JP7459514B2 - regenerative braking system - Google Patents

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Description

本発明は、回生ブレーキシステムに関する。 The present invention relates to a regenerative braking system.

例えば特許文献1には、液圧ブレーキ機構と回生ブレーキ機構とを備えた車両用ブレーキ装置が記載されている。特許文献1に記載の回生ブレーキ機構は、駆動輪を回転駆動させると共に、回転する駆動輪の運動エネルギーを基に回生電力の発電を行うモータと、バッテリに蓄電された電力をモータに供給すると共に、モータで発生した回生電力をバッテリが蓄電可能な電力に変換するインバータと、液圧ブレーキ機構による制動を制限し、モータを制御することで、回生ブレーキによって回収可能なエネルギーの損失を抑制するコントローラとを備えている。 For example, Patent Document 1 describes a vehicle brake device including a hydraulic brake mechanism and a regenerative brake mechanism. The regenerative brake mechanism described in Patent Document 1 includes a motor that rotationally drives a driving wheel and generates regenerative power based on the kinetic energy of the rotating driving wheel, and supplies electric power stored in a battery to the motor. , an inverter that converts regenerative power generated by the motor into power that can be stored in a battery, and a controller that limits the braking by the hydraulic brake mechanism and controls the motor to suppress the loss of energy that can be recovered by regenerative braking. It is equipped with

特開2014-69786号公報JP2014-69786A

ところで、車両がブレーキをかけながら長い下り坂を走行する際には、回生ブレーキによりモータから発生した電力(回生電力)をバッテリが受けきれなくなり、回生ブレーキを十分に効かせることができない場合がある。この場合には、回生ブレーキによるエネルギーは、電気エネルギーとして回収されずに、機械ブレーキにより熱に変換されて捨てられてしまう。 However, when a vehicle is braking while traveling down a long slope, the battery may not be able to fully receive the power (regenerative power) generated by the motor due to regenerative braking, and the regenerative braking may not be able to work properly. In this case, the energy generated by the regenerative braking is not recovered as electrical energy, but is converted into heat by the mechanical brakes and is wasted.

本発明の目的は、車両が下り坂を走行する際に回収される回生ブレーキによるエネルギーの回収効率を向上させることができる回生ブレーキシステムを提供することである。 The object of the present invention is to provide a regenerative braking system that can improve the efficiency of energy recovery through regenerative braking when a vehicle travels downhill.

本発明の一態様は、車両を走行路に沿って走行させる電動モータが発電機として動作することで、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収して車両を制動させる回生ブレーキを利用する回生ブレーキシステムであって、車両に搭載されたバッテリと、車両に搭載され、車両が走行路の坂道を下るときに回生ブレーキにより電動モータから発生した電力を送電する車両側送電部と、坂道に設置され、車両側送電部から送電された電力を受電する走行路側受電部と、走行路側受電部と接続され、走行路側受電部により受電された電力を蓄える蓄電装置とを備える。 One aspect of the present invention is a regenerative braking system that utilizes regenerative braking to brake the vehicle by recovering the kinetic energy of the vehicle as electrical energy by operating an electric motor that drives the vehicle along a road as a generator, and includes a battery mounted on the vehicle, a vehicle-side power transmission unit mounted on the vehicle that transmits power generated by the electric motor by regenerative braking when the vehicle descends a slope on the road, a road-side power receiving unit installed on the slope that receives the power transmitted from the vehicle-side power transmission unit, and a power storage device connected to the road-side power receiving unit and storing the power received by the road-side power receiving unit.

このような回生ブレーキシステムにおいては、車両が坂道を下るときに、電動モータが発電機として動作することで車両に回生ブレーキがかかり、回生ブレーキにより電動モータから発生した電力が車両側送電部により送電される。そして、車両側送電部からの電力は、走行路側受電部により受電されて蓄電装置に蓄えられる。蓄電装置に蓄えられた電力は、他の車両に供給される。従って、回生ブレーキによるエネルギーのうち熱として捨てられる分のエネルギーは、電力として回収されて他の車両に利用されることになる。これにより、車両が下り坂を走行する際に回収される回生ブレーキによるエネルギーの回収効率が向上する。 In such a regenerative braking system, when the vehicle goes down a slope, the electric motor acts as a generator, applying regenerative braking to the vehicle, and the electric power generated by the electric motor due to the regenerative braking is transmitted by the vehicle's power transmission section. be done. Then, the power from the vehicle-side power transmission section is received by the road-side power reception section and stored in the power storage device. The power stored in the power storage device is supplied to other vehicles. Therefore, of the energy generated by regenerative braking, the amount of energy that is wasted as heat is recovered as electric power and used for other vehicles. This improves the efficiency with which energy is recovered by the regenerative brake when the vehicle travels downhill.

回生ブレーキシステムは、走行路に設置されると共に蓄電装置と接続され、蓄電装置に蓄えられた電力を送電する走行路側送電部と、車両に搭載され、走行路側送電部から送電された電力を受電する車両側受電部と、蓄電装置に蓄えられた電力を走行路側送電部及び車両側受電部を介してバッテリに供給する制御を行う電力供給制御部とを更に備えてもよい。このような構成では、蓄電装置に蓄えられた電力は、走行路側送電部及び車両側受電部を介して車両のバッテリに供給される。従って、回生ブレーキによるエネルギーの回収効率が確実に向上する。 The regenerative braking system consists of a roadside power transmission unit that is installed on the roadway and connected to a power storage device and transmits the electricity stored in the power storage device, and a roadside power transmission unit that is mounted on the vehicle and receives power transmitted from the roadside power transmission unit. The vehicle-side power receiving unit may further include a power supply control unit that controls supply of power stored in the power storage device to the battery via the road-side power transmission unit and the vehicle-side power receiving unit. In such a configuration, the electric power stored in the power storage device is supplied to the battery of the vehicle via the roadside power transmission section and the vehicle side power reception section. Therefore, the efficiency of energy recovery by regenerative braking is reliably improved.

回生ブレーキシステムは、車両が坂道を上っている状態であるかどうかを検知する登坂検知部を更に備え、走行路側送電部は、坂道に設置されており、電力供給制御部は、登坂検知部により車両が坂道を上っている状態であると検知されると、蓄電装置に蓄えられた電力を走行路側送電部及び車両側受電部を介してバッテリに供給する制御を行ってもよい。このような構成では、車両が坂道を上っているときに、蓄電装置に蓄えられた電力が走行路側送電部及び車両側受電部を介して当該車両のバッテリに供給される。車両が上り坂を走行するときは、車両が平坦な走行路を走行するときに比べて、電動モータに大きな電力が必要となる。従って、車両が上り坂を走行する際に、蓄電装置に蓄えられた電力を当該車両のバッテリに供給することにより、回生ブレーキにより発生した電力を効率的に利用することができる。 The regenerative braking system further includes a slope-climbing detection section that detects whether the vehicle is climbing a slope, the traveling roadside power transmission section is installed on the slope, and the power supply control section is configured to detect whether the vehicle is climbing a slope. When it is detected that the vehicle is going up a slope, control may be performed to supply the electric power stored in the power storage device to the battery via the roadside power transmission section and the vehicle side power reception section. In such a configuration, when the vehicle is going up a slope, the electric power stored in the power storage device is supplied to the battery of the vehicle via the roadside power transmission section and the vehicle side power reception section. When a vehicle travels uphill, the electric motor requires more power than when the vehicle travels on a flat road. Therefore, when the vehicle travels uphill, by supplying the power stored in the power storage device to the battery of the vehicle, it is possible to efficiently utilize the power generated by the regenerative braking.

回生ブレーキシステムは、バッテリの充電量を検知する充電検知部を更に備え、電力供給制御部は、充電検知部により検知されたバッテリの充電量が規定値以下であるときに、蓄電装置に蓄えられた電力を走行路側送電部及び車両側受電部を介してバッテリに供給する制御を行ってもよい。このような構成では、車両のバッテリの充電量が規定値以下であるときに、蓄電装置に蓄えられた電力が走行路側送電部及び車両側受電部を介して当該車両のバッテリに供給される。このため、充電量が少ないバッテリに、蓄電装置に蓄えられた電力が供給されることになる。従って、回生ブレーキにより発生した電力を効率的に利用することができる。 The regenerative braking system may further include a charge detection unit that detects the charge level of the battery, and the power supply control unit may control the supply of power stored in the power storage device to the battery via the roadside power transmission unit and the vehicle side power receiving unit when the charge level of the battery detected by the charge detection unit is equal to or lower than a specified value. In this configuration, when the charge level of the battery of the vehicle is equal to or lower than a specified value, the power stored in the power storage device is supplied to the battery of the vehicle via the roadside power transmission unit and the vehicle side power receiving unit. Therefore, the power stored in the power storage device is supplied to the battery with a low charge level. Therefore, the power generated by the regenerative brake can be used efficiently.

回生ブレーキシステムは、走行路に設置されると共に蓄電装置と接続され、蓄電装置に蓄えられた電力を用いてバッテリを充電する充電場を更に備えてもよい。このような構成では、蓄電装置に蓄えられた電力が充電場を介して車両のバッテリに供給されることで、バッテリが充電される。このような充電場を走行路に設置することにより、車両側受電部及び走行路側送電部が不要となるため、回生ブレーキシステムを簡素化することができる。 The regenerative braking system may further include a charging field that is installed on the driving path and connected to the power storage device, and charges the battery using the electric power stored in the power storage device. In such a configuration, the battery is charged by supplying the electric power stored in the power storage device to the battery of the vehicle via the charging field. By installing such a charging field on the road, a vehicle-side power receiving section and a road-side power transmission section are no longer necessary, so that the regenerative braking system can be simplified.

本発明によれば、車両が下り坂を走行する際に回収される回生ブレーキによるエネルギーの回収効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the recovery efficiency of energy by regenerative braking that is recovered when a vehicle runs downhill.

本発明の第1実施形態に係る回生ブレーキシステムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a regenerative braking system according to a first embodiment of the present invention; 図1に示された回生ブレーキシステムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the regenerative braking system shown in FIG. 1. FIG. 図2に示された回生制御部により実行される回生制御処理の手順の詳細を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing details of a procedure of regeneration control processing executed by the regeneration control section shown in FIG. 2. FIG. 図2に示されたコントローラにより実行される制御処理の手順の詳細を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing details of a control process executed by a controller shown in FIG. 2 . 本発明の第2実施形態に係る回生ブレーキシステムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the regenerative brake system concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図5に示された回生ブレーキシステムのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of the regenerative braking system shown in FIG. 5 .

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図中、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the drawings, identical or equivalent elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.

図1は、本発明の第1実施形態に係る回生ブレーキシステムを示す概略構成図である。図2は、図1に示された回生ブレーキシステムのブロック図である。図1及び図2において、本実施形態の回生ブレーキシステム1は、例えば空港や工場等の敷地内におけるアンダーパス2が存在する走行路Aにおいて適用される。ここでは、例えば複数台のトーイングトラクタ等の産業車両3が走行路Aに沿って走行している。産業車両3は、例えばバッテリ車またはハイブリッド車である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a regenerative brake system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the regenerative braking system shown in FIG. 1. In FIGS. 1 and 2, a regenerative braking system 1 according to the present embodiment is applied to a travel route A where an underpass 2 exists, for example, within the premises of an airport, a factory, or the like. Here, for example, a plurality of industrial vehicles 3 such as towing tractors are traveling along a travel path A. The industrial vehicle 3 is, for example, a battery vehicle or a hybrid vehicle.

回生ブレーキシステム1は、産業車両3がアンダーパス2における長い下り坂を走行する際に、産業車両3の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収して産業車両3を制動させる回生ブレーキを利用するシステムである。 The regenerative braking system 1 is a system that uses regenerative braking to recover the kinetic energy of the industrial vehicle 3 as electrical energy and brake the industrial vehicle 3 when the industrial vehicle 3 travels down a long slope in the underpass 2.

回生ブレーキシステム1は、産業車両3に搭載された走行ユニット4と、アンダーパス2の坂道2aに設置された複数の送受電装置5と、敷地内に設置された蓄電装置6とを具備している。 The regenerative braking system 1 includes a traveling unit 4 mounted on an industrial vehicle 3, a plurality of power transmitting and receiving devices 5 installed on a slope 2a of an underpass 2, and a power storage device 6 installed on the premises. There is.

走行ユニット4は、バッテリ7と、電動モータ8と、モータドライバ9と、送電器10と、受電器11と、アクセルセンサ12と、坂道検知センサ14と、ECU15(Electronic Control Unit)とを備えている。 The traveling unit 4 includes a battery 7, an electric motor 8, a motor driver 9, a power transmitter 10, a power receiver 11, an accelerator sensor 12, a slope detection sensor 14, and an ECU 15 (Electronic Control Unit). There is.

バッテリ7は、産業車両3の走行に使用される電力(電気)を蓄える蓄電器である。つまり、バッテリ7は、電動モータ8に供給される電力を蓄える。 The battery 7 is a storage device that stores the power (electricity) used to run the industrial vehicle 3. In other words, the battery 7 stores the power supplied to the electric motor 8.

電動モータ8は、バッテリ7に蓄えられた電力により産業車両3を走行させる交流モータである。電動モータ8は、産業車両3の駆動輪3aを回転駆動させる。また、電動モータ8は、発電機としても機能する。具体的には、産業車両3が減速したとき、或いは産業車両3が下り坂を走行するときには、駆動輪3aの回転によって電動モータ8が発電機として動作する。電動モータ8が発電機として動作すると、駆動輪3aに回生ブレーキがかかり、電動モータ8から電力が発生する。 The electric motor 8 is an AC motor that drives the industrial vehicle 3 using electric power stored in the battery 7 . The electric motor 8 rotationally drives the drive wheels 3a of the industrial vehicle 3. Further, the electric motor 8 also functions as a generator. Specifically, when the industrial vehicle 3 decelerates or when the industrial vehicle 3 travels downhill, the electric motor 8 operates as a generator due to the rotation of the drive wheels 3a. When the electric motor 8 operates as a generator, regenerative braking is applied to the drive wheels 3a, and electric power is generated from the electric motor 8.

モータドライバ9は、電動モータ8を駆動すると共に、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した電力の供給先を切り換える。モータドライバ9は、電動モータ8により駆動輪3aを回転させるときは、バッテリ7に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して電動モータ8に供給する。モータドライバ9は、電動モータ8が発電機として動作するときは、電動モータ8から発生した交流電力を直流電力に変換してバッテリ7に供給するか、或いは電動モータ8から発生した交流電力を送電器10に供給する。また、モータドライバ9は、送電器10による送電動作と受電器11による受電動作との切り換えを行う。 The motor driver 9 drives the electric motor 8 and switches the supply destination of the electric power generated from the electric motor 8 using regenerative braking. When the electric motor 8 rotates the driving wheels 3a, the motor driver 9 converts the DC power stored in the battery 7 into AC power and supplies the AC power to the electric motor 8. When the electric motor 8 operates as a generator, the motor driver 9 converts the AC power generated from the electric motor 8 into DC power and supplies it to the battery 7, or transmits the AC power generated from the electric motor 8. Supplied to electric appliance 10. Further, the motor driver 9 switches between the power transmission operation by the power transmitter 10 and the power reception operation by the power receiver 11.

送電器10は、産業車両3がアンダーパス2の坂道2aを下るときに回生ブレーキにより電動モータ8から発生した電力を送電する車両側送電部である。送電器10は、例えば送電コイルを有する電磁誘導式の送電器である。送電器10は、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した電力を非接触で送電する。 The power transmitter 10 is a vehicle-side power transmission unit that transmits power generated from the electric motor 8 by regenerative braking when the industrial vehicle 3 descends the slope 2a of the underpass 2. The power transmitter 10 is, for example, an electromagnetic induction type power transmitter having a power transmission coil. The power transmitter 10 transmits power generated from the electric motor 8 by regenerative braking in a non-contact manner.

受電器11は、送受電装置5の送電器21(後述)から送電された電力を受電する車両側受電部である。受電器11は、例えば受電コイルを有する電磁誘導式の受電器である。受電器11は、送電器からの電力を非接触で受電する。 The power receiver 11 is a vehicle-side power receiving unit that receives power transmitted from a power transmitter 21 (described later) of the power transmitting and receiving device 5. The power receiver 11 is, for example, an electromagnetic induction type power receiver having a power receiving coil. The power receiver 11 receives power from a power transmitter in a contactless manner.

アクセルセンサ12は、アクセルの操作量を検出するセンサである。坂道検知センサ14は、産業車両3がアンダーパス2の坂道2aを走行している状態であるかどうかを検知するセンサである。坂道検知センサ14としては、例えばカメラ、傾斜センサ、車速センサ及び加速度センサ等が使用される。坂道検知センサ14は、産業車両3が坂道2aを上っている状態であるかどうかを検知する登坂検知部を構成している。なお、産業車両3が坂道2aを走行している状態であるかどうかを検知する手法としては、例えばSLAM等の自己位置推定技術を用いて産業車両3の現在位置を推定してもよい。 The accelerator sensor 12 is a sensor that detects the amount of operation of the accelerator. The slope detection sensor 14 is a sensor that detects whether the industrial vehicle 3 is traveling on the slope 2a of the underpass 2. As the slope detection sensor 14, for example, a camera, a tilt sensor, a vehicle speed sensor, an acceleration sensor, etc. are used. The slope detection sensor 14 constitutes a slope-climbing detection section that detects whether the industrial vehicle 3 is climbing the slope 2a. Note that as a method for detecting whether the industrial vehicle 3 is traveling on the slope 2a, the current position of the industrial vehicle 3 may be estimated using a self-position estimation technique such as SLAM, for example.

ECU15は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。ECU15は、アクセルセンサ12及び坂道検知センサ14等の検出値を取得し、所定の処理を行い、電動モータ8及びモータドライバ9を制御する。ECU15は、電圧検知部13と、駆動制御部16と、回生制御部17と、充電制御部18と、車両情報送信部19とを有している。 The ECU 15 includes a CPU, RAM, ROM, input/output interface, and the like. The ECU 15 acquires detection values from the accelerator sensor 12, slope detection sensor 14, etc., performs predetermined processing, and controls the electric motor 8 and motor driver 9. The ECU 15 includes a voltage detection section 13 , a drive control section 16 , a regeneration control section 17 , a charging control section 18 , and a vehicle information transmission section 19 .

電圧検知部13は、バッテリ7の電圧値を検知する。電圧検知部13は、バッテリ7の充電量を検知する充電検知部を構成している。 The voltage detection unit 13 detects the voltage value of the battery 7. The voltage detection section 13 constitutes a charge detection section that detects the amount of charge of the battery 7.

駆動制御部16は、アクセルセンサ12によりアクセルの操作(アクセルON)が検出されると、アクセルの操作量に応じて駆動輪3aを回転させるように、モータドライバ9を通じて電動モータ8を制御する。 When the accelerator sensor 12 detects accelerator operation (accelerator ON), the drive control unit 16 controls the electric motor 8 through the motor driver 9 to rotate the drive wheels 3a according to the accelerator operation amount.

回生制御部17は、アクセルセンサ12によりアクセルの操作の解除(アクセルOFF)が検出されると、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した電力(回生電力)を供給するようにモータドライバ9を制御する。 When the accelerator sensor 12 detects release of the accelerator operation (accelerator OFF), the regeneration control unit 17 controls the motor driver 9 to supply electric power (regenerative power) generated from the electric motor 8 by regenerative braking. .

図3は、回生制御部17により実行される回生制御処理の手順の詳細を示すフローチャートである。図3において、回生制御部17は、まずアクセルセンサ12の検出値を取得する(手順S101)。そして、回生制御部17は、アクセルセンサ12の検出値に基づいて、アクセルの操作が解除されたかどうか、つまりアクセルOFFであるかどうかを判断する(手順S102)。回生制御部17は、アクセルの操作が解除されていないと判断したときは、上記の手順S101を再度実行する。 Figure 3 is a flowchart showing the details of the procedure for the regenerative control process executed by the regenerative control unit 17. In Figure 3, the regenerative control unit 17 first acquires the detection value of the accelerator sensor 12 (step S101). Then, based on the detection value of the accelerator sensor 12, the regenerative control unit 17 determines whether the accelerator operation has been released, i.e., whether the accelerator is OFF (step S102). If the regenerative control unit 17 determines that the accelerator operation has not been released, it executes the above step S101 again.

回生制御部17は、アクセルの操作が解除されたと判断したときは、坂道検知センサ14の検出値を取得する(手順S103)。そして、回生制御部17は、坂道検知センサ14の検出値に基づいて、産業車両3がアンダーパス2の坂道2aを下っている状態であるかどうか、つまり産業車両3が下り坂を走行している状態であるかどうかを判断する(手順S104)。 When the regenerative control unit 17 determines that the accelerator operation has been released, it acquires the detection value of the slope detection sensor 14 (step S103). Then, based on the detection value of the slope detection sensor 14, the regenerative control unit 17 determines whether the industrial vehicle 3 is descending the slope 2a of the underpass 2, i.e., whether the industrial vehicle 3 is traveling downhill (step S104).

回生制御部17は、産業車両3が坂道2aを下っている状態であると判断したときは、電圧検知部13により検知されたバッテリ7の電圧値を取得する(手順S105)。そして、回生制御部17は、取得したバッテリ7の電圧値に基づいて、バッテリ7がフル充電された状態であるかどうかを判断する(手順S106)。 When the regenerative control unit 17 determines that the industrial vehicle 3 is descending the slope 2a, it acquires the voltage value of the battery 7 detected by the voltage detection unit 13 (step S105). Then, based on the acquired voltage value of the battery 7, the regenerative control unit 17 determines whether the battery 7 is fully charged (step S106).

回生制御部17は、バッテリ7がフル充電された状態でないと判断したときは、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した回生電力をバッテリ7に充電するようにモータドライバ9を制御する(手順S107)。そして、回生制御部17は、上記の手順S101を再度実行する。 When the regeneration control unit 17 determines that the battery 7 is not fully charged, it controls the motor driver 9 to charge the battery 7 with regenerative power generated from the electric motor 8 by regenerative braking (step S107). . Then, the regeneration control unit 17 executes the above procedure S101 again.

回生制御部17は、バッテリ7がフル充電された状態であると判断したときは、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した回生電力を送電器10により送電するようにモータドライバ9を制御する(手順S108)。そして、回生制御部17は、上記の手順S101を再度実行する。 When the regenerative control unit 17 determines that the battery 7 is fully charged, it controls the motor driver 9 to transmit the regenerative power generated by the electric motor 8 through the power transmitter 10 by regenerative braking (step S108). Then, the regenerative control unit 17 executes the above step S101 again.

また、回生制御部17は、手順S104において産業車両3が坂道2aを下っている状態でないと判断したときは、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した回生電力をバッテリ7に充電するようにモータドライバ9を制御する(手順S107)。そして、回生制御部17は、上記の手順S101を再度実行する。 Furthermore, when the regeneration control unit 17 determines in step S104 that the industrial vehicle 3 is not going down the slope 2a, the regeneration control unit 17 causes the motor driver to charge the battery 7 with regenerative power generated from the electric motor 8 by regenerative braking. 9 (step S107). Then, the regeneration control unit 17 executes the above procedure S101 again.

図2に戻り、充電制御部18は、坂道検知センサ14により産業車両3がアンダーパス2の坂道2aを上っている状態であると検出されると、受電器11により受電された電力がバッテリ7に充電可能となるようにモータドライバ9を制御する。 Returning to FIG. 2, when the slope detection sensor 14 detects that the industrial vehicle 3 is ascending the slope 2a of the underpass 2, the charging control unit 18 controls the motor driver 9 so that the power received by the power receiver 11 can be charged to the battery 7.

車両情報送信部19は、電圧検知部13により検知されたバッテリ7の電圧値及び坂道検知センサ14の検出値を取得し、これらを車両情報として送受電装置5のコントローラ23(後述)に無線等で送信する。 The vehicle information transmission unit 19 acquires the voltage value of the battery 7 detected by the voltage detection unit 13 and the detection value of the slope detection sensor 14, and transmits these as vehicle information to the controller 23 (described later) of the power transmission/reception device 5 wirelessly or otherwise.

送受電装置5は、受電器20と、送電器21と、切換部22と、コントローラ23とを有している。 The power transmitting and receiving device 5 includes a power receiver 20, a power transmitter 21, a switching section 22, and a controller 23.

受電器20は、産業車両3の走行ユニット4の送電器10から送電された電力を受電する走行路側受電部である。受電器20は、例えば受電コイルを有する電磁誘導式の受電器である。受電器20は、送電器10からの電力を非接触で受電する。 The power receiver 20 is a road-side power receiving unit that receives power transmitted from the power transmitter 10 of the traveling unit 4 of the industrial vehicle 3. The power receiver 20 is, for example, an electromagnetic induction type power receiver having a receiving coil. The power receiver 20 receives power from the power transmitter 10 in a non-contact manner.

送電器21は、蓄電装置6に蓄えられた電力を送電する走行路側送電部である。送電器21は、例えば送電コイルを有する電磁誘導式の送電器である。送電器21は、蓄電装置6に蓄えられた電力を非接触で送電する。 The power transmitter 21 is a roadside power transmission unit that transmits the power stored in the power storage device 6. The power transmitter 21 is, for example, an electromagnetic induction type power transmitter having a power transmission coil. The power transmitter 21 transmits the power stored in the power storage device 6 in a non-contact manner.

切換部22は、受電器20による受電動作と送電器21による送電動作との切り換えを行う。 The switching unit 22 switches between the power receiving operation by the power receiver 20 and the power transmitting operation by the power transmitter 21.

コントローラ23は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ23は、走行ユニット4の車両情報送信部19から送信された車両情報を無線等により受信して取得し、所定の処理を行い、切換部22を制御する。 The controller 23 is composed of a CPU, RAM, ROM, an input/output interface, etc. The controller 23 receives and acquires vehicle information transmitted from the vehicle information transmission unit 19 of the traveling unit 4 by wireless or other means, performs predetermined processing, and controls the switching unit 22.

図4は、コントローラ23により実行される制御処理の手順の詳細を示すフローチャートである。図4において、コントローラ23は、まず車両情報送信部19からの車両情報を取得する(手順S111)。そして、コントローラ23は、車両情報に基づいて、産業車両3がアンダーパス2の坂道2aを上っている状態であるかどうか、つまり産業車両3が上り坂を走行している状態であるかどうかを判断する(手順S112)。 Figure 4 is a flowchart showing the details of the control process executed by the controller 23. In Figure 4, the controller 23 first acquires vehicle information from the vehicle information transmission unit 19 (step S111). Then, based on the vehicle information, the controller 23 determines whether the industrial vehicle 3 is ascending the slope 2a of the underpass 2, that is, whether the industrial vehicle 3 is traveling uphill (step S112).

コントローラ23は、産業車両3が坂道2aを上っている状態であると判断したときは、車両情報に基づいて、産業車両3のバッテリ7の充電量が予め決められた規定値以下であるかどうかを判断する(手順S113)。 When the controller 23 determines that the industrial vehicle 3 is ascending the slope 2a, it determines, based on the vehicle information, whether the charge level of the battery 7 of the industrial vehicle 3 is below a predetermined specified value (step S113).

コントローラ23は、バッテリ7の充電量が規定値以下であると判断したときは、蓄電装置6に蓄えられた電力を送電器21により送電するように切換部22を制御する(手順S114)。そして、コントローラ23は、上記の手順S111を再度実行する。 When the controller 23 determines that the amount of charge of the battery 7 is less than the specified value, the controller 23 controls the switching unit 22 so that the power transmitter 21 transmits the power stored in the power storage device 6 (step S114). Then, the controller 23 executes the above procedure S111 again.

コントローラ23は、手順S112で産業車両3が坂道2aを上っている状態でないと判断したとき、または手順S113でバッテリ7の充電量が規定値以下でないと判断したときは、受電器20により受電された電力を蓄電装置6に供給するように切換部22を制御する(手順S115)。そして、コントローラ23は、上記の手順S111を再度実行する。 When the controller 23 determines in step S112 that the industrial vehicle 3 is not climbing the slope 2a, or determines that the amount of charge of the battery 7 is not below the specified value in step S113, the controller 23 receives power from the power receiver 20. The switching unit 22 is controlled to supply the generated power to the power storage device 6 (step S115). Then, the controller 23 executes the above procedure S111 again.

図2に戻り、蓄電装置6は、複数の送受電装置5の切換部22と接続されている。蓄電装置6は、送受電装置5の受電器20により受電された電力を蓄える。 Returning to FIG. 2, the power storage device 6 is connected to the switching units 22 of the multiple power transmission and reception devices 5. The power storage device 6 stores the power received by the power receivers 20 of the power transmission and reception devices 5.

以上において、モータドライバ9、回生制御部17、充電制御部18、車両情報送信部19、切換部22及びコントローラ23は、蓄電装置6に蓄えられた電力を送電器21及び受電器11を介してバッテリ7に供給する制御を行う電力供給制御部を構成している。 In the above, the motor driver 9, the regeneration control unit 17, the charging control unit 18, the vehicle information transmission unit 19, the switching unit 22, and the controller 23 constitute a power supply control unit that controls the supply of power stored in the power storage device 6 to the battery 7 via the power transmitter 21 and the power receiver 11.

以上のような回生ブレーキシステム1において、産業車両3がアンダーパス2の坂道2aを下るときは、アクセルの操作を解除することで、駆動輪3aの回転によって電動モータ8が発電機として動作する。このため、産業車両3に回生ブレーキがかかり、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した回生電力がモータドライバ9を介してバッテリ7に充電される。 In the regenerative braking system 1 as described above, when the industrial vehicle 3 descends the slope 2a of the underpass 2, the electric motor 8 operates as a generator by the rotation of the drive wheels 3a by releasing the accelerator. Therefore, regenerative braking is applied to the industrial vehicle 3, and regenerative power generated from the electric motor 8 due to the regenerative braking is charged to the battery 7 via the motor driver 9.

このとき、バッテリ7がフル充電された状態になると、バッテリ7が回生電力を受けきれなくなる。このため、回生電力は、坂道2aに設置された送受電装置5を介して蓄電装置6に供給される。具体的には、回生電力は、モータドライバ9を介して送電器10に送られ、送電器10から送電される。そして、送電器10からの回生電力は、送受電装置5の受電器20で受電され、切換部22を介して蓄電装置6に蓄えられる。 At this time, when the battery 7 becomes fully charged, it will no longer be able to receive the regenerative power. For this reason, the regenerative power is supplied to the power storage device 6 via the power transmission/reception device 5 installed on the slope 2a. Specifically, the regenerative power is sent to the power transmitter 10 via the motor driver 9, and is transmitted from the power transmitter 10. The regenerative power from the power transmitter 10 is then received by the power receiver 20 of the power transmission/reception device 5, and stored in the power storage device 6 via the switching unit 22.

蓄電装置6に蓄えられた電力は、アンダーパス2の坂道2aを上る他の産業車両3に送受電装置5を介して供給される。具体的には、蓄電装置6に蓄えられた電力は、送受電装置5において切換部22を介して送電器21に送られ、送電器21から送電される。そして、送電器21からの電力は、他の産業車両3の受電器11で受電され、モータドライバ9を介してバッテリ7に充電される。 The power stored in the power storage device 6 is supplied to other industrial vehicles 3 going up the slope 2a of the underpass 2 via the power transmission/reception device 5. Specifically, the power stored in the power storage device 6 is sent to the power transmitter 21 via the switching unit 22 in the power transmission/reception device 5, and is transmitted from the power transmitter 21. The power from the power transmitter 21 is then received by the power receiver 11 of the other industrial vehicle 3, and charged into the battery 7 via the motor driver 9.

以上のように本実施形態にあっては、産業車両3が坂道2aを下るときに、電動モータ8が発電機として動作することで産業車両3に回生ブレーキがかかり、回生ブレーキにより電動モータ8から発生した電力が送電器10により送電される。そして、送電器10からの電力は、送受電装置5の受電器20により受電されて蓄電装置6に蓄えられる。蓄電装置6に蓄えられた電力は、他の産業車両3に供給される。従って、回生ブレーキによるエネルギーのうち熱として捨てられる分のエネルギーは、電力として回収されて他の産業車両3に利用されることになる。これにより、産業車両3が下り坂を走行する際に回収される回生ブレーキによるエネルギーの回収効率が向上する。その結果、産業車両3の稼働時間を向上させることができる。また、産業車両3のバッテリ7を充電するための電力コストを抑えることができる。 As described above, in this embodiment, when the industrial vehicle 3 goes down the slope 2a, the electric motor 8 operates as a generator to apply regenerative braking to the industrial vehicle 3, and the regenerative braking causes the electric motor 8 to The generated power is transmitted by the power transmitter 10. Then, the power from the power transmitter 10 is received by the power receiver 20 of the power transmitting/receiving device 5 and stored in the power storage device 6. The electric power stored in the power storage device 6 is supplied to other industrial vehicles 3. Therefore, of the energy generated by the regenerative braking, the energy that is wasted as heat is recovered as electric power and used for other industrial vehicles 3. This improves the efficiency of recovering energy by the regenerative brake when the industrial vehicle 3 travels downhill. As a result, the operating time of the industrial vehicle 3 can be improved. Moreover, the power cost for charging the battery 7 of the industrial vehicle 3 can be suppressed.

また、本実施形態では、蓄電装置6に蓄えられた電力は、送受電装置5の送電器21及び産業車両3の受電器11を介してバッテリ7に供給される。従って、回生ブレーキによるエネルギーの回収効率が確実に向上する。 In addition, in this embodiment, the power stored in the power storage device 6 is supplied to the battery 7 via the power transmitter 21 of the power transmission/reception device 5 and the power receiver 11 of the industrial vehicle 3. This ensures that the efficiency of energy recovery by regenerative braking is improved.

また、本実施形態では、産業車両3が坂道2aを上っているときに、蓄電装置6に蓄えられた電力が送電器21及び受電器11を介してバッテリ7に供給される。産業車両3が上り坂を走行するときは、産業車両3が平坦な走行路を走行するときに比べて、電動モータ8に大きな電力が必要となる。従って、産業車両3が上り坂を走行する際に、蓄電装置6に蓄えられた電力を当該産業車両3のバッテリ7に供給することにより、回生ブレーキにより発生した電力を効率的に利用することができる。 In addition, in this embodiment, when the industrial vehicle 3 is traveling uphill 2a, the power stored in the power storage device 6 is supplied to the battery 7 via the power transmitter 21 and the power receiver 11. When the industrial vehicle 3 travels uphill, the electric motor 8 requires more power than when the industrial vehicle 3 travels on a flat road. Therefore, when the industrial vehicle 3 travels uphill, the power stored in the power storage device 6 is supplied to the battery 7 of the industrial vehicle 3, so that the power generated by regenerative braking can be used efficiently.

また、本実施形態では、バッテリ7の充電量が規定値以下であるときに、蓄電装置6に蓄えられた電力が送電器21及び受電器11を介してバッテリ7に充電される。このため、充電量が少ないバッテリ7に、蓄電装置6に蓄えられた電力が供給されることになる。従って、回生ブレーキにより発生した電力をより効率的に利用することができる。 Further, in the present embodiment, when the amount of charge of the battery 7 is equal to or less than a specified value, the battery 7 is charged with the power stored in the power storage device 6 via the power transmitter 21 and the power receiver 11. Therefore, the electric power stored in the power storage device 6 is supplied to the battery 7 which has a small amount of charge. Therefore, the electric power generated by regenerative braking can be used more efficiently.

図5は、本発明の第2実施形態に係る回生ブレーキシステムを示す概略構成図である。図6は、図5に示された回生ブレーキシステムのブロック図である。図5及び図6において、本実施形態の回生ブレーキシステム1Aは、産業車両3に搭載された走行ユニット4Aと、アンダーパス2の坂道2aに設置された複数の受電装置30と、上記の蓄電装置6と、充電スタンド31とを具備している。 Figure 5 is a schematic diagram showing a regenerative braking system according to a second embodiment of the present invention. Figure 6 is a block diagram of the regenerative braking system shown in Figure 5. In Figures 5 and 6, the regenerative braking system 1A of this embodiment includes a traveling unit 4A mounted on an industrial vehicle 3, a plurality of power receiving devices 30 installed on a slope 2a of an underpass 2, the above-mentioned power storage device 6, and a charging stand 31.

走行ユニット4Aは、バッテリ7と、電動モータ8と、モータドライバ9と、送電器10と、アクセルセンサ12と、坂道検知センサ14と、ECU15Aとを備えている。走行ユニット4Aは、上記の第1実施形態における受電器11を備えていない。 The driving unit 4A includes a battery 7, an electric motor 8, a motor driver 9, a power transmitter 10, an accelerator sensor 12, a slope detection sensor 14, and an ECU 15A. The driving unit 4A does not include the power receiver 11 in the first embodiment.

ECU15Aは、電圧検知部13と、駆動制御部16と、回生制御部17とを有している。ECU15Aは、上記の第1実施形態における充電制御部18及び車両情報送信部19を有していない。 The ECU 15A has a voltage detection unit 13, a drive control unit 16, and a regeneration control unit 17. The ECU 15A does not have the charge control unit 18 and the vehicle information transmission unit 19 in the first embodiment.

受電装置30は、蓄電装置6と接続されている。受電装置30は、受電器20を有している。受電装置30は、上記の第1実施形態における送電器21及び切換部22を有していない。従って、産業車両3において回生ブレーキにより発生した回生電力は、受電装置30を介して蓄電装置6に供給される。しかし、蓄電装置6に蓄えられた電力は、受電装置30を介して産業車両3のバッテリ7に供給されることはない。なお、受電装置30は、コントローラを有してもよい。 Power receiving device 30 is connected to power storage device 6 . Power receiving device 30 includes power receiving device 20 . The power receiving device 30 does not have the power transmitter 21 and the switching unit 22 in the first embodiment described above. Therefore, regenerative power generated by regenerative braking in industrial vehicle 3 is supplied to power storage device 6 via power receiving device 30 . However, the power stored in the power storage device 6 is not supplied to the battery 7 of the industrial vehicle 3 via the power receiving device 30. Note that the power receiving device 30 may include a controller.

充電スタンド31は、産業車両3が走行する走行路Aに設置されている充電場である。充電スタンド31は、蓄電装置6と接続されている。充電スタンド31は、蓄電装置6に蓄えられた電力を用いて産業車両3のバッテリ7を充電する充電器32と、この充電器32によるバッテリ7の充電の指示を行うための充電ボタン33を有している。 The charging station 31 is a charging station installed on the driving route A on which the industrial vehicle 3 travels. Charging stand 31 is connected to power storage device 6 . The charging stand 31 includes a charger 32 that charges the battery 7 of the industrial vehicle 3 using the power stored in the power storage device 6, and a charge button 33 that instructs the charger 32 to charge the battery 7. are doing.

充電スタンド31において産業車両3のバッテリ7の充電を行うときは、バッテリ7と充電器32とをバッテリケーブルで接続した状態で、充電ボタン33をON操作する。すると、蓄電装置6に蓄えられた電力が充電器32を介してバッテリ7に供給されることで、バッテリ7が充電される。 When charging the battery 7 of the industrial vehicle 3 at the charging stand 31, the charging button 33 is turned on while the battery 7 and the charger 32 are connected with a battery cable. Then, the electric power stored in the power storage device 6 is supplied to the battery 7 via the charger 32, so that the battery 7 is charged.

このように本実施形態においては、蓄電装置6に蓄えられた電力が充電スタンド31を介して産業車両3のバッテリ7に供給されることで、バッテリ7が充電される。このような充電スタンド31を設置することにより、上記の第1実施形態における受電器11及び送電器21が不要となるため、回生ブレーキシステム1Aを簡素化することができる。 In this embodiment, the power stored in the power storage device 6 is supplied to the battery 7 of the industrial vehicle 3 via the charging stand 31, thereby charging the battery 7. By installing such a charging stand 31, the power receiver 11 and the power transmitter 21 in the first embodiment described above are no longer necessary, and the regenerative braking system 1A can be simplified.

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記の第1実施形態では、回生ブレーキシステム1は、受電器20、送電器21、切換部22及びコントローラ23を有する送受電装置5を備えているが、特にそのような形態には限られない。回生ブレーキシステム1は、受電コイルを有する受電装置と、受電装置用のコントローラと、送電コイルを有する送電装置と、送電装置用のコントローラとを備えていてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the first embodiment described above, the regenerative braking system 1 includes the power transmitting and receiving device 5 having the power receiver 20, the power transmitter 21, the switching section 22, and the controller 23, but it is not particularly limited to such a form. do not have. The regenerative brake system 1 may include a power receiving device having a power receiving coil, a controller for the power receiving device, a power transmitting device having a power transmitting coil, and a controller for the power transmitting device.

また、上記の第1実施形態では、産業車両3が上り坂を走行するときに、蓄電装置6に蓄えられた電力が当該産業車両3のバッテリ7に供給されているが、特にそのような形態には限られず、産業車両3が平坦な走行路を走行するときにも、蓄電装置6に蓄えられた電力を当該産業車両3に供給してもよい。この場合には、平坦な走行路に送受電装置5が設置されることになる。 Further, in the first embodiment described above, when the industrial vehicle 3 travels uphill, the electric power stored in the power storage device 6 is supplied to the battery 7 of the industrial vehicle 3. However, the present invention is not limited to this, and the power stored in the power storage device 6 may be supplied to the industrial vehicle 3 even when the industrial vehicle 3 travels on a flat road. In this case, the power transmission/reception device 5 will be installed on a flat running path.

また、上記実施形態では、産業車両3の送電器10は、回生ブレーキにより発生した電力を非接触で送電し、送受電装置5の受電器20は、送電器10からの電力を非接触で受電しているが、送電器10及び受電器20としては、特にそのような非接触式には限られず、接触式であってもよい。接触式の送電器10は、例えば産業車両3の下部に取り付けられた金属ローラである。接触式の受電器20は、例えば走行路Aに設置され、金属ローラと接触する金属レールである。 Further, in the embodiment described above, the power transmitter 10 of the industrial vehicle 3 transmits the power generated by the regenerative brake in a contactless manner, and the power receiver 20 of the power transmitting and receiving device 5 receives power from the power transmitter 10 in a contactless manner. However, the power transmitter 10 and the power receiver 20 are not particularly limited to such a non-contact type, and may be a contact type. The contact type power transmitter 10 is, for example, a metal roller attached to the lower part of the industrial vehicle 3. The contact-type power receiver 20 is, for example, a metal rail installed on the running path A and in contact with a metal roller.

また、上記実施形態では、産業車両3がアンダーパス2の坂道2aを走行している状態であるかどうかを検知する坂道検知センサ14は、産業車両3に搭載されているが、特にそのような形態には限られず、坂道検知センサ14が坂道2aに設置されていてもよい。この場合に使用される坂道検知センサとしては、例えば接触センサや赤外線センサ等が挙げられる。 In the above embodiment, the slope detection sensor 14 that detects whether the industrial vehicle 3 is traveling on the slope 2a of the underpass 2 is mounted on the industrial vehicle 3, but this is not limited to a particular form, and the slope detection sensor 14 may be installed on the slope 2a. Examples of the slope detection sensor used in this case include a contact sensor and an infrared sensor.

また、上記実施形態は、産業車両3が下り坂を走行する際に、産業車両3の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収して回生ブレーキを利用するシステムであるが、本発明は、そのような産業車両3の他にも、例えばトラック等の車両が下り坂を走行する際に、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収して回生ブレーキを利用する場合にも適用可能である。 The above embodiment is a system that recovers the kinetic energy of the industrial vehicle 3 as electrical energy and utilizes regenerative braking when the industrial vehicle 3 travels downhill, but the present invention can also be applied to other vehicles besides the industrial vehicle 3, such as trucks, that recover the kinetic energy of the vehicle as electrical energy and utilize regenerative braking when traveling downhill.

1,1A…回生ブレーキシステム、2a…坂道、3…産業車両(車両)、6…蓄電装置、7…バッテリ、8…電動モータ、9…モータドライバ(電力供給制御部)、10…送電器(車両側送電部)、11…受電器(車両側受電部)、13…電圧検知部(充電検知部)、14…坂道検知センサ(登坂検知部)、17…回生制御部(電力供給制御部)、18…充電制御部(電力供給制御部)、19…車両情報送信部(電力供給制御部)、20…受電器(走行路側受電部)、21…送電器(走行路側送電部)、22…切換部(電力供給制御部)、23…コントローラ(電力供給制御部)、31…充電スタンド(充電場)、A…走行路。 1, 1A... Regenerative brake system, 2a... Slope, 3... Industrial vehicle (vehicle), 6... Power storage device, 7... Battery, 8... Electric motor, 9... Motor driver (power supply control unit), 10... Power transmitter ( 11... Power receiver (vehicle side power receiving unit), 13... Voltage detection unit (charge detection unit), 14... Slope detection sensor (hill climbing detection unit), 17... Regeneration control unit (power supply control unit) , 18...Charging control unit (power supply control unit), 19...Vehicle information transmission unit (power supply control unit), 20...Power receiver (roadside power reception unit), 21...Power transmitter (roadside power transmission unit), 22... Switching unit (power supply control unit), 23... Controller (power supply control unit), 31... Charging station (charging field), A... Traveling path.

Claims (2)

荷物を牽引するトーイングトラクタを敷地内におけるアンダーパスが存在する走行路に沿って走行させる電動モータが発電機として動作することで、前記トーイングトラクタの運動エネルギーを電気エネルギーとして回収して前記トーイングトラクタを制動させる回生ブレーキを利用する回生ブレーキシステムであって、
前記トーイングトラクタに搭載されたバッテリと、
前記トーイングトラクタが前記アンダーパスの坂道を走行している状態であるかどうかを検知する坂道検知センサと、
前記トーイングトラクタに搭載され、前記トーイングトラクタが前記アンダーパスの坂道を下っている状態であると検知されると、前記回生ブレーキにより前記電動モータから発生した電力を送電する車両側送電部と、
前記アンダーパスの坂道に設置され、前記車両側送電部から送電された電力を受電する走行路側受電部を有する受電装置と、
前記走行路側受電部と接続されるように前記敷地内に設置され、前記車両側送電部から送電されて前記走行路側受電部により受電された電力のみを蓄える蓄電装置とを備え、
前記蓄電装置に蓄えられた電力は、前記受電装置から前記トーイングトラクタに送電されず前記トーイングトラクタの前記バッテリに供給されない回生ブレーキシステム。
The electric motor that drives the towing tractor that pulls the load along a running path on the premises where there is an underpass operates as a generator, and the kinetic energy of the towing tractor is recovered as electrical energy to drive the towing tractor. A regenerative braking system that uses regenerative braking to perform braking,
a battery mounted on the towing tractor;
a slope detection sensor that detects whether the towing tractor is traveling on the slope of the underpass;
a vehicle-side power transmission unit that is mounted on the towing tractor and transmits power generated from the electric motor by the regenerative brake when it is detected that the towing tractor is descending the slope of the underpass;
a power receiving device that is installed on the slope of the underpass and has a roadside power receiving unit that receives power transmitted from the vehicle side power transmitting unit;
a power storage device installed in the premises so as to be connected to the roadside power receiving unit, and storing only the power transmitted from the vehicle side power transmission unit and received by the roadside power receiving unit;
A regenerative braking system in which the electric power stored in the power storage device is not transmitted from the power receiving device to the towing tractor and is not supplied to the battery of the towing tractor.
前記走行路に設置されると共に前記蓄電装置と接続され、前記蓄電装置に蓄えられた電力を用いて前記バッテリを充電する充電場を更に更に備える請求項1記載の回生ブレーキシステム。 The regenerative braking system of claim 1 further comprises a charging station that is installed on the travel path and connected to the power storage device, and that charges the battery using the electric power stored in the power storage device.
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