JP2502243Y2

JP2502243Y2 - ブレ―キエネルギ回生装置

Info

Publication number: JP2502243Y2
Application number: JP1989029201U
Authority: JP
Inventors: 裕昭星野
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2004-03-15
Also published as: JPH02121371U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、車両減速時の減速エネルギを回収するブ
レーキエネルギ回生装置に関する。

（従来の技術）従来、この種のブレーキエネルギ回生装置としては、
例えば特開昭62-31522号公報等に開示されたものがあ
る。

このものは、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、該ポンプモータの一方のポートを高
圧油路を介してアキュームレータに接続すると共に、他
方のポートを低圧油路を介してオイルタンクに接続して
いる。そして、車両減速時に、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
キュームレータに高圧オイルを蓄圧して減速エネルギを
回収するように構成されている。

ここで、回生装置における制動トルク（蓄圧エネル
ギ）は、ポンプモータの斜板角を制御してポンプモータ
の流量を制御することによって制御される。

なお、蓄圧したエネルギは、例えば車両発進時等に、
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。

（考案が解決しようとする課題）ところが、このような従来装置にあっては、高速から
の減速時ほど大きなブレーキエネルギをアキュームレー
タに回収できるものの、その回収に伴い生じる制動力に
より車両が減速して車速が０になると、アキュームレー
タに蓄圧された高圧オイルが瞬間的にポンプモータに作
用してしまい、このためポンプモータが逆回転しかねな
いという問題があった。特に、排気ブレーキを使用する
減速時には要求制動力が大きいので、それだけアキュー
ムレータが高圧化して逆回転を起こしやすくなる。

なお、車速が０になったときにポンプモータとアキュ
ームレータとの接続時を解除しても、応答遅れによりポ
ンプモータが逆回転することがある。

この考案はこのような問題を解決したブレーキエネル
ギ回生装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）この考案は、第１図に示すように、サービスブレーキ
及び排気ブレーキを含むブレーキ装置81の操作時に、車
輪駆動系の回転力によりポンプモータ82を駆動して低圧
側アキュームレータ83内のオイルを高圧側アキュームレ
ータ84に圧送し蓄圧することで、ブレーキエネルギを回
収するようにしたブレーキエネルギ回生装置において、
前記ブレーキ装置81の作動圧力を検出する手段85と、車
速を検出する手段86と、車速が所定値以下の時は前記ブ
レーキエネルギの回収を中止し前記作動圧力の検出信号
に応じてブレーキ装置を駆動する制御手段87とを設け
る。

（作用）したがって、車速が所定値以下であれば、ポンプモー
タ82によるブレーキエネルギの回収がなされず、ブレー
キ装置により制動が行われることになるので、高圧側ア
キュームレータ84内に排気ブレーキの使用によって大き
な圧力が蓄圧された状態であったとしても、車両が停止
したときにこの高圧によりポンプモータが逆転してしま
うような不都合は回避される。

（実施例）第２図は本考案の実施例を示す構成図で、エンジン本
体１の出力軸は、エンジンクラッチ２、トランスミッシ
ョン３、プロペラシャフト４および終減速装置５を介し
て車輪６に連結している。終減速装置５には、電磁クラ
ッチ７を介してポンプモータ８が連結している。ポンプ
モータ８の一方のポートには、第１電磁弁９が介装され
た低圧油路10を介して低圧側アキュームレータ11が接続
され、他方のポートには、第２電磁弁12が介装された高
圧油路13を介して高圧側アキュームレータ14が接続され
ている。また、高圧油路13と低圧油路10は第５電磁弁43
によりポンプモータ８をバイパスして接続可能に構成さ
れている。

一方、サービスブレーキ装置のブレーキバルブ15は、
そのブレーキペダル16を踏込むと、その踏込み角度等に
応じてエアリザーバ17からのエア圧を制御して踏込み角
度等に応じたエア圧をエア通路18を介してエアブースタ
19のリレーバルブ20に指示圧として供給する。リレーバ
ルブ20はこの指示圧と同圧のエアをエアリザーバ17から
エアブースタ19に供給して油圧を発生させ、各ホイール
シリンダ21でブレーキシュー22を押し拡げて制動力を発
生させる。

また、排気ブレーキ装置の排気ブレーキスイッチ23
は、エンジンクラッチ２が接続状態のときにONするクラ
ッチスイッチ24と、排気通路25に介装した排気シャッタ
26駆動用のエアシリンダ27とエアリザーバ17とを接続す
るエア通路28に介装した電磁弁29およびコントロールレ
バーがアイドル位置にある時にONする燃料噴射ポンプ30
のコントロールレバースイッチ31と直列回路を構成して
いる。したがって、エンジンクラッチ２が接続状態かつ
コントロールレバーがアイドル位置にあるときに、排気
ブレーキスイッチ23をONにすると、電磁弁29が開弁して
エアリザーバ17からの圧縮エアがエア通路28を介してエ
アシリンダ27に供給され、排気シャッタ26を閉駆動して
排気ブレーキによる制動力を発生させる。

なお、前記各エア通路18,28には、後述する第３電磁
弁32および第４電磁弁33が介装されている。

マイクロコンピュータ等で構成されるコントロールユ
ニット35には、車速センサ36からの車速信号、トランス
ミッション３のギャ位置を検出するシフト位置センサ37
からの変速位置信号、および高圧油路13、低圧油路10、
エア通路18,28のそれぞれの圧力を検出する各圧力セン
サ38〜41からの圧力信号が入力している。コントロール
ユニット35は、これら各入力信号に基づいて、エンジン
クラッチ２と、ポンプモータ８の電磁クラッチ７と、ポ
ンプモータ８の斜板駆動装置42と、低圧油路10、高圧油
路13および各エア通路18,28に介装した第１〜第５電磁
弁9,12,32,33,43を制御する。

ここで、各センサ40はサービスブレーキの作動圧力検
出手段に、圧力センサ41は排気ブレーキの作動圧力検出
手段に相当し、圧力センサ38,39は高圧側と低圧側の各
アキュームレータ14,11の圧力検出手段に相当する。

次に第３図のフローチャートを参照しながらコントロ
ールユニット35におけるブレーキ制御の作用について説
明する。

まず、S101では、圧力センサ40,41からの圧力信号に
基づきドライバがブレーキペダル16を踏んだか否か、排
気ブレーキスイッチ23を入れたか否か（ブレーキ要求の
有無）を判定する。S101の判定がYESとなったときはS10
2、S103に進む。

S102,103では、車速センサ36の信号から検出した車速
Ｖが所定値Vmin（例えば5km/h）よりも大きいか否かを
判定し、Ｖ≧VminのときはS104に進み、またＶ＜Vminで
あれば後述するS110以下に進み通常のブレーキ操作とす
る。

S104では、ブレーキエネルギを回収する際の必要条件
を判断する。即ち、圧力センサ38,39の信号から高圧側
アキュームレータ14の圧力が所定値以内か否か、低圧側
アキュームレータ11の圧力が所定値以内か否か（Pmin＜
Ｐ＜Pmax）、高圧側アキュームレータ14と低圧側アキュ
ームレータ11との差圧が所定値以上であるか否かが判断
される。また、現在の車速でポンプモータ８を接続した
場合に、ポンプモータ８が最大許容回転数を越えないか
否か等を判断する。これらの条件がOKのときはS105に進
み、OKでなければS110以下に進み通常のブレーキ操作と
する。

S105では、S101の判定用として圧力センサ40,41によ
り検出されているエア通路18,28のエア圧Ｐ_A,P_Bに基づ
いて要求制御トルクＴを算出する。この場合、Ｐ_A＞０
であれば、コントロールユニット35に記憶した第４図の
マップからブレーキペダル操作に基づく要求制御トルク
Ｔ₁を検索し、またＰ_B＞０であれば、車速と各ギヤ比等
から求めたエンジン回転数Neにより、コントロールユニ
ット35に記憶した第５図のマップから排気ブレーキ操作
に基づく要求制御トルクＴ₂を検索し、そのＴ₁,T₂の和
を求める。

S106では、ポンプモータ８による制動可能トルクTmax
を算出する。この制動可能トルクTmaxは、ポンプモータ
８の回転に対応する最大流量と高圧側アキュームレータ
14と低圧側アキュームレータ11との差圧から求まる。

S107では、前記要求制動トルクＴと制動可能トルクTm
axとを比較し、Ｔ≦Tmaxであれば、ブレーキエネルギの
回収操作を行なうためにS108以下に進む。Ｔ＞Tmaxのと
きは、S110以下に進み通常のブレーキ操作とする。

そして、S108では、要求制動トルクＴ₁,T₂に応じてエ
ア通路18,28の第3,第４電磁弁32,33を制御すると共に、
各油路10,13の第1,第2,第５電磁弁8,12,43と、エンジン
クラッチ２と、ポンプモータ８の電磁クラッチ７を制御
する。

即ち、Ｔ₁＞０であれば第３電磁弁32を閉じ、Ｔ₂＞０
であれば第４電磁弁33を閉じ、またエンジンクラッチ２
を断し、電磁クラッチ７を接続し、さらに第1,第２電磁
弁9,12を開き、第５電磁弁43を閉じる。これにより、通
常のサービスブレーキや排気ブレーキによる減速エネル
ギの消費を阻止し、ポンプモータ８を車輪駆動系に接続
してブレーキエネルギを回収可能とする。

そして、S109では第６図に示すポンプモータ８の流量
−制御電流特性から、ポンプモータ８に要求された制動
トルクＴを得る流量に対応する斜板駆動電流Ａを求め、
制御出力として斜板駆動装置42に出力する。これによ
り、ポンプモータ８を負荷として、サービスブレーキや
排気ブレーキの操作に応じた制動力を確保すると共に、
低圧側アキュームレータ11内のオイルを高圧側アキュー
ムレータ14に供給し、蓄圧し、ブレーキエネルギを回収
する。

一方、S103,S104,S107において、通常のブレーキ操作
と判定した場合は、S110にて、エア通路18,28の第3,第
４電磁弁32,33を開状態に保ち、エンジンクラッチ２を
接続状態に、電磁クラッチ７を断状態に保つと共に、第
1,第２電磁弁9,12を閉じ、第５電磁弁43を開くように制
御する。

そして、S111にてエア通路18のエア圧Ｐ_A＞０であれ
ば、Ｐ_Aに応じてホイールシリンダ21によりブレーキシ
ュー22が作動し、ホイールブレーキが作動する。また、
エア通路28のエア圧Ｐ_B＞０であれば、Ｐ_Bに応じてエア
シリンダ27により排気シャッタ26が作動し、排気ブレー
キが作動する。

したがって、本実施例によれば、ブレーキ操作が行な
われたときに、車速が所定値以上であれば、要求制動ト
ルク等に応じて電磁クラッチ７が接続され、低圧油路1
0、高圧油路13の第１、第２電磁弁９、12が開弁され、
ポンプモータ８の駆動によりブレーキエネルギを回収し
つつ制動が行なわれるのであるが、この制動により車速
が所定値以下になると、あるいは車速がもともと所定値
以下のときは、電磁クラッチ７が遮断され、第１、第２
電磁弁９、12が閉弁され、ブレーキエネルギの回収が中
止されると共に、このときブレーキ操作に応じてサービ
スブレーキ等による制動が行なわれる。

このため、ブレーキ操作に対して常に要求通りの制動
力が確保されると共に、車両が停止したときに高圧側ア
キュームレータ14の高圧オイルがポンプモータ８に作用
することはなく、これによりポンプモータ８の逆回転を
確実に防止できる。

なお、第２電磁弁12の閉弁に応答遅れを生じて高圧側
アキュームレータ14の高圧オイルがポンプモータ８に作
用することがあっても、車速が０でないときは、その高
圧オイルは制動方向に作用するため、好適である。

また、本実施例によれば、サービスブレーキの操作時
だけでなく、排気ブレーキの操作時にも要求通りの制動
トルクを確保しながらブレーキエネルギを回収すること
ができ、これによりエネルギの高い回生率が得られ、運
転性ならびに燃費を大幅に向上することができる。

第７図〜第12図は、それぞれ本考案の他の実施例を示
すもので、第７図はポンプモータ８をトランスミッショ
ン３に備えたPTO（動力取出装置）50に、第８図はポン
プモータ８を副変速機のPTO51に、第９図はポンプモー
タ８をエンジン１に備えたPTO52に、それぞれ電磁クラ
ッチ７を介して連結したものである。また、第10図はポ
ンプモータ８をトランスファ53に、第11図はポンプモー
タ８をベルトやチェーン54によりプロペラシャフト４
に、それぞれ電磁クラッチ７を介して接続したものであ
る。また、第12図は車輪駆動系にエンジン１側に接続す
る油圧ポンプ55と、車輪６側に接続するポンプモータ56
とを設けて油圧駆動系としたもので、この場合駆動系と
エネルギ回収用のポンプモータ56が１つですみ、また第
５電磁弁43は油圧ポンプ55とポンプモータ56との間に設
けられる。なお、第10図、第11図の場合、ポンプモータ
８の回転数の演算には、トランスファ53やベルト54等の
減速比を考慮する必要がある。また、第７図〜第12図で
は排気ブレーキ系統は図示していない。

（考案の効果）以上のように本考案は、サービスブレーキ及び排気ブ
レーキを含むブレーキ装置の操作時に、車輪駆動系の回
転力によりポンプモータを駆動して低圧側アキュームレ
ータ内のオイルを高圧側アキュームレータに圧送し蓄圧
することで、ブレーキエネルギを回収するようにしたブ
レーキエネルギ回生装置において、前記ブレーキ装置の
作動圧力を検出する手段と、車速を検出する手段と、車
速が所定値以下の時は前記ブレーキエネルギの回収を中
止し前記作動圧力の検出信号に応じてブレーキ装置を駆
動する制御手段とを設けたので、ブレーキ装置の操作に
より常に所定の制動力が得られると共に、車両停止時に
高圧側アキュームレータの高圧オイルによるポンプモー
タの逆回転を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成図、第２図は本考案の実施例を示
す構成図、第３図は制御内容を示すフローチャート、第
４図〜第６図は演算データを示すグラフ、第７図〜第12
図はそれぞれ本考案の他の実施例を示す構成図である。１……エンジン本体、２……エンジンクラッチ、３……
トランスミッション、４……プロペラシャフト、５……
終減速装置、６……車輪、７……電磁クラッチ、８……
ポンプモータ、９……第１電磁弁、10……低圧油路、11
……低圧側アキュームレータ、12……第２電磁弁、13…
…高圧油路、14……高圧側アキュームレータ、15……ブ
レーキバルブ、16……ブレーキペダル、21……ホイール
シリンダ、22……ブレーキシュー、23……排気ブレーキ
スイッチ、26……排気シャッタ、27……エアシリンダ、
32……第３電磁弁、33……第４電磁弁、35……コントロ
ールユニット、36……車速センサ、37……シフト位置セ
ンサ、38〜41……圧力センサ、42……斜板駆動装置、43
……第５電磁弁、50,51,52……PTO、53……トランスフ
ァ、54……ベルト、55……油圧ポンプ、56……ポンプモ
ータ。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】サービスブレーキ及び排気ブレーキを含む
ブレーキ装置の操作時に、車輪駆動系の回転力によりポ
ンプモータを駆動して低圧側アキュームレータ内のオイ
ルを高圧側アキュームレータに圧送し蓄圧することで、
ブレーキエネルギを回収するようにしたブレーキエネル
ギ回生装置において、前記ブレーキ装置の作動圧力を検
出する手段と、車速を検出する手段と、車速が所定値以
下の時は前記ブレーキエネルギの回収を中止し前記作動
圧力の検出信号に応じてブレーキ装置を駆動する制御手
段とを設けたことを特徴とするブレーキエネルギ回生装
置。