(57)【要約】      （修正有）【課題】左右個別に駆動する駆動輪の、左右の駆動輪の回転速度又は回転数が異なる場合にも、回生ブレーキの制動力を制御し、姿勢を安定にすることができる回生ブレーキシステムを提供する。【解決手段】回生ブレーキシステムは、左右個別に駆動する駆動輪４ａ，４ｂを有する電気駆動車両に搭載されるものであって、駆動輪が、力行モードか回生モードかを判定する回生動作判定器８と、右側駆動輪４ａの回転速度又は回転数及び左側駆動輪４ｂの回転速度又は回転数を入力し、最大値を判定する最大値判定器９と、最大値を入力し、消費する電気エネルギーを算出する消費電力制御器１０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右個別に駆動する駆動輪を有する電気駆動車両に搭載される回生ブレーキシステムであって、
前記駆動輪が、力行モードか回生モードかを判定する回生動作判定器と、
右側駆動輪の回転速度又は回転数及び左側駆動輪の回転速度又は回転数を入力し、最大値を判定する最大値判定器と、
前記最大値を入力し、消費する電気エネルギーを算出する消費電力制御器と、を有することを特徴とする回生ブレーキシステム。
【請求項２】
前記最大値に基づいて、回生ブレーキの制動力を算出することを特徴とする請求項１に記載する回生ブレーキシステム。
【請求項３】
請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載する回生ブレーキシステムを搭載した電気駆動車両。
【請求項４】
燃料を燃焼して作動するエンジンと、前記エンジンが発生する機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを発生する発電機と、前記発電機が発生する電気エネルギーを変換する電力変換装置と、前記電力変換装置が出力する電気エネルギーにて駆動する右側電動機と、前記電力変換装置が出力する電気エネルギーにて駆動する左側電動機と、前記右側電動機に接続する右側駆動輪と、前記左側電動機に接続する左側駆動輪と、右側従動輪と、左側従動輪とを有し、
前記右側駆動輪の回転速度又は回転数及び前記左側駆動輪の回転速度又は回転数の最大値に基づいて、回生ブレーキの制動力を算出することを特徴とする電気駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生ブレーキシステム及び電気駆動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１４−１８４８２２号公報（特許文献１）がある。この特許文献１には、摩擦ブレーキ装置と、回生ブレーキ装置と、要求制動力演算部と、要求制動力を左右前輪および左右後輪のいずれか他方の非回生制動側左右輪に配分する車両運動制御部と、各車輪の最大制動力を演算する最大制動力演算部と、要求制動力および非回生制動側左右輪への制動力の配分に基づいて、回生制動側左右輪に発生させる回生制動力を、回生制動側左右輪のそれぞれの最大制動力のうちの小さい方の値を超えない範囲で演算する制動力制御部と、を備えるブレーキ制御装置が記載されている（要約参照）。
【０００３】
また、本技術分野の背景技術として、特開２０１０−１４３５７９号公報（特許文献２）がある。この特許文献２には、燃料を燃焼して作動するエンジンと電気エネルギーで作動するモーターとを備え、少なくとも左右一対の車輪がエンジン駆動系とモーター駆動系との両方に連係するものであって、エンジン駆動の際、車輪が過回転スリップしたときに、車輪に接続されたモーターを回生動作させてブレーキをかけることにより、車輪のスリップを解消するように設けられており、更に、エンジンによりモーターを充電駆動可能に設けるとともに、エンジン走行駆動系に連係する車輪をエンジンに対して遮断可能に設けたハイブリッド車両が記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８４８２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４３５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるブレーキ制御装置は、回生制動側左右輪に発生させる回生制動力を、回生制動側左右輪のそれぞれの最大制動力のうちの小さい方の値を超えない範囲で演算するものである。また、特許文献２に記載されるハイブリッド車両は、エンジン駆動の際、車輪が過回転スリップしたときに、車輪に接続されたモーターを回生動作させてブレーキをかけるものである。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されるブレーキ制御装置や特許文献２に記載されるハイブリッド車両は、左右個別に駆動する駆動輪を有する電気駆動車両において、左右個別に駆動する駆動輪の、左右の駆動輪の回転速度又は回転数が異なる場合に、回生ブレーキの制動力を制御するものではない。
【０００７】
そこで、本発明は、左右個別に駆動する駆動輪の、左右の駆動輪の回転速度又は回転数が異なる場合にも、回生ブレーキの制動力を制御し、姿勢を安定にすることができる回生ブレーキシステム及び電気駆動車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の回生ブレーキシステムは、左右個別に駆動する駆動輪を有する電気駆動車両に搭載されるものであって、駆動輪が、力行モードか回生モードかを判定する回生動作判定器と、右側駆動輪の回転速度又は回転数及び左側駆動輪の回転速度又は回転数を入力し、最大値を判定する最大値判定器と、最大値を入力し、消費する電気エネルギーを算出する消費電力制御器と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の電気駆動車両は、燃料を燃焼して作動するエンジンと、エンジンが発生する機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを発生する発電機と、発電機が発生する電気エネルギーを変換する電力変換装置と、電力変換装置が出力する電気エネルギーにて駆動する右側電動機と、電力変換装置が出力する電気エネルギーにて駆動する左側電動機と、右側電動機に接続する右側駆動輪と、左側電動機に接続する左側駆動輪と、右側従動輪と、左側従動輪とを有し、右側駆動輪の回転速度又は回転数及び左側駆動輪の回転速度又は回転数の最大値に基づいて、回生ブレーキの制動力を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、左右個別に駆動する駆動輪の、左右の駆動輪の回転速度又は回転数が異なる場合にも、回生ブレーキの制動力を制御し、姿勢を安定にすることができる回生ブレーキシステム及び電気駆動車両を提供することができる。
【００１１】
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、下記の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例に記載する電気駆動車両の概略構成を示す部分模式概念図である。
【図２】本実施例に記載する回生ブレーキシステムにおける処理フローを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する。なお、同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本実施例に記載する電気駆動車両の概略構成を示す部分模式概念図である。
【００１５】
本実施例に記載する電気駆動車両は、バスやトラックといった自動車や鉄道車両であり、電気駆動装置（電気式トランスミッション）や回生ブレーキ（回生制動）システムを搭載する車両である。
【００１６】
本実施例に記載する電気駆動車両は、燃料を燃焼して作動する内燃機関（以下「エンジン」と称して説明する）１と、エンジン１が発生する機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを発生する発電機２と、発電機２が発生する電気エネルギー（交流）を入力し、交流を直流に変換し、整流し、直流を交流に変換し、電気エネルギー（交流）を出力する電力変換装置３と、電力変換装置３が出力する電気エネルギーにて駆動する右側電動機６ａと、電力変換装置３が出力する電気エネルギーにて駆動する左側電動機６ｂと、右側電動機６ａに接続する右側駆動輪４ａと、左側電動機６ｂに接続する左側駆動輪４ｂと、を有する。更には、図示しないが、右側従動輪及び左側従動輪を有する。
【００１７】
なお、本実施例に記載する電気駆動車両は、右側駆動輪４ａ及び左側駆動輪４ｂは、左右個別に駆動する。つまり、右側駆動輪４ａには右側電動機６ａが、左側駆動輪４ｂには左側電動機６ｂが、それぞれ接続され、左右個別に駆動する。
【００１８】
なお、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂは、交流電動機（交流モーター）であり、力行と回生との２つのモードを有する。回生時（回生（発電）モード）には、回生ブレーキとして利用することができる。ここで、回生ブレーキとは、力行時（力行モード）には電気エネルギーを運動エネルギーとして出力する電動機（モーター）を、回生時には発電機（ジェネレーター）として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを消費することによりブレーキ（制動）に利用するものであり、回生ブレーキの制動力（回生制動力）を取得することができるものである。また、回生ブレーキの制動力は、車両を減速して停止させようとする力であり、減速する車両の速度と減速する車両の質量との積によって定義される。本実施例では、車両が力行時から回生時に移行する際には、この減速する車両の質量は変化せず一定である。
【００１９】
つまり、電気駆動車両が減速する場合、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂは、力行モードから回生モードへと移行し、右側駆動輪４ａ及び左側駆動輪４ｂの運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【００２０】
なお、電力変換装置３と右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂとは、電力が流通する電力線（図中、太い実線）と信号が転送される信号線（図示なし）とにより接続される。なお、図中、細い実線は信号が転送される信号線である。
【００２１】
また、本実施例に記載する電気駆動車両は、右側駆動輪４ａの回転速度又は回転数（以下「回転速度等」と称して説明する）を検出する右側検出器５ａと、左側駆動輪４ｂの回転速度等を検出する左側検出器５ｂと、を有する。右側検出器５ａは、右側駆動輪４ａ及び右側電動機６ａと同軸に設置され、左側検出器５ｂは、左側駆動輪４ｂ及び左側電動機６ｂと同軸に設置される。
【００２２】
また、本実施例に記載する電気駆動車両は、回生時に、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂが発生する電気エネルギーを消費（処理）する電力処理部７を有する。電力処理部７は、例えば、抵抗器や蓄電池である。
【００２３】
このように、本実施例に記載する電気駆動車両は、エンジン１、発電機２、電力変換装置３、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂ、を含む電気駆動装置を有するものであり、そして、回生ブレーキシステムを有するものである。
【００２４】
本実施例に記載する回生ブレーキシステムは、回生動作判定器８、最大値判定器９、消費電力制御器１０を有する。この回生ブレーキシステムは、特に、左右の駆動輪が個別に駆動する電気駆動車両に使用され、大きな回生ブレーキの制動力が必要であり、所望の回生ブレーキの制動力を取得する必要がある電気駆動車両に好適である。
【００２５】
回生動作判定器８は、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂから動作モード信号Ａを入力する。この動作モード信号Ａは、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂの動作状態を示す信号である。回生動作判定器８は、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂの動作状態を示す信号である動作モード信号Ａから、力行モード又は回生モードを判定する。
【００２６】
右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂの動作状態は、右側駆動輪４ａ及び左側駆動輪４ｂの回転速度等と、右側駆動輪４ａ及び左側駆動輪４ｂへのトルク指令（電気駆動車両のブレーキペダル（マイナス：−）又はアクセルペダル（プラス：＋）からの動作指令）と、から決定される。
【００２７】
つまり、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂの動作状態は、（１）回転速度（プラス：＋）及びトルク指令（プラス：＋）は力行モード、（２）回転速度（プラス：＋）及びトルク指令（マイナス：−）は回生モード、（３）回転速度（マイナス：−）及びトルク指令（プラス：＋）は回生モード、（４）回転速度（マイナス：−）及びトルク指令（マイナス：−）は力行モード、の４つに分類される。
【００２８】
そして、電気駆動車両が減速する場合、回生動作判定器８にて、回生モードと判定され、その判定結果が、電力変換装置３に出力され、電力変換装置３は、回生モードとして動作する。
【００２９】
最大値判定器９は、右側検出器５ａ及び左側検出器５ｂから回転速度等信号Ｂを入力する。この回転速度等信号Ｂは、右側駆動輪４ａと左側駆動輪４ｂとの回転速度等の信号である。そして、最大値判定器９は、右側駆動輪４ａと左側駆動輪４ｂとのいずれの駆動輪の回転速度等が大きいかを（回転速度等の最大値）を判定する。そして、最大値判定器９は、消費電力制御器１０に、この回転速度等の最大値（信号）を出力する。
【００３０】
消費電力制御器１０は、入力される回転速度等の最大値に基づいて、電力処理部７にて消費する電気エネルギー（電力量）を、算出する。なお、この電気エネルギーは、回転速度等に対する関係が、例えば表（テーブル）や関数により、予め設定される。つまり、回転速度等と回生ブレーキの制動力（電気エネルギー）との関係が、例えば表や関数等がデータベースに保存され、所定の回転速度等に対する回生ブレーキの制動力が決定される。
【００３１】
一方、電力変換装置３は、回生モードとして動作することにより、消費電力制御器１０に、発電機２の発電量制御信号Ｃを出力する。この発電機２の発電量制御信号Ｃは、発電機２が出力する電気エネルギー（発電量）を示す信号である。
【００３２】
そして、消費電力制御器１０は、発電機２の発電量制御信号Ｃと回転速度等の最大値とに基づいて、消費電力量制御信号Ｄを算出する。この消費電力量制御信号Ｄは、最終的に、電力処理部７にて消費する電気エネルギー（電力量）を示す信号である。
【００３３】
なお、右側電動機６ａが発電した電気エネルギー又は左側電動機６ｂが発電した電気エネルギーの最大値と、発電機２が出力する電気エネルギーと、の差の電気エネルギーが、電力処理部７にて消費され、電力処理部７にて消費される電気エネルギー（電力量）の大きさが、回生ブレーキの制動力の大きさとなる。
【００３４】
消費電力制御器１０は、この消費電力量制御信号Ｄを、最終的に、電力処理部７に出力し、電力処理部７は、この消費電力量制御信号Ｄに基づいて、電気エネルギー（電力量）を消費する。
【００３５】
つまり、電力変換装置３が回生モードとして動作する場合、消費電力制御器１０は、発電機２が出力する電気エネルギー（発電機２の発電量制御信号Ｃ：発電量）と、回転速度等の最大値に基づいて算出される電気エネルギー（電力量）と、を比較する。
【００３６】
そして、消費電力制御器１０は、回転速度等の最大値に基づいて算出される電気エネルギー（電力量）が、発電機２が出力する電気エネルギー（発電機２の発電量制御信号Ｃ：発電量）より大きい（高い）値になるように設定する。この設定される消費電力量制御信号Ｄを、最終的に、電力処理部７に出力し、電力処理部７は、この消費電力量制御信号Ｄに基づいて、電気エネルギー（電力量）を消費する。
【００３７】
これにより、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂが発電した電気エネルギーが確実に消費され、回生ブレーキの制動力を取得することができる。
【００３８】
なお、本実施例では、発電機２が出力する電気エネルギー（発電量）は、電気駆動車両のブレーキペダル又はアクセルペダルからの動作指令に基づいて決定され、一つの動作指令に基づく、この電気エネルギーは変化せず一定である。
【００３９】
一方、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂが発電した電気エネルギーは、電力線を介して、電力変換装置３に供給され、更に、電力処理部７に供給され、消費される。これにより、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂが発電した電気エネルギーが消費され、回生ブレーキの制動力を取得する。
【００４０】
つまり、右側電動機６ａが発電した電気エネルギー及び左側電動機６ｂが発電した電気エネルギーの最大値を使用して、更に、発電機２が出力する電気エネルギーよりも、大きい値に設定することにより、確実に、回生ブレーキの制動力を取得することができる。
【００４１】
このように、本実施例では、回生ブレーキの制動力は、電動駆動車両の減速する速度、つまり、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂが発電した電気エネルギー（回転速度等の最大値）よって決定される。そして、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂが発電した電気エネルギー（電力量）は、電力変換装置３を介して、電力処理部７に供給される。電力処理部７では、電力変換装置３が回生モードとして動作する場合、消費電力制御器１０にて算出される消費電力量制御信号Ｄに基づいて、電気エネルギー（電力量）を消費する。
【００４２】
このように、本実施例に記載する電気駆動車両は、駆動輪が左右個別に駆動し、回生ブレーキの制動力は、左右の駆動輪の回転速度等の平均値から算出されるものではなく、左右の駆動輪の回転速度等の最大値から算出されるものである。また、回生ブレーキの制動力は、駆動輪の回転速度等に基づいて予め設定されるものであり、車両の速度が大きくなるほど要求される制動力も大きくなる。
【００４３】
しかし、車両が旋回する場合や片方の駆動輪が悪路によりロックされる場合など、左右の駆動輪の回転速度等が相違する場合があり、回転速度等の平均値は、左右の駆動輪の回転速度等と相違する場合があり、回転速度等の平均値より速く回転する駆動輪においては、所望の回生ブレーキの制動力が取得できない場合がある。
【００４４】
つまり、回転速度等の平均値に基づいて、回生ブレーキの制動力を算出する場合、左右どちらかの電動機６ａ又は電動機６ｂにおいて発生する電気エネルギーを全て消費できなくなる。この場合、電気エネルギーを全て消費できない駆動輪は、十分な回生ブレーキの制動力が取得できず、車両の姿勢が不安定になる可能性がある。
【００４５】
そこで、本実施例では、左右の駆動輪の回転速度等の最大値に基づいて、回生ブレーキの制動力を算出するため、確実に、所望の回生ブレーキの制動力を取得することができる。そして、左右個別に駆動する駆動輪の、左右の駆動輪の回転速度又は回転数が異なる場合にも、回生ブレーキの制動力を制御し、車両の姿勢を安定にすることができる。
【００４６】
図２は、本実施例に記載する回生ブレーキシステムにおける処理フローを示すフローチャート図である。
【００４７】
回生動作判定器８では、右側電動機６ａ及び左側電動機６ｂが、力行モード又は回生モードを判定する。つまり、電動機が回生動作中か否かを判定する（１０１）。なお、この判定は、電気駆動車両のブレーキペダル又はアクセルペダルからの動作指令に基づいて実行される。
【００４８】
判定の結果、回生動作中でない場合（Ｎ）は、スタート状態に戻り、待機する。
【００４９】
判定の結果、回生動作中である場合（Ｙ）は、最大値判定器９では、各駆動輪（右側駆動輪４ａ及び左側駆動輪４ｂ）の回転速度等（右側駆動輪の回転速度等Ｖａ及び左側駆動輪の回転速度等Ｖｂ）を入力する（１０２）。
【００５０】
そして、最大値判定器９では、Ｖａ及びＶｂの最大値Ｖｍａｘを判定する（１０３）。
【００５１】
そして、消費電力制御器１０では、Ｖｍａｘを入力する（１０４）。
【００５２】
消費電力制御器１０では、入力されるＶｍａｘに基づいて、電力処理部７にて消費する電気エネルギー（消費電力量）を算出する（１０５）。なお、この電気エネルギーは、回転速度等に対する関係が、例えば、表（テーブル）や関数により、予め設定され、所定の回転速度等に対する回生ブレーキの制動力が決定される。
【００５３】
このように、本実施例に記載する回生ブレーキシステムは、左右の駆動輪の回転速度等の最大値に基づいて、回生ブレーキの制動力を算出するため、確実に、所望の回生ブレーキの制動力を取得することができる。そして、左右個別に駆動する駆動輪の、左右の駆動輪の回転速度又は回転数が異なる場合にも、回生ブレーキの制動力を制御し、車両の姿勢を安定にすることができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。また、一つの実施例の構成の一部を他の実施例の構成の一部に置き換えることができ、また、一つの実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１…エンジン
２…発電機
３…電力変換装置
４ａ…駆動輪(右)
４ｂ…駆動輪(左)
５ａ…検出器(右)
５ｂ…検出器(左)
６ａ…交流電動機(右)
６ｂ…交流電動機(左)
７…電力処理部
８…回生動作判定器
９…最大値判定器
１０…消費電力制御器
Ａ…動作モード信号
Ｂ…回転速度等信号
Ｃ…発電機の発電量制御信号
Ｄ…電力消費量制御信号
【図１】
2020124001.tif 000003
【図２】
2020124001.tif 000004