| 【発明の名称】 |
制動エネルギ回生装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 公夫
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| 【要約】 |
【課題】車両走行中にアクセルペダルを離した状態にある車両の運動エネルギを電気エネルギとして電動ブレーキ専用バッテリーに回生し、ブレーキ作動時にその電気エネルギを利用して車輪に設けた電動ブレーキを作動させることができる制動エネルギ回生装置を提供する。
【解決手段】車両の前後各輪に電動ブレーキを備え、それらは少なくとも二つの互いに独立した系により制御されるブレーキ装置において、各ブレーキ系には前記電動ブレーキを作動させる電動ブレーキ専用バッテリー４、５を備えるとともに各ブレーキ系の少なくとも一つの車輪には発電機７、８を備え、走行中においてアクセル開放状態状態を検知した時に前記発電機７、８により発電した電気を各ブレーキ系統に配置した前記電動ブレーキ専用バッテリー４、５に充電すべく構成したことを特徴とする制動エネルギ回生装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両の前後各輪に電動ブレーキを備え、それらは少なくとも二つの互いに独立した系により制御されるブレーキ装置において、各ブレーキ系には前記電動ブレーキを作動させる電動ブレーキ専用バッテリー４、５を備えるとともに各ブレーキ系の少なくとも一つの車輪には発電機７、８を備え、走行中においてアクセル開放状態状態を検知した時に前記発電機７、８により発電した電気を各ブレーキ系統に配置した前記電動ブレーキ専用バッテリー４、５に充電すべく構成したことを特徴とする制動エネルギ回生装置。
【請求項２】車両速度が予め定めたしきい値を超えた状態にあるときには前記充電を行わないことを特徴とする請求項１に記載の制動エネルギ回生装置。
【請求項３】前記電動ブレーキは、電動ブレーキ専用バッテリーからの電力供給系に異常があるときには、車載バッテリーによりブレーキ作動を行うことを特徴とする請求項１に記載の制動エネルギ回生装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換し電気エネルギをブレーキ専用バッテリーに蓄積しておくとともに同バッテリーからの電力供給によって電動ブレーキを作動させることができる制動エネルギ回生装置に関するものであり、さらに具体的には、車両走行中にアクセルペダルを離した状態にある車両の運動エネルギを電気エネルギとして電動ブレーキ専用バッテリーに回生し、ブレーキ作動時にその電気エネルギを利用して車輪に設けた電動ブレーキを作動させることができる制動エネルギ回生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ブレーキ液等の媒体を必要とせず電気信号によって電動モータを作動しブレーキ部材（以下ブレーキパッド）を被制動部材（以下ブレーキロータ）に押し付けてブレーキ力を発生する電動ブレーキは公知であり、こうした電動ブレーキの一例として、特表平１０−５０４８７６号公報が知られている。この電動ブレーキは、電動機の回転力を減速装置を介して減速し、さらに回転運動を直線運動に変換して、ブレーキパッドをブレーキロータに向けて移動してブレーキを作動させる構成となっている。
【０００３】ところで、電動ブレーキは、ブレーキ装置の確実な作動を確保するためにバッテリーからの電力供給の信頼性が重要となってくるが、車載バッテリーを電源としていると、バッテリーへの負荷の変動が大きくなり、バッテリーの耐久性が低下するとともに電力供給の面での信頼性の低下を引き起こす原因となる。このような背景から、最近では、ブレーキ作動を行う時にバッテリーへの負荷をできるだけ小さくするように構成した電動ブレーキが提案されている（特開平９−１１８２１１号公報等）。しかし、上述のような電動ブレーキは従来の油圧式のブレーキと比較して電気エネルギの消費が多く、燃費の悪化につながる問題があり、自動車のさらなる燃費向上に向けての開発を進める上で大きな障害となっている。
【０００４】そこで、本発明は車輪に電動ブレーキを備えてなるブレーキ装置において、車両の運動エネルギの有効活用を図り、車両の燃費の向上を図るために、電動ブレーキ専用バッテリーを備え、走行中においてアクセル開放状態を検知した時に車輪に備えた発電機により発電した電気を電動ブレーキ専用バッテリーに充電できる制動エネルギ回生装置を提供することにより、上記問題点を解決することを目的とする。 本発明は、各車輪に電動ブレーキを設け、車両の前輪同志、後輪同志を一つのブレーキ系として構成し、または、車両の同じ側に配置された車輪同志を一つのブレーキ系として構成し、または、車両の対角線に配置された車輪同志を一つのブレーキ系として構成したもの等、少なくとも互いに独立したブレーキ系において、各ブレーキ系の少なくとも一つの車輪に発電機を備え、走行中、アクセル開放状態状態を検知した時に前記発電機により発電した電気を各ブレーキ系毎に配置した電動ブレーキ専用バッテリーに充電するようにしている。また、車両速度が所定速度よりも高い時には、前述のバッテリーへの充電作業を停止し、バッテリーに過大電流が流れることを防止する。さらに、ブレーキ専用の電気系に異常が発生した時には、従来から搭載している車載バッテリーからの電源によりブレーキ作動を補償できるようにしブレーキ作動の確実性を向上する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明が採用した技術解決手段は、車両の前後各輪に電動ブレーキを備え、それらは少なくとも二つの互いに独立した系により制御されるブレーキ装置において、各ブレーキ系には前記電動ブレーキを作動させる電動ブレーキ専用バッテリーを備えるとともに各ブレーキ系の少なくとも一つの車輪には発電機を備え、走行中においてアクセル開放状態状態を検知した時に前記発電機により発電した電気を各ブレーキ系統に配置した前記電動ブレーキ専用バッテリーに充電すべく構成したことを特徴とする制動エネルギ回生装置であり、車両速度が予め定めたしきい値を超えた状態にあるときには前記充電を行わないことを特徴とする制動エネルギ回生装置であり、前記電動ブレーキは、電動ブレーキ専用バッテリーからの電力供給系に異常があるときには、車載バッテリーによりブレーキ作動を行うことを特徴とする制動エネルギ回生装置である。
【０００６】
【実施形態】以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る電動ブレーキの概略構成図、図２は電動ブレーキのブレーキロータと発電機との結合図、図３は充電作業を行うためのフローチャートである。図１において、太線は電力供給線、細線は制御信号供給線である。図中、ＦＲは右前輪、ＦＬは左前輪、ＲＲは右後輪、ＲＬは左後輪であり、右前輪ＦＲには右前輪電動ブレーキ１ＦＲが、左前輪ＦＬには左前輪電動ブレーキ１ＦＬが、右後輪ＲＲには右後輪電動ブレーキ１ＲＲが、左後輪ＲＬには左後輪電動ブレーキ１ＲＬが設けられており、この例では、車両の対角線上にある車輪同志、即ち右前輪、左後輪を一つのブレーキ系として、また左前輪、右後輪を一つのブレーキ系として構成し、各電動ブレーキは電動ブレーキ駆動用のドライバ２に電力供給線にて接続されている。なお、ブレーキ系は車両の前輪同志、後輪同志を一つのブレーキ系としたり、あるいは、車両の同じ側に配置された車輪同志を一つのブレーキ系として構成することもできる。
【０００７】ドライバ２にはエンジン始動、各種ライト点灯、その他の電装品に電力を供給する車載バッテリー３が接続されているとともに、各ブレーキ系毎に配置された第１、第２電動ブレーキ専用バッテリー４、５が接続されている。例えば、第１電動ブレーキ専用バッテリー４は右前輪、左後輪からなるブレーキ系の専用バッテリーとして、また第２電動ブレーキ専用バッテリー５は左前輪、右後輪からなるブレーキ系の専用バッテリーとして構成されている。第１、第２バッテリー４、５は充電制御用電子制御装置６に接続され、充電制御用電子制御装置６は左右後輪ＲＲ、ＲＬに設けた発電機７、８に接続されている。なお、本例では発電機は左右後輪に設けられているが、左右前輪に設けることもでき、また、全ての車輪に設けることもできる。図中、１０は従来から車両に搭載されている電子制御装置であり、この電子制御装置１０は充電制御用電子制御装置６の他に、車速センサ（スピードセンサ）１１、ブレーキペダルセンサ１２、アクセルペダルスイッチ１３、さらには、図示せぬ各制御用機器等に制御信号線で接続されている。
【０００８】次に図２を参照して左右後輪ＲＲ、ＲＬに設けた電動ブレーキ１ＲＲ、１ＲＬと発電機７、８との結合例を説明する。電動ブレーキは公知のようにキャリパ２０を備えており、キャリパ２０には電動モータ、減速機、回転・直線変換機構等からなるブレーキ作動機構２１、摩擦材（ブレーキパッド）２２等が設けられており、ブレーキパッド２２の間には被制動部材としてのブレーキロータ２３が配置されている。ブレーキロータ２３の内周にはギヤ２４が形成されており、このギヤ２４に発電機２６の回転軸に取り付けた歯車２５が噛み合っている。なお、ブレーキロータ２３と発電機２６との結合例として図４に示すようにブレーキロータ２３の回転中心２３ａに発電機２６の入力軸を直接接続することもでき、さらに、ブレーキロータの他の部位と発電機とを適宜伝動機構を介して連結することもできる。
【０００９】以上の構成からなる電動ブレーキの作動を説明すると、ブレーキペダルを踏み込むことにより、ブレーキペダルセンサ１２がその状態を検知して電子制御装置１０に信号を入力すると、電子制御装置１０はドライバ２を駆動し、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬは各車輪に設けた電動ブレーキ１ＦＲ、１ＦＬ、１ＲＲ、１ＲＬを作動する。この時、電動ブレーキ作動用の電力は各ブレーキ系に配置された第１、第２バッテリー４、５から供給される。また、走行中にアクセルペダルを開放するとその状態がアクセルペダルスイッチ１３によって検知され電子制御装置１０、充電制御用電子制御装置６に入力され、発電機７、８で発電された電気を第１、第２バッテリー４、５に充電し、運動エネルギの回生を行う。さらに、充電制御用電子制御装置６において車速センサ１１からの信号がしきい値を超えたと判断した場合には発電電圧が高すぎるため、発電を行わないようにして第１、第２バッテリー４、５への充電は行わない。また、第１、第２バッテリー４、５の電圧が充電制御用電子制御装置６によって所定値を下回っていると判断された場合には、異常がある（フェールした）として車載バッテリー３から電力を供給し電動ブレーキ１ＦＲ、１ＦＬ、１ＲＲ、１ＲＬを作動する。ブレーキペダルを開放すると、ブレーキペダルセンサ１２からの信号により電子制御装置１０がドライバ２を制御して電動ブレーキ１ＦＲ、１ＦＬ、１ＲＲ、１ＲＬをブレーキ開放状態に作動する。
【００１０】以下、エネルギ回生の制御プログラムを図３のフローチャートを参照して説明する。本プログラムが開始されステップＳ１においてアクセルペダルスイッチ１３がＯＦＦか否か（アクセルペダルが開放されたか否か）を判断する。アクセルペダルスイッチ１３がＯＦＦであると判断されるとステップＳ２に進んで発電を開始し、第１、第２バッテリー４、５に充電する。また、発電中、ステップＳ３においてブレーキペダルが踏み込まれてブレーキペダルスイッチがＯＮとなると、発電機および電動ブレーキ専用バッテリーからの電力供給によりステップＳ４で電動ブレーキを作動してブレーキを働かせる。またステップＳ１でアクセルペダルスイッチ１３がＯＮの時には発電を停止する。この理由は、アクセルペダルを踏み込んだ状態の時（アクセルペダルスイッチがＯＮの時）に発電を行うと、発電機による負荷が増え、エネルギロスが生じるためであり、この状態の時（加速時）には発電機による発電を停止する。
【００１１】また、ステップＳ３でＮＯの判断の時、およびステップＳ４以降は、ステップＳ１に戻り、前述のプログラムを実行する。また、上記制御を実行している間、アクセルペダルスイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態の判断とは別に車両の走行速度が所定値を超えている場合にも、発電電圧が高すぎるため、発電を行なわず第１、第２電動ブレーキ専用バッテリーへの充電は行わない。上記のように本発明では、走行中の非ブレーキ作動時にアクセルペダルを開放するとその状態がアクセルペダルスイッチによって検知され電子制御装置を介して充電制御用電子制御装置に入力され、発電機で発電された電気を第１、第２バッテリーを充電し、走行エネルギの回生を行うことができる。
【００１２】
【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明によれば、走行中においてアクセル開放状態を検知した時に前記発電機により発電した電気を各ブレーキ系統に配置した電動ブレーキ専用バッテリーに充電するようにしてエネルギ回生を図ることができる。また、車両加速時には、発電機の発電負荷を無くすことにより、走行エネルギロスを無くすことができる。さらに、車両の走行速度が所定値を超えている場合、発電電圧が高すぎるため、発電を行なわずバッテリーへの充電作業を停止し、電動ブレーキ専用バッテリーの耐久性を向上する。また、電動ブレーキ専用バッテリーからの電力供給が行われない状態の時（電気系に異常が発生した時）には従来から搭載している車載バッテリーからの電源によりブレーキ作動を補償可能にしてブレーキ作動の確実性を図る、等の優れた効果を奏することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００５１６
【氏名又は名称】曙ブレーキ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年４月２日（１９９９．４．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９２６５
【弁理士】
【氏名又は名称】長瀬 成城
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２９５７０３（Ｐ２０００−２９５７０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月２０日（２０００．１０．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−９６１９６ |
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