【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