JPH03182652A

JPH03182652A - エネルギー回生リターダ

Info

Publication number: JPH03182652A
Application number: JP32242789A
Authority: JP
Inventors: Masaki Okada; 岡田　正貴
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-08-08

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】（ａ業上の利用分野）本発明は車両（制動力を与えて速度を減少させ、そのエ
ネルギーを回生じようとするエネルギー回生リターダに
関する。

（従来の技術）従来、車両の速度を減速させるには、走行しているエネ
ルギーをブレーキ機構により摩擦熱などに変えて、大気
中に放散させるのが一般的である。

そして、この種の走行エネルギーを回収しようとする試
みが種々なされているが、本出願人により、車両のクラ
ンク軸とパワータービンとを連結して入出力を切換える
動力反転機構と、タービンからの入力時に該機構から回
収した電気エネルギーを、パワータービンの出力切換直
後に駆動力に変換し、パワータービンに伝達してジェネ
レータによってエネルギーを回収しようとするターボコ
ンパランドエンジンの提案が特開平１−１７７４１９号
公報に示されている。

（発明が解決しようとする課題）上述の通常のブレーキ機構によって走行エネルギーを熱
エネルギーとして放散させるのは省エネルギーの点で問
題がある。また、公開公報に開示された提案においては
、前記の動力反転機構の入出力切換直後ではパワーター
ビンの起動トルクが向上するという回収効果が得られる
が、ブレーキ時のエネルギーを常に回収できるまでには
至ってはいないという点が生じている。

したがって本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は車両のブレーキ時の走行エネルギーを
効率よく回収しようとするエネルギー回生リターダを提
供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、被制動軸に設けた歯車機構により連結
される第１のクラッチと、該第１のクラッチから歯車装
置を介して駆動される増速機構により高速駆動されて発
電する回転電機と、該回転電機の回転軸に設けた第２の
クラッチを介して結合され圧気作動するブロワと、ブレ
ーキペダルの踏込みに応じて第１および第２のクラッチ
を制御し制動エネルギーを電力および圧気のエネルギー
に回生ずる回生制御手段とを有するエネルギー回生リタ
ーダが提供される。

（作用）本発明では、被制動軸からクラッチを介し、増速機構に
よって高速駆動されて発電機となる回転電機と、該回転
電機の回転軸からクラッチを介して連結されるブロワと
を設け、被制動軸の回転状態や所望する制動状態に応じ
て、これらのクラッチを制御して制動エネルギーを電力
や圧縮空気のエネルギーに変換して回生させる。

（実施例）つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

同図において、８は被制動軸となるクランク軸であり、
該クランク軸８にはＡギヤ８１が取付けられ、対応する
Ｂギヤ８２と噛合って第１のクラッチとなるＡ電磁クラ
ッチ７を介してＣギヤ７１を駆動するもので、Ｂギヤ８
２には回転センサ８２１が配置され、被制動軸のクラン
ク軸８の回転が間接的に検出されて、後述するコントロ
ーラに伝達される。

２は増速機構となる遊星歯車機構であり、サンギヤ２１
、ビニオン２２、リングギヤ２３を有するもので、リン
グギヤ２３と同軸に取付けられたＥギヤ２４はＤギヤ７
２と噛合い、前記のＣギヤ７１によって駆動されるよう
に構成され、さらにビニオン２２のキャリヤが固定され
ているため、リングギヤ２３の駆動によってサンギヤ２
１の回転軸２０は高速駆動されるものである。

４は電動−発電機となる回転電機でサンギヤ２１の回転
軸２０にその回転子が直結され、該回転軸２０が高速駆
動されると発電機として作動して、その出力は電力変換
器４１を介して蓄エネルギー装置５を充電するように結
線されている。

電力変換器４１はインバータとコンバータとを有する交
直両方向変換器からなり、上述のように発電作動時の回
転電機４からの交流電力を直流に変換したり、また、蓄
エネルギー装置５からの直流電力を交流に変換して回転
電機４を電動駆動し、継に制御された第２のクラッチと
なるＢ電磁クラッチ３を介してブロワ１を回転させるも
のである。なお、蓄エネルギー装置５は鉛バッテリや大
静電容量を有する電気二重層コンデンサなどからなり、
電気エネルギーとして回生じたエネルギーを蓄えたり、
また蓄えたエネルギーにより回転電機４を駆動して予め
ブロワ１を加速しておくもので、該蓄エネルギー装置５
にはその蓄電状態を検出する容量センサ５１が配置され
、コントローラ６にデータを送信するように結線されて
いる。

ブロワ１は例えば遠心式または軸流式の圧縮機で、吸気
口１１からの空気を圧縮し、図示していないエンジンに
過給気を送気して低速時のトルクを向上させたり、また
車両の圧縮空気源として用いるものであり、その吸気口
１１には吸気弁１２が取付けられて、コントローラ６か
らの指令（より作動するステップモータ１３により開閉
が制御され、ブロワ１の仕事量が調整される。

第１のクラッチのＡ電磁クラッチ７と第２のクラッチの
Ｂｔ６ｆｉクラッチ３とはともにコントローラ６からの
指令によりｉｔ／断に制御されるもので、Ａ電磁クラッ
チ７が継に制御されると、クランク軸８のトルクはＡギ
ヤ８１−Ｂギヤ８２−４Ｃギヤ７１−Ｄギヤ７２−Ｃギ
ヤ２４をそれぞれ介して遊星歯車機構２を駆動し、高速
に回転させた回転電機４を発電作動させるもので、さら
にＢ電磁クラッチ３を継に制御すると回転電機４の回転
軸２０の回転がブロワ１に伝達されて圧気作動が行われ
るものである。なお２４１はＣギヤ２４の回転を検出す
る回転センサでその出力はコントローラ６に伝達される
ように結線されている。

９はブレーキペダルであり、ブレーキセンサ９１が取付
けられて、該センサによってペダルの踏込状態がコント
ローラ６に入力されるものである。

コントローラ６はマイクロコンビエータからなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順、制
御用マツプなどを格納する各種メモリ、入／出力回路な
どを備えており、入力回路には前記の各種センナからの
信号が入力され、出力回路からはＡ、Ｂ電磁クラッチや
、ステップモータ１３、電力変換器４１などへの指令が
発せられるように構成されている。

第２図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、つぎに同図を用いてその作動を説明する。

まずステップ１にてブレーキセンサ９１からのペダル踏
込状態の信号を読込み、ステップ２ではＢギヤ回転セン
サ８２１からのクランク軸８の回転状態を読込む。ステ
ップ３ではこれらの信号から大制動力が必要か否かをチ
エツクし、所定の制動力以上が必要と判断するとステッ
プ４に：進んでＡ電磁クラッチ７を継いで、Ａギヤ８１
→Ｂギヤ８２→Ｃギヤ７１→Ｄギヤ７２−Ｃギヤ２４を
それぞれ介して伝達されたトルクが、遊星歯車機構２に
よフて回転ｔｍ４を高速駆動し、発電機として作動させ
る（ステップ５）。

ついでステップ６ではＢＩＥ磁クツクラッチ３ぎ、回転
軸２０とブロワ１とを連結するが、ステップ７にて蓄エ
ネルギー装置５の容量センサ５１からの信号を読込んで
、蓄エネルギー装置５の現蓄電状態をチエツクする。

ステップ８にて蓄電量が小と判断すると、ステップ９．
１０に進んで回転電機４の発電量を大にして電力変換器
４１を介しての蓄エネルギー装置５への送電量を大にす
るとともに、ブロワ１の吸気弁１２の開度を少なくする
ようにステップモータ１３を制御して、ブロワ１による
圧気作動を小にする。また、ステップ８にて蓄エネルギ
ー装置５の蓄電量が大のときは、ステップ１１に進んで
回転電機４の発電量を減少させるとともに、ステップ１
２にて吸気弁１２の開度を大にして、ブロワ１による圧
気作動による吸収エネルギーを大にする。このように必
要とするブレーキ力に差異のないように発電量の大小に
応じ、吸気弁１２の開閉制御を行うことになる。なお、
この場合、回転電機４の発電制御の方をブロワ１の圧気
作動より優先させるものである。

つぎに、ステップ３で大制動力が必要ないと判断すると
、ステップ１３に進んでＡｉ！磁クラりチ７を継いで、
Ａギヤ８１、Ｂギヤ８２、Ｃギヤ７１、Ｄギヤ７２およ
びＣギヤ２４を介し、遊星歯車機構２により回転電機４
を発電駆動させる。そして、制動エネルギーを前述のよ
うに電気エネルギーに変換させて電力変換器４１を介し
て蓄エネルギー装置５に蓄えることになる。なお、この
場合は、Ｂ電磁クラッチ１５は断状態にして、機械的損
失の多いブロワ１は不作動とする。

以上の蓄エネルギー装置に蓄えた電気エネルギーは車載
のバッテリと同様に種々の電源となるもので、また、ブ
ロワ１による圧気はエンジンへの過給気として低速時の
トルクの向上に用いることができるものであり、さらに
、本実施例では制動力を与える源泉軸をクランク軸とし
て説明したが、特にクランク軸に限ることなく、変速機
の回転軸や他の動力軸にも応用できるものである。

以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、こ
れらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものでは
ない。

（発明の効果）本発明によれば、クランク軸からＡ電磁クラッチを介し
、遊星歯車機構などによって増速される回転電機と、該
回転電機の回転軸にＢ電磁クラッチを介して連結される
ブロワとを備え、クランク軸に加える制動力に応じて優
先的に回転電機を発電作動させて制動エネルギーを電力
として回収し、該電力を蓄える蓄エネルギー装置の蓄電
量が大きいときはブロワの圧気作動によって制動エネル
ギーを吸収させるので、従来の大気中に熱エネルギーと
して放散させる場合に比して省エネルギーの点で優れて
おり、また、制動時の走行エネルギーを効率よく電力ま
たは圧気のエネルギーとして回収できるという効果があ
る。

また本発明によれば、制動エネルギーを優先的に回転電
機の発電電力として回収するので、ブロワの回転による
圧気作動における機械損失が減じてエネルギーの回収効
果が向上するという利点が得られる。

さらに本発明では、制動エネルギーを電力と圧気とのエ
ネルギーにバランスよく回収するため、蓄電量の大小に
拘らず所望する制動力が得られることになり、運転者に
対する不自然感が解消されるという効果も生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図である
。１・・・ブロワ、２・・・遊星歯車機構、３・・・Ｂ電
磁クラッチ、４・・・回転電機、５・・・蓄エネルギー
装置、６・・・コントローラ、７・・・Ａ電磁クラッチ
、８・・・クランク軸、９・・・ブレーキペダル、１２
・・・吸気弁。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被制動軸に設けた歯車機構により連結される第１
のクラッチと、該第１のクラッチから歯車装置を介して
駆動される増速機構により高速駆動されて発電する回転
電機と、該回転電機の回転軸に設けた第２のクラッチを
介して結合され圧気作動するブロワと、ブレーキペダル
の踏込みに応じて第１および第２のクラッチを制御し制
動エネルギーを電力および圧気のエネルギーに回生する
回生制御手段とを有することを特徴とするエネルギー回
生リターダ。
（２）前記の被制動軸はエンジンのクランク軸であるこ
とを特徴とする請求項（１）記載のエネルギー回生リタ
ーダ。
（３）前記の増速機構に遊星歯車機構を用いたことを特
徴とする請求項（１）記載のエネルギー回生リターダ。