JPH06127352A - 車両の回生ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回生ブレーキの作動中にもパニックブレーキ
に対する応答性を確保するとともに、回生ブレーキから
サービスブレーキへの切り換え時に発生する衝撃を抑制
する。 【構成】 ブレーキペダル１の踏み込み量に応じて制動
圧力を発生するブレーキバルブ２と、前記ブレーキバル
ブ２とサービスブレーキ７８との間に介装されて制御圧
に応じてブレーキバルブ２の出力を減圧可能な減圧弁７
７と、前記減圧弁７７に制御圧を供給する弁７６と、前
記ブレーキペダル１の踏み込み量を検出する手段７３
と、この検出値と予め設定した踏み込み量とを比較する
手段７１と、前記回生装置３０の作動状況を判定する手
段７４と、この判定結果に基づいて回生装置３０が作動
中のときには前記弁７６を閉弁する駆動手段７５と、こ
の回生装置３０の作動中に前記比較結果が予め設定した
踏み込み量以上のときに前記弁７６を開弁する一方、前
記比較結果が予め設定した踏み込み量未満のときには前
記弁７６を閉弁する制御手段７２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に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比例制
御弁を制御するため、故障時などのフェイルセーフを確
保できな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、パニックブレー
キ時などでは空走距離が増大する場合があり、さらに、
回生ブレーキからサービスブレーキへの切り換え時にシ
ョックを発生するという問題も発生した。

【０００６】そこで本発明は、回生ブレーキの作動中の
パニックブレーキに対する制動力を確保するとともに、
回生ブレーキからサービスブレーキへの切り換え時に発
生する衝撃を抑制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、図１におい
て、ブレーキペダル１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３０を備えたブレーキ装置
において、ブレーキペダル１の踏み込み量に応じて制動
圧力を発生するブレーキバルブ２と、前記ブレーキバル
ブ２とサービスブレーキ７８との間に介装されて制御圧
に応じてブレーキバルブ２の出力を減圧可能な減圧弁７
７と、前記減圧弁７７に制御圧を供給する弁７６と、前
記ブレーキペダル１の踏み込み量を検出する手段７３
と、この検出値と予め設定した踏み込み量とを比較する
手段７１と、前記回生装置３０の作動状況を判定する手
段７４と、この判定結果に基づいて回生装置３０が作動
中のときには前記弁７６を閉弁する駆動手段７５と、こ
の回生装置３０の作動中に前記比較結果が予め設定した
踏み込み量以上のときに前記弁７６を開弁する一方、前
記比較結果が予め設定した踏み込み量未満のときには前
記弁７６を閉弁する制御手段７２とを備える。

【０００８】

【作用】したがって、回生装置の作動中には、制御圧を
供給する弁が閉弁して減圧弁からサービスブレーキへ供
給される圧力は減圧されて回生装置による運動エネルギ
の回収を主体とした制動が行われる一方、ブレーキペダ
ルが予め設定した踏み込み量以上になると弁が開弁して
減圧弁に制御圧が加わり、減圧弁は制御圧に応じたブレ
ーキバルブの出力でサービスブレーキを駆動して急制動
を行い、パニックブレーキなどの応答性を確保する。

【０００９】

【実施例】図２及び図３に本発明の実施例を示す。

【００１０】図２において、２はフルエアブレーキを構
成するブレーキバルブで、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
ら出力される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に制動圧力を供給する。

【００１１】ブレーキペダル１には踏込量検出手段とし
てのポテンショメータ３が設けられ、ポテンショメータ
３はブレーキペダル１の踏み込み角度θに応じた信号を
コントローラ１０に送出する。

【００１２】一方、ブレーキバルブ２に接続されたプラ
イマリ回路１８及びセカンダリ回路１９は減圧弁として
のリミティングアンドクイックリリースバルブ８、９
（以下ＬＱＲバルブ８、９）の入力圧ポート８ａ、９ａ
にそれぞれ接続されるとともに、これら入力圧ポート８
ａ、９ａと制御圧ポート８ｂ、９ｂとの間には常開式の
電磁弁４、５が介装される一方、ＬＱＲバルブ８、９の
出力圧ポート８ｃ、９ｃはリレーバルブ６、７に接続さ
れる。

【００１３】ＬＱＲバルブ８、９は図５に示すように制
御圧ポート８ｂ、９ｂに供給される電磁弁４、５からの
制御圧をパラメータとして入力圧ポート８ａ、９ａに加
わる入力圧に応じて減圧したエアを出力圧ポート８ｃ、
９ｃからリレーバルブ６、７へ供給し、電磁弁４、５が
閉弁して制御圧が制御圧ポート８ｂ、９ｂに供給されな
いときには入力圧ポート８ａ、９ａに加わる圧力を所定
の割合で減圧したエアを出力する一方、電磁弁４、５よ
り所定の制御圧が制御圧ポート８ｂ、９ｂへ加えられた
ときには、入力圧ポート８ａ、９ａに加えられる圧力に
等しいエア圧を出力圧ポート８ｃ、９ｃより出力する。

【００１４】リレーバルブ６はエアリザーバ１４からエ
アの供給を受けて、ＬＱＲバルブ８の出力圧ポート８ｃ
から供給されるエアに応じた圧力をブレーキチャンバ２
０に出力する。同様にしてリレーバルブ７はエアリザー
バ１５からエアの供給を受けて、ＬＱＲバルブ９の出力
圧ポート９ｃから供給されるエアに応じた圧力をブレー
キチャンバ２１に出力する。これらブレーキチャンバ２
０及び２１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。

【００１５】回生装置３０は図３に示すように、トラン
スミッション４１の出力軸が車輪４０に連結するととも
に、クラッチ４２ａを備えたギヤ４２を介して斜軸式
（または斜板式）のポンプモータ４３が連結する。

【００１６】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４
４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
回生されたエネルギの量をピストン３７ａのストローク
位置として検出する蓄圧レベルセンサ３３が設けられ
る。

【００１７】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蓄圧
レベルセンサ３３からのレベル信号Ｌ、ポテンショメー
タ３からの踏み込み角度θ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３
６、ブレーキバルブ２とブレーキチャンバ２０、２１と
の間に介装された電磁弁４、５を開閉駆動して回生装置
３０を制御する。

【００１８】次に図４のフローチャートを参照しながら
コントローラ１０における制御の一例について説明す
る。

【００１９】まず、ステップ５０ではポテンショメータ
３からブレーキペダル１の踏み込み角度θを読み込ん
で、ステップ５１においてこの踏み込み角度θが予め設
定した最小踏み込み角度θ₀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６３の処
理に進む。ステップ５２で蓄圧レベルセンサ３３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Ｌmaxを越
えていないか、すなわちアキュームレータ３７が許容蓄
圧レベル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６３の処理に進む。

【００２０】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。

【００２１】ステップ５７において車速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サービスブレ
ーキを作動させるとともに回生ブレーキによる運動エネ
ルギの回収を行う一方、ＮＯであればステップ６３以降
の処理により回生装置３０を休止させてサービスブレー
キのみによる制動を行う。

【００２２】ステップ５８で高圧油通路４４の電磁弁３
６を開弁するとステップ５９において斜軸駆動装置３５
がポンプモータ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ポンプ側の傾転角に駆動し、
車輪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、蓄圧して制動を行うとともに運動
エネルギの回収を開始する。

【００２３】ステップ６０ではブレーキペダル１の踏み
込み角度θを再度読み込むとともに予め設定した踏み込
み角度θ₂と比較し、踏み込み角度θがθ₂以上であれば
ステップ６１で電磁弁４、５を開弁させてサービスブレ
ーキの制動力を増大させるサービスブレーキを主体とし
た急減速を行う一方、θ₂未満であればサービスブレー
キへ減圧したエアを供給して回生装置３０による運動エ
ネルギの回収を主体とした減速を行う。なお、この踏み
込み角度θ₂はパニックブレーキとなる領域に予め設定
されたものである。

【００２４】ステップ６１においては電磁弁４、５への
通電を遮断することで開弁させ、ブレーキバルブ２から
のエア圧がＬＱＲバルブ８、９の制御圧ポート８ｂ、９
ｂに供給されるため、出力圧ポート８ｃ、９ｃの出力は
減圧されないブレーキバルブ２の出力に等しい圧力へ増
大し、この増大したＬＱＲバルブ８、９からのエア圧に
応じてリレーバルブ６、７からブレーキチャンバ２０、
２１へエアが供給されてサービスブレーキの制動力が増
大して減速が促進され、パニックブレーキなどの急激な
減速へ迅速に移行することができる。

【００２５】一方、サービスブレーキに減圧したエアを
供給するステップ６２では、電磁弁４、５へ通電を行う
ことで閉弁させ、ＬＱＲバルブ８、９の制御圧ポート８
ｂ、９ｂに加わるブレーキバルブ２からのエアを遮断し
て出力圧ポート８ｃ、９ｃからはブレーキバルブ２の出
力を所定の割合で減圧したエアをサービスブレーキへ供
給し、回生装置３０による運動エネルギの回収を主とし
た減速を行う。

【００２６】ステップ６１、６２の処理はステップ６０
の踏み込み角度θの判定により切り換えられて、回生装
置３０の作動中にサービスブレーキに加わるエア圧を切
り換えて運動エネルギの回収を主体とした制動から急制
動へ、または急制動から運動エネルギの回収を主体とし
た制動へブレーキペダル１の踏み込み量に応じて移行さ
せることができる。

【００２７】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の休止時には、ステ
ップ６３で電磁弁４、５への通電を遮断して開弁させ、
ブレーキバルブ２のエアを制御圧としてＬＱＲバルブ
８、９の制御圧ポート８ｂ、９ｂに供給し、ＬＱＲバル
ブ８、９は制御圧に応じたエアをリレーバルブ６、７に
エアを圧送してサービスブレーキのみによる制動を開始
する。

【００２８】ステップ６４では斜軸駆動装置３５の傾転
角を０（中立位置）にしてポンプモータ４３を空転さ
せ、ステップ６３で高圧油回路４４の電磁弁３６を閉弁
して回生装置３０を休止させる。

【００２９】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及びＬＱＲバルブ８、９の出力圧
及び回生装置３０による制動力Ｙとの関係は図６に示す
ように変化する。

【００３０】上記ステップ６３〜６５の回生装置３０を
休止させた状態でブレーキペダル１を作動させた場合、
電磁弁４、５が開弁するためブレーキペダル１の踏み込
み角度θに応じてブレーキバルブ２から供給されるエア
圧Ｐ_BがＬＱＲバルブ８、９の入力圧ポート８ａ、９ａ
及び電磁弁４、５を介して制御圧ポート８ｂ、９ｂにそ
れぞれ加わえられ、ＬＱＲバルブ８、９は制御圧ポート
８ｂ、９ｂに所定の制御圧が加わっているため、入力圧
ポート８ａ、９ａへ供給されるエア圧Ｐ_Bに相当するエ
アをリレーバルブ６、７へ出力し、リレーバルブ６、７
はブレーキチャンバ２０、２１を駆動して制動が行われ
る。

【００３１】一方、ブレーキペダル１の踏み込み角度θ
がθ₂未満で回生装置３０が作動するステップ６２で
は、電磁弁４、５が閉弁するためにブレーキバルブ２か
らのエア圧Ｐ_BはＬＱＲバルブ８、９の制御圧ポート８
ｂ、９ｂへ出力されず、ＬＱＲバルブ８、９はエア圧Ｐ
_Bを所定の割合で減圧したエア圧Ｐ_Lをリレーバルブ６、
７へ加えてサービスブレーキを作動させるとともに、踏
み込み角度θがθ₁までの間は回生装置３０の踏み込み
角度θに比例した制動力Ｙによって車両の減速が行わ
れ、ブレーキペダル１の踏み込み角度θがθ₁を越える
と、回生装置３０は最大の制動力Ｙmaxを保持して一定
の制動力により減速が行われ。

【００３２】さらにブレーキペダル１が踏み込まれて踏
み込み角度θがθ₂以上になるステップ６１では電磁弁
４、５が開弁し、ブレーキバルブ２から供給されるエア
圧Ｐ_BがＬＱＲバルブ８、９の入力圧ポート８ａ、９ａ
及び電磁弁４、５を介して制御圧ポート８ｂ、９ｂにそ
れぞれ加わえられ、入力圧ポート８ａ、９ａへ供給され
るエア圧Ｐ_Bに相当するエアをリレーバルブ６、７へ出
力し、リレーバルブ６、７はブレーキチャンバ２０、２
１を駆動して制動が行われる。踏み込み角度θがさらに
増大するとＬＱＲバルブ８、９の出力はブレーキバルブ
２のエア圧Ｐ_Bに伴って最大エア圧Ｐmaxまで増大し、回
生装置３０の制動力Ｙmaxを加えてブレーキペダル１の
踏み込み量に応じた制動力を得ることができ、回生装置
３０の作動中にもパニックブレーキに対する応答性及び
制動力を確保することが可能となる。

【００３３】また、回生装置３０の作動中にステップ５
３または５７の判定により回生装置３０を休止させてサ
ービスブレーキへ切り換えるステップ６３〜６５では、
図６における回生装置３０の制動力Ｙが無効となる一
方、電磁弁４、５が開弁してブレーキバルブ２の出力が
ＬＱＲバルブ８、９の制御圧ポート８ｂ、９ｂへ所定の
制御圧として加わるため、リレーバルブ６、７に加わる
エアはＬＱＲバルブ８、９で減圧されたエア圧Ｐ_Lから
ブレーキバルブ２のエア圧Ｐ_Bに増大してブレーキペダ
ル１の踏み込み角度θに応じた制動力を得ることができ
る。

【００３４】この回生装置３０からサービスブレーキへ
の切り換えはＬＱＲバルブ８、９の制御圧を電磁弁４、
５で切り換えることで行われるため、制動力の急変を抑
制することが可能となり、回生装置３０からサービスブ
レーキへ切り換える際のショックを低減することができ
る。

【００３５】コントローラ１０または電磁弁４、５の故
障などにより、電磁弁４、５が開弁不能となった場合、
ＬＱＲバルブ８、９はブレーキバルブ２のエア圧Ｐ_Bを
所定の割合で減圧したエア圧Ｐ_Lをリレーバルブ６、７
に出力し、このエア圧Ｐ_Lに応じたエアによってサービ
スブレーキを作動させ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。

【００３６】このように、ＬＱＲバルブ８、９の制御圧
ポート８ｂ、９ｂに加える制御圧を電磁弁４、５を介し
て制御するため、回生装置３０の作動中にもＬＱＲバル
ブ８、９に供給する制御圧をブレーキペダル１の踏み込
み角度θに応じて制御するため、パニックブレーキへの
応答性を向上させるとともにフェイルセーフを確保する
ことができ、さらにパニックブレーキ時などの急制動時
にも運動エネルギの回収を行って回収効率の向上を図る
ことができる。

【００３７】なお、上記実施例において、踏み込み量検
出手段としてブレーキペダル１の踏み込み角度を検出す
るポテンショメータ３を採用したが、図示はしないがブ
レーキバルブ２のプライマリ回路１８またはセカンダリ
回路１９に圧力センサを設け、検出した圧力からブレー
キペダル１の踏み込みストロークを演算してもよい。

【００３８】また、上記実施例においてサービスブレー
キをフルエアブレーキにより構成したが、図示はしない
がエアオーバーハイドロリックブレーキなどで構成して
もよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ブレーキ
ペダルの踏み込み量に応じて減圧弁に加える制御圧を弁
を介して制御するため、回生装置の作動中にもパニック
ブレーキなどの急制動時におけるサービスブレーキの制
動力及び応答性を確保することが可能となり、運動エネ
ルギの回収効率を向上させるとともに、回生装置からサ
ービスブレーキへの切り換えを円滑に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明の実施例を示す構成図である。

【図３】同じく回生装置を示す構成図である。

【図４】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５】ＬＱＲバルブの入力圧と出力圧との関係を示す
図である。

【図６】ブレーキペダルの踏み込み角度とブレーキバル
ブの圧力、回生装置の制動力及びＬＱＲバルブの出力圧
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ブレーキペダル ２ ブレーキバルブ ３ ポテンショメータ ４、５ 電磁弁 ８、９ ＬＱＲバルブ １０ コントローラ ２０、２１ ブレーキチャンバ ３０ 回生装置 ７１ 比較手段 ７２ 制御手段 ７３ 踏込量検出手段 ７４ 判定手段 ７５ 駆動手段 ７６ 弁 ７７ 減圧弁 ７８ サービスブレーキ

Claims (1)

【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、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて制
   動圧力を発生するブレーキバルブと、前記ブレーキバル
   ブとサービスブレーキとの間に介装されて制御圧に応じ
   てブレーキバルブの出力を減圧可能な減圧弁と、前記減
   圧弁に制御圧を供給する弁と、前記ブレーキペダルの踏
   み込み量を検出する手段と、この検出値と予め設定した
   踏み込み量とを比較する手段と、前記回生装置の作動状
   況を判定する手段と、この判定結果に基づいて回生装置
   が作動中のときには前記弁を閉弁する駆動手段と、この
   回生装置の作動中に前記比較結果が予め設定した踏み込
   み量以上のときに前記弁を開弁する一方、前記比較結果
   が予め設定した踏み込み量未満のときには前記弁を閉弁
   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。