JP2000316204A - Regenerative brake system - Google Patents

Regenerative brake system

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JP2000316204A
JP2000316204A JP12232399A JP12232399A JP2000316204A JP 2000316204 A JP2000316204 A JP 2000316204A JP 12232399 A JP12232399 A JP 12232399A JP 12232399 A JP12232399 A JP 12232399A JP 2000316204 A JP2000316204 A JP 2000316204A
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JP
Japan
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braking
battery
brake
energy
control circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP12232399A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Shibata
悟 柴田
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the regenerating rate of braking energy to a battery by providing a control circuit which increases a regenerated current when the operation level of a service brake is high. SOLUTION: The pressure by a braking pedal 22 is detected by means of a brake sensor 18 and supplied to a control circuit 5. The circuit 5 simultaneously sets an electrical braking state when the pedal 22 is stepped down and charges a battery 3 by supplying a regenerated current caused by the electrical braking to the battery 3 before mechanical braking acts. Since the regenerated energy, namely, the regenerated current generated by the electrical braking is largely controlled as the pressure applied to the pedal 22 becomes higher, the electrical braking becomes effective when a driver lightly steps on the pedal 22 and, accordingly, the energy diffused by the frictional heat generated between a brake shoe and a brake drum becomes smaller. Therefore, the regenerated guantity of the energy generated by the braking to the battery 3 can be maximized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車または
ハイブリッド自動車に利用する。本発明は、電気制動に
より生じる電気エネルギをその車両に搭載された電池に
効率的に回生するための改良に関する。本発明は、運転
者により走行中に操作されるサービスブレーキの操作レ
ベルに応じて回生電流を制御する技術に関する。
The present invention is applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle. The present invention relates to an improvement for efficiently regenerating electric energy generated by electric braking to a battery mounted on a vehicle. The present invention relates to a technique for controlling a regenerative current in accordance with an operation level of a service brake operated by a driver while traveling.

【0002】本発明は、出願人がHIMRの名称で製造
販売し、国際公表公報WO88/06107(国際出願
番号PCT/JP88/00157)に開示されたバス
またはトラック用のハイブリッド自動車に適する電気制
動装置として開発された発明であるが、大型自動車に限
らずブレーキペダルの操作によるサービスブレーキとと
もに、電気制動を併用する電気自動車またはハイブリッ
ド自動車に広く利用することができる。
The present invention relates to an electric braking device manufactured and sold by the applicant under the name of HIMR and suitable for a hybrid vehicle for a bus or a truck disclosed in International Publication No. WO 88/06107 (International Application No. PCT / JP88 / 00157). However, the invention can be widely used not only for large vehicles but also for electric vehicles or hybrid vehicles that use electric braking together with service braking by operating a brake pedal.

【0003】[0003]

【従来の技術】上記国際公表公報に開示されたハイブリ
ッド自動車を簡単に説明すると、この装置は図1に示す
ように(ハードウエア構成は従来例装置も本発明実施例
装置も同じである)、内燃機関1のクランク軸にその回
転子が直結されたかご形誘導機により構成された電動発
電機2と、電池3と、この電池3とこの電動発電機2の
間に設けられたインバータ回路4とを備える。このイン
バータ回路4は、電動発電機2が補助加速用の電動機と
して作動するときには電池3からエネルギを電動発電機
2に送り、電動発電機2が電気制動を行う発電機として
作動するときには電動発電機2に発生する電気エネルギ
を電池3に回生するように動作する。このインバータ回
路4の動作は制御回路5に設定された制御プログラムに
よりコンピュータ制御される。
2. Description of the Related Art The hybrid vehicle disclosed in the above-mentioned international publication is briefly described as shown in FIG. 1 (the hardware configuration is the same for both the conventional device and the device of the present invention). A motor generator 2 composed of a squirrel-cage induction machine whose rotor is directly connected to a crankshaft of an internal combustion engine 1, a battery 3, and an inverter circuit 4 provided between the battery 3 and the motor generator 2 And The inverter circuit 4 transmits energy from the battery 3 to the motor generator 2 when the motor generator 2 operates as a motor for auxiliary acceleration, and the motor generator when the motor generator 2 operates as a generator for performing electric braking. 2 operates to regenerate the electric energy generated in the battery 2 to the battery 3. The operation of the inverter circuit 4 is computer-controlled by a control program set in the control circuit 5.

【0004】電気制動時には電動発電機2が発生する電
気エネルギを半導体スイッチ回路12を介して、抵抗器
11により消費することにより電気制動による車両の減
速を有効に行うことができるが、電気制動により発生す
る電気エネルギは抵抗器11により消耗してしまう。エ
ネルギを有効利用するためには、この電気制動により発
生する電気エネルギをできるだけ多く電池3に回生する
ことが望ましい。
At the time of electric braking, the electric energy generated by the motor generator 2 is consumed by the resistor 11 through the semiconductor switch circuit 12 so that the vehicle can be effectively decelerated by electric braking. The generated electric energy is consumed by the resistor 11. In order to effectively use the energy, it is desirable to regenerate as much of the electric energy generated by the electric braking as possible into the battery 3.

【0005】このため出願人は特開平8−237805
号公報によりその制御技術を開示した。この制御技術
は、図1を参照して簡単に説明すると、アクセルペダル
21およびブレーキペダルの操作を制御回路5に供給
し、走行中の運転操作によりアクセルペダル21が解放
されたときに、すなわちエンジン・ブレーキの状態にな
ったときに、そのときに設定されている変速機ギヤ比に
応じて、電動発電機2から電池3に供給される回生電流
が大きくなるように、自動的に制御する制御プログラム
を備えるものである。そしてこの制御プログラムは、そ
のような制御状態にあるとき、運転者がブレーキペダル
を踏む、あるいはアクセルペダルを踏むなどの操作を行
うと、運転操作によりエンジン・ブレーキの状態が解除
されたものとして、この回生電流が大きくなるような制
御動作を解除するように構成されている。
For this reason, the applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-237805.
Discloses the control technology. This control technique will be briefly described with reference to FIG. 1. The operation of an accelerator pedal 21 and a brake pedal is supplied to a control circuit 5, and when the accelerator pedal 21 is released by a driving operation during traveling, that is, when the engine Control for automatically controlling the regenerative current supplied from the motor generator 2 to the battery 3 according to the transmission gear ratio set at the time of the brake state, in accordance with the currently set transmission gear ratio. It has a program. And, in such a control program, when the driver performs an operation such as depressing a brake pedal or an accelerator pedal in such a control state, it is assumed that the state of the engine brake is released by the driving operation, The control operation for increasing the regenerative current is released.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本願発明者はこの従来
装置について繰り返し試験を行った。そして、走行中に
運転操作によりアクセルペダルが解放されて、いわゆる
エンジン・ブレーキの状態に入ったときに、回生電流が
さらに大きくなり有効にエネルギ回生ができるように改
良することを試みた。運転者がアクセルペダルを解放し
た後に、運転者がブレーキペダルを踏んだときにも、車
両速度が設定されたギヤ比に応じて定められる速度にな
るまでは、なおエンジン・ブレーキの状態にあるのだか
ら、このときにも回生電流が大きくなるような制御動作
を解除することなく、これを続けるように改良できるこ
とに気づき、ブレーキペダルが踏まれている状態での回
生電流制御について研究し、その試験を繰り返した。
The inventor of the present invention has repeatedly conducted tests on this conventional apparatus. Then, an attempt was made to improve the regenerative current even more when the accelerator pedal is released by driving operation during traveling and the vehicle enters a so-called engine / brake state so that energy can be effectively regenerated. When the driver depresses the brake pedal after the driver releases the accelerator pedal, the engine is still in the state of engine braking until the vehicle speed reaches the speed determined according to the set gear ratio. Therefore, at this time, I realized that it was possible to improve the control operation so that the regenerative current could be increased without releasing it, so I studied the regenerative current control with the brake pedal being depressed, and tested it. Was repeated.

【0007】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、電気制動により発生する電気エネルギをでき
るだけ多く電池に回生することを目的とする。本発明
は、ブレーキペダルが踏まれた状態、すなわちサービス
・ブレーキが操作されている状態にあるときにも、回生
電流を可能なかぎり大きくするように制御する電気制動
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made under such a background, and has as its object to regenerate as much electric energy generated by electric braking as possible into a battery. An object of the present invention is to provide an electric braking device that controls a regenerative current to be as large as possible even when a brake pedal is depressed, that is, when a service brake is being operated. I do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】サービス・ブレーキの操
作、すなわちブレーキペダルの操作は運転者の意思にも
とづく運転操作によるものであり、ブレーキペダルが強
く踏まれたことは運転者が強い制動力を発生させようと
していることである。このときには、走行車両の運動エ
ネルギは機械的な摩擦熱により放散されるが、このとき
に機械的な摩擦熱による分担を減らして、これを電気制
動により分担するならこれを電気エネルギとして有効に
回生することができる。
Means for Solving the Problems The operation of the service brake, that is, the operation of the brake pedal is based on the driving operation based on the driver's intention, and the strong depression of the brake pedal causes the driver to apply a strong braking force. That is what we are trying to generate. At this time, the kinetic energy of the traveling vehicle is dissipated by the mechanical frictional heat. At this time, if the sharing by the mechanical frictional heat is reduced and this is shared by electric braking, this is effectively regenerated as electric energy. can do.

【0009】すなわち本発明は、電気制動手段(2、
4、参照数字は実施例参照図面の符号を表す、以下同
じ)と、電池(3)と、この電気制動手段が制動時に発
生するその電池への回生電流を制御する制御回路(5)
とを備えた回生制動装置において、サービスブレーキの
操作レベルを検出するセンサ手段(18)を設け、前記
制御回路(5)は、このセンサ手段の出力に応じて前記
サービスブレーキの操作レベルが大きいときに前記回生
電流を大きくするように制御する手段を備えたことを特
徴とする。
That is, the present invention provides an electric braking means (2,
4, reference numerals represent the reference numerals in the embodiment reference drawings, the same applies hereinafter), a battery (3), and a control circuit (5) for controlling a regenerative current to the battery generated by the electric braking means during braking.
In the regenerative braking device provided with the above, a sensor means (18) for detecting the operation level of the service brake is provided, and the control circuit (5) is adapted to detect when the operation level of the service brake is high according to the output of the sensor means And means for controlling the regenerative current to be increased.

【0010】サービスブレーキの操作レベルを検出する
手段は、例えばブレーキペダルに連動する圧力シリンダ
の圧力を検出する圧力センサである。この圧力は直接ま
たは間接に検出することができる。すなわち、圧力シリ
ンダの圧力でもよいし、圧力シリンダの圧力により駆動
されるブースタの出力圧力でもよい。さらには、ブレー
キペダルのストロークセンサでもよい。
The means for detecting the operation level of the service brake is, for example, a pressure sensor for detecting the pressure of a pressure cylinder linked to a brake pedal. This pressure can be detected directly or indirectly. That is, the pressure may be the pressure of a pressure cylinder or the output pressure of a booster driven by the pressure of the pressure cylinder. Further, a stroke sensor of a brake pedal may be used.

【0011】ブレーキペダルが強く踏まれたことは運転
者が大きい制動力を必要としていることであり、このと
きにはそのブレーキペダルにより発生する制動圧力に応
じて、電気制動のききかたを強くして大きい回生電流を
発生させるように制御する。すなわち、機械的なブレー
キ摩擦により消耗されるエネルギを電気エネルギに変換
して回生するものである。これは、運転者の感覚として
は、ブレーキを軽く踏んでもブレーキがよくきく、とい
う感覚になる。ブレーキがよくきくからブレーキペダル
を強く踏まないようになり、その分だけ摩擦熱によるエ
ネルギ放散が少なくなり、これが電気エネルギとして電
池に回生されることになる。
The fact that the brake pedal is depressed strongly means that the driver needs a large braking force. At this time, the electric braking is increased according to the braking pressure generated by the brake pedal. Control is performed to generate a large regenerative current. That is, energy consumed by mechanical brake friction is converted into electric energy and regenerated. The driver feels that the brakes work well even if the brakes are lightly depressed. Since the brake is applied well, the brake pedal is not strongly depressed, and the energy dissipation due to frictional heat is reduced by that amount, and this is regenerated to the battery as electric energy.

【0012】ブレーキペダルをどの程度強く踏んだとき
に、どの程度に電気制動を有効にし、どの程度を電池に
回生するかは、プログラム制御回路(5)に制御関数f
を設定することにより最適な状態を実現することができ
る。すなわち制御回路には、圧力シリンダの検出圧力を
p、電池ヘの回生電流をiとするとき、 i=f(p) となるように制御する関数制御回路をソフトウエアによ
り設定する。この制御関数はそのハードウエアに最適に
なるように任意に設定できるから、回生電流が最大にな
るように設定することができる。すなわち、ブレーキペ
ダルが踏まれている状態での摩擦熱によりエネルギを放
散させる機械制動と、電池にエネルギを回生させる電気
制動との分担率を最適に按分するプログラムを作成する
ことができる。
The degree to which the electric brake is effective when the brake pedal is depressed and the degree to which the battery is regenerated are determined by the control function f in the program control circuit (5).
, An optimum state can be realized. That is, in the control circuit, when the detected pressure of the pressure cylinder is p and the regenerative current to the battery is i, a function control circuit for controlling i = f (p) is set by software. Since this control function can be set arbitrarily so as to be optimal for the hardware, it can be set so that the regenerative current is maximized. In other words, it is possible to create a program for optimally apportioning the sharing ratio between mechanical braking that dissipates energy by frictional heat when the brake pedal is depressed and electric braking that regenerates energy in the battery.

【0013】この制御関数fは、電気制動手段に含まれ
る発電機と車軸との間にn段の変速機が介在するとき、
f1 ,f2 ,・・・fnのようにn個をあらかじめテー
ブルに設けておき、そのときに変速機にハードウエアと
して設定されている変速比に応じてその一つを選択する
ように構成することができる。変速比は変速機からセン
サにより検出することもできるし、車速とエンジン回転
速度の比から検出することもできる。
[0013] This control function f, when an n-stage transmission is interposed between the generator included in the electric braking means and the axle,
.. fn such that f1, f2,... fn are provided in the table in advance, and one of them is selected according to the gear ratio set as hardware in the transmission at that time. Can be. The gear ratio can be detected by a sensor from the transmission or from the ratio of the vehicle speed to the engine speed.

【0014】この関数fは、連続的であることは必ずし
も必要でなく、段階的な関数でよい。すなわち、ブレー
キペダルの圧力変化に応じて回生電流を連続的に変化さ
せるのではなく、ブレーキペダルの圧力変化に対応させ
て、回生電流を段階的に変化させるように制御すること
ができる。段階的に構成することによりプログラムの構
成が簡単化される。
The function f is not necessarily required to be continuous, but may be a stepwise function. That is, instead of continuously changing the regenerative current according to the change in the pressure of the brake pedal, it is possible to control the regenerative current to change stepwise in accordance with the change in the pressure of the brake pedal. The stepwise configuration simplifies the configuration of the program.

【0015】またこの関数fには、その制動時の速度の
要素を加えて、すなわち制動時の車両車速(またはエン
ジンもしくは電動発電機の回転速度)をパラメタとして
設定することができる。制動により発生するエネルギは
車両速度の二乗に比例するのであるから、車両速度が大
きいときには電気制動の分担率を機械的摩擦により生じ
る機械制動の分担率より大きく設定することができる。
これによりさらに有効なエネルギ回生を行うことができ
る。
Further, the function f can be set by adding an element of the speed at the time of braking, that is, the vehicle speed at the time of braking (or the rotation speed of the engine or the motor generator) as a parameter. Since the energy generated by braking is proportional to the square of the vehicle speed, when the vehicle speed is high, the share of electric braking can be set to be greater than the share of mechanical braking caused by mechanical friction.
Thereby, more effective energy regeneration can be performed.

【0016】また、この関数fにはその車両質量の要素
を加えることができる。特に大型自動車では、積載貨物
の大きさあるいは登場人員の数により車両質量が大きく
変化する。制動エネルギは車両質量に比例するから、車
両質量が大きいときには電気制動の分担率を機械制動の
分担率より大きく設定することができる。車両質量は車
体のサスペンションにセンサを設けて検出する技術が知
られているからこれを利用することができる。また、車
両質量は運転者が操作により概略値を入力するように構
成することもできる。
Further, an element of the vehicle mass can be added to the function f. Particularly, in the case of a large vehicle, the mass of the vehicle greatly changes depending on the size of the loaded cargo or the number of appearing personnel. Since the braking energy is proportional to the vehicle mass, when the vehicle mass is large, the share of the electric braking can be set to be larger than the share of the mechanical braking. Since a technique of detecting a vehicle mass by providing a sensor on a suspension of a vehicle body is known, this can be used. Further, the vehicle mass may be configured so that the driver inputs an approximate value by operation.

【0017】また、この関数fには回生エネルギを受け
入れる電池の要素を加えることができる。それぞれの時
点で電池の充電率にどの程度の余裕があるのかを制御要
素として加味することができる。電池が十分に充電され
た状態にあるなら機械制動の分担率を大きくし、電池に
さらに充電を受け入れる余裕があるなら電気制動の分担
率を大きくするように制御することができる。電池の充
電状態については、電池から電流を放電させるタイミン
グで、その内部抵抗を直接にあるいは間接に測定するこ
とにより検出する方法が知られている。そのほかにも、
電池端子電圧の測定値から簡単に充電容量を観測する方
法が知られているから、これらの方法を利用して関数f
にこれを反映させることができる。
Further, a battery element that receives regenerative energy can be added to this function f. As a control factor, it is possible to take into account how much the battery charging rate has at each time. If the battery is in a sufficiently charged state, it can be controlled to increase the share of mechanical braking, and if the battery has room to accept further charging, it can be controlled to increase the share of electric braking. There is known a method of detecting the state of charge of a battery by directly or indirectly measuring its internal resistance at the timing of discharging current from the battery. Besides that,
Since methods for easily observing the charged capacity from the measured value of the battery terminal voltage are known, the function f is calculated using these methods.
This can be reflected in

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は本発明実施例装置のハード
ウエア構成図である。この装置は、内燃機関1のクラン
ク軸に電動発電機2の回転軸が直結されている。電動発
電機2はかご形誘導機により構成され、界磁巻線に回転
軸の回転速度より大きい回転速度を有する回転磁界を与
える三相交流電流を供給して駆動すると、電動機として
動作し、界磁巻線に回転軸の回転速度より小さい回転速
度を有する回転磁界を与える三相交流電流を供給する
と、回転軸に与えられる機械エネルギが電気エネルギに
変換されて、これを三相交流として界磁巻線から取り出
すことができる。電動発電機2に供給する交流電流は、
電池3から供給される直流電流をインバータ回路4によ
り変換して得る。また電動発電機2が発電機として動作
するときに発生する三相交流は、同じくインバータ回路
4により直流電流に変換され、電池3を充電するように
して回生される。インバータ回路4の交流側の周波数、
すなわち電動発電機2の回転磁界の回転速度は、内燃機
関1つまり電動発電機2の回転軸の回転速度を検出する
回転センサ6の出力を取込み、インバータ回路4を制御
する制御回路5により制御される。
FIG. 1 is a hardware configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. In this device, a rotating shaft of a motor generator 2 is directly connected to a crankshaft of an internal combustion engine 1. The motor generator 2 is constituted by a squirrel-cage induction machine. When the motor generator 2 is driven by supplying a three-phase alternating current that gives a rotating magnetic field having a rotation speed greater than the rotation speed of the rotating shaft to the field winding, the motor generator operates as a motor, When a three-phase alternating current that supplies a rotating magnetic field having a rotation speed smaller than the rotation speed of the rotating shaft to the magnetic winding is supplied, mechanical energy applied to the rotating shaft is converted into electric energy, which is converted into a three-phase alternating current to generate a magnetic field. Can be taken out of the winding. The alternating current supplied to the motor generator 2 is
The direct current supplied from the battery 3 is obtained by conversion by the inverter circuit 4. The three-phase alternating current generated when the motor generator 2 operates as a generator is also converted into a direct current by the inverter circuit 4 and is regenerated so as to charge the battery 3. Frequency on the AC side of the inverter circuit 4,
That is, the rotation speed of the rotating magnetic field of the motor generator 2 is controlled by a control circuit 5 that takes in the output of a rotation sensor 6 that detects the rotation speed of the rotating shaft of the internal combustion engine 1, that is, the motor generator 2, and controls the inverter circuit 4. You.

【0019】すなわち、電動発電機2を電動機として動
作させて、補助加速を行うときには、制御回路5はアク
セルペダル21に連動するアクセルセンサ17の出力を
取込み、回転センサ6が検出する回転速度よりわずかに
大きい(正のスリップ率0〜数%の)回転磁界を電動発
電機2の界磁巻線に発生させるようにインバータ回路4
を制御する。このときエネルギは電池3から電動発電機
2に供給される。電動発電機2を発電機として動作させ
て電気制動を行うときには、制御回路5は回転センサ6
が検出する回転速度よりわずかに小さい(負のすなわち
率0〜数%の)回転磁界を電動発電機2の界磁巻線に発
生させるようにインバータ回路4を制御する。このとき
エネルギは電動発電機2から電池3に供給され、あるい
は半導体スイッチ回路12を介して抵抗器11により消
耗される。このとき電池3の端子電圧は検出回路13に
より観測されていて、電池3に充電の余裕があるならス
イッチ制御回路14は半導体スイッチ回路12を非導通
状態として、電流は電池3を充電するように流れる。電
池3がすでに十分充電されていて充電の余裕がないな
ら、スイッチ制御回路14は半導体スイッチ回路12を
導通状態として、電動発電機2で制動により発生した電
気エネルギは抵抗器11により放散される。
That is, when the motor generator 2 is operated as an electric motor to perform the auxiliary acceleration, the control circuit 5 takes in the output of the accelerator sensor 17 linked to the accelerator pedal 21 and is slightly lower than the rotation speed detected by the rotation sensor 6. The inverter circuit 4 generates a rotating magnetic field (positive slip ratio 0 to several percent) that is large in the field winding of the motor generator 2.
Control. At this time, energy is supplied from the battery 3 to the motor generator 2. When the motor generator 2 is operated as a generator to perform electric braking, the control circuit 5
The inverter circuit 4 is controlled so that a rotating magnetic field slightly smaller than the detected rotational speed (negative, that is, a rate of 0 to several percent) is generated in the field winding of the motor generator 2. At this time, energy is supplied from the motor generator 2 to the battery 3, or is consumed by the resistor 11 via the semiconductor switch circuit 12. At this time, the terminal voltage of the battery 3 is observed by the detection circuit 13, and if the battery 3 has a margin for charging, the switch control circuit 14 sets the semiconductor switch circuit 12 to the non-conductive state, and the current charges the battery 3. Flows. If the battery 3 has already been sufficiently charged and there is no room for charging, the switch control circuit 14 makes the semiconductor switch circuit 12 conductive, and the electric energy generated by braking in the motor generator 2 is dissipated by the resistor 11.

【0020】車速センサ16は車輪回転または変速機出
力側の回転を検出するセンサであり、制御回路5が、現
在変速機がどのギヤに設定されているかを知るために利
用される。電池3の標準的な端子電圧は例えば300V
であり、これは車内の電気設備で利用するには不便であ
るから、DC/DCコンバータ19により24Vに変換
されて車内に供給される。この図1に開示する装置、制
御回路5およびインバータ回路4の構成および動作につ
いては、すでによく知られているものであり、上記国際
公表公報に説明があるのでここでは詳しい説明を省略す
る。
The vehicle speed sensor 16 is a sensor for detecting wheel rotation or rotation on the transmission output side, and is used by the control circuit 5 to know which gear the transmission is currently set to. The standard terminal voltage of the battery 3 is, for example, 300 V
Since this is inconvenient for use in the electric equipment in the vehicle, it is converted to 24 V by the DC / DC converter 19 and supplied to the vehicle. The configuration and operation of the device, the control circuit 5 and the inverter circuit 4 disclosed in FIG. 1 are already well-known, and are described in the above-mentioned international publication, so that detailed description is omitted here.

【0021】ここで本発明の特徴は、ブレーキペダル2
2の操作レベル、すなわちブレーキペダル22により発
生する圧力をブレーキセンサ18により検出し、これを
制御回路5に取込み、これを電動発電機2から電池3に
供給する回生電流の制御に利用するところにある。ブレ
ーキセンサ18のさらに具体的構成例を図2に示す。す
なわち、ブレーキ圧力源からの気圧はブレーキペダル2
2により制御されるブレーキバルブ24により調節さ
れ、二つのブースタ25および26からそれぞれ前輪ブ
レーキおよび後輪ブレーキに供給される。この前輪ブレ
ーキのブースタ入力側の圧力をブレーキセンサ18によ
り検出し制御回路5に供給する。
The feature of the present invention is that the brake pedal 2
2, that is, the pressure generated by the brake pedal 22 is detected by the brake sensor 18, is taken into the control circuit 5, and is used for controlling the regenerative current supplied from the motor generator 2 to the battery 3. is there. FIG. 2 shows a more specific configuration example of the brake sensor 18. That is, the air pressure from the brake pressure source is
The pressure is regulated by a brake valve 24 controlled by the brake control 2 and is supplied from two boosters 25 and 26 to a front wheel brake and a rear wheel brake, respectively. The pressure on the booster input side of the front wheel brake is detected by a brake sensor 18 and supplied to the control circuit 5.

【0022】図3は本発明実施例装置の動作を説明する
タイムチャートである。横軸は時間であり、縦軸に、ア
クセルペダルの変位、ブレーキペダルにより発生する圧
力、および制動エネルギをとり、その時間的な変化を示
す。すなわち、運転走行中に、アクセルペダルがオン状
態から解放されてオフ状態になり、つづいてブレーキペ
ダルが踏まれ、そのオフ状態からしだいに強く踏まれて
ゆく動作の一例を示す。ブレーキペダルにより発生する
ブレーキ圧力は上記ブレーキセンサ18の出力である。
このとき、本発明実施例の制御回路5は、ブレーキペダ
ルが踏まれるとともに電気制動状態を設定し、機械的制
動が作用する前から電気制動による回生電流を電池3に
供給充電する。しだいにブレーキペダルにより発生する
ブレーキ圧力が大きくなると、段階的に電気制動を大き
くして制動エネルギの大部分を電気制動が分担し、その
発生エネルギを電池3に回生させるように動作する。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the embodiment of the present invention. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the change with time of the displacement of the accelerator pedal, the pressure generated by the brake pedal, and the braking energy. That is, an example of an operation in which the accelerator pedal is released from the on state to the off state during the driving, and then the brake pedal is depressed, and the accelerator pedal is gradually depressed from the off state. The brake pressure generated by the brake pedal is the output of the brake sensor 18.
At this time, the control circuit 5 of the embodiment of the present invention sets the electric braking state while the brake pedal is depressed, and supplies the regenerative current by the electric braking to the battery 3 before the mechanical braking is applied. When the brake pressure generated by the brake pedal gradually increases, the electric braking is gradually increased, and the electric braking shares most of the braking energy, and the battery 3 is operated to regenerate the generated energy.

【0023】本発明は、このブレーキペダルの圧力に応
じて、ブレーキペダルの圧力が大きくなるにしたがい電
気制動による回生エネルギすなわち回生電流を大きく制
御するところにその特徴がある。この作用により、運転
者はブレーキペダルを軽く踏む分だけで電気制動が効く
ことになり、またブレーキシューとブレーキドラムとの
間で発生する摩擦熱により放散するエネルギは小さくな
る。
The present invention is characterized in that the regenerative energy by electric braking, that is, the regenerative current is controlled so as to increase as the brake pedal pressure increases in accordance with the brake pedal pressure. By this operation, the electric braking is effective only by lightly depressing the brake pedal by the driver, and the energy dissipated by the frictional heat generated between the brake shoe and the brake drum is reduced.

【0024】図4は本発明実施例装置の制御回路5に設
定される制御プログラムの要部フローチャートである。
アクセルペダルが解放されたときに、この本発明の特徴
ある制御が開始される。車速が所定値(v0 )以上であ
れば、変速機ギヤ比を取込み、そのギヤ比にしたがって
関数fを選択設定し、ブレーキ圧力pを監視する。ブレ
ーキ圧力pが所定値を越えたときに、i=f(p)を演
算し、この電流値iに等しくなるように回生電流を制御
する。すなわち、電動発電機2の界磁巻線の回転磁界を
制御して、電動発電機2から発生しインバータ回路4を
介して電池3に流入回生される電流が、この演算された
電流値iに等しくなるように制御する。このときの電池
3の端子電圧を観測し、さらに充電可能であればこの制
御ステップを繰り返す。
FIG. 4 is a flowchart showing a main part of a control program set in the control circuit 5 of the apparatus according to the embodiment of the present invention.
When the accelerator pedal is released, the characteristic control of the present invention is started. If the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value (v0), the transmission gear ratio is taken in, the function f is selected and set according to the gear ratio, and the brake pressure p is monitored. When the brake pressure p exceeds a predetermined value, i = f (p) is calculated, and the regenerative current is controlled so as to be equal to the current value i. That is, by controlling the rotating magnetic field of the field winding of the motor generator 2, a current generated from the motor generator 2 and regenerated into the battery 3 via the inverter circuit 4 is added to the calculated current value i. Control to be equal. At this time, the terminal voltage of the battery 3 is observed, and if charging is possible, this control step is repeated.

【0025】[0025]

【発明の効果】このような動作により、制動エネルギの
うち有効に電池に回生される割合は飛躍的に向上する。
関数fをそのハードウエアの性能に最も適合するように
選択設計することは可能であり、制動により発生するエ
ネルギを最大限に電池に回生することができる。
According to the above operation, the ratio of the braking energy that is effectively regenerated to the battery is significantly improved.
The function f can be selected and designed so as to best suit the performance of the hardware, and the energy generated by braking can be regenerated to the maximum extent in the battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施例装置のハードウエア構成図。FIG. 1 is a hardware configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例装置のブレーキセンサの構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a brake sensor of the device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施例装置の制御状態を説明するタイム
チャート。
FIG. 3 is a time chart for explaining a control state of the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明実施例装置の要部制御手順を示すフロー
チャート。
FIG. 4 is a flowchart showing a main part control procedure of the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 内燃機関 2 電動発電機 3 電池 4 インバータ回路 5 制御回路 6 回転センサ 7 コンデンサ 11 抵抗器 12 半導体スイッチ回路 13 検出回路 14 スイッチ制御回路 16 車速センサ 15 電流検出器 17 アクセルセンサ 18 ブレーキセンサ 19 DC/DCコンバータ 21 アクセルペダル 22 ブレーキペダル 24 ブレーキバルブ 25、26 ブースタ[Description of Signs] 1 Internal combustion engine 2 Motor generator 3 Battery 4 Inverter circuit 5 Control circuit 6 Rotation sensor 7 Capacitor 11 Resistor 12 Semiconductor switch circuit 13 Detection circuit 14 Switch control circuit 16 Vehicle speed sensor 15 Current detector 17 Accelerator sensor 18 Brake sensor 19 DC / DC converter 21 Accelerator pedal 22 Brake pedal 24 Brake valve 25, 26 Booster

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気制動手段と、電池と、前記電気制動手
段が制動時に発生する前記電池への回生電流を制御する
制御回路とを備えた回生制動装置において、 サービスブレーキの操作レベルを検出するセンサ手段を
設け、前記制御回路は、このセンサ手段の出力に応じて
前記サービスブレーキの操作レベルが大きいときに前記
回生電流を大きくするように制御する手段を備えたこと
を特徴とする回生制動装置。
1. A regenerative braking device comprising an electric braking means, a battery, and a control circuit for controlling a regenerative current to the battery generated when the electric braking means brakes, wherein an operation level of a service brake is detected. A regenerative braking device comprising: a sensor unit; and a control circuit for controlling the control circuit to increase the regenerative current when the operation level of the service brake is high according to an output of the sensor unit. .
【請求項2】前記センサ手段は、ブレーキペダルに連動
する圧力シリンダの圧力を(直接または間接に)検出す
る圧力センサである請求項1記載の回生制動装置。
2. The regenerative braking device according to claim 1, wherein said sensor means is a pressure sensor for detecting (directly or indirectly) the pressure of a pressure cylinder linked to a brake pedal.
【請求項3】前記センサ手段は、ブレーキペダルのスト
ロークセンサである請求項2記載の回生制動装置。
3. A regenerative braking device according to claim 2, wherein said sensor means is a stroke sensor of a brake pedal.
【請求項4】前記制御する手段は、前記圧力シリンダの
検出圧力をp、前記回生電流をiとするとき、 i=f(p) となるように制御する関数制御回路を含む請求項2記載
の回生制動装置。
4. The control means includes a function control circuit for controlling so that i = f (p) when the detected pressure of the pressure cylinder is p and the regenerative current is i. Regenerative braking device.
【請求項5】前記電気制動手段に含まれる発電機と車軸
との間にn段の変速機が介在するとき、前記関数fとし
て複数n個の関数f1 ,f2 ,・・・fnがあらかじめ
設定され、前記制御する手段は、そのときに前記変速機
に設定されている変速比に応じてそのn個の関数のうち
の一つを選択する手段を含む請求項4記載の回生制動装
置。
5. When an n-stage transmission is interposed between a generator included in the electric braking means and an axle, a plurality of n functions f1, f2,... Fn are preset as the function f. 5. The regenerative braking device according to claim 4, wherein said controlling means includes means for selecting one of the n functions in accordance with a speed ratio set at said transmission.
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