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JP3545204B2 - Energy regenerative braking system for vehicles - Google Patents
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JP3545204B2
JP3545204B2 JP14181498A JP14181498A JP3545204B2 JP 3545204 B2 JP3545204 B2 JP 3545204B2 JP 14181498 A JP14181498 A JP 14181498A JP 14181498 A JP14181498 A JP 14181498A JP 3545204 B2 JP3545204 B2 JP 3545204B2
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秀一 中村
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の減速時に運動エネルギを回収して、駆動エネルギとして利用する車両のエネルギ回生ブレーキ装置に関し、特に、運動エネルギの回収率を高めて運動エネルギの有効利用を促進する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のエネルギ回生ブレーキ装置としては、例えば、特開平2−117432号公報及び特開平6−56008号公報等に開示された装置が知られている。
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ムレータに接続すると共に、他方のポートを低圧側のオイルタンク(加圧式)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共に、アキュムレータに高圧オイルを蓄圧することで車両の運動エネルギを回収する。このようにして、アキュムレータに蓄圧された高圧オイルは、例えば、車両の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るエネルギ源となり、車輪駆動系の駆動エネルギとして利用する。
【0003】
さらに、前者の従来装置では、車両の運動エネルギをできるだけ多く回収することを目的として、排気ブレーキ等の作動時にはエンジンクラッチを断とすることでエンジンと駆動輪とを切り離し、排気ブレーキの相当トルクを回収するようにしていた。
しかしながら、従来のエネルギ回生ブレーキ装置では、排気ブレーキ作動時に排気ブレーキの相当トルクを回収するために、毎回エンジンクラッチを断とする必要があり、このエンジンクラッチの断続に起因してトルク変動が発生し、乗り心地が低下するおそれがあった。
【0004】
そこで、本出願人は、先に、特願平8−155578号(特開平10−958号公報参照)に、排気ブレーキの作動条件成立時に、エンジンクラッチを断とすることなく排気ブレーキの相当トルクを回収することができるエネルギ回生ブレーキ装置を提案した。
具体的には、排気ブレーキの作動条件が成立したと判断され、かつ、蓄圧が可能であると判断されたときに、排気ブレーキの作動を一時的に中断して、エンジンと駆動輪とを毎回切り離さなくとも、車両の運動エネルギの回収率が向上できるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術では、フル蓄圧時等においては、排気ブレーキ相当の回生ブレーキ作動が停止されて、通常の排気ブレーキの作動に切り換わるが、この切換時に微妙なブレーキ特性の変化が不意に生じ、ブレーキフィーリングや車体姿勢に影響が生じ、特に、路面が滑り易い冬期の凍結路面では影響が大きかった。
【0006】
そこで、本発明は、運転者の意思によって、排気ブレーキ特性を選択切換可能な構成とすることによって、ブレーキフィーリングや車体姿勢に影響が生じず、安全性と省エネルギ効果とを両立可能な車両のエネルギ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】
このため、請求項1記載の発明は、機関の排気通路に介装された絞り弁によって機関の内部抵抗を増大して減速を行う排気ブレーキを備えると共に、車両の制動時に車輪駆動系の回転力によってポンプモータを駆動し、低圧側オイルタンク内の作動流体を高圧側アキュムレータに圧送して蓄圧することで車両の運動エネルギを回収するエネルギ回生ブレーキ装置において、
前記排気ブレーキの作動条件が成立したか否かを判断する作動条件判断手段と、
該排気ブレーキの作動を中断する作動中断手段と、
排気ブレーキと回生ブレーキとの連動と非連動とを切り換える切換手段と、
前記高圧側アキュムレータへの作動流体の蓄圧が可能であるか否かを判断する蓄圧可能判断手段と、
前記作動条件判断手段により排気ブレーキの作動条件が成立したと判断され、かつ、前記蓄圧可能判断手段により蓄圧が可能と判断され、かつ切換手段が排気ブレーキと回生ブレーキとの連動側に切り換えられたときに、回生ブレーキを作動すると共に、前記作動中断手段により排気ブレーキの作動を中断する一方、前記排気ブレーキの作動条件の非成立と、切換手段が排気ブレーキと回生ブレーキとの非連動側に切り換えられたときと、蓄圧が不可能と判断されたときの、いずれかのときに、回生ブレーキの作動を停止すると共に、排気ブレーキを作動する制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする。
【0008】
このようにすれば、作動条件判断手段により排気ブレーキの作動条件が成立したと判断され、かつ、蓄圧可能判断手段により蓄圧が可能であると判断され、かつ切換手段が排気ブレーキと回生ブレーキとの連動側に切り換えられたときに、回生ブレーキを作動すると共に、前記作動中断手段により排気ブレーキの作動を中断されるので、従来のようにエンジンと駆動輪とを毎回切り離さなくとも、車両の運動エネルギの回収率が向上される。
【0009】
又、切換手段を排気ブレーキと回生ブレーキとの非連動側に切り換えておけば、常時排気ブレーキのみが作動する。
即ち、排気ブレーキと回生ブレーキとの連動と非連動を運転者の判断等により選択し、上記のように、切換手段を排気ブレーキと回生ブレーキとの非連動側に切り換えておけば、常時排気ブレーキのみが作動して、回生ブレーキ作動と排気ブレーキ作動中断の状態と、排気ブレーキのみ作動の状態と、の不意の切り換わりが生じず、ブレーキ特性の変化が不意に生じないため、ブレーキフィーリングや車体姿勢に影響が生じない。
【0010】
請求項2記載の発明は、前記作動条件判断手段は、アクセル開度を検出する開度検出手段と、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、を含んで構成され、アクセル開度が0であり、かつ、機関回転速度が所定のアイドル回転速度以上のときに前記排気ブレーキの作動条件が成立したと判断するようにした。
このようにすれば、開度検出手段により検出されるアクセル開度が0、かつ、回転速度検出手段により検出される機関回転速度が所定のアイドル回転速度以上のときに、作動条件判断手段は排気ブレーキの作動条件が成立したと判断するので、排気ブレーキの作動が必要な条件が検出される。
【0011】
請求項3記載の発明は、前記絞り弁が電気的手段により駆動されるものにあっては、前記作動中断手段は、前記電気的手段への電力供給を遮断する手段であるものとした。
このようにすれば、電気的手段により駆動される絞り弁への電力供給が遮断されるので、複雑な制御或いは回路を必要とせずに簡単な構成で、排気ブレーキの作動が一時的に中断される。
【0012】
請求項4記載の発明は、前記絞り弁がエアを駆動源とするアクチュエータにより駆動されるものにあっては、前記作動中断手段は、前記アクチュエータへのエアの供給を遮断する手段であるものとした。
このようにすれば、エアにより駆動されるアクチュエータへのエア供給が遮断されるので、複雑な制御或いは回路を必要とせずに簡単な構成で、排気ブレーキの作動が一時的に中断される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図1は、本発明に係るエネルギ回生ブレーキ装置の一実施形態を示すシステム図である。
エンジン1の回転を所定回転速度に変速するトランスミッション2の出力軸3には、ディファレンシャルギヤ4を介して駆動輪となる後輪5と、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット6により断続制御される減速機7を介してポンプモータ8が連結されている。このポンプモータ8には、コントロールユニット6により切換制御される回路弁9を介して、高圧アキュムレータ10及び加圧式オイルタンク11が夫々接続されている。
【0014】
また、エンジン1の排気通路1aの開口面積を減少させることで、エンジン1の内部抵抗を増大してブレーキ効果を奏する排気ブレーキ12が設けられている。即ち、排気ブレーキ12は、排気通路1aに介装された絞り弁13を、制御回路14を介してコントロールユニット6により駆動制御される電磁ソレノイド15(電気的手段)により開閉動作させることで、排気通路1aの開口面積に応じてブレーキ効果が奏されるものである。
【0015】
かかる構成のエネルギ回生ブレーキ装置の制御を決定する基礎となる各種状態を検出するセンサとしては、回生されたエネルギの量を高圧アキュムレータ10のピストン100の位置として検出する蓄圧レベルセンサ16、アクセルの開度θを検出する開度センサ17(開度検出手段。スロットル開度を検出するスロットルセンサでもよい)、エンジンの回転速度Ne を検出する回転速度センサ18(回転速度検出手段)等が配設されており、これらの信号がコントロールユニット6に入力されている。
【0016】
次に、図示しないサービスブレーキ(フットブレーキ)の中断制御を行うと共に、排気ブレーキ12の中断制御を行う前記制御回路14の機能を具備する回路の第1実施例を図2に示し説明する。なお、前記コントロールユニット6は、エンジン制御を行うエンジンコントロールユニット6Aと、エネルギ回生ブレーキ装置の制御を行うエネルギ回生ブレーキ装置コントロールユニット(以下「エネルギ回生コントロールユニット」と略記する)6Bとを含んで構成されており、前記蓄圧レベルセンサ16からの信号はエネルギ回生コントロールユニット6Bに、開度センサ17及び回転速度センサ18からの信号はエンジンコントロールユニット6Aに、夫々入力されている。
【0017】
バッテリから供給される電圧Vは、排気ブレーキ12の作動を許可する排気ブレーキリレー20と、排気ブレーキ12の動作スイッチであるコンビネーションスイッチ21と、排気ブレーキの作動を一時的に中断させるカットリレー22(作動中断手段)と、を介して作動時に排気通路1aの開口面積を減少させるべく絞り弁13を駆動する電磁ソレノイド15に供給される。
【0018】
この排気ブレーキリレー20は、後述するようにアクセル開度θが0であり、かつ、エンジン回転速度Ne がアイドル回転速度以上のときに、エンジンコントロールユニット6Aからの駆動信号によって作動し、作動時には通電状態(ON)となるものである。さらに、排気ブレーキリレー20の駆動部には、クラッチの非作動時(クラッチペダルを踏まずクラッチが接続された状態)のときに通電状態(ON)となり、クラッチの作動時に非通電状態(OFF)となるクラッチスイッチ23が直列に介装されている。即ち、排気ブレーキリレー20は、アクセル開度θが0、エンジン回転速度Ne がアイドル回転速度以上、かつ、クラッチが非作動状態のときに、通電状態(ON)となる。
【0019】
コンビネーションスイッチ21は、運転席に設置されている排気ブレーキ12を作動させるハンドレバー等のスイッチを操作すると通電状態(ON)となるものであり、また、カットリレー22は、後述するブレーキリレー24によって作動するものであって、非作動時には電磁ソレノイド15を作動状態にし、作動時には電磁ソレノイド15を非作動状態、即ち、その作動を一時的に中断させるものである。
【0020】
また、排気ブレーキリレー20及びコンビネーションスイッチ21を介して供給される電圧は、カットリレー22と並列に、排気ブレーキ12の作動条件が成立したことを検出する排気ブレーキリクエストリレー25の駆動部に供給され、この排気ブレーキリクエストリレー25の通電状態(ON/OFF)がエネルギ回生コントロールユニット6Bに入力される。即ち、エネルギ回生コントロールユニット6Bは、排気ブレーキリクエストリレー25からの信号を監視することで、排気ブレーキ12の作動条件が成立したか否かを判断できることになる。
【0021】
なお、ブレーキリレー24は、後述する図3のフローチャートに基づいて、エネルギ回生コントロールユニット6Bによりその駆動制御がなされるものであり、作動時(ON)にはカットリレー22を作動させて電磁ソレノイド15を非作動状態にすると共に、サービスブレーキへのエア供給を一時的に中断すべくサービスブレーキ弁26を作動状態にし、車両の運動エネルギをモータポンプ8によって有効に回収するものである。
【0022】
ここで、排気ブレーキ12と回生ブレーキとの連動と非連動とを切り換える切換手段としての切換スイッチ27が設けられている。
この切換スイッチ27は、互いに連動する2つのスイッチ片27a,27bを有し、一方のスイッチ片27aによって、排気ブレーキリクエストリレー25のリレー接点25aとエネルギ回生コントロールユニット6Bとの間に設けられた接点27cを開閉し、他方のスイッチ片27bによって、カットリレー22のリレーコイル22aとブレーキリレー24のリレー接点24aとの間に設けられた接点27dを開閉する。
【0023】
従って、切換スイッチ27によって、両接点27b,27cを開とすることにより、排気ブレーキ12と回生ブレーキとが非連動となり、両接点27b,27cを閉とすることにより、排気ブレーキ12と回生ブレーキとが連動する。
次に、エネルギ回生コントロールユニット6Bによるブレーキリレー24の駆動制御を図3のフローチャートに基づいて説明する。
【0024】
ステップ1(図では、S1と略記する。以下同様)では、排気ブレーキリクエストリレー25からの信号に基づいて排気ブレーキ12の作動条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、コンビネーションスイッチ21がON、クラッチスイッチ23がON(クラッチ接続)、開度センサ17によって検出されるアクセル開度θが0、かつ、回転速度センサ18によって検出されるエンジン回転速度Ne がアイドル回転速度以上のときに、排気ブレーキリクエストリレー25からの信号がONとなるので、この信号がONのときには排気ブレーキ12の作動条件が成立、OFFのときには排気ブレーキ12の作動条件が不成立と判断する。そして、作動条件が成立したときにはステップ2へと進み、作動条件が不成立のときには、ステップ3、ステップ4に進む。
【0025】
なお、ステップ1の処理において、開度センサ17、回転速度センサ18、エンジンコントロールユニット6A、排気ブレーキリクエストリレー25を含んで作動条件判断手段が構成されている。
ステップ2では、前記切換スイッチ27が連動側か非連動側かが回路的に判断され、切換スイッチ27が連動側に切り換えられていれば、ステップ5に進み、非連動側に切り換えられていれば、ステップ3,ステップ4に進む。
【0026】
ステップ5では、蓄圧レベルセンサ16からの信号に基づき蓄圧可能か否か、即ち、高圧アキュムレータ10が満杯であるか否かを判断し、蓄圧可能であればステップ6へと進み、蓄圧不可であればステップ3,ステップ4に進む。
なお、蓄圧レベルセンサ16からの信号に加え、例えば、高圧アキュムレータ10内の油温が所定範囲内にあるか否か等の判断条件を付加するようにしてもよい。この処理において、蓄圧レベルセンサ16及びエネルギ回生コントロールユニット6Bを含んで蓄圧可能判断手段が構成されている。
【0027】
ステップ6では、排気ブレーキ12の作動条件が成立し、かつ、切換スイッチ27が連動側の切り換え状態、かつ、蓄圧可能である場合の排気ブレーキ相当の回生ブレーキ作動(蓄圧ブレーキ制御)を実行する処理を行い、具体的には、ポンプモータ8がポンプとして働き高圧アキュムレータ10に運動エネルギを回収すべく回路弁9を切り換えると共に、後輪5の回転をポンプモータ8に伝達すべく減速機7を接続状態にする。このようにすれば、後輪5の回転が減速機7を介してポンプモータ8に伝達され、この回転によるトルクによりポンプモータ8が駆動されて、制動力を得ると共に運動エネルギの回収が行われる。
【0028】
ステップ7では、ブレーキリレー24をONにし、排気ブレーキ12の作動を中断する(排気ブレーキカット)。
このようにすれば、サービスブレーキ弁26がONとなってサービスブレーキが非作動状態となると共に、電磁ソレノイド15がOFFとなって排気ブレーキ12が非作動状態となる。従って、従来のようにエンジンと駆動輪とを毎回切り離さなくとも、車両の運動エネルギはポンプモータ8のみによって回収(消費)されるので、運動エネルギの回収効率が向上し、運動エネルギの有効利用を促進することができ、その結果燃料消費量を低減することができる。
【0029】
一方、ステップ3では、回生ブレーキの作動が停止され、ステップ4では、排気ブレーキが作動される。即ち、排気ブレーキ12のみが作動される。
以上のように、切換スイッチ27を排気ブレーキと回生ブレーキとの連動側に切り換えておけば、回生ブレーキの作動と排気ブレーキ12の作動停止とが実行される一方、切換スイッチを排気ブレーキ12と回生ブレーキとの非連動側に切り換えておけば、常時排気ブレーキのみが作動する。
【0030】
即ち、排気ブレーキ12と回生ブレーキとの連動と非連動を運転者の好みや判断等その意思により選択し、上記のように、切換スイッチ27を排気ブレーキ12と回生ブレーキとの非連動側に切り換えておけば、常時排気ブレーキ12のみが作動して、回生ブレーキ作動と排気ブレーキ12作動中断の状態と、排気ブレーキ12のみ作動の状態と、の不意の切り換わりが生じず、ブレーキ特性の変化が不意に生じないため、ブレーキフィーリングや車体姿勢に影響が生じない。
【0031】
なお、本発明の実施形態では、図2に示した回路によって排気ブレーキ12の制御を行ったが、このような電気回路によれば、現状のエネルギ回生ブレーキ制御の改造を最少にしつつ本発明の効果を得ることができるが、例えば、クラッチスイッチ23、コンビネーションスイッチ21、開度センサ17及び回転速度センサ18、排気ブレーキ12と回生ブレーキとの連動と非連動とを切り換える切換スイッチ27の信号を夫々コントロールユニット6に入力し、コントロールユニット6に記憶したプログラムに従って電磁ソレノイド15若しくは排気ブレーキ弁15’の制御を行うようにしてもよい。この場合には、ブレーキリレー24等の各種リレーが不要になるので、コストダウンを図ることが可能となる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、排気ブレーキの作動条件が成立し、かつ、切換手段の排気ブレーキと回生ブレーキとの連動側切換、かつ、蓄圧可能と判断されたときに、回生ブレーキが作動すると共に、排気ブレーキの作動が中断されるので、従来のようにエンジンと駆動輪とを毎回切り離さなくとも、車両の運動エネルギはポンプモータのみによって消費されるようになり、運動エネルギの回収率が向上し、運動エネルギの有効利用を促進することができ、その結果燃料消費量を低減することができる。また、エンジンと駆動輪との切り離しが不要となるので、かかる切り離しに起因するトルク変動が抑制され、乗り心地を向上することもできる。
【0033】
そして、特に、排気ブレーキと回生ブレーキとの連動と非連動を運転者の好みや判断等その意思により選択可能であるから、回生ブレーキ作動と排気ブレーキ作動中断の状態と、排気ブレーキのみ作動の状態と、の不意の切り換わりが生じないようにすることができ、この場合には、ブレーキ特性の変化が不意に生じないため、ブレーキフィーリングや車体姿勢に影響が生じない。
【0034】
請求項2記載の発明によれば、アクセル開度が0、かつ、機関回転速度が所定のアイドル回転速度以上のときに、排気ブレーキの作動条件が成立したと判断されるので、既存のセンサ類を有効に利用してコストアップを防ぎつつ、車両の定常走行等からブレーキを掛ける動作に移行する状態、即ち、アクセルペダルから足を離す状態を、高精度に判断することができる。
【0035】
請求項3記載の発明によれば、簡単な構成によって、電気的手段により駆動される絞り弁への電力供給が遮断され、排気ブレーキの作動を一時的に中断することができる。
請求項4記載の発明によれば、簡単な構成によって、エアにより駆動されるアクチュエータへのエア供給が遮断され、排気ブレーキの作動を一時的に中断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るエネルギ回生ブレーキ装置の一実施形態を示すシステム図
【図2】同上の制御回路の一実施形態を示す回路図
【図3】同上の制御内容を示すフローチャート
【符号の説明】
1 エンジン
1a 排気通路
5 後輪
6 コントロールユニット
6A エンジンコントロールユニット
6B 回生ブレーキコントロールユニット
8 ポンプモータ
10 高圧アキュムレータ
11 加圧式オイルタンク
12 排気ブレーキ
13 絞り弁
15 電磁ソレノイド
16 蓄圧レベルセンサ
17 開度センサ
18 回転速度センサ
22 カットリレー
25 排気ブレーキリクエストリレー
27 切換スイッチ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle energy regenerative braking device that recovers kinetic energy during deceleration of a vehicle and uses the kinetic energy as drive energy, and more particularly to a technique for increasing the recovery rate of kinetic energy and promoting effective use of kinetic energy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of energy regenerative braking device, for example, devices disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-117432 and 6-56008 are known.
In these devices, a pump motor is connected to a wheel drive system via an electromagnetic clutch, and one port of the pump motor is connected to a high-pressure side accumulator, and the other port is connected to a low-pressure side oil tank (pressurized type). Connected to When the vehicle decelerates, the pump motor is connected to the wheel drive system to operate as a pump, thereby braking the wheel drive system with the pump motor as a load, and accumulating high-pressure oil in the accumulator to reduce the kinetic energy of the vehicle. to recover. The high-pressure oil accumulated in the accumulator in this way serves as an energy source for connecting a pump motor to a wheel drive system to act as a motor when the vehicle starts, for example, and is used as drive energy for the wheel drive system.
[0003]
Furthermore, in the former conventional device, in order to recover as much kinetic energy of the vehicle as possible, the engine clutch is disengaged when the exhaust brake or the like is operated to separate the engine from the drive wheels, thereby reducing the equivalent torque of the exhaust brake. I was trying to collect it.
However, in the conventional energy regenerative braking device, it is necessary to disconnect the engine clutch every time in order to recover the substantial torque of the exhaust brake during the operation of the exhaust brake, and torque fluctuation occurs due to the on / off of the engine clutch. However, the ride comfort may be reduced.
[0004]
Accordingly, the present applicant has previously described in Japanese Patent Application No. 8-155578 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-958) the equivalent torque of the exhaust brake without disengaging the engine clutch when the operating condition of the exhaust brake is satisfied. Energy regenerative braking device that can recover the energy.
Specifically, when it is determined that the operation conditions of the exhaust brake are satisfied and it is determined that the pressure accumulation is possible, the operation of the exhaust brake is temporarily interrupted, and the engine and the drive wheels are disconnected each time. The kinetic energy recovery rate of the vehicle can be improved without disconnection.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such prior art, at the time of full pressure accumulation or the like, the regenerative brake operation equivalent to the exhaust brake is stopped, and the operation is switched to the normal operation of the exhaust brake. The feeling and the attitude of the vehicle body were affected, especially on frozen road surfaces in winter when the road surface was slippery.
[0006]
Therefore, the present invention provides a vehicle in which both the safety and the energy saving effect can be achieved without affecting the brake feeling and the vehicle body posture by adopting a configuration in which the exhaust brake characteristics can be selectively switched according to the driver's intention. It is an object of the present invention to provide an energy regenerating brake device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the invention according to claim 1 includes an exhaust brake for increasing the internal resistance of the engine by means of a throttle valve interposed in the exhaust passage of the engine to decelerate the engine, and the torque of the wheel drive system during braking of the vehicle. An energy regeneration brake device that drives a pump motor to recover the kinetic energy of the vehicle by pumping the working fluid in the low pressure side oil tank to the high pressure side accumulator and accumulating the pressure,
Operating condition determining means for determining whether the operating condition of the exhaust brake is satisfied,
Operation interruption means for interrupting the operation of the exhaust brake;
Switching means for switching between interlocking and non-interlocking of the exhaust brake and the regenerative brake;
Accumulation possible determination means for determining whether or not accumulation of the working fluid to the high pressure side accumulator is possible,
The operating condition determining means determines that the operating condition of the exhaust brake has been satisfied, and the pressure storing possibility determining means determines that the pressure can be stored, and the switching means is switched to an interlocking side between the exhaust brake and the regenerative brake. At the same time, the regenerative brake is operated and the operation of the exhaust brake is interrupted by the operation interrupting means, while the operating condition of the exhaust brake is not satisfied, and the switching means switches to the non-interlocking side of the exhaust brake and the regenerative brake. Control means for stopping the operation of the regenerative brake and activating the exhaust brake, at any one of the time when the pressure accumulation is determined to be impossible, and
Is characterized by including.
[0008]
In this case, the operating condition determining means determines that the operating condition of the exhaust brake is satisfied, and the pressure storing possibility determining means determines that the pressure can be stored, and the switching means switches between the exhaust brake and the regenerative brake. When switched to the interlocking side, the regenerative brake is operated and the operation of the exhaust brake is interrupted by the operation interrupting means. Therefore, the kinetic energy of the vehicle can be reduced without disconnecting the engine and the drive wheels every time as in the conventional case. Is improved.
[0009]
If the switching means is switched to the non-interlocking side between the exhaust brake and the regenerative brake, only the exhaust brake operates at all times.
That is, the interlocking and non-interlocking of the exhaust brake and the regenerative brake are selected by the driver's judgment or the like, and the switching means is switched to the non-interlocking side of the exhaust brake and the regenerative brake as described above. Only the regenerative brake operation and the exhaust brake operation are interrupted, and only the exhaust brake is activated, so that there is no sudden switching between them, and the brake characteristics do not suddenly change. There is no effect on the body posture.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the operating condition determining means includes an opening degree detecting means for detecting an accelerator opening degree and a rotational speed detecting means for detecting an engine rotational speed. When the engine speed is equal to or higher than a predetermined idle speed, it is determined that the operating condition of the exhaust brake is satisfied.
With this configuration, when the accelerator opening detected by the opening detecting means is 0 and the engine rotational speed detected by the rotational speed detecting means is equal to or higher than the predetermined idle rotational speed, the operating condition determining means determines whether the exhaust gas is exhausted. Since it is determined that the brake operating condition is satisfied, a condition that requires the operation of the exhaust brake is detected.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, when the throttle valve is driven by an electric means, the operation interrupting means is a means for interrupting power supply to the electric means.
In this case, since the power supply to the throttle valve driven by the electric means is cut off, the operation of the exhaust brake is temporarily interrupted with a simple configuration without requiring complicated control or a circuit. You.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the throttle valve is driven by an actuator driven by air, and the operation interrupting means is means for interrupting the supply of air to the actuator. did.
In this case, the air supply to the actuator driven by the air is shut off, so that the operation of the exhaust brake is temporarily interrupted with a simple configuration without requiring any complicated control or circuit.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of an energy regenerating brake device according to the present invention.
The output shaft 3 of the transmission 2 that shifts the rotation of the engine 1 to a predetermined rotation speed has a rear wheel 5 serving as a drive wheel via a differential gear 4 and a speed reducer intermittently controlled by a control unit 6 containing a microcomputer. The pump motor 8 is connected via a switch 7. A high-pressure accumulator 10 and a pressurized oil tank 11 are connected to the pump motor 8 via a circuit valve 9 that is switched by the control unit 6.
[0014]
In addition, an exhaust brake 12 is provided that reduces the opening area of the exhaust passage 1a of the engine 1 to increase the internal resistance of the engine 1 to exert a braking effect. That is, the exhaust brake 12 opens and closes the throttle valve 13 provided in the exhaust passage 1 a by an electromagnetic solenoid 15 (electric means) that is driven and controlled by the control unit 6 via the control circuit 14, thereby performing exhaust. A braking effect is achieved according to the opening area of the passage 1a.
[0015]
As sensors for detecting various states that are the basis for determining the control of the energy regenerative braking device having such a configuration, a pressure accumulation level sensor 16 for detecting the amount of regenerated energy as the position of the piston 100 of the high-pressure accumulator 10 and an accelerator opening An opening sensor 17 (opening detecting means, which may be a throttle sensor for detecting a throttle opening) for detecting the degree θ, a rotational speed sensor 18 (rotating speed detecting means) for detecting the rotational speed Ne of the engine, and the like are provided. These signals are input to the control unit 6.
[0016]
Next, a first embodiment of a circuit having the function of the control circuit 14 for performing interruption control of a service brake (foot brake), not shown, and for performing interruption control of the exhaust brake 12 will be described with reference to FIG. The control unit 6 includes an engine control unit 6A for controlling the engine and an energy regenerative braking device control unit (hereinafter abbreviated as “energy regenerating control unit”) 6B for controlling the energy regenerating brake device. The signals from the pressure accumulation level sensor 16 are input to the energy regeneration control unit 6B, and the signals from the opening degree sensor 17 and the rotation speed sensor 18 are input to the engine control unit 6A.
[0017]
The voltage V supplied from the battery is applied to an exhaust brake relay 20 that permits the operation of the exhaust brake 12, a combination switch 21 that is an operation switch of the exhaust brake 12, and a cut relay 22 (which temporarily stops the operation of the exhaust brake). (Operation interruption means), and is supplied to an electromagnetic solenoid 15 that drives the throttle valve 13 to reduce the opening area of the exhaust passage 1a during operation.
[0018]
The exhaust brake relay 20 is actuated by a drive signal from the engine control unit 6A when the accelerator opening θ is 0 and the engine speed Ne is equal to or higher than the idle speed, as will be described later. State (ON). Further, the drive unit of the exhaust brake relay 20 is energized (ON) when the clutch is not operated (when the clutch is connected without stepping on the clutch pedal), and de-energized (OFF) when the clutch is operated. Are interposed in series. That is, the exhaust brake relay 20 is energized (ON) when the accelerator opening θ is 0, the engine rotation speed Ne is equal to or higher than the idle rotation speed, and the clutch is in a non-operating state.
[0019]
The combination switch 21 is energized (ON) when a switch such as a hand lever for operating the exhaust brake 12 installed in the driver's seat is operated, and the cut relay 22 is turned on by a brake relay 24 described later. The electromagnetic solenoid 15 is operated when it is not operated, and the electromagnetic solenoid 15 is operated when it is not operated, and when it is operated, the electromagnetic solenoid 15 is not operated, that is, its operation is temporarily interrupted.
[0020]
The voltage supplied through the exhaust brake relay 20 and the combination switch 21 is supplied in parallel with the cut relay 22 to a drive unit of an exhaust brake request relay 25 that detects that the operating condition of the exhaust brake 12 has been satisfied. The energized state (ON / OFF) of the exhaust brake request relay 25 is input to the energy regeneration control unit 6B. That is, the energy regeneration control unit 6B can determine whether the operating condition of the exhaust brake 12 is satisfied by monitoring the signal from the exhaust brake request relay 25.
[0021]
The drive of the brake relay 24 is controlled by the energy regeneration control unit 6B based on the flowchart of FIG. 3 described later. When the brake relay 24 is activated (ON), the cut relay 22 is activated to activate the electromagnetic solenoid 15. , The service brake valve 26 is activated to temporarily interrupt the air supply to the service brake, and the kinetic energy of the vehicle is effectively recovered by the motor pump 8.
[0022]
Here, a changeover switch 27 is provided as switching means for switching between interlocking and non-interlocking between the exhaust brake 12 and the regenerative brake.
The changeover switch 27 has two switch pieces 27a and 27b interlocked with each other, and one of the switch pieces 27a is provided between a relay contact 25a of the exhaust brake request relay 25 and the energy regeneration control unit 6B. 27c is opened and closed, and a contact 27d provided between the relay coil 22a of the cut relay 22 and the relay contact 24a of the brake relay 24 is opened and closed by the other switch piece 27b.
[0023]
Therefore, by opening both contacts 27b and 27c by the changeover switch 27, the exhaust brake 12 and the regenerative brake are not interlocked, and by closing both contacts 27b and 27c, the exhaust brake 12 and the regenerative brake are connected. Works together.
Next, the drive control of the brake relay 24 by the energy regeneration control unit 6B will be described based on the flowchart of FIG.
[0024]
In step 1 (abbreviated as S1 in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the operating condition of the exhaust brake 12 is satisfied based on a signal from the exhaust brake request relay 25. Specifically, the combination switch 21 is ON, the clutch switch 23 is ON (clutch connection), the accelerator opening θ detected by the opening sensor 17 is 0, and the engine speed Ne detected by the rotation speed sensor 18 is Is higher than the idling rotational speed, the signal from the exhaust brake request relay 25 is turned ON. Therefore, when this signal is ON, the operating condition of the exhaust brake 12 is satisfied, and when OFF, the operating condition of the exhaust brake 12 is not satisfied. to decide. When the operating condition is satisfied, the process proceeds to step 2, and when the operating condition is not satisfied, the process proceeds to step 3 and step 4.
[0025]
In the processing of step 1, the operating condition determining means includes the opening degree sensor 17, the rotational speed sensor 18, the engine control unit 6A, and the exhaust brake request relay 25.
In step 2, whether the changeover switch 27 is interlocking side or non-interlocking side is determined by a circuit. If the changeover switch 27 is switched to interlocking side, the process proceeds to step 5, and if it is switched to non-interlocking side. Then, go to step 3 and step 4.
[0026]
In step 5, it is determined whether or not the pressure can be stored based on the signal from the pressure storage level sensor 16, that is, whether or not the high-pressure accumulator 10 is full. If the pressure can be stored, the process proceeds to step 6; If so, proceed to step 3 and step 4.
Note that, in addition to the signal from the pressure accumulation level sensor 16, a determination condition such as whether or not the oil temperature in the high-pressure accumulator 10 is within a predetermined range may be added. In this processing, the pressure accumulation possible determination means includes the pressure accumulation level sensor 16 and the energy regeneration control unit 6B.
[0027]
In step 6, a process for executing a regenerative braking operation (accumulation brake control) corresponding to the exhaust brake when the operating condition of the exhaust brake 12 is satisfied, the changeover switch 27 is in the interlocking-side switching state, and the pressure can be accumulated. Specifically, the pump motor 8 operates as a pump, switches the circuit valve 9 to recover the kinetic energy to the high-pressure accumulator 10, and connects the speed reducer 7 to transmit the rotation of the rear wheel 5 to the pump motor 8. State. In this way, the rotation of the rear wheel 5 is transmitted to the pump motor 8 via the speed reducer 7, and the torque generated by this rotation drives the pump motor 8, thereby obtaining a braking force and collecting kinetic energy. .
[0028]
In step 7, the brake relay 24 is turned on, and the operation of the exhaust brake 12 is interrupted (exhaust brake cut).
By doing so, the service brake valve 26 is turned on and the service brake is deactivated, and the electromagnetic solenoid 15 is turned off and the exhaust brake 12 is deactivated. Accordingly, the kinetic energy of the vehicle is recovered (consumed) only by the pump motor 8 without disconnecting the engine and the driving wheels every time as in the conventional case, so that the efficiency of recovering the kinetic energy is improved, and the effective use of the kinetic energy is improved. Can be promoted, so that fuel consumption can be reduced.
[0029]
On the other hand, in step 3, the operation of the regenerative brake is stopped, and in step 4, the exhaust brake is operated. That is, only the exhaust brake 12 is operated.
As described above, if the changeover switch 27 is switched to the interlocking side of the exhaust brake and the regenerative brake, the operation of the regenerative brake and the stoppage of the operation of the exhaust brake 12 are executed, while the changeover switch is set to the exhaust brake 12 and the regeneration. If it is switched to the non-interlocking side with the brake, only the exhaust brake operates at all times.
[0030]
That is, the interlocking and non-interlocking of the exhaust brake 12 and the regenerative brake are selected according to the driver's preference and judgment or the like, and the changeover switch 27 is switched to the non-interlocking side of the exhaust brake 12 and the regenerative brake as described above. If this is done, only the exhaust brake 12 will always operate, and sudden switching between the regenerative brake operation and the state in which the operation of the exhaust brake 12 is interrupted, and the state in which only the exhaust brake 12 operates, will not occur, and the brake characteristics will not change. Since it does not occur unexpectedly, there is no effect on the brake feeling and the body posture.
[0031]
In the embodiment of the present invention, the control of the exhaust brake 12 is performed by the circuit shown in FIG. 2. However, according to such an electric circuit, the modification of the current energy regenerative brake control is performed while minimizing the modification. An effect can be obtained. For example, the signals of the clutch switch 23, the combination switch 21, the opening degree sensor 17, the rotation speed sensor 18, and the changeover switch 27 for switching between interlocking and non-interlocking of the exhaust brake 12 and the regenerative brake are respectively provided. The electromagnetic solenoid 15 or the exhaust brake valve 15 ′ may be controlled according to a program input to the control unit 6 and stored in the control unit 6. In this case, various relays such as the brake relay 24 are not required, so that the cost can be reduced.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when it is determined that the operating condition of the exhaust brake is satisfied, and that the switching means switches the interlocking side between the exhaust brake and the regenerative brake, and that the pressure accumulation is possible. In addition, since the regenerative brake is activated and the operation of the exhaust brake is interrupted, the kinetic energy of the vehicle is consumed only by the pump motor without disconnecting the engine and the drive wheels every time as in the conventional case, The recovery rate of the kinetic energy is improved, and the effective use of the kinetic energy can be promoted. As a result, the fuel consumption can be reduced. In addition, since it is not necessary to separate the engine from the driving wheels, torque fluctuation due to such separation is suppressed, and the riding comfort can be improved.
[0033]
In particular, the interlocking and non-interlocking of the exhaust brake and the regenerative brake can be selected according to the driver's preference and judgment, such as the driver's preference and judgment. In this case, no sudden change of the brake characteristics occurs, and in this case, the brake characteristics do not suddenly change, so that the brake feeling and the vehicle body posture are not affected.
[0034]
According to the second aspect of the present invention, when the accelerator opening is 0 and the engine speed is equal to or higher than the predetermined idle speed, it is determined that the operating condition of the exhaust brake is satisfied. The state in which the vehicle shifts to the operation of applying the brake from steady running or the like, that is, the state in which the foot is released from the accelerator pedal, can be determined with high accuracy while effectively increasing the cost by preventing the increase in cost.
[0035]
According to the third aspect of the present invention, with a simple configuration, power supply to the throttle valve driven by the electric means is cut off, and the operation of the exhaust brake can be temporarily interrupted.
According to the fourth aspect of the present invention, with a simple configuration, the supply of air to the actuator driven by air is shut off, and the operation of the exhaust brake can be temporarily interrupted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an energy regenerative braking device according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a control circuit of the same. FIG. 3 is a flowchart showing control contents of the same. Description】
Reference Signs List 1 engine 1a exhaust passage 5 rear wheel 6 control unit 6A engine control unit 6B regenerative brake control unit 8 pump motor 10 high-pressure accumulator 11 pressurized oil tank 12 exhaust brake 13 throttle valve 15 electromagnetic solenoid 16 accumulated pressure level sensor 17 opening sensor 18 rotation Speed sensor 22 Cut relay 25 Exhaust brake request relay 27 Changeover switch

Claims (4)

機関の排気通路に介装された絞り弁によって機関の内部抵抗を増大して減速を行う排気ブレーキを備えると共に、車両の制動時に車輪駆動系の回転力によってポンプモータを駆動し、低圧側オイルタンク内の作動流体を高圧側アキュムレータに圧送して蓄圧することで車両の運動エネルギを回収するエネルギ回生ブレーキ装置において、
前記排気ブレーキの作動条件が成立したか否かを判断する作動条件判断手段と、
該排気ブレーキの作動を中断する作動中断手段と、
排気ブレーキと回生ブレーキとの連動と非連動とを切り換える切換手段と、
前記高圧側アキュムレータへの作動流体の蓄圧が可能であるか否かを判断する蓄圧可能判断手段と、
前記作動条件判断手段により排気ブレーキの作動条件が成立したと判断され、かつ、前記蓄圧可能判断手段により蓄圧が可能と判断され、かつ切換手段が排気ブレーキと回生ブレーキとの連動側に切り換えられたときに、回生ブレーキを作動すると共に、前記作動中断手段により排気ブレーキの作動を中断する一方、前記排気ブレーキの作動条件の非成立と、切換手段が排気ブレーキと回生ブレーキとの非連動側に切り換えられたときと、蓄圧が不可能と判断されたときの、いずれかのときに、回生ブレーキの作動を停止すると共に、排気ブレーキを作動する制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする車両のエネルギ回生ブレーキ装置。
An exhaust brake that increases the internal resistance of the engine by a throttle valve interposed in an exhaust passage of the engine to decelerate the engine and, at the time of braking of the vehicle, drives the pump motor by the rotational force of the wheel drive system, and provides a low-pressure oil tank In the energy regenerative braking device that recovers the kinetic energy of the vehicle by pumping the working fluid inside to the high-pressure side accumulator and accumulating the pressure,
Operating condition determining means for determining whether the operating condition of the exhaust brake is satisfied,
Operation interruption means for interrupting the operation of the exhaust brake;
Switching means for switching between interlocking and non-interlocking of the exhaust brake and the regenerative brake;
Accumulation possible determination means for determining whether or not accumulation of the working fluid to the high pressure side accumulator is possible,
The operating condition determining means determines that the operating condition of the exhaust brake has been satisfied, and the pressure storing possibility determining means determines that the pressure can be stored, and the switching means is switched to an interlocking side between the exhaust brake and the regenerative brake. At the same time, the regenerative brake is operated and the operation of the exhaust brake is interrupted by the operation interrupting means, while the operating condition of the exhaust brake is not satisfied, and the switching means switches to the non-interlocking side of the exhaust brake and the regenerative brake. Control means for stopping the operation of the regenerative brake and activating the exhaust brake, at any one of the time when the pressure accumulation is determined to be impossible, and
An energy regenerating brake device for a vehicle, comprising:
前記作動条件判断手段は、アクセル開度を検出する開度検出手段と、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、を含んで構成され、アクセル開度が0であり、かつ、機関回転速度が所定のアイドル回転速度以上のときに前記排気ブレーキの作動条件が成立したと判断することを特徴とする請求項1記載の車両のエネルギ回生ブレーキ装置。The operating condition determining means includes an opening degree detecting means for detecting an accelerator opening degree, and a rotational speed detecting means for detecting an engine rotational speed, wherein the accelerator opening degree is 0 and the engine rotational speed 2. The regenerative braking device for a vehicle according to claim 1, wherein it is determined that the operating condition of the exhaust brake is satisfied when is equal to or higher than a predetermined idle rotation speed. 前記絞り弁が電気的手段により駆動されるものにあっては、
前記作動中断手段は、前記電気的手段への電力供給を遮断する手段であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両のエネルギ回生ブレーキ装置。
When the throttle valve is driven by electric means,
3. The energy regenerative braking device for a vehicle according to claim 1, wherein the operation interrupting unit is a unit that shuts off power supply to the electric unit. 4.
前記絞り弁がエアを駆動源とするアクチュエータにより駆動されるものにあっては、
前記作動中断手段は、前記アクチュエータへのエアの供給を遮断する手段であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両のエネルギ回生ブレーキ装置。
In the throttle valve is driven by an actuator using air as a driving source,
3. The energy regenerative braking device for a vehicle according to claim 1, wherein the operation interrupting unit is a unit that shuts off supply of air to the actuator. 4.
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