(57)【要約】【課題】  電気自動車のブレーキ装置の電動オイルポンプの作動頻度をできるだけ小さくしてブレーキフィーリングの低下を最小限に抑える。【解決手段】  バッテリＢに接続された電動機Ｍの駆動力で駆動輪を駆動して走行する電気自動車は、ブースタレスのマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を昇圧可能なブレーキ装置Ｈを備えるので、緊急時には充分が制動力を得ることができる。運転者の操作によりバッテリＢの充電量の上限値を設定可能な上限値設定手段ＳＷを備え、バッテリＢの充電量が上限値未満の場合には、電動機Ｍの回生により制動を行うか、あるいは電動機Ｍの回生およびブレーキ装置Ｈが発生した非昇圧のブレーキ液圧の併用により制動を行うので、充電直後に長い坂を下るような場合に電動機Ｍの回生を可能にし、これによりマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧をブレーキ装置Ｈで昇圧して制動力を確保する必要をなくし、ブレーキフィーリングの低下を最小限に抑えることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（Ｂ）に接続された電動機（Ｍ）の駆動力で駆動輪（Ｗｂ，Ｗｄ）を駆動して走行する電気自動車において、
ブースタレスのマスタシリンダ（Ｃｍ）が発生したブレーキ液圧を電動オイルポンプ（１９Ａ，１９Ｂ）で昇圧してブレーキキャリパ（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ）に供給可能なブレーキ装置（Ｈ）と、前記バッテリ（Ｂ）の充電量が上限値未満の場合には、前記電動機（Ｍ）の回生により制動を行うか、あるいは前記電動機（Ｍ）の回生および前記ブレーキ装置（Ｈ）が発生した非昇圧のブレーキ液圧の併用により制動を行う制動制御手段（Ｕ）と、運転者の操作により前記充電量の上限値を設定可能な上限値設定手段（ＳＷ）とを備えることを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリに接続された電動機の駆動力で駆動輪を駆動して走行する電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車のバッテリを車外電源により充電する場所が標高の高い場所であり、バッテリを満充電した後に長時間に亙って下り坂を走行する場合、それ以上バッテリを充電できないために電動機を回生制動することができず、本来は回生制動により回収される位置エネルギーが無駄に消費されて車外電源による充電費用が増加する問題がある。
【０００３】
そこで、バッテリを車外電源により充電する際に、ナビゲーション装置の液晶画面にタッチして操作することでバッテリの上限充電率をデフォルト値（１００％）から減少させ、充電後に下り坂を走行する場合に回生制動によりバッテリを充電する余地を残しておくことで、回生制動を可能にしてエネルギーの回収効率を高めるものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、小型の電気自動車では、ブレーキ装置の構造を簡素化するためにマスタシリンダの倍力装置である負圧ブースタを廃止する場合がある。この場合、緊急時に充分な制動力を確保するために、四輪の制動力を個別に調整可能な既存の液圧モジュレータを利用してブレーキ液圧の増圧機能を発揮させることが考えられる。しかしながら、簡便な構造の液圧モジュレータを採用した場合、その作動時に電動オイルポンプが発生する液圧がブレーキペダルに伝達されてブレーキフィーリングを低下させる可能性があるため、液圧モジュレータの作動頻度をできるだけ小さくしてブレーキフィーリングの低下を最小限に抑えることが望ましい。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電気自動車のブレーキ装置の電動オイルポンプの作動頻度をできるだけ小さくしてブレーキフィーリングの低下を最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、バッテリに接続された電動機の駆動力で駆動輪を駆動して走行する電気自動車において、ブースタレスのマスタシリンダが発生したブレーキ液圧を電動オイルポンプで昇圧してブレーキキャリパに供給可能なブレーキ装置と、前記バッテリの充電量が上限値未満の場合には、前記電動機の回生により制動を行うか、あるいは前記電動機の回生および前記ブレーキ装置が発生した非昇圧のブレーキ液圧の併用により制動を行う制動制御手段と、運転者の操作により前記充電量の上限値を設定可能な上限値設定手段とを備えることを特徴とする電気自動車が提案される。
【０００８】
なお、実施の形態の前輪ブレーキキャリパＣａ，Ｃｃおよび後輪ブレーキキャリパＣｂ，Ｃｄは本発明のブレーキキャリパに対応し、実施の形態の液圧モジュレータＨは本発明のブレーキ装置に対応し、実施の形態の上限値切換スイッチＳＷは本発明の上限値設定手段に対応し、実施の形態の電子制御ユニットＵは本発明の制動制御手段に対応し、実施の形態の後輪Ｗｂ，Ｗｄは本発明の駆動輪に対応し、実施の形態の第１、第２電動オイルポンプは本発明のオイルポンプに対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、バッテリに接続された電動機の駆動力で駆動輪を駆動して走行する電気自動車は、ブースタレスのマスタシリンダが発生したブレーキ液圧を電動オイルポンプで昇圧してブレーキキャリパに供給可能なブレーキ装置を備えるので、ブースタを持たない簡易な構造のマスタシリンダを使用しながら、緊急時にはマスタシリンダが発生したブレーキ液圧を電動オイルポンプで昇圧して充分な制動力を得ることができる。しかも運転者の操作により充電量の上限値を設定可能な上限値設定手段を備え、制動制御手段が、バッテリの充電量が上限値未満の場合には、電動機の回生により制動を行うか、あるいは電動機の回生およびブレーキ装置が発生した非昇圧のブレーキ液圧の併用により制動を行うので、充電直後に長い坂を下るような場合に、バッテリを更に充電する余裕を確保して電動機の回生を可能にし、これによりマスタシリンダが発生したブレーキ液圧を電動オイルポンプで昇圧して制動力を確保する必要をなくし、電動オイルポンプの作動に伴うブレーキペダルのキックバックを防止してブレーキフィーリングの低下を回避するとともに、電動オイルポンプの消費電力を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】制動装置を備えた電気自動車の全体構成を示す図。
【図２】制動装置の液圧回路図。
【図３】図２に対応する作用説明図。
【図４】通常時における液圧モジュレータの動作説明図。
【図５】満充電時における液圧モジュレータの動作説明図。
【図６】電気自動車の出発地および目的地の高さ関係を示す図。
【図７】上限値切換スイッチを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態の車両は従動輪である左右の前輪Ｗａ，Ｗｃと、駆動輪である左右の後輪Ｗｄ，Ｗｂとを備えており、左右の後輪Ｗｄ，Ｗｂは駆動源である電動機Ｍにより減速機Ｒを介して駆動される。電動機ＭはバッテリＢに蓄電された電力で駆動されるとともに、電動機Ｍの回生制動により発電された電力でバッテリＢが充電される。
【００１３】
ブレーキペダルＰ２により作動してブレーキ液圧を発生するマスタシリンダＣｍは，電動オイルポンプを内蔵した液圧モジュレータＨを介して左右の前輪ブレーキキャリパＣａ，Ｃｃおよび左右の後輪ブレーキキャリパＣｄ，Ｃｂに接続される。マスタシリンダＣｍは倍力装置である負圧ブースタを持たないブースタレスのものであり、ブレーキペダルＰ２に入力される運転者の踏力だけで作動する。
【００１４】
液圧モジュレータＨは、マスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を任意に増圧あるいは減圧して左右の前輪ブレーキキャリパＣａ，Ｃｃおよび左右の後輪ブレーキキャリパＣｄ，Ｃｂに供給し、四輪の制動力を個別に制御することが可能であり、制動時の車輪ロックを抑制するアンチロック制御、加速時の車輪スリップを抑制するトラクション制御、旋回時の横滑りを抑制する横滑り防止制御、緊急時にマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を増圧する助勢制御等を行うものである。
【００１５】
液圧モジュレータＨが出力するブレーキ液圧および電動機Ｍの回生トルクを制御する電子制御ユニットＵには、アクセルペダルＰ１の操作量を検出するアクセル開度検出手段Ｓ１と、ブレーキペダルＰ２の踏力からマスタシリンダＣｍが発生するブレーキ液圧を検出するブレーキ操作量検出手段Ｓ２と、左右の前輪Ｗａ，Ｗｃの車輪速を検出する車輪速検出手段Ｓａ，Ｓｃと、左右の後輪Ｗｄ，Ｗｂの車輪速を検出する車輪速検出手段Ｓｄ，Ｓｂと、バッテリＢの充電量の上限値を設定するための上限値切換スイッチＳＷ（図７参照）とが接続される。
【００１６】
図２に示すように、マスタシリンダＣｍは、ブレーキペダルＰ２の操作に応じた同じブレーキ液圧を出力する第１出力ポート１１Ａおよび第２出力ポート１１Ｂを備えており、第１出力ポート１１Ａおよび第２出力ポート１１Ｂは液圧モジュレータＨを介して左右の前輪ブレーキキャリパＣａ，Ｃｃおよび左右の後輪ブレーキキャリパＣｄ，Ｃｂに接続される。
【００１７】
液圧モジュレータＨは、第１出力ポート１１Ａに接続可能な第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａと、第２出力ポート１１Ｂに接続可能な第２マスタシリンダ側液圧路１２Ｂと、第１、第２出力ポート１１Ａ，１１Ｂおよび第１、第２マスタシリンダ側液圧路１２Ａ，１２Ｂ間にそれぞれ介装される第１、第２レギュレータバルブ１３Ａ，１３Ｂと、左前輪ブレーキキャリパＣａに連なる車輪側液圧路１４ａおよび第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａ間に介設される常開型のインバルブ１５ａと、右後輪ブレーキキャリパＣｂに連なる車輪ブレーキ側液圧路１４ｂおよび第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａ間に介装される常開型のインバルブ１５ｂと、右前輪ブレーキキャリパＣｃに連なる車輪ブレーキ側液圧路１４ｃおよび第２マスタシリンダ用液圧路１２Ｂ間に介装される常開型のインバルブ１５ｃと、左後輪ブレーキキャリパＣｄに連なる車輪ブレーキ側液圧路１４ｄおよび第２マスタシリンダ側液圧路１２Ｂ間に介装される常開型のインバルブ１５ｄと、第１、第２出力ポート１１Ａ，１１Ｂに個別に対応した第１、第２リザーバ１６Ａ，１６Ｂと、第１リザーバ１６Ａおよび車輪ブレーキ側液圧路１４ａ，１４ｂ間に介装される常閉型のアウトバルブ１７ａ，１７ｂと、第２リザーバ１６Ｂおよび車輪ブレーキ側液圧路１４ｃ，１４ｄ間に介設される常閉型のアウトバルブ１７ｃ，１７ｄと、共通の電動機１８で駆動されるとともに吐出側が第１、第２マスタシリンダ側液圧路１２Ａ，１２Ｂに接続される第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂと、第１、第２出力ポート１１Ａ，１１Ｂおよび第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂの吸入側間に介装される第１、第２サクションバルブ２０Ａ，２０Ｂと、第１、第２レギュレータバルブ１３Ａ，１３Ｂに対して並列に接続されたチェックバルブ２１Ａ，２１Ｂと、各インバルブ１５ａ〜１５ｄに対して並列に接続されたチェックバルブ２２ａ〜２２ｄと、第１、第２リザーバ１６Ａ，１６Ｂおよび第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂの吸入側間に介設されるチェックバルブ２３Ａ，２３Ｂとを備える。
【００１８】
第１、第２レギュレータバルブ１３Ａ，１３Ｂは、常開型のリニアソレノイドバルブであり、第１、第２出力ポート１１Ａ，１１Ｂおよび第１、第２マスタシリンダ側液圧路１２Ａ，１２Ｂ間の連通・遮断を切り換え可能であるとともに、第１、第２マスタシリンダ側液圧路１２Ａ，１２Ｂの液圧を調圧するように作動することも可能である。
【００１９】
次に、液圧モジュレータＨの機能を説明する。マスタシリンダＣｍの第１出力ポート１１Ａ側の液圧回路の機能と、マスタシリンダＣｍの第２出力ポート１１Ｂ側の液圧回路の機能とは実質的に同じであるため、第１出力ポート１１Ａ側の液圧回路の機能について説明する。
【００２０】
図３に示すように、運転者がブレーキペダルＰ２を踏んでマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧は、第１出力ポート１１Ａから第１レギュレータバルブ１３Ａを介して第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａに伝達され、そこからインバルブ１５ａおよび車輪側液圧路１４ａを介して左前輪ブレーキキャリパＣａに伝達されるとともに、第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａからインバルブ１５ｂおよび車輪側液圧路１４ｂを介して右後輪ブレーキキャリパＣｂに伝達され、左前輪Ｗａおよび右後輪Ｗｂが同じ制動力で制動される（実線矢印参照）。
【００２１】
このとき、第１サクションバルブ２０Ａを励磁・開弁した状態で第１電動オイルポンプ１９Ａを駆動すると、破線矢印で示すように、マスタシリンダＣｍから第１サクションバルブ２０Ａを介して吸入されたブレーキ液が第１電動オイルポンプ１９Ａで加圧されて第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａに供給されるため、第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａのブレーキ液圧がマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧よりも増圧される。その際に、第１レギュレータバルブ１３Ａの開度を調整して第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａのブレーキ液圧を第１電動オイルポンプ１９Ａの吸入側に逃がすことで、第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａのブレーキ液圧を任意の大きさに制御することができる。またアウトバルブ１７ａ，１７ｂを励磁・開弁すれば、鎖線矢印で示すように第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａのブレーキ液圧が第１リザーバ１６Ａに逃がされるため、第１マスタシリンダ側液圧路１２Ａのブレーキ液圧をマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧よりも減圧することも可能である。
【００２２】
このように、液圧モジュレータＨは、マスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を任意に増圧あるいは減圧するものであり、その増圧機能を利用することで、マスタシリンダＣｍから倍力装置である負圧ブースタを廃止しても、危険回避が必要な急制動が必要な緊急時には、マスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を増圧して必要な制動力を確保することができる。
【００２３】
図４は上述した液圧モジュレータＨによる助勢機能を説明するもので、ブレーキペダルＰ２の踏力に対する制動力の関係を示している。通常動作時は、ブレーキペダルＰ２の踏力によりマスタシリンダＣｍが発生するブレーキ液圧を検出するブレーキ操作量検出手段Ｓ２の出力値に応じて増加する回生トルクでの制動と、マスタシリンダＣｍが発生するブレーキ液圧で作動する液圧制動とが併用される。倍力装置を持たないマスタシリンダＣｍによる液圧制動では、運転者がブレーキペダルＰ２の踏力を増す必要があるが、本システムでは不足する制動力に回生トルクを上乗せすることで、踏力の増加に対して制動力を充分に大きい比率で増加させることができる。
【００２４】
また液圧モジュレータＨは、ブレーキペダルＰ２の踏力の急増に対して液圧制動の液圧助勢を行い、緊急時に運転者のブレーキペダルＰ２の操作負担を増加させることなく必要な制動力を得ることができる。すなわち、ブレーキ操作量検出手段Ｓ２がブレーキペダルＰ２の踏力の急増を検出した緊急時には、液圧モジュレータＨが作動してマスタシリンダＣｍが発生するブレーキ液圧よりも大きいブレーキ液圧を発生する。
【００２５】
さらに液圧モジュレータＨは、所定のインバルブ１５ａ〜１５ｄを消磁・開弁して所定のアウトバルブ１７ａ〜１７ｄを消磁・閉弁することで所定の車輪の制動力を増加させることができ、かつ所定のアウトバルブ１５ａ〜１５ｄを励磁・閉弁して所定のインバルブ１７ａ〜１７ｄを励磁・開弁することで所定の車輪の制動力を減少させることができる。よって、車輪速検出手段Ｓａ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｂで検出した左右の前輪Ｗａ，Ｗｃの車輪速および左右の後輪Ｗｄ，Ｗｂの車輪速から各車輪のロック状態やスリップ状態を検出し、ロック傾向になった車輪の制動力を減少させてロックを抑制するアンチロック制御や、スリップ傾向になった車輪の制動力を増加させてスリップを抑制するトラクション制御や、旋回内輪および旋回外輪の制動力に差を発生させて旋回時の横滑りを抑制する横滑り防止制御を行うことができる。
【００２６】
さて、電動機Ｍを走行用の駆動源とする車両は減速時に電動機Ｍを回生制動して車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収するため、必要とする制動力を液圧制動による制動力と回生制動による制動力とに振り分ける必要があり、その際に回生制動による制動力の比率をできるだけ大きくすることでエネルギーの回収効率が向上する。
【００２７】
回生制動による制動力の上限値は電動機Ｍに容量により制限され、またバッテリＢが満充電に近い状態になれば、バッテリＢをそれ以上充電できないために回生制動による制動力の上限値が制限される。また車体の運動エネルギーは車速の低下に応じて減少するため、低車速時には発生可能な回生制動力が減少する。電子制御ユニットＵは、車両の運転状態に応じて変化する発生可能な回生制動力を演算し、運転者が要求する制動力を先ず発生可能な回生制動力により賄い、その不足分を液圧制動により賄う協調回生制動制御を行う。
【００２８】
このように、回生制動によるエネルギー回収効率を高めるために、回生制動を優先的に実行して制動力の不足分を液圧制動で賄おうとしても、バッテリＢが満充電の状態で回生制動を行うと、バッテリＢが過充電状態になって耐久性に悪影響を及ぼすため、やむを得ず液圧制動を優先的に使用する必要が生じる場合がある。
【００２９】
図５には、バッテリＢの満充電時の作用の説明が示される。例えば、図６に示すように、長い坂道の頂上付近に自宅があって麓付近に目的地がある場合、夜間に自宅で商用の外部電源からバッテリＢを満充電し、翌朝に長い坂道を下って目的地に移動することになる。この場合、出発時からバッテリＢは満充電状態にあるため、下り坂を走行するにも関わらずに回生制動を実行することができず、やむを得ずに液圧制動を実行してエネルギーを無駄に捨てることになる。
【００３０】
しかしながら、本実施の形態によれば、自宅で外部電源からバッテリＢを充電する際に、上限値切換スイッチＳＷを操作することで、バッテリＢの充電量の上限値を満充電（１００％）未満の所定値、例えば９０％や８０％に設定することができる。その結果、翌朝に長い坂道を下って目的地に移動するときに、バッテリＢは充電可能な容量を残しているため、回生制動を優先的に使用しながら、また回生制動だけでは不足の場合には液圧制動を併用しながら長い坂道を下ることができ、エネルギーの回収効率を高めて外部電源の使用料を節減することができる。
【００３１】
仮に、出発時にバッテリＢが満充電状態であって、回生制動を行わずに液圧制動だけで長い坂道を下る場合、ブースタレスのマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧だけでは必要な制動力を賄うことができず、マスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を液圧モジュレータＨで増圧することになり、液圧モジュレータＨの第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂの作動に伴う液圧のキックバックがマスタシリンダＣｍを介してブレーキペダルＰ２に伝達されてしまい，ブレーキフィーリングが損なわれる可能性がある。
【００３２】
しかしながら、本実施の形態によれば、出発直後から回生制動を行うことができるため、液圧制動の比率を小さく抑えることが可能になり、液圧モジュレータＨの第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂを作動させてブレーキ液圧の増圧を行う必要がなくなることで、第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂの作動に伴う液圧のキックバックを回避してブレーキフィーリングを確保することができる。
【００３３】
ただし、上述した通常時以外の緊急時におけるアンチロック制御、トラクション制御、横滑り防止制御、助勢制御等において、液圧モジュレータＨの第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂが作動するのは勿論である。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、マスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を液圧モジュレータＨで昇圧してブレーキキャリパＣａ〜Ｃｄに供給可能なため、ブースタを持たない簡易な構造のマスタシリンダＣｍを使用しながら、緊急時にはマスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を液圧モジュレータＨで昇圧して充分が制動力を得ることができる。
【００３５】
しかも運転者の操作によりバッテリＢの充電量の上限値を設定可能な上限値切換スイッチＳＷを備えるので、バッテリＢの充電量が上限値未満の場合には、電動機Ｍの回生により制動を行うか、あるいは電動機Ｍの回生およびマスタシリンダＣｍが発生した非昇圧のブレーキ液圧の併用により制動を行うことで、充電直後に長い坂を下るような場合に、バッテリＢを更に充電する余裕を確保して電動機Ｍの回生を可能にすることができる。これにより、マスタシリンダＣｍが発生したブレーキ液圧を液圧モジュレータＨで昇圧して制動力を確保する必要をなくし、液圧モジュレータＨの作動に伴うブレーキペダルＰ２のキックバックを防止してブレーキフィーリングの低下を回避するとともに、第１、第２電動オイルポンプ１９Ａ，１９Ｂの消費電力を節減することができる。ことができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
例えば、液圧モジュレータＨの液圧回路は実施の形態に限定されるものではない。
【００３８】
また本発明の上限値設定手段は機械的なスイッチに限定されず、液晶画面上で充電量の上限値を数値として入力するものであっても良い。
【符号の説明】
【００３９】
Ｂ          バッテリ
Ｃａ        前輪ブレーキキャリパ（ブレーキキャリパ）
Ｃｂ        後輪ブレーキキャリパ（ブレーキキャリパ）
Ｃｃ        前輪ブレーキキャリパ（ブレーキキャリパ）
Ｃｄ        後輪ブレーキキャリパ（ブレーキキャリパ）
Ｃｍ        マスタシリンダ
Ｈ          液圧モジュレータ（ブレーキ装置）
Ｍ          電動機
ＳＷ        上限値切換スイッチ（上限値設定手段）
Ｕ          電子制御ユニット（制動制御手段）
Ｗｂ        右後輪（駆動輪）
Ｗｄ        左後輪（駆動輪）
１９Ａ      第１電動オイルポンプ（電動オイルポンプ）
１９Ｂ      第２電動オイルポンプ（電動オイルポンプ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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