する過電流検出手
段を備えたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明を実施の形態１を図につ
いて説明する。図１は本実施の形態に係る電磁制動装置
の構成図である。図において、１１は動力供与手段とし
ての例えば車両用のエンジンである。この動力供与手段
１１は中大型貨物自動車等の駆動タイヤ１６にドラム
（回転体）１３を介して動力を供給する。

【００２１】また、１２は動力供与手段１１の固定部側
１１Ａに設けられた複数、例えば従来例と同様に８個の
ソレノイドＬ１〜Ｌ８を４５度間隔で配置した電磁コイ
ル、１４Ａは電磁コイル１２の各ソレノイドＬ１〜Ｌ８
に接続されたスイッチング手段、１７は電磁コイル１２
に通電されている電流を測定する電流測定回路（励磁電
流検出手段）、１５Ａは外部制御データＤ１および車両
荷重データ（荷重測定結果）Ｄ４、ブレーキ位置データ
Ｄ５に基づいてスイッチング手段１４にスイッチングデ
ータＤ２を出力する制御手段である。

【００２２】制御手段１５Ａは、電流測定回路１７で測
定された電磁コイル実電流データＤ３をフィードバック
入力とし、前記電磁コイル１２に流れるＰＷＭ変調され
た電磁コイル通電電流のＯＮ／ＯＦＦの比（デューティ
比）を制御する。

【００２３】次に本実施の形態に係る制御手段１５Ａを
図２について説明する。図において、２１は例えば外部
制御データＤ１により駆動タイヤ１６の最適制動量を演
算するＣＰＵであり、このＣＰＵ２１は例えば外部制御
データＤ１、電流測定回路１７にて測定された電磁コイ
ル実電流データＤ３より目標電磁コイル通電電流データ
（スイッチングデータ）Ｄ２を演算する。

【００２４】２３は駆動回路であり、この駆動回路２３
はスイッチングデータＤ２に基づき、電磁コイル１２の
通電電流量を決めるデューティ比を有したＰＷＭ波形信
号を生成し、スイッチング手段４Ａを構成する電界効果
トランジスタ２４のゲートに出力する。２８は電流測定
回路１７にて測定された電磁コイル実電流データＤ３よ
り過電流検出時に駆動回路２３の機能を停止する過電流
検出回路（過電流検出手段）であり、電圧変換された電
磁コイル実電流データＤ３と過電流相当の設定電圧レベ
ルとを比較するコンパレータ素子が使用されている。
尚、ＣＰＵ２１はＲＯＭ，ＲＡＭの記憶回路２２に記憶
された演算処理データ、プログラムに基づいて演算処理
を行う。

【００２５】電流測定回路１７は、電界効果トランジス
タ２４−１のソースとアース間に接続された電流検出素
子（シャント抵抗）２６の両端に発生した電圧を電流電
圧変換回路２７で検出し、電流を電圧変換して電磁コイ
ル実電流データＤ３としてＣＰＵ２１に入力する。電磁
コイル１２の各ソレノイドＬ１〜Ｌ８の一端はそれぞれ
図示しない電界効果トランジスタ２４−１〜２４−８の
ドレインに接続され、また各他端はバッテリＢのプラス
端子に共通接続されている。電界効果トランジスタ２４
−１〜２４−８は、それぞれのドレインとバッテリＢの
プラス端子間にダイオードを逆方向接続し、そのダイオ
ードはフライホイールダイオード２５を形成している。

【００２６】次に本実施の形態の動作について説明す
る。ＣＰＵ２１やＲＯＭ，ＲＡＭを始めとするその他の
回路２２を搭載した制御手段１５Ａにおいて、車両から
外部制御データＤ１等の種々情報がＣＰＵ２１に入力さ
れと、その情報の組み合わせによってＣＰＵ２１は最適
制動量を演算する。次にＣＰＵ２１は演算された最適制
動量を予めＲＯＭ等の記憶装置に格納されているデータ
マップ（電磁コイル１２の通電電流と制動トルクの相関
関係マップ）を補間演算することで、目標電磁コイル通
電電流データＤ２を算出して駆動回路２３に出力する。

【００２７】演算された目標電磁コイル通電電流データ
Ｄ２は、一定期間の周波数のＯＮ期間を可変するＰＷＭ
波形駆動データである。故に、ＣＰＵ２１は、目標電磁
コイル通電電流に比例したＰＷＭ波形のデューティ比を
設定し、駆動回路２３へ設定されたデューティ比のＰＷ
Ｍ波形信号を目標電磁コイル通電電流データＤ２として
入力する。

【００２８】駆動回路２３はスイッチング素子２４を駆
動するためのＩ／Ｆ回路であり、例えばＮＰＮトランジ
スタ等の増幅素子により、ＰＷＭ波形信号の電圧レベル
５Ｖを１２Ｖの電圧レベルに増幅する。また、ＰＷＭ波
形信号をそのゲートに入力するスイッチング素子２４の
ドレインは、一端がバッテリＢのプラス端子に共通接続
された電磁コイル１２のソレノイドの他端に接続されい
る。また、スイッチング素子２４のソースはシャント抵
抗２６を通してアースに接続されているため、スイッチ
ング素子２４はＰＷＭ波形信号によりＯＮする期間だ
け、電磁コイル１２に通電して磁界を生じさせる。

【００２９】フライホイールダイオード２５は、スイッ
チング素子２４がＯＮからＯＦＦに移行したときに発生
するサージ電圧からスイッチング素子２４を保護すると
共に、サージ電圧をバッテリＢに帰還させるためのもの
である。スイッチング素子２４に流れる電磁コイル通電
電流は、スイッチング素子２４に接続された電流検出素
子２６を構成するシャント抵抗２６を経てアースに流れ
る。

【００３０】電磁コイル電流の通電によりシャント抵抗
２６の両端に発生した電圧は、電流電圧変換回路２７に
おいてＣＰＵ２１内のＡ／Ｄ変換器で読み取れる電圧レ
ンジ（０Ｖ〜５Ｖ）までに増幅される。尚、電流検出素
子は、シャント抵抗２６に代えて非接触電流センサやス
イッチング素子２４の飽和電圧を使用しても良い。

【００３１】電流電圧変換回路２７の出力は、電磁コイ
ル実電流データＤ３としてＣＰＵ２１内のＡ／Ｄ変換部
に入力される。ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換された電磁コ
イル実電流データＤ３と予め設定された目標電磁コイル
通電電流の値を比較し、電磁コイル実電流＞該目標電磁
コイル電流の時には、スイッチングデータＤ２のデュー
ティ比を小さく（ｔ１小）する。また、電磁コイル実電
流＜目標電磁コイル電流の時には、スイッチングデータ
Ｄ２のデューティ比を大きく（ｔ１大）することで、電
磁コイル通電電流量が目標電磁コイル通電電流量に収束
するようにフィードバック制御する。

【００３２】スイッチングデータＤ２のＰＷＭ波形のデ
ューティ比と電磁コイル電流の一般的な関係を表した図
３の特性図より明らかなように、ＯＮ期間をｔ１，ＯＦ
Ｆ期間をｔ２としたデューティ比｛ｔ１／（ｔ１＋ｔ
２）｝のＰＷＭ波形では、ＯＮ期間（ｔ１）が長くなる
ほど、電磁コイル通電電流が大きくなるような略比例関
係にある。本実施の形態はこの比例関係を利用して、デ
ューティ比をＣＰＵ２１で増減する演算を行うことで、
電磁コイル通電電流を目標電磁コイル通電電流値に調整
して最終的には制動トルクを一定にしている。

【００３３】また電磁コイル実電流データＤ３は過電流
検出回路２８に入力され、コンパレータ素子において予
め設定された過電流相当の設定電圧レベルと比較され
る。過電流検出回路２８において何らかの原因（例えば
スイッチング素子の破壊、電磁コイル１２のレアショー
ト）で電磁コイル１２に過電流が流れたことを比較結果
より検出すると駆動回路２３に機能を停止する信号を出
力してスイッチング素子２４の通電を停止し、図示しな
い機械的な方法による制動動作に切り替える。この結
果、バッテリ電圧の変動や電磁コイルの抵抗値変化など
の周辺環境条件に左右されることなく、ドライバーが希
望する制動量を得られるという効果がある。

【００３４】実施の形態２． 上記実施の形態１は電磁コイル実電流データＤ３をフィ
ードバック制御し、電磁コイル実電流を目標電磁コイル
通電電流に合わせることで常に予め設定された制動量を
得るようにしたが、本実施の形態は中大型トラックの荷
物積載量に応じて制動量を変え、荷物積載量に拘わらず
制動停止距離を一定にすることを目的とする。

【００３５】図４に示すように一般的に中大型トラック
３１は、荷物を積載して走行するため積載物３２の量に
よって車両重量が変わる。そのため、車両重量変化に関
係なく予め設定した制動量によって車両に制動をかけよ
うとすると車両重量に対応した制動力が発生せず、一定
の制動停止距離内で車両停止を行えないという問題点が
ある。

【００３６】従って、本実施の形態は駆動輪３３を支え
るサスペンション近辺に車両荷重測定用ハイトセンサ
（荷重測定手段）３４を取付、積載物３２の積載量によ
り変化する車両重量を車両荷重測定用ハイトセンサ３４
でストローク変化量（Δｈ）にて検出する。そしてスト
ローク変化量（Δｈ）をスイッチングデータＤ２に反映
させて駆動回路２３に入力することで、積載物３２の積
載量の変化に拘わりなく一定の制動停止距離内で車両停
止できる制動力を発生させる。

【００３７】尚、車両荷重測定用ハイトセンサ３４に
は、サスペンションの位置を抵抗値に変換する可変抵抗
器を使用しているが、光学式の非接触位置検出装置かサ
スペンションのバネひずみ測定装置を使用しても良い。

【００３８】図５は本実施の形態に係る電磁制動装置の
構成図である。尚、図中、図１、図２と同一符号は同一
または相当部分を示す。図５ではＲＯＭ，ＲＡＭ、駆動
回路２３、過電流検出回路２８を特に記載していないが
図２と同様に存在するものとする。

【００３９】図５において、Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれブレ
ーキスイッチ，アクセルスイッチ，その他ドライバーが
ブレーキペダルの代わりに制動を指示するマニュアルス
イッチ、３４は車両の重量変化と共に抵抗値が変わる可
変抵抗器を用いた車両測定用ハイトセンサ、３５はブレ
ーキペダルの踏み込み量に対応して抵抗値が変わる可変
抵抗器を用いたブレーキポジションセンサ、２９はフィ
ルタ回路であり、このフィルタ回路２９は各スイッチＳ
１〜Ｓ３、車両測定用ハイトセンサ３４、ブレーキポジ
ションセンサ３５の出力よりノイズを除去して外部制御
データＤ１、車両荷重データ（荷重測定結果）Ｄ４、ブ
レーキ位置データＤ５をＣＰＵ２１に出力する。

【００４０】尚、車両測定用ハイトセンサ３４に可変抵
抗器が使用されている場合は、フィルタ回路２９内で一
端に基準電圧が接続された抵抗器に可変抵抗器を直列接
続し、可変抵抗器の抵抗値変化による抵抗値分圧比を分
圧電圧に変換した後にＡ／Ｄ変換して車両荷重データＤ
４としてＣＰＵ２１に入力する。

【００４１】図６は、ストローク変化量Δｈ（車両荷重
データＤ４）と目標電磁コイル通電電流ゲインとの関係
を示す目標電磁コイル通電電流ゲイン特性図である。こ
の関係は予め図示しないＲＯＭに電流ゲインマップとし
て格納させておく。ストローク変化量（Δｈ）に応じた
目標電磁コイル通電電流を電磁コイル１２に流す方法と
しては、ＣＰＵ２１は入力された車両荷重データＤ４に
より電流ゲインマップを照合して対応する目標電磁コイ
ル電流ゲインを検索する。

【００４２】そして、予め設定した目標電磁コイル通電
電流の一定値に検索した電磁コイル通電ゲイン係数を乗
算して車両荷重データＤ４に対応した目標電磁コイル通
電電流を決め、この目標電磁コイル通電電流を得るべく
スイッチング素子２４のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を決
める。ＯＮ／ＯＦＦデューティ比が決まったならば、デ
ューティ比に従ったＰＷＭ波形信号を生成してスイッチ
ング手段１４に出力する。

【００４３】ストローク変化量Δｈに対応して目標電磁
コイル通電電流ゲインを決める方法とて、図６に示すよ
うに、ストローク変化量Δｈが０付近（空荷）時のゲイ
ンを基準値として、ストローク量が増加すると共にゲイ
ンを大きくして制動量を増加させる。但し、ストローク
量の増加に伴って直線的にゲインを増加させると、電磁
コイル電流が相当大きくなるので、本実施の形態では、
ゲインを×２.０倍でゲイン特性をクリップし、所定値
以上にストローク変化量Δｈが大きくなってもゲインを
×２.０倍を限度として電磁コイル電流の最大値を制限
する。

【００４４】ストローク変化量Δｈに対応した目標電磁
コイル通電電流ゲインを決めるタイミングとしては、イ
グニッションキーをＯＮし、ＣＰＵ２１が起動した時点
でフィルタ２４を通して車両測定用ハイトセンサ３４よ
り車両荷重データＤ４を入力すると、ＲＯＭをアクセス
して車両荷重データＤ４に対応した目標電磁コイル電流
ゲインを検索し、この電流ゲインに基づいてＯＮ／ＯＦ
Ｆデューティ比を予め設定して記憶させておく。

【００４５】次に実際車両を制動停止させる場合は、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦデューティ比を呼び出し、徐々にＯＮ／ＯＦ
Ｆデューティ比を増加させて制動量を増加させながら、
最終的に車両荷重データＤ４に対応して設定されたＯＮ
／ＯＦＦデューティ比に基づく電磁コイル電流を電磁コ
イル１２に流し、車両荷重データＤ４にあった最適な制
動力を発生させて車両を停止させる。この結果、積載量
の差によるブレーキ力の差異を抑制し、車両積載量に係
わらず常に一定の制動力を得ることができる効果があ
る。

【００４６】勿論、電磁コイルの許容電流は許される範
囲でゲイン特性のクリップ値をより大きな値に設定して
も良いし、ゲイン特性を指数関数（ＥＸＰ）カーブの特
性にし、徐々に電磁コイル電流の最大制限値を飽和させ
る特性を使用しても良い。

【００４７】実施の形態３． 上記実施の形態２においては、ＣＰＵ２１は外部制御デ
ータＤ１と車両荷重データＤ４との組み合わせにより最
適な制動量を演算した。外部制御データＤ１としては、
例えば、ブレーキスイッチＳ１、アクセルスイッチＳ
２、その他ドライバーがブレーキペダルの代わりに制動
を指示できるスイッチＳ３等のマニュアルスイッチの操
作によるデータがある。そして、基本的にはマニュアル
スイッチＳ１〜Ｓ３の組み合わせで制動を掛けるか否か
を判定している。

【００４８】更に、これらスイッチ情報に加え、車速信
号を入力して例えば低速時には制動量を減少させるため
にデューティ比小さく等の処理を行っている。しかしな
がら、マニュアルスイッチＳ１〜Ｓ３からの情報はＯＮ
／ＯＦＦ信号であり、例えばブレーキスイッチＳ１に至
っては、ブレーキペダルを微量踏み込んだだけでＯＮと
なり電磁制動装置が作動して急ブレーキがかかる。

【００４９】そこで本実施の形態は、ブレーキペダルの
踏み込み量の変化を安価なブレーキポジションセンサで
測定してＣＰＵ２１に入力し、踏み込み量に合わせて目
標電磁コイル通電電流を漸次変化させることで、ドライ
バーのブレーキ感覚に近い制動量を得ることを目的とし
ている。

【００５０】次に本実施の形態を図について説明する。
尚、本実施の形態に係る電磁制動制御装置の構成は図５
に示した電磁制動制御装置と同様である。本実施の形態
は、ブレーキペダルの踏み込み量を安価なブレーキポジ
ションセンサ３５で測定し、ＣＰＵ２１に入力する。

【００５１】図５において、ブレーキポジションセンサ
３５にブレーキペダルのストローク量に比例して抵抗値
が可変する可変抵抗器が使用されている場合は、フィル
タ回路２９内で一端に基準電圧が接続された抵抗器に可
変抵抗器を直列接続し、可変抵抗器の抵抗値変化による
抵抗分圧比の変化を電圧値に変換した後にＡ／Ｄ変換し
てブレーキ位置データ（制動力発生指令）Ｄ５としてＣ
ＰＵ２１に入力する。

【００５２】尚、ＣＰＵ２１はイグニッションキーのＯ
Ｎと同時に車両荷重データＤ４を入力し、車両制動時に
車両荷重データＤ４に対応した制動力を発生させる電磁
コイル通電電流を目標電磁コイル通電電流の最大値とし
て予め設定しておく。従って、目標電磁コイル通電電流
は、ブレーキ位置データの変化に伴って設定された目標
電磁コイル通電電流最大値まで変化し、最終的に車両荷
重データＤ４に対応した制動力を電磁コイル１２に発生
させて車両を制動停止する。

【００５３】次に本実施の形態の具体的な動作を図７の
タイムチャートについて説明する。ＣＰＵ２１は、フィ
ルタ回路２９を通してブレーキスイッチＳ２よりＯＮ状
態となった外部制御データＤ１を入力したならば、同じ
くフィルタ回路２９を通してブレーキ位置データＤ５を
入力して単位時間当たりのブレーキ位置変化速度の変化
よりブレーキ位置データＤ５の加速度（ｄθ／ｄｔ）を
演算する。

【００５４】そして、ＣＰＵ２１は単位時間毎にブレー
キ位置データＤ５の加速度（ｄθ／ｄｔ）をサンプリン
グして各時点における目標電磁コイル通電電流を決める
スイッチング素子２４のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を決
める。

【００５５】加速度（ｄθ／ｄｔ）の傾きの大きさを目
標電磁コイル通電電流に比例反映させるため、加速度
（ｄθ／ｄｔ）の傾きが緩やかなときは、ほぼその傾き
に比例して目標電磁コイル通電電流を増減させる。ま
た、加速度（ｄθ／ｄｔ）の傾きが急峻なときは、傾き
の加速度に比例して目標電磁コイル通電電流を増減させ
るようなＰＩＤ（比例・積分・微分）制御を行ってＯＮ
／ＯＦＦデューティ比を変化させる。

【００５６】この結果、車両ブレーキペダルの踏み込み
量に比例した制動量を得るため、ドライバーのブレーキ
感覚に近い制動量を与えることができると共に、車両荷
重に拘わりなく所定の制動停止距離内で車両を停止させ
ることができる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、導体から構成
される回転体に回転駆動力を供与する動力供与手段と、
前記回転体に制動トルクを発生させる磁場を与える電磁
コイルと、所望の制動トルクを発生させる励磁電流を前
記電磁コイルに流す電流出力手段と、この電流出力手段
に対し、所望の制動トルクに対応した励磁電流出力制御
信号を出力する制御手段と、前記電磁コイルに流れる励
磁電流を検出して前記制御手段に出力する励磁電流検出
手段とを備え、前記制御手段は入力された励磁電流に基
づいて電流出力制御信号を制御し、前記電流出力手段に
所望の制動トルクに対応した励磁電流を出力させること
で、外来要因（電磁コイルの内部抵抗値変化やバッテリ
電源の変動等）の影響を受けることなく、一定の制動ト
ルクを得ることができる効果がある。

【００５８】請求項２の発明によれば、回転体にかかる
荷重を測定する荷重測定手段を備え、前記制御手段は荷
重測定結果より回転体に制動トルクを発生させる励磁電
流を演算し、制動トルク発生させる時に前記演算された
励磁電流に対応した励磁電流出力制御信号を出力するこ
とで、回転体にかかる荷重が変化した場合でも常に同量
の制動量を与えることができる

【００５９】請求項３の発明によれば、前記制御手段
は、漸次増加する制動力発生指令に応じて励磁電流の増
加を制御する励磁電流出力制御信号を電流出力手段に出
力することで、制動量入力感覚に比例した制動量を与え
ることができるという効果がある。

【００６０】請求項４の発明によれば、電磁コイルに流
れる電流を検出し、過大電流検出時に電流出力手段に対
して動作停止信号を出力する過電流検出手段を備えたの
で、過大電流発生に対する装置の安全性を確保できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の電磁制動装置の原理を説明する図
である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る電磁制動装置
の構成図である。

【図３】 本実施の形態に係る電磁制動装置の電磁コイ
ル駆動デューティ比対制動トルク特性図である。

【図４】 本実施の形態に係る電磁制動装置の概念図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態２に係る電磁制動装置
の入力信号ブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係る電磁制動装置
の目標電磁コイル電流ゲイン特性図である。

【図７】 この発明の実施の形態３に係る電磁制動装置
のブレーキ位置データ制御タイムチャート図である。

【図８】 従来の電磁制動装置の原理図である。

【符号の説明】

１１ 動力供与手段、１２ 電磁コイル、１３ 導体か
ら構成されるローター、１４Ａ スイッチング手段、１
５Ａ 制御手段、１６，３３ 駆動輪、１７電流測定回
路、２３ 駆動回路、２６ 電流検出素子、２７ 電流
電圧変換回路、２８ 過電流検出回路、３５ 車両荷重
センサ、３６ ブレーキポジションセンサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体から構成される回転体に回転駆動力
   を供与する動力供与手段と、前記回転体に制動トルクを
   発生させる磁場を与える電磁コイルと、所望の制動トル
   クを発生させる励磁電流を前記電磁コイルに流す電流出
   力手段と、この電流出力手段に対し、所望の制動トルク
   に対応した励磁電流出力制御信号を出力する制御手段
   と、前記電磁コイルに流れる励磁電流を検出して前記制
   御手段に出力する励磁電流検出手段とを備え、前記制御
   手段は入力された励磁電流に基づいて電流出力制御信号
   を制御し、前記電流出力手段に所望の制動トルクに対応
   した励磁電流を出力させることを特徴とする電磁制動装
   置。
2. 【請求項２】 回転体にかかる荷重を測定する荷重測定
   手段を備え、前記制御手段は荷重測定結果より回転体に
   制動トルクを発生させる励磁電流を演算し、制動トルク
   発生させる時に前記演算された励磁電流に対応した励磁
   電流出力制御信号を出力することを特徴とする請求項１
   に記載の電磁制動装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、漸次増加する制動力発
   生指令に応じて励磁電流の増加を制御する励磁電流出力
   制御信号を電流出力手段に出力することを特徴とする請
   求項１または２に記載の電磁制動装置。
4. 【請求項４】 電磁コイルに流れる電流を検出し、過大
   電流検出時に電流出力手段に対して動作停止信号を出力
   する過電流検出手段を備えたことを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれかに記載の電磁制動装置。