JP2842104B2 - Braking energy regeneration device - Google Patents

Braking energy regeneration device

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JP2842104B2
JP2842104B2 JP31861292A JP31861292A JP2842104B2 JP 2842104 B2 JP2842104 B2 JP 2842104B2 JP 31861292 A JP31861292 A JP 31861292A JP 31861292 A JP31861292 A JP 31861292A JP 2842104 B2 JP2842104 B2 JP 2842104B2
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hydraulic fluid
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hydraulic
motor
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信章 武田
浩二 青木
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Mitsubishi Motors Corp
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、制動時、車両の駆動
軸によりポンプを駆動して液圧エネルギを蓄え、一方、
発進や加速時には、液圧エネルギによりモータを駆動し
て、車両の駆動力として利用できる制動エネルギ回生装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic pump which is driven by a drive shaft of a vehicle during braking to store hydraulic energy.
The present invention relates to a braking energy regenerating device that can be used as a driving force of a vehicle by driving a motor with hydraulic energy during starting or acceleration.

【0002】[0002]

【従来の技術】制動エネルギ回生装置は、大型車両、特
に、路線バス用に開発されたものである。一般に、路線
バスの運行は、バス停間の距離が短いことから、発進お
よび制動が繰り返し頻繁に行われており、バス停に停止
するたびに、つまり、制動のたびに、ブレーキドラム等
に生じる摩擦熱、すなわち、熱エネルギとして大気中に
放出される車両の運動エネルギも大となる。そのため、
その制動時に放出していたエネルギを、他の再利用可能
な液圧エネルギとして蓄え、その蓄えた液圧エネルギを
発進や加速時、車両の駆動力に還元するべく開発された
のが、制動エネルギ回生装置である。
2. Description of the Related Art Braking energy regenerating devices have been developed for large vehicles, especially for route buses. Generally, in the operation of a route bus, starting and braking are repeatedly performed frequently because the distance between the bus stops is short, and each time the bus stops at the bus stop, that is, every time the braking is performed, frictional heat generated on a brake drum or the like is generated. That is, the kinetic energy of the vehicle released into the atmosphere as heat energy also increases. for that reason,
The energy released during braking was stored as other reusable hydraulic energy, and the braking energy was developed to reduce the stored hydraulic energy to the driving force of the vehicle when starting and accelerating. It is a regenerative device.

【0003】この制動エネルギ回生装置(以下単に「装
置」とする)は、主に、アキュムレータ、作動油タン
ク、油圧ポンプ・モータおよび各作動バルブから構成さ
れ、アキュムレータは、油圧ポンプ・モータを介して、
作動油タンクに接続されており、油圧ポンプ・モータの
ポンプ・モータ軸は車両の駆動軸に接続されている。こ
の装置によれば、制動時に、車両の駆動軸により油圧ポ
ンプ・モータをポンプとして働かせて、作動油タンクか
ら圧液管路を通じ油圧ポンプ・モータに供給される作動
油を、この油圧ポンプ・モータによりアキュムレータに
圧送して、アキュムレータ内に封入された窒素ガスの圧
縮エネルギとして蓄圧する。
[0003] This braking energy regenerating device (hereinafter simply referred to as "device") is mainly composed of an accumulator, a hydraulic oil tank, a hydraulic pump / motor, and each operating valve, and the accumulator is connected via a hydraulic pump / motor. ,
The hydraulic pump is connected to the hydraulic oil tank, and the pump / motor shaft of the hydraulic pump / motor is connected to the drive shaft of the vehicle. According to this device, at the time of braking, the hydraulic pump / motor is operated as a pump by the drive shaft of the vehicle, and the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil tank to the hydraulic pump / motor through the hydraulic fluid line is supplied to the hydraulic pump / motor. And pressurized to the accumulator to accumulate the pressure as compression energy of the nitrogen gas sealed in the accumulator.

【0004】一方、発進および加速時には、アキュムレ
ータに蓄圧された作動油を油圧ポンプ・モータおよび前
記圧液管路を通じ作動油タンクに放出することにより、
油圧ポンプ・モータをモータとして働かせて、車両の駆
動軸の駆動力を補助する。前記作動油タンクには、エア
タンクが接続されており、このエアタンクは、作動油タ
ンクにエア圧を供給して、作動油タンク内の作動油面を
常に加圧した状態に保っている。これは、制動時に油圧
ポンプ・モータがポンプとして働くとき、そのポンプ吸
込口へいくらか加圧された作動油を供給して、ポンプの
吸込性能を向上させるためとされている。なお、前記エ
アタンクのエア圧は、車両のブレーキ、昇降ドアの開閉
および種々のエアシリンダ等の作動に使用されている。
On the other hand, at the time of starting and accelerating, the hydraulic oil stored in the accumulator is discharged to the hydraulic oil tank through the hydraulic pump / motor and the hydraulic line.
The hydraulic pump / motor works as a motor to assist the driving force of the drive shaft of the vehicle. An air tank is connected to the hydraulic oil tank, and the air tank supplies air pressure to the hydraulic oil tank to keep the hydraulic oil level in the hydraulic oil tank constantly pressurized. The reason for this is that when the hydraulic pump / motor works as a pump during braking, it supplies a somewhat pressurized hydraulic oil to the pump suction port to improve the suction performance of the pump. The air pressure of the air tank is used for braking a vehicle, opening and closing a lifting door, and operating various air cylinders.

【0005】この装置で、油圧ポンプ・モータと作動油
タンク間で受け渡されている作動油は、相互間でのエネ
ルギ伝達に用いられるほか、油圧ポンプ・モータ内の潤
滑および摺動部(回転部)の冷却に用いられている。し
たがって、油圧ポンプ・モータが回転されているときに
は、潤滑および冷却に用いられる適量の作動油が油圧ポ
ンプ・モータ内部に供給されており、供給された作動油
はドレインタンクに回収されて再び作動油タンクに戻さ
れ循環される。
[0005] In this device, the hydraulic oil passed between the hydraulic pump / motor and the hydraulic oil tank is used for energy transmission between the hydraulic pump / motor and the lubricating and sliding parts (rotation) in the hydraulic pump / motor. Part). Therefore, when the hydraulic pump / motor is rotating, an appropriate amount of hydraulic oil used for lubrication and cooling is supplied to the inside of the hydraulic pump / motor, and the supplied hydraulic oil is collected in the drain tank and re-operated. It is returned to the tank and circulated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記装
置の作動が停止されている場合には、当然油圧ポンプ・
モータの作動も停止されており、このとき、前記作動油
タンクにエアタンクからのエア圧が常に加圧供給されて
いると、圧力差により、少量の作動油が油圧ポンプ・モ
ータを通じてドレインタンク側に流出されることにな
る。しかし、油圧ポンプ・モータが停止されているとき
には、作動油を流出させるすなわち摺動部へ作動油を潤
滑させる必要がないため、作動油タンクへのエア圧供給
を停止して作動油タンク内のエア圧を減圧する必要があ
る。しかし、作動油タンク内のエア圧を減圧してしまう
と、つぎに、前記装置の始動が再開される場合に、作動
油タンクのみのために、エアタンク内のエア圧が多量に
消費されることになり、この後、エアタンクのエア圧が
補給されるが、このエア圧が使用可能な所定エア圧とな
るまでには時間を要し、この間、昇降ドアの開閉等にエ
ア圧が使用できないなどの不具合がある。
However, when the operation of the device is stopped, the hydraulic pump
The operation of the motor is also stopped, and at this time, if the air pressure from the air tank is constantly supplied to the hydraulic oil tank under pressure, a small amount of hydraulic oil flows to the drain tank through the hydraulic pump / motor due to the pressure difference. Will be leaked. However, when the hydraulic pump / motor is stopped, there is no need to discharge the hydraulic oil, that is, to lubricate the sliding portion with the hydraulic oil. It is necessary to reduce the air pressure. However, if the air pressure in the hydraulic oil tank is reduced, a large amount of air pressure in the air tank is consumed only for the hydraulic oil tank when the start of the device is restarted. After that, the air pressure in the air tank is replenished, but it takes time for the air pressure to reach the predetermined usable air pressure, during which time the air pressure cannot be used for opening and closing the lift door, etc. There is a problem.

【0007】この発明は、上述した事情を考慮してなさ
れ、その目的は、制動エネルギ回生装置の非作動時に
は、作動油が油圧ポンプ・モータからドレインタンクへ
流出するのを防止でき、前記装置の始動が再開されたと
きには、エアタンクのエア圧が低下するのを防止できる
制動エネルギ回生装置を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to prevent the hydraulic oil from flowing out of the hydraulic pump / motor to the drain tank when the braking energy regenerating device is not operating. An object of the present invention is to provide a braking energy regenerating device that can prevent a decrease in air pressure of an air tank when starting is restarted.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、制動時には、車両の駆動軸によりポン
プとして働き、作動液タンクから圧液管路を通じて圧液
を液圧アキュムレータに加圧供給して蓄圧させる一方、
発進時および加速時には、液圧アキュムレータに蓄圧さ
れた圧液が圧液管路を通じ作動液タンクに放出されるこ
とによりモータとして働き、車両の駆動軸の駆動力を補
助する液圧ポンプ・モータと、前記作動液タンクに接続
され、所定のエア圧が蓄えられるメインエアタンクと、
メインエアタンクと作動液タンクとの間に設けられ、メ
インエアタンクから作動液タンクへのエア圧の供給を制
御するエア供給弁とを備えた制動エネルギ回生装置にお
いて、前記作動液タンクに接続して設けられ、メインエ
アタンクとは別のサブエアタンクと、サブエアタンクと
作動液タンクとの間に設けられた連通弁と、前記作動液
タンクを大気に開放可能とする開放弁とを備えている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a hydraulic pressure accumulator which presses hydraulic fluid from a hydraulic fluid tank to a hydraulic accumulator through a hydraulic fluid line when the vehicle is being braked. While supplying and accumulating pressure,
When starting and accelerating, the hydraulic fluid accumulated in the hydraulic accumulator is discharged to the hydraulic fluid tank through the hydraulic fluid line to function as a motor, and a hydraulic pump / motor that assists the driving force of the drive shaft of the vehicle. A main air tank connected to the hydraulic fluid tank and storing a predetermined air pressure;
A braking energy regenerating device provided between the main air tank and the hydraulic fluid tank and having an air supply valve for controlling the supply of air pressure from the main air tank to the hydraulic fluid tank; A sub-air tank separate from the main air tank; a communication valve provided between the sub-air tank and the hydraulic fluid tank; and an opening valve for opening the hydraulic fluid tank to the atmosphere.

【0009】[0009]

【作用】この発明の制動エネルギ回生装置によれば、前
記装置の非作動時には、前記連通弁およびエア供給弁が
閉弁される一方、前記開放弁が開弁されて、作動液タン
ク内のエア圧が減圧され、前記装置の作動が再開された
ときには、前記開放弁が閉弁される一方、前記連通弁お
よびエア供給弁が開弁されて、作動液タンクにメインお
よびサブタンクからのエア圧が供給される。
According to the braking energy regenerating device of the present invention, when the device is not operating, the communication valve and the air supply valve are closed, while the open valve is opened, and the air in the hydraulic fluid tank is opened. When the pressure is reduced and the operation of the device is resumed, the opening valve is closed, the communication valve and the air supply valve are opened, and the air pressure from the main and sub tanks is applied to the hydraulic fluid tank. Supplied.

【0010】[0010]

【実施例】この発明の、一実施例を図1に基づいて詳細
に説明する。制動エネルギ回生装置(以下単に「装置」
とする)は、主に、ピストン型のアキュムレータ装置、
油圧ポンプ・モータ16、作動油タンク17、クラッチ
付ギアボックス18およびコントロールユニット25か
ら構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. Braking energy regeneration device (hereinafter simply referred to as "device")
) Is mainly a piston type accumulator device,
It comprises a hydraulic pump / motor 16, a hydraulic oil tank 17, a gear box 18 with a clutch, and a control unit 25.

【0011】アキュムレータ装置は、一対のアキュムレ
ータ10を備えており、これらアキュムレータ10は、
ピストン11を介して2つの圧力室12,13を有する
油圧シリンダからなっている。これらアキュムレータ1
0は、一方の圧力室12に、所定圧の窒素ガスが封入さ
れ、他方の圧力室13に、油圧が蓄圧可能とされてい
る。圧力室13、13は共に高圧パイプ14および電磁
式の切換弁15を介して相互に接続されており、また、
切換弁15は、管路P1を介して油圧ポンプ・モータ1
6の第1ポート16aに接続されている。なお、図1中
の符号10aは、ボトムキャップを示し、一方のアキュ
ムレータ10のボトムキャップ10aには、ストローク
センサ11aが設けられている。このストロークセンサ
11aは、コントロールユニット25に電気的に接続さ
れており、アキュムレータ10内のピストン11がボト
ムキャップ11a側に移動したとき、ピストン11が当
たるのを検出し、この検出信号をコントロールユニット
25に供給している。
The accumulator device includes a pair of accumulators 10, and these accumulators 10
It consists of a hydraulic cylinder having two pressure chambers 12, 13 via a piston 11. These accumulators 1
In the case of 0, one pressure chamber 12 is filled with a predetermined pressure of nitrogen gas, and the other pressure chamber 13 is capable of accumulating hydraulic pressure. The pressure chambers 13 are connected to each other via a high-pressure pipe 14 and an electromagnetic switching valve 15.
The switching valve 15 is connected to the hydraulic pump / motor 1 via a pipe P1.
6 is connected to the first port 16a. In addition, the code | symbol 10a in FIG. 1 shows a bottom cap, and the stroke sensor 11a is provided in the bottom cap 10a of one accumulator 10. FIG. The stroke sensor 11a is electrically connected to the control unit 25. When the piston 11 in the accumulator 10 moves to the bottom cap 11a side, the stroke sensor 11a detects that the piston 11 hits, and outputs this detection signal to the control unit 25. To supply.

【0012】切換弁15は、コントロールユニット25
に電気的に接続されており、通常は、油圧ポンプ・モー
タ16からアキュムレータ10への作動油の流れのみを
許容する第1切換位置となっており、油圧ポンプ・モー
タを作動させて、発進および加速するときには、アキュ
ムレータ10から油圧ポンプ・モータ16への作動油の
流れを許容する第2切換位置に切換えられる。
The switching valve 15 includes a control unit 25.
And is normally in a first switching position that allows only the flow of hydraulic oil from the hydraulic pump / motor 16 to the accumulator 10, and operates the hydraulic pump / motor to start and When accelerating, it is switched to the second switching position that allows the flow of hydraulic oil from accumulator 10 to hydraulic pump / motor 16.

【0013】油圧ポンプ・モータ16は、斜板式アキシ
ャルプランジャ型のポンプからなっており、その回転方
向は常に一定方向となっている。この油圧ポンプ・モー
タ16は、その斜板の傾きが別に設けられた油圧ポンプ
(図示せず)を介して、コントロールユニット25から
制御され、制動時はポンプとして作動し、発進および加
速時にはモータとして作動する。また、油圧ポンプ・モ
ータ16は、停車および通常走行時には、ポンプとモー
タとの間の中立状態にて作動する。
The hydraulic pump / motor 16 is a swash plate type axial plunger type pump, and its rotation direction is always constant. The hydraulic pump / motor 16 is controlled by a control unit 25 via a hydraulic pump (not shown) provided separately with a swash plate, and operates as a pump during braking, and as a motor during starting and acceleration. Operate. The hydraulic pump / motor 16 operates in a neutral state between the pump and the motor when the vehicle is stopped and the vehicle runs normally.

【0014】また、油圧ポンプ・モータ16の第2ポー
ト16bは、管路P2を介して作動油タンク17に接続
されている。作動油タンク17は、所定容量のタンクか
らなり、このタンク内には所定量の作動油が貯められて
いる。作動油タンク17には、3方向2位置の第1切換
弁28および減圧弁29を介して、メインエアタンク1
9が接続されている。第1切換弁28は、コントロール
ユニット25に電気的に接続されており、その開閉が制
御されている。したがって、第1切換弁28は、前記装
置の作動が停止されているときに、メインエアタンク1
9と作動油タンク17との間を閉じると同時に、作動油
タンク17を大気側に開放する第1切換位置に切り換え
られ、前記装置の作動が再開されたときには、逆に、メ
インエアタンク19と作動油タンク17とを接続すると
同時に、作動油タンク17と大気との間を遮断する第2
切換え位置に切換えられる。したがって、第1切換弁2
8は、この実施例の場合、エア供給弁と開放弁とが組み
合わされたものとなっている。なお、減圧弁29は、メ
インエアタンク19から供給されるエア圧を、所定の圧
力に調整している。
The second port 16b of the hydraulic pump / motor 16 is connected to a hydraulic oil tank 17 via a pipe P2. The hydraulic oil tank 17 is a tank having a predetermined capacity, and a predetermined amount of hydraulic oil is stored in this tank. The hydraulic oil tank 17 is connected to the main air tank 1 via a first switching valve 28 and a pressure reducing valve 29 at two positions in three directions.
9 is connected. The first switching valve 28 is electrically connected to the control unit 25, and its opening and closing are controlled. Therefore, when the operation of the device is stopped, the first switching valve 28
9 and the hydraulic oil tank 17 are closed, and at the same time, the hydraulic oil tank 17 is switched to the first switching position to be opened to the atmosphere side. A second connection for connecting the oil tank 17 and simultaneously shutting off the connection between the hydraulic oil tank 17 and the atmosphere.
The position is switched to the switching position. Therefore, the first switching valve 2
Numeral 8 is a combination of an air supply valve and an opening valve in this embodiment. Note that the pressure reducing valve 29 adjusts the air pressure supplied from the main air tank 19 to a predetermined pressure.

【0015】また、作動油タンク17には、連通弁とし
ての2方向2位置の第2切換弁30を介して、サブエア
タンク20が接続されている。第2切換え弁30は、コ
ントロールユニット25に電気に接続されており、その
開閉が制御されている。具体的には、第2切換弁30
は、前記装置の作動が停止されているときに、サブエア
タンク20と作動油タンク17との間を閉じ、第1切換
位置に切り換えられ、前記装置の作動が再開されたとき
には、逆に、サブエアタンク20と作動油タンク17と
の間を開く第2切換え位置に切換えられる。
A sub air tank 20 is connected to the hydraulic oil tank 17 via a second switching valve 30 at two positions in two directions as a communication valve. The second switching valve 30 is electrically connected to the control unit 25, and its opening and closing are controlled. Specifically, the second switching valve 30
When the operation of the device is stopped, the space between the sub air tank 20 and the hydraulic oil tank 17 is closed, the position is switched to the first switching position, and when the operation of the device is resumed, The second switching position is opened to open between the air tank 20 and the hydraulic oil tank 17.

【0016】したがって、前記装置の作動が停止されて
いるときには、第1および第2切換弁28,30が共に
第1切換位置28a,30aとされ、作動油タンク17
へのメインおよびサブエアタンク19,20からのエア
圧の供給が絶たれ、作動油タンク17内は、エア圧が大
気に開放されて減圧される。これにより、油圧ポンプ・
モータ16の第2ポート16bすなわちポンプ吸込口へ
の作動油の加圧が防止され、油圧ポンプ・モータ16か
らドレインタンクへの作動油の流出が防止される。な
お、前記装置の作動が停止されるときには、そのときの
作動油タンク17内のエア圧がそのままサブエアタンク
20に蓄圧される。
Therefore, when the operation of the device is stopped, the first and second switching valves 28, 30 are both set to the first switching positions 28a, 30a, and the hydraulic oil tank 17
The supply of the air pressure from the main and sub air tanks 19 and 20 is cut off, and the air pressure in the hydraulic oil tank 17 is released to the atmosphere and reduced. As a result, the hydraulic pump
The pressurization of hydraulic oil to the second port 16b of the motor 16, that is, the pump suction port is prevented, and the hydraulic oil from the hydraulic pump / motor 16 to the drain tank is prevented from flowing out. When the operation of the device is stopped, the air pressure in the hydraulic oil tank 17 at that time is accumulated in the sub air tank 20 as it is.

【0017】一方、前記装置の作動が再開されたときに
は、第1および第2切換弁28,30が共に第2切換位
置28b,30bとされ、作動油タンク17にメインお
よびサブエアタンク19,20からのエア圧が供給さ
れ、作動油タンク17内の作動油の液面は常に加圧され
た状態に保もたれる。これにより、油圧ポンプ・モータ
16がポンプとして働くとき、その第2ポート16bす
なわちポンプ吸込口への作動油もまた加圧された状態に
あるから、油圧ポンプ・モータ16のポンプ吸込性能が
向上し、また、キャビテーションの発生をも防止するこ
とができる。
On the other hand, when the operation of the device is resumed, the first and second switching valves 28, 30 are both set to the second switching positions 28b, 30b, and the hydraulic oil tank 17 is moved from the main and sub air tanks 19, 20 to Is supplied, and the liquid level of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 17 is always kept in a pressurized state. Accordingly, when the hydraulic pump / motor 16 operates as a pump, the hydraulic oil to the second port 16b, that is, the pump suction port is also pressurized, so that the pump suction performance of the hydraulic pump / motor 16 is improved. In addition, the occurrence of cavitation can be prevented.

【0018】また、作動油タンク17と切換弁15との
間には、リリーフ管路P3が接続されている。実際に
は、切換弁15内部に設けられたリリーフバルブによ
り、アキュムレータ10内の作動油の油圧が既定圧に達
するとき、高圧の作動油が切換弁15からリリーフ管路
P3を通じて作動油タンク17に戻される。油圧ポンプ
・モータ16のドレイン口16cは、ドレインタンク2
1および油圧ポンプ32を介して作動油タンク17に接
続されている。このドレインタンク21には、油圧ポン
プ・モータ16内部で潤滑され、余剰となった作動油が
排出される。また、作動油タンク17内の作動油が設定
容量以下となるか、または、ドレインタンク21内の作
動油が許容レベル以上となると、油圧ポンプ32の作動
により、ドレインタンク21から作動油タンク17に作
動油が補給されるようになっている。
A relief pipe P3 is connected between the hydraulic oil tank 17 and the switching valve 15. Actually, when the hydraulic pressure of the hydraulic oil in the accumulator 10 reaches a predetermined pressure by the relief valve provided inside the switching valve 15, the high-pressure hydraulic oil flows from the switching valve 15 to the hydraulic oil tank 17 through the relief pipe line P <b> 3. Will be returned. The drain port 16c of the hydraulic pump / motor 16 is connected to the drain tank 2
1 and a hydraulic pump 32 connected to the hydraulic oil tank 17. Excess hydraulic oil lubricated inside the hydraulic pump / motor 16 is discharged to the drain tank 21. Further, when the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 17 becomes equal to or less than the set capacity, or when the hydraulic oil in the drain tank 21 becomes equal to or more than the allowable level, the hydraulic pump 32 operates to transfer the hydraulic oil from the drain tank 21 to the hydraulic oil tank 17. Hydraulic oil is supplied.

【0019】また、油圧ポンプ・モータ16は、図1に
示すように、そのポンプ・モータ軸がクラッチ付ギアボ
ックス18を介して連結軸J1に接続可能となってお
り、この連結軸J1は、ディファレンシャルギア22を
介して車両の駆動輪の車軸に接続されている。なお、デ
ィファレンシシャルギア22は、プロペラシャフトJ2
を介してエンジン24のトランスミッション23の出力
軸に接続されている。
As shown in FIG. 1, the pump / motor shaft of the hydraulic pump / motor 16 is connectable to a connecting shaft J1 via a clutch-equipped gear box 18. The connecting shaft J1 is It is connected to the axle of the drive wheel of the vehicle via a differential gear 22. Note that the differential gear 22 is a propeller shaft J2.
Is connected to the output shaft of the transmission 23 of the engine 24 via the.

【0020】ギアボックス18のクラッチは、コントロ
ールユニット25に電気的に接続されており、コントロ
ールユニット25からオン信号が供給されてクラッチが
オン動作されると、油圧ポンプ・モータ16のポンプ軸
とそのギア列、すなわち、車両の駆動車軸とを接続し、
それとは逆に、コントロールユニット25からオフ信号
が供給されてクラッチがオフ動作されると、油圧ポンプ
・モータ16のポンプ軸と車両の駆動車軸とを切り離
す。
The clutch of the gearbox 18 is electrically connected to the control unit 25. When an ON signal is supplied from the control unit 25 and the clutch is turned on, the pump shaft of the hydraulic pump / motor 16 and its Connecting the gear train, i.e. the drive axle of the vehicle,
Conversely, when an off signal is supplied from the control unit 25 and the clutch is turned off, the pump shaft of the hydraulic pump / motor 16 is disconnected from the drive axle of the vehicle.

【0021】なお、前記クラッチは通常接続されてお
り、高速走行時の場合などに切り離される。一方、コン
トロールユニット25は、マイクロコンピュータ等から
なっており、コントロールユニット25には、前記切換
弁15、ギアボックス18のクラッチおよび油圧ポンプ
・モータ16のモード切換用の油圧ポンプに加え、各種
のセンサが接続されている。すなわち、コントロールユ
ニット25には、ブレ−キセンサ26およびアクセルセ
ンサ27がそれぞれ電気的に接続されている。
The clutch is normally connected, and is disengaged during high-speed running. On the other hand, the control unit 25 is composed of a microcomputer or the like. The control unit 25 includes various types of sensors in addition to the switching valve 15, the clutch of the gear box 18 and the hydraulic pump for switching the mode of the hydraulic pump / motor 16. Is connected. That is, the brake sensor 26 and the accelerator sensor 27 are electrically connected to the control unit 25, respectively.

【0022】ブレーキセンサ26は、ブレーキペダルが
操作されると、そのセンサ信号をコントロールユニット
25に供給する。また、アクセルセンサ27は、アクセ
ルペダルが操作されると、そのセンサ信号をコントロー
ルユニット25に供給する。次に、アキュムレータ10
に油圧が蓄圧され、メインおよびサブエアタンク19、
20にのエア圧が蓄圧されていることを前提として、上
述した制動エネルギ回生装置の作動を説明する。
When the brake pedal is operated, the brake sensor 26 supplies a sensor signal to the control unit 25. When the accelerator pedal is operated, the accelerator sensor 27 supplies a sensor signal to the control unit 25. Next, the accumulator 10
The main and sub air tanks 19,
The operation of the above-described braking energy regenerating device will be described on the assumption that the air pressure is accumulated in the braking device 20.

【0023】先ず、イグニションキーがオン操作されエ
ンジンが可動されると、コントロールユニット25の制
御が開始され、同時に制度エネルギ回生装置(以下単に
「装置」とする)の作動が開始される。前記装置の作動
が開始されると、コントロールユニット25は、第1お
よび第2切換弁28,30を共に第2切換位置28b,
30bに切換え、作動油タンク17にメインおよびサブ
エアタンク19,20からのエア圧を供給し、作動油タ
ンク17内の作動油を常に加圧した状態に保つようにす
る。
First, when the ignition key is turned on and the engine is operated, the control of the control unit 25 is started, and at the same time, the operation of the regenerative energy regeneration device (hereinafter simply referred to as "device") is started. When the operation of the device is started, the control unit 25 sets the first and second switching valves 28 and 30 together in the second switching position 28b,
Switching to 30b, the air pressure from the main and sub air tanks 19 and 20 is supplied to the hydraulic oil tank 17 so that the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 17 is always kept pressurized.

【0024】発進時および加速時に、アクセルペダルが
操作され、アクセルセンサ27からセンサ信号がコント
ロールユニット25に供給されると、コントロールユニ
ット25は、発進又は加速時であることを判断して、ア
キュムレータ10の切換弁15を前記第2切換位置に切
換え、一方、油圧ポンプ・モータ16をモータモードに
切り換える。このとき、アキュムレータ10に蓄圧され
た作動油が油圧ポンプ・モータ16および管路P2を通
じて作動油タンク17に放出されるため、油圧ポンプ・
モータ16はトルクを発生し、このトルクがギアボック
ス18を介して車両の駆動車軸に伝達される。この結
果、車両の駆動力は、油圧ポンプ・モータ16のトルク
に助けられることになるので、車両の滑らかな発進およ
び加速が可能となる。
When the accelerator pedal is operated at the time of starting and accelerating and a sensor signal is supplied from the accelerator sensor 27 to the control unit 25, the control unit 25 determines that it is at the time of starting or accelerating, and the accumulator 10 The switching valve 15 is switched to the second switching position, while the hydraulic pump / motor 16 is switched to the motor mode. At this time, the hydraulic oil accumulated in the accumulator 10 is discharged to the hydraulic oil tank 17 through the hydraulic pump / motor 16 and the pipeline P2.
The motor 16 generates a torque which is transmitted via a gearbox 18 to the drive axle of the vehicle. As a result, the driving force of the vehicle is assisted by the torque of the hydraulic pump / motor 16, so that the vehicle can smoothly start and accelerate.

【0025】この際、コントロールユニット25は、ス
トロークセンサ11aにピストンが当たるのを検出し
て、切換弁15を第1切換位置に切換え、アキュムレー
タ100からの作動油の放出を中止する。したがって、
車両は、通常の車両と同じくエンジン24の駆動力のみ
で走行することになる。このとき、油圧ポンプ・モータ
16は、その斜板の角度が零(ゼロ)に傾斜され、ポン
プとモータとの間の中立状態で駆動される。
At this time, the control unit 25 detects that the piston has hit the stroke sensor 11a, switches the switching valve 15 to the first switching position, and stops the discharge of the hydraulic oil from the accumulator 100. Therefore,
The vehicle travels only with the driving force of the engine 24 as in a normal vehicle. At this time, the angle of the swash plate is inclined to zero (zero), and the hydraulic pump / motor 16 is driven in a neutral state between the pump and the motor.

【0026】制動時に、ブレーキペダルが操作され、ブ
レーキセンサ26からセンサ信号がコントロールユニッ
ト25に供給されると、コントロールユニット25は、
制動時であることを判断して、アキュムレータ10の切
換弁15を第1切換位置に切換え、また、油圧ポンプ・
モータ16をポンプモードに切り換える。このとき、車
両の駆動力が駆動車軸からギアボックス18を介して油
圧ポンプ・モータ16のポンプ軸に伝達され、油圧ポン
プ・モータ16は、作動油タンク17から管路P2およ
びP1を通じて作動油をアキュムレータ10に圧送して
油圧を蓄圧する。そして、アキュムレータ10に油圧が
既定の圧力まで蓄圧されると、高圧の作動油は、リリー
フ管路P3を経由して作動油タンク17に戻されるが、
このとき、アキュムレータ10の窒素ガスは圧縮され、
車両の駆動力つまり運動エネルギは、窒素ガスの静圧エ
ネルギとして、アキュムレータ10に蓄圧されている。
このように、アキュムレータ10に蓄えられた蓄圧エネ
ルギは、再び発進および加速時に利用される。
At the time of braking, when the brake pedal is operated and a sensor signal is supplied from the brake sensor 26 to the control unit 25, the control unit 25
When it is determined that braking is being performed, the switching valve 15 of the accumulator 10 is switched to the first switching position.
The motor 16 is switched to the pump mode. At this time, the driving force of the vehicle is transmitted from the driving axle to the pump shaft of the hydraulic pump / motor 16 via the gear box 18, and the hydraulic pump / motor 16 supplies the hydraulic oil from the hydraulic oil tank 17 through the pipelines P <b> 2 and P <b> 1. The pressure is fed to the accumulator 10 to accumulate the hydraulic pressure. When the hydraulic pressure is accumulated in the accumulator 10 to a predetermined pressure, the high-pressure hydraulic oil is returned to the hydraulic oil tank 17 via the relief pipe P3.
At this time, the nitrogen gas in the accumulator 10 is compressed,
The driving force of the vehicle, that is, the kinetic energy, is stored in the accumulator 10 as the static pressure energy of the nitrogen gas.
In this way, the accumulated pressure energy stored in accumulator 10 is used again when starting and accelerating.

【0027】イグニションキーがオフ操作されエンジン
の稼働が停止されると、コントロールユニット25は、
前記装置の作動を停止させる。この前記装置の作動が停
止される過程において、コントロールユニット25は、
第1および第2切換弁28,30を共に第1切換位置2
8a,30aに切換え、作動油タンク17へのメインお
よびサブエアタンク19,20からのエア圧の供給を絶
って、作動油タンク17内のエア圧を大気に開放して減
圧させる。このとき、サブエアタンク20内には、大気
に開放する前のエア圧がそのまま蓄圧され、このエア圧
は前記装置の作動が再開されるときに使用される。
When the ignition key is turned off and the operation of the engine is stopped, the control unit 25
The operation of the device is stopped. In the process of stopping the operation of the device, the control unit 25
The first and second switching valves 28 and 30 are both set to the first switching position 2
8a and 30a, the supply of air pressure from the main and sub air tanks 19 and 20 to the hydraulic oil tank 17 is cut off, and the air pressure in the hydraulic oil tank 17 is released to the atmosphere to reduce the pressure. At this time, the air pressure before being released to the atmosphere is accumulated in the sub air tank 20 as it is, and this air pressure is used when the operation of the device is restarted.

【0028】上述した制動エネルギ回生装置によれば、
この装置の作動が停止されているときには、作動油タン
ク17内のエア圧は減圧されているので、油圧ポンプ・
モータ16の第2ポート16bすなわちポンプ吸込口に
向けて作動油が加圧されず、油圧ポンプ・モータ16か
らドレインタンク21への作動油の流出が防止される。
一方、前記装置の作動が再開されたときには、メインエ
アタンク19から作動油タンク17にエア圧が供給され
るが、同時にサブエアタンク20からもエア圧が供給さ
れるため、メインエアタンク19のエア圧の多量消費が
抑えられ、メインエアタンク19内のエア圧の減少が許
容範囲内に止められるから、メインエアタンク19のエ
ア圧は常に使用できる状態を確保できる。また、メイン
エアタンク19のエア圧の減少が許容範囲を越えるよう
な場合であっても、メインエアタンク19内のエア圧の
補給は極めて短時間で済む。
According to the braking energy regenerating apparatus described above,
When the operation of this device is stopped, since the air pressure in the hydraulic oil tank 17 is reduced, the hydraulic pump
The hydraulic oil is not pressurized toward the second port 16 b of the motor 16, that is, the pump suction port, and the hydraulic oil is prevented from flowing out from the hydraulic pump / motor 16 to the drain tank 21.
On the other hand, when the operation of the device is resumed, the air pressure is supplied from the main air tank 19 to the hydraulic oil tank 17, but the air pressure is also supplied from the sub air tank 20. Since a large amount of consumption is suppressed and a decrease in the air pressure in the main air tank 19 is stopped within an allowable range, a state where the air pressure in the main air tank 19 can always be used can be ensured. Further, even when the decrease in the air pressure of the main air tank 19 exceeds the allowable range, the supply of the air pressure in the main air tank 19 can be completed in a very short time.

【0029】また、前記装置の作動中において、サブエ
アタンク20により、作動油タンク17のエア容量が実
質的に増量されていることにため、前記装置の作動に伴
う作動油タンク内のエア圧変動が低減できるなどの効果
が得られる。この発明は、上述した実施例に制約される
ものではなく、種々の変形が可能であることは言うまで
もない。
Further, during the operation of the device, the air volume of the hydraulic oil tank 17 is substantially increased by the sub air tank 20, so that the air pressure fluctuation in the hydraulic oil tank accompanying the operation of the device is increased. Can be obtained. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications are possible.

【0030】たとえば、前記アキュムレータ装置は、一
対のアキュムレータ10としたが、蓄圧容量が確保でき
るのであれば、一本であっても構わない。また、図1
中、1点鎖線で示されているように、エアポンプ30と
サブエアタンク20とを接続しておき、メインエアタン
ク19と同様にエアポンプ31からのエア圧を前記サブ
エアタンク20にも供給できるようにして、サブエアタ
ンク20に蓄圧されるエア圧を制御できるようにしても
構わない。
For example, the accumulator device is a pair of accumulators 10, but may be a single accumulator as long as the accumulator capacity can be secured. FIG.
The air pump 30 and the sub air tank 20 are connected to each other so that the air pressure from the air pump 31 can be supplied to the sub air tank 20 in the same manner as the main air tank 19, as shown by the dashed line. Alternatively, the air pressure stored in the sub air tank 20 may be controlled.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の制動エ
ネルギ回生装置は、前記作動液タンクに接続して設けら
れたメインエアタンクとは別のサブエアタンクと、サブ
エアタンクと作動液タンクとの間に設けられた連通弁
と、前記作動液タンクを大気に開放可能とする開放弁と
を備えことで、前記装置の非作動時には、前記連通弁お
よびエア供給弁が閉弁される一方、前記開放弁が開弁さ
れて、作動液タンク内のエア圧が減圧されるので、油圧
ポンプ・モータポンプの吸込口へ作動油が加圧されず、
油圧ンポンプ・モータからドレインタンクへの作動油の
流出が防止できる。また、前記装置の作動が再開された
ときには、前記開放弁が閉弁される一方、前記連通弁お
よびエア供給弁が開弁されて、作動液タンクにメインエ
アタンクからのエア圧が供給されるとともに、サブエア
タンクからもエア圧が供給され、メインエアタンクのエ
ア圧の多量消費が抑えられるから、メインエアタンク内
のエア圧減少が許容範囲内に止められ、メインエアタン
クのエア圧は常に使用できる状態を確保できる。また、
エア圧の減少が許容範囲を越えるような場合であって
も、メインエアタンク内のエア圧の補給は極めて短時間
で済む。さらに、サブエアタンクを作動液タンクに接続
したことにより、作動液タンク内のエア容量がサブエア
タンクの分だけ増量されることから、前記装置の稼働中
において、作動液タンク内のエア圧変動が低減できるな
どの効果が得られる。
As described above, the braking energy regenerating apparatus according to the present invention comprises a sub-air tank separate from the main air tank provided in connection with the hydraulic fluid tank, and a sub-air tank and a hydraulic fluid tank. And a release valve that allows the hydraulic fluid tank to be open to the atmosphere, so that when the device is not operating, the communication valve and the air supply valve are closed while the open Since the valve is opened and the air pressure in the hydraulic fluid tank is reduced, the hydraulic oil is not pressurized to the suction port of the hydraulic pump / motor pump,
It is possible to prevent the hydraulic oil from flowing from the hydraulic pump / motor to the drain tank. Further, when the operation of the device is resumed, the opening valve is closed, the communication valve and the air supply valve are opened, and the hydraulic fluid tank is supplied with air pressure from the main air tank. Since the air pressure is also supplied from the sub air tank and the large consumption of air pressure in the main air tank is suppressed, the reduction of the air pressure in the main air tank is stopped within an allowable range, and the air pressure in the main air tank is always available. Can be secured. Also,
Even if the decrease in the air pressure exceeds the allowable range, the supply of the air pressure in the main air tank can be completed in a very short time. Furthermore, by connecting the sub air tank to the hydraulic fluid tank, the air volume in the hydraulic fluid tank is increased by the amount of the sub air tank, so that the air pressure fluctuation in the hydraulic fluid tank during operation of the device is reduced. An effect such as being able to be obtained.

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

【図1】制動エネルギ回生装置の概略システム構成図で
ある。
FIG. 1 is a schematic system configuration diagram of a braking energy regeneration device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アキュムレータ 15 切換弁 16 油圧ポンプ・モータ 17 作動油タンク 18 ギアボックス 19 メインエアタンク 20 サブエアタンク 21 ドレインタンク 25 コントロールユニット 28 第1切換弁 30 第2切換弁 31 エアポンプ P1,P2,P3 管路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Accumulator 15 Switching valve 16 Hydraulic pump / motor 17 Hydraulic oil tank 18 Gear box 19 Main air tank 20 Sub air tank 21 Drain tank 25 Control unit 28 First switching valve 30 Second switching valve 31 Air pump P1, P2, P3 Pipe line

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 制動時には、車両の駆動軸によりポンプ
として働き、作動液タンクから圧液管路を通じて圧液を
液圧アキュムレータに送給して蓄圧させる一方、発進時
および加速時には、液圧アキュムレータに蓄圧された圧
液が圧液管路を通じ、作動液タンクに放出されることに
よりモータとして働き、車両の駆動軸の駆動力を補助す
る液圧ポンプ・モータと、前記作動液タンクに接続さ
れ、所定のエア圧が蓄えられるメインエアタンクと、メ
インエアタンクと作動液タンクとの間に設けられ、メイ
ンエアタンクから作動液タンクへのエア圧の供給を制御
し、作動液タンクの作動液面を加圧するエア供給弁とを
備えた制動エネルギ回生装置において、 前記作動液タンクに接続して設けられ、メインエアタン
クとは別のサブエアタンクと、サブエアタンクと作動液
タンクとの間に設けられた連通弁と、前記作動液タンク
のエア圧を大気に開放可能とする開放弁とを備え、前記
装置の非作動時には、前記連通弁およびエア供給弁が閉
弁される一方、前記開放弁が開弁されて、作動液タンク
内のエア圧が減圧され、前記装置の作動が再開されたと
きには、前記開放弁が閉弁される一方、前記連通弁およ
びエア供給弁が開弁されて、作動液タンクにメインおよ
びサブエアタンクからのエア圧が供給されること特徴と
する制動エネルギ回生装置。
At the time of braking, a hydraulic fluid acts as a pump by a drive shaft of a vehicle, and supplies hydraulic fluid from a hydraulic fluid tank to a hydraulic accumulator through a hydraulic fluid line to accumulate pressure. The hydraulic fluid stored in the hydraulic fluid tank is discharged to the hydraulic fluid tank through the hydraulic fluid conduit, and serves as a motor, and is connected to the hydraulic fluid tank and the hydraulic fluid pump / motor that assists the driving force of the drive shaft of the vehicle. Is provided between the main air tank and the hydraulic fluid tank to store a predetermined air pressure, and controls the supply of air pressure from the main air tank to the hydraulic fluid tank to increase the hydraulic fluid level of the hydraulic fluid tank. A braking energy regenerating device having an air supply valve for pressurizing, a sub air tank provided in connection with the hydraulic fluid tank, the sub air tank being separate from the main air tank, A communication valve provided between the tank and the hydraulic fluid tank; and an opening valve that allows the air pressure of the hydraulic fluid tank to be released to the atmosphere. When the device is not operated, the communication valve and the air supply valve are provided. Is closed, the open valve is opened, the air pressure in the hydraulic fluid tank is reduced, and when the operation of the device is resumed, the open valve is closed and the communication valve is closed. And an air supply valve is opened to supply air pressure from the main and sub air tanks to the hydraulic fluid tank.
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