Aparato de control de frenado y método de control de frenado para vehículo eléctrico.

Un aparato de control de frenado para un vehículo eléctrico en el que un motor (6) de CA se acciona mediante unconvertidor (5) de potencia alimentado con una tensión de cableado de CC,

el convertidor (5) de potencia está adaptadopara controlarse según una orden de frenado procedente de un asiento de conductor para activar un freno eléctricobasado en el motor (6) de CA y una fuerza insuficiente que se complementa mediante un freno mecánico,comprendiendo el aparato de control de frenado:

- un dispositivo (9) de frenado que está adaptado para calcular una orden de fuerza de frenado eléctrico según laorden de frenado y para generar una orden de frenado mecánico, y

- un circuito (8) de control que está adaptado para calcular una fuerza de frenado eléctrico sobre la base de unaorden de fuerza de frenado eléctrico procedente del dispositivo (9) de frenado y de la orden de frenado y para controlarel convertidor (5) de potencia,

- en el que el circuito (8) de control incluye una unidad (8a) de cálculo de control que está adaptada para calcular lafuerza de frenado eléctrico y controla el convertidor (5) de potencia, estando el aparato de control de frenadocaracterizado porque además comprende:

- una unidad (8b) de cálculo de la fuerza de frenado virtual que está adaptada para calcular una fuerza de frenadovirtual para complementar la fuerza de frenado eléctrico cuando se inicia el frenado, sobre la base de la orden defrenado y una salida de un sensor (4) de tensión para detectar una entrada de tensión al convertidor (5) de potencia, y

- un sumador (8c) que está adaptado para sumar una salida calculada de la unidad (8a) de cálculo del control y unasalida calculada de la unidad (8b) de cálculo de la fuerza de frenado virtual, y

- en el que la orden de frenado mecánico procedente del dispositivo (9) de frenado se varía según una salida de unsumador (8c).

Aparato de control de frenado y método de control de frenado para vehículo eléctrico.

Campo de la técnica Esta invención se refiere a un aparato de control de frenado y a un método de control de frenado para un vehículo eléctrico que usa un freno eléctrico basado en un motor eléctrico en combinación con un freno mecánico tal como un freno neumático.

Antecedentes de la técnica En un vehículo eléctrico que utiliza un freno eléctrico basado en un motor eléctrico en combinación con un freno mecánico tal como un freno neumático, se utiliza generalmente un sistema de frenado en el que el freno eléctrico se utiliza preferentemente cuando se frena y la fuerza de frenado eléctrico insuficiente para realizar la fuerza de frenado de todo el vehículo se complementa mediante el frenado mecánico.

Sin embargo, el freno eléctrico basado en el motor eléctrico y el freno mecánico del tipo de un freno neumático difieren en la velocidad de respuestas a una orden de frenado. Por lo tanto, en particular cuando se inicia el frenado, con el fin de no disminuir la comodidad de la conducción, se aplica virtualmente la fuerza de frenado eléctrico y se restringe la acción del freno mecánico para impedir excesivas fuerzas de frenado. Así, el frenado se inicia suavemente. (Véase, por ejemplo, la Referencia de Patente 1.)

Referencia de Patente 1: JP-A-6-253 407 (Fig. 1)

El documento DE 198 10 656 se considera que es la técnica anterior más próxima y se refiere a un aparato de control de frenado según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 3.

Los documentos JP 2002-325 306 A y JP 2005-033 902 A también describen aparatos de control de frenado.

Descripción de la invención Problemas que la invención va a resolver

Sin embargo, en los aparatos de control de frenado convencionales para un vehículo eléctrico, la salida de la fuerza de frenado virtual en el momento del comienzo del frenado no sale según la fuerza de frenado eléctrico real, esto es, según la fuerza de frenado regenerativa. Por lo tanto, en el caso en el que no hay carga regenerativa, se da un tiempo muerto desde el inicio del frenado al inicio del frenado real. Hay un problema de que, a pesar de que el conductor está operando el freno en el vehículo eléctrico, se da un tiempo de marcha en vacío, durante el cual el frenado del vehículo no funciona.

Esta invención se hace con el fin de solucionar el problema que se ha descrito anteriormente. Es un objetivo de esta invención proporcionar un aparato de control de frenado y un método de control de frenado para un vehículo eléctrico que cambien la magnitud de una fuerza de frenado virtual si una carga regenerativa es pequeña cuando se inicia el frenado, de tal manera que haya un pequeño retardo en la respuesta a una orden de fuerza de frenado procedente del asiento del conductor, incluso en un estado donde la carga regenerativa es pequeña.

Medios para resolver los problemas Según esta invención, un aparato de control de frenado para un vehículo eléctrico en el que un motor de CA se acciona mediante un convertidor de potencia alimentado con una tensión de cableado de CC, el convertidor de potencia se controla según una orden de frenado procedente de un asiento de conductor para activar un freno eléctrico basado en el motor de CA, y una fuerza insuficiente se complementa mediante un freno mecánico, incluye un dispositivo de frenado que calcula una orden de fuerza de frenado eléctrico según la orden de frenado y genera una orden de frenado mecánico, y un circuito de control que calcula una fuerza de frenado eléctrico sobre la base de una orden de frenado eléctrico procedente del dispositivo de frenado y la orden de fuerza de frenado, y controla el convertidor de potencia.

El circuito de control incluye una unidad de cálculo de control que calcula la fuerza de frenado eléctrico y controla el convertidor de potencia, una unidad de cálculo de fuerza de frenado virtual que calcula una fuerza de frenado virtual para complementar la fuerza de frenado eléctrico cuando se inicia el frenado, sobre la base de la orden de frenado y una salida de un sensor de tensión para detectar una tensión de entrada del convertidor de potencia, y un sumador que suma una salida calculada de la unidad de cálculo del control y una salida calculada de la unidad de cálculo de la fuerza de frenado virtual. La orden de frenado mecánico procedente del dispositivo de frenado se cambia según una salida del sumador.

También, según esta invención, un método de control de frenado para un vehículo eléctrico en el que un motor de CA se acciona mediante un convertidor de potencia alimentado con una tensión de cableado de CC, el convertidor de potencia se controla según una orden de frenado procedente de un asiento de conductor para activar un freno regenerativo basado en un motor de CA, y una fuerza insuficiente se complementa mediante un freno mecánico, incluye el cálculo de una fuerza de frenado virtual para complementar la fuerza de frenado regenerativo cuando se inicia el frenado, el cambio de la fuerza de frenado virtual para reducir el retardo en la respuesta a la orden de frenado si la carga regenerativa es pequeña, y el cambio de la orden de frenado mecánico junto con el cambio en la fuerza de frenado virtual.

Ventaja de la invención Según esta invención, en el vehículo eléctrico que utiliza un freno eléctrico en combinación con un freno mecánico, cuando se inicia el frenado, el control de frenado puede hacerse con un retardo pequeño en la respuesta a la orden de frenado procedente del asiento del conductor incluso en el estado en el que la carga regenerativa es pequeña.

Mejor forma de llevar a cabo la invención

Realización 1

La Fig. 1 es una vista estructural que muestra la relación entre un aparato de control de frenado para un vehículo eléctrico y un motor 6 de CA según la Realización 1 de esta invención. En la Fig. 1, una tensión de CC se introduce en un inversor 5, que es un convertidor de potencia, desde un cableado 1 a través de un colector 2 de corriente y de un circuito de filtro 3. En el circuito de filtro 3, 3a representa una bobina de reactancia y 3b representa un condensador de filtro. 7 representa el potencial de tierra.

Se instala un sensor 4 de tensión entre el inversor 5 y el circuito de filtro 3. El sensor 4 de tensión detecta la tensión en el lado de CC del inversor 5, esto es, una tensión del condensador de filtro, y la entrega a un circuito de control 8. El inversor 5 convierte potencia de CC en potencia de CA, o potencia de CA en potencia de CC, según una señal del circuito de control 8, y suministra una tensión de CA a un motor 6 de CA, que es un motor de inducción o similar.

Aquí, como inversor 5, se puede utilizar un convertidor de potencia formado por un dispositivo semiconductor y similares y controlado por, por ejemplo, el modo de control PWM (Pulse Width Modulation, Modulación por Anchura de Impulsos) . Estos convertidores de potencia entregan una tensión de impulso bajo el control PWM y convierten una tensión de CC en una tensión de CA que tiene la tensión con la amplitud y la frecuencia deseadas.

En el circuito de control 8, una unidad lógica de control 8a entrega una señal de conmutación al dispositivo semiconductor que forma el inversor 5 de tal manera que el inversor 5 se controla por PWM según una orden de frenado BC procedente de un asiento de conductor y una orden de fuerza de frenado eléctrico BL procedente de un dispositivo de frenado 9.

La unidad lógica de control 8a también calcula una fuerza de frenado equivalente al par motor de generación real del motor 6 de CA, por ejemplo, a partir de la corriente del motor (no mostrado) , o detecta la fuerza de frenado del motor a partir de un sensor de par de freno (no mostrado) , y entrega una primera fuerza de frenado BT0 a un sumador 8c.

Por otra parte, una unidad 8b de cálculo de la fuerza de frenado virtual en el circuito de control 8 genera una señal ficticia de fuerza de frenado BTD para generar una fuerza de frenado virtual para complementar la fuerza de frenado eléctrica, a partir de la orden de frenado BC y la entrada de tensión del condensador de filtro del sensor 4 de tensión, y la entrega al sumador 8c. El sumador 8c suma la primera fuerza de frenado BT0 y la señal ficticia de fuerza de frenado BTD y entrega el resultado como una segunda fuerza de frenado BT al dispositivo 9 de frenado.

El dispositivo 9 de frenado calcula una orden de fuerza de frenado eléctrico BL a partir de la orden de frenado mediante la utilización de una tabla preajustada en un convertidor 9a y entrega el resultado a un circuito de control 8 y a un restador 9b. El restador 9b resta... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de control de frenado para un vehículo eléctrico en el que un motor (6) de CA se acciona mediante un convertidor (5) de potencia alimentado con una tensión de cableado de CC, el convertidor (5) de potencia está adaptado para controlarse según una orden de frenado procedente de un asiento de conductor para activar un freno eléctrico basado en el motor (6) de CA y una fuerza insuficiente que se complementa mediante un freno mecánico, comprendiendo el aparato de control de frenado:

-un dispositivo (9) de frenado que está adaptado para calcular una orden de fuerza de frenado eléctrico según la orden de frenado y para generar una orden de frenado mecánico, y

-un circuito (8) de control que está adaptado para calcular una fuerza de frenado eléctrico sobre la base de una orden de fuerza de frenado eléctrico procedente del dispositivo (9) de frenado y de la orden de frenado y para controlar el convertidor (5) de potencia,

-en el que el circuito (8) de control incluye una unidad (8a) de cálculo de control que está adaptada para calcular la fuerza de frenado eléctrico y controla el convertidor (5) de potencia, estando el aparato de control de frenado caracterizado porque además comprende:

-una unidad (8b) de cálculo de la fuerza de frenado virtual que está adaptada para calcular una fuerza de frenado virtual para complementar la fuerza de frenado eléctrico cuando se inicia el frenado, sobre la base de la orden de frenado y una salida de un sensor (4) de tensión para detectar una entrada de tensión al convertidor (5) de potencia, y

-un sumador (8c) que está adaptado para sumar una salida calculada de la unidad (8a) de cálculo del control y una salida calculada de la unidad (8b) de cálculo de la fuerza de frenado virtual, y

-en el que la orden de frenado mecánico procedente del dispositivo (9) de frenado se varía según una salida de un sumador (8c) .

2. El aparato de control de frenado según la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor (4) de tensión está adaptado para detectar una tensión de condensador de filtro de un circuito (3) de filtro proporcionada en el lado de CC del convertidor (5) de potencia.

3. Un método de control de frenado para un vehículo eléctrico en el que un motor (6) de CA se acciona mediante un convertidor (5) de potencia alimentado con una tensión de cableado de CC, en el que el convertidor (5) de potencia se controla según una orden de frenado procedente de un asiento de conductor para operar un freno regenerativo basado en el motor (6) de CA, y una fuerza insuficiente se suplementa mediante un freno mecánico, estando el método caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

-calcular (8) una fuerza de frenado virtual para complementar la fuerza de frenado regenerativa cuando se inicia el frenado sobre la base de la orden de frenado y una salida de un sensor (4) de tensión para detectar una entrada de tensión al convertidor (5) de potencia,

-variar (9) la fuerza de frenado virtual para reducir el retardo en la respuesta a la orden de frenado si una carga regenerativa es pequeña, y

-cambiar (8c) la orden de frenado mecánico junto con la variación en la fuerza de frenado virtual.