JPH06107137A - 車両の回生ブレーキ装置 - Google Patents

車両の回生ブレーキ装置

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JPH06107137A
JPH06107137A JP25474592A JP25474592A JPH06107137A JP H06107137 A JPH06107137 A JP H06107137A JP 25474592 A JP25474592 A JP 25474592A JP 25474592 A JP25474592 A JP 25474592A JP H06107137 A JPH06107137 A JP H06107137A
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秀一 中村
Akinobu Kadoi
明伸 門井
Kazutomi Tanaka
一臣 田中
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回生ブレーキの休止時にサービスブレーキの
応答性を向上させ、ブレーキ力を容易に調整可能にする
とともに信頼性を確保する。 【構成】 ブレーキペダル1の初期作動域には圧力を発
生しない不作動域を備えたブレーキバルブ2と、このブ
レーキバルブ2の不作動域にもブレーキペダル1の作動
に連動してエアリザーバ14からの圧力を出力する補助
ブレーキバルブ3と、この補助ブレーキバルブ3の出力
を信号圧としてエアリザーバ14からの圧力を所定の割
合で減圧して出力するリミティングアンドクイックリリ
ースバルブ9と、リミティングアンドクイックリリース
バルブ9またはブレーキバルブ2の出力のうち高圧のほ
うを選択的にサービスブレーキに出力するダブルチェッ
ク弁4、5と、リミティングアンドクイックリリースバ
ルブ9への信号圧通路11を開閉する電磁弁7と、回生
装置30の作動時を検出して信号圧通路11の電磁弁7
を閉弁するコントローラ10とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の減速時に運動エ
ネルギを回収して走行時の駆動エネルギとして利用する
車両の回生ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の回生ブレーキ装置として
は、例えば特開平2−124349号公報及び特開昭6
1−175153号公報に開示されるものが知られてい
る。
【0003】これらの装置は車輪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ームレータに接続するとと
もに、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ともにアキュ
ームレータに高圧オイルを蓄圧して車両の運動エネルギ
を回収するよう構成される。アキュームレータに蓄圧さ
れたエネルギは、例えば発進時などにポンプモータを車
輪駆動系に接続してモータとして作用させ、車輪駆動系
の駆動エネルギとして使用する。
【0004】さらに上記前者の装置では回生装置の蓄圧
状態に応じてブレーキペダルの踏み込み量と車輪に発生
するブレーキトルクが対応するように比例制御弁を電子
的に制御するように構成される。一方、上記後者の装置
ではブレーキペダルの初期踏み込み代を大きく設定し、
サービスブレーキ(フットブレーキ)が作動しないこの
踏み込み代の間で回生装置を作動させ、運動エネルギを
回収するように構成されるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の装置においては、電子的な制御手段によってのみサ
ービスブレーキを駆動するため、制御手段の故障に対し
て信頼性が低いという問題があり、また、上記後者の装
置では、回生装置が作動しないときにはブレーキペダル
の踏み込み代が単なる遊びとなってしまい、サービスブ
レーキの応答性が損なわれるという問題があった。
【0006】そこで本発明は、回生ブレーキの不作動時
にサービスブレーキの応答性、ブレーキ力の調節及び制
動特性を向上させるとともに信頼性を確保した車両の回
生ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ブレーキペダ
ルが操作される制動時に車輪の回転力を加圧手段に伝達
してエネルギ回生用の圧力をアキュームレータに蓄える
回生装置を備えたブレーキ装置において、ブレーキペダ
ルの初期作動域には制動圧力を発生しない不作動域を備
えた第1のブレーキバルブと、この第1のブレーキバル
ブの不作動域にもブレーキペダルの作動に連動してブレ
ーキ圧力源からの圧力を出力する第2のブレーキバルブ
と、この第2のブレーキバルブの出力を信号圧としてブ
レーキ圧力源からの圧力を所定の割合で減圧して出力す
る比例制御弁と、前記比例制御弁または第1のブレーキ
バルブの出力のうち高圧のほうを選択的にサービスブレ
ーキに出力する切換弁と、前記比例制御弁への信号圧通
路を開閉する弁と、前記回生装置の作動時を検出して信
号圧通路の弁を閉弁する制御手段とを備える。
【0008】また、前記比例制御弁に減圧割合を変更可
能な比例制御弁を採用する。
【0009】
【作用】したがって、回生装置が作動しない場合におけ
る第1のブレーキバルブの不作動域では、制御手段は補
助エア通路の弁を開弁して第2のブレーキバルブからの
圧力に応じた信号圧を比例制御弁に加える。切換弁には
第1のブレーキバルブからの出力がないため、比例制御
弁が出力する信号圧に応じて減圧したブレーキ圧力源か
らのエアを選択するとともにサービスブレーキに出力し
て制動が行われる。一方、回生装置が作動中の第1のブ
レーキバルブの不作動域では、制御手段は補助エア通路
の弁を閉弁させるために比例制御弁からの出力は遮断さ
れ、切換弁には第1又は第2のブレーキバルブからの圧
力が加わらずに回生装置の制動力のみで制動が行われ
る。第1のブレーキバルブの不作動域では回生装置の作
動の断続に応じて、回生装置による制動と比例制御弁の
出力によるサービスブレーキによる制動が切り換えられ
るが、比例制御弁の出力を回生装置の制動力と等しい制
動力となる減圧率に設定することにより回生装置から比
例制御弁の出力によるサービスブレーキへの切換、また
は逆方向の切換において、連続的に切り換えることがで
きる。
【0010】第1のブレーキバルブの不作動域を越えて
さらにブレーキペダルを踏み込むと第1のブレーキバル
ブが作動し、この第1のブレーキバルブの出力が比例制
御弁の出力より高圧になると切換弁は接続された第1の
ブレーキバルブの出力を選択してサービスブレーキに出
力する。
【0011】また、減圧割合を調整可能な比例制御弁を
採用したため第1のブレーキバルブの不作動域における
サービスブレーキへの出力を調整することが可能とな
り、回生装置からサービスブレーキへの切換をより円滑
に行うことができる。
【0012】
【実施例】図1及び図2に本発明の実施例を示す。
【0013】図1において、2はフルエアブレーキを構
成する第1のブレーキバルブとしてのブレーキバルブ
で、ブレーキペダル1の踏み込み角度等の踏み込み量に
応じてエアリザーバ14、15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にそれぞれエ
アを供給する。このブレーキバルブ2はブレーキペダル
1の踏み込み角度が所定の値に達するまではプライマリ
回路18及びセカンダリ回路19にエアを出力しない不
作動域を備えている。
【0014】3はブレーキペダル1に連動する第2のブ
レーキバルブとしての補助ブレーキバルブで、エアリザ
ーバ14からのエアをブレーキペダル1の踏み込み角度
に応じて制御したエアを信号圧通路11に出力する。信
号圧通路11はコントローラ10に駆動される常開式の
電磁弁7を介してリレーバルブ8の信号圧側に接続され
るとともに、電磁弁7の上流にはコントローラ10に接
続された圧力センサ6が設けられ、コントローラ10は
この圧力センサ6が検出する信号圧に基づいて回生装置
30の駆動を行う。
【0015】リレーバルブ8はエアリザーバ14からエ
アの供給を受けて、信号圧通路11の電磁弁7から供給
される信号圧に応じた圧力を比例制御弁としてのリミテ
ィングアンドクイックリリースバルブ9(以下LQRバ
ルブ9)へ供給し、LQRバルブ9は所定の割合で減圧
した出力を2つの入力ポートを備えて高圧側を選択する
切換弁としてのダブルチェック弁4、5にそれぞれ供給
する。
【0016】一方、ブレーキバルブ2に接続されたプラ
イマリ回路18はダブルチェック弁4のもう一方の入力
ポートに接続され、セカンダリ回路19はダブルチェッ
ク弁5のもう一方の入力ポートの接続される。
【0017】ダブルチェック弁4の出力ポートは後輪ブ
レーキ回路20に接続され、後輪ブレーキ回路20に供
給されたエアはリレーバルブ22を介してブレーキチャ
ンバ24を駆動する。ダブルチェック弁5の出力ポート
は前輪ブレーキ回路21に接続されてクイックリリース
弁23を介してブレーキチャンバ25を駆動する。これ
らブレーキチャンバ24及び25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
キを構成する。
【0018】回生装置30は図2に示すように、トラン
スミッション41の出力軸が駆動軸としての後輪40に
連結するとともに、電磁クラッチ42aを備えたギヤ4
2を介して斜軸式のポンプモータ43が連結する。ポン
プモータ43の一方のポートには電磁弁36及びアキュ
ームレータ37を備えた高圧油通路44が接続され、他
方のポートにはタンク38を備えた低圧油通路45が接
続される。アキュームレータ37にはピストン37aの
位置(回生されたエネルギの量)を蓄圧レベルとして検
出するポテンショメータ33が介装される。
【0019】コントローラ10には、車速センサ32か
らの車速信号V、シフトレバー34からの変速位置信
号、アキュームレータ37の蓄圧レベルを検出するポテ
ンショメータ33からの蓄圧レベル信号L、前記図1の
信号圧通路11の圧力を検出する圧力センサ6からの信
号圧Pが入力される。コントローラ10はこれら入力信
号に基づいて運転者の要求する制動トルクを演算してポ
ンプモータ43の流量を設定し、この設定値に見合う斜
軸の傾転角となるように斜軸駆動装置35を駆動すると
ともに、高圧油通路44の電磁弁36、信号圧通路11
に介装された電磁弁7を開閉制御して、回生装置30の
ポンプモータ43を作動させるかを選択する。
【0020】次に図3のフローチャートを参照しながら
コントローラ10における制御(エネルギ回収ルーチ
ン)について説明する。
【0021】まず、ステップ50では圧力センサ6から
の信号圧Pを読み込んで、ステップ51においてこの信
号圧Pがあらかじめ設定した圧力P0を越えたか、すな
わち、運転者がブレーキペダル1を踏んだか否かを判定
する。この判定でブレーキペダル1が踏まれている場合
にはステップ52へ進み、そうでない場合にはステップ
61の処理に進む。ステップ52でポテンショメータ3
3からアキュームレータ37の蓄圧レベルLを読み込む
と、ステップ53で蓄圧レベルLが所定の最大レベルL
maxを越えていないか、すなわちアキュームレータ37
が許容圧力以内であるかを判定する。ここでアキューム
レータ37が許容蓄圧レベル以内であればステップ54
に進み、そうでない場合にはステップ61の処理に進
む。
【0022】ステップ54ではシフトレバー34から変
速位置信号を読み込んで、運動エネルギを回収可能な前
進位置にあるかをステップ55において判定し、この判
定結果がYESであればステップ56で車速センサ32
から車速信号Vを読み込む。ステップ57では車速Vが
予め設定した最低速度Vminを越え、かつポンプモータ
43の最大許容回転数となる最大速度Vmax未満の運動
エネルギを回収可能な車速であるかを判定し、判定結果
がYESであればステップ58以降で後述するように運
動エネルギを回収する一方、NOであればステップ61
以降の処理により回生装置30を休止してサービスブレ
ーキによる制動を行う。
【0023】ステップ58で電磁弁36を開弁すると、
ステップ59では斜軸駆動装置35によりポンプモータ
43の図示しない斜軸をブレーキペダル1の踏み込み角
度に応じた傾転角に駆動し、後輪40の駆動力によりタ
ンク38の作動油をアキュームレータ37に圧送、蓄圧
して運動エネルギを回収するとともに、ステップ60で
電磁弁7に通電して閉弁させて信号圧通路11を遮断す
る。ブレーキバルブ2の不作動域ではサービスブレーキ
を休止させて回生装置30により制動を行うが、ブレー
キペダル1の踏み込み角度が増大してブレーキバルブ2
の不作動域を越えると、ブレーキバルブ2のプライマリ
回路18およびセカンダリ回路19からダブルチェック
弁4、5にエアが加わり、このとき信号圧通路11は遮
断されているので後輪ブレーキ回路20および前輪ブレ
ーキ回路21にはプライマリ回路18およびセカンダリ
回路19からのエアが供給され、サービスブレーキの作
動が開始して制動が促進される。
【0024】一方、上記ステップ51、53、55及び
57の判定結果がNOとなる回生装置30を作動させな
い場合には、ステップ61で電磁弁7への通電を遮断し
て開弁させ、開通した信号圧通路11から補助ブレーキ
バルブ3のエアをリレーバルブ8に信号圧として供給す
る。リレーバルブ8は信号圧に応じてエアリザーバ14
からのエアをLQRバルブ9に出力し、所定の減圧割合
で減圧されたエアがLQRバルブ9からダブルチェック
弁4,5にそれぞれ供給される。
【0025】このとき、ブレーキバルブ2が不作動域に
あればLQRバルブ9の出力で後輪ブレーキ回路20及
び前輪ブレーキ回路21による制動を開始することがで
きる。さらにステップ62では斜軸駆動装置35の傾転
角を0にしてポンプモータ43を休止させ、ステップ6
3で高圧油回路44の電磁弁36を閉弁して回生装置3
0を休止させる。
【0026】ここで、ブレーキペダル1の踏み込み角度
θとブレーキバルブ2、補助ブレーキバルブ3及びLQ
Rバルブ9が発生するエア圧Pとの関係は図4に示すよ
うに変化する。
【0027】ブレーキペダル1の踏み込み角度θがθ1
未満の領域はブレーキバルブ2が作動しない不作動域で
あり、電磁弁7が開弁した回生装置30の休止時にはブ
レーキペダル1の踏み込み角度θに応じた信号圧P3
補助ブレーキバルブ3から信号圧通路11を介してリレ
ーバルブ8に加わえられ、リレーバルブ8は信号圧に応
じてエアリザーバ14からのエアをLQRバルブ9に出
力する。LQRバルブ9の出力はP4で示すように所定
の割合で減圧され、この出力P4は回生装置30の制動
力に等しい制動力が得られるように設定されている。
【0028】なお、電磁弁7が閉弁した回生装置30の
作動中であれば、リレーバルブ8には信号圧が加わら
ず、信号圧通路11に加わる信号圧P3を圧力センサ6
が検知することで回生装置30が作動して後輪40に制
動が加えられる。
【0029】踏み込み角θがθ1 を越えてブレーキペダ
ル1が踏み込まれると、踏み込み角度θに応じてブレー
キバルブ2からプライマリ回路18及びセカンダリ回路
19にエア圧P1 、P2 の供給が開始される一方、電磁
弁7からの信号圧P3 は所定の圧力を保持し、プライマ
リ回路18からのエア圧P1 がLQRバルブ9の出力圧
4を越える踏み込み角度θ2 までは前記回生装置30
の休止時と同様にLQRバルブ9からの出力圧P4がサ
ービスブレーキに加えられる。
【0030】ブレーキペダル1の踏み込み角度θがθ2
を越えると、ブレーキバルブ2のプライマリ回路18及
びセカンダリ回路19からのエア圧P1、P2がLQRバ
ルブ9からの出力圧P4を越えるため、ダブルチェック
弁4、5の出力はエア圧P1、P2にそれぞれ切り換えら
れ、プライマリ回路18及びセカンダリ回路19からの
エア圧P1、P2が後輪ブレーキ回路20及び前輪ブレー
キ回路21にそれぞれ供給されてサービスブレーキが作
動する。
【0031】ブレーキバルブ2の不作動域において、回
生装置30の作動が上記ステップ51、53、55、ま
たは57の判定結果などにより休止した場合、コントロ
ーラ10は電磁弁7への通電を停止して開弁させるた
め、ダブルチェック弁4はLQRバルブ9からの出力圧
4を後輪ブレーキ回路20及び前輪ブレーキ回路21
に出力し、回生装置30の制動力に等しい制動力でサー
ビスブレーキを作動させて減速が行われる。この回生ブ
レーキからサービスブレーキへの切換は、高い応答性を
備え、かつ等しい制動力で連続的に行うことができるた
め、運転者などに不快なショックを与えることなく切り
換えることができる。
【0032】この回生ブレーキからサービスブレーキへ
の切換は電磁弁7への通電が遮断したときにも行われ、
例えばコントローラ10に故障が発生して電磁弁7への
通電が停止する場合、電磁弁7が開弁するためにブレー
キバルブ2の不作動域であれば、LQRバルブ9からの
出力圧P4が後輪ブレーキ回路20及び前輪ブレーキ回
路21を作動させ、回生ブレーキからサービスブレーキ
に自動的に切り換えて確実かつ連続的に制動を加えるこ
とが可能となってフェイルセーフを確保することができ
る。
【0033】このように、回生装置30が作動しないブ
レーキバルブ2の不作動域であっても、補助ブレーキバ
ルブ3からの信号圧P3によりLQRバルブ9から出力
圧P4が供給されてサービスブレーキにより制動が行わ
れるため、ブレーキペダル1の初期作動域に設定したブ
レーキバルブ2の不作動域における制動力の応答性を向
上するとともにフェイルセーフを確保することができ、
また、LQRバルブ9の出力圧P4を回生装置30の制
動力に等しく設定したため、回生ブレーキからサービス
ブレーキへの切換が等しい制動力で連続的に行うことが
できるため、運転者などに不快なショックを与えること
なく切り換えることが可能となる。
【0034】図5は他の実施例を示し、前記第1の実施
例における信号圧通路11からの信号圧を所定の割合で
減圧するLQRバルブ9とダブルチェック弁4、5との
間にリレーバルブ8を介装したもので、その他の構成は
前記第1の実施例と同様である。
【0035】LQRバルブ9は信号圧通路11の信号圧
を所定の割合で減圧してリレーバルブ8の信号圧側に供
給し、リレーバルブ8はこのLQRバルブ9の出力に応
じてエアリザーバ14からのエアをダブルチェック弁
4、5に供給する。LQRバルブ9の減圧割合は、リレ
ーバルブ8の出力が回生装置30の制動力と等しくなる
ように設定され、前記第1の実施例と同様に回生ブレー
キからサービスブレーキへの切り換えを連続的に行うこ
とができる。
【0036】図6は第3の実施例を示し、前記第1の実
施例のリレーバルブ8を廃止するとともにダブルチェッ
ク弁4、5をそれぞれ2ウェイリレーバルブ84、85
とし、LQRバルブ9は補助ブレーキバルブ3からの信
号圧を減圧して2ウェイリレーバルブ84、85にそれ
ぞれ出力するようにしたもので、その他の構成は前記第
1の実施例と同様である。
【0037】この2ウェイリレーバルブ84は2つの信
号圧ポートを備え、一方はLQRバルブ9の出力側に接
続され、他方はブレーキバルブ2のプライマリ回路18
と接続されてLQRバルブ9またはプライマリ回路18
の高圧側を信号圧として選択し、エアリザーバ14から
供給されるエアを信号圧に応じて後輪ブレーキ回路20
へ出力する。2ウェイリレーバルブ85も同様にして、
LQRバルブ9またはセカンダリ回路19の高圧側を信
号圧として選択し、エアリザーバ15からのエアをこの
信号圧に応じた圧力で前輪ブレーキ回路21に出力す
る。LQRバルブ9の出力が回生ブレーキの制動力に等
しく設定されるため、前記第1の実施例と同様に回生ブ
レーキからサービスブレーキの切換が円滑に行われ、さ
らにリレーバルブ8を削除したため部品点数を削減する
ことができる。
【0038】図7は請求項2の発明に対応する一実施例
を示し、図1に示す前記第1の実施例におけるLQRバ
ルブ9を減圧割合を変更可能なロードセンシングプロポ
ーションバルブ80(以下LSPV80とする)に置き
換えたものであり、その他の構成は前記第1の実施例と
同様である。
【0039】LSPV80はオペレーティングアーム8
0aの操作角度を調整することにより減圧割合を変更
し、図8に示すように出力圧をP4〜P4′の間で変化さ
せることができ、回生ブレーキからサービスブレーキへ
切り換えたときの減速度の変化が生じないようにブレー
キバルブ2の不作動時におけるサービスブレーキの制動
力を調整することが可能となり、回生装置30の断続に
伴う回生ブレーキとサービスブレーキの切換をより円滑
に行うことが可能となる。
【0040】図9、10は請求項2の発明の他の実施例
を示し、図9ではLSPV80をリレーバルブ8の上流
に配設し、図10においてはLSPV80を電磁弁7の
上流に配設したものであり、その他の構成は前記第1の
実施例と同様であり、これらの作用も前記図7に示す実
施例と同様である。
【0041】なお、上記実施例において切換弁としてダ
ブルチェック弁4、5を採用したが、図示はしないが自
動的に高圧側を選択するシャトル弁などで構成してもよ
い。また、上記実施例において後輪ブレーキ回路20及
び前輪ブレーキ回路21をフルエアブレーキにより構成
したが、図示はしないが油圧とエアを組み合わせたエア
オーバハイドロリックブレーキ等で構成してもよい。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第2のブ
レーキバルブの出力を所定の割合で減圧する比例制御弁
によりサービスブレーキの制動力を回生装置の制動力に
等しくすることができ、回生装置からサービスブレーキ
への切り換え時に運転者などにショックを与えることな
く連続的に切り換えることが可能となって乗心地を向上
することができ、また回生装置の休止時にもブレーキ装
置の信頼性及び応答性を確保することが可能となる。
【0043】また減圧割合を変更可能なロードセンシン
グプロポーションバルブを備えたため、第1のブレーキ
バルブの不作動域において、回生装置の制動力に応じて
サービスブレーキの制動力を調整することが可能となっ
て、回生装置とサービスブレーキの切り換え時の乗心地
をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す構成図である。
【図2】同じく回生装置を示す構成図である。
【図3】コントローラの制御の一例を示すフローチャー
トである。
【図4】ブレーキペダルの踏み込み角度とブレーキバル
ブのエア圧及びリミティングアンドクイックリリースバ
ルブの出力圧との関係を示す図である。
【図5】第2の実施例を示す構成図である。
【図6】第3の実施例を示す構成図である。
【図7】請求項2の発明の一実施例を示す構成図であ
る。
【図8】ブレーキペダルの踏み込み角度とブレーキバル
ブのエア圧及びロードセンシングプロポーションバルブ
の出力圧との関係を示す図である。
【図9】請求項2の発明の他の実施例を示す構成図であ
る。
【図10】同じくさらに他の実施例を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
2 ブレーキバルブ 3 補助ブレーキバルブ 4、5 ダブルチェック弁 7 電磁弁 8 リレーバルブ 9 リミティングアンドクイックリリースバルブ 11 信号圧通路 18 プライマリ回路 19 セカンダリ回路 14、15 エアリザーバ 20 後輪ブレーキ回路 21 前輪ブレーキ回路 30 回生装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブレーキペダルが操作される制動時に車
    輪の回転力を加圧手段に伝達してエネルギ回生用の圧力
    をアキュームレータに蓄える回生装置を備えたブレーキ
    装置において、ブレーキペダルの初期作動域には制動圧
    力を発生しない不作動域を備えた第1のブレーキバルブ
    と、この第1のブレーキバルブの不作動域にもブレーキ
    ペダルの作動に連動してブレーキ圧力源からの圧力を出
    力する第2のブレーキバルブと、この第2のブレーキバ
    ルブの出力を信号圧としてブレーキ圧力源からの圧力を
    所定の割合で減圧して出力する比例制御弁と、前記比例
    制御弁または第1のブレーキバルブの出力のうち高圧の
    ほうを選択的にサービスブレーキに出力する切換弁と、
    前記比例制御弁への信号圧通路を開閉する弁と、前記回
    生装置の作動時を検出して信号圧通路の弁を閉弁する制
    御手段とを備えたことを特徴とする車両の回生ブレーキ
    装置。
  2. 【請求項2】 前記比例制御弁が減圧割合を変更可能な
    比例制御弁であることを特徴とする請求項1に記載の車
    両の回生ブレーキ装置。
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