JPH02124349A - 車両ブレーキエネルギー回生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の減速エネルギーを回収して発進／加速
エネルギーとして利用する車両のブレーキエネルギー回
生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

車両の減速時に失われる運動エネルギーの内、主として
熱として発散（ブレーキ、エンジン）される分を作動油
圧として回収してアキュムレータにｍ圧し、この蓄圧し
たエネルギーを１１両の発進エネルギー及び加速エネル
ギーとして利用するＰＴ　Ｏ（Ｐｏｗｅｒ−Ｌａｋｅ−
ｏｆ　ｆ）出力装置又はトランスファーを併設したアク
スルを０１８えた車両の減速エネルギー回収装置は従来
より知られており、最も古くは１９７６年にイギリスの
Ｃ，Ｊ、　　ローレンス社がプリティンシュレイランド
社のバスを使って開発中であることが発表され、以来、
欧米で種々の研究・開発が為されて来ており、最近では
特開昭６２−１５１２８号公報、特開昭６２−３７２１
５号公報及び特開昭６２−３９３２７号公報等に開示さ
れている。

後者の装置は、何れも、エンシンクランチを介して駆動
されるカウンタシャフトと車輪駆動系に接続したメイン
シャフトとカウンタシャフトの回転をメインシャフトに
変速して伝える多段のギヤ列機構を有するトランスミッ
ション（以下、Ｔ／Ｍと略称する）、カウンタシャフト
にカウンタシャフトＰＴＯギヤシンクロナイザを介して
接断可能に装着されたカウンタシャフトＰＴＯギヤとこ
のＰＴＯギヤにギヤ結合されメインシャフトにメインシ
ャフトＰＴＯギヤシンクロナイザを介して接話可能に装
着されたメインシャフトＰＴＯギヤとこのメインシャフ
トＰＴＯギヤに結合された駆動ギヤを介して駆動される
ＰＴＯ出力軸とを有する多段階変速式ＰＴＯ装置、ＰＴ
Ｏ軸に連結されたポンプ・モータ、このポンプ・モータ
を介してアキュムレータとオイルタンクを接続する油圧
回路、この油圧回路とＰＴＯ軸とを接話可能にするＴｉ
　４６クラノチ、及び電磁クラッチを制御しポンプ・モ
ータと高圧油回路で接続されたアキュムレータ、及びポ
ンプ・モータを車両の運転状態に応じて、ポンプ及びモ
ータの何れか一方として機能させる（即ち、濾速時には
ポンプとして機能させ車輪の回転力によりＰＴＯ装置を
介して作動油をアキュムレータに蓄圧させることにより
主としてブレーキ、エンジンの熱として失われる運動エ
ネルギー（以下、ブレーキエネルギーと呼ぶ）を回収す
るとともに発進／加速時にはアキュムレータに蓄圧して
いた作動油により回転力を発生しＰＴＯ装置を介して車
輪を回転駆動させるモータとして機能させる）制御手段
を主要部として構成されたものである。

このような、減速エネルギー回収装置の制御手段は、 ■発進時、アキュムレータ内油圧が充分のとき、アクセ
ルペダルの踏込量に応して可変容量型モータの容量（斜
板又は斜軸の傾転角）を制御し且つ電磁クラッチを接続
して油圧回路により油圧力による発進を行い、その間に
運転者が選択したギヤ段に対応して設定された車速を越
えた時には、エンジンクラッチを接続してエンジン駆動
を行うとともにＰＴＯ装置の変速制御を行ってオンだっ
たカウンタシャフトシンクロナイザをオフにしメインシ
ャフトシンクロナイザをオンにし、更にその時のアクセ
ルペダルの踏込量が大きい時のみその踏込量に応した油
圧力を加える制御を行う。

■ブレーキ時、電磁クラッチを接続するとともにブレー
キペダルの踏込に応した傾転角制御信号（ポンプ容量制
御信号）をポンプ・モータに与えてポンプ動作を行い、
これと同時にエンジンのクラッチを切る制御を行う。

この場合、制御手段は、制御プログラムに基づいて、ブ
レーキエネルギー中のエンジンブレーキで消費する分も
回収するため、またモータによる走行時にはエンジンを
車輪の駆動系から切り離すため、エンジンのクラッチが
°“断°゛となるように制御するとともにモータとエン
ジンを併用するか又はエンジンのみで発進／加速する時
には“接°゛になるように制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来技術の場合には、エネルギー回収モード
時において特に運転者がブレーキペダルを大きく踏み込
んだとき等、アキュムレータに蓄積されるオイルの圧力
が異常に高くなることがあり、にもかかわらず油圧回路
をブレーキ用に作動し続けると、アキュムレータ内のプ
ラグが破壊されるのを防止するために設けられたリリー
フ弁に大量のオイルが一時期に集中して流れるので、オ
イル漏れが生し道路をｌηしてしまうという問題点があ
った。

従って、本発明は、アキュムレータの蓄圧が異常に高く
なった時には、エネルギー回収モードを解除することが
できる車両のブレーキエネルギー回生装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明に係る車両のブレー
キエネルギー回生装置では、油圧回路と、該油圧回路の
蓄圧センサと、ブレーキ踏込量センサと、Ｔｉ磁比例式
エア圧制御弁と、エアブレーキ装置と、エネルギー回収
モード時、咳蓄圧が所定値以上の異常高圧になったとき
少なくとも該油圧回路を遮断状態にするとともに該ブレ
ーキ踏込量に対応して該制御弁を制御することにより必
要なブレーキトルクを該エアブレーキ装置で発生させる
制御手段と、を備えている。

〔作　　　用〕

本発明では、制御手段は、エネルギー回収モード時、蓄
圧センサから出力される油圧回路の蓄圧が所定値以上の
異常状態を呈したとき、少なくとも油圧回路を構成する
例えば回路弁又はポンプモータを制御して該油圧回路を
遮断する。従って、これに加えて電磁クラッチを断にし
てもよい。

そして、これとともにブレーキ踏込量センサから出力さ
れるブレーキ踏込■に対応したブレーキトルクを得るた
め、電磁比例式エア圧制御弁を制御し、この制御弁によ
って制御されるエアブレーキ装置によって車両に制動力
を与える。

従って、油圧ブレーキを掛けた時に油圧が異常高圧状態
になってもオイル漏れを起こさずに車両を安全に制動す
ることができる。

〔実　施　例］ 第１図は、本発明が適用される車両のブレーキエネルギ
ー回生装置の一実施例の構成図であり、■はアクスル２
０を介して車輪２１の駆動力を油圧ブレーキ力として取
り出すＰＴＯ装置、２はＰＴＯ装置１とブレーキ時にポ
ンプ動作を実行するポンプ・モータ３との間の駆動力伝
達の接話を行うＴＲＬｉｌクラッチ、４は回路弁として
の回路切替弁、５は高圧アキュムレータ、６はポンプ・
モータ３と回路切替弁４と高圧アキュムレータ５ととも
に油圧回路を構成する低圧アキュムレータである。

また、高圧アキュムレータ５と回路切替弁６との間には
高圧アキュムレータ５に蓄圧されたオイルの蓄圧センサ
７が取り付けられている。８はブレーキペダル、９はブ
レーキペダル８が踏まれたか否かをオン／オフ検出する
ブレーキペダルスイッチ、１０はブレーキペダル８の踏
込量を検出するブレーキ踏込量センサ、１１はブレーキ
エアタンク、１２はブレーキエアタンク１１からのエア
を制御する電（１比例式エア圧制御弁、１３はブレーキ
エア配管、１４はブレーキシリンダ、１４ａはブレーキ
シリンダ１４のピストン、１５はプレーキノリンダ１４
によって駆動され制動力を発生ずるブレーキドラムであ
る。尚、プレーートエアタンクｌｌ、エア圧制御弁１２
、ブレーキエア配管１３、ブレーキシリンダ１４及びブ
レーキドラム１５でエアブレーキ装置を構成している。

また、１６はＰＴＯ装置１を含む変速機（Ｔ／Ｍ）　、
１７は変速Ｊａ＋６とエンジン（図示せず）とを接続す
る自動制御式のエンジンクラッチ、そして１８はセンサ
７．１０、スイッチ９の出力を常に定期的に監視し、ポ
ンプ・モータ３の傾転角（容量）制御、回路切替弁４の
切替／遮断制御、電ｉｆｆクラッチ２の開閉制御、電磁
比例式エア圧制御弁１２の制御、エンジンクラッチ１７
の接続制御を行う制ｊ井手段としてのＭＰＵ（マイクロ
プロセンサ）である。

次に上記実施例の本発明による動作を、ＭＰＵ１８に記
１ａされ且つ実行される第２図のフローチャート図に沿
って説明する。

まず、車両の運転者がブレーキペダル８を踏んだことに
より、ブレーキペダルスイッチ９がオンになるので、こ
のスイッチ９の状態によりフルレーキペダル８が踏まれ
たか否かをチエツクする（ステンブＳｌ）。フ゛レーキ
ペダル８が踏み込まれていると判定されると、ＭＰＵ１
Ｂはエネルギー回収モードに入ったとして蓄圧センサ７
の圧力を読み込む（ステップＳ２）。

この蓄圧が３５０ｋｇノｃ＋＋＋２より太きければ、油
圧回路に蓄積されたオイルの圧力は異常に高く、オイル
廂れを起こすので、油圧回路を遮断する。

油圧回路の遮断は、ポンプ・モータ３の傾転角（容量）
を°０°゛にしくステップ５４）（図示していないが傾
転角センサを用いてフィートバンク制？ｉｌｌをかける
ことが好ましい）、回路切替弁４を図示のようにオープ
ン（閉弁）状態に制御する（ステップＳ５）。

そして、油圧回路を遮断した後、更に安全を回すため電
るｎクラッチ２を断にする（ステップ３６）尚、上記の
ステップＳ４〜Ｓ６は全部不可欠ではなく、ず°くなく
ともこれらのいずれかのステ。

プが実行されれば油圧回路は遮断されて異常な蓄圧状態
での油圧ブレーキを避けることができる。

ここまでは、油圧回路を動作させないようにするための
ステップであるが、運転者はブレーキペダルを踏んでい
るのであるから、それに対応したブレーキ力を発生させ
る必要がある。

このため、ブレーキ踏込量センサ１０から出力されるブ
レーキ踏込量を読み込み（ステンプＳ７）このブレーキ
踏込量に対応したブレーキトルクを発生させるための制
御信号をＭＰｔＪｌＢがエア圧制御弁１２に送る。これ
により、ブレーキシリンダ１４には制御信号に対応した
エア圧がエアタンク１１から与えられ、ブレーキドラム
１５に作用してブレーキ力を発生する。

ここで、ブレーキ踏込量に対応したブレーキトルクの求
め方について説明する。

第３図はブレーキトルクマツプを示しており、このマ、
７プは、エアブレーキ、エアオーバーハイドロリンク（
エア・オイル）フ゛レーキ等のフ゛レーキペダル踏込量
と車両１台当たりの制動トルクの台別（前・後輪）の関
係を示す線図を基にしたもので、ペダル操作フィーリン
グ、乗客のフィーリング及び安全性からエネルギー回収
モードでのペダル操作と実際のブレーキの効き具合はエ
アブレーキ、エア・オイルブレーキ等の操作と同等とな
る。

第３図において、ブレーキペダル８の踏込の初期状態（
例えば、０〜３．５°）をブレーキ遊びとし、ブレーキ
ペダル８に取り付けられたブレーキ踏込啜センサ［０の
出力電圧をブレーキペダルスイッチ９により０としであ
る。ブレーキペダル８の踏込の初期状態（例えば、３５
°）を越えると、上記ス・イッチ９はオンとなり、セン
サｌＯはペダル踏込量に比例した電圧を出力する。

従って、ブレーキペダル８の踏込角度はセンサｌＯの出
力から検出できる。

ブレーキペダル８の踏込の初期に続く区間がブレーキ力
制御区間（例えば、３．５°〜１６°）であり、この区
間においてエアブレーキ装置を制御する。

このため、マツプからブレーキペダル８の踏込量に相当
する制動トルクＴを求める。

ブレーキ力制御区間を越える区間（例えば、１６°〜２
５’）は、パニックブレーキ時であり、この時、環Ｉｎ
比例式エア圧制御弁１２はブレーキペダル８と連通した
リンク機構（図示仕ず）により強制的に押し下げられ、
ブレーキエアタンク１１とブレーキシリンダ１４とを全
通にして圧縮エアによる最大の制動力を発生させる。

従って、ＭＰｔＪｌＢは、上記に求めた制動トルクと、
エア圧制御弁１２の開度が最大のときにエアタンク１１
からの最大エア圧によって発生される制動トルクとの比
を求め、この比によりエア圧制御弁１２の開度を比例制
御すれば、ブレーキペダル８の踏込量に応じた所望のブ
レーキ力を発生することができる。

尚、上記のエネルギー回収モード時においては、自動制
御式エンジンクラッチ１７は断状態に保持され、変速機
１６をエンジンに接続しないようにする。また、自動制
御式エンジンクラッチを有しない通常の自動変速式車両
ではギヤ位置をニュートラル位置に制御することになる
。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る車両のブレーキエネルギー
回生装置では、エネルギー回収モードにおいて油圧回路
の蓄圧状態が異常に高くなったときには、少なくとも油
圧回路を遮断するとともにブレーキペダルの踏込量に応
したブレーキ力を発生するように構成したので、油圧回
路に通常設けられるリリーフ弁でのオイル漏れがなくな
り、正常な運転を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生
装置が適用される一実施例の構成を示す図、 第２図は本発明によるエネルギー回収モード時のフロー
チャート図、 第３図はブレーキペダル踏込量と制動トルクとの関係を
示したマツプ図、である。 第１図において、１はＰＴＯ装置、２は電磁クラッチ、
３はポンプ・モータ、４は回路（切替）弁、５は高圧ア
キュムレータ、６は低圧アキュムレータ、７は蓄圧セン
サ、８はブレーキペダル、９はブレーキペダル（戻し位
置検出）スイッチ、ｌＯはブレーキ踏込量センサ、１１
はエアタンク、１２は電磁比例式エア圧制御弁、１４は
ブレーキシリンダ、１４ａはピストン、１５はプレーキ
ドラム、 １日はＭＰＵ、 をそれぞれ示す。 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧回路と、該油圧回路の蓄圧センサと、ブレーキ踏込
   量センサと、電磁比例式エア圧制御弁と、エアブレーキ
   装置と、エネルギー回収モード時、該蓄圧が所定値以上
   の異常高圧になったとき少なくとも該油圧回路を遮断状
   態にするとともに該ブレーキ踏込量に対応して該制御弁
   を制御することにより必要なブレーキトルクを該エアブ
   レーキ装置で発生させる制御手段と、を備えたことを特
   徴とする車両のブレーキエネルギー回生装置。