JP2970354B2 - 制動エネルギ回生装置 - Google Patents

制動エネルギ回生装置

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JP2970354B2 JP28678393A JP28678393A JP2970354B2 JP 2970354 B2 JP2970354 B2 JP 2970354B2 JP 28678393 A JP28678393 A JP 28678393A JP 28678393 A JP28678393 A JP 28678393A JP 2970354 B2 JP2970354 B2 JP 2970354B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に用いられる
蓄圧式の制動エネルギ回生装置に係り、詳しくは、動力
伝達系部材と油圧ポンプモータとを連結するクラッチ
の駆動制御に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、路線バス等の車両に搭載され、制
動時に運動エネルギを回収してこれを発進時や加速時に
利用する、制動エネルギ回生装置が開発されている。制
動エネルギ回生装置には、フライホイール式や発電式等
もあるが、特公平4−64900号公報や特公平5−1
168号公報等に記載された蓄圧式のものが性能やコス
トの面から主流となっている。この制動エネルギ回生装
置は、作動油タンクとアキュムレータとの間に、動力伝
達系部材にドッグクラッチを介して連結する斜板式等の
油圧ポンプモータ(以下、単にポンプモータと記
す)を設けたもので、車両の制動時にはポンプモータ
をポンプとして作動させ、作動油タンク内の作動油をア
キュムレータに圧送する。これにより、運動エネルギが
圧力エネルギに変換されてアキュムレータに蓄えられ
る。また、車両の発進あるいは加速時には、アキュムレ
ータからポンプモータに高圧作動油を供給し、ポンプ
モータをモータとして作動させる。これにより、圧力
エネルギが運動エネルギに再変換され、動力伝達系部材
を介して車両の駆動輪が駆動される。
【0003】一般に、この種の制動エネルギ回生装置で
は、ドッグクラッチの断接やポンプモータの切換え等
をエア圧や油圧によって行っており、エア回路や油圧回
路にはその制御を行うための電磁弁が設けられている。
電子制御装置(ECU)は、運転状況に応じて各電磁弁
を駆動制御し、運転者によりブレーキペダルが踏み込ま
れた場合にポンプモータをポンプとして作動させた
り、アクセルペダルが踏み込まれた場合にポンプモー
タをモータとして作動させる。また、高速走行時等でシ
ステムを作動させたくない場合にはドッグクラッチを切
断状態とし、ブレーキペダル等の踏み込みがあっても、
ポンプモータが回転しないようにする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した制動エネルギ
回生装置のECUは、ブレーキスイッチやアクセルセン
サの他、車速センサや蓄圧センサ等からの各種入力情報
を演算処理し、ドッグクラッチや電磁弁等に駆動信号を
出力する。ところが、ECUと電磁弁とを接続する電線
が断線したり、コネクタの外れや接続端子の接触不良等
があった場合、ECUからの指令が電磁弁に送られず、
高速走行時においても、ドッグクラッチが切断状態とな
らないことがある。このような場合、動力伝達系部材に
よりポンプモータが許容限度を越える回転数で駆動さ
れ、ポンプモータ内の駆動機構が破損したり、ポンプ
プランジャが焼き付く等の虞があった。
【0005】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、電気回路が故障した際等におけるポンプモータの
損傷を防止した制動エネルギ回生装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、こ
の目的を達成するために、油路を介して作動油タンクと
アキュムレータとに接続されると共に、車両の動力伝達
系部材にクラッチを介して連結された油圧ポンプモー
タを具え、車両の制動時には、前記油圧ポンプモータ
をポンプとして作動させ、前記作動油タンク内の作動油
を加圧して前記アキュムレータに送給して蓄えさせる一
方、車両の発進あるいは加速時には、前記油圧ポンプ
モータをモータとして作動させ、前記アキュムレータに
蓄えられた高圧の作動油を発進加速エネルギとして利
用する制動エネルギ回生装置において、一端が圧力源に
接続され、他端が前記クラッチを作動させる流体シリン
ダの各ポートにそれぞれ接続された第1及び第2流体通
路と、前記第1流体通路に介装された接続側電磁弁を開
弁し前記ポートの一方に流体圧を供給することで前記ク
ラッチを接続側に駆動させる一方、前記第2流体通路に
介装された切断側電磁弁を開弁し前記ポートの他方に流
体圧を供給することで前記クラッチを切断側に駆動させ
クラッチ駆動制御手段と、前記第2流体通路と並列に
前記圧力源と前記ポートの他方とを連結して第3流体通
路を設け、該第3流体通路に介装された手動弁を開弁す
ることで、前記クラッチ駆動制御手段による切断側への
駆動制御に優先して前記ポートの他方に流体圧を供給し
前記クラッチを切断側に駆動させるクラッチ手動操作手
段とを具えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】ウォーニングランプの点灯やブザーの吹鳴等に
より、高速走行時にもクラッチが接続状態にあること
認識された場合、運転者は、クラッチ手動操作手段によ
りクラッチを操作してクラッチを切断状態にする。する
と、動力伝達系部材とポンプモータとの連結が優先的
断たれ、ポンプモータが過回転しなくなり、ポンプ
・モータ内の駆動機構の破損や、ポンププランジャの焼
付等が好適に防止される
【0008】
【実施例】以下、大型リヤエンジンバス(以下、単にバ
スと記す)に搭載された、本発明に係る制動エネルギ回
生装置の一実施例を図面に基づいて説明する。図1に示
したように、本実施例のバスでは、縦置きに配置された
エンジン1およびトランスミッション2の前端に、プロ
ペラシャフト3を介してスルーシャフト型のディファレ
ンシャルユニット4が連結しており、駆動輪5にエンジ
ン1の駆動力を伝達する。
【0009】ディファレンシャルユニット4の前端に
は、ドライブシャフト6を介して制動エネルギ回生装置
7のギヤボックス8が連結している。そして、ディファ
レンシャルユニット4内で図示しないディファレンシャ
ルキャリア(すなわち、駆動輪5)が回転すると、ギヤ
ボックス8に内蔵された増速ギヤ9,10も回転する。
また、ギヤボックス8にはドッグクラッチ(クラッチ)
11が内蔵されており、増速ギヤ10の回転力が、この
ドッグクラッチ11を介して、斜板式アキシャルプラン
ジャ型のポンプモータ12に伝達される。
【0010】ドッグクラッチ11は、ECU13に駆動
制御されて、接続あるいは切断状態となる。また、ポン
モータ12も、ECU13に駆動制御されて、内蔵
する斜板14の傾転角が変わり、ポンプとモータ間の機
能の切換えや吐出量の変更が行われる。ECU13に
は、アクセル開度を検出するアクセルセンサ15,ブレ
ーキ圧を検出するブレーキ圧センサ16,車速を検出す
る車速センサ17,蓄圧量を検出する蓄圧センサ18,
エンジン1の制御を行うガバナコントロールユニット1
9等から種々の情報が入力する。ECU13は、これら
の情報を演算処理して制動エネルギ回生装置7の作動態
様を決定し、ドッグクラッチ11やポンプモータ12
等を駆動制御する。
【0011】一方、ポンプモータ12は、それぞれ低
圧配管20と高圧配管21とを介して、作動油を貯留す
る作動油タンク22と窒素ガス封入式のアキュムレータ
23とに接続している。そして、ポンプモータ12
が、制動時にはポンプとして作動し、作動油タンク22
からアキュムレータ23に作動油を圧送し、発進あるい
は加速時にはモータとして作動し、アキュムレータ23
からの高圧の作動油により駆動される。
【0012】図2に示したように、ドッグクラッチ11
はギヤボックス8の上部に取り付けられており、ギヤ1
0とクラッチスリーブ30とを接続する円環状のクラッ
チ本体31,クラッチ本体31を移動させるクラッチフ
ォーク32、およびフォークシャフト33を介してクラ
ッチフォーク32を駆動するエアシリンダ(流体シリン
ダ)34からなっている。尚、クラッチスリーブ30
は、ポンプモータ12のポンプシャフト35にスプラ
イン嵌合しており、ポンプシャフト35と一体に回転す
る。図2において、符号36は接続検出スイッチであ
り、ドッグクラッチ11の接続時にECU13に信号を
入力する。また、符号37はポンプ回転数センサであ
り、ポンプシャフト3の回転数を検出してECU13
に信号を入力する。
【0013】エアシリンダ34には、フォークシャフト
33に固着したピストン38が摺動自在に収納されてお
り、このピストン38が接続側ポート(ポートの一方)
40あるいは切断側ポート(ポートの他方)41から導
入される圧縮空気により駆動される。それぞれのポート
40,41には、エア配管(第1流体通路)42,(第
2流体通路)43を介して、接続側電磁弁44と切断側
電磁弁45とが接続している。両電磁弁44,45に
は、図示しないエアタンクからの高圧エアを供給するエ
ア配管(第1流体通路)46,(第2流体通路)47が
接続すると共に、ECU13からの駆動電気回路が接続
している。そして、接続側電磁弁44からの高圧エアが
接続側ポート40に供給されることにより、クラッチフ
ォーク32を介してクラッチ本体31が図中左側に駆動
され、ギヤ10とクラッチスリーブ30とが接続され
る。また、切断側電磁弁45からの高圧エアが切断側ポ
ート41に供給されることにより、クラッチフォーク3
2を介してクラッチ本体31が図中右側に駆動され、ギ
ヤ10とクラッチスリーブ30とが切断される。
【0014】一方、エア配管43の管路には、一つの出
側ポート48と二つの入側ポート49,50とを有する
ダブルチェックバルブ51が配設されている。このダブ
ルチェックバルブ51は、両入側ポート49,50のエ
ア圧の高い方の圧縮エアを出側ポート48に供給するも
ので、出側ポート48はエアシリンダ3の切断側ポー
ト41に接続し、一方の入側ポート49は切断側電磁弁
45に接続している。そして、他方の入側ポート50に
は、エア配管(第3流体通路)52を介して、クラッチ
手動操作手段である手動切断弁(手動弁)53が接続し
ている。手動切断弁53は、運転者が容易に操作できる
ように図示しない運転席内に設けられると共に、図示し
ないエアタンク(圧力源)からの高圧エアを供給するエ
ア配管(第3流体通路)54が接続している。
【0015】以下、本実施例の作用を述べる。本実施例
では、制動時において、ECU13の指令によりポンプ
モータ12がポンプとして作動すると、作動油タンク
22内の作動油が低圧配管20を介してポンプモータ
12に吸引・加圧され、高圧配管21を介してアキュム
レータ23に圧送される。また、発進加速時におい
て、ECU13の指令によりポンプモータ12がモー
タとして作動すると、アキュムレータ23からの高圧の
作動油が高圧配管21を介してポンプモータ12に圧
送されこれを駆動した後、低圧配管20を介して作動油
タンク22に還流する。
【0016】ポンプモータ12を作動させる場合、E
CU13は、接続側電磁弁44を付勢して高圧エアをエ
アシリンダ34の接続側ポート40に供給し、ドッグク
ラッチ11を接続状態にする一方、斜板14の傾転角を
変えて、ポンプとモータ間の機能の切換えや吐出量の変
更を行う。この際、ECU13は、接続検出スイッチ3
6によりドッグクラッチ11の接続状態を確認した時点
で、接続側電磁弁44を消勢する。
【0017】また、ECU13は、前述したように、高
速(本実施例では、65km/h以上)走行時には、ドッグ
クラッチ11を切断状態とし、過回転によるポンプ
ータ12の破損を防止する。すなわち、切断側電磁弁4
5を付勢して切断側ポート41に高圧エアを供給し、ド
ッグクラッチ11を切断する。これにより、エアシリン
ダ34内でピストン38が図2中の右方向に摺動し、フ
ォークシャフト33およびクラッチフォーク32を介し
てクラッチ本体31も右方向に移動して、増速ギヤ9と
ポンプモータ12とが切断される。この際も、ECU
13は、接続検出スイッチ36によりドッグクラッチ1
1の切断状態を確認した時点で、切断側電磁弁45を消
勢する。
【0018】ところが、ECU13と切断側電磁弁45
とを接続する電線が断線したり、コネクタの外れや接続
端子の接触不良等があった場合、ECU13からの指令
が切断側電磁弁45に送られないことになる。すると、
当然のことながら、切断側電磁弁45は付勢されず、ド
ッグクラッチ11が接続状態のままとなる。ECU13
は、このような場合、車速センサ17の検出結果と、接
続検出スイッチ36やポンプ回転数センサ37の検出結
果とを比較することにより、電気回路の故障と判断して
ウォーニングランプの点灯やブザーの吹鳴を行う。運転
者はこれらの警告を感知した場合、手動切断弁53を操
作し、エアタンクからの高圧エアをエア配管52に供給
する。エア配管52に供給された高圧エアは、ダブルチ
ェックバルブ51を介して、エアシリンダ34の切断側
ポート41に導入され、ピストン38を右方向に摺動さ
せて、増速ギヤ9とポンプモータ12とを切断するの
である。
【0019】以上で具体的実施例の説明を終えるが、本
発明の態様はこの実施例に限られるものではない。例え
ば、上記実施例ではドッグクラッチの断接にエアシリン
ダを用いるものに本発明を適用したが、油圧シリンダや
電磁アクチュエータ等を用いるものに適用してもよい。
また、クラッチ手動操作手段として、ケーブル等による
機械式等を採用してもよい。
【0020】
【発明の効果】本発明の制動エネルギ回生装置によれ
、クラッチ駆動制御手段による切断側への駆動制御に
優先してクラッチ手動操作手段によ動力伝達系部材と
ポンプモータとを確実に切断状態にできるようにした
ため、電気回路の故障による電磁弁の不作動等があって
も、過回転に起因するポンプモータ内の駆動機構の破
損やポンププランジャの焼付を好適に防止することがで
きる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る制動エネルギ回生装置の全体構造
を示した概略図。
【図2】ギヤボックスの拡大図。
【符号の説明】
8 ギヤボックス 9,10 増速ギヤ 11 ドッグクラッチ(クラッチ) 12 ポンプモータ 22 作動油タンク 23 アキュムレータ 30 クラッチスリーブ 31 クラッチ本体 32 クラッチフォーク 34 エアシリンダ(流体シリンダ) 38 ピストン 40 接続側ポート(ポートの一方) 41 切断側ポート(ポートの他方) 44 接続側電磁弁 45 切断側電磁弁 51 ダブルチェックバルブ 53 手動切換弁(手動弁)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60K 25/00 B60T 1/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油路を介して作動油タンクとアキュムレ
    ータとに接続されると共に、車両の動力伝達系部材にク
    ラッチを介して連結された油圧ポンプモータを具え、
    車両の制動時には、前記油圧ポンプモータをポンプと
    して作動させ、前記作動油タンク内の作動油を加圧して
    前記アキュムレータに送給して蓄えさせる一方、車両の
    発進あるいは加速時には、前記油圧ポンプモータをモ
    ータとして作動させ、前記アキュムレータに蓄えられた
    高圧の作動油を発進加速エネルギとして利用する制動
    エネルギ回生装置において、一端が圧力源に接続され、他端が前記クラッチを作動さ
    せる流体シリンダの各ポートにそれぞれ接続された第1
    及び第2流体通路と、 前記第1流体通路に介装された接続側電磁弁を開弁し前
    記ポートの一方に流体圧を供給することで 前記クラッチ
    接続側に駆動させる一方、前記第2流体通路に介装さ
    れた切断側電磁弁を開弁し前記ポートの他方に流体圧を
    供給することで前記クラッチを切断側に駆動させるクラ
    ッチ駆動制御手段と、前記第2流体通路と並列に前記圧力源と前記ポートの他
    方とを連結して第3流体通路を設け、該第3流体通路に
    介装された手動弁を開弁することで、 前記クラッチ駆動
    制御手段による切断側への駆動制御に優先して前記ポー
    トの他方に流体圧を供給し前記クラッチを切断側に駆動
    させるクラッチ手動操作手段とを具えたことを特徴とす
    る制動エネルギ回生装置。
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