JP2915222B2 - 車両の回生ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の減速時に運動エ
ネルギを回収して蓄圧し、それを駆動エネルギとして利
用する車両の回生ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の回生ブレーキ装置として
は、例えば特開平２−１２４３４９号公報及び特開昭６
１−１７５１５３号公報に開示されるものが知られてい
る。

【０００３】これらの装置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、このポンプモータの一
方のポートを高圧側のアキュームレータに接続するとと
もに、他方のポートを低圧側のタンクに接続している。
そして、車両の減速時には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ともにアキュ
ームレータに高圧オイルを蓄圧して車両の運動エネルギ
を回収するよう構成される。アキュームレータに蓄圧さ
れたエネルギは、例えば発進時など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。

【０００４】さらに上記前者の装置では回生装置の蓄圧
状態に応じてブレーキペダルの踏み込み量と車輪に発生
するブレーキトルクが対応するように比例制御弁を電子
的に制御するように構成される。一方、上記後者の装置
ではブレーキペダルの初期踏み込み代を大きく設定し、
サービスブレーキ（フットブレーキ）が作動しないこの
踏み込み代の間で回生装置を作動させ、運動エネルギを
回収するように構成されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の装置においては、電子的な制御手段によってのみサ
ービスブレーキを駆動するため、制御手段の故障に対し
て信頼性が低いという問題があり、また、上記後者の装
置では、回生装置が作動しないときにはブレーキペダル
の踏み込み代が単なる遊びとなってしまい、サービスブ
レーキの応答性が損なわれるという問題があった。

【０００６】そこで本発明は、回生ブレーキの不作動時
にサービスブレーキの応答性を向上させるとともに信頼
性を確保した車両の回生ブレーキ装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレーキペダ
ルが操作される制動時に車輪の回転力を加圧手段に伝達
してエネルギ回生用の圧力をアキュームレータに蓄える
回生装置を備えたブレーキ装置において、ブレーキペダ
ルの初期作動域には制動圧力を発生しない不作動域を備
えた第１のブレーキバルブと、この第１のブレーキバル
ブの不作動域にもブレーキペダルの作動に連動してブレ
ーキ圧力源からの圧力を出力する第２のブレーキバルブ
と、この第２のブレーキバルブの出力を信号圧としてブ
レーキ圧力源からの圧力を出力するリレーバルブと、前
記リレーバルブまたは第１のブレーキバルブの出力のう
ち高圧のほうを選択的にサービスブレーキに出力する切
換弁と、前記リレーバルブへの信号圧通路を開閉する弁
と、前記回生装置の作動時を検出して信号圧通路の弁を
閉弁する制御手段とを備える。

【０００８】

【作用】したがって、回生装置が作動しない場合の第１
のブレーキバルブの不作動域では、制御手段は信号圧通
路の弁を開弁して第２のブレーキバルブからの圧力に応
じた信号圧をリレーバルブに加える。切換弁は第１のブ
レーキバルブからの制動圧力がないため、リレーバルブ
が出力する信号圧に応じた圧力を選択するとともにサー
ビスブレーキに出力して制動が行われる。一方、回生装
置が作動中の第１のブレーキバルブの不作動域では、制
御手段は信号圧通路の弁を閉弁させてリレーバルブから
の出力が発生せず、切換弁にはリレーバルブ及び第１又
は第２のブレーキバルブからの圧力が加わらずに回生装
置の制動力のみで制動が行われる。

【０００９】第１のブレーキバルブの不作動域を越えて
さらにブレーキペダルを踏み込むと第１のブレーキバル
ブが作動し、この第１のブレーキバルブの出力がリレー
バルブの出力より高圧になると切換弁は第１のブレーキ
バルブの出力を選択してサービスブレーキに出力する。

【００１０】

【実施例】図１及び図２に本発明の実施例を示す。

【００１１】図１において、２はフルエアブレーキを構
成する第１のブレーキバルブとしてのブレーキバルブ
で、ブレーキペダル１の踏み込み角度等の踏み込み量に
応じてエアリザーバ１４、１５からのエアを制御してプ
ライマリ回路１８及びセカンダリ回路１９に制動圧力を
供給する。このブレーキバルブ２はブレーキペダル１の
踏み込み角度が所定の値に達するまでプライマリ回路１
８及びセカンダリ回路１９に制動圧力を出力しない不作
動域を備えている。

【００１２】３はブレーキペダル１に連動する第２のブ
レーキバルブとしての補助ブレーキバルブで、エアリザ
ーバ１４からのエアをブレーキペダル１の踏み込み角度
に応じて信号圧通路１１へ信号圧を供給する。信号圧通
路１１はコントローラ１０に駆動される常開式の電磁弁
７を介してリレーバルブ８の信号圧側に接続されるとと
もに、電磁弁７の上流にはコントローラ１０に接続され
た圧力センサ６が設けられ、コントローラ１０はこの圧
力センサ６の検出値に基づいて回生装置３０の駆動を行
う。

【００１３】一方、ブレーキバルブ２に接続されたプラ
イマリ回路１８及びセカンダリ回路１９は高圧側を選択
して出力する切換弁としてのダブルチェック弁４、５の
図示しない入力ポートに接続される。ダブルチェック弁
４、５はそれぞれ２つの入力ポートを備えており、もう
一方の入力ポートにはリレーバルブ８の下流側がそれぞ
れ接続される。

【００１４】リレーバルブ８はエアリザーバ１４からエ
アの供給を受けて、コントローラ１０に駆動される電磁
弁７を介して補助ブレーキバルブ３で制御された信号圧
通路１１の圧力に応じてダブルチェック弁４、５にエア
を供給する。

【００１５】ダブルチェック弁４、５の出力ポートはそ
れぞれブレーキ回路２０及びブレーキ回路２１に接続さ
れ、ブレーキ回路２０のエアはリレーバルブ２２を介し
てブレーキチャンバ２４を駆動し、ブレーキ回路２１の
エアはクイックリリース弁２３を介してブレーキチャン
バ２５を駆動する。これらブレーキチャンバ２４及び２
５は図示しないブレーキドラムに連結されて車輪に制動
を加えるサービスブレーキを構成する。

【００１６】回生装置３０は図２に示すように、トラン
スミッション４１の出力軸が車輪４０に連結するととも
に、コントローラ１０に駆動される電磁クラッチ４２を
介して斜軸式（または斜板式）のポンプモータ４３が連
結する。ポンプモータ４３の一方のポートには電磁弁３
６及びアキュームレータ３７を備えた高圧油通路４４が
接続され、他方のポートにはタンク３８を備えた低圧油
通路４５が接続される。アキュームレータ３７の下流に
は回生されたエネルギの量を蓄圧レベルとして検出する
圧力センサ３３が介装される。なお、圧力センサ３３の
代わりにアキュームレータ３７のピストン３７ａの位置
を検出するポテンショメータ３３ａを設けてもよい。

【００１７】コントローラ１０には、車速センサ３２か
らの車速信号Ｖ、シフトレバー３４からの変速位置信
号、アキュームレータ３７の蓄圧レベルを検出する圧力
センサ３３からのレベル信号Ｌ、前記図１の信号圧通路
１１の圧力を検出する圧力センサ６からの信号圧Ｐが入
力される。コントローラ１０はこれら入力信号に基づい
て運転者の要求する制動トルクを演算してポンプモータ
４３の流量を設定し、この設定値に見合う斜軸の傾転角
となるように斜軸駆動装置３５を駆動するとともに、高
圧油通路４４の電磁弁３６、信号圧通路１１に介装され
た電磁弁７を開閉制御して、回生装置３０のポンプモー
タ４３を作動させるかを選択する。

【００１８】次に図３のフローチャートを参照しながら
コントローラ１０における制御の作用について説明す
る。

【００１９】まず、ステップ５０では圧力センサ６から
の信号圧Ｐを読み込んで、ステップ５１においてこの信
号圧Ｐがあらかじめ設定した圧力Ｐ₀を越えたか、すな
わち、運転者がブレーキペダル１を踏んだか否かを判定
する。この判定でブレーキペダル１が踏まれている場合
にはステップ５２へ進み、そうでない場合にはステップ
６１の処理に進む。ステップ５２で圧力センサ３３から
アキュームレータ３７の蓄圧レベルＬを読み込むと、ス
テップ５３で蓄圧レベルＬが所定の最大レベルを越えて
いないか、すなわちアキュームレータ３７が許容圧力以
内であるかを判定する。ここでアキュームレータ３７が
許容圧力以内であればステップ５４に進み、そうでない
場合にはステップ６１の処理に進む。

【００２０】ステップ５４ではシフトレバー３４から変
速位置信号を読み込んで、運動エネルギを回収可能な前
進位置にあるかをステップ５５において判定し、この判
定結果がＹＥＳであればステップ５６で車速センサ３２
から車速信号Ｖを読み込む。ステップ５７では車速Ｖが
予め設定した最低速度Ｖminを越え、かつポンプモータ
４３の最大許容回転数となる最大速度Ｖmax未満の運動
エネルギを回収可能な車速であるかを判定し、判定結果
がＹＥＳであればステップ５８以降で後述するように運
動エネルギを回収する一方、ＮＯであればステップ６１
以降の処理により回生装置３０を休止してサービスブレ
ーキによる制動を行う。

【００２１】なお、電磁クラッチ４２は回生装置の３０
の立ち上げ時に接続され、車速Ｖが前記最大速度Ｖmax
を越えるまで継続して接続される。

【００２２】ステップ５８で電磁弁３６を開弁するとス
テップ５９において斜軸駆動装置３５でポンプモータ４
３の図示しない斜軸をブレーキペダル１の踏み込み角度
に応じたポンプ側の傾転角に駆動し、車輪４０の駆動力
によりタンク３８の作動油をアキュームレータ３７に圧
送、蓄圧して運動エネルギを回収するとともに、ステッ
プ６０で電磁弁７に通電して閉弁させて信号圧通路１１
を遮断する。ブレーキバルブ２の不作動域ではサービス
ブレーキを休止させて回生装置３０により制動を行う
が、ブレーキペダル１の踏み込み角度が増大して不作動
域を越えると、ブレーキバルブ２からダブルチェック弁
４、５にエアが加わり、このとき信号圧通路１１は遮断
されているのでブレーキ回路２０、２１にはブレーキバ
ルブ２のエアが選択されてサービスブレーキの作動が開
始して制動が促進される。

【００２３】一方、上記ステップ５１、５３、５５及び
５７の判定結果がＮＯとなる回生装置３０を作動させな
い場合には、ステップ６１で電磁弁７への通電を遮断し
て開弁させ、開通した信号圧通路１１から補助ブレーキ
バルブ３のエアをリレーバルブ８に加え、ブレーキバル
ブ２の不作動域にあればリレーバルブ８の出力でサービ
スブレーキによる制動を開始することができる。ステッ
プ６２では斜軸駆動装置３５の傾転角を０（中立位置）
にしてポンプモータ４３を休止（空転）させ、ステップ
６３で高圧油回路４４の電磁弁３６を閉弁して回生装置
３０を休止させる。

【００２４】ここで、上記ステップ６１〜６３の回生装
置３０を休止させた状態でブレーキペダル１を作動させ
た場合、ブレーキペダル１の踏み込み角度θとダブルチ
ェック弁４、５に加わるエア圧Ｐとの関係は図４に示す
ように変化する。

【００２５】ブレーキペダル１の踏み込み角度θがθ₁
未満の領域はブレーキバルブ２が作動しない不作動域で
あり、ブレーキペダル１の踏み込み角度θに応じた信号
圧が補助ブレーキバルブ３から信号圧通路１１を介して
リレーバルブ８に加わえられ、リレーバルブ８はこの信
号圧に応じたエア圧Ｐ₃をダブルチェック弁４、５に供
給する。このとき、プライマリ回路１８及びセカンダリ
回路１９にはブレーキバルブ２からのエアが供給されな
いため、ダブルチェック弁４、５はリレーバルブ８から
のエア圧Ｐ₃をブレーキ回路２０、２１へ出力して制動
が行われる。

【００２６】踏み込み角θがθ₁を越えてブレーキペダ
ル１が踏み込まれると、踏み込み角度θに応じてブレー
キバルブ２からプライマリ回路１８及びセカンダリ回路
１９にエア圧Ｐ₁、Ｐ₂の供給が開始される一方、リレー
バルブ８からのエア圧Ｐ₃は所定の圧力を保持し、ブレ
ーキバルブ２からのエア圧Ｐ₁、Ｐ₂がエア圧Ｐ₃を越え
る踏み込み角度θ₂までは前記と同様にリレーバルブ８
からのエア圧Ｐ₃がサービスブレーキに加えられる。

【００２７】ブレーキペダル１の踏み込み角度θがθ₂
を越えると、ブレーキバルブ２からのエア圧Ｐ₁、Ｐ₂が
リレーバルブ８からのエア圧Ｐ₃を越えるため、ダブル
チェック弁４、５の出力はエアＰ₁、Ｐ₂にそれぞれ切り
換えられ、ブレーキバルブ２からのエア圧Ｐ₁、Ｐ₂がブ
レーキ回路２０、２１に供給されて車両の減速が行われ
る。

【００２８】一方、回生装置３０が作動する制動時に
は、電磁弁７が閉弁するためにリレーバルブ８からのエ
ア圧Ｐ₃は出力されず、ブレーキペダル１の踏み込み角
度θがθ₁を越えるとブレーキバルブ２からエア圧Ｐ₁、
Ｐ₂がダブルチェック弁４、５で選択されてサービスブ
レーキに供給される。

【００２９】ブレーキバルブ２の不作動域でこの回生装
置３０の作動が上記ステップ５１、５３、５５、または
５７の判定結果などにより休止した場合、コントローラ
１０は電磁弁７への通電を停止して開弁させるため、ダ
ブルチェック弁４、５はリレーバルブ８からのエア圧Ｐ
₃をブレーキ回路２０、２１に出力してサービスブレー
キを作動させて減速が行われる。この回生ブレーキから
サービスブレーキへの切換は電磁弁７への通電が遮断し
たときにも行われ、例えばコントローラ１０に故障が発
生して電磁弁７への通電が停止する場合、電磁弁７が開
弁するためにブレーキバルブ２の不作動域であればリレ
ーバルブ８からのエアによって確実に制動を加えること
が可能となってフェイルセーフを確保することができ
る。

【００３０】このように、回生装置３０が作動しないブ
レーキバルブ２の不作動域であっても、補助ブレーキバ
ルブ３からの信号圧によりリレーバルブ８からエア圧Ｐ
₃が供給されてサービスブレーキが作動して制動が行わ
れるため、ブレーキペダル１の初期作動域に設定したブ
レーキバルブ２の不作動域における制動力の応答性を向
上することができ、常時高圧側を選択するダブルチェッ
ク弁４、５を介装したため、ブレーキバルブ２またはリ
レーバルブ８の出力のうち高圧の方をサービスブレーキ
に供給することが可能となって、回生装置３０の休止時
にもブレーキ装置の信頼性を向上することができる。

【００３１】なお、上記実施例において切換弁としてダ
ブルチェック弁４、５を採用したが、図示はしないが自
動的に高圧側を選択するシャトル弁などで構成してもよ
い。また、上記実施例においてブレーキ回路２０、２１
をフルエアブレーキにより構成したが、図示はしないが
油圧とエアを組み合わせたエアオーバハイドロリックブ
レーキ等で構成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回生装置
が作動しない第１のブレーキバルブの不作動域であって
も、第２のブレーキバルブからの信号圧によりリレーバ
ルブからエアが供給されてサービスブレーキが作動する
ため、ブレーキペダルの初期作動域における制動力の応
答性を向上することができ、高圧側を選択する切換弁を
介装したため、第１のブレーキバルブまたは第２のブレ
ーキバルブにより駆動されるリレーバルブの出力のうち
高圧の方をサービスブレーキに供給することが可能とな
って、回生装置の休止時にもブレーキ装置の信頼性を確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。

【図２】同じく回生装置を示す構成図である。

【図３】コントローラの制御の一例を示すフローチャー
トである。

【図４】ブレーキペダルの踏み込み角度とブレーキバル
ブのエア圧との関係を示す図である。

【符号の説明】

２ ブレーキバルブ ３ 補助ブレーキバルブ ４、５ ダブルチェック弁 ７ 電磁弁 ８ リレーバルブ １０ コントローラ １１ 信号圧回路 １８ プライマリ回路 １９ セカンダリ回路 １４、１５ エアリザーバ ２０、２１ ブレーキ回路 ３０ 回生装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−270387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−122856（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−42721（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−141562（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−125039（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−43865（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60T 1/10 B60K 25/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキペダルが操作される制動時に車
   輪の回転力を加圧手段に伝達してエネルギ回生用の圧力
   をアキュームレータに蓄える回生装置を備えたブレーキ
   装置において、ブレーキペダルの初期作動域には制動圧
   力を発生しない不作動域を備えた第１のブレーキバルブ
   と、この第１のブレーキバルブの不作動域にもブレーキ
   ペダルの作動に連動してブレーキ圧力源からの圧力を出
   力する第２のブレーキバルブと、この第２のブレーキバ
   ルブの出力を信号圧としてブレーキ圧力源からの圧力を
   出力するリレーバルブと、前記リレーバルブまたは第１
   のブレーキバルブの出力のうち高圧のほうを選択的にサ
   ービスブレーキに出力する切換弁と、前記リレーバルブ
   への信号圧通路を開閉する弁と、前記回生装置の作動時
   を検出して信号圧通路の弁を閉弁する制御手段とを備え
   たことを特徴とする車両の回生ブレーキ装置。