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[記事表示] 回生ブレーキの機能不足 強電や 03/9/21(日) 1:33 オヤジ
Re:回生ブレーキの機能不足 いながき 03/9/21(日) 2:23 銀プリ
回生ブレーキとエンジンブレーキの併用 びばり@岡山 03/9/21(日) 9:11 ペンギン
Re:回生ブレーキとエンジンブレーキの併用 強電や 03/9/21(日) 12:50 オヤジ
Re:回生ブレーキとエンジンブレーキの併用 Ryo 03/9/27(土) 9:19 緑プリ
Re:回生ブレーキとエンジンブレーキの併用 大貫 03/9/27(土) 19:23 銀プリ
Re:回生ブレーキの機能不足 abeshin 03/9/23(火) 14:05 ペンギン
Re:回生ブレーキの機能不足 強電や@信州 03/9/24(水) 0:52 オヤジ
Re:回生ブレーキの機能不足 大貫 03/9/24(水) 0:08 銀プリ
Re:回生ブレーキの機能不足 強電や@信州 03/9/24(水) 1:06 オヤジ
Re:回生ブレーキの機能不足 大貫 03/9/24(水) 14:40 銀プリ

回生ブレーキの機能不足
オヤジ  強電や  - 03/9/21(日) 1:33 -

引用なし
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   山岳地帯の信州から試乗レポートを発言します。

先日、トヨタにて試乗車に載せていただき、平地での機動性には驚かされました。
また、係りの方に無理を言って、山道へ行って試乗したのですが、上り坂は、大人3人乗っていてもグングン急勾配を加速して登って行く素晴しい性能でした。(過給器のついたガソリンエンジンの比ではありません。)

一方、下り坂に入ったとたん、特に長い下り坂(勾配もキツイ)に入って、丁度、駆動系バッテリーが空っぽだったのか、最初の回生ブレーキ(Bレンジ)は、普通のAT車のエンジンブレーキ以上のフィーリングでブレーキが掛かっていました。

しかし、モニタで表示されている駆動系バッテリーの充電状態が満充電の表示になると同時に、回生ブレーキの要であるモータがバッテリー充電回路から切り離されて?、回生ブレーキが事実上働かなくなりました。(体感で働いていないとしか感じられなかった。)
おかげで、暫く速度が落ち着くまでフットブレーキを多用することになりました。

そこで、今は路面凍結も無いのですが、これが冬場の路面凍結している下り坂だったら、めちゃくちゃ怖いです。自動車メーカの唄うABSは、はっきり言ってゴミです。
慣性がついた自動車を凍結路面で止めるには、回転力制動(回生ブレーキ、エンジンブレーキ)が一番効果があります。
自宅にあるABS付4WD車は冬季に凍結路面でABSのむなしい断続音を聴かされて安全?に滑っています。ATではLレンジでエンジンブレーキを掛て減速するのが普通になって
います。とにかくフットブレーキでは止まりません。

そこで、回生ブレーキを改良を提案するですが、電気自動車(ハイブリットを含む)は、もう少し、先輩格である鉄道の電車を見習うべきです。
 30年以上前から、20トン以上ある金属車体を長い下り坂で速度制御する技術を研究していて、只でさえ滑り易い組み合わせの鉄製レールの上を鉄製車輪で動いています。自動車の凍結路面での比ではありません。

通常、鉄道の電車は、床下等に回生制動用の抵抗器を持っていて、回生ブレーキ(電気ブレーキ)を掛けるときだけ、モータから発生した発電電力を抵抗器に送り込んで、消費して制動力を確保しています。

 プリウスにできれば、「都市型モデル」と「山岳型モデル」で分けて用意して欲しいのですね。
「都市型モデル」は、現状維持。今の仕様で結構です。
「山岳モデル」=回生ブレーキ強化モデル。
 回生ブレーキのバッテリー充電が満充電した後でも、別途車体に搭載された制動用抵抗器によって回生ブレーキの機能を維持できないかと思います。
4WDは要りませんが、回生ブレーキの強化機能は欲しいです。

 課題としては、この別途搭載された制動用抵抗器から出る熱の処理です。
(車体も抵抗器搭載で重くなります。抵抗器は発熱や制動時に生じる電力に耐える為に、家電製品の載せて大型抵抗器よりも巨大です。)

ご存知の方なら判ると思いますが、ブレーキを多用するとブレーキ付近から出てくる金属の焼ける臭いが抵抗器から熱と伴に出てきます。
身近なところでは、鉄道電車の動力車(モハ、クモハ)の床下にある抵抗器からこれらの臭いが出ていることもあります。

15年前位から、三相交流モータを使った電車が実用化されて、現在のプリウスの様な動力ユニット構成が開発され、色々な鉄道会社で採用されてきました。
 電車は、架線から電力を供給されているので電気自動車と大きく環境が異なります。
しかし、現在の電気自動車に搭載されている動力制御ユニットは、あくまでも電車で使われていた技術を縮小させているだけなので、鉄道の電車が先輩格であると私は言いたいです。

Re:回生ブレーキの機能不足
銀プリ  いながき E-MAILWEB  - 03/9/21(日) 2:23 -

引用なし
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   強電やさん、こんばんは。

Bレンジでの回生だと、つたない計算をしてみますと
10 kWくらい発生するみたいです。電気ストーブ10台分の
発熱っていうのもすごいですね。

ニッケル水素電池は確か満充電すると発熱するから、電池
そのものからエネルギーを出してやるって考えてみたけど、
寿命短くしそうだし...

回生ブレーキとエンジンブレーキの併用
ペンギン  びばり@岡山  - 03/9/21(日) 9:11 -

引用なし
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   >モニタで表示されている駆動系バッテリーの充電状態が満充電の表示になると同時に
>、回生ブレーキの要であるモータがバッテリー充電回路から切り離されて?、
>回生ブレーキが事実上働かなくなりました。
雑誌を読んでみると、下り坂ではエンジン停止。エンジンブレーキに代わり、
回生ブレーキを使用すると書いてありましたが、別のページでは、エンジンブレーキと
回生ブレーキを併用しているとも書いてありました。
本当は、どちらが正しいのでしょうか??
回生ブレーキがバッテリーのフル充電により、働かなくなるのであれば、
その代わりにエンジンを始動(回転だ正しい表現かな?)し、エンジンブレーキを
使用するようにできれば、良いのではと思います。
エンジンブレーキの状態では、燃料は送り込まれないので、燃費には
影響しないはずです。

Re:回生ブレーキとエンジンブレーキの併用
オヤジ  強電や  - 03/9/21(日) 12:50 -

引用なし
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   ▼びばり@岡山さん:
>>モニタで表示されている駆動系バッテリーの充電状態が満充電の表示になると同時に
>>、回生ブレーキの要であるモータがバッテリー充電回路から切り離されて?、
>>回生ブレーキが事実上働かなくなりました。
>雑誌を読んでみると、下り坂ではエンジン停止。エンジンブレーキに代わり、
>回生ブレーキを使用すると書いてありましたが、別のページでは、エンジンブレーキと
>回生ブレーキを併用しているとも書いてありました。
>本当は、どちらが正しいのでしょうか??
>回生ブレーキがバッテリーのフル充電により、働かなくなるのであれば、
>その代わりにエンジンを始動(回転だ正しい表現かな?)し、エンジンブレーキを
>使用するようにできれば、良いのではと思います。
>エンジンブレーキの状態では、燃料は送り込まれないので、燃費には
>影響しないはずです。

う〜む。1時間程度の試乗では判断が難しいですね。
トヨタレンタでレンタカーとしてあれば、半日ほど山道で試して見るのですが、回生ブレーキ=モータを発電機として回してブレーキを掛ける仕組みは良いです。
一方、従来からのエンジンブレーキをブレンドしているのですが、体感できなかったです。

Dレンジによる回生制動は試していません。
(フットブレーキを踏んで回生ブレーキが働いていたのでは困るのです。
フットブレーキを踏んだ段階でABSが働くほどの現象が出ては困るのです。)
私としては、Bレンジの実力を確認したかったのが試乗の目的でしたから。
(冬場の凍結路面でも減速可能な回生制動かどうかの確認)
<燃費よりも冬季凍結路面対応の為に試乗しています。>
鉄道の電車の如く、回生制動によって減速してくれていれば、体感できるのですが、制御用抵抗器が載っていないかの如く、途中で回生制動による減速感が無くなる?のは少し辛いです。
(冬場は、燃費は諦めています。10モードの半分以下でも安全優先です。)

下り坂としては、5〜7%位で1km位を連続して下った場合です。

本当は、上高地方面の10km以上連続する下り坂の方が評価するには良いのですが、試乗車では難しいですね。

後、車に搭載されているコンピュータ自体、ドライバーに合わせたセッティングを調整している可能性もあるので、試乗車では、長い時間試乗車に乗っていないので自分の設置になっていないので、体感し難いのかもしれませんね。(中古車の試乗でも同様の問題はある。)

Re:回生ブレーキの機能不足
ペンギン  abeshin  - 03/9/23(火) 14:05 -

引用なし
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   ▼強電やさん:
はじめまして、プリウスオーナーではないのですが、電気関連興味がありいろりお
見たりしています。
旧型のプリウスはレンタカーで4〜5回使っています。

回生はバッテリーフル充電時や、バッテリー温度上限でバッテリーには返せなくなり
ますから、回生ブレーキのモードが切り替わるんだと推測します。

外部に回生抵抗がない場合はモータ内部の抵抗のみでエネルギー消費(熱に変える)
して回生ブレーキがかけられますが、モータ本体の温度上昇が早いのでほとんど使え
ないと思います。
長い下り坂試してみたいですね。

あとご指摘の、鉄道の駆動や制動については特殊なトルク制御特性を利用して「増粘着制御」ということを行っているようです。
つまり静止摩擦係数の最大の条件を保持する制御をしているということです。
交流モータの出力特性をうまく設定することにより、特殊な外部制御をしなくても上記の
「増粘着制御」という特性になる(つまりスリップして回転数が上がるとトルクが下がるー>回転が落ちてグリップする)という原理のようです。

車のゴムタイヤでは駆動トルクを発生させると(つまり地面をタイヤが蹴って駆動する)「滑り」が発生し、この滑りの特性がもうしこし複雑のようです。
東京大学の堀先生の研究室ではこの技術をEVに組み込んで研究されているようです。

雪道や凍結の下りでは鉄道技術の導入は効果ありそうですね。
私もABSは凍結路での制動には乱暴過ぎと感じています。

新プリはデザインもよくて、世界的なヒット車になりそうな気がします。

Re:回生ブレーキの機能不足
銀プリ  大貫  - 03/9/24(水) 0:08 -

引用なし
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   まず、鉄道の回生ブレーキについてですが、抵抗器を使用するものは回生ブレーキ
ではありません。発電ブレーキの中でも、抵抗器を使わずに電圧調整機能を用いて
電力を架線に送り返すものを回生ブレーキと言います。

で、プリウスには、ご指摘のような発電ブレーキ装置が初期型から備わっていま
す。エネルギー画面上はタイヤからモーター経由でエンジンへの矢印が出ている
だけなので判りにくいですが。

ご存知の通り、プリウスの回生ブレーキはモーターを発電機として使用することで
実現しています。しかし、バッテリーが満タンになるとこれ以上の充電はできなく
なります。そこで電力を消費する方法を別途用意しなければなりません。しかし、
抵抗器を搭載しなくても消費する方法があるのです。

プリウスのエンジンには、走行中はシリーズハイブリッド機能に使われる発電機
が装着されています。モーターからの電流を発電機に流し、発電機をモーターと
して使用すると、それまで停止していたエンジンが回り始めます。電力はエンジ
ンを回す力になり、熱になってラジエーターから排出されます。つまり、エンジ
ンが抵抗器の代わりをしているのです。

もういちどエネルギー画面を思い出してください。タイヤの力はモーターに伝わ
り、モーターからの電流はエンジンで消費されています。エンジンと抵抗器の
違いはありますが、電車と同じことをしているわけです。

Re:回生ブレーキの機能不足
オヤジ  強電や@信州  - 03/9/24(水) 0:52 -

引用なし
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   今晩。abeshinさん

ここ数日、プリマニでの私の投稿に対する反応を見ていました。

今回の私の発言は、ハイブリット車の課題というよりも、電気自動車の課題といったほうが良い感じに私は思えてきました。

▼abeshinさん:
>▼強電やさん:
>はじめまして、プリウスオーナーではないのですが、電気関連興味がありいろりお
>見たりしています。
>旧型のプリウスはレンタカーで4〜5回使っています。
>
>回生はバッテリーフル充電時や、バッテリー温度上限でバッテリーには返せなくなり
>ますから、回生ブレーキのモードが切り替わるんだと推測します。
>
>外部に回生抵抗がない場合はモータ内部の抵抗のみでエネルギー消費(熱に変える)
>して回生ブレーキがかけられますが、モータ本体の温度上昇が早いのでほとんど使え
>ないと思います。
>長い下り坂試してみたいですね。
>
>あとご指摘の、鉄道の駆動や制動については特殊なトルク制御特性を利用して「増粘着制御」ということを行っているようです。
>つまり静止摩擦係数の最大の条件を保持する制御をしているということです。
>交流モータの出力特性をうまく設定することにより、特殊な外部制御をしなくても上記の
>「増粘着制御」という特性になる(つまりスリップして回転数が上がるとトルクが下がるー>回転が落ちてグリップする)という原理のようです。
>
>車のゴムタイヤでは駆動トルクを発生させると(つまり地面をタイヤが蹴って駆動する)「滑り」が発生し、この滑りの特性がもうしこし複雑のようです。

三相誘導電動機が発電機として動き出したときの課題ですかね。
元々、三相誘導電動機は起動時に滑り特性があってクラッチが無くとも電動機自身が滑ってトルクを補う?状態で起動していました。
一方、発電機として動くときも、同様に滑りが無くて電動機自体の軸トルクで制動が掛かれば良い様に思えます。

>東京大学の堀先生の研究室ではこの技術をEVに組み込んで研究されているようです。
>
>雪道や凍結の下りでは鉄道技術の導入は効果ありそうですね。

鉄道技術の応用については、鉄道は水に濡れると滑り易い鉄のレールと鉄車輪を使っているということ、そして自重10トンを越える車両を対象として制動を変えたり、駆動したりしています。
歴史としては、鉄道が開発・運用されてから100年以上の実績があるわけで、現在のEV(電気自動車)の歴史よりも研究していた期間も長いはずです。
軽視するよりも、協調して行けばよいのではないかと私は思います。

>私もABSは凍結路での制動には乱暴過ぎと感じています。

今の段階では、電気自動車に停まる為にブレーキをつけました程度にしか私には思えていません。(ドライバーに技能があっても凍結路面で停まれる保証も無い。)

>
>新プリはデザインもよくて、世界的なヒット車になりそうな気がします。

う〜む。デザインが良いからって、ヒット車になるのは結構ですが、
滑り易い路面で交通事故を引き起こした車になって欲しくは無いです。

Re:回生ブレーキの機能不足
オヤジ  強電や@信州  - 03/9/24(水) 1:06 -

引用なし
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   大貫さん 今晩は。
ご指摘有難う御座います。

▼大貫さん:
>まず、鉄道の回生ブレーキについてですが、抵抗器を使用するものは回生ブレーキ
>ではありません。発電ブレーキの中でも、抵抗器を使わずに電圧調整機能を用いて
>電力を架線に送り返すものを回生ブレーキと言います。

回生ブレーキも、発電ブレーキも、ブレーキ自体の構造は同じと私は見ています。
発電機→架線
(閉地域では、架線に戻さず車内の放電抵抗で放電している)
発電機→放電抵抗

>
>で、プリウスには、ご指摘のような発電ブレーキ装置が初期型から備わっていま
>す。エネルギー画面上はタイヤからモーター経由でエンジンへの矢印が出ている
>だけなので判りにくいですが。
>
>ご存知の通り、プリウスの回生ブレーキはモーターを発電機として使用することで
>実現しています。しかし、バッテリーが満タンになるとこれ以上の充電はできなく
>なります。そこで電力を消費する方法を別途用意しなければなりません。しかし、
>抵抗器を搭載しなくても消費する方法があるのです。
>
>プリウスのエンジンには、走行中はシリーズハイブリッド機能に使われる発電機
>が装着されています。モーターからの電流を発電機に流し、発電機をモーターと
>して使用すると、それまで停止していたエンジンが回り始めます。電力はエンジ
>ンを回す力になり、熱になってラジエーターから排出されます。つまり、エンジ
>ンが抵抗器の代わりをしているのです。

理解するのに苦しみました。
結局、駆動用にある電動機が発電している間、エンジンにつながっている発電用の発電機を電動機として動かしてブレーキを継続しているということですね。

>もういちどエネルギー画面を思い出してください。タイヤの力はモーターに伝わ
>り、モーターからの電流はエンジンで消費されています。エンジンと抵抗器の
>違いはありますが、電車と同じことをしているわけです。

抵抗の方が発電ブレーキを効果的に使えると思います。
一方、現状のエンジンと発電機の組み合わせによる制動は、三相誘導電動機の滑り特性(自空転)によって、電動機の起動が非常に柔らかく効いてしまいエンジンを含めた制動現象の体感が難しくなっているものと判断できます。
電動機の定格として見ても最適な機器組み合わせの解だと思います。

もし、再度試乗することがあるようでしたら、確認したいと思います。

Re:回生ブレーキの機能不足
銀プリ  大貫  - 03/9/24(水) 14:40 -

引用なし
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   どうも、大貫です。

▼強電や@信州さん:
>回生ブレーキも、発電ブレーキも、ブレーキ自体の構造は同じと私は見ています。
>発電機→架線
>(閉地域では、架線に戻さず車内の放電抵抗で放電している)
>発電機→放電抵抗

構造は同じですね。ただ一般的に、発電ブレーキはモーターをブレーキとして使うこと全般を、回生ブレーキは発電ブレーキのエネルギーを回生(再使用)する使い方を言うようです。
一般的な鉄道車両では、回生ブレーキを使用する車両はブレーキ用抵抗器を搭載していません。回生失効した場合は摩擦ブレーキに切り替わってしまいます。
山間部では回生相手がいないことが多いので、抵抗器を搭載するのが普通で、回生用の回路を最初から載せないことも多いようです。

>理解するのに苦しみました。

プリウスの場合、便宜的に駆動時の作動状態を使って「発電機」「モーター」と通称しているので、ブレーキ時は逆になってしまうんですよね。M1、M2とかならわかりやすいのですが。

>一方、現状のエンジンと発電機の組み合わせによる制動は、三相誘導電動機の滑り特性(自空転)によって、電動機の起動が非常に柔らかく効いてしまいエンジンを含めた制動現象の体感が難しくなっているものと判断できます。

なるほど、エンジンを回すところでタイムラグが発生してしまうということですね。
エンジンブレーキモードでは、完全にバッテリーが充電し終わる前にエンジンブレーキを起動するようにしてはどうでしょうか。発電ブレーキの立ち上がりの電流はバッテリーで吸収してしまい、追ってエンジンブレーキが起動して電流を吸収するようにすれば、制御は複雑ですがタイムラグはなくせます。

実際のところ、初期型プリウスではモーターの加速力が弱いため、山下りの途中にある平坦部やちょっとした登りでアクセルを踏むとエンジンが掛かってしまうことが多くあります。新プリウスはモーター加速力に余裕があるので、こういうところでのエンジン使用を減らし、電力使用を増やすことで結果として回生量を増加できるのではないかという気がします。これは新プリウスオーナー(特に初期型からの乗り換え組)のレポートを待ちたいですね。初期型では、アクセル量を抑えて早め長めに踏むことで、エンジン使用を減らし電力を活用したりしました。

ちなみにプリウスのモーターは、永久磁石回転子の三相同期電動機です。

Re:回生ブレーキとエンジンブレーキの併用
緑プリ  Ryo  - 03/9/27(土) 9:19 -

引用なし
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   >Dレンジによる回生制動は試していません。
>(フットブレーキを踏んで回生ブレーキが働いていたのでは困るのです。
>フットブレーキを踏んだ段階でABSが働くほどの現象が出ては困るのです。)
>私としては、Bレンジの実力を確認したかったのが試乗の目的でしたから。

素人考えなので正しいのかどうか教えて欲しいのですが、

そもそもDレンジでも回生ブレーキは働きますよね?
アクセルオフ時はもちろん回生しますが、フットブレーキを踏んだときにもそのふみ具合
によって回生ブレーキに油圧による制動を加えます。だから効きすぎる、カックンブレー
キのプリウスになってしまうんですよね。
ふみしろがまだ残ってる程度のブレーキ操作ではABSは働きませんし。

駆動時は遊星ギアを介してエンジンとモーターの駆動力をミックスしているわけですから、
制動時にもそれをエンジンブレーキとモーターによる回生に分けられるはずですよね。
通常は全部回生に回しているんでしょう。わざわざ効率を落とすことはありませんし。
満充電になるとモーターで回生ができなくなるのでエンジンブレーキの方に制動力を分配
するわけですが、そのときのエンジンブレーキが効きにくいということは、つまるところ
アトキンソンサイクルエンジンがエンジンブレーキが苦手だとか、そういうチューニング
をトヨタがしているだとか、そういうことなのでしょうか?

Re:回生ブレーキとエンジンブレーキの併用
銀プリ  大貫  - 03/9/27(土) 19:23 -

引用なし
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   ▼Ryoさん:
>そもそもDレンジでも回生ブレーキは働きますよね?

もちろん働きますね。

>だから効きすぎる、カックンブレーキのプリウスになってしまうんですよね。

うーん、それはどうでしょう...
どれぐらい効かせるかはコンピューターの設定次第なので、どうすればよいか迷ったと、開発時代の担当者の話にありました。
カックンブレーキはむしろ、停止前の回生失効の制御に問題がありそうです。回生ブレーキは低速時にはパワーが低下しますから、それまでは回生ブレーキメインで効かせてきたものを油圧に切り替えなければなりません。このときに、それまでのフィーリングと違ってしまっているような感じがします。

>駆動時は遊星ギアを介してエンジンとモーターの駆動力をミックスしているわけですから、
>制動時にもそれをエンジンブレーキとモーターによる回生に分けられるはずですよね。

別スレにも書きましたが、モーターによる発電ブレーキ自体はエンブレ時にも効いています。制動力を分配しているというより、発電ブレーキの電力をバッテリーに回すか、エンジンに回すかの違いと考えるほうがわかりやすいかなと。

ですから、エンジンブレーキ時の効き方も発電ブレーキのセッティング次第ということになります。アトキンソンサイクル自体はVVTiで実現しているので、もし通常サイクルの方が良いなら簡単に戻せるはずです。実際、エンジン再始動時にはエンジンブレーキが弱まるようにタイミングを変えて、始動ショックを減らしているくらいです。

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