JP2502242Y2 - ブレ―キエネルギ回生装置 - Google Patents

ブレ―キエネルギ回生装置

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JP2502242Y2 JP1989028840U JP2884089U JP2502242Y2 JP 2502242 Y2 JP2502242 Y2 JP 2502242Y2 JP 1989028840 U JP1989028840 U JP 1989028840U JP 2884089 U JP2884089 U JP 2884089U JP 2502242 Y2 JP2502242 Y2 JP 2502242Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は、車両減速時の減速エネルギを回収するブ
レーキエネルギ回生装置に関する。
(従来の技術) 従来、この種のブレーキエネルギ回生装置としては、
例えば特開昭62-31522号公報等に開示されたものがあ
る。
このものは、車輪駆動系に電磁クラッチを介してポン
プモータを接続し、該ポンプモータの一方のポンプを高
圧油路を介してアキュームレータに接続すると共に、他
方のポートを低圧油路を介してオイルタンクに接続して
いる。そして、車両減速時に、ポンプモータを車輪駆動
系に接続してポンプとして作動させることにより、ポン
プモータを負荷として車輪駆動系を制動すると共に、ア
キュームレータに高圧オイルを蓄圧して減速エネルギを
回収するように構成されている。
ここで、回生装置における制動トルク(蓄圧エネル
ギ)は、ポンプモータの斜板角を制御してポンプモータ
の流量を制御することによって制御される。
なお、蓄圧したエネルギは、例えば車両発進時等に、
ポンプモータを車輪駆動系に接続してモータとして作用
させ、車輪駆動系の駆動エネルギとして使用する。
(考案が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来装置にあっては、サー
ビスブレーキ(フートブレーキ)の作動時にのみ、ポン
プモータの斜板角をブレーキペダルの踏込み量に対応さ
せて制御しており、このためサービスブレーキの作動時
にはブレーキペダルの踏込みに応じてエネルギが回収さ
れるのであるが、例えば高速時や降坂時等に良く使用さ
れる排気ブレーキの作動に対しては、エネルギを回収す
ることができず、したがって排気ブレーキのエネルギが
無駄となり、まだまだ改善の余地があった。
この考案は、排気ブレーキに対して所定の制動力を確
保しながらブレーキエネルギを回収することができるブ
レーキエネルギ回生装置を提供することを目的としてい
る。
(課題を解決するための手段) この考案は、第1図に示すように車両減速時に駆動系
の回転力により斜板式のポンプモータ81を駆動して低圧
側アキュームレータ82内のオイルを高圧側アキュームレ
ータ83に圧送し蓄圧することで、ブレーキエネルギを回
収するようにしたブレーキエネルギ回生装置において、
排気ブレーキの作動圧力を検出する手段84と、サービス
ブレーキの作動圧力を検出する手段85と、前記高圧側お
よび低圧側のアキュームレータ82,83の圧力検出手段86,
87と、車速を検出する手段88と、変速位置を検出する手
段89と、排気ブレーキの作動時に前記各検出信号に基づ
いて排気ブレーキの作動トルクを演算し、この演算値に
応じて前記ポンプモータ81の斜板角を制御する手段90と
を備える。
(作用) したがって、排気ブレーキの作動時に、排気ブレーキ
の作動圧力と、サービスブレーキの作動圧力と、高圧,
低圧のアキュームレータの圧力と、車速と、変速位置に
基づいて排気ブレーキの制動トルクを演算してポンプモ
ータの斜板角を制御することにより、排気ブレーキに対
応した制動力を確保しながらそのブレーキエネルギを回
収することができる。このとき、ポンプモータの制御に
あたりサービスブレーキの作動圧力を用いているので、
ポンプモータによる制動トルクに運転者によるサービス
ブレーキ操作を反映させることができ、したがって良好
なブレーキフィーリングが得られる。
(実施例) 第2図は本考案の実施例を示す構成図で、エンジン本
体1の出力軸は、エンジンクラッチ2、トランスミッシ
ョン3、プロペラシャフト4および終減速装置5を介し
て車輪6に連結している。終減速装置5には、電磁クラ
ッチ7を介してポンプモータ8が連結している。ポンプ
モータ8の一方のポートには、第1電磁弁9が介装され
た低圧油路10を介して低圧側アキュームレータ11が接続
され、他方のポートには、第2電磁弁12が介装された高
圧油路13を介して高圧側アキュームレータ14が接続され
ている。また、高圧油路13と低圧油路10は第5電磁弁43
によりポンプモータ8をバイパスして接続可能に構成さ
れている。
一方、サービスブレーキのブレーキバルブ15は、その
ブレーキペダル16を踏込むと、その踏込み角度等に応じ
てエアリザーバ17からのエア圧を制御して踏込み角度等
に応じたエア圧をエア通路18を介してエアブースタ19の
リレーバルブ20に指示圧として供給する。リレーバルブ
20はこの指示圧と同圧のエアをエアリザーバ17からエア
ブースタ19に供給して油圧を発生させ、各ホイールシリ
ンダ21でブレーキシュー22を押し拡げて制動力を発生さ
せる。
また、排気ブレーキスイッチ23は、エンジンクラッチ
2が接続状態のときにONするクラッチスイッチ24と、排
気通路25に介装した排気シャッタ26駆動用のエアシリン
ダ27とエアリザーバ17とを接続するエア通路28に介装し
た電磁弁29およびコントロールレバーがアイドル位置に
ある時にONする燃料噴射ポンプ30のコントロールレバー
スイッチ31と直列回路を構成している。したがって、エ
ンジンクラッチ2が接続状態かつコントロールレバーが
アイドル位置にあるときに、排気ブレーキスイッチ23を
ONにすると、電磁弁29が開弁してエアリザーバ17からの
圧縮エアがエア通路28を介してエアシリンダ27に供給さ
れ、排気シャッタ26を閉駆動して排気ブレーキによる制
動力を発生させる。
なお、前記各エア通路18,28には、後述する第3電磁
弁32および第4電磁弁33が介装されている。
マイクロコンピュータ等で構成されるコントロールユ
ニット35には、車速センサ36からの車速信号、トランス
ミッション3のギャ位置を検出するシフト位置センサ37
からの変速位置信号、および高圧油路13、低圧油路10、
エア通路18,28のそれぞれの圧力を検出する各圧力セン
サ38〜41からの圧力信号が入力している。コントロール
ユニット35は、これら各入力信号に基づいてドライバの
要求していする制動トルクを演算し、この演算値と両油
路13,10内の差圧とからポンプモータ8の流量を設定
し、この流量値に見合う斜板角(斜板傾転角)となるよ
うに斜板駆動装置42の駆動電流を制御すると共に、高圧
油路13、低圧油路10および各エア通路18,28にそれぞれ
介装した第1〜第5電磁弁9,12,32,33,43を開閉制御し
て、通常のブレーキ装置を作動させるかポンプモータ8
を作動させるかを選択する。
ここで、圧力センサ40はサービスブレーキの作動圧力
検出手段に、圧力センサ41は排気ブレーキの作動圧力検
出手段に相当し、圧力センサ38,39は高圧側と低圧側の
各アキュームレータ14,11の圧力検出手段に相当する。
次に第3図のフローチャートを参照しながらコントロ
ールユニット35におけるブレーキ制御の作用について説
明する。
まず、S101では、圧力センサ40,41からの圧力信号に
基づきドライバがブレーキペダル16を踏んだか否か、排
気ブレーキスイッチ23を入れたか否か(ブレーキ要求の
有無)を判定する。S101の判定がYESとなったときはS10
2に進む。
S102では、ブレーキエネルギを回収する際の必要条件
を判断する。即ち、車速センサ36の信号から車速が所定
値以上か否か、圧力センサ38,39の信号から高圧側アキ
ュームレータ14の圧力が所定値以内か否か(PHmin<P
高圧<PHmax)、低圧側アキュームレータ11の圧力が所
定値以内か否か(PLmin<P低圧<PLmax)、高圧側ア
キュームレータ14と低圧側アキュームレータ11との差圧
が所定値以上あるか否かが判断される。また、現在の車
速でポンプモータ8を接続した場合に、ポンプモータ8
が最大許容回転数を越えないか否か等を判断する。これ
らの条件がOKであればS103に進み、OKでなければ後述す
るS115以下に進み通常のブレーキ操作とする。
S103では、S101の判定用として既に圧力センサ40によ
り検出されているブレーキバルブ15の吐出圧、即ちエア
通路18のエア圧PAが0か否かを判定する。PA>0のと
きはS104に進み、ブレーキペダル操作に基づく要求制動
トルクT1を、予めコントロールユニット35内に記憶さ
せた第4図のPAとT1のマップから検索する。PA=0
のときにS101におけるブレーキ要求はブレーキペダル操
作によるものではないとしてS105に進み、要求制動トル
クT1を0にする。
S106では、S101の判定用として既に圧力センサ41によ
り検出されている排気ブレーキ操作に基づくエア通路28
のエア圧PBが0か否かを判定する。PB>0のときはS1
07,S108に進み、車速Vと、シフト位置センサ37からの
変速位置から得られるギャ比iTMと、終減速装置5のギ
ャ比iDFとに基づいて下記の式から仮エンジン回転数Ne
を算出する。
Ne=(V/2πr)・iDF・iTM・(1000/60) ここで、rはタイヤ動半径である。次に、このNeから
排気ブレーキ操作に基づく要求制動トルクT2を、予め
コントロールユニット35内に記憶させた第5図のNeとT
2のマップから検索する。PB=0のときはS101における
ブレーキ要求は排気ブレーキ操作によるものではないと
してS109に進み、要求制動トルクT2を0にする。
S110では、上記S103〜S109によって得られた要求制動
トルクT1とT2の和T、即ちポンプモータ8に要求され
る制動トルクを算出する。
次に、S111では、ポンプモータ8による制動可能トル
クTmaxを算出する。この制動可能トルクTmaxは、ポンプ
モータ8を接続した場合のポンプモータ8の回転に対応
する最大流量と、高圧側アキュームレータ14と低圧側ア
キュームレータ11との差圧から求まる。
S112では、前記要求制動トルクの和Tと制動可能トル
クTmaxとを比較し、T≦Tmaxであれば、ブレーキエネル
ギの回収操作を行なうためにS113以下に進む。T>Tmax
のときは、S115以下に進み通常のブレーキ操作とする。
そして、S113では、要求制動トルクT1,T2に応じてエ
ア通路18,28の第3,第4電磁弁32,33を制御すると共に、
各油路10,13の第1,第2,第5電磁弁9,12,43と、エンジン
クラッチ2と、ポンプモータ8の電磁クラッチ7を制御
する。
即ち、T1>0であれば第3電磁弁32を閉じ、T2>0
であれば第4電磁弁33を閉じ、またエンジンクラッチ2
を断し、電磁クラッチ7を接続し、さらに第1,第2電磁
弁9,12を開き、第5電磁弁43を閉じる。これにより、通
常のサービスブレーキや排気ブレーキによる減速エネル
ギの消費を阻止し、ポンプモータ8を車輪駆動系に接続
してブレーキエネルギを回収可能とする。
そして、114では第6図に示すポンプモータ8の流量
−制御電流特性から、ポンプモータ8に要求された制動
トルクTを得る流量に対応する斜板駆動電流Aを求め、
制御出力として斜板駆動装置42に出力する。これによ
り、ポンプモータ8を負荷として、サービスブレーキや
排気ブレーキの操作に応じた制動力を確保すると共に、
低圧側アキュームレータ11内のオイルを高圧側アキュー
ムレータ14に供給、蓄圧し、ブレーキエネルギを回収す
る。
一方、S102,S112において、通常のブレーキ操作と判
定した場合は、S115にて、エア通路18,28の第3,第4電
磁弁32,33を開状態に保ち、エンジンクラッチ2を接続
状態に、電磁クラッチ7を断状態に保つと共に、第1,第
2電磁弁9,12を閉じ、第5電磁弁43を開くように制御す
る。このとき第5電磁弁43を開くのは、電磁クラッチ7
を断とするタイミングの遅れや慣性等によりポンプモー
タ8が回転を続け、この間に通路10−13間に圧力差を生
じることがあるので、この圧力差を解消して通路内の圧
着バランスを図るためである。
そして、S116,S117にてエア通路18のエア圧PA>0で
あれば、PAに応じてホイールシリンダ21によりブレー
キシュー22が作動し、ホイールブレーキが作動する。ま
た、S118,S119にてエア通路28のエア圧PB>0であれ
ば、PBに応じてエアシリンダ27により排気シャッタ26
が作動し、排気ブレーキが作動する。
したがって、本実施例によれば、サービスブレーキの
操作時だけでなく、排気ブレーキの操作時にもブレーキ
エネルギを回収することができ、しかも排気ブレーキの
操作に対してもポンプモータ8の斜板角を制御するの
で、排気ブレーキ時にも要求通りの制動トルクを確保で
き、この結果エネルギの高い回生率が得られ、運転性お
よび燃費の大幅な向上が図れる。
第7図〜第12図は、それぞれ本考案の他の実施例を示
すもので、第7図はポンプモータ8をトランスミッショ
ン3に備えたPTO(動力取出装置)50に、第8図はポン
プモータ8を副変速機のPTO51に、第9図はポンプモー
タ8をエンジン1に備えたPTO52に、それぞれ電磁クラ
ッチ7を介して連結したものである。また、第10図はポ
ンプモータ8をトランスファ53に、第11図はポンプモー
タ8をベルトやチェーン54によりプロペラシャフト4
に、それぞれ電磁クラッチ7を介して接続したものであ
る。また、第12図は車輪駆動系にエンジン1側に接続す
る油圧ポンプ55と、車輪6側に接続したポンプモータ56
とを設けて油圧駆動系としたもので、この場合駆動系と
エネルギ回収用のポンプモータ56が1つですみ、また第
5電磁弁43は油圧ポンプ55とポンプモータ56との間に設
けられる。なお、第10図、第11図の場合、ポンプモータ
8の回転数の演算は、トランスファ53やベルト54等の減
速比を考慮する必要がある。
第13図はさらに本考案の他の実施例を示すもので、前
記第3図のブレーキ制御においては、サービスブレーキ
や排気ブレーキによる要求制動トルクTがポンプモータ
8の制動可能トルクTmaxよりも大きい場合にはブレーキ
エネルギの回収を中止しているが、この実施例ではブレ
ーキバルブ15と第3電磁弁32を介装したエア通路18と並
列にエアリザーバ17とエアブースタ19のリレーバルブ20
とを接続したエア通路60を形成し、このエア通路60の途
中にコントロールユニット35により制御される調圧弁61
を介装し、要求制動トルクTが大きい場合、調圧弁61を
介して所定のエア圧をリレーバルブ20に供給してホイー
ルブレーキを併用することにより、ブレーキエネルギの
回収を行なわせるようにしている。
この場合の制御としては、第3図のS112に代わり第14
図のようにS201にて要求制動トルクTからポンプモータ
8の要求流量Qthを算出し、S202にてこの要求流量Qthが
ポンプモータ8の最大許容流量(アキュームレータ14,1
1の差圧とポンプモータ8の回転とに対応する最大流
量)QMth以上か否かを判定し、以上であればS203にて
制動トルクの不足分T3を算出し、S204にてポンプモー
タ8の流量Qth′を最大許容流量QMthに設定する。そし
て、S207,S208にて前記T3から前記第4図のマップを用
いて調圧弁61からリレーバルブ20に供給するエア圧Pcを
求め、このエア圧Pcとなるように調圧弁61を制御する。
なお、Qth≦QMthであれば、S025,S206にてT3←0,Qt
h′←Qthとし、調圧弁61を閉状態にする。
これによれば、要求制動トルクがポンプモータ8の制
動可能トルクを越える場合でも、要求通りの制動トルク
を確保しつつブレーキエネルギを回収することができ、
したがってエネルギの一層高い回生率を得ることができ
る。
(考案の効果) 以上のように本考案は、車両減速時に駆動系の回転力
により斜板式のポンプモータを駆動して低圧側アキュー
ムレータ内のオイルを高圧側アキュームレータに圧送し
蓄圧することで、ブレーキエネルギを回収するようにし
たブレーキエネルギ回生装置において、排気ブレーキの
作動圧力を検出する手段と、サービスブレーキの作動圧
力を検出する手段と、前記高圧側および低圧側のアキュ
ームレータの圧力検出手段と、車速を検出する手段と、
変速位置を検出する手段と、排気ブレーキの作動時に前
記各検出信号に基づいて排気ブレーキの制動トルクを演
算し、この演算値に応じて前記ポンプモータの斜板角を
制御する手段とを備えたので、排気ブレーキに対応して
要求通りの制動力を確保しながら排気ブレーキ時のブレ
ーキエネルギを回収することができ、運転性および燃費
の大幅な向上が図れる。
特に、本考案では運転者の操作力に応じて変化するサ
ービスブレーキの作動圧力を用いてポンプモータによる
制動トルクを制御するようにしたので、運転者の制動意
志を制動トルクに反映させて良好なブレーキフィーリン
グ及び運転性が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の構成図、第2図は本考案の実施例を示
す構成図、第3図は制御内容を示すフローチャート、第
4図〜第6図は演算データを示すグラフ、第7図〜第12
図はそれぞれ本考案の他の実施例を示す構成図、第13
図,第14図は同じく本考案の他の実施例の構成図と部分
フローチャートである。 1……エンジン本体、2……エンジンクラッチ、3……
トランスミッション、4……プロペラシャフト、5……
終減速装置、6……車輪、7……電磁クラッチ、8……
ポンプモータ、9……第1電磁弁、10……低圧油路、11
……低圧側アキュームレータ、12……第2電磁弁、13…
…高圧油路、14……高圧側アキュームレータ、23……排
気ブレーキスイッチ、26……排気シャッタ、32……第3
電磁弁、33……第4電磁弁、35……コントロールユニッ
ト、36……車速センサ、37……シフト位置センサ、38〜
41……圧力センサ、42……斜板駆動装置、43……第5電
磁弁、50,51,52……PTO、53……トランスファ、54……
ベルト、55……油圧ポンプ、56……ポンプモータ、60…
…エア通路、61……調圧弁。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両減速時に駆動系の回転力により斜板式
    のポンプモータを駆動して低圧側アキュームレータ内の
    オイルを高圧側アキュームレータに圧送し蓄圧すること
    で、ブレーキエネルギを回収するようにしたブレーキエ
    ネルギ回生装置において、排気ブレーキの作動圧力を検
    出する手段と、サービスブレーキの作動圧力を検出する
    手段と、前記高圧側および低圧側のアキュームレータの
    圧力検出手段と、車速を検出する手段と、変速位置を検
    出する手段と、排気ブレーキの作動時に前記各検出信号
    に基づいて排気ブレーキの制動トルクを演算し、この演
    算値に応じて前記ポンプモータの斜板角を制御する手段
    とを備えたことを特徴とするブレーキエネルギ回生装
    置。
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