WO2016042668A1 - 車両用ブレーキシステム、車両 - Google Patents

車両用ブレーキシステム、車両 Download PDF

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rotating electrical
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隆明 石井
野中 剛
荘平 大賀
大戸 基道
森本 進也
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株式会社安川電機
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes

Definitions

  • Patent Document 1 describes an electric vehicle in which a regenerative brake that regenerates electric power generated by a motor to a battery to generate a braking force and a mechanical brake such as a drum brake or a disc brake are used together.
  • a vehicle including the vehicle brake system is applied.
  • a vehicular brake system mounted on a vehicle having a function of traveling using two or more rotating electric machines, and only the rotating electric machine has a brake function.
  • a vehicular brake system characterized by having means for applying is applied.
  • the mounting space of the vehicle brake system can be reduced.
  • a vehicle brake system 10 according to this embodiment is mounted on a vehicle 1.
  • the vehicle 1 has a function of traveling using a rotating electrical machine, and is, for example, an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV).
  • the vehicle 1 includes a front wheel rotating electrical machine 11 that drives the left front wheel 2L and the right front wheel 2R, and a rear wheel rotating electrical machine 12 that drives the left rear wheel 3L and the right rear wheel 3R.
  • 11 and 12 drive the front wheels 2L and 2R and the rear wheels 3L and 3R.
  • Each of the rotating electrical machine 11 and the rotating electrical machine 12 includes a brake device (see FIG. 2) described later.
  • the first inverter 4 (corresponding to an example of a drive control device) is connected to the rotating electrical machine 11 for the front wheels and controls the driving of the rotating electrical machine 11.
  • the second inverter 5 (corresponding to an example of a drive control device) is connected to the rotating electrical machine 12 for the rear wheels and controls the driving of the rotating electrical machine 12.
  • the first inverter 4 and the second inverter 5 convert direct current power from a battery (not shown) into alternating current power, and supply current corresponding to a signal from a drive circuit (not shown) (the controller 15 or the like) to the rotating electrical machines 11 and 12.
  • the rotary electric machines 11 and 12 are driven by outputting.
  • the first inverter 4 and the second inverter 5 convert AC power generated by the rotating electrical machines 11 and 12 into DC power, and charge the battery via a capacitor (not shown).
  • the switch 6 (corresponding to an example of the first switch) opens and closes an electrical connection between the rotating electrical machine 11 and the first inverter 4 based on a signal from a switch control unit 15b described later included in the controller 15.
  • the switch 7 (corresponding to an example of a first switch) opens and closes an electrical connection between the rotating electrical machine 12 and the second inverter 5 based on a signal from a switch control unit 15b described later.
  • Resistor 8 short-circuits the armature winding 42 (see FIG. 2) of the rotating electrical machine 11 for the front wheels.
  • the resistor 9 shorts the armature winding 42 of the rotating electrical machine 12 for the rear wheel.
  • the resistors 8 and 9 are connected between the two-phase armature windings 42 of the three phases of the rotary electric machines 11 and 12, respectively.
  • the resistors 8 and 9 are variable resistors that can change the resistance value based on a signal from a resistance control unit 15c described later included in the controller 15.
  • the switch 13 (corresponding to an example of a second switch) opens and closes an electrical connection between the front-wheel rotating electrical machine 11 and the resistor 8 based on a signal from a switch control unit 15b described later.
  • the switch 14 (corresponding to an example of a second switch) opens and closes an electrical connection between the rear wheel rotating electrical machine 12 and the resistor 9 based on a signal from a switch control unit 15b described later.
  • the switch control part 15b closes the switch concerning the inverter determined to be abnormal when the abnormality determination part 15a determines that at least one of the first inverter 4 and the second inverter 5 is abnormal. .
  • the switch control unit 15 b outputs a signal to the switch 13 to close the switch 13 and short-circuit the armature winding 42 of the rotating electrical machine 11.
  • the switch control unit 15 b outputs a signal to the switch 14 to close the switch 14 and short-circuit the armature winding 42 of the rotating electrical machine 12.
  • the vehicle brake system 10 performs various types of braking on the vehicle 1 with the above configuration. A specific example of this operation will be described later.
  • load side refers to the direction in which a load is attached to the rotating electrical machine 11, that is, the direction in which the shaft 34 protrudes (right side in FIG. 2) in this example, and “anti-load side” refers to the load side. The opposite direction (left side in FIG. 2).
  • the rotating electrical machine 11 includes a motor main body 11A that outputs a rotational force and a brake device 11B.
  • the motor body 11A includes a shaft 34, a frame 32, a load side bracket 35 provided at the load side end of the frame 32, and an anti load side bracket 36 provided at the anti load side end of the frame 32.
  • the load-side bracket 35 and the anti-load-side bracket 36 are provided with a load-side bearing 37 and an anti-load-side bearing 38, respectively, and the shaft 34 is rotatably supported via these bearings 37 and 38.
  • the switch control unit 15b may close the switch 13 related to the first inverter 4 in which an abnormality has occurred.
  • the vehicle 1 in addition to the regenerative braking by the rotating electrical machine 12, the vehicle 1 can be decelerated using the braking force generated by the power generation brake of the rotating electrical machine 11.
  • the resistance control unit 15c controls the resistance value of the resistor 8, so that the braking force by the power generation brake can be adjusted to an optimum magnitude. For example, by gradually decreasing the resistance value of the resistor 8 at the time of deceleration, the braking force can be adjusted to gradually increase, and a sudden fluctuation of the braking force can be prevented.
  • the malfunction of the rotating electrical machine 11 caused by the first inverter 4 in which an abnormality has occurred can be prevented, and the rotating electrical machine 11 can be electrically opened to hinder braking or the like by the normal second inverter 5.
  • the vehicle 1 can be safely stopped.
  • the vehicle brake system 10 includes two first inverters 4 and second inverters 5 that control the driving of the rotating electrical machines 11 and 12.
  • the brake system can be divided into two systems, and even if an abnormality occurs in one inverter, braking can be performed using the other normal inverter, so that safety can be ensured.
  • the field flux of the rotating electrical machines 111 and 112 is varied by partially rotating the rotor 30 divided in the axial direction.
  • the field flux of the rotating electrical machines 111 and 112 is changed.
  • the configuration to be varied is not limited to this.
  • the field magnetic flux may be varied by partially rotating the rotor divided in the radial direction.
  • the rotor may include a rotor winding, and the field magnetic flux may be varied by changing the current.
  • the vehicle brake system 10C of the present embodiment is mounted on the vehicle 1C.
  • the vehicle 1 ⁇ / b> C includes a rotating electrical machine 211 for a front wheel and a rotating electrical machine 212 for a rear wheel.
  • the rotating electrical machine 211 has a winding switching mechanism 18 that switches the number of windings of the armature, and similarly, the rotating electrical machine 212 has a winding switching mechanism 19 that switches the number of windings of the armature.
  • the controller 15 has a winding number control unit 15e.
  • the winding number control unit 15e is necessary for the rotating electrical machine related to the inverter that is not determined to be abnormal when the abnormality determination unit 15a determines that either one of the inverters 4 and 5 is abnormal.
  • the winding switching mechanisms 18 and 19 are controlled so that the number of windings is switched according to the braking force.
  • FIG. 9 shows an example of the peripheral configuration of the winding switching mechanism of the rotating electrical machine.
  • the winding switching mechanism 18 which the rotary electric machine 211 has is demonstrated, since it is the same also about the winding switching mechanism 19 of the rotary electric machine 212, description is abbreviate
  • the rotating electric machine 211 is a motor driven by, for example, a three-phase AC power output from the first inverter 4, and only the armature winding 42 that performs field control is shown in the drawing.
  • the rotating electrical machine 211 includes two armature windings 42 in which three windings having the same number of turns are arranged in parallel corresponding to the respective phases U, V, and W of the three-phase alternating current, that is, the first armature winding 42a and A second armature winding 42b is provided.
  • the two armature windings 42 a and 42 b are not electrically connected to each other in the rotating electrical machine 211, and an input terminal and an output terminal that can be electrically connected from the outside of the rotating electrical machine 211 are provided for each of them.
  • the first armature winding 42a can be electrically connected to the outside of the rotating electrical machine 211 through the first input terminal 42a1 (U1, V1, W1) and the first output terminal 42a2 (U2, V2, W2). is there.
  • the second armature winding 42b can be electrically connected to the outside of the rotating electrical machine 211 through the second input terminal 42b1 (U3, V3, W3) and the second output terminal 42b2 (U4, V4, W4). is there.
  • the winding switching mechanism 18 includes a plurality of semiconductor switch elements (not shown).
  • the inverter outputs U, V, W, the first input terminal 42a1 (U1, V1, W1), and the first output terminal 42a2 are switched by switching the conduction and interruption of the plurality of semiconductor switch elements in an appropriate combination.
  • U2, V2, W2, the second input terminal 42b1 (U3, V3, W3), and the second output terminal 42b2 (U4, V4, W4) are switched between conduction and interruption.
  • the vehicle brake system 10C operates as follows. That is, in this case, since the abnormality determination unit 15a determines that the first inverter 4 is abnormal, the switch control unit 15b opens the switch 6 and opens the connection between the first inverter 4 and the rotating electrical machine 211. . On the other hand, since the abnormality determination unit 15a determines that there is no abnormality in the second inverter 5, the switch control unit 15b maintains the closed state of the switch 7.
  • the switch control unit 15b may close the switch 13 related to the first inverter 4 in which an abnormality has occurred. Since the operation in this case is the same as that of the first embodiment described above, description thereof is omitted. Further, the case where an abnormality occurs in both inverters 4 and 5 is the same as that in the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.
  • the resistors 8 and 9 are not installed (only short-circuit connection), or the resistors 8 and 9 are resistors that are not variable resistors. It becomes possible to do. In this case, the configuration of the vehicle brake system 10C can be simplified, and the cost can be further reduced.
  • the case where the vehicle brake system includes two inverters, the first inverter 4 and the second inverter 5, has been described as an example.
  • the drive control apparatus 21 which made the two inverters 4 and 5 into a single apparatus.
  • the number of inverters is not limited to two, and drive control may be performed using three or more inverters.

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Abstract

回転電機(11,12)を用いて走行する機能を備えた車両(1)に搭載される車両用ブレーキシステム(10)であって、各々がブレーキ装置を備えた2つの回転電機(11,12)と、回転電機(11,12)の駆動を制御する第1インバータ(4)及び第2インバータ(5)と、第1インバータ(4)と回転電機(11)との電気的接続を開閉するスイッチ(6)と、第2インバータ(5)と回転電機(12)との電気的接続を開閉するスイッチ(7)と、インバータ(4,5)の異常の有無を判定する異常判定部(15a)及び異常が有ると判定されたインバータ(4,5)に係るスイッチ(6,7)を開くスイッチ制御部(15b)を備 えたコントローラ(15)とを有する。

Description

車両用ブレーキシステム、車両
 開示の実施形態は、車両用ブレーキシステム及び車両に関する。
 特許文献1には、モータが発電した電力をバッテリに回生して制動力を発生させる回生ブレーキと、ドラムブレーキやディスクブレーキなどの機械ブレーキとが併用される電気自動車が記載されている。
特開2020-189912号公報
 上記従来技術では複数種類のブレーキシステムを車両に搭載するので、搭載スペースが増大して車両の大型化を招く可能性があった。
 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、搭載スペースを縮小することが可能な車両用ブレーキシステム及び車両を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、回転電機を用いて走行する機能を備えた車両に搭載される車両用ブレーキシステムであって、各々がブレーキ装置を備えた2つ以上の前記回転電機を有する車両用ブレーキシステムが適用される。
 また、本発明の別の観点によれば、上記車両用ブレーキシステムを備える車両が適用される。
 また、本発明のさらに別の観点によれば、2つ以上の回転電機を用いて走行する機能を備えた車両に搭載される車両用ブレーキシステムであって、前記回転電機のみにブレーキ機能を持たせる手段を有することを特徴とする車両用ブレーキシステムが適用される。
 本発明によれば、車両用ブレーキシステムの搭載スペースを縮小することができる。
第1実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例を表す説明図である。 第1実施形態で使用される回転電機の全体構成の一例を表す軸方向断面図である。 第2実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例を表す説明図である。 第2実施形態の第1変形例の車両用ブレーキシステムの構成の一例を表す説明図である。 第2実施形態の第2変形例の車両用ブレーキシステムの構成の一例を表す説明図である。 第3実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例を表す説明図である。 第3実施形態で使用される回転電機の回転子の構成の一例を表す説明図である。 第3実施形態で使用される回転電機の界磁変化時の回転子の動作の一例を表す説明図である。 第3実施形態で使用される回転電機の界磁変化時の回転子の動作の一例を表す説明図である。 第4実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例を表す説明図である。 第4実施形態で使用する回転電機の巻線切替機構の周囲構成の一例を表す説明図である。 複数のインバータを単一装置化した駆動制御装置の一例を表す説明図である。
 以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下において、回転電機等の構成の説明の便宜上、上下左右等の方向を適宜使用する場合があるが、回転電機等の各構成の位置関係を限定するものではない。
 <1.第1実施形態>
  (1-1.車両用ブレーキシステム)
 図1を用いて第1実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例について説明する。本実施形態の車両用ブレーキシステム10は車両1に搭載される。車両1は、回転電機を用いて走行する機能を備えており、例えば電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)等である。車両1は、左の前輪2L及び右の前輪2Rを駆動する前輪用の回転電機11と、左の後輪3L及び右の後輪3Rを駆動する後輪用の回転電機12を備え、回転電機11,12により前輪2L,2R及び後輪3L,3Rを駆動して走行する。回転電機11及び回転電機12の各々は、後述のブレーキ装置(図2参照)を備えている。
 車両用ブレーキシステム10は、上述の回転電機11,12と、第1インバータ4と、第2インバータ5と、スイッチ6,7と、抵抗器8,9と、スイッチ13,14と、コントローラ15とを有する。
 第1インバータ4(駆動制御装置の一例に相当)は、前輪用の回転電機11に接続され、回転電機11の駆動を制御する。第2インバータ5(駆動制御装置の一例に相当)は、後輪用の回転電機12に接続され、回転電機12の駆動を制御する。第1インバータ4及び第2インバータ5は、図示しないバッテリからの直流電力を交流電力に変換し、図示しない駆動回路(コントローラ15等でもよい)からの信号に応じた電流を回転電機11,12に出力して回転電機11,12を駆動する。また、第1インバータ4及び第2インバータ5は、回転電機11,12により発電された交流電力を直流電力に変換し、図示しないコンデンサを介してバッテリを充電する。
 スイッチ6(第1スイッチの一例に相当)は、コントローラ15が備える後述のスイッチ制御部15bからの信号に基づき、回転電機11と第1インバータ4との電気的接続を開閉する。同様に、スイッチ7(第1スイッチの一例に相当)は、後述のスイッチ制御部15bからの信号に基づき、回転電機12と第2インバータ5との電気的接続を開閉する。
 抵抗器8は、前輪用の回転電機11の電機子巻線42(図2参照)を短絡させる。抵抗器9は、後輪用の回転電機12の電機子巻線42を短絡させる。例えば、回転電機11,12が3相交流モータである場合、抵抗器8,9は、それぞれ回転電機11,12の3相のうちの2相の電機子巻線42相互間に接続される。なお、抵抗器8,9は、コントローラ15が備える後述の抵抗制御部15cからの信号に基づき、抵抗値を変えることができる可変抵抗器である。
 スイッチ13(第2スイッチの一例に相当)は、後述のスイッチ制御部15bからの信号に基づき、前輪用の回転電機11と抵抗器8との電気的接続を開閉する。スイッチ14(第2スイッチの一例に相当)は、後述のスイッチ制御部15bからの信号に基づき、後輪用の回転電機12と抵抗器9との電気的接続を開閉する。
 コントローラ15は、異常判定部15aと、スイッチ制御部15bと、抵抗制御部15cとを有する。
 異常判定部15aは、第1インバータ4及び第2インバータ5からの信号に基づき、第1インバータ4及び第2インバータ5の異常の有無を判定する。インバータの異常とは、例えば、車両1の定速運転中又は加減速中にインバータの出力電流が過電流となる場合や、車両1の制動時の回生電力によりインバータ内部の主回路直流電圧が過電圧となる場合等である。
 スイッチ制御部15bは、スイッチ6,7及びスイッチ13,14の開閉を制御する。具体的には、正常時、すなわち異常判定部15aにより第1インバータ4及び第2インバータ5のいずれにも異常が無いと判定された場合には、スイッチ制御部15bはスイッチ6,7を閉じると共に、スイッチ13,14を開く。これにより、回転電機11,12とインバータ4,5とがスイッチ6,7によってそれぞれ接続され、インバータ4,5によって回転電機11,12の駆動が制御される。また、回転電機11,12が発電した電力をインバータ4,5を介してバッテリに戻すことで、回転電機11,12を用いた回生制動による制動力を得ることができる。なお、抵抗器8,9を用いた発電ブレーキによる制動力は生じない。
 一方、スイッチ制御部15bは、異常判定部15aにより第1インバータ4及び第2インバータ5の少なくとも一方に異常があると判定された場合には、異常があると判定されたインバータに係るスイッチを開く。例えば第1インバータ4に異常があると判定された場合には、スイッチ制御部15bはスイッチ6に信号を出力してスイッチ6を開き、第1インバータ4と回転電機11との電気的接続を開放する。また、例えば第2インバータ5に異常があると判定された場合には、スイッチ制御部15bはスイッチ7に信号を出力してスイッチ7を開き、第2インバータ5と回転電機12との電気的接続を開放する。
 また、スイッチ制御部15bは、異常判定部15aにより第1インバータ4及び第2インバータ5の少なくとも一方に異常があると判定された場合には、異常があると判定されたインバータに係るスイッチを閉じる。例えば第1インバータ4に異常があると判定された場合には、スイッチ制御部15bはスイッチ13に信号を出力してスイッチ13を閉じ、回転電機11の電機子巻線42を短絡させる。また、例えば第2インバータ5に異常があると判定された場合には、スイッチ制御部15bはスイッチ14に信号を出力してスイッチ14を閉じ、回転電機12の電機子巻線42を短絡させる。これにより、回転電機11,12の各々の電機子巻線42と抵抗器13,14との間に回転電機が発電した電力を消費する閉回路が形成され、回転電機11,12を用いた発電ブレーキによる制動力を得ることができる。
 抵抗制御部15cは、抵抗器8,9に信号を出力して、上記発電ブレーキによる必要な制動力に応じて抵抗器8,9の抵抗値を制御する。すなわち、比較的大きな制動力を得る場合には、発電した電気の抵抗器8,9での消費量を大にするために、抵抗制御部15cは電流値が大きくなるよう抵抗器8,9の抵抗値を小さくする。反対に、比較的小さな制動力を得る場合には、発電した電気の抵抗器8,9での消費量を小にするために、電流値が小さくなるよう抵抗器8,9の抵抗値を大きくする。
 車両用ブレーキシステム10は、上記構成により車両1に対して各種の制動を行う。この動作の具体例については後述する。
  (1-2.回転電機とブレーキ装置)
 次に、ブレーキ装置を備えた回転電機の構成の一例について説明する。なお、回転電機11と回転電機12は同一構成とすることができるので、ここでは回転電機11について説明する。図2に回転電機11の軸方向断面図を示す。
 なお、以下において「負荷側」とは回転電機11に対して負荷が取り付けられる方向、すなわちこの例ではシャフト34が突出する方向(図2中右側)を指し、「反負荷側」とは負荷側の反対方向(図2中左側)を指す。
 図2に示すように、回転電機11は、回転力を出力するモータ本体部11Aと、ブレーキ装置11Bとを有する。モータ本体部11Aは、シャフト34と、フレーム32と、フレーム32の負荷側端部に設けられた負荷側ブラケット35と、フレーム32の反負荷側端部に設けられた反負荷側ブラケット36とを備える。負荷側ブラケット35及び反負荷側ブラケット36には、負荷側軸受37及び反負荷側軸受38がそれぞれ設けられ、シャフト34はこれら軸受37,38を介して回転自在に支持される。
 またモータ本体部11Aは、シャフト34に設けられた回転子30と、フレーム32の内周面に設けられた固定子40とを有する。回転子30には、例えば複数の永久磁石(図示省略)が設けられる。固定子40は、環状に配置された固定子鉄心41と、固定子鉄心41の図示しない複数のティース部に巻回された複数の電機子巻線42とを備える。
 ブレーキ装置11Bは、モータ本体部11Aの反負荷側に配置されており、シャフト34の停止保持又は制動を行う。なお、ブレーキ装置11Bをモータ本体部11Aの負荷側に配置してもよい。ブレーキ装置11Bは、ブレーキカバー39によって覆われている。ブレーキ装置11Bは、円筒状のフィールドコア46と、フィールドコア46の負荷側に対向配置された円環状のアーマチュア43と、アーマチュア43と反負荷側ブラケット36との間に配置されたブレーキディスク45とを有する。
 フィールドコア46は、ボルト51により反負荷側ブラケット36に固定される。フィールドコア46には、複数の制動ばね44が設けられる。制動ばね44は、アーマチュア43を押圧して負荷側へ付勢する。またフィールドコア46には、コイル49が設けられる。コイル49は通電時に磁気吸引力を発生し、制動ばね44の付勢力に抗してアーマチュア43を反負荷側へ吸引する。アーマチュア43は、磁性体(鋼板等)で構成される。
 フィールドコア46と反負荷側ブラケット36との間には複数のカラー56が設けられる。カラー56は、アーマチュア43と係合し、アーマチュア43の軸方向の移動を許容しつつ周方向の回転を防止する。
 ブレーキディスク45は、固定ねじ53によりシャフト34に固定される。ブレーキディスク45の反負荷側の面には、環状の摩擦板47が取り付けられる。
 ブレーキ装置11Bは、コイル49が通電されていない状態(無励磁状態)では、アーマチュア43が制動ばね44のばね力により負荷側へ押圧されてブレーキディスク45に摩擦係合する。この結果、シャフト34の停止保持又は回転が制動される。一方、コイル49が通電されている状態(励磁状態)では、コイル49による磁気吸引力によりアーマチュア43が反負荷側へ移動する。この結果、ブレーキディスク45は上記制動から開放されて、シャフト34が回転可能となる。
 なお、回転電機12についても、図示しないモータ本体部12Aとブレーキ装置12Bとを有し、上記と同様の構成を有する。
  (1-3.車両用ブレーキシステムの動作)
 次に、車両用ブレーキシステム10の動作の一例について説明する。
   (1-3-1.両方のインバータが正常な場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5が正常である場合には、車両用ブレーキシステム10は次のように動作する。すなわち、この場合にはコントローラ15の異常判定部15aがインバータ4,5の両方について異常が無いと判定するので、スイッチ制御部15bはスイッチ6,7の閉状態を維持すると共に、スイッチ13,14の開状態を維持する。これにより、回転電機11,12の両方の回生制動により車両1を減速することができ、車両1の停車・駐車時には回転電機11,12のブレーキ装置11B,12Bにより停止状態を保持できる。なお、減速時にブレーキ装置11B,12Bを併用してもよい。
   (1-3-2.一方のインバータに異常が生じた場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5の一方、例えば第1インバータ4に異常が生じた場合には、車両用ブレーキシステム10は次のように動作する。すなわち、この場合には、コントローラ15の異常判定部15aが第1インバータ4に異常があると判定するので、スイッチ制御部15bがスイッチ6を開いて、第1インバータ4と回転電機11との電気的接続を開放する。一方、異常判定部15aは第2インバータ5については異常が無いと判定するので、スイッチ制御部15bはスイッチ7の閉状態を維持する。これにより、回転電機12による回生制動により車両1を減速することができ、車両1の停車・駐車時には回転電機11,12のブレーキ装置11B,12Bにより停止状態を保持できる。
 また、上記に加えて、スイッチ制御部15bは、異常が生じた第1インバータ4に係るスイッチ13を閉じてもよい。この場合、回転電機12による回生制動に加えて、回転電機11の発電ブレーキによる制動力を用いて車両1を減速することができる。その際、抵抗制御部15cが抵抗器8の抵抗値を制御することで、発電ブレーキによる制動力を最適な大きさに調整できる。例えば、減速時に抵抗器8の抵抗値を徐々に小さくすることで、制動力を徐々に増大するように調整し、制動力の急激な変動を防止できる。
 以上により、異常が生じた第1インバータ4による回転電機11の誤作動を防止できると共に、当該回転電機11を電気的に開放して、正常な第2インバータ5による制動等の妨げとなるのを防止でき、車両1を安全に停止することができる。
   (1-3-3.両方のインバータに異常が生じた場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5の両方に異常が生じた場合には、車両用ブレーキシステム10は次のように動作する。すなわち、この場合には、異常判定部15aが第1インバータ4及び第2インバータ5の両方に異常があると判定するので、スイッチ制御部15bがスイッチ6,7の両方を開いて、第1インバータ4と回転電機11との電気的接続を開放すると共に、第2インバータ5と回転電機12との電気的接続を開放する。さらに、スイッチ制御部15bは、異常が生じた第1インバータ4に係るスイッチ13及び異常が生じた第2インバータ5に係るスイッチ14を閉じる。これにより、回転電機11,12の両方の発電ブレーキによる制動力を用いて車両1を減速することができ、車両1の停車・駐車時には回転電機11,12のブレーキ装置11B,12Bにより停止状態を保持できる。なお、減速の際には、抵抗制御部15cが抵抗器8の抵抗値を制御することで、発電ブレーキによる制動力を最適な大きさに調整できる。
 以上により、第1インバータ4及び第2インバータ5の両方に異常が生じた場合でも車両1を安全に停止することが可能となり、安全性を確保できる。
  (1-4.第1実施形態の効果)
 以上説明したように、車両用ブレーキシステム10は、各々がブレーキ装置11B,12Bを備えた2つの回転電機11,12を有する。そして、車両1の減速時には少なくとも回転電機11,12による回生制動が行われ、車両1の停車・駐車時には各回転電機11,12のブレーキ装置11B,12Bにより車両1の停止状態が保持される。これにより、回転電機11,12とは別に機械式ブレーキを設ける必要がなくなるので、ブレーキシステムの搭載スペースを縮小でき、車両1の小型化が可能となる。また、製造コストを低減できる。
 また、本実施形態では特に、車両用ブレーキシステム10が、回転電機11,12の駆動を制御する2つの第1インバータ4及び第2インバータ5を有する。これにより、ブレーキ系統を2系統とすることができ、一方のインバータに異常が生じても他方の正常なインバータを用いて制動することが可能となるので、安全性を確保できる。
 また、本実施形態では特に、車両用ブレーキシステム10が、インバータ4,5と回転電機11,12との電気的接続を開閉するスイッチ6,7と、異常判定部15a及びスイッチ制御部15bを備えたコントローラ15とを有する。これにより、異常が生じたインバータ(例えば第1インバータ4)による回転電機(例えば回転電機11)の誤作動を防止できると共に、当該回転電機を電気的に開放して他の正常なインバータ(例えば第2インバータ5)による制動の妨げとなるのを防止できる。
 また、本実施形態では特に、車両用ブレーキシステム10が、回転電機11,12の電機子巻線42を短絡させる抵抗器8,9と、回転電機11,12と抵抗器8,9との電気的接続を開閉するように構成されたスイッチ13,14とを有し、スイッチ制御部15bが、異常判定部15aにより異常が有ると判定されたインバータに係るスイッチ(スイッチ13,14の少なくとも一方)を閉じる。これにより、異常が生じたインバータに係る回転電機を用いていわゆる発電ブレーキによる制動力を得ることができる。その結果、例えばインバータ4,5の両方に異常が生じた場合や、バッテリとインバータ4,5との間が断線した場合等でも、車両1を停止させることが可能となり、安全性を確保できる。
 また、本実施形態では特に、抵抗器8,9が可変抵抗器であり、コントローラ15が必要な制動力に応じて抵抗器8,9の抵抗値を制御する抵抗制御部15cを有する。これにより、制動力の急激な変動等を防止できるので、車両1の安全な停止が可能となる。
 <2.第2実施形態>
  (2-1.車両用ブレーキシステム)
 図3を用いて第2実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例について説明する。なお、図3において、第2インバータ5に係る系統の信号、この例では、スイッチ制御部15bからスイッチ7へ出力される信号、スイッチ制御部15bからスイッチ13R及びスイッチ14Lへ出力される信号、抵抗制御部15cから抵抗器8R及び抵抗器9Lへ出力される信号は、煩雑を避けるために図示を省略する。
 本実施形態の車両用ブレーキシステム10Aは車両1Aに搭載される。車両1Aは、左の前輪2Lを駆動する左前輪用の回転電機11L及び右の前輪2Rを駆動する右前輪用の回転電機11Rと、左の後輪3Lを駆動する左後輪用の回転電機12L及び右の後輪3Rを駆動する右後輪用の回転電機12Rを備え、回転電機11L,11R,12L,12Rにより前輪2L,2R、後輪3L,3Rを駆動して走行する。回転電機11L,11R,12L,12Rの各々は、第1実施形態の回転電機11,12と同様に上記図2に示す構成を有し、ブレーキ装置11B,12Bを備えている。
 車両用ブレーキシステム10Aは、上記回転電機11L,11R,12L,12Rと、第1インバータ4と、第2インバータ5と、スイッチ6,7と、抵抗器8L,8R,9L,9Rと、スイッチ13L,13R,14L,14Rと、コントローラ15とを有する。
 第1インバータ4及び第2インバータ5は、前後左右の回転電機11L,11R、12L,12Rを対角線的に駆動制御する。すなわち、第1インバータ4は、一方の対角線上に位置する左前輪用の回転電機11L及び右後輪用の回転電機12Rに接続され、回転電機11L及び回転電機12Rの駆動を制御する。第2インバータ5は、他方の対角線上に位置する右前輪用の回転電機11R及び左後輪用の回転電機12Lに接続され、回転電機11R及び回転電機12Lの駆動を制御する。
 スイッチ6は、スイッチ制御部15bからの信号に基づき、第1インバータ4と回転電機11L,12Rとの電気的接続を開閉する。同様に、スイッチ7は、スイッチ制御部15bからの信号に基づき、第2インバータ5と回転電機11R,12Lとの電気的接続を開閉する。
 抵抗器8L,8R,9L,9Rは、回転電機11L,11R、12L,12Rの電機子巻線42をそれぞれ短絡させる抵抗器である。また、スイッチ13L,13R,14L,14Rは、スイッチ制御部15bからの信号に基づき、回転電機11L,11R、12L,12Rと抵抗器8L,8R,9L,9Rとの電気的接続をそれぞれ開閉する。
 車両用ブレーキシステム10Aのその他の構成については、前述の第1実施形態に係る車両用ブレーキシステム10と同様である。
  (2-2.車両用ブレーキシステムの動作)
 次に、車両用ブレーキシステム10Aの動作の一例について説明する。なお、両方のインバータが正常な場合については、前述の車両用ブレーキシステム10と同様であるので、説明を省略する。
   (2-2-1.一方のインバータに異常が生じた場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5の一方、例えば第1インバータ4に異常が生じた場合には、車両用ブレーキシステム10Aは次のように動作する。すなわち、この場合には、異常判定部15aが第1インバータ4に異常があると判定するので、スイッチ制御部15bがスイッチ6を開いて、第1インバータ4と回転電機11L,12Rとの接続を開放する。一方、異常判定部15aは第2インバータ5については異常が無いと判定するので、スイッチ制御部15bはスイッチ7の閉状態を維持する。これにより、回転電機11R,12Lによる回生制動により車両1Aを減速することができ、車両1Aの停車・駐車時には回転電機11L,11R、12L,12Rの各ブレーキ装置11B,12Bにより停止状態を保持できる。
 また、上記に加えて、スイッチ制御部15bは、異常が生じた第1インバータ4に係るスイッチ13L,14Rを閉じてもよい。この場合、回転電機11R,12Lによる回生制動に加えて、回転電機11L,12Rの発電ブレーキによる制動力を用いて車両1を減速することができる。その際、抵抗制御部15cが抵抗器8L,9Rの抵抗値を制御することで、発電ブレーキによる制動力を最適な大きさに調整できる。
 以上により、異常が生じた第1インバータ4による回転電機11L,12Rの誤作動を防止できると共に、当該回転電機11L,12Rを電気的に開放して、正常な第2インバータ5による制動等の妨げとなるのを防止でき、車両1Aを安全に停止することができる。
   (2-2-2.両方のインバータに異常が生じた場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5の両方に異常が生じた場合には、車両用ブレーキシステム10Aは次のように動作する。すなわち、この場合には、異常判定部15aが第1インバータ4及び第2インバータ5の両方に異常があると判定するので、スイッチ制御部15bがスイッチ6,7の両方を開いて、第1インバータ4と回転電機11L,12Rとの接続を開放すると共に、第2インバータ5と回転電機11R,12Lとの接続を開放する。さらに、スイッチ制御部15bは、異常が生じた第1インバータ4に対応するスイッチ13L,14Rと、異常が生じた第2インバータ5に対応するスイッチ13R,14Lを閉じる。これにより、全ての回転電機11L,11R、12L,12Rの発電ブレーキによる制動力を用いて車両1Aを減速することができ、車両1Aの停車・駐車時には回転電機11L,11R、12L,12Rの各ブレーキ装置11B,12Bにより停止状態を保持できる。なお、減速の際には、抵抗制御部15cが抵抗器8L,8R,9L,9Rの抵抗値を制御することで、発電ブレーキによる制動力を最適な大きさに調整できる。
 以上により、第1インバータ4及び第2インバータ5の両方に異常が生じた場合でも車両1Aを安全に停止することが可能となり、安全性を確保できる。
  (2-3.第2実施形態の効果)
 以上説明した第2実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を得る。また、第2実施形態では、第1インバータ4及び第2インバータ5が、前後左右の回転電機11L,11R,12L,12Rを対角線的に駆動制御する。これにより、インバータ4,5の一方に異常が生じた場合における回生ブレーキ及び発電ブレーキを、対角線上に位置する2つの回転電機により行うことができる。その結果、車両1Aの前後方向及び左右方向において制動力のアンバランスが生じるのを防止できる。
  (2-4.各インバータの駆動対象となる回転電機の変形例1)
 上記第2実施形態では、各インバータ4,5の駆動対象となる回転電機が対角線状に配置される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば図4に示すように、各インバータ4,5が回転電機11L,11R,12L,12Rを前後に分けて駆動制御してもよい。なお、図4においても、第2インバータ5に係る系統の信号は、煩雑を避けるために図示を省略する。
 本変形例の車両用ブレーキシステム10A1では、第1インバータ4は、前後左右の回転電機11L,11R、12L,12Rのうちの前輪側の2つ、すなわち左前輪用の回転電機11L及び右前輪用の回転電機11Rの駆動を制御し、第2インバータ5は、後輪側の2つ、すなわち左後輪用の回転電機12L及び右後輪用の回転電機12Rの駆動を制御する。車両用ブレーキシステム10A1のその他の構成については、上述の第2実施形態に係る車両用ブレーキシステム10Aと同様である。
 なお、車両用ブレーキシステム10A1の動作は、上述の第2実施形態の車両用ブレーキシステム10Aの動作と同様であるので、説明を省略する。
 本変形例によれば、各インバータ4,5が、回転電機11L,11R、12L,12Rを前後に分けて駆動制御するので、車両1Aの左右方向において制動力のアンバランスが生じるのを防止できる。また、車両用ブレーキシステム10A1の部品や配線等を、車両1Aの前後方向の中心部に位置する居住スペースを避けて配置することが可能となるので、車両1Aをコンパクトにすることができる。
  (2-5.各インバータの駆動対象となる回転電機の変形例2)
 例えば図5に示すように、各インバータ4,5が回転電機11L,11R,12L,12Rを左右に分けて駆動制御してもよい。なお、図5においても、第2インバータ5に係る系統の信号は、煩雑を避けるために図示を省略する。
 本変形例の車両用ブレーキシステム10A2では、第1インバータ4は、左前輪用の回転電機11L及び左後輪用の回転電機12Lの駆動を制御し、第2インバータ5は、右前輪用の回転電機11R及び右後輪用の回転電機12Rの駆動を制御する。車両用ブレーキシステム10A2のその他の構成については、上述の第2実施形態に係る車両用ブレーキシステム10A等と同様である。
 なお、車両用ブレーキシステム10A2の動作は、上述の第2実施形態の車両用ブレーキシステム10Aの動作と同様であるので、説明を省略する。
 本変形例によれば、各インバータ4,5が、回転電機11L,11R、12L,12Rを左右に分けて駆動制御するので、車両1Aの前後方向において制動力のアンバランスが生じるのを防止できる。
 <3.第3実施形態>
  (3-1.車両用ブレーキシステム)
 図6を用いて第3実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例について説明する。なお、図6においても、第2インバータ5に係る系統の信号は、煩雑を避けるために図示を省略する。
 本実施形態の車両用ブレーキシステム10Bは車両1Bに搭載される。車両1Bは、前輪用の回転電機111と、後輪用の回転電機112を備える。回転電機111は界磁磁束を可変させる可変界磁機構16を有しており、同様に回転電機112は界磁磁束を可変させる可変界磁機構17を有している。また、コントローラ15は界磁制御部15dを有する。界磁制御部15dは、異常判定部15aによりインバータ4,5のいずれか一方に異常が有ると判定された場合に、異常が有ると判定されなかったインバータに係る回転電機に対し、必要な制動力に応じた界磁磁束となるように上記可変界磁機構16,17を制御する。
 なお、車両用ブレーキシステム10Bのその他の構成は、前述の第1実施形態に係る車両用ブレーキシステム10と同様であるので、説明を省略する。
  (3-2.回転電機の回転子の構成)
 回転電機111,112の回転子の構成の一例を図7A~図7Cに示す。回転電機111,112は、回転子30が軸方向に3分割され、中央に配置された可動回転子65と、可動回転子65の軸方向両側に隣接して配置された2つの固定回転子60とを有する。
 固定回転子60は、シャフト34に固定設置された環状の鉄心61と、鉄心61に軸方向に埋設された複数の永久磁石62とを備える。複数の永久磁石62は、同極同士が対向した2つの永久磁石62が径方向内側に凸のV字状の対をなす態様で、対向する磁極を周方向に交互に異ならせて鉄心61に配置される。これにより、固定回転子60の周方向に交互に極性の異なるN極とS極の複数の第1磁極部63が形成される。
 可動回転子65は、鉄心66がシャフト34に回転可能に設置される点を除けば、固定回転子60と基本的に同一構造である。すなわち、可動回転子65は、シャフト34に回転可能に設置された環状の鉄心66と、鉄心66に軸方向に埋設された上記永久磁石62と同様な複数の永久磁石とを備え、複数の永久磁石が対向する磁極を周方向に交互に異ならせて鉄心66に配置されることにより、可動回転子65の周方向に交互に極性の異なるN極とS極の複数の第2磁極部67が形成される。
 可動回転子65は、可変界磁機構16,17が有する図示しない制御モータにより回動される。なお、回転電機111,112のその他の構成は、第1実施形態の回転電機11と同様であり、各々がブレーキ装置を備えている。
  (3-3.界磁変化時の回転子の動作)
 次に、図7A~図7Cを用いて界磁変化時の回転子30の動作の一例について説明する。図7Aは、界磁磁束が最大である時の回転子30の状態を示す。このときには、各固定回転子60と可動回転子65の同じ極性の磁極部、すなわち固定回転子60のN極(S極)の第1磁極部63と可動回転子65のN極(S極)の第2磁極部67とが軸方向に揃う(相対角度が電気角で0度)ことで、固定回転子60の永久磁石62と可動回転子65の永久磁石とによる界磁磁束は最大の状態となる。
 図7Bは、界磁磁束が中程度である時の回転子30の状態を示す。このとき、可動回転子65が2つの固定回転子60に対し相対回転する。各固定回転子60の第1磁極部63と可動回転子65の第2磁極部67は、同じ極性であるN極(S極)の第1磁極部63とN極(S極)の第2磁極部67とが軸方向に揃う状態と、異なる極性であるN極(S極)の第1磁極部63とS極(N極)の第2磁極部67とが軸方向に揃う状態との中間状態にあり、固定回転子60の永久磁石62と可動回転子65の永久磁石とによる界磁磁束は中程度の状態となる。
 図7Cは、界磁磁束が最小である時の回転子の状態を示す。このときには、各固定回転子60と可動回転子65の異なる極性の磁極部、すなわち固定回転子60のN極(S極)の第1磁極部63と可動回転子65のS極(N極)の第2磁極部67とが軸方向に揃う(相対角度が電気角で180度)ことで、各固定回転子60の永久磁石62と可動回転子65の永久磁石とによる磁束が、固定回転子60の鉄心61と可動回転子65の鉄心66との間で短絡し、界磁磁束が最小の状態となる。
 以上のように、可変界磁機構16,17によって回転電機111,112の可動回転子65を固定回転子60に対し相対的に回動することにより、界磁磁束を変化させることができる。これにより、回転電機111,112による回生制動を行う場合、例えば大きな制動力を得たい場合には界磁磁束を大きくし、小さな制動力を得たい場合には界磁磁束を小さくするといったように、回生制動による制動力を調整できる。
 なお、以上では、軸方向に分割された回転子30を部分的に相対回転させることにより回転電機111,112の界磁磁束を可変させるようにしたが、回転電機111,112の界磁磁束を可変させる構成はこれに限定されるものではない。例えば、径方向に分割された回転子を部分的に相対回転させることにより界磁磁束を可変させてもよい。また、例えば回転子が回転子巻線を備える構成とし、電流を変化させることにより界磁磁束を可変させてもよい。
  (3-4.車両用ブレーキシステムの動作)
 次に、車両用ブレーキシステム10Bの動作の一例について説明する。
   (3-4-1.両方のインバータが正常な場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5が正常である場合には、スイッチ6,7の閉状態が維持され、回転電機111,112の両方の回生制動により車両1を減速することができる。このとき、界磁制御部15dが可変界磁機構16,17を制御して回転電機111,112の界磁磁束を可変させることで、任意の制動力を得ることができる。
   (3-4-2.一方のインバータに異常が生じた場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5の一方、例えば第1インバータ4に異常が生じた場合には、車両用ブレーキシステム10Bは次のように動作する。すなわち、この場合には、異常判定部15aが第1インバータ4に異常があると判定するので、スイッチ制御部15bがスイッチ6を開いて、第1インバータ4と回転電機11との接続を開放する。一方、異常判定部15aは第2インバータ5については異常が無いと判定するので、スイッチ制御部15bはスイッチ7の閉状態を維持する。これにより、回転電機112による回生制動により車両1を減速することができ、車両1の停車・駐車時には回転電機11,12のブレーキ装置11B,12Bにより停止状態を保持できる。さらに、回転電機112による回生制動の際には、界磁制御部15dが異常が無い第2インバータ5に係る可変界磁機構17に信号を出力し、可動回転子65を固定回転子60に対し相対回転して、回転子30の界磁磁束を制御することにより、任意の制動力を得ることができる。これにより、車両1Bの安全な停止が可能となる。
 なお、上記に加えて、スイッチ制御部15bは、異常が生じた第1インバータ4に係るスイッチ13を閉じてもよい。この場合の動作は前述の第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、インバータ4,5の両方に異常が生じた場合についても、前述の第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
  (3-5.第3実施形態の効果)
 以上説明した第3実施形態によれば、回転電機111,112が可変界磁機構16,17を有することにより、例えば大きな制動力を得たい場合には界磁磁束を大きくし、小さな制動力を得たい場合には界磁磁束を小さくするといったように、回生制動による制動力を調整できる。したがって、インバータ4,5のいずれか一方に異常が生じた場合でも、異常が生じたインバータ(例えば第1インバータ4)に係る回転電機(例えば回転電機111)を電気的に開放し、他の正常なインバータ(例えば第2インバータ5)に係る回転電機(例えば回転電機112)の界磁磁束を可変させることで、任意の制動力を得ることができる。したがって、車両1Bの安全な停止が可能となる。
 また、可変界磁機構16,17により制動力の調整が可能となることから、抵抗器8,9を設置しない(短絡結線のみ)、あるいは、抵抗器8,9を可変抵抗器でない抵抗器とすることが可能となる。この場合には、車両用ブレーキシステム10Bの構成を簡素化でき、コストをさらに低減できる。
 <4.第4実施形態>
  (4-1.車両用ブレーキシステム)
 図8を用いて第4実施形態に係る車両用ブレーキシステムの構成の一例について説明する。なお、図8においても、第2インバータ5に係る系統の信号は、煩雑を避けるために図示を省略する。
 本実施形態の車両用ブレーキシステム10Cは車両1Cに搭載される。車両1Cは、前輪用の回転電機211と、後輪用の回転電機212を備える。回転電機211は電機子の巻線数を切り替える巻線切替機構18を有しており、同様に回転電機212は電機子の巻線数を切り替える巻線切替機構19を有している。また、コントローラ15は巻線数制御部15eを有する。巻線数制御部15eは、異常判定部15aによりインバータ4,5のいずれか一方に異常が有ると判定された場合に、異常が有ると判定されなかったインバータに係る回転電機に対し、必要な制動力に応じて巻線数が切り替わるように巻線切替機構18,19を制御する。
 なお、車両用ブレーキシステム10Cのその他の構成は、前述の第1実施形態に係る車両用ブレーキシステム10と同様であるので、説明を省略する。
  (4-2.巻線切替機構の周囲構成)
 図9に回転電機が有する巻線切替機構の周囲構成の一例を示す。以下では、回転電機211が有する巻線切替機構18について説明するが、回転電機212の巻線切替機構19についても同様なので説明を省略する。
 第1インバータ4は、この例では半導体で構成する6つのスイッチ素子SWを備えており、そのうち直列に接続した2つのスイッチ素子SWを3組並列に接続したブリッジにより構成されている。このブリッジ全体に単相直流電力を供給し、6つのスイッチ素子SWをそれぞれ適宜の順序により導通と遮断を繰り返すことで、各組における直列接続の2つのスイッチ素子SWの間から3相交流電力U,V,Wがインバータ出力として出力される。
 回転電機211は、例えば第1インバータ4から出力された3相交流電源により駆動されるモータであり、図中には界磁制御を行う電機子巻線42のみ示している。回転電機211は、同じ巻数である3つの巻線を3相交流の各相U,V,Wに対応して並列に配置した2つの電機子巻線42、すなわち第1電機子巻線42a及び第2電機子巻線42bを備える。これら2つの電機子巻線42a,42b同士は回転電機211内において互いに電気的な接続はなく、それぞれに対し回転電機211の外部からの電気的接続が可能な入力端子及び出力端子が設けられる。第1電機子巻線42aは、回転電機211の外部に対し、第1入力端子42a1(U1,V1,W1)及び第1出力端子42a2(U2,V2,W2)で電気的な接続が可能である。第2電機子巻線42bは、回転電機211の外部に対し、第2入力端子42b1(U3,V3,W3)及び第2出力端子42b2(U4,V4,W4)で電気的な接続が可能である。
 巻線切替機構18は、図示しない複数の半導体スイッチ素子を備える。そして、それら複数の半導体スイッチ素子の導通と遮断とを適宜の組み合わせで切り替えることで、上述したインバータ出力U,V,W、第1入力端子42a1(U1,V1,W1)、第1出力端子42a2(U2,V2,W2)、第2入力端子42b1(U3,V3,W3)、及び第2出力端子42b2(U4,V4,W4)の間の導通と遮断とを切り替える。
 コントローラ15の図示しないインバータ制御部は、例えば上位制御装置からの指令に基づいて、第1インバータ4に対し適宜の周波数で3相交流電力を出力させるよう、内部の6つのスイッチ素子SWのそれぞれの導通と遮断の切り替え制御を行う。またこれとともに、コントローラ15の巻線数制御部15eは、巻線切替機構18による、インバータ出力と各電機子巻線42a,42bの各端子42a1,42a2,42b1,42b2との間の導通及び遮断の切り替え制御を行う。
 巻線切替機構18は、第1電機子巻線42a及び第2電機子巻線42bのうち、Y結線とした第1電機子巻線42aのみにインバータ出力を導く第1状態と、第1電機子巻線42aと第2電機子巻線42bとを電気的に直列接続した全体をY結線として両方にインバータ出力を導く第2状態との2つの状態を選択的に切り替えることができる。
 回転電機211の電機子巻線42が第1状態に切り替えられると、巻線数が小となり、回転電機211の回生制動による制動力を小さくすることができる。電機子巻線42が第2状態に切り替えられると、巻線数が大となり、回転電機211の回生制動による制動力を大きくすることができる。
  (4-3.車両用ブレーキシステムの動作)
 次に、車両用ブレーキシステム10Cの動作の一例について説明する。
   (4-3-1.両方のインバータが正常な場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5が正常である場合には、スイッチ6,7の閉状態が維持され、回転電機211,212の両方の回生制動により車両1を減速することができる。このとき、巻線数制御部15eが巻線切替機構18,19を制御して回転電機211,212の電機子の巻線数を切り替えることで、回生制動による制動力を段階的に調整することができる。
   (4-3-2.一方のインバータに異常が生じた場合)
 第1インバータ4及び第2インバータ5の一方、例えば第1インバータ4に異常が生じた場合には、車両用ブレーキシステム10Cは次のように動作する。すなわち、この場合には、異常判定部15aが第1インバータ4に異常があると判定するので、スイッチ制御部15bがスイッチ6を開いて、第1インバータ4と回転電機211との接続を開放する。一方、異常判定部15aは第2インバータ5については異常が無いと判定するので、スイッチ制御部15bはスイッチ7の閉状態を維持する。これにより、回転電機212による回生制動により車両1を減速することができ、車両1の停車・駐車時には回転電機11,12のブレーキ装置11B,12Bにより停止状態を保持できる。さらに、回転電機212による回生制動の際には、巻線数制御部15eが異常が無い第2インバータ5に係る巻線切替機構19に信号を出力し、回転電機212の電機子巻線42の巻線数を切り替えることにより、制動力を段階的に可変させて必要な制動力を得ることができる。これにより、車両1Cの安全な停止が可能となる。
 なお、上記に加えて、スイッチ制御部15bは、異常が生じた第1インバータ4に係るスイッチ13を閉じてもよい。この場合の動作は前述の第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、インバータ4,5の両方に異常が生じた場合についても、前述の第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
  (4-4.第4実施形態の効果)
 以上説明した第4実施形態によれば、回転電機211,212が巻線切替機構18,19を有することにより、例えば大きな制動力を得たい場合には大きな巻線数に切り替え、小さな制動力を得たい場合には小さな巻線数に切り替えるといったように、回生制動による制動力を段階的に調整できる。したがって、インバータ4,5のいずれか一方に異常が生じた場合でも、異常が生じたインバータ(例えば第1インバータ4)に係る回転電機(例えば回転電機211)を電気的に開放し、他の正常なインバータ(例えば第2インバータ5)に係る回転電機(例えば回転電機212)の巻線数を切り替えることで、制動力を段階的に可変させて必要な制動力を得ることができる。したがって、車両1Cの安全な停止が可能となる。
 また、巻線切替機構18,19により制動力の調整が可能となることから、抵抗器8,9を設置しない(短絡結線のみ)、あるいは、抵抗器8,9を可変抵抗器でない抵抗器とすることが可能となる。この場合には、車両用ブレーキシステム10Cの構成を簡素化でき、コストをさらに低減できる。
 <5.その他の変形例>
 なお、以上の第1実施形態~第4実施形態では、車両用ブレーキシステムが第1インバータ4及び第2インバータ5の2つのインバータを備える場合を一例として説明したが、例えば図10に示すように、2つのインバータ4,5を単一装置化した駆動制御装置21を備えてもよい。また、インバータの数は2に限定されるものではなく、3以上のインバータを用いて駆動制御を行ってもよい。
 また、回転電機の駆動を制御する駆動制御装置は、インバータに限定されるものではなく、その他の制御装置を用いてもよい。
 また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
 その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
 1       車両用ブレーキシステム
 1A~1C   車両用ブレーキシステム
 4       第1インバータ(駆動制御装置の一例)
 5       第2インバータ(駆動制御装置の一例)
 6,7     スイッチ(第1スイッチの一例)
 8       抵抗器
 8L,8R   抵抗器
 9       抵抗器
 9L,9R   抵抗器
 11      回転電機
 11L,11R 回転電機
 12      回転電機
 12L,12R 回転電機
 111     回転電機
 112     回転電機
 211     回転電機
 212     回転電機
 11B     ブレーキ装置
 12B     ブレーキ装置
 13      スイッチ(第2スイッチの一例)
 13L,13R スイッチ(第2スイッチの一例)
 14      スイッチ(第2スイッチの一例)
 14L,14R スイッチ(第2スイッチの一例)
 15      コントローラ
 15a     異常判定部
 15b     スイッチ制御部
 15c     抵抗制御部
 15d     界磁制御部
 15e     巻線数制御部
 16,17   可変界磁機構
 18,19   巻線切替機構

Claims (8)

  1.  回転電機を用いて走行する機能を備えた車両に搭載される車両用ブレーキシステムであって、
     各々がブレーキ装置を備えた2つ以上の前記回転電機を有する
    ことを特徴とする車両用ブレーキシステム。
  2.  前記回転電機の駆動を制御するように構成された2つ以上の駆動制御装置をさらに有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用ブレーキシステム。
  3.  前記駆動制御装置と前記回転電機との電気的接続を開閉するように構成された第1スイッチと、
     前記駆動制御装置の異常の有無を判定する異常判定部、及び、前記異常判定部により異常が有ると判定された前記駆動制御装置に係る前記第1スイッチを開くスイッチ制御部を備えたコントローラと、をさらに有する
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両用ブレーキシステム。
  4.  前記回転電機の電機子巻線を短絡させる抵抗器と、
     前記回転電機と前記抵抗器との電気的接続を開閉するように構成された第2スイッチと、をさらに有し、
     前記スイッチ制御部は、
     前記異常判定部により異常が有ると判定された前記駆動制御装置に係る前記第2スイッチを閉じる
    ことを特徴とする請求項3に記載の車両用ブレーキシステム。
  5.  前記抵抗器は、可変抵抗器であり、
     前記コントローラは、
     前記スイッチ制御部により前記第2スイッチが閉じられた場合に、必要な制動力に応じて前記抵抗器の抵抗値を制御する抵抗制御部を有する
    ことを特徴とする請求項4に記載の車両用ブレーキシステム。
  6.  前記回転電機は、
     界磁磁束を可変させる可変界磁機構を有し、
     前記コントローラは、
     前記異常判定部により異常が有ると判定された場合に、異常が有ると判定されなかった前記駆動制御装置に係る前記回転電機に対し、必要な制動力に応じた界磁磁束となるように前記可変界磁機構を制御する界磁制御部を有する
    ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の車両用ブレーキシステム。
  7.  前記回転電機は、
     電機子の巻線数を切り替える巻線切替機構を有し、
     前記コントローラは、
     前記異常判定部により異常が有ると判定された場合に、異常が有ると判定されなかった前記駆動制御装置に係る前記回転電機に対し、必要な制動力に応じて巻線数が切り替わるように前記巻線切替機構を制御する巻線数制御部を有する
    ことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の車両用ブレーキシステム。
  8.  請求項1乃至7のいずれか1項に記載の車両用ブレーキシステムを備える
    ことを特徴とする車両。
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