JPH10264793A - 電気自動車用回生制動併用式制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気自動車用回生制動併用式制動装置に関
し、回生制動力を効率よく利用しながらエネルギの有効
利用を確実に実行しつつ急ブレーキ操作時には短期間に
大きなブレーキ力を得られるようにする。 【解決手段】 回生制動と負圧式倍力装置１１を用いた
機械制動とを併用する制動装置であって、負圧式倍力装
置１１の大気室１４に通じる圧力制御口１８と、圧力制
御口１８を通じて大気室１４内の圧力を調整し機械制動
力を制御する大気弁２０と、要求制動力を検出する要求
制動力検出手段４１とをそなえ、検出された要求制動力
とこのときに発生させうる回生制動力とに基づき回生制
動力では不足する制動力を機械制動力により確保するよ
うに大気弁２０を制御するとともに、圧力制御口１８と
は別個に設けられ大気室１４に大気導入させうる大気導
入口１９をそなえ、急制動要求が判定されると、大気導
入口１９を開放して機械制動力を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制動操作時に、走
行用の電動機を通じて回生制動力を発生させこの回生制
動力と機械制動力とにより電気自動車の制動を行なう、
電気自動車用回生制動併用式制動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大気汚染防止や騒音低減の観点か
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、走行エネルギを電力エネルギに変換しなが
ら車両に制動力を与える、いわゆる回生制動を容易に行
なうことができる。この回生制動は、走行用電動機を発
電機として機能させることで行なうことができ、回生制
動時には、発電機としての走行用電動機により駆動輪の
回転力を回収しながら、発電を行ないつつ、駆動輪に発
電負荷を与えることによって制動を行なう。

【０００３】このような回生制動は、アクセルペダルの
踏込を解除したときに行なわれるが、このアクセルペダ
ルの踏込解除時にブレーキペダルが踏み込まれていなけ
れば、内燃機関駆動の自動車におけるエンジンブレーキ
に相当するような弱めの回生制動力が発生するように回
生制動（これを、弱回生制動という）を行ない、アクセ
ルペダルの踏込解除時にブレーキペダルが踏み込まれて
いれば、ブレーキペダルの踏込度合に応じた回生制動力
が発生するように回生制動を行なう。

【０００４】ところで、図９はこのような従来の回生制
動（以下、制動についてはブレーキともいう）を併用し
た倍力ブレーキ装置（回生制動併用式制動装置）の要部
構成を示す模式的な断面図であり、図１０はこのような
従来の回生制動併用式制動装置におけるブレーキペダル
踏込時のブレーキ制御を説明する模式的な制御ブロック
図であり、図１１はペダル踏力に対するブレーキ力（減
速度）の特性を示す図である。

【０００５】図９において、１１はブレーキブースタ
（倍力可変負圧ブースタ）であり、負圧ブースタ１１の
内部は、ダイヤフラム１２によって負圧室１３と制御圧
室（大気室）１４とに区画されている。負圧ブースタ１
１の中心部には、プッシュロッド１５が貫通するように
そなえられ、プッシュロッド１５はダイヤフラム１２と
結合している。また、プッシュロッド１５の一端はブレ
ーキペダル１６と連動するオペレーティングロッド１７
と接続されており、他端はホイールシリンダ（図１０参
照）１に接続されており、ブレーキペダル１６が踏み込
まれるとオペレーティングロッド１７と共にプッシュロ
ッド１５が前進して、ホイールシリンダにブレーキ液圧
が供給されるようになっている。

【０００６】また、大気室１４に通じるように、圧力制
御口１８が設けられており、さらに、大気室１４に大気
導入しうるように圧力制御口１８とは別個に設けられた
大気導入口１９が設けられている。圧力制御口１８に
は、一方でオペレーティングロッド１７内に設けられた
連通管１８Ａが接続され大気室１４に通じており、他方
で配管１８Ｂ，１８Ｃが接続されて、大気側及び負圧側
に連通しうるようになっている。また、大気側の配管１
８Ｂには大気弁２０が介装され、負圧側の配管１８Ｃに
は負圧弁２１が介装されている。

【０００７】大気導入口１９には、シリンダ制御弁２２
を通じた空気圧制御で駆動調整される開閉弁２３がそな
えられている。つまり、オペレーティングロッド１７の
外周には、ピストン２４が固定されており、このピスト
ン２４の外周には、オペレーティングロッド１７やピス
トン２４に対して進退動しうる可動シリンダ２５が装備
されている。可動シリンダ２５の一端側は大気導入口１
９を開閉する弁体２５Ａとなっており、可動シリンダ２
５の他端側にはピストン２４で仕切られた室２５Ｂがそ
なえられている。

【０００８】そして、この室２５Ｂ内と連通する配管２
５Ｃにシリンダ制御弁２２が介装されている。また、シ
リンダ制御弁２２は、室２５Ｂ内に負圧を供給するモー
ドと大気圧を供給するモードとがあり、室２５Ｂ内に負
圧が供給されると可動シリンダ２５が後退して大気導入
口１９が開放し、室２５Ｂ内に大気圧が供給されると可
動シリンダ２５が前進して大気導入口１９が閉鎖するよ
うになっている。

【０００９】大気弁２０，負圧弁２１及びシリンダ制御
弁２２は、いずれも電磁弁であり、コントローラ３１を
通じて走行用モータの回生ブレーキ力と共に制御され
る。つまり、図１０に示すように、コントローラ３１に
は、モータ回転数センサ４１，踏力センサ４２からの各
検出信号が入力されるようになっており、コントローラ
３１では、走行用モータ２の回転数Ｎm とブレーキペダ
ルの踏込力（ペダル踏力）Ｐbpとから、回生ブレーキ力
及び液圧ブレーキ力（機械ブレーキ力）の各目標値を算
出して、走行用モータ２の回生ブレーキ力の制御と負圧
ブースタ１１を通じた液圧ブレーキ力の制御とを行なう
ようになっている。

【００１０】このため、コントローラ３１には、モータ
回転数センサ４１で検出されたモータ回転数Ｎm から最
大回生ブレーキ力を算出する最大回生ブレーキ力算出部
３２と、踏力センサ４２で検出されたブレーキペダルの
踏込力（ペダル踏力）Ｐbpから目標減速度（要求ブレー
キ力）を算出する目標減速度算出部（要求ブレーキ力算
出部）３３と、最大回生ブレーキ力算出部３２で算出さ
れた最大回生ブレーキ力と目標減速度算出部３３で得ら
れた要求ブレーキ力（全ブレーキ力）とから回生ブレー
キ力及び液圧ブレーキ力の各目標値を算出する目標ブレ
ーキ力算出部３４とがそなえられる。

【００１１】目標ブレーキ力算出部３４では、回生ブレ
ーキ力を極力使用しながらエネルギの有効利用を図るよ
うにしており、回生ブレーキ力だけでは不足するブレー
キ力を機械ブレーキ力（液圧ブレーキ力）により賄うよ
うにしている。したがって、最大回生ブレーキ力と全ブ
レーキ力とから目標回生ブレーキ力を設定し、全ブレー
キ力から目標回生ブレーキ力を減算することで目標機械
ブレーキ力を算出している。特に、全ブレーキ力が一定
以上の大きさの場合には、目標回生ブレーキ力は最大回
生ブレーキ力となり、目標機械ブレーキ力は全ブレーキ
力から最大回生ブレーキ力を減算した値となる。

【００１２】したがって、所定のモータ回転数における
ペダル踏力に対するブレーキ力（減速度）の特性は、例
えば図１１に示すようになる。図１１に示すように、目
標回生ブレーキ力は、ペダル踏力が０ならエンジンブレ
ーキ相当（弱回生制動）となり、ペダル踏力が増大する
にしたがって増大するが、目標回生ブレーキ力が最大回
生ブレーキ力に達したらこれ以上は大きくならず、必要
ブレーキ力は、機械ブレーキ力（液圧ブレーキ力）に頼
ることになる。

【００１３】コントローラ３１では、目標ブレーキ力算
出部３４で算出された目標回生ブレーキ力に応じてモー
タコントローラ３に回生ゲイン指令を行なってモータ２
による回生制動力を制御し、目標ブレーキ力算出部３４
で算出された目標機械ブレーキ力に応じて電磁弁２０，
２１をｄｕｔｙ制御しながら負圧ブースタ１１の圧力制
御（負圧制御）を行なってホイールシリンダ１へのブレ
ーキ液圧の制御を行なう。

【００１４】なお、このような機械ブレーキ力の制御時
には、シリンダ制御弁２２は大気導入口１９を閉鎖する
状態に固定され、大気弁２０及び負圧弁２１の２つの電
磁弁を駆動しながら制御を行なう。そして、例えば目標
減速度（要求ブレーキ力）が減少した場合には、一般に
目標機械ブレーキ力が低下することになるため、大気弁
２０に対して負圧弁２１の開放率（デューティ）を高め
倍力を減少させ、機械ブレーキ力（液圧ブレーキ力）を
抑制し、逆に、目標減速度（要求ブレーキ力）が増加し
た場合には、一般に目標機械ブレーキ力が増加すること
になるため、負圧弁２１に対して大気弁２０の開放率
（デューティ）を高め倍力を増大させ、機械ブレーキ力
（液圧ブレーキ力）を増大させるようにする。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、負圧ブース
タ１１において、圧力制御口１８に通じる連通管１８Ａ
はオペレーティングロッド１７内に設けられるため内径
を制限されている。したがって、圧力制御口１８に通じ
る空気通路の面積は、大気導入口１９の数分の一程度と
極めて小さいものになっており、大気弁２０を開放して
大気室１４に大気を導入する際にそれだけ時間を要す
る。

【００１６】このため、例えばパニックブレーキ時をは
じめとした急ブレーキ操作時には短期間に大きなブレー
キ力が必要となるが、倍力比の増加が遅れてしまうた
め、ペダル踏力の急増に対する必要ブレーキ力の増加が
遅れ、一時的にブレーキ力不足を招くことになり、ドラ
イバに減速度不足感を与え、ブレーキフィーリングを低
下させてしまうという課題がある。

【００１７】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、回生制動力を効率よく利用しながらエネルギの有
効利用を確実に実行しつつ、急ブレーキ操作時には短期
間に大きなブレーキ力を得ることができるようにした、
電気自動車用回生制動併用式制動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】このため、請求項１記載
の本発明の電気自動車用回生制動併用式制動装置は、電
気自動車に搭載された走行用の電動機を通じて回生制動
力を発生させる回生制動装置と、負圧式倍力装置を用い
て車輪に直接作用する機械制動力を発生させる機械制動
装置とをそなえてなる、電気自動車用回生制動併用式制
動装置において、該負圧式倍力装置の大気室に通じる圧
力制御口と、該圧力制御口に接続され該大気室内の圧力
を調整して該機械制動力を制御しうる大気弁と、ブレー
キペダル操作状態から要求制動力を検出する要求制動力
検出手段とをそなえ、該要求制動力検出手段で検出され
た要求制動力とこのときに発生させうる該回生制動力と
に基づいて、該回生制動力では不足する制動力を該機械
制動力により確保するように該大気弁が制御されるよう
構成されるとともに、該大気室に大気導入しうるように
該圧力制御口とは別個に設けられた大気導入口と、該要
求制動力検出手段の検出結果に基づいて急制動要求を判
定する急制動判定手段とをそなえ、該急制動判定手段で
急制動要求が判定されると、該大気導入口を開放して機
械制動力を増大させることを特徴としている。

【００１９】請求項２記載の本発明の電気自動車用回生
制動併用式制動装置は、請求項１記載の装置において、
該要求制動力検出手段が、要求制動力に応じた値である
ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力検
出手段であって、該急制動判定手段が、該ブレーキペダ
ル踏力検出手段により検出されたブレーキペダル踏力の
時間変化率が所定の変化率を越えると急制動要求である
と判定することを特徴としている。

【００２０】請求項３記載の本発明の電気自動車用回生
制動併用式制動装置は、請求項１記載の装置において、
該要求制動力検出手段が、要求制動力に応じた値である
ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力検
出手段であって、該急制動判定手段が、該ブレーキペダ
ル踏力検出手段により検出されたブレーキペダル踏力が
所定値を越えると急制動要求であると判定することを特
徴としている。

【００２１】請求項４記載の本発明の電気自動車用回生
制動併用式制動装置は、請求項１記載の装置において、
該要求制動力検出手段が、要求制動力に応じた値である
ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダル踏力検
出手段であって、該急制動判定手段が、該ブレーキペダ
ル踏力検出手段により検出されたブレーキペダル踏力が
所定値を越え且つ該ブレーキペダル踏力の時間変化率が
所定の変化率を越えると急制動要求であると判定するこ
とを特徴としている。

【００２２】請求項５記載の本発明の電気自動車用回生
制動併用式制動装置は、請求項１〜４のいずれかに記載
の装置において、該要求制動力検出手段が、要求制動力
に応じた値であるブレーキペダルの踏力を検出するブレ
ーキペダル踏力検出手段であって、該急制動判定手段が
急制動要求を判定した後に、該ブレーキペダル踏力検出
手段により検出されたブレーキペダル踏力の時間変化率
が所定の変化率以下になった場合には、該大気導入口を
閉鎖して該大気弁の制御により制動を制御することを特
徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図８は本発明の一実
施形態としての電気自動車用回生制動併用式制動装置を
示すものである。本電気自動車用回生制動併用式制動装
置も、回生制動（以下、制動についてはブレーキともい
う）を併用した倍力ブレーキ装置であって、図１に示す
ように、回生制動を行なう回生制動装置１０Ａと、機械
制動力を発生させる機械制動装置１０Ｂとをそなえ、回
生制動装置１０Ａは走行用モータ２とモータコントロー
ラ３とコントローラ４とからなり、機械制動装置１０Ｂ
は負圧式倍力装置１１とコントローラ４とからなり車輪
に直接制動力を与えるように構成されている。

【００２４】なお、この回生ブレーキを併用した機械ブ
レーキ（液圧ブレーキ）による制動については、協調回
生ともいう。本回生制動併用式制動装置のハード構成
は、従来技術（図９参照）と同様であり、図２に示すよ
うに、負圧式倍力装置としてのブレーキブースタ（倍力
可変負圧ブースタ）１１は、その内部を、ダイヤフラム
１２によって負圧室１３と制御圧室（大気室）１４とに
区画されている。

【００２５】負圧ブースタ１１の中心部には、プッシュ
ロッド１５が貫通してそなえられ、プッシュロッド１５
はダイヤフラム１２と結合している。プッシュロッド１
５の一端はブレーキペダル１６と連動するオペレーティ
ングロッド１７と接続され、他端はホイールシリンダ１
に接続されており、ブレーキペダル１６が踏み込まれる
とオペレーティングロッド１７と共にプッシュロッド１
５が前進して、ホイールシリンダにブレーキ液圧が供給
されるようになっている。

【００２６】また、大気室１４に通じるように、圧力制
御口１８が設けられ、さらに、大気室１４に大気導入し
うるように圧力制御口１８とは別個に設けられた大気導
入口１９が設けられている。この大気導入口１９は、オ
ペレーティングロッド１７の外周に環状に形成されるた
め、空気の流通面積を比較的十分に確保できるようにな
っている。

【００２７】圧力制御口１８には、一方でオペレーティ
ングロッド１７内に設けられた連通管１８Ａが接続され
大気室１４に通じており、他方で配管１８Ｂ，１８Ｃが
接続されて、大気側（大気解放）及び負圧側（負圧ポン
プ９側）に連通しうるようになっている。また、大気側
の配管１８Ｂには大気弁２０が介装され、負圧側の配管
１８Ｃには負圧弁２１が介装されている。なお、連通管
１８Ａはオペレーティングロッド１７内に設けられるこ
とからその内径を制限され、これにより、圧力制御口１
８側の空気流通面積は、大気導入口１９よりも小さくな
っている。

【００２８】大気導入口１９には、シリンダ制御弁２２
を通じた空気圧制御で駆動調整される開閉弁２３がそな
えられている。つまり、オペレーティングロッド１７の
外周には、ピストン２４が固定されており、このピスト
ン２４の外周には、オペレーティングロッド１７やピス
トン２４に対して進退動しうる可動シリンダ２５が装備
されている。可動シリンダ２５の一端側は大気導入口１
９を開閉する弁体２５Ａとなっており、可動シリンダ２
５の他端側にはピストン２４で仕切られた室２５Ｂがそ
なえられている。

【００２９】そして、この室２５Ｂ内と連通する配管２
５Ｃにシリンダ制御弁２２が介装されている。また、シ
リンダ制御弁２２は、室２５Ｂ内に負圧を供給するモー
ドと大気圧を供給するモードとがあり、室２５Ｂ内に大
気圧が供給されると可動シリンダ２５が後退して大気導
入口１９が開放し、室２５Ｂ内に負圧が供給されると可
動シリンダ２５が前進して大気導入口１９が閉鎖するよ
うになっている。

【００３０】大気弁２０，負圧弁２１及びシリンダ制御
弁２２は、いずれも電磁弁であり、コントローラ４を通
じて走行用モータの回生ブレーキ力と共に制御される。
つまり、図１に示すように、コントローラ４には、モー
タ回転数センサ４１，要求制動力検出手段としての踏力
センサ（ブレーキペダル踏力検出手段）４２からの検出
信号が入力されるようになっている。なお、モータ回転
数センサ４１では走行用モータ２の回転数Ｎm を検出
し、踏力センサ４２では、ブレーキペダルの踏込力（ペ
ダル踏力）Ｐbpを検出するが、このペダル踏力Ｐbpはド
ライバの要求制動力に相当する。

【００３１】そして、コントローラ４では、通常ブレー
キ時（後述する急ブレーキ時を除いたブレーキ操作時）
には、これらのモータ回転数Ｎm とペダル踏力Ｐbpとか
ら、回生ブレーキ力及び液圧ブレーキ力（機械ブレーキ
力）の各目標値を算出して、走行用モータ２の回生ブレ
ーキ力の制御と負圧ブースタ１１を通じた液圧ブレーキ
力の制御とを行なうようになっている。

【００３２】このため、コントローラ４には、モータ回
転数センサ４１で検出されたモータ回転数Ｎm から最大
回生ブレーキ力を算出する最大回生ブレーキ力算出部５
と、踏力センサ４２で検出されたブレーキペダルの踏込
力（ペダル踏力）Ｐbpから目標減速度（要求ブレーキ
力）を算出する目標減速度算出部（要求ブレーキ力算出
部）６と、最大回生ブレーキ力算出部５で算出された最
大回生ブレーキ力と目標減速度算出部６で得られた要求
ブレーキ力（全ブレーキ力）とから回生ブレーキ力及び
液圧ブレーキ力の各目標値を算出する目標ブレーキ力算
出部７とがそなえられる。

【００３３】そして、本装置では、このような通常ブレ
ーキ時におけるブレーキ力の演算機能に加えて、急ブレ
ーキが要求された場合には、これらと異なる制御を行な
うように構成されている。このため、コントローラ４に
は、急制動要求（急ブレーキ要求）を判定する急制動判
定手段８がそなえられている。なお、目標ブレーキ力算
出部７では、前述と同様に、通常ブレーキ時には、回生
ブレーキ力を極力使用しながらエネルギの有効利用を図
るようにしており、回生ブレーキ力だけでは不足するブ
レーキ力を機械ブレーキ力（液圧ブレーキ力）により賄
うようにしている。このため、最大回生ブレーキ力と全
ブレーキ力とから目標回生ブレーキ力を設定し、全ブレ
ーキ力から目標回生ブレーキ力を減算することで目標機
械ブレーキ力を算出している。特に、全ブレーキ力が一
定以上の大きさの場合には、目標回生ブレーキ力は最大
回生ブレーキ力となり、目標機械ブレーキ力は全ブレー
キ力から最大回生ブレーキ力を減算した値となる。

【００３４】したがって、通常ブレーキ時には、所定の
モータ回転数におけるペダル踏力に対するブレーキ力
（減速度）の特性は、例えば図１１に示すようになる。
図１１に示すように、目標回生ブレーキ力は、ペダル踏
力が０ならエンジンブレーキ相当（弱回生制動）とな
り、ペダル踏力が増大するにしたがって増大するが、目
標回生ブレーキ力が最大回生ブレーキ力に達したらこれ
以上は大きくならず、必要ブレーキ力は、機械ブレーキ
力（液圧ブレーキ力）に頼ることになる。

【００３５】また、ペダル踏力の低い領域では回生ブレ
ーキ力のみで全ブレーキ力を確保しうるが、この領域で
も微小ではあるが機械ブレーキ力を与えるようにしてい
る。これは、例えばモータ２の低回転時の回生力減少を
補う際などに、機械ブレーキ力の増加（液圧の増加）を
円滑に行ない、減速を滑らかに行なえるように配慮した
ものである。

【００３６】コントローラ４では、目標ブレーキ力算出
部７で算出された目標回生ブレーキ力に応じてモータコ
ントローラ３に回生ゲイン指令を行ないモータ２による
回生制動力を制御し、目標ブレーキ力算出部７で算出さ
れた目標機械ブレーキ力に応じて電磁弁（大気弁，負圧
弁）２０，２１をｄｕｔｙ制御しながら負圧ブースタ１
１の圧力制御（負圧制御）を行ないホイールシリンダ１
へのブレーキ液圧の制御を行なう。このブレーキ液圧の
制御は、ブレーキ液圧センサ４３で検出された検出圧を
フィードバックしながら、所定のブレーキ液圧が得られ
るように、大気弁２０，負圧弁２１の各デューティを制
御する。

【００３７】なお、このような通常ブレーキ時における
機械ブレーキ力の制御時には、シリンダ制御弁２２は大
気導入口１９を閉鎖する状態に固定され、大気弁２０及
び負圧弁２１の２つの電磁弁を駆動しながら制御を行な
う。そして、例えば目標減速度（要求ブレーキ力）が減
少した場合には、一般に目標機械ブレーキ力が低下する
ことになるため、大気弁２０に対して負圧弁２１の開放
率（デューティ）を高め倍力を減少させ、機械ブレーキ
力（液圧ブレーキ力）を抑制し、逆に、目標減速度（要
求ブレーキ力）が増加した場合には、一般に目標機械ブ
レーキ力が増加することになるため、負圧弁２１に対し
て大気弁２０の開放率（デューティ）を高め倍力を増大
させ、機械ブレーキ力（液圧ブレーキ力）を増大させる
ようにする。

【００３８】一方、急制動判定手段８では、踏力センサ
４２で検出されたペダル踏力（即ち、ドライバの要求制
動力）Ｐbpに基づいて、急ブレーキ要求を判定するが、
本実施形態では、ペダル踏力Ｐbpの時間変化率ｄＰbp／
ｄｔが所定の変化率ｄＰ１を越える（ｄＰbp／ｄｔ＞ｄ
Ｐ１）と急制動要求であると判定するように構成されて
いる。

【００３９】なお、この急制動判定手段８による急制動
判定については、図８に示すように所定の判定値Ｐ１を
設定しておき、ペダル踏力Ｐbpがこの判定値Ｐ１を越え
たら（Ｐbp＞Ｐ１）急制動要求であると判定するように
構成してもよい。この場合、曲線Ｌ１で示すようにペダ
ル踏力Ｐbpの増加速度が著しければ、ブレーキペダルの
踏込による急制動操作後、速やかに（時刻Ｔ１）に急制
動と判定し、曲線Ｌ２で示すようにペダル踏力Ｐbpの増
加速度が著しくなければ、急制動操作後、やや時間をお
いて（時刻Ｔ２）急制動と判定することになり、急制動
の度合いに応じて、急制動の判断を行なうことができ
る。なお、線Ｌ３は緩減速時のペダル踏力変化の一例を
示す。

【００４０】また、ペダル踏力Ｐbpが所定値Ｐ２（一般
には、Ｐ２＜Ｐ１）を越え且つペダル踏力Ｐbpの時間変
化率ｄＰbp／ｄｔが所定の変化率ｄＰ２（一般には、ｄ
Ｐ２＜ｄＰ１）を越えると急制動要求であると判定する
ように構成してもよい。そして、本装置では、急制動判
定手段８で急ブレーキ要求が判定されたら、大気室１４
に急激に大気を導入できるように、コントローラ４から
電磁弁（シリンダ制御弁）２２に大気導入口１９を開放
する指令が出力されるようになっている。なお、大気導
入口１９を開放するには、開閉弁２３を開放する必要が
あり、この開閉弁２３を開放するには、室２５Ｂに大気
導入して可動シリンダ２５を後退させればよいので、急
ブレーキ要求判定時には、コントローラ４からの指令に
より、電磁弁（シリンダ制御弁）２２が大気導入状態に
制御される。

【００４１】また、急制動判定手段８で急ブレーキ要求
が判定されたら、目標ブレーキ力算出部７にこの情報が
送られ、目標ブレーキ力算出部７では、急ブレーキ要求
判定情報を受けると、目標回生ブレーキ力を最大回生ブ
レーキ力に設定して、これに応じた回生ゲイン指令をモ
ータコントローラ３に行ないモータ２による回生制動力
を制御するようになっている。

【００４２】なお、急ブレーキ操作時にペダル踏力Ｐbp
の時間変化率ｄＰbp／ｄｔが所定の変化率ｄＰ１を越え
る（ｄＰbp／ｄｔ＞ｄＰ１）のは、極めて短時間であ
り、急制動判定手段８では、急ブレーキを判定した後に
直ぐに急ブレーキではないと判定するようになる。この
ように急制動判定手段８で急ブレーキではないと判定さ
れたら、急制動モードから通常制動モード（緩制動モー
ド）に復帰させるようになっている。

【００４３】すなわち、通常制動モードに復帰したら、
目標ブレーキ力算出部７では、最大回生ブレーキ力と全
ブレーキ力とからできるだけ回生ブレーキ力に頼るよう
に目標回生ブレーキ力を設定し、全ブレーキ力から目標
回生ブレーキ力を減算することで目標機械ブレーキ力を
算出する。また、急制動判定後、所定の短時間が経過し
たら、急制動モードから通常制動モードに自動的に復帰
させるように構成してもよい。特に、図１０に示すよう
に、ペダル踏力Ｐbpが判定値Ｐ１を越えたら（Ｐbp＞Ｐ
１）急制動要求であると判定する場合には、このように
急制動判定を判定したら一定時間だけ急制動モードを実
施してその後は通常制動モードに復帰する手法が適して
いる。

【００４４】なお、本実施形態では、電磁弁により構成
される大気弁２０及び負圧弁２１はデューティ制御され
るが、これらは、通電時（ＯＮ時）にはそれぞれ大気側
又は負圧ポンプ９側を開通させ、非通電時（ＯＦＦ時）
にはそれぞれ大気側又は負圧ポンプ９側を閉鎖するよう
に構成される。また、電磁弁により構成されるシリンダ
制御弁２２は、オン・オフのいずれかに制御されるが、
通電時（ＯＮ時）には負圧ポンプ９側と連通し、非通電
時（ＯＦＦ時）には大気側と連通するように構成され
る。

【００４５】これらの電磁弁２０，２１，２２の制御
は、以下の表１に示すように、各制御モードで行なわれ
るようになっている。

【００４６】

【表１】

【００４７】すなわち、非制動時には非制御モードが選
択され、シリンダ制御弁２２はＯＮとされて大気導入口
（大気口）１９が閉鎖され、大気弁２０及び負圧弁２１
はいずれもＯＦＦとされ、制御圧室１４は圧力制御され
ない。また、通常の制動時には制御モードが選択され、
シリンダ制御弁２２はＯＮとされて大気導入口（大気
口）１９が閉鎖され、減速度（制動力）を増加させたけ
れば、大気弁２０はＯＮ、負圧弁２１はＯＦＦとして、
制御圧室１４の圧力を高めて制動力を増加させる。ま
た、減速度（制動力）を減少させたければ、大気弁２０
はＯＦＦ、負圧弁２１はＯＮとして、制御圧室１４の圧
力を低くして制動力を減少させる。さらに、減速度（制
動力）が最適であれば、大気弁２０も負圧弁２１も共に
ＯＦＦとして、制御圧室１４の圧力を一定とする。

【００４８】そして、急制動時には非常回避モードが選
択され、シリンダ制御弁２２がＯＦＦとされて大気導入
口（大気口）１９が開放され、大気弁２０及び負圧弁２
１はいずれもＯＦＦとされるようになっている。本発明
の一実施形態としての電気自動車用回生制動併用式制動
装置は、上述のように構成されているので、制動要求時
には例えば図３に示すようにブレーキ系の制御が行なわ
れる。

【００４９】つまり、まず、モータ回転数センサ４１，
踏力センサ（ブレーキペダル踏力検出手段）４２からの
検出情報の入力（センサ入力）を行ない（ステップＳ１
０）、急制動判定手段８で、踏力センサ４２の検出情報
から、踏力立ち上がり勾配（即ち、ペダル踏力Ｐbpの時
間変化率）ｄＰbp／ｄｔが所定変化率ｄＰ１よりも大
（ｄＰbp／ｄｔ＞ｄＰ１）か否かを判定する（ステップ
Ｓ２０）。

【００５０】通常のブレーキ操作時には、ブレーキ踏力
の立ち上がり勾配は所定変化率ｄＰ１よりも大きくはな
い（ｄＰbp／ｄｔ≦ｄＰ１）ため、ステップＳ６０側の
通常の制動モード（緩減速モード）に進んで、シリンダ
制御弁２２をオンとして（ステップＳ６０）、大気導入
口１９を閉鎖し、目標ブレーキ力算出部７で回生ブレー
キ力及び液圧ブレーキ力の出力値（即ち、目標回生ブレ
ーキ力及び目標液圧ブレーキ力）を演算する（ステップ
Ｓ７０）。

【００５１】そして、目標液圧ブレーキ力に応じて、ブ
レーキ液圧センサ４３で検出された検出圧をフィードバ
ックしながら、大気弁２０，負圧弁２１をそれぞれデュ
ーティ制御し（ステップＳ８０）、目標回生ブレーキ力
に応じた回生ゲインを出力して、モータコントローラ３
を通じて、モータ２による回生ブレーキ力を制御する
（ステップＳ９０）。

【００５２】このような通常のブレーキ操作時には、回
生ブレーキ力を極力使用するように目標回生ブレーキ力
が設定されるので、回生ブレーキによるエネルギの有効
利用を促進することができる。もちろん、回生ブレーキ
力だけでは不足するブレーキ力は機械ブレーキ力（液圧
ブレーキ力）により補うので、全ブレーキ力としては、
必要な量が確保されブレーキ性能は良好に保持される。

【００５３】例えば図６は緩減速の際の踏力変化，ブレ
ーキ液圧変化，減速Ｇ（減速加速度）の変化の一例を示
し、実線が本装置、即ち回生制動を併用した（協調回生
を行なった）ものに関し、破線が回生制動を併用しない
（協調回生を行なわない）ものに関している。図６
（Ａ）に示すようにほぼ同様な踏力変化に対して、図６
（Ｃ）に示すようにほぼ同様な減速Ｇが得られるが、図
６（Ｂ）に示すように、本装置の場合、ブレーキ液圧は
大幅に抑えられ、それだけ回生制動によるエネルギ回収
が成されることになる。

【００５４】なお、ブレーキングの後半で、本装置のブ
レーキ液圧が増加しているが、これは減速に伴うモータ
回転速度の低下により、最大回生制動力が減少するた
め、これを液圧ブレーキで補うようにブレーキ液圧を増
加させているためである。この際のブレーキ液圧の増加
は滑らかに行なっており、減速ショックが生じないよう
に配慮されている。

【００５５】一方、急ブレーキ時には、踏力立ち上がり
勾配が大（ｄＰbp／ｄｔ＞ｄＰ１）となるため、ステッ
プＳ２０からステップＳ３０側の急減速モードに進ん
で、シリンダ制御弁２２をオフとする（ステップＳ３
０）。これにより、大気導入口１９が大気開放状態とな
り（ステップＳ４０）、機械ブレーキ力（液圧ブレーキ
力）が急増する。この一方で、回生ゲインを最大値とし
て出力し、最大回生ブレーキ力を得るようにする（ステ
ップＳ４０）。

【００５６】また、例えば図４に示すように、緩減速時
にはブレーキ踏力は緩やかに増加するが、急ブレーキ操
作時には、一般にブレーキペダルを踏み込んで行く踏込
初期にブレーキ踏力が増大して踏力立ち上がり勾配が大
きくなるが、その後、踏力立ち上がり勾配は次第に低下
する。したがって、急ブレーキ操作時には、ステップＳ
２０の判断により、ブレーキペダル踏込初期のみにステ
ップＳ３０側の急減速モードに進み、その後は、ステッ
プＳ６０側の通常の制動モード（緩減速モード）に復帰
することになる。

【００５７】急減速モードでは大気導入口１９を開放す
る（ステップＳ４０）が、この大気導入口１９は、圧力
制御口１８側に比べて十分大きな空気流通面積を有して
いるので、大気導入口１９の大気開放時には、制御圧室
１４に速やかに大気が導入され、ごく短期間のうちにブ
レーキ力が増大して急ブレーキを実現することができ、
その後は、通常の制動モード（緩減速モード）に復帰す
るため、ブレーキ圧に応じたブレーキ力制御（減速度制
御）が行なわれる。

【００５８】したがって、急ブレーキ（緊急ブレーキ）
時には、例えば図５（Ａ）に模式的に示すように踏力立
ち上がり勾配が大きくなり、これに応じて、図５（Ｂ）
に示すように急ブレーキ判定直後にブレーキ力が急増
し、その後は、ブレーキ圧に応じたブレーキ力制御（減
速度制御）が行なわれることになる。通常制御時（緩減
速モード時）にはブレーキ力は緩やかに立ち上がるのに
対して、緊急制御時（急減速モード時）にはブレーキ力
は急激に立ち上がり、その後、ブレーキ圧に応じて制御
される。

【００５９】例えば図７は急減速の際の踏力変化，ブレ
ーキ液圧変化，減速Ｇ（減速加速度）の変化の一例を示
し、実線が本装置、即ち回生制動を併用した（協調回生
を行なった）ものに関し、破線が回生制動を併用しない
（協調回生を行なわない）ものに関している。図７
（Ａ）に示すように、本装置ではブレーキ踏力の立ち上
がりが協調回生なしに比べてやや急激に行なわれるが、
図７（Ｂ）に示すように、ブレーキ液圧はほぼ同様に急
増し、図７（Ｃ）に示すようにほぼ同様な減速Ｇ特性が
得られる。なお、ブレーキ踏力の立ち上がりによる急制
動判定時から、液圧の急増までに応答時間を要するが、
これは協調回生なしの場合も同様に発生するので、特に
違和感はないものと考えられる。そして、本装置では、
図７（Ｂ）に示すように、ブレーキ液圧の急増により大
きな減速力を得た後は、ブレーキ液圧は一定以下に抑え
られるようになり、それだけ回生制動によるエネルギ回
収が行なわれることになる。

【００６０】したがって、エネルギを有効利用しなが
ら、電気自動車における一充電当たりの走行距離を増加
させることができ、電気自動車の実用性の向上に寄与す
る。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の電気自動車用回生制動併用式制動装置によれば、
通常制動時には、要求制動力検出手段によりブレーキペ
ダル操作状態から要求制動力を検出して、この検出した
要求制動力とこのときに発生させうる回生制動力とに基
づいて、回生制動力では不足する制動力を機械制動力に
より確保するように大気弁を制御するので、回生制動力
を最大限に利用して走行エネルギを有効利用しながら必
要な制動力を得ることができるようになり、急制動要求
時には、急制動判定手段による急制動要求の判定に応じ
て大気導入口が開放されて機械制動力が増大されるの
で、速やかな急制動が実現するようになり、十分な減速
度が得られ、安全性の向上に寄与しうる利点がある。

【００６２】請求項２記載の本発明の電気自動車用回生
制動併用式制動装置によれば、急制動判定手段が、要求
制動力検出手段としてのブレーキペダル踏力検出手段に
より検出されたブレーキペダル踏力の時間変化率が所定
の変化率を越えると急制動要求であると判定するので、
急制動要求を容易に且つ確実に判定することができ、通
常制動時の回生制動力を最大限に利用した制動と、急制
動要求時の大気導入口を開放して機械制動力を大きく増
大させての制動とを、的確に使い分けることができ、上
述のように、エネルギを有効利用しながら、急制動が要
求されたら速やかに急制動を実現させることができるよ
うになる効果を得ることができる。

【００６３】請求項３記載の本発明の電気自動車用回生
制動併用式制動装置によれば、急制動判定手段が、要求
制動力検出手段としてのブレーキペダル踏力検出手段に
より検出されたブレーキペダル踏力が所定値を越えると
急制動であると判定するので、急制動要求をより容易に
判定することができ、通常制動時の回生制動力を最大限
に利用した制動と、急制動要求時の大気導入口を開放し
て機械制動力を大きく増大させての制動とを、容易に使
い分けることができるようになり、上述の効果を得られ
るようになる。

【００６４】請求項４記載の本発明の電気自動車用回生
制動併用式制動装置によれば、急制動判定手段が、要求
制動力検出手段としてのブレーキペダル踏力検出手段に
より検出されたブレーキペダル踏力が所定値を越え且つ
該ブレーキペダル踏力の時間変化率が所定の変化率を越
えると急制動であると判定するので、急制動要求をより
精度よく判定することができ、通常制動時の回生制動力
を最大限に利用した制動と、急制動要求時の大気導入口
を開放して機械制動力を大きく増大させての制動とを、
より的確に容易に使い分けることができるようになり、
上述の効果を確実に得られるようになる。請求項５記載
の本発明の電気自動車用回生制動併用式制動装置によれ
ば、急制動判定手段が急制動要求を判定した後に、要求
制動力検出手段としてのブレーキペダル踏力検出手段に
より検出されたブレーキペダル踏力の時間変化率が所定
の変化率以下になった場合には、大気導入口を閉鎖して
大気弁の制御により制動を制御するので、急制動要求に
対して大気導入口の開放により機械制動力の増大を行な
いながら急制動を実現し、急制動を実現した後は速やか
に、回生制動力を最大限に利用した通常制動に復帰する
ことができるようになり、急制動要求に対する速やかな
急制動の実現と、その後の回生制動力を最大限に利用し
た走行エネルギを有効利用とを効果的に使い分けること
ができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置を示す模式的な断面図である。

【図２】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置を示す模式的な断面図である。

【図３】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図４】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置の動作を説明する特性図である。

【図５】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置の動作を説明する特性図であり、
（Ａ）は急制動判定を説明する図、（Ｂ）は急制動時の
制動力特性を示す図である。

【図６】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置の緩減速時の減速特性を示す図であ
り、（Ａ）は踏力変化を示し、（Ｂ）はブレーキ液圧変
化を示し、（Ｃ）は減速Ｇ（減速加速度）の変化を示
す。

【図７】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置の急減速時の減速特性を示す図であ
り、（Ａ）は踏力変化を示し、（Ｂ）はブレーキ液圧変
化を示し、（Ｃ）は減速Ｇ（減速加速度）の変化を示
す。

【図８】本発明の一実施形態としての電気自動車用回生
制動併用式制動装置の急制動判定を他の構成例を示す図
である。

【図９】従来の電気自動車用回生制動併用式制動装置の
要部構成を示す模式的な断面図である。

【図１０】従来の電気自動車用回生制動併用式制動装置
におけるブレーキペダル踏込時のブレーキ制御を説明す
る模式的な制御ブロック図である。

【図１１】従来の電気自動車用回生制動併用式制動装置
におけるペダル踏力に対するブレーキ力（減速度）の特
性を示す図である。

【符号の説明】

１ ホイールシリンダ ２ 走行用モータ ３ モータコントローラ ４ コントローラ ５ 最大回生ブレーキ力算出部 ６ 目標減速度算出部（要求ブレーキ力算出部） ７ 目標ブレーキ力算出部 ８ 急制動判定手段 ９ 負圧ポンプ １０Ａ 回生制動装置 １０Ｂ 機械制動装置 １１ 負圧式倍力装置としてのブレーキブースタ（倍力
可変負圧ブースタ） １２ ダイヤフラム １３ 負圧室 １４ 制御圧室（大気室） １５ プッシュロッド １６ ブレーキペダル １７ オペレーティングロッド １８ 圧力制御口 １８Ａ 連通管 １８Ｂ，１８Ｃ 配管 １９ 大気導入口 ２０ 大気弁 ２１ 負圧弁 ２２ シリンダ制御弁 ２３ 開閉弁 ２４ ピストン ２５ 可動シリンダ ２５Ａ 弁体 ２５Ｂ 室 ２５Ｃ 配管 ４１ モータ回転数センサ ４２ 要求制動力検出手段としての踏力センサ（ブレー
キペダル踏力検出手段） ４３ ブレーキ液圧センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気自動車に搭載された走行用の電動機
   を通じて回生制動力を発生させる回生制動装置と、 負圧式倍力装置を用いて車輪に直接作用する機械制動力
   を発生させる機械制動装置とをそなえてなる、電気自動
   車用回生制動併用式制動装置において、 該負圧式倍力装置の大気室に通じる圧力制御口と、 該圧力制御口に接続され該大気室内の圧力を調整して該
   機械制動力を制御しうる大気弁と、 ブレーキペダル操作状態から要求制動力を検出する要求
   制動力検出手段とをそなえ、 該要求制動力検出手段で検出された要求制動力とこのと
   きに発生させうる該回生制動力とに基づいて、該回生制
   動力では不足する制動力を該機械制動力により確保する
   ように該大気弁が制御されるよう構成されるとともに、 該大気室に大気導入しうるように該圧力制御口とは別個
   に設けられた大気導入口と、 該要求制動力検出手段の検出結果に基づいて急制動要求
   を判定する急制動判定手段とをそなえ、 該急制動判定手段で急制動要求が判定されると、該大気
   導入口を開放して機械制動力を増大させることを特徴と
   する、電気自動車用回生制動併用式制動装置。
2. 【請求項２】 該要求制動力検出手段が、要求制動力に
   応じた値であるブレーキペダルの踏力を検出するブレー
   キペダル踏力検出手段であって、 該急制動判定手段が、該ブレーキペダル踏力検出手段に
   より検出されたブレーキペダル踏力の時間変化率が所定
   の変化率を越えると急制動要求であると判定することを
   特徴とする、請求項１記載の電気自動車用回生制動併用
   式制動装置。
3. 【請求項３】 該要求制動力検出手段が、要求制動力に
   応じた値であるブレーキペダルの踏力を検出するブレー
   キペダル踏力検出手段であって、 該急制動判定手段が、該ブレーキペダル踏力検出手段に
   より検出されたブレーキペダル踏力が所定値を越えると
   急制動要求であると判定することを特徴とする、請求項
   １記載の電気自動車用回生制動併用式制動装置。
4. 【請求項４】 該要求制動力検出手段が、要求制動力に
   応じた値であるブレーキペダルの踏力を検出するブレー
   キペダル踏力検出手段であって、 該急制動判定手段が、該ブレーキペダル踏力検出手段に
   より検出されたブレーキペダル踏力が所定値を越え且つ
   該ブレーキペダル踏力の時間変化率が所定の変化率を越
   えると急制動要求であると判定することを特徴とする、
   請求項１記載の電気自動車用回生制動併用式制動装置。
5. 【請求項５】 該要求制動力検出手段が、要求制動力に
   応じた値であるブレーキペダルの踏力を検出するブレー
   キペダル踏力検出手段であって、 該急制動判定手段が急制動要求を判定した後に、該ブレ
   ーキペダル踏力検出手段により検出されたブレーキペダ
   ル踏力の時間変化率が所定の変化率以下になった場合に
   は、該大気導入口を閉鎖して該大気弁の制御により制動
   を制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
   に記載の電気自動車用回生制動併用式制動装置。