JP2536606B2 - 車両のブレ―キエネルギ―回生装置 - Google Patents

車両のブレ―キエネルギ―回生装置

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JP2536606B2 JP63275772A JP27577288A JP2536606B2 JP 2536606 B2 JP2536606 B2 JP 2536606B2 JP 63275772 A JP63275772 A JP 63275772A JP 27577288 A JP27577288 A JP 27577288A JP 2536606 B2 JP2536606 B2 JP 2536606B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の減速エネルギーを回収して発進/加
速エネルギーとして利用する車両のブレーキエネルギー
回生装置に関するものである。
〔従来の技術〕 車両の減速時に失われる運動エネルギーの内、主とし
て熱として発散(ブレーキ、エンジン)される分を作動
油圧として回収してアキュムレータに蓄圧し、この蓄圧
したエネルギーを車両の発進エネルギー及び加速エネル
ギーとして利用するPTO(Power−take−off)出力装置
又はトランスファーを併設したアクスルを備えた車両の
減速エネルギー回収装置は従来より知られており、最も
古くは1976年にイギリスのC.J.ローレンス社がブリティ
ッシュレイランド社のバスを使って開発中であることが
発表され、以来、欧米で種々の研究・開発が為されて来
ており、最近では特開昭62−15128号公報、特開昭62−3
7215号公報及び特開昭62−39327号公報等に開示されて
いる。
後者の装置は、何れも、エンジンクラッチを介して駆
動されるカウンタシャフトと車輪駆動系に接続したメイ
ンシャフトとカウンタシャフトの回転をメインシャフト
に変速して伝える多段のギヤ列機構を有するトランスミ
ッション(以下、T/Mと略称する)、カウンタシャフト
にカウンタシャフトPTOギヤシンクロナイザを介して接
断可能に装着されたカウンタシャフトPTOギヤとこのPTO
ギヤにギヤ結合されメインシャフトにメインシャフトPT
Oギヤシンクロナイザを介して接断可能に装着されたメ
インシャフトPTOギヤとこのメインシャフトPTOギヤに結
合された駆動ギヤを介して駆動されるPTO出力軸とを有
する多段階変速式PTO装置、PTO軸に連結されたポンプ・
モータ、このポンプ・モータを介してアキュムレータと
オイルタンクを接続する油圧回路、この油圧回路とPTO
軸とを接断可能にする電磁クラッチ、及び電磁クラッチ
を制御しポンプ・モータと高圧油回路で接続されたアキ
ュムレータ、及びポンプ・モータを車両の運転状態に応
じて、ポンプ及びモータの何れか一方として機能させる
(即ち、減速時にはポンプとして機能させ車輪の回転力
によりPTO装置を介して作動油をアキュムレータに蓄圧
させることにより主としてブレーキ、エンジンの熱とし
て失われる運動エネルギー(以下、ブレーキエネルギー
と呼ぶ)を回収するとともに発進/加速時にはアキュム
レータに蓄圧していた作動油により回転力を発生しPTO
装置を介して車輪を回転駆動させるモータとして機能さ
せる)制御手段を主要部として構成されたものである。
このような、減速エネルギー回収装置の制御手段は、 発進時、アキュムレータ内油圧が充分のとき、アクセ
ルペダルの踏込量に応じて可変容量型モータの容量(斜
板又は斜軸の傾転角)を制御し且つ電磁クラッチを接続
して油圧回路により油圧力による発進を行い、その間に
運転者が選択したギヤ段に対応して設定された車速を越
えた時には、エンジンクラッチを接続してエンジン駆動
を行うとともにPTO装置の変速制御を行ってオンだった
カウンタシャフトシンクロナイザをオフにしメインシャ
フトシンクロナイザをオンにし、更にその時のアクセル
ペダルの踏込量が大きい時のみその踏込量に応じた油圧
力を加える制御を行う。
ブレーキ時、電磁クラッチを接続するとともにブレー
キペダルの踏込に応じた傾転角制御信号(ポンプ容量制
御信号)をポンプ・モータに与えてポンプ動作を行い、
これと同時にエンジンのクラッチを切る制御を行う。
この場合、制御手段は、制御プログラムに基づいて、
ブレーキエネルギー中のエンジンブレーキで消費する分
も回収するため、またモータによる走行時にはエンジン
を車輪の駆動系から切り離すため、エンジンのクラッチ
が“断”となるように制御するとともにモータとエンジ
ンを併用するか又はエンジンのみで発進/加速する時に
は“接”になるように制御している。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来技術の場合には、油圧力による発進を
行うとき、アクセルペダルを一定量(最大踏込量の40
%)以上踏み込むことが必要であり、またアクセルペダ
ルの踏込量とポンプ・モータの傾転角(容量)が比例し
た関係にあるため、油圧の高低によってポンプ・モータ
の出力トルクに差があり、車両を微速でコントロールす
ることが難しい。
これは特に、坂道発信補助機構(以下、HSAと略称す
る)を備えた車両においてはHSA作動時では制動力保持
用電磁逆止弁が作動して車両の発進を抑制しているの
で、この電磁逆止弁がアクセルペダルを踏み込むことに
より解除された時にはより一層車両が急発進する虞れが
あるという問題点があった。
従って、本発明は、HSA機構を備えた車両を微速発
進、即ちクリープさせることができる車両のブレーキエ
ネルギー回生装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両のブレ
ーキエネルギー回生装置では、油圧回路と、該油圧回路
の蓄圧センサと、パーキングブレーキスイッチと、制動
力保持用電磁逆止弁と、該逆止弁の解除手段と、該逆止
弁及びスイッチが解除され且つ該蓄圧が所定値以上ある
時、該油圧回路を閉じ該油圧回路内のポンプ・モータの
傾転角をクリープ用出力トルクが発生するように制御し
て電磁クラッチを接続させる制御手段と、を備えてい
る。
〔作用〕
本発明では、制御手段は、制動力保持用電磁逆止弁の
解除手段(車速センサと、ギヤセレクトレバーと、パー
キングブレーキスイッチ又はアイドルスイッチ)の出力
により逆止弁が解除されるHSA解除時にパーキングブレ
ーキも解除されている時には蓄圧センサによる油圧回路
の蓄圧が所定以上あれば発進可能であるから、油圧回路
を形成させ油圧回路内に設けられたポンプ・モータの傾
転角をクリープ用出力トルクが発生するように制御す
る。
これにより、油圧回路によって発生される駆動トルク
はクリープ発進用のトルクとなり、電磁クラッチを接続
してポンプ・モータとPTO装置とを結合させれば、ポン
プ・モータで発生されるクリープ用駆動トルクをPTO装
置に接続された車輪に伝えることができ、HSA機構を備
えた車両をクリープ走行させることができる。
〔実 施 例〕
第1図は、本発明が適用される車両のブレーキエネル
ギー回生装置の一実施例の構成図であり、1はアクスル
20を介して車輪21の駆動力を油圧ブレーキ力として取り
出すPTO装置、2はPTO装置1とブレーキ時にポンプ動作
を実行するポンプ・モータ3との間の駆動力伝達の接断
を行う電磁クラッチ、4は回路弁としての回路切替弁、
5は高圧アキュムレータ、6はポンプ・モータ3と回路
切替弁4と高圧アキュムレータ5とともに油圧回路を構
成する低圧アキュムレータである。また、高圧アキュム
レータ5と回路切替弁6との間には高圧アキュムレータ
5に蓄圧されたオイルの蓄圧センサ7が取り付けられて
いる。8はパーキングブレーキ、9はパーキングブレー
キ8のオン/オフを検出するパーキングブレーキスイッ
チ、10はPTO装置1を含み自動制御式エンジンクラッチ2
2によってエンジン(図示せず)に接続される変速機(T
/M)、11は変速機10のギヤ位置を選択するギヤセレクト
レバー、12は変速機10の出力軸の回転から車両の速度を
検出する車速センサ、15は制御手段としてのMPU(マイ
クロプロセッサ)であり、センサ7、パーキングブレー
キスイッチ9、レバー11、センサ12の出力に基づき、ポ
ンプ・モータ3の傾転角(容量)制御、回路切替弁4の
切替/閉弁制御、及び電磁クラッチ2の接断制御を行
う。
また、24はMPU15からの出力信号により消勢された時
に、既にブレーキペダル25を踏み込んだことにより油圧
(又はエア)ルート26aを通ってホイールブレーキ27に
送られている制動オイルをルート26bを介して逆流させ
ることにより制動力を解除し、付勢されている時には油
圧ルート26aとともに制動オイル(エア)の逆流を阻止
して制動力を保持する制動力保持用電磁逆止弁、28はブ
レーキペダル8を踏み込んだ時にオンとなるブレーキス
イッチ、30はアクセルペダル、31はアクセルペダル30を
僅かでも踏んだ時にオフとなるアイドルスイッチであ
る。
次に上記実施例の本発明によるクリープ動作をMPU15
に記憶され且つ実行される第2図のフローチャート図に
沿って説明する。尚、このフローチャートに入るときに
はHSAが作動しているものとし、HSAが作動する条件とし
ては、車両がほぼ停車状態にあり(車速≒0)、ブレー
キペダル25が踏み込まれてブレーキスイッチ28がオンに
なっておりパーキングブレーキ8が作動していないこと
が少なくとも必要である。
MPU15は常に車速センサ12、ギヤセレクトレバー11、
蓄圧センサ7、パーキングブレーキスイッチ9及びアイ
ドルスイッチ31の出力を監視している。
そして、まず下記のステップS1〜S4においてHSAの解
除条件が満たされたか否かをチェックする。
即ち、車速センサ12の出力から車両が停車状態にある
か否かを検出する(第2図のステップS1)。この停車状
態を判定する一例としては、車速が2km/h以下であれば
充分であり、2km/h以上のときはHSAを解除して特にクリ
ープ走行させる必要はない。
この後、ギヤセレクトレバー11によるギヤセレクト位
置がニュートラルであるか否かを判定する(ステップS
2)。これは、ニュートラルであると車両は発進できな
いからである。
次にクリープ制御履歴フラグfが“1"か“0"かをチェ
ックする(ステップS3)。このフラグfはブレーキを踏
んでHSAが作動した時に“0"にリセットされており、現
在HSAが作動しているので次のステップS4に進む。
ステップS4ではパーキングブレーキスイッチ9の出力
からパーキングブレーキ8が作動しているか解除してい
るかを判定し、作動しているときには上記のステップS
1、S2と合わせてHSA解除の条件が満たされたことにな
り、ステップS5でHSA解除のために制動力保持用電磁逆
止弁24に対して解除(オフ)の信号を送る。これにより
ホイールブレーキ27に送られている制動オイル(又はエ
ア)がルート26bを介して逆流されるので制動力が解除
されることになる。
上記のステップS4では、パーキングブレーキスイッチ
9の代わりにアイドルスイッチ31がオンかオフかをチェ
ックしても良い。この場合、アイドルスイッチ31がオフ
になったときにはアクセルペダル30が踏み込まれたと判
定し、HSA機能が不用であるとして制動力保持用電磁逆
止弁24を同様に解除する。但し、アクセルペダル25を踏
み続けるとクリープ動作ではなくアクセル踏込量に応じ
た油圧発進動作になるので運転者としてはアクセルペダ
ル30を僅かだけ踏んですぐ戻してやれば充分である。
このように、車速センサ12とギヤセレクトレバー11と
パーキングブレーキスイッチ9又はアイドルスイッチ31
で逆止弁24の解除手段を構成している。
ステップS4でパーキングブレーキ8が作動していると
判定されたので、このままでは車両は発進できないので
パーキングブレーキ8が解除されたか否かをパーキング
ブレーキスイッチ9の出力から判定する(ステップS
6)。この場合、パーキングブレーキ8が引かれていれ
ばスイッチ9はオンとなり、クリープ走行することはで
きない。
即ち、運転者は、クリープ走行するためには、パーキ
ングブレーキ8を一旦引いてHSAを解除してから元に戻
す(アクセルペダル30を踏んでHSAを解除してから直ぐ
に元に戻す)動作を知っている必要がある。
ステップS6においてパーキングブレーキ8が解除され
ていると判定されたときには車両の運転者は発進待機の
意志を示したことになり、本発明によるクリープ動作が
可能になるが、油圧回路の蓄圧が所定値以上無いと油圧
発進することはできないため、蓄圧センサ7の圧力が所
定値として170kg/cm2以上であるか否かを判定する(ス
テップS7)。
そして、蓄圧が170kg/cm2以上であるときにはクリー
プ発進動作に移る(ステップS8〜S10)。
即ち、MPU15は、図示のように回路切替弁4をエネル
ギー再生モードに切替制御する(ステップS8)。
この後、MPU15はポンプ・モータ3のオーバーランを
予防するために電磁クラッチ2を接続状態にし(ステッ
プS9)、PTO装置1とポンプ・モータ3とを結合してお
く。
そして、MPU15は、ポンプ・モータ3の傾転角(容
量)をクリープ発進に適した値に制御する(ステップS1
0)。
ここで、クリープ発進に必要なトルク値をアクスル20
内のファイナルギアのギヤ比及びPTO装置1のギヤ比で
除したポンプ・モータ3でのトルク値Tから下記の理論
式(1)によってポンプ・モータ14の容量VPを求める。
VP=200π T/P (1) ここで、 P:蓄圧センサ7で検出される油圧回路内圧力(kg/c
m2)、 VP:ポンプ・モータ3の容量(cc)、 T:ポンプ・モータ3に必要なクリープトルク(kg・
m)。
この場合、ポンプ・モータ3としては、斜軸式アキシ
ャルピストン式(又は、斜板式アキシャルピストン式で
も良い)のものを用いることができるから、その容量VP
は斜軸(又は斜板)の傾転角を制御することにより制御
できることは良く知られている通りである。
このようにしてポンプ・モータ3を傾転制御すること
により高圧アキュムレータ5に蓄圧されたオイルは回路
切替弁4→ポンプ・モータ3→回路切替弁4→低圧アキ
ュムレータ6の油圧回路を通り、これによってポンプ・
モータ3はクリープに必要なトルクを発生する。
従って、ポンプ・モータ3で発生されたクリープトル
クはPTO装置1を介して車輪21に伝達され、車両をクリ
ープ発進・走行させることができる。
この後、ステップS11でフラグfを“1"にセットして
おくことにより、次のMPU15の処理周期においてはステ
ップS3によりステップS4がスキップされるので、パーキ
ングブレーキ8が解除されていても(或いはアクセルペ
ダル30が戻されていても)それに関係なくクリープ動作
を続けることができる。この動作は再度ブレーキを踏ん
でHSAが作動した時にリセットされる。
以上のようなクリープ発進動作を行わない場合にはポ
ンプ・モータ3の傾転角を“0"に戻しておく(ステップ
S12)。
尚、上記のクリープ動作中は、エンジンによる駆動力
が車輪に伝わらないようにする必要があり、このため第
1図の例ではMPU15がエンジンクラッチ22を自動的に切
り離しておく。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係る車両のブレーキエネルギ
ー回生装置では、HSAの解除状態で油圧回路の蓄圧が所
定以上あれば油圧回路内のポンプ・モータの傾転角をク
リープ用出力トルクが発生するように制御して油圧発進
させるように構成したので、特にHSA機構を備えた車両
における交通渋滞時や車庫入れ等に必要なクリープ走行
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生
装置が適用される一実施例の構成を示す図、 第2図は本発明によるクリープ動作を実行するためのフ
ローチャート図、である。 第1図において、1はPTO装置、3はポンプ・モータ、
4は回路切替弁、5は高圧アキュムレータ、6は低圧ア
キュムレータ、9はパーキングブレーキスイッチ、11は
ギヤセレクトレバー、12は車速センサ、15はMPU、21は
車輪、24は制動力保持用電磁逆止弁、31はアイドルスイ
ッチをそれぞれ示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】油圧回路と、該油圧回路の蓄圧センサと、
    パーキングブレーキスイッチと、制動力保持用電磁逆止
    弁と、該逆止弁の解除手段と、該逆止弁及びスイッチが
    解除され且つ該蓄圧が所定値以上ある時、該油圧回路を
    閉じ該油圧回路内のポンプ・モータの傾転角をクリープ
    用出力トルクが発生するように制御して電磁クラッチを
    接続させる制御手段と、を備えたことを特徴とする車両
    のブレーキエネルギー回生装置。
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US6000515A (en) * 1992-07-11 1999-12-14 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Gmbh Clutch assembly
CN104903624B (zh) * 2013-01-29 2017-03-15 爱信艾达株式会社 车辆用传动装置
CN103419772B (zh) * 2013-08-29 2015-08-19 合肥工业大学 一种电动汽车起步系统及其控制方法

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