JP3621448B2 - Accumulated braking energy regeneration device for vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の減速時の運動エネルギを回生して車輪駆動系の駆動エネルギとして利用する蓄圧式制動エネルギ回生装置に関し、特に、回生エネルギ量を増加させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の蓄圧式制動エネルギ回生装置としては、例えば、実開平2−121371号、特開平4−212845号公報及び特開平6−8806号公報等に開示されたものが知られている。
これらの装置は、車両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ムレータに接続すると共に、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共に、アキュムレータに高圧オイルを蓄圧することで車両の運動エネルギを回収する。
【0003】
このようにしてアキュムレータに蓄圧された高圧オイルは、例えは発進時等にポンプモータを車輪駆動系に接続して油圧モータとして作用させるエネルギ源となり、車輪駆動系の駆動エネルギとして利用する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の蓄圧式制動エネルギ回生装置にあっては、回生装置の運転許可指令信号と車両の制動装置の操作を検出する信号が出力された回生制動中にエンジンブレーキが作用すると、アキュムレータへの高圧オイルの蓄圧が減少して、車両の運動エネルギの回収量が少なくなると言う問題がある。
【0005】
この場合、マニュアルトランスミッションを備えたものでは、上記問題を回避するために、制動時にクラッチペダルを踏み込んで、エンジンブレーキが作用しないようにする必要があり、わざわざクラッチペダルを踏み込む必要があるため、操作性が悪い。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、回生制動中はトランスミッションを強制的に中立にする制御を実行することにより、車両の運動エネルギの回収量を増加させ、合わせて操作性を向上することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の発明は、車両の制動装置の操作時に、車輪駆動系の回転力により斜軸式ポンプモータを駆動してオイルタンク内のオイルを高圧側アキュムレータに圧送し蓄圧することで、制動エネルギを回収するようにした蓄圧式制動エネルギ回生装置において、
エンジンとトランスミッションを制御する第1のコントロールユニットと、
制動エネルギ回生制御を行う第2のコントロールユニットと、
を設け、
前記第1のコントロールユニットは、エンジン回転速度が0より大きく、パーキングブレーキが解除され、かつ、シフトレバーが前進位置に操作されているときに、制動エネルギ回生装置の運転許可指令信号を第2のコントロールユニットに出力し、
前記第2のコントロールユニットは、前記運転許可指令信号が入力され、かつ、車両の制動装置の操作が行われたときに、制動エネルギ回生装置を制動エネルギ回収モードに制御すると共に、トランスミッションの強制中立指示信号を第1のコントロールユニットに出力する構成とした。
請求項2記載の発明は、前記第2のコントロールユニットは、前記制動エネルギ回生装置を制動エネルギ回収モードに制御するときに、前記アキュムレータにおけるオイル蓄圧量及びブレーキペダル操作量に基づいて、前記ポンプモータの斜軸角を制御する構成とした。
【0007】
【作用】
請求項1記載の発明において、例えば制動エネルギ回生装置運転許可指令がなされて、ブレーキペダルが踏み込まれている等の回生制動中に、トランスミッションの強制中立指示信号が、エンジンとトランスミッションを制御する第1のコントロールユニットに出力される。従って、回生制動中にエンジンブレーキが作用せず、アキュムレータへの高圧オイルの蓄圧が増加し、車両の運動エネルギの回収量を増大することができる。
請求項2記載の発明において、ポンプモータの斜軸角は、高圧アキュムレータにおけるオイル蓄圧量及びブレーキペダル操作量に基づいて制御される。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
図1は、本発明の車両の蓄圧式制動エネルギ回生装置の一実施例を示す図である。
先ず、この図に基づいて、車両のブレーキ配管系の構成について説明すると、ブレーキペダル1の踏込操作に連動する主ブレーキバルブ2は、ブレーキペダル1の踏込角度等の踏込量に応じてエアタンク14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に夫々エアを供給する。
【0009】
同じくブレーキペダル1の踏込操作に連動する補助ブレーキバルブ3は、ブレーキペダル1の踏込角度等の踏込量に応じてエアタンク14からのエアを制御して補助ブレーキ回路11に供給する。
この補助ブレーキ回路11には、減圧手段としての比例弁9及び常開式の電磁弁7が設けられている。
【0010】
前記比例弁9は、補助ブレーキバルブ3を介して補助ブレーキ回路11に供給されるエア圧を所定割合で減圧し、電磁弁7を介してリレーバルブ8の信号圧ポートに供給する。
前記電磁弁7は、補助ブレーキバルブ3を介して補助ブレーキ回路11に出力されるエア圧を検出するブレーキ圧センサ6からの検出値に基づいて後述するコントロールユニットにより制動エネルギ回生装置と共に駆動される。
【0011】
前記リレーバルブ8は、エアタンク14からのエアを、比例弁9からの信号圧に対応したエア圧に調整してダブルチェックバルブ4の一方のポートに供給する。
前記ダブルチェックバルブ4の他方のポートは、プライマリ回路18に接続されている。そして、ダブルチェックバルブ4は、リレーバルブ8側のエア圧とプライマリ回路18側のエア圧のうち高圧側を選択して後輪ブレーキ回路20に供給する。又、ダブルチェックバルブは、図示しないがもう一つ設けられており、やはり図示しないがもう一つ設けられているリレーバルブのエア圧とセカンダリ回路19側のエア圧のうちの高圧側を選択して図示しない前輪ブレーキ回路に供給する。
【0012】
ダブルチェックバルブ4に接続された後輪ブレーキ回路20は、ブースタ(又はブレーキチャンバ)21を駆動する。このブースタ21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装置を構成する。
次に、図1に基づいて制動エネルギ回生システムの構成を説明すると、エンジン30の回転を変速して後輪に伝達するトランスミッション31の出力軸に、減速機32のギヤクラッチ33を介して斜軸式のポンプモータ34が連結される。
【0013】
このポンプモータ34の一方のポートには締切弁35を介してアキュムレータ36に接続する高圧油通路37が接続され、他方のポートにはオイルタンク38に接続する低圧油通路39が接続される。又、オイルタンク38と締切弁35との間には、オイルフィルタ40及びオイルクーラ41が介装され、定常走行時にポンプモータ34を介してオイルを循環させるための油通路42が設けられている。
【0014】
前記アキュムレータ36には回生されたエネルギ量をピストン36aの位置として検出する蓄圧レベルセンサ43が設けられている。
尚、未説明符号44は回転センサ、45はクラッチ用電磁弁、46はクラッチスイッチ、47はサーボモータ、48は斜軸角センサ、49は油温センサ、50はシフトレバー、51はアクセルペダル、52は表示器である。
【0015】
次に、かかる制動エネルギ回生装置の制御装置について説明する。
図1において、エンジン電制部とトランスミッション電制部とからなるエンジン・トランスミッション制御用コントロールユニット60(第1のコントロールユニット)と、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61(第2のコントロールユニット)とが設けられる。
そして、アクセルスイッチ62から出力されるアクセル位置信号はコントロールユニット60に入力され、コントロールユニット61からエンジントルクを回生動力に応じて制御するエンジントルク抑制指令信号としてのインジェクションポンプの噴射量調整ラック64を削減するラック削減指令信号が前記エンジン・トランスミッション制御用コントロールユニット60に入力される。
【0016】
又、シフトスイッチ63から出力される前進シフト位置信号(D,1,2,3,4)はコントロールユニット60で演算されて制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61に制動エネルギ回生装置運転許可信号として入力され、該コントロールユニット61からトランスミッション31の強制中立指示信号がエンジン・トランスミッション制御用コントロールユニット60に入力されるように構成される。
【0017】
更に、エンジン・トランスミッション制御用コントロールユニット60には車速センサ66からの信号が入力される。
かかる制御装置を更に詳述すると、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61には、例えば、ブレーキペダル1と連動するブレーキ圧センサ6からのブレーキ圧力信号、回転センサ44からの回転信号、ギヤクラッチ33からのクラッチ位置信号、油温センサ49からの温度信号、斜軸角センサ48からの斜軸角信号、蓄圧レベルセンサ43からの蓄圧量信号等が夫々入力される。
【0018】
又、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61からは、例えば、電磁弁7に、ブレーキ抑制指令信号が出力され、クラッチ用電磁弁45にクラッチ制御信号が出力され、ポンプモータ34に制御信号が出力され、締切弁35に制御信号が出力される。
尚、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61から出力される故障信号は故障を表示する表示器52に入力される。
【0019】
次に、前記コントロールユニット60による制御内容を図2及び図3に基づいて、コントロールユニット61による制御内容を図4に基づいて説明する。
図2はコントロールユニット60によるエンジン制御、クラッチ制御及びトランスミッション変速制御のフローチャートであり、ステップ1(図ではS1と記す。以下同様)においては、アクセル開度信号、エンジン回転速度信号、車速信号、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61からの指令信号等の各種入力信号を読み込む。ステップ2においては、前記読み込んだ信号に基づいてエンジン制御を実行し、ステップ3においては、クラッチ制御及びトランスミッション変速制御を実行する。ステップ4においては、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61への出力を含む、その他の制御を実行する。
【0020】
図3はコントロールユニット60による制動エネルギ回生装置の運転制御のフローチャートであり、ステップ11では、エンジン回転速度>0を判定し、エンジン回転速度>0でなければ、ステップ12に進んで制動エネルギ回生装置の運転不許可を指令する。エンジン回転速度>0であれば、ステップ13に進んで、パーキングブレーキが解除されたか否かを判定し、パーキングブレーキが解除されていなければ、ステップ12に進み、パーキングブレーキが解除されていればステップ14に進んでシフトレバー50と連動するシフトスイッチ63の位置が前進であるか否かを判定する。シフトスイッチ63の位置が前進でなければ、ステップ12に進んで、前記のように制動エネルギ回生装置の運転不許可を指令し、前進であれば、ステップ15に進んで、制動エネルギ回生装置の運転許可を指令する。
【0021】
一方、図4はコントロールユニット61による制動エネルギ回生装置の制御内容を示すフローチャートであり、ステップ21においては、各種入力信号を読み込み、ステップ22においては、コントロールユニット60からの運転許可指令信号が出力されたか否かを判定し、運転許可指令信号が出力されなければ、ステップ23に進んで、制動エネルギ回生装置停止モードに制御して、ポンプモータ34を中立に制御する。
【0022】
運転許可指令信号が出力されれば、ステップ24に進んで、ブレーキペダル1が踏み込まれたか否かを判定し、踏み込まれなければ、ステップ25に進み、踏み込まれれば、ステップ26に進む。
ステップ26においては、制動エネルギ回生装置をエネルギ回収モードに制御し、ステップ27に進んで、コントロールユニット60にトランスミッション31の強制中立指令を出力する。
【0023】
ステップ25においては、アクセルペダル51が踏み込まれたか否かを判定し、踏み込まれなければ、ステップ21に戻り、踏み込まれれば、ステップ28に進む。
このステップ28においては、制動エネルギ回生装置をエネルギ放出モードに制御し、ステップ29に進んで、ラック削減指令を出力する。
【0024】
上記ステップ28においては、アクセル開度信号に比例したポンプモータ34の油圧モータ制御信号を制動エネルギ回生制御用コントロールユニット61に出力して、該コントロールユニット61によりポンプモータ34の油圧モータを制御する。
即ち、図5は、ポンプモータ34の油圧モータ側の斜軸角(エネルギ回収時は油圧ポンプ側の斜軸角)とアクセル開度(エネルギ回収時はブレーキ圧力)との関係を示しており、本実施例においては、油圧モータ側の斜軸角とアクセル開度との関係が、蓄圧レベル(蓄圧量)に応じて変化するように制御している。
【0025】
かかる構成によると、エンジン・トランスミッション制御用コントロールユニット60と、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61とを設け、例えばエンジン回転速度が0を越えかつシフトスイッチ63から出力される信号が前進シフト位置で制動エネルギ回生装置運転許可指令がなされて、ブレーキペタル1が踏み込まれている回生制動中に、トランスミッション31の強制中立指示信号を、制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット61からエンジン・トランスミッション制御用コントロールユニット60に出力する構成としたから、回生制動中にエンジンブレーキが作用せず、アキュムレータ36への高圧オイルの蓄圧が増加し、車両の運動エネルギの回収量を増大することができる。
【0026】
又、制動時にクラッチペダルを踏み込んで、エンジンブレーキが作用しないようにする必要がなく、わざわざクラッチペダルを踏み込む必要がないため、操作性にも優れている。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、エンジンとトランスミッションを制御する第1のコントロールユニットと、制動エネルギ回生制御を行う第2のコントロールユニットとを設け、制動エネルギ回生装置運転許可指令がなされて、車両の制動装置の操作が行われている回生制動中に、第2のコントロールユニットからトランスミッションの強制中立指示信号を第1のコントロールユニットに出力する構成としたから、回生制動中にエンジンブレーキが作用せず、アキュムレータへの高圧オイルの蓄圧が増加し、車両の運動エネルギの回収量を増大することができ、しかも、制動時にクラッチペダルを踏み込む必要がなく、操作性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両の蓄圧式制動エネルギ回生装置の一実施例を示すシステム図
【図2】同上実施例の制動内容を説明するフローチャート
【図3】同上実施例の制動内容を説明するフローチャート
【図4】同上実施例の制動内容を説明するフローチャート
【図5】ポンプモータの油圧モータ側の斜軸角(又は、油圧ポンプ側の斜軸角)とアクセル開度(又は、ブレーキ圧力)との関係を示す特性図
【符号の説明】
30 エンジン
31 トランスミッション
34 ポンプモータ
36 アキュムレータ
38 オイルタンク
60 エンジン・トランスミッション制御用コントロールユニット
61 制動エネルギ回生装置制御用コントロールユニット[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a pressure-accumulation braking energy regeneration device that regenerates kinetic energy during deceleration of a vehicle and uses it as driving energy for a wheel drive system, and more particularly to a technique for increasing the amount of regenerative energy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of accumulator braking energy regeneration device, for example, those disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-121371, Japanese Patent Laid-Open No. 4-212845, Japanese Patent Laid-Open No. 6-8806, and the like are known.
In these devices, a pump motor is connected to a vehicle drive system via an electromagnetic clutch, and one port of the pump motor is connected to a high-pressure side accumulator and the other port is connected to a low-pressure side tank. . When the vehicle decelerates, the pump motor is connected to the wheel drive system and operated as a pump, thereby braking the wheel drive system with the pump motor as a load and accumulating high-pressure oil in the accumulator to reduce the kinetic energy of the vehicle. to recover.
[0003]
The high-pressure oil accumulated in the accumulator in this way serves as an energy source that acts as a hydraulic motor by connecting the pump motor to the wheel drive system, for example, when starting, and is used as drive energy for the wheel drive system.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a conventional accumulator braking energy regeneration device, when the engine brake acts during regenerative braking in which the operation permission command signal of the regeneration device and the signal for detecting the operation of the braking device of the vehicle are output, There is a problem that the accumulated amount of high-pressure oil in the accumulator is reduced and the amount of kinetic energy recovered from the vehicle is reduced.
[0005]
In this case, in order to avoid the above problems, it is necessary to depress the clutch pedal during braking to prevent the engine brake from acting, and it is necessary to depress the clutch pedal. The nature is bad.
The present invention has been made in view of the above, and by executing control for forcibly neutralizing the transmission during regenerative braking, the recovery amount of the kinetic energy of the vehicle is increased and the operability is also improved. For the purpose.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, during operation of the braking device of the vehicle, the slant shaft type pump motor is driven by the rotational force of the wheel drive system, and the oil in the oil tank is pumped to the high pressure side accumulator and accumulated. In the accumulator braking energy regenerative device adapted to recover the braking energy,
A first control unit for controlling the engine and transmission;
A second control unit for performing braking energy regeneration control;
Provided,
The first control unit outputs an operation permission command signal of the braking energy regeneration device when the engine speed is greater than 0, the parking brake is released, and the shift lever is operated to the forward position . Output to the control unit ,
The second control unit controls the braking energy regeneration device to the braking energy recovery mode and the forced neutralization of the transmission when the operation permission command signal is input and the operation of the braking device of the vehicle is performed. The instruction signal is output to the first control unit .
According to a second aspect of the present invention, when the second control unit controls the braking energy regeneration device to a braking energy recovery mode, the pump motor is based on an oil pressure accumulation amount and a brake pedal operation amount in the accumulator. The oblique axis angle is controlled.
[0007]
[Action]
In the first aspect of the invention, for example, a forced neutral instruction signal of the transmission controls the engine and the transmission during regenerative braking such as when a braking energy regeneration device operation permission command is issued and the brake pedal is depressed . Is output to the control unit . Therefore, the engine brake does not act during regenerative braking, the pressure accumulation of high-pressure oil in the accumulator increases, and the amount of kinetic energy recovered from the vehicle can be increased.
In the invention according to
[0008]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an accumulator braking energy regeneration device for a vehicle according to the present invention.
First, based on this figure, the configuration of the brake piping system of the vehicle will be described. The
[0009]
Similarly, the
The
[0010]
The
The electromagnetic valve 7 is driven together with a braking energy regeneration device by a control unit, which will be described later, based on a detection value from a brake pressure sensor 6 that detects an air pressure output to the
[0011]
The relay valve 8 adjusts the air from the
The other port of the double check valve 4 is connected to the primary circuit 18. The double check valve 4 selects the high pressure side of the air pressure on the relay valve 8 side and the air pressure on the primary circuit 18 side and supplies it to the rear
[0012]
The rear
Next, the configuration of the braking energy regeneration system will be described with reference to FIG. 1. The output shaft of the
[0013]
A high
[0014]
The
Reference numeral 44 is a rotation sensor, 45 is a solenoid valve for clutch, 46 is a clutch switch, 47 is a servo motor, 48 is an oblique angle sensor, 49 is an oil temperature sensor, 50 is a shift lever, 51 is an accelerator pedal, 52 is a display.
[0015]
Next, a control device for such a braking energy regeneration device will be described.
In FIG. 1, an engine / transmission control unit 60 (first control unit) composed of an engine electric control unit and a transmission electric control unit , a braking energy regeneration device control control unit 61 (second control unit) , Is provided.
The accelerator position signal output from the
[0016]
Further, the forward shift position signal (D, 1, 2, 3, 4) output from the
[0017]
Further, a signal from the
More specifically, the
[0018]
Also, from the
The failure signal output from the
[0019]
Next, the control content by the
FIG. 2 is a flowchart of engine control, clutch control, and transmission shift control by the
[0020]
FIG. 3 is a flowchart of the operation control of the braking energy regeneration device by the
[0021]
On the other hand, FIG. 4 is a flowchart showing the control contents of the braking energy regeneration device by the
[0022]
If the operation permission command signal is output, the process proceeds to step 24 to determine whether or not the brake pedal 1 has been depressed. If not, the process proceeds to step 25. If depressed, the process proceeds to step 26.
In step 26, the braking energy regeneration device is controlled to the energy recovery mode, and the process proceeds to step 27 to output a forced neutral command for the
[0023]
In step 25, it is determined whether or not the
In step 28, the braking energy regeneration device is controlled to the energy release mode, and the process proceeds to step 29 to output a rack reduction command.
[0024]
In step 28, a hydraulic motor control signal of the
That is, FIG. 5 shows the relationship between the oblique angle on the hydraulic motor side of the pump motor 34 (the oblique axis angle on the hydraulic pump side when energy is recovered) and the accelerator opening (the brake pressure when energy is recovered). In the present embodiment, the relationship between the oblique angle on the hydraulic motor side and the accelerator opening is controlled so as to change according to the pressure accumulation level (pressure accumulation amount).
[0025]
According to this configuration, the engine /
[0026]
Further, it is not necessary to depress the clutch pedal during braking to prevent the engine brake from acting, and it is not necessary to depress the clutch pedal.
[0027]
【The invention's effect】
As described above , according to the present invention, the first control unit for controlling the engine and the transmission and the second control unit for performing the braking energy regeneration control are provided, and the braking energy regeneration device operation permission command is made. during regenerative braking operation of the braking system of a vehicle is being performed, because configured to output the second control unit to force the neutral instruction signal of the transmission to the first control unit, an engine brake during regenerative braking action In addition, the accumulation of high-pressure oil in the accumulator increases, and the amount of kinetic energy recovered from the vehicle can be increased. In addition, it is not necessary to depress the clutch pedal during braking, and the operability is excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an accumulator braking energy regeneration device for a vehicle according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart for explaining braking contents of the embodiment. FIG. 3 is for explaining braking contents of the embodiment. FIG. 4 is a flow chart for explaining the braking contents of the embodiment. FIG. 5 is an oblique axis angle (or an oblique axis angle on the hydraulic pump side) of the pump motor and an accelerator opening (or a brake pressure). ) Characteristic diagram showing the relationship with
30
Claims (2)
エンジンとトランスミッションを制御する第1のコントロールユニットと、
制動エネルギ回生制御を行う第2のコントロールユニットと、
を設け、
前記第1のコントロールユニットは、エンジン回転速度が0より大きく、パーキングブレーキが解除され、かつ、シフトレバーが前進位置に操作されているときに、制動エネルギ回生装置の運転許可指令信号を第2のコントロールユニットに出力し、
前記第2のコントロールユニットは、前記運転許可指令信号が入力され、かつ、車両の制動装置の操作が行われたときに、制動エネルギ回生装置を制動エネルギ回収モードに制御すると共に、トランスミッションの強制中立指示信号を第1のコントロールユニットに出力する構成とした
ことを特徴とする車両の蓄圧式制動エネルギ回生装置。Accumulation of pressure to recover braking energy by driving a slanted shaft type pump motor by the rotational force of the wheel drive system and pumping and accumulating oil in the oil tank to the high-pressure side accumulator when the vehicle braking device is operated Type braking energy regeneration device,
A first control unit for controlling the engine and transmission;
A second control unit for performing braking energy regeneration control;
Provided,
The first control unit outputs an operation permission command signal of the braking energy regeneration device when the engine speed is greater than 0, the parking brake is released, and the shift lever is operated to the forward position . Output to the control unit ,
The second control unit controls the braking energy regeneration device to the braking energy recovery mode and the forced neutralization of the transmission when the operation permission command signal is input and the operation of the braking device of the vehicle is performed. A pressure accumulation type braking energy regeneration device for a vehicle, characterized in that an instruction signal is outputted to a first control unit .
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