车辆的制动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种车辆的制动装置，包括：永磁同步电机，其包括具有永磁体的转子和能够驱动所述转子旋转的定子，且被配置为将所述转子耦接至车辆的至少一对车轮中的每一个；电力蓄积部，其蓄积要被供应至所述永磁同步电机的电力；转换控制部，其转换所述电力蓄积部的电力以励磁所述定子并控制所述转子的旋转；以及同相励磁控制部，其根据所述转换控制部所执行的控制通过以一相位供应电力来励磁所述定子从而向所述车轮施加励磁制动，该相位与在所述转子的旋转方向上相对于所述定子的励磁的相位相同，其中，车轮通过励磁制动而停止。

【技术实现步骤摘要】
车辆的制动装置
本公开涉及一种车辆的制动装置，尤其涉及一种被配置为通过电动机来停止车轮的旋转的车辆的制动装置。
技术介绍
车辆的制动装置的示例通常包括采用液压制动的液压制动设备。然而，在近年来的电动车或所谓的混合动力车中，使用了采用电动机的再生制动(regenerative brake)。例如，JP-2007-106385A (参考文献I)中揭示了这样一种制动力控制装置，其被配置为对于再生侧和电力运行侧二者均产生电机转矩的容许裕度(allowance margin)以扩大电机转矩的控制宽度。在JP-11-4504A(参考文献2)中，进行再生制动和液压制动的协同控制。相比之下，在JP-2003-287069A (参考文献3)中，揭示了这样一种电动机制动设备，其被配置为将电动机的旋转运动转换成平移运动以推进活塞并将摩擦片向盘形转子(disk rotor)按压从而产生制动力。在这种方式下，除了电动机的再生制动(再生制动器)之外，设置有用以驱动的电动机的车辆的制动装置还采用诸如上述液压制动设备或电动机制动设备等使用机械制动装置的摩擦制动。此外，在JP-2004-187445A (参考文献4)中，提出通过励磁使电机反向旋转来施加制动。然而，这是一种在没有使用永磁体的感应电机中的一般制动手段，并且应用在铁路车辆中。换言之，在铁路车辆(电气车辆)中，由于停车仅靠感应电机来实现，因此提出这样的用于电气车辆的控制装置，其被配置为在再生制动之外还通过采用电气制动或停车制动来应用纯电气制动或全电气制动，并且在再生制动之外还采用基于逆相(reverse-phase)驱动的制动。例如，在JP-11-234804A (参考文献5)中，揭示了一种逆相电气制动器，其被配置为通过减速以及通过由前进制动切换至逆向电力运行来得到制动力。然而，在实际铁路车辆中仍然结合使用了摩擦制动，并且例如，还安装了空气制动系统。作为如上所述用于电动车或混合动力车的制动装置，设置有包括转子和定子的永磁同步电机(其中该转子具有永磁体且耦接至车辆的各个车轮，该定子被配置为允许转子被驱动旋转)以及诸如电池等电力蓄积装置(其被配置为向永磁同步电机供应电力以对定子进行励磁)，并且被配置为通过永磁同步电机，更具体而言，使用具有嵌入至转子中的永磁体的嵌入式永磁场同步电机(称为IPM)来抑制车轮的转动。而且,还提出一种轮内电机(in-wheelmotor)，其包括容置在车轮的轮毂中的电动机的转子和定子。JP-2007-196904A(参考文献6)所揭示的这种轮内电机也结合采用了摩擦制动，并且除了电动机之外，车轮还包括安装于其上的液压摩擦制动设备。如上所述，允许车辆仅用感应电机来停车的技术在铁路车辆(电气车辆)中受到关注。然而，在电动车或混合动力车中，基于液压摩擦制动设备的摩擦制动结合基于永磁同步电机的再生制动使用。因此，为了将车轮带入停止状态，在轮内电机中液压摩擦制动设备也是必不可少的。这会阻碍簧下质量(unsprung weight)的减小，并且还阻碍了轮内电机的实际应用。近年来，在电动车中，对大的车厢空间(例如驾乘空间或行李空间)有所需求。在电机驱动的电动车中，如果将来开发出小型高转矩电机，则能够减小车轮的直径，并且能够相应扩大车厢空间。然而，如上所述，由于相关技术在车轮中布置的摩擦制动设备是电机驱动车辆中的必要配置，因而存在摩擦制动设备阻碍车轮直径减小这样的问题。从而对于被配置为通过电动机来抑制车轮旋转的车辆的制动装置存在这样的需求，其中仅通过控制电动机来抑制车轮的旋转，并且在无需摩擦制动设备的情况下可以施加平稳且可靠的制动力直到车轮被带到停止状态为止。
技术实现思路
为了解决上述问题，根据此处所揭示实施例的第一个方案，提供一种车辆的制动装置，包括:永磁同步电机，包括具有永磁体的转子和能够驱动所述转子旋转的定子，且被配置为将所述转子耦接至所述车辆的至少一对车轮中的每一个；电力蓄积工具，被配置为蓄积要被供应至所述永磁同步电机的电力；转换控制工具，被配置为转换所述电力蓄积工具的电力以对所述定子进行励磁并控制所述转子的旋转；同相励磁控制工具，被配置为根据所述转换控制工具所执行的控制而通过以一相位供应电力来励磁所述定子从而向所述车轮施加励磁制动，其中该相位与在所述转子的旋转方向上相对于所述定子的励磁的相位相同，其中，通过所述励磁制动使所述车轮停止。利用如上所述的配置，此处所揭示的实施例实现了以下有益效果。换言之，在根据此处所揭示实施例的第一个方案的装置中，由于在车辆制动时通过同相励磁控制装置来控制永磁同步电机，并且根据所述转换控制装置的控制而使所述定子被以与转子旋转方向上的定子的励磁相位相同的相位励磁，所以产生了与驱动状态下永磁同步电机的输出大体相当的大制动力。因此，可在车轮的低旋转区产生相当于高旋转区的制动力，并且也无需摩擦制动系统，从而可平稳且可靠地使所述车辆停止。相应地，能够实现整个制动装置尺寸和重量的减小，并且改善了燃油效率。根据此处所揭示实施例的第二个方案的制动装置优选包括再生控制装置，其被配置为经由所述转换控制装置将基于所述车轮的旋转而在所述永磁同步电机中产生的再生电力蓄积于所述电力蓄积装置中，并向所述车轮施加再生制动，其中通过所述再生制动来抑制所述车轮的旋转，并通过所述励磁制动使所述车轮停止。利用此处所揭示实施例的第二个方案的制动装置的配置，由于可通过再生制动利用再生电力来抑制车轮的旋转，并可靠地通过励磁制动使车轮停止，所以实现了有效的能量利用。在根据此处所揭示实施例的第三个方案的制动装置中，优选地，至少构成所述永磁同步电机的所述转子和所述定子被容置于构成所述车轮的轮毂中，以构成轮内电机。尤其，利用此处所揭示实施例的第三个方案的轮内电机的配置，能够进一步减小整个制动装置的尺寸和重量。在根据第四个方案的制动装置中，优选地，所述永磁同步电机安装于所述车辆的所有所述车轮的每一个上，并且通过所述同相励磁控制装置向每个所述车轮施加所述励磁制动。利用此处所揭示实施例的第四个方案的配置，由于可将励磁制动施加至所有行驶车辆的每一个，所以便于通过复杂的制动力控制进行车辆的操作控制。根据此处所揭示实施例的第五个方案的制动装置优选包括:电力监视装置，被配置为监视所述再生电力；以及调整装置，被配置为基于所述电力监视装置所检测的再生电力与所述车轮所需的制动力之间的差来调整从所述再生控制装置所施加的再生制动到所述同相励磁控制装置所施加的励磁制动的切换时机，并且，在通过所述再生制动抑制所述车轮的旋转之后，通过在经由所述调整工具调整的切换时机进行所述励磁制动来使所述车轮停止。利用此处所揭示实施例的第五个方案的配置，在已经通过再生制动抑制了车轮的旋转后，通过在适当切换时机进行励磁制动实现了车轮的停止。根据此处所揭示实施例的第六个方案的制动装置优选包括升压装置，其被配置为使所述电力蓄积装置的电力升压，并且在经由所述调整工具调整的切换到所述励磁制动的切换时机，经由所述升压工具升压的电力被供应至所述转换控制装置以对所述定子进行励磁。进一步，利用此处所揭示实施例的第六个方案的配置，由于通过励磁制动确保了大的制动力，所以便于车辆的操作控制。为了解决上述问题，根据此处所揭示实施例的第七个方案，设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆的制动装置，包括：永磁同步电机，包括具有永磁体的转子和能够驱动所述转子旋转的定子，且被配置为将所述转子耦接至所述车辆的至少一对车轮中的每一个；电力蓄积装置，被配置为蓄积要被供应至所述永磁同步电机的电力；转换控制装置，被配置为转换所述电力蓄积装置的电力以对所述定子进行励磁并控制所述转子的旋转；以及同相励磁控制装置，被配置为通过以与所述转换控制装置所控制的相位供应电力对所述定子进行励磁，从而向所述车轮施加励磁制动，其中该相位与在所述转子的旋转方向上相对于所述定子的励磁的相位相同，其中，通过所述励磁制动使所述车轮停止。

【技术特征摘要】
2011.12.26 JP 2011-2844781.一种车辆的制动装置，包括: 永磁同步电机，包括具有永磁体的转子和能够驱动所述转子旋转的定子，且被配置为将所述转子耦接至所述车辆的至少一对车轮中的每一个； 电力蓄积装置，被配置为蓄积要被供应至所述永磁同步电机的电力； 转换控制装置，被配置为转换所述电力蓄积装置的电力以对所述定子进行励磁并控制所述转子的旋转；以及 同相励磁控制装置，被配置为通过以与所述转换控制装置所控制的相位供应电力对所述定子进行励磁，从而向所述车轮施加励磁制动，其中该相位与在所述转子的旋转方向上相对于所述定子的励磁的相位相同， 其中，通过所述励磁制动使所述车轮停止。2.根据权利要求1所述的车辆的制动装置，包括: 再生控制装置，被配置为经由所述转换控制装置将通过所述车轮的旋转在所述永磁同步电机中产生的再生电力蓄积于所述电力蓄积装置中，并向所述车轮施加再生制动， 其中通过所述再生制动来抑制所述车轮的旋转，并通过所述励磁制动使所述车轮停止。3.根据权利要求1或2所述的车辆的制动装置， 其中至少构成所述永磁同步电机的所述转子和所述定子容置于构成所述车轮的轮毂中，以构成轮内电机。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车辆的制动装置， 其中所述永磁同步电机安装于所述车辆的所有车轮的每一个上，并且通过所述同相励磁控制装置向每个所述车轮施加所述励磁制动。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆的制动装置，包括: 电力监视装置，被配置为监视再生电力；以及 调整装置，被配置为基于所述电力监视装置所检测的再生电力与所述车轮所需的制动力之间的差来调整从再生控制装置所施加的再生制动到所述同相励磁控制装置所施加的励磁制动的切换时机， 其中，在通过所述再生制动抑制所述车轮的旋转之后，通过在所述调整装置调整的切换时机进行所述励磁制动来使所述车轮停止。6.根据权利要求5所述的车辆的制动装置，包括: 升压装置，被配置为使所述电力蓄积装置的电力升压， 其中在经由所述调整装置调整的切换到所述励磁制动的切换时机，经由所述升压装置升压的电力被供应至所述转换控制装置以对所述定子进行励磁。7.—种车辆的制动装置，包括: 电动机，包括:转子，可与车轮一体地旋转；以及定子，能够驱动所述转子旋转并被配置为从电源装置接收电力供应；以及 控制装置，被配置为控制从所述电源装置向所述电动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：大川明美，森正宪，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：