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JP2009207243A - Braking force regeneration device - Google Patents

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JP2009207243A
JP2009207243A JP2008045405A JP2008045405A JP2009207243A JP 2009207243 A JP2009207243 A JP 2009207243A JP 2008045405 A JP2008045405 A JP 2008045405A JP 2008045405 A JP2008045405 A JP 2008045405A JP 2009207243 A JP2009207243 A JP 2009207243A
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power
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generator
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JP2008045405A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Yoshida
幸司 吉田
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a braking force regeneration device with which sufficient regeneration can be obtained even when wheels are rotating at low speed. <P>SOLUTION: The braking force regeneration device is comprised of: a power source 11 for generating rotary torque; a clutch means 13 that is connected to the power source 11 and controls the transmission of rotary torque; a speed change means 15 connected to the clutch means 13; wheels 17 connected to the speed change means 15; a number-of-revolutions selecting means 19 that is connected to the clutch means 13 and takes rotary torque out of whichever is higher, the power source-side number of revolutions of the clutch means 13 or the speed change means-side number of revolutions of the clutch means 13; and a generator 21 that is connected to the number-of-revolutions selecting means 19 and to which the rotary torque taken out by the number-of-revolutions selecting means 19 is transmitted. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の減速時に補機を駆動することにより運動エネルギーを回収する制動力回生装置に関するものである。   The present invention relates to a braking force regeneration device that recovers kinetic energy by driving an auxiliary machine during deceleration of a vehicle.

近年、環境への配慮や燃費向上のために、減速中の車両の運動エネルギーを活用する様々な装置が提案されている。例えば、特許文献1には車両減速時の慣性力による車輪の回転トルクを活用してエアコンのコンプレッサや発電機(オルタネータ)等の補機を駆動することで、減速時におけるエンジンの補機駆動に必要な燃料消費を抑制することができる補機駆動装置が提案されている。図5はこのような補機駆動装置の全体構成図である。   In recent years, various devices that utilize the kinetic energy of a vehicle being decelerated have been proposed in order to consider the environment and improve fuel efficiency. For example, in Patent Document 1, the driving torque of an engine such as an air conditioner compressor and a generator (alternator) is driven by utilizing the rotational torque of wheels caused by the inertial force when the vehicle is decelerated. Auxiliary drive devices that can suppress the required fuel consumption have been proposed. FIG. 5 is an overall configuration diagram of such an accessory driving device.

図5において、車両のエンジン101は減速機構103、デファレンシャル105を介して車軸107を回転させる。これにより、車軸107に固定した車輪109が回転し、車両を駆動している。一方、エンジン101にはクランク軸111を介してクランク軸プーリ113が接続されている。クランク軸プーリ113にはベルト115を介してオルタネータやコンプレッサ等の補機117、およびエンジン101の電動始動装置119が接続されている。従って、エンジン101を始動する時には、バッテリ(図示せず)からの電力で電動始動装置119を駆動することにより、ベルト115、クランク軸プーリ113が回転し、これによりエンジン101の始動が可能となる。また、エンジン101の駆動中は、クランク軸プーリ113、ベルト115を介して補機117が駆動するので、発電やエアコン駆動等が可能となる。   In FIG. 5, the vehicle engine 101 rotates an axle 107 via a speed reduction mechanism 103 and a differential 105. As a result, the wheels 109 fixed to the axle 107 rotate to drive the vehicle. On the other hand, a crankshaft pulley 113 is connected to the engine 101 via a crankshaft 111. An auxiliary machine 117 such as an alternator and a compressor and an electric starter 119 of the engine 101 are connected to the crankshaft pulley 113 via a belt 115. Therefore, when the engine 101 is started, the belt 115 and the crankshaft pulley 113 are rotated by driving the electric starter 119 with electric power from a battery (not shown), thereby enabling the engine 101 to be started. . Further, since the auxiliary machine 117 is driven via the crankshaft pulley 113 and the belt 115 while the engine 101 is being driven, power generation, air conditioner driving, and the like are possible.

次に、減速時の動作について説明する。車軸107には車軸プーリ121が設けられており、クランク軸プーリ113との間にベルト123が配されている。また、クランク軸プーリ113と車軸プーリ121にはクラッチ機構が内蔵されている。これにより、減速時にはクランク軸プーリ113をオフ(分離)、車軸プーリ121をオン(係合)とすることで、車両の運動エネルギーによる車軸107の回転トルクがベルト123、115を介して補機117に伝達される。従って、車両減速時の運動エネルギーによって補機117を駆動することができる。この時、エンジン101の回転トルクは補機117に伝達されないので、エンジン101を停止することが可能となる。このように、減速時の補機117を駆動するエネルギーは、車両の減速による運動エネルギーから得られるので、燃料を使用することなく補機117を駆動でき、減速時のエンジン101の停止と併せて車両全体の燃費が向上する。
特開2002−174305号公報
Next, the operation at the time of deceleration will be described. An axle pulley 121 is provided on the axle 107, and a belt 123 is disposed between the axle 107 and the crankshaft pulley 113. The crankshaft pulley 113 and the axle pulley 121 have a built-in clutch mechanism. Thus, during deceleration, the crankshaft pulley 113 is turned off (separated) and the axle pulley 121 is turned on (engaged), so that the rotational torque of the axle 107 due to the kinetic energy of the vehicle passes through the belts 123 and 115 and the auxiliary machine 117. Is transmitted to. Therefore, the auxiliary machine 117 can be driven by the kinetic energy during vehicle deceleration. At this time, since the rotational torque of the engine 101 is not transmitted to the auxiliary machine 117, the engine 101 can be stopped. Thus, since the energy for driving the auxiliary machine 117 during deceleration is obtained from the kinetic energy due to the deceleration of the vehicle, the auxiliary machine 117 can be driven without using fuel, and the engine 101 is stopped during deceleration. The fuel consumption of the entire vehicle is improved.
JP 2002-174305 A

上記の補機駆動装置によると、確かに減速時にエンジン101を停止しても、車両の運動エネルギーに基づく車輪109の回転トルクにより補機117を駆動でき、燃費向上が図れるのであるが、車輪109が低速回転する際に、次のような課題があった。   According to the above auxiliary machine drive device, even if the engine 101 is stopped at the time of deceleration, the auxiliary machine 117 can be driven by the rotational torque of the wheel 109 based on the kinetic energy of the vehicle, and the fuel efficiency can be improved. When rotating at low speed, there were the following problems.

例えば、図5の補機駆動装置を電力の回生装置として適用した場合、構成としては簡単には、発電機からなる補機117に、制動で得られた電力を蓄える蓄電手段を接続すればよい。この場合、車輪109が高速回転している時は補機117も高速回転し、減速時の回生による発電電力(以下、回生電力という)が十分に得られるのであるが、例えば渋滞時に加減速を繰り返し、車輪109が低速でしか回転しない時は、補機117の回転数も低いままとなり、十分な回生電力が得られないという課題があった。同様に、補機117がコンプレッサや油圧ポンプである場合も、車輪109が低速回転している時はエネルギー回生による圧力が十分に得られないという課題があった。   For example, when the auxiliary machine drive device of FIG. 5 is applied as a power regeneration device, the configuration is simply configured by connecting power storage means for storing electric power obtained by braking to the auxiliary machine 117 formed of a generator. . In this case, when the wheel 109 is rotating at a high speed, the auxiliary machine 117 is also rotated at a high speed, and a sufficient amount of power generated by regeneration during deceleration (hereinafter referred to as regenerative power) can be obtained. Repeatedly, when the wheel 109 rotates only at a low speed, the rotational speed of the auxiliary machine 117 remains low, and there is a problem that sufficient regenerative power cannot be obtained. Similarly, when the auxiliary machine 117 is a compressor or a hydraulic pump, there is a problem that a sufficient pressure due to energy regeneration cannot be obtained when the wheel 109 rotates at a low speed.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、車輪109が低速回転時でも十分な回生が得られる制動力回生装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a braking force regeneration device capable of obtaining sufficient regeneration even when the wheel 109 rotates at a low speed.

前記従来の課題を解決するために、本発明の制動力回生装置は、回転トルクを発生する動力源と、前記動力源に接続され、前記回転トルクの伝達を制御するクラッチ手段と、前記クラッチ手段に接続された変速手段と、前記変速手段に接続された車輪と、前記クラッチ手段に接続され、前記クラッチ手段の動力源側回転数と、前記クラッチ手段の変速手段側回転数の高い方から前記回転トルクを取り出す回転数選択手段と、前記回転数選択手段に接続され、前記回転数選択手段で取り出された前記回転トルクが伝達される補機とからなるものである。   In order to solve the above-described conventional problems, a braking force regeneration device according to the present invention includes a power source that generates rotational torque, a clutch unit that is connected to the power source and controls transmission of the rotational torque, and the clutch unit. The speed change means connected to the speed change means, the wheel connected to the speed change means, the clutch means connected to the power source side rotational speed of the clutch means, and the speed change means side speed of the clutch means from the higher one A rotation speed selection means for extracting the rotation torque and an auxiliary machine connected to the rotation speed selection means and to which the rotation torque extracted by the rotation speed selection means is transmitted.

本発明の制動力回生装置によれば、変速手段と回転数選択手段を介して車輪の回転トルクを補機に伝達するので、渋滞時等で車輪が低速回転している時は、変速手段により車輪の回転数よりも高い回転数が得られる。また、減速中で車輪の回転トルクが動力源の回転トルクより大きくなりクラッチ手段がオフになると、変速手段側回転数が動力源側回転数より高くなる。従って、これらの場合には、回転数選択手段は、動力源側回転数と変速手段側回転数の高い方を補機に伝達するので、車輪の回転トルクが補機に伝達されることになる。よって、車輪が低速回転していても、車輪より高い回転数が補機に伝達されるので、十分な回生が得られ、さらなる燃費向上に寄与する制動力回生装置を実現できるという効果が得られる。なお、停車している時は、クラッチ手段がオフとなり動力源はアイドリング状態となるが、この動力源側回転数は変速手段側回転数(=0)より大きくなるので、回転数選択手段により動力源の回転トルクが補機に伝達される。この動作は一般の車両と同様である。従って、一般の車両の動作を行うことができるとともに、十分な回生が得られる制動力回生装置を実現できる。   According to the braking force regeneration device of the present invention, since the rotational torque of the wheel is transmitted to the auxiliary machine through the speed change means and the speed selection means, when the wheel is rotating at a low speed due to a traffic jam or the like, the speed change means A higher rotational speed than the rotational speed of the wheel is obtained. Further, if the rotational torque of the wheels is larger than the rotational torque of the power source during deceleration and the clutch means is turned off, the speed change means side rotational speed becomes higher than the power source side rotational speed. Therefore, in these cases, the rotational speed selection means transmits the higher one of the power source side rotational speed and the transmission means side rotational speed to the auxiliary equipment, so that the rotational torque of the wheels is transmitted to the auxiliary equipment. . Therefore, even if the wheel rotates at a low speed, a higher rotational speed than that of the wheel is transmitted to the auxiliary machine, so that sufficient regeneration can be obtained, and an effect that a braking force regeneration device that contributes to further improvement in fuel efficiency can be realized can be obtained. . When the vehicle is stopped, the clutch means is turned off and the power source is in an idling state. However, since the power source side rotational speed is larger than the transmission means side rotational speed (= 0), the power is selected by the rotational speed selection means. The rotational torque of the source is transmitted to the auxiliary machine. This operation is the same as that of a general vehicle. Therefore, it is possible to realize a braking force regeneration device that can perform a general vehicle operation and obtain sufficient regeneration.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における制動力回生装置の概略構成図である。図2は、本発明の実施の形態1における制動力回生装置の各種特性の経時変化図であり、(a)は車速の経時変化図を、(b)はクラッチ手段の回転数の経時変化図を、(c)は発電量の経時変化図を、(d)はDC/DCコンバータ入力電力の経時変化図を、(e)は蓄電手段蓄電量の経時変化図を、それぞれ示す。なお、図1において太二重線は各種回転軸を示す。また、本実施の形態1では補機として発電機を用いた場合について述べる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a braking force regeneration device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a time-dependent change diagram of various characteristics of the braking force regeneration device according to the first embodiment of the present invention. FIG. (C) is a time-dependent change diagram of the power generation amount, (d) is a time-change graph of the DC / DC converter input power, and (e) is a time-change graph of the power storage means power storage amount. In FIG. 1, thick double lines indicate various rotation axes. In the first embodiment, a case where a generator is used as an auxiliary machine will be described.

図1において、車両のエンジンである動力源11は回転軸を介してクラッチ手段13の一端に接続されている。クラッチ手段13の他端には回転軸を介して変速手段15が接続されている。従って、クラッチ手段13は動力源11と変速手段15の間の回転軸を係合、分離する機能を有する。これにより、動力源11で発生した回転トルクの伝達は、クラッチ手段13により制御される。なお、クラッチ手段13には、例えばトルクコンバータを用いてもよい。また、変速手段15は油圧により変速する自動変速機構付きのものを用いた。   In FIG. 1, a power source 11 that is an engine of a vehicle is connected to one end of a clutch means 13 via a rotating shaft. A speed change means 15 is connected to the other end of the clutch means 13 via a rotating shaft. Therefore, the clutch means 13 has a function of engaging and separating the rotary shaft between the power source 11 and the speed change means 15. Thereby, transmission of the rotational torque generated by the power source 11 is controlled by the clutch means 13. For example, a torque converter may be used as the clutch means 13. Further, the transmission means 15 is equipped with an automatic transmission mechanism that shifts hydraulically.

変速手段15の出力側には回転軸を介して車輪17が接続されている。なお、変速手段15と車輪17の間にはデファレンシャルが介されているが、図1では省略している。   A wheel 17 is connected to the output side of the transmission means 15 via a rotating shaft. A differential is interposed between the speed change means 15 and the wheel 17, but is omitted in FIG.

クラッチ手段13には回転数選択手段19が接続されている。具体的には、図1に示すように、動力源11とクラッチ手段13の間、およびクラッチ手段13と変速手段15の間に回転数選択手段19が接続される構成としている。また、回転数選択手段19で取り出された回転トルクの出力には、補機として発電機21が接続されている。   A rotation speed selection means 19 is connected to the clutch means 13. Specifically, as shown in FIG. 1, a rotation speed selection means 19 is connected between the power source 11 and the clutch means 13 and between the clutch means 13 and the transmission means 15. Further, a generator 21 is connected as an auxiliary machine to the output of the rotational torque extracted by the rotational speed selection means 19.

ここで、回転数選択手段19の詳細構成を述べる。回転数選択手段19は図1の細点線で囲まれた部分であり、まず動力源11とクラッチ手段13の間には、動力源11の回転トルクを取り出す動力源側プーリ23が設けられている。動力源側プーリ23は動力源11からの回転軸に直結された構成とした。同様に、クラッチ手段13と変速手段15の間には、変速手段15の回転トルクを取り出す変速手段側プーリ25が設けられている。変速手段側プーリ25も変速手段15からの回転軸に直結された構成とした。動力源側プーリ23と変速手段側プーリ25は、それぞれベルト27を介して発電機側プーリ29に接続されている。なお、発電機側プーリ29は2個設けられており、いずれも図1に示すように発電機21に接続された回転軸に取り付けられている。また、発電機側プーリ29は、いずれもワンウェイクラッチ機構を内蔵しており、動力源11とクラッチ手段13の間の動力源側回転数、およびクラッチ手段13と変速手段15の間の変速手段側回転数の内、高い方から回転トルクを取り出し、発電機21に伝達するように構成されている。   Here, the detailed configuration of the rotation speed selection means 19 will be described. The rotational speed selection means 19 is a portion surrounded by a thin dotted line in FIG. 1. First, a power source side pulley 23 for extracting the rotational torque of the power source 11 is provided between the power source 11 and the clutch means 13. . The power source side pulley 23 is directly connected to the rotating shaft from the power source 11. Similarly, between the clutch means 13 and the speed change means 15, a speed change means side pulley 25 for taking out the rotational torque of the speed change means 15 is provided. The transmission means side pulley 25 is also directly connected to the rotating shaft from the transmission means 15. The power source side pulley 23 and the transmission means side pulley 25 are each connected to a generator side pulley 29 via a belt 27. Two generator-side pulleys 29 are provided, both of which are attached to a rotating shaft connected to the generator 21 as shown in FIG. Further, the generator-side pulley 29 has a built-in one-way clutch mechanism, and the power source side rotational speed between the power source 11 and the clutch means 13 and the speed change means side between the clutch means 13 and the speed change means 15. The rotational torque is extracted from the higher one of the rotational speeds and transmitted to the generator 21.

なお、図1ではクラッチ手段13と変速手段15を分けて記載しているが、本実施の形態1ではクラッチ手段13をロックアップ機構付きトルクコンバータとし、自動変速機構を有する変速手段15と一体構成を有するものとした。従って、変速手段側プーリ25はクラッチ手段13と変速手段15の間の部分に内蔵され、ベルト27によって変速手段側の回転トルクを取り出す構成となる。また、ベルト27についても、それに限定されるものではなく、ギアや回転軸によって変速手段側の回転トルクを取り出す構成としてもよい。また、前記ロックアップ機構は外部からオンオフできる構成としているので、クラッチ手段13の係合、分離を外部制御できる。   In FIG. 1, the clutch means 13 and the speed change means 15 are shown separately. In the first embodiment, the clutch means 13 is a torque converter with a lockup mechanism, and is integrated with the speed change means 15 having an automatic speed change mechanism. It was supposed to have. Therefore, the speed change means side pulley 25 is built in a portion between the clutch means 13 and the speed change means 15, and the belt 27 takes out the rotation torque on the speed change means side. Further, the belt 27 is not limited to this, and a configuration may be adopted in which the rotational torque on the transmission means side is extracted by a gear or a rotating shaft. Further, since the lock-up mechanism can be turned on and off from the outside, the engagement and separation of the clutch means 13 can be controlled externally.

次に、電気的接続の詳細構成について説明する。発電機21には一般の車両と同様に、バッテリ31と電気負荷33が接続されている。なお、本実施の形態1における電気負荷33は車両に搭載された電装品であり、動力源11によって駆動されるエアコン用コンプレッサや各種油圧ポンプ等は含まない。上記構成に加え、本実施の形態1では発電機21の出力がDC/DCコンバータ35を介して蓄電手段37に接続されている。ここで、蓄電手段37は急速充放電が可能で大容量の電気二重層キャパシタを用いた。これにより、車両の減速時に発生する急峻な回生電力を十分に蓄電することが可能となる。なお、蓄電手段37の蓄電量は、電気二重層キャパシタの動作時の電圧範囲において、下限電圧の場合を0%、上限電圧の場合を100%として定義する。   Next, a detailed configuration of electrical connection will be described. A battery 31 and an electric load 33 are connected to the generator 21 in the same manner as a general vehicle. The electric load 33 in the first embodiment is an electrical component mounted on the vehicle, and does not include an air conditioner compressor driven by the power source 11 or various hydraulic pumps. In addition to the above configuration, in the first embodiment, the output of the generator 21 is connected to the power storage means 37 via the DC / DC converter 35. Here, the electricity storage means 37 is a large-capacity electric double layer capacitor capable of rapid charging / discharging. This makes it possible to sufficiently store the steep regenerative power generated when the vehicle is decelerated. The amount of electricity stored in the electricity storage means 37 is defined as 0% for the lower limit voltage and 100% for the upper limit voltage in the voltage range during operation of the electric double layer capacitor.

一方、動力源11、クラッチ手段13、変速手段15、発電機21、およびDC/DCコンバータ35には制御手段39が接続されている。制御手段39はマイクロコンピュータと周辺部品から構成されており、前記したもの以外にも、図示していないが動力源側プーリ23と変速手段側プーリ25の近傍にそれぞれ設けた回転センサが接続され、それぞれの回転数を検出している。さらに、車両全般にわたる制御を司る。   On the other hand, a control unit 39 is connected to the power source 11, the clutch unit 13, the transmission unit 15, the generator 21, and the DC / DC converter 35. The control means 39 is composed of a microcomputer and peripheral components. Besides the above-described ones, rotation sensors provided in the vicinity of the power source side pulley 23 and the transmission means side pulley 25 are connected, although not shown. Each speed is detected. In addition, it controls the entire vehicle.

次に、このような制動力回生装置の動作について、図2を参照しながら説明する。なお、図2において全てのグラフの横軸は時間を示す。また、図2では車両が渋滞時に加減速を繰り返すものの車速があまり上がらない状況の例を示す。従って、図2の動作期間中には変速手段15の自動変速機はロー(1速)ギアのまま、またはシフトアップしてもセカンド(2速)ギアまでの状態とする。   Next, the operation of such a braking force regeneration device will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the horizontal axis of all graphs indicates time. FIG. 2 shows an example of a situation where the vehicle repeats acceleration / deceleration in a traffic jam but the vehicle speed does not increase much. Therefore, during the operation period of FIG. 2, the automatic transmission of the speed change means 15 remains in the low (first speed) gear, or is in the state up to the second (second speed) gear even if shifted up.

まず、時間t0で車両が停止していたとする。従って、図2(a)に示すように車速は0である。また、動力源11はアイドリング状態であるので、アイドリング回転数riを維持している。従って、図2(b)に示すように、動力源側の回転数(図2(b)の太実線で示す)は時間t0でアイドリング回転数riとなる。この時、車両はブレーキにより停止しているので、車輪17の回転数は0である。従って、車輪17と接続された変速手段15も回転していないので、変速手段側の回転数(図2(b)の太点線で示す)は時間t0で0となる。これらのことから、クラッチ手段13の動力源側と変速手段側の回転数が異なることになるので、車両停止時において制御手段39はクラッチ手段13のロックアップ機構をオフにしている。これにより、クラッチ手段13は動力源側と変速手段側を分離している。なお、本実施の形態1では、クラッチ手段13のロックアップ機構は制御手段39によりオンオフ制御が行われるが、これは減速時に既定の車速に至れば機械的にオフになる機構を組み込んだ構成としてもよい。   First, it is assumed that the vehicle has stopped at time t0. Therefore, the vehicle speed is zero as shown in FIG. Further, since the power source 11 is in the idling state, the idling rotational speed ri is maintained. Accordingly, as shown in FIG. 2B, the rotational speed on the power source side (indicated by the thick solid line in FIG. 2B) becomes the idling rotational speed ri at time t0. At this time, since the vehicle is stopped by the brake, the rotation speed of the wheel 17 is zero. Therefore, since the speed change means 15 connected to the wheel 17 is not rotating, the speed on the speed change means side (indicated by a thick dotted line in FIG. 2B) becomes 0 at time t0. For these reasons, since the rotational speeds of the power source side and the transmission means side of the clutch means 13 are different, the control means 39 turns off the lock-up mechanism of the clutch means 13 when the vehicle is stopped. Thereby, the clutch means 13 has isolate | separated the power source side and the transmission means side. In the first embodiment, the lock-up mechanism of the clutch means 13 is on / off controlled by the control means 39. This is a structure incorporating a mechanism that is mechanically turned off when a predetermined vehicle speed is reached during deceleration. Also good.

図2(b)より、クラッチ手段13の回転数は動力源側の方が変速手段側より高いので、回転数選択手段19は回転数の高い方、すなわち動力源側の回転トルクを機械的に発電機21に伝達する。これにより、図2(c)に示すように発電機21は動力源11のアイドリング回転により駆動されて一定の発電を行う。この電力は電気負荷33に供給されるとともに、バッテリ31の充電状態によっては、その充電が行われる。なお、電気負荷33の消費電力は図2の時間t0以降、一定であるとして、以下説明する。   As shown in FIG. 2B, since the rotational speed of the clutch means 13 is higher on the power source side than on the transmission means side, the rotational speed selection means 19 mechanically applies the rotational torque on the higher speed side, that is, the power source side. This is transmitted to the generator 21. Thereby, as shown in FIG. 2C, the generator 21 is driven by idling rotation of the power source 11 to generate a certain amount of power. This electric power is supplied to the electric load 33 and charged depending on the state of charge of the battery 31. In the following description, the power consumption of the electric load 33 is assumed to be constant after the time t0 in FIG.

ここで、時間t0においては、車両が停止しているので回生電力を得ることができない。従って、制御手段39はDC/DCコンバータ35を停止している。ゆえに、図2(d)に示すようにDC/DCコンバータ35の入力電力は0となり、蓄電手段37への充電は行われない。よって、図2(e)に示すように、蓄電手段37は蓄電量0%の状態を維持する。   Here, at time t0, the regenerative power cannot be obtained because the vehicle is stopped. Therefore, the control means 39 stops the DC / DC converter 35. Therefore, as shown in FIG. 2D, the input power of the DC / DC converter 35 becomes 0, and the power storage means 37 is not charged. Therefore, as shown in FIG. 2E, the power storage means 37 maintains a state where the power storage amount is 0%.

次に、時間t1でブレーキが解除され、アクセルペダルが踏み込まれることにより車両が加速を始めたとする。これにより、図2(a)に示すように、車速は経時的に大きくなる。その結果、図2(b)の太実線に示すように、動力源側の回転数は経時的に上昇し、それに応じてクラッチ手段13のトルクコンバータにより変速手段側の回転数(太点線)も経時的に上昇する。この時、時間t1では動力源11はアイドリング回転数であり、変速手段15は回転していないので、動力源側の回転数の方が高いが、やがて時間t2にて両者の回転数は一致し、さらに回転数は上昇を続ける。この時間t1から時間t2の間は、動力源側の回転数の方が高いので、発電機21は動力源側プーリ23の回転トルクにより駆動される。この際、前記したように電気負荷33の消費電力は一定であるので、図2(c)に示すように、発電機21の発電量は一定である。また、時間t1から時間t2の間は、加速中であるので回生電力が発生しない。ゆえに、DC/DCコンバータ35は停止したままであり、図2(d)に示すように、その入力電力は0を維持する。従って、蓄電手段37への充電も行われないので、その蓄電量は0%のままである。   Next, it is assumed that the brake is released at time t1 and the vehicle starts to accelerate when the accelerator pedal is depressed. Thereby, as shown to Fig.2 (a), a vehicle speed becomes large with time. As a result, as indicated by the thick solid line in FIG. 2B, the rotational speed on the power source side increases with time, and the rotational speed (thick dotted line) on the transmission means side is also increased by the torque converter of the clutch means 13 accordingly. It rises over time. At this time, since the power source 11 is at idling rotational speed at time t1 and the speed change means 15 is not rotating, the rotational speed on the power source side is higher, but eventually both rotational speeds coincide at time t2. Furthermore, the number of revolutions continues to rise. Since the rotational speed on the power source side is higher from time t1 to time t2, the generator 21 is driven by the rotational torque of the power source pulley 23. At this time, since the power consumption of the electric load 33 is constant as described above, the power generation amount of the generator 21 is constant as shown in FIG. In addition, during the period from time t1 to time t2, regenerative power is not generated because acceleration is being performed. Therefore, the DC / DC converter 35 remains stopped, and the input power thereof is maintained at 0 as shown in FIG. Therefore, since the power storage means 37 is not charged, the power storage amount remains 0%.

次に、時間t2から時間t3では、加速中であるが、動力源側と変速手段側の回転数が一致した状態である。この場合、クラッチ手段13のトルクコンバータによる損失を低減するために、制御手段39はロックアップ機構をオンにする。これにより、動力源側と変速手段側がクラッチ手段13により係合されたことになるので、燃費向上を図ることができる。また、前記したように時間t2から時間t3では動力源側と変速手段側の回転数が等しいので、発電機21は動力源側と変速手段側の両方の回転トルクにより駆動されるが、時間t1から時間t2と同様に、発電機21の発電量は変わらない。従って、DC/DCコンバータ35の入力電力は0であり、蓄電手段37の蓄電量は0%のままである。   Next, from the time t2 to the time t3, the vehicle is accelerating, but the rotational speeds on the power source side and the transmission means side coincide with each other. In this case, in order to reduce the loss due to the torque converter of the clutch means 13, the control means 39 turns on the lockup mechanism. As a result, the power source side and the transmission means side are engaged by the clutch means 13, so that fuel efficiency can be improved. Further, as described above, since the rotational speeds on the power source side and the transmission means side are equal from time t2 to time t3, the generator 21 is driven by the rotational torque on both the power source side and the transmission means side, but the time t1 From time t2, the power generation amount of the generator 21 does not change. Therefore, the input power of the DC / DC converter 35 is 0, and the amount of electricity stored in the electricity storage means 37 remains 0%.

次に、時間t3で加速を終了し、車輪17が減速を開始したとする。これにより、動力源11から出力される回転トルクはほぼ0となり、車両の運動エネルギーにより得られる車輪17からの回転トルクにより、変速手段15を介してクラッチ手段13が回転する。この時、クラッチ手段13はロックアップ機構により係合されているので、動力源側プーリ23と変速手段側プーリ25は同じ回転数で回転する。従って、発電機21は両方のプーリの回転トルクで駆動されるので、得られる電力は車両の運動エネルギーによるものとなる。ゆえに、車両制動による運動エネルギーを回生電力として回収することが可能となる。   Next, it is assumed that acceleration ends at time t3 and the wheel 17 starts to decelerate. As a result, the rotational torque output from the power source 11 becomes substantially zero, and the clutch means 13 rotates through the speed change means 15 by the rotational torque from the wheels 17 obtained from the kinetic energy of the vehicle. At this time, since the clutch means 13 is engaged by the lock-up mechanism, the power source side pulley 23 and the transmission means side pulley 25 rotate at the same rotational speed. Therefore, since the generator 21 is driven by the rotational torque of both pulleys, the electric power obtained is based on the kinetic energy of the vehicle. Therefore, it becomes possible to collect the kinetic energy generated by vehicle braking as regenerative power.

なお、本実施の形態1では、減速時に発電機21の発電出力を上げることにより、さらに効率よく制動による運動エネルギーを回生する例を以下に示す。   In the first embodiment, an example of regenerating kinetic energy by braking more efficiently by increasing the power generation output of the generator 21 during deceleration will be described below.

車輪17が減速すると、図2(a)、(b)に示すように、車速とクラッチ手段の回転数はそれぞれ経時的に減少する。この時、制御手段39は発電機21に対し、車輪17の減速による回生電力を回収するために発電量を上げるように制御する。すなわち、制御手段39はDC/DCコンバータ35に対して、発電機21を一時的に大出力で発電させ、発生した回生電力を蓄電手段37に充電するように制御する。その結果、図2(c)に示すように、時間t3で発電機21の発電量は回生電力の分、大きくなる。従って、発電機21は、時間t3までに供給していた電気負荷33への電力と、蓄電手段37に供給する回生電力の合計を発電することになる。回生電力の発生により、図2(d)に示すように、DC/DCコンバータ35の入力電力は時間t3で急峻に大きくなり、一定値となる。これは、DC/DCコンバータ35の入力電力が一定になるように制御されているためである。この動作により、蓄電手段37の充電が開始され、その蓄電量は図2(e)に示すように、時間t3から経時的に大きくなる。   When the wheel 17 decelerates, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the vehicle speed and the number of rotations of the clutch means respectively decrease with time. At this time, the control means 39 controls the generator 21 to increase the power generation amount in order to recover the regenerative power due to the deceleration of the wheels 17. That is, the control means 39 controls the DC / DC converter 35 to temporarily generate the generator 21 with a high output and charge the generated regenerative power to the power storage means 37. As a result, as shown in FIG. 2C, the power generation amount of the generator 21 increases by the amount of regenerative power at time t3. Therefore, the generator 21 generates the sum of the electric power supplied to the electric load 33 supplied up to time t3 and the regenerative electric power supplied to the power storage means 37. Due to the generation of the regenerative power, as shown in FIG. 2D, the input power of the DC / DC converter 35 suddenly increases at time t3 and becomes a constant value. This is because the input power of the DC / DC converter 35 is controlled to be constant. By this operation, charging of the power storage means 37 is started, and the amount of power storage increases with time from time t3 as shown in FIG.

なお、時間t3の減速開始時においては、燃費向上のために、従来と同様に動力源11への燃料供給が遮断される。   Note that at the start of deceleration at time t3, the fuel supply to the power source 11 is interrupted in the same manner as in the past in order to improve fuel efficiency.

次に、時間t3以降では、車速の低下とともに、図2(b)に示すように、クラッチ手段13の回転数も低下するが、時間t4まではクラッチ手段13が係合した状態であるので、動力源11は燃料を消費することなく車輪17により回転させられている。ゆえに、動力源側回転数と変速手段側回転数が一致した状態である。   Next, after time t3, as shown in FIG. 2 (b), the rotational speed of the clutch means 13 also decreases as the vehicle speed decreases, but the clutch means 13 is engaged until time t4. The power source 11 is rotated by the wheel 17 without consuming fuel. Therefore, the power source side rotational speed and the speed change means side rotational speed are in the same state.

時間t4では、動力源側回転数は、動力源11の燃料遮断が可能な下限回転数rcに至る。ここで下限回転数rcとは、これ以上動力源11の回転数を下げると、動力源11に燃料を供給しても再始動できなくなる下限の回転数のことである。従って、制御手段39は回転センサ(図示せず)により検出されたクラッチ手段13の回転数が下限回転数rcに至ると、動力源11に対し燃料を供給するように制御する。   At time t4, the power source side rotational speed reaches the lower limit rotational speed rc at which the fuel of the power source 11 can be cut off. Here, the lower limit rotational speed rc is a lower limit rotational speed that cannot be restarted even if fuel is supplied to the power source 11 when the rotational speed of the power source 11 is further decreased. Therefore, the control means 39 controls to supply fuel to the power source 11 when the rotation speed of the clutch means 13 detected by the rotation sensor (not shown) reaches the lower limit rotation speed rc.

また、クラッチ手段13の回転数が下限回転数rcより小さくなると、制御手段39はクラッチ手段13に対し動力源11と変速手段15の間を分離するように制御する。具体的には、クラッチ手段13のロックアップ機構をオフにする。これにより、動力源側回転数は図2(b)の太実線に示すように速やかに低下し、アイドリング回転数riに至ると、その回転数を維持する。この時(時間t4から時間t5)は、クラッチ手段13の変速手段側回転数が動力源側回転数より高いので、発電機21は変速手段側プーリ25によって駆動される。従って、引き続き制動による運動エネルギーが回生される。これにより、図2(c)に示すように、発電量は時間t4までと同じ状態を維持するとともに、図2(d)に示すように、DC/DCコンバータ35の入力電力も時間t4までと同じ状態を維持する。その結果、蓄電手段37は充電され続け、図2(e)に示すように、時間t5まで蓄電量は上昇していく。   When the rotational speed of the clutch means 13 becomes smaller than the lower limit rotational speed rc, the control means 39 controls the clutch means 13 so as to separate the power source 11 and the transmission means 15 from each other. Specifically, the lockup mechanism of the clutch means 13 is turned off. As a result, the power source side rotational speed quickly decreases as shown by the thick solid line in FIG. 2B, and when the idling rotational speed ri is reached, the rotational speed is maintained. At this time (from time t4 to time t5), the speed change means side rotation speed of the clutch means 13 is higher than the power source side rotation speed, so the generator 21 is driven by the speed change means side pulley 25. Therefore, the kinetic energy by the braking is continuously regenerated. As a result, as shown in FIG. 2 (c), the power generation amount remains the same as that until time t4, and as shown in FIG. 2 (d), the input power of the DC / DC converter 35 is also until time t4. Maintain the same state. As a result, the power storage means 37 continues to be charged, and the amount of power storage increases until time t5 as shown in FIG.

ここで、以上に説明した時間t3〜t5における車輪17の減速は、平地走行の場合を示しているが、登坂時においては、車速が下がっているにもかかわらず動力源11からの回転トルクで車輪17が回転する場合がある。この際は、減速による運動エネルギーを回生できない。しかし、本実施の形態1では登坂時であっても、車輪17からの回転トルクで動力源11が回転する場合は、車輪17の回転による変速手段側回転数が高くなり、回転数選択手段19により自動的に車輪17からの回転トルクを取り出すことができる。従って、平地の惰性走行から登坂状態になっても回生電力を得ることが可能となり、効率が向上する。   Here, the deceleration of the wheel 17 at the times t3 to t5 described above shows the case of traveling on flat ground, but at the time of uphill, the rotational torque from the power source 11 is used even though the vehicle speed is decreasing. The wheel 17 may rotate. In this case, kinetic energy due to deceleration cannot be regenerated. However, in the first embodiment, even when the vehicle is climbing up, when the power source 11 rotates with the rotational torque from the wheel 17, the speed changer side rotation speed due to the rotation of the wheel 17 becomes high, and the rotation speed selection means 19. Thus, the rotational torque from the wheel 17 can be automatically taken out. Therefore, it is possible to obtain regenerative power even when the climbing state is caused from coasting on the flat ground, and the efficiency is improved.

次に、時間t5において、車速が低下することにより、図2(b)に示すように動力源側回転数(太実線)が変速手段側回転数(太点線)より高くなったとする。この時、図2(a)に示すように車速は0に至っていないので、ゆっくり走行している状態である。これにより、回転数選択手段19は回転数の高い方、すなわち動力源11側から回転トルクを取り出し、発電機21に伝達することになる。その結果、動力源11により発電機21が駆動されることになり、もはや回生電力を得ることができなくなる。そこで、制御手段39は、車輪17の減速時に、変速手段側プーリ25と動力源側プーリ23の近傍にそれぞれ設けた回転センサ(図示せず)により変速手段側回転数と動力源側回転数を検出し、前者が後者より低くなった時間t5において、発電機21の発電を停止するよう制御する。具体的には発電機21への励磁電流を停止する。これにより、図2(c)に示すように、発電機21の発電量は0になる。   Next, it is assumed that the power source side rotational speed (thick solid line) becomes higher than the transmission means side rotational speed (thick dotted line) as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 2A, the vehicle speed has not reached 0, so the vehicle is traveling slowly. Thereby, the rotation speed selection means 19 takes out the rotation torque from the higher rotation speed, that is, the power source 11 side, and transmits it to the generator 21. As a result, the generator 21 is driven by the power source 11, and regenerative power can no longer be obtained. Therefore, when the wheel 17 is decelerated, the control means 39 uses the rotation sensors (not shown) provided in the vicinity of the transmission means side pulley 25 and the power source side pulley 23 to change the transmission means side rotation speed and the power source side rotation speed, respectively. It detects and controls to stop the power generation of the generator 21 at the time t5 when the former becomes lower than the latter. Specifically, the excitation current to the generator 21 is stopped. Thereby, as shown in FIG.2 (c), the electric power generation amount of the generator 21 becomes zero.

これと同時に制御手段39は蓄電手段37に充電した回生電力を放電するようにDC/DCコンバータ35を制御する。この際、前記したように電気負荷33が消費する電流を一定としているので、DC/DCコンバータ35から出力される電力も図2(d)の時間t5以降に示すように一定となる。なお、図2(d)では縦軸がDC/DCコンバータ35の入力電力であるので、DC/DCコンバータ35から電力を出力する場合は、負の入力電力として示す。   At the same time, the control means 39 controls the DC / DC converter 35 so that the regenerative power charged in the power storage means 37 is discharged. At this time, since the current consumed by the electrical load 33 is constant as described above, the power output from the DC / DC converter 35 is also constant as shown after time t5 in FIG. In FIG. 2D, since the vertical axis represents the input power of the DC / DC converter 35, when power is output from the DC / DC converter 35, it is shown as negative input power.

上記したように、回生電力を放電することにより、発電機21を停止しても電気負荷33への電力供給を賄うことができる。従って、電気負荷33を停止させることなく、回生電力を有効に利用することができ、燃費向上が図れる。さらに、発電機21を停止しているので、動力源11の発電機21を駆動するための機械的負担が軽減されるので、これによる燃費向上も可能となる。   As described above, by discharging the regenerative power, it is possible to supply power to the electric load 33 even when the generator 21 is stopped. Therefore, the regenerative power can be used effectively without stopping the electric load 33, and fuel efficiency can be improved. Furthermore, since the generator 21 is stopped, the mechanical burden for driving the generator 21 of the power source 11 is reduced, so that fuel efficiency can be improved.

このように、時間t5以降で蓄電手段37に充電した回生電力を電気負荷33に対して放電するので、図2(e)に示すように、蓄電手段37の蓄電量は経時的に低下していく。   Thus, since the regenerative power charged in the power storage means 37 after time t5 is discharged to the electric load 33, the amount of power stored in the power storage means 37 decreases with time as shown in FIG. 2 (e). Go.

次に、図2(a)に示すように、時間t6で車速が0になり、車輪17が停止したとする。これにより、車輪17に接続された変速手段側プーリ25も停止するので、図2(b)の太点線に示すように、変速手段側回転数は時間t6で0になる。この時、図2(e)に示すように、蓄電手段37の蓄電量はまだ十分に高いので、制御手段39は引き続きDC/DCコンバータ35を動作させて蓄電手段37の電力を電気負荷33に供給する。従って、図2(d)に示すように、DC/DCコンバータ35の入力電力は負の一定値を維持し、蓄電手段37を放電し続ける。その結果、発電機21は発電を行う必要がないので、図2(c)に示すように、発電を停止したままとなる。   Next, as shown in FIG. 2A, it is assumed that the vehicle speed becomes 0 and the wheel 17 stops at time t6. As a result, the speed change means side pulley 25 connected to the wheel 17 is also stopped, so that the speed change speed on the speed change means side becomes zero at time t6, as indicated by the thick dotted line in FIG. At this time, as shown in FIG. 2 (e), the amount of electricity stored in the electricity storage means 37 is still sufficiently high, so that the control means 39 continues to operate the DC / DC converter 35 to supply the electric power of the electricity storage means 37 to the electric load 33. Supply. Therefore, as shown in FIG. 2D, the input power of the DC / DC converter 35 maintains a negative constant value, and the power storage means 37 continues to be discharged. As a result, since the generator 21 does not need to generate power, the power generation remains stopped as shown in FIG.

その後、時間t6で一旦車両が停止したものの、すぐに再加速したとする。これにより、図2(a)に示すように、車速は時間t6以降で再び上昇する。この再加速による運転者のアクセルペダルの踏み込みにより、図2(b)に示すように動力源側回転数と変速手段側回転数の両方が経時的に増加する。なお、時間t6の直後では動力源側回転数の方が変速手段側回転数より高くなるが、この状態は時間t1の直後と同じである。   Thereafter, it is assumed that the vehicle once stopped at time t6 but immediately re-accelerated. Thereby, as shown to Fig.2 (a), a vehicle speed rises again after time t6. When the driver depresses the accelerator pedal by this reacceleration, both the power source side rotational speed and the transmission means side rotational speed increase with time as shown in FIG. Immediately after time t6, the power source side rotational speed is higher than the transmission means side rotational speed, but this state is the same as immediately after time t1.

但し、時間t1の直後と異なる点は、電気負荷33への電力供給である。すなわち、時間t6の直後では図2(e)に示すように、蓄電手段37の蓄電量はまだ十分に高いので、図2(d)に示すように、DC/DCコンバータ35の入力電力は負の一定値を維持し、蓄電手段37を放電する。これにより、電気負荷33に電力を供給し続ける。従って、発電機21は図2(c)に示すように、発電を停止したままとなる。ゆえに、再加速時においても発電機21の機械的負担が動力源11にほとんど加わらないので、加速性が向上する効果も得られる。   However, the difference from immediately after time t 1 is the power supply to the electric load 33. That is, immediately after the time t6, as shown in FIG. 2 (e), the amount of electricity stored in the electricity storage means 37 is still sufficiently high, so the input power of the DC / DC converter 35 is negative as shown in FIG. 2 (d). Is maintained, and the power storage means 37 is discharged. As a result, power is continuously supplied to the electric load 33. Therefore, the generator 21 remains stopped as shown in FIG. Therefore, since the mechanical load of the generator 21 is hardly applied to the power source 11 even at the time of reacceleration, an effect of improving the acceleration performance can be obtained.

その後の動作は図示していないが、基本的には蓄電手段37の蓄電量が下がり、DC/DCコンバータ35から電気負荷33に定電力を供給できなくなれば、制御手段39はDC/DCコンバータ35の動作を停止するとともに、発電機21の発電を再開するように制御する。これにより、電気負荷33は引き続き発電機21の電力が供給されるので、動作し続けることが可能となる。この状態は図2の時間t0から時間t1と同じであるので、以後、このような動作を繰り返すことで、車輪17の減速時の回生電力回収と、蓄電手段37の放電時における発電機21の停止により、車両の燃費向上を図ることができる。   Although the subsequent operation is not shown in the figure, basically, if the amount of power stored in the power storage unit 37 decreases and the constant power cannot be supplied from the DC / DC converter 35 to the electric load 33, the control unit 39 controls the DC / DC converter 35. Is controlled so that the power generation of the generator 21 is resumed. Thereby, since the electric load 33 continues to be supplied with the electric power of the generator 21, it can continue to operate. Since this state is the same as the time t0 to the time t1 in FIG. 2, the operation of the generator 21 during the deceleration of the wheel 17 and the discharging of the power storage unit 37 is repeated by repeating such an operation thereafter. By stopping the vehicle, the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

なお、時間t6以降で蓄電手段37が放電している間に減速状態となれば、直ちに時間t3と同じ動作を行えばよい。これにより、減速時の回生電力の回収量を増加することができる。但し、蓄電手段37が満充電に至れば、電気二重層キャパシタを保護するために、それ以上の充電を停止する制御を行う。   In addition, if it will be in the deceleration state after the electrical storage means 37 is discharging after time t6, the same operation | movement as time t3 should just be performed immediately. Thereby, the collection amount of regenerative electric power at the time of deceleration can be increased. However, when the power storage means 37 reaches full charge, control for stopping further charge is performed in order to protect the electric double layer capacitor.

ここで、これまでに説明したクラッチ手段13の制御をまとめると、次のようになる。制御手段39は、車輪17の減速時に、動力源側回転数が動力源11の燃料遮断可能な下限回転数rc以上であれば動力源11と変速手段15の間を係合し、下限回転数rcより小さければ動力源11と変速手段15の間を分離するように、クラッチ手段13を制御している。   Here, the control of the clutch means 13 described so far is summarized as follows. The control means 39 engages between the power source 11 and the transmission means 15 when the speed of the wheel 17 is reduced and the power source side rotational speed is equal to or higher than the lower limit rotational speed rc at which the fuel of the power source 11 can be cut off. If it is smaller than rc, the clutch means 13 is controlled so that the power source 11 and the speed change means 15 are separated.

このように制御することにより、図2(b)に示すように、時間t4から時間t5では、変速手段側回転数が動力源側回転数より高くなる。これにより、回転数選択手段19は動力源側回転数と変速手段側回転数の内、高い方、すなわち変速手段15側から回転トルクを取り出し、発電機21に伝達する。ゆえに、発電機21は変速手段15を介して車輪17により回転されることになるが、この時、変速手段15は前記したようにローギア、またはセカンドギアの状態である。ここで、変速手段15の車輪17側の回転数に対するクラッチ手段13側の回転数の比(以下、変速比という)はローギア、セカンドギアとも1より大きい。従って、発電機21は変速手段15により車輪17の回転数よりも高い回転数で駆動されることになる。その結果、車輪17の回転数が低下しても変速手段15によって回転数が高められるので、渋滞時等で車輪17が低速回転していても十分な回生電力が得られる。   By controlling in this way, as shown in FIG. 2 (b), the transmission means side rotational speed becomes higher than the power source side rotational speed from time t4 to time t5. As a result, the rotational speed selection means 19 extracts rotational torque from the higher one of the power source side rotational speed and the speed change means side speed, that is, the speed change means 15 side, and transmits it to the generator 21. Therefore, the generator 21 is rotated by the wheel 17 via the speed change means 15. At this time, the speed change means 15 is in a low gear or second gear state as described above. Here, the ratio of the rotational speed on the clutch means 13 side to the rotational speed on the wheel 17 side of the speed change means 15 (hereinafter referred to as the speed ratio) is greater than 1 for both the low gear and the second gear. Therefore, the generator 21 is driven by the speed change means 15 at a higher rotational speed than the rotational speed of the wheel 17. As a result, even if the rotational speed of the wheel 17 is reduced, the rotational speed is increased by the transmission means 15, so that sufficient regenerative power can be obtained even if the wheel 17 rotates at a low speed due to traffic jams.

以上の構成、動作により、変速手段15と回転数選択手段19を介して車輪17の回転トルクを発電機21に伝達する構成としたことにより、車輪17の低速回転時に変速手段15により車輪17の回転数よりも高い回転数が得られるとともに、回転数選択手段19は、動力源側回転数と変速手段側回転数の高い方から回転トルクを取り出し、発電機21に伝達するので、車輪17が低速回転していても、車輪17より高い回転数が発電機21に伝達される。ゆえに、十分な回生電力が得られ、燃費向上が可能な制動力回生装置を実現できる。   With the configuration and operation described above, the configuration is such that the rotational torque of the wheel 17 is transmitted to the generator 21 via the transmission means 15 and the rotational speed selection means 19, so that the transmission means 15 Since the rotational speed higher than the rotational speed is obtained, the rotational speed selection means 19 extracts rotational torque from the higher one of the power source side rotational speed and the transmission means side rotational speed, and transmits the rotational torque to the generator 21. Even when rotating at a low speed, a higher rotational speed than the wheel 17 is transmitted to the generator 21. Therefore, it is possible to realize a braking force regeneration device that can obtain sufficient regenerative power and improve fuel efficiency.

なお、本実施の形態1において、制御手段39は車輪17の減速時に、動力源側回転数が下限回転数rc以上であれば動力源11と変速手段15の間を係合し、下限回転数rcより小さければ動力源11と変速手段15の間を分離するように、クラッチ手段13を制御しているが、蓄電手段37が十分に大きな容量を持っている場合は、車輪17が減速すれば、動力源11と変速手段15の間を分離するように制御してもよい。これにより、図2の時間t3でクラッチ手段13が分離動作を行うので、車輪17により動力源11が回転される期間が極めて短くなる。ゆえに、減速時に動力源11で消費されるエネルギー(フリクションロスやポンピングロス等)を低減でき、その分、長時間にわたり車輪17により発電機21を回転させることが可能となる。従って、回生電力量を増やすことができるので、大容量の蓄電手段37の蓄電能力を十分に活用することが可能となる。   In the first embodiment, when the wheel 17 is decelerated, the control means 39 engages between the power source 11 and the transmission means 15 if the power source side rotational speed is equal to or higher than the lower limit rotational speed rc, and the lower limit rotational speed. If it is smaller than rc, the clutch means 13 is controlled so that the power source 11 and the transmission means 15 are separated from each other. However, if the power storage means 37 has a sufficiently large capacity, if the wheel 17 decelerates, The power source 11 and the speed change means 15 may be controlled to be separated. Thereby, since the clutch means 13 performs the separation operation at time t3 in FIG. 2, the period during which the power source 11 is rotated by the wheel 17 becomes extremely short. Therefore, energy (friction loss, pumping loss, etc.) consumed by the power source 11 at the time of deceleration can be reduced, and the generator 21 can be rotated by the wheel 17 for a long time. Therefore, since the amount of regenerative electric power can be increased, it is possible to fully utilize the storage capacity of the large-capacity storage means 37.

但し、このようにクラッチ手段13を制御すると、いわゆるエンジンブレーキがほとんど得られない状態となるので、下り坂等のエンジンブレーキが必要な場合は上記制御を行わず、図2の時間t3から時間t4における制御を行うようにすればよい。なお、下り坂の判断方法については、例えばアクセルペダルが踏まれていないにもかかわらず、車速が一定であるか、あるいは上昇する場合に、下り坂であると判断すればよい。   However, when the clutch means 13 is controlled in this way, so-called engine braking is hardly obtained. Therefore, when engine braking such as downhill is necessary, the above control is not performed, and time t4 to time t4 in FIG. It is sufficient to perform the control in step (b). As for the downhill determination method, for example, it may be determined that the vehicle is downhill when the vehicle speed is constant or increases even though the accelerator pedal is not depressed.

また、上記したような、車輪17の減速とともに動力源11と変速手段15の間を分離する制御を行うと、動力源11の回転数が急峻に低下するため、下限回転数rcに至る時間が短くなり、燃料遮断時間も短くなる。従って、減速時に早期にクラッチ手段13の分離を行うと、回生電力量が増えることで発電機21の駆動時間が短くなり燃費向上が図れる一方で、燃料遮断時間の短縮により燃費向上効果が低減する。ゆえに、クラッチ手段13の分離は、燃費が最もよくなるタイミングで行うことが望ましい。このためには、例えば制御手段39が現在の蓄電手段37の蓄電量に応じて、あとどれくらいの回生電力を蓄電できるか予測し、その回生電力量が回収できるようなタイミングでクラッチ手段13の分離を行えばよい。これにより、さらなる燃費向上を図ることができる。   Further, when the control for separating the power source 11 and the speed change means 15 is performed along with the deceleration of the wheel 17 as described above, the rotational speed of the power source 11 sharply decreases, so the time until the lower limit rotational speed rc is reached. The fuel cutoff time is shortened. Therefore, if the clutch means 13 is separated early at the time of deceleration, the regenerative electric energy increases, so that the driving time of the generator 21 is shortened and the fuel efficiency is improved. On the other hand, the fuel efficiency improvement effect is reduced by shortening the fuel cutoff time. . Therefore, it is desirable to separate the clutch means 13 at the timing when the fuel efficiency is the best. For this purpose, for example, the control means 39 predicts how much regenerative power can be stored according to the current power storage amount of the power storage means 37, and the clutch means 13 is separated at such a timing that the regenerative power amount can be recovered. Can be done. Thereby, the fuel consumption can be further improved.

また、本実施の形態1ではクラッチ手段13としてロックアップ機構付きトルクコンバータとしているが、これはロックアップ機構のないトルクコンバータでもよい。この場合、図2(b)の時間t2から時間t4で動力源側回転数と変速手段側回転数は近づくものの一致はしない。しかし、動作としてはロックアップ機構のオンオフ制御が不要となる以外は図2と同様である。   In the first embodiment, the clutch means 13 is a torque converter with a lockup mechanism, but this may be a torque converter without a lockup mechanism. In this case, although the power source side rotational speed and the transmission means side rotational speed approach from time t2 to time t4 in FIG. However, the operation is the same as in FIG. 2 except that the on / off control of the lockup mechanism is not required.

また、本実施の形態1では変速手段15として油圧により変速比を切り替える自動変速機を用いたが、これは連続可変変速機でもよい。   In the first embodiment, the automatic transmission that switches the gear ratio by hydraulic pressure is used as the transmission means 15, but this may be a continuously variable transmission.

さらに、クラッチ手段13と変速手段15には、2ペダル式のマニュアルトランスミッションとしてもよい。この場合、クラッチ手段13は自動化されているので、制御手段39によるクラッチ手段13の係合と分離の操作が可能となる。従って、図2に示す動作が可能となり、燃費を向上できる。   Further, the clutch means 13 and the transmission means 15 may be a two-pedal manual transmission. In this case, since the clutch means 13 is automated, the control means 39 can engage and disengage the clutch means 13. Therefore, the operation shown in FIG. 2 is possible, and fuel consumption can be improved.

(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における制動力回生装置の各種特性の経時変化図であり、(a)は車速の経時変化図を、(b)はクラッチ手段の回転数の経時変化図を、(c)は発電量の経時変化図を、(d)はDC/DCコンバータ入力電力の経時変化図を、(e)は蓄電手段蓄電量の経時変化図を、それぞれ示す。なお、図3(a)〜(e)の横軸は全て時間である。また、本実施の形態2においても補機として発電機を用いた場合について述べる。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a time-dependent change diagram of various characteristics of the braking force regeneration device according to Embodiment 2 of the present invention, (a) is a time-dependent change diagram of the vehicle speed, and (b) is a time-dependent change diagram of the rotational speed of the clutch means. (C) is a time-dependent change diagram of the power generation amount, (d) is a time-change graph of the DC / DC converter input power, and (e) is a time-change graph of the power storage means power storage amount. Note that the horizontal axes in FIGS. 3A to 3E are all time. In the second embodiment, a case where a generator is used as an auxiliary machine will be described.

本実施の形態2における制動力回生装置の構成は、実施の形態1で説明した図1のものと同じであるので、詳細な説明を省略し、本実施の形態2における特徴となる動作について以下説明する。   Since the configuration of the braking force regeneration device in the second embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted, and the operation that characterizes the second embodiment will be described below. explain.

本実施の形態2では、車両が渋滞時ではない通常の走行時における動作について述べる。まず、車両停止時から加速する動作は基本的に図2に示した時間t0から時間t3と同じであるので、説明を省略する。但し、通常走行時であるので、車速は渋滞時より大きくなる。従って、図2の時間t3では変速手段15は最も高いギアを選択している状態となる。ゆえに、変速比は1未満の最小値となり、ロックアップ機構によりクラッチ手段13が係合している状態となっている。   In the second embodiment, the operation when the vehicle is traveling normally when it is not congested will be described. First, the operation of accelerating when the vehicle is stopped is basically the same as the time t0 to time t3 shown in FIG. However, since it is during normal driving, the vehicle speed is higher than during traffic jams. Therefore, at time t3 in FIG. 2, the transmission means 15 is in the state of selecting the highest gear. Therefore, the gear ratio is a minimum value less than 1, and the clutch means 13 is engaged by the lockup mechanism.

この状態が図3の時間t10であるとする。すなわち、時間t10では図3(a)、(b)にそれぞれ示すように、車速、およびクラッチ手段13の回転数が大きい状態である。さらに、クラッチ手段13が係合しているので、図3(b)に示すように動力源側回転数と変速手段側回転数が一致している。   This state is assumed to be time t10 in FIG. That is, at time t10, as shown in FIGS. 3A and 3B, the vehicle speed and the rotational speed of the clutch means 13 are large. Further, since the clutch means 13 is engaged, the power source side rotational speed and the transmission means side rotational speed coincide with each other as shown in FIG.

この時間t10で運転者がアクセルペダルをオフにして車両の減速が開始されたとする。これにより、図3(a)、(b)にそれぞれ示すように、時間t10から経時的に車速、およびクラッチ手段13の回転数が低下していく。この時、制御手段39はアクセルオフ信号や、車速低下、および回転センサ(図示せず)により検出したクラッチ手段13の回転数の低下を検出すると、車両減速時であると判断し、変速手段15を例えばサード(3速)ギアにシフトダウンする。さらに、制御手段39は動力源11への燃料供給を遮断するとともに、蓄電手段37に回生電力を充電する分、発電機21に対し発電量を増やすように制御する。これにより、図3(c)に示すように、時間t10で発電量が増加し、電気負荷33と蓄電手段37に電力が供給される。同時に、蓄電手段37に回生電力を充電するために、DC/DCコンバータ35の入力電力が一定値になるように制御する。この動作により、蓄電手段37に回生電力が充電され、蓄電手段37の蓄電量は図3(e)に示すように経時的に増加する。なお、これらの動作は実施の形態1と同様である。   It is assumed that at time t10, the driver turns off the accelerator pedal and starts deceleration of the vehicle. As a result, as shown in FIGS. 3A and 3B, the vehicle speed and the rotational speed of the clutch means 13 decrease with time from time t10. At this time, when the control means 39 detects an accelerator off signal, a decrease in vehicle speed, and a decrease in the rotational speed of the clutch means 13 detected by a rotation sensor (not shown), it is determined that the vehicle is decelerating, and the transmission means 15 Is shifted down to, for example, a third (third speed) gear. Further, the control means 39 cuts off the fuel supply to the power source 11 and controls the generator 21 to increase the amount of power generation as much as the power storage means 37 is charged with regenerative power. As a result, as shown in FIG. 3C, the power generation amount increases at time t <b> 10, and power is supplied to the electric load 33 and the power storage unit 37. At the same time, in order to charge the power storage means 37 with regenerative power, control is performed so that the input power of the DC / DC converter 35 becomes a constant value. By this operation, regenerative power is charged in the power storage means 37, and the amount of power stored in the power storage means 37 increases with time as shown in FIG. These operations are the same as those in the first embodiment.

次に、時間t11でクラッチ手段13の回転数が下限回転数rcに至ったとする。なお、下限回転数rcの意味は実施の形態1と同じである。この時点で、制御手段39は動力源11に対し燃料供給を再開するとともに、動力源11と変速手段15の間を分離する。これにより、図3(b)の太実線に示すように、動力源側回転数は速やかに低下し、時間t12でアイドリング回転数riに至り、以後アイドリング回転数riを維持する。この間、変速手段側回転数は図3(b)の太点線に示すように車輪17の回転に応じ徐々に低下していくが、回転は継続しているので、図3(c)〜(e)に示すように、発電機21で発生した回生電力の蓄電手段37への充電も継続される。   Next, it is assumed that the rotational speed of the clutch means 13 reaches the lower limit rotational speed rc at time t11. The meaning of the lower limit rotational speed rc is the same as in the first embodiment. At this time, the control means 39 resumes the fuel supply to the power source 11 and separates the power source 11 and the transmission means 15 from each other. As a result, as indicated by the thick solid line in FIG. 3B, the power source side rotational speed quickly decreases, reaches the idling rotational speed ri at time t12, and thereafter maintains the idling rotational speed ri. During this time, the speed of the transmission means side gradually decreases with the rotation of the wheel 17 as indicated by the thick dotted line in FIG. 3 (b), but the rotation continues, so FIGS. ), The charging of the regenerative power generated by the generator 21 to the power storage means 37 is also continued.

その後、図3(b)の太点線に示すように変速手段側回転数は時間t13でアイドリング回転数riに至る。この状態のままでは動力源側回転数の方が変速手段側回転数より高くなるので、発電機21には回転数選択手段19により動力源11の回転トルクが伝達されることになる。従って、時間t13の時点で、もはや車輪17の回転トルクにより発電することができなくなってしまう。   Thereafter, as indicated by the thick dotted line in FIG. 3B, the speed of the transmission means side reaches the idling speed ri at time t13. In this state, the rotational speed of the power source 11 is transmitted to the generator 21 by the rotational speed selector 19 because the rotational speed on the power source side is higher than the rotational speed on the transmission means side. Therefore, at time t13, it is no longer possible to generate power due to the rotational torque of the wheels 17.

そこで、本実施の形態2では、回転センサ(図示せず)により検出した変速手段側回転数がアイドリング回転数riに至ると、制御手段39は変速手段15に対し、ギアを1段シフトダウンするように制御する。具体的には、時間t13までは変速手段15はサード(3速)ギアを選択していたので、制御手段39はセカンド(2速)ギアにシフトダウンするよう変速手段15を制御する。その結果、変速比が大きくなるので、図3(b)の太点線に示すように、変速手段側回転数は時間t13で急に高くなる。これにより、変速手段側回転数の方が動力源側回転数より高い状態を維持できるので、引き続き発電機21には車輪17からの回転トルクが伝達され、さらなる回生電力の回収が可能となる。   Therefore, in the second embodiment, when the transmission means side rotational speed detected by the rotation sensor (not shown) reaches the idling rotational speed ri, the control means 39 shifts the gear down by one step with respect to the transmission means 15. To control. Specifically, until the time t13, the transmission means 15 has selected the third (third speed) gear, so the control means 39 controls the transmission means 15 to shift down to the second (second speed) gear. As a result, since the gear ratio increases, the transmission means side rotation speed suddenly increases at time t13 as shown by the thick dotted line in FIG. As a result, the speed at the transmission means side can be maintained higher than the speed at the power source side, so that the rotational torque from the wheels 17 is continuously transmitted to the generator 21 and further regenerative power can be recovered.

その後、さらに車速が低下し、図3(b)の太点線に示すように、時間t14で変速手段側回転数がアイドリング回転数riに至ると、制御手段39はセカンド(2速)ギアからロー(1速)ギアにシフトダウンするよう変速手段15を制御する。これにより、時間t14で変速手段15の変速比がさらに大きくなるので、変速手段側回転数が高くなり、引き続き発電機21には車輪17からの回転トルクが伝達される。   After that, when the vehicle speed further decreases and the transmission means side rotational speed reaches the idling rotational speed ri at time t14 as shown by the thick dotted line in FIG. 3B, the control means 39 starts from the second (second speed) gear. The transmission 15 is controlled to shift down to the (first speed) gear. As a result, the speed ratio of the speed change means 15 is further increased at time t14, so that the speed change speed on the speed change means side is increased, and the rotational torque from the wheels 17 is continuously transmitted to the generator 21.

以上の動作をまとめると、制御手段39は、車輪17の減速時に動力源側回転数より変速手段側回転数の方が高くなるように、変速手段15の変速比を制御している。これにより、図3(c)〜(e)に示すように、時間t13から時間t15においても蓄電手段37への充電が継続されるので、より多くの回生電力を回収できる。   In summary, the control means 39 controls the speed ratio of the speed change means 15 so that the speed of the speed change means side is higher than the speed of the power source side when the wheels 17 are decelerated. As a result, as shown in FIGS. 3C to 3E, charging of the power storage means 37 is continued from time t13 to time t15, so that more regenerative power can be recovered.

その後、図3(b)の太点線に示すように、時間t15で変速手段側回転数がアイドリング回転数riに至ると、変速手段15の変速比をこれ以上大きくすることができないので、制御手段39は発電機21に対し発電を停止するよう制御すると同時に、DC/DCコンバータ35に対し蓄電手段37の電力を放電するように制御する。これらの動作は実施の形態1と同じである。その結果、発電機21を停止しても蓄電手段37からDC/DCコンバータ35を介して電気負荷33に電力が供給される。これにより、図3(e)に示すように、時間t15以降において、蓄電手段37の蓄電量は低下していく。   Thereafter, as shown by the thick dotted line in FIG. 3B, when the transmission means side rotational speed reaches the idling rotational speed ri at time t15, the speed ratio of the transmission means 15 cannot be increased any more. 39 controls the generator 21 to stop power generation and at the same time controls the DC / DC converter 35 to discharge the electric power of the power storage means 37. These operations are the same as those in the first embodiment. As a result, even if the generator 21 is stopped, electric power is supplied from the power storage means 37 to the electric load 33 via the DC / DC converter 35. Thereby, as shown in FIG.3 (e), after the time t15, the electrical storage amount of the electrical storage means 37 falls.

その後、図3(a)に示すように、時間t16で車速が0になり車両が停止しても、蓄電手段37に電力が蓄えられている間は発電機21を停止したまま蓄電手段37から電気負荷33に電力を供給し続ける。これ以降の動作は図3に記載していないが、実施の形態1と同じである。   After that, as shown in FIG. 3A, even when the vehicle speed becomes zero at time t16 and the vehicle stops, the generator 21 is stopped from the power storage unit 37 while the power is stored in the power storage unit 37. Continue to supply power to the electrical load 33. The subsequent operations are not shown in FIG. 3, but are the same as those in the first embodiment.

以上の構成、動作により、車輪17が低速回転していても十分な回生電力が得られるとともに、車輪17の減速時に動力源側回転数より変速手段側回転数の方が高くなるように、変速手段15の変速比を制御することにより、さらに多くの回生電力を回収することができ、さらなる燃費向上が可能な制動力回生装置を実現できる。   With the above configuration and operation, sufficient regenerative electric power can be obtained even when the wheel 17 rotates at a low speed, and the speed change means side speed is higher than the power source side speed when the wheel 17 is decelerated. By controlling the gear ratio of the means 15, it is possible to recover a larger amount of regenerative power and to realize a braking force regenerative device that can further improve fuel efficiency.

(実施の形態3)
図4は、本発明の実施の形態3における制動力回生装置の概略構成図である。なお、本実施の形態2においても補機として発電機を用いた場合について述べる。また、本実施の形態3の構成において、図1と同じ構成要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、本実施の形態3の特徴となる構成は以下の通りである。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a braking force regeneration device according to Embodiment 3 of the present invention. In the second embodiment, the case where a generator is used as an auxiliary machine will be described. In the configuration of the third embodiment, the same components as those in FIG. That is, the configuration that characterizes the third embodiment is as follows.

1)発電機21の出力に直接蓄電手段37を接続した。   1) The power storage means 37 was directly connected to the output of the generator 21.

2)DC/DCコンバータ35の出力にバッテリ31、および電気負荷33を接続した。   2) The battery 31 and the electric load 33 were connected to the output of the DC / DC converter 35.

3)発電機21の出力に電圧検出手段41を接続した。   3) The voltage detection means 41 was connected to the output of the generator 21.

4)発電機21の出力に電流検出手段43を接続した。   4) The current detection means 43 was connected to the output of the generator 21.

上記以外の構成は図1と同じである。なお、電圧検出手段41と電流検出手段43の検出値出力は制御手段39に入力される。また、電流検出手段43の電流検出は発電機21の出力線に設けた電流センサにより行う構成としている。   Other configurations are the same as those in FIG. The detection value outputs of the voltage detection means 41 and the current detection means 43 are input to the control means 39. Further, the current detection of the current detection means 43 is performed by a current sensor provided on the output line of the generator 21.

次に、このような制動力回生装置の動作について説明する。   Next, the operation of such a braking force regeneration device will be described.

まず、クラッチ手段13、変速手段15、回転数選択手段19等の機械的な構成要素の動作は実施の形態1、2と同じであるので、詳細な説明を省略し、本実施の形態3の特徴となる電気系統の動作について述べる。   First, the operation of the mechanical components such as the clutch means 13, the speed change means 15, and the rotation speed selection means 19 is the same as that in the first and second embodiments, and therefore detailed description thereof is omitted. The operation of the electrical system as a feature will be described.

車両の非使用時においては、発電機21が動作しておらず、DC/DCコンバータ35も停止しているので、バッテリ31の電圧(通常状態で14Vとする)と蓄電手段37の初期電圧がほぼ等しい状態である。従って、蓄電手段37の電圧は最低でもバッテリ31の電圧を維持している。   When the vehicle is not in use, the generator 21 is not operating and the DC / DC converter 35 is also stopped. Therefore, the voltage of the battery 31 (set to 14 V in the normal state) and the initial voltage of the storage means 37 are They are almost equal. Therefore, the voltage of the battery 31 is maintained at least as the voltage of the power storage means 37.

この状態で車両のイグニションスイッチ(図示せず)をオンにすると、動力源11が動作し、これにより発電機21が発電を開始する。この時、制御手段39は、発電機21の電圧が電圧検出手段41で検出した蓄電手段37の初期電圧(14V)とほぼ等しくなるように制御する。同時に、DC/DCコンバータ35の動作も開始する。これにより、発電機21の発電電力は蓄電手段37には供給されず、DC/DCコンバータ35を介してバッテリ31や電気負荷33に供給される。この状態は車両の加速時にも維持される。   When an ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on in this state, the power source 11 is operated, and the generator 21 starts power generation. At this time, the control means 39 performs control so that the voltage of the generator 21 is substantially equal to the initial voltage (14V) of the power storage means 37 detected by the voltage detection means 41. At the same time, the operation of the DC / DC converter 35 is also started. Thereby, the power generated by the generator 21 is not supplied to the power storage means 37 but is supplied to the battery 31 and the electric load 33 via the DC / DC converter 35. This state is maintained even when the vehicle is accelerated.

次に、車両制動により減速を開始すると、制御手段39はブレーキの強度に応じて発電機21の発電電力を上げ、回生電力を回収するように制御する。この際、発生する回生電力はブレーキ強度に応じて一定の値となるように制御手段39によって制御される。ゆえに、発電機21は定電力制御がなされることになる。   Next, when deceleration is started by vehicle braking, the control unit 39 controls to increase the generated power of the generator 21 according to the strength of the brake and collect the regenerative power. At this time, the regenerative electric power generated is controlled by the control means 39 so as to be a constant value according to the brake strength. Therefore, the generator 21 is subjected to constant power control.

この時、発電機21の発電電圧は蓄電手段37の電圧より僅かに高い電圧となるので、回生電力により増加した発電量が蓄電手段37に充電される。このような動作により、発電機21の回生電力はDC/DCコンバータ35を介して電気負荷33に供給されるとともに、蓄電手段37の充電が行われる。ここで、実施の形態1と同様に電気負荷33で消費する電流が一定であるとすると、回生電力の余剰分が蓄電手段37に充電されることになる。なお、上記した定電力制御は、電圧検出手段41の出力と電流検出手段43の出力の積が既定の一定値になるようにして行われている。これらの動作により、蓄電手段37の蓄電量は充電とともに経時的に上昇していく。   At this time, the power generation voltage of the generator 21 is slightly higher than the voltage of the power storage means 37, so that the power generation amount increased by the regenerative power is charged in the power storage means 37. By such an operation, the regenerative power of the generator 21 is supplied to the electric load 33 via the DC / DC converter 35 and the power storage means 37 is charged. Here, as in the first embodiment, if the current consumed by the electric load 33 is constant, the surplus regenerative power is charged in the power storage means 37. The constant power control described above is performed so that the product of the output of the voltage detection means 41 and the output of the current detection means 43 becomes a predetermined constant value. With these operations, the amount of power stored in the power storage unit 37 increases with time.

その後、図2(b)の時間t5のように、変速手段側回転数が動力源側回転数より低くなると、制御手段39は発電機21の発電を停止する。これにより、蓄電手段37の電力がDC/DCコンバータ35により降圧されて電気負荷33に供給される。その結果、発電機21が停止している間、動力源11の機械的負担が軽減されるとともに、回生電力を電気負荷33に供給しているので、車両の燃費向上を図ることができる。   Thereafter, when the transmission means side rotational speed becomes lower than the power source side rotational speed at time t5 in FIG. 2B, the control means 39 stops the power generation of the generator 21. Thereby, the electric power of the electric storage means 37 is stepped down by the DC / DC converter 35 and supplied to the electric load 33. As a result, while the generator 21 is stopped, the mechanical burden on the power source 11 is reduced and the regenerative power is supplied to the electric load 33, so that the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

制御手段39は電圧検出手段41により蓄電手段37の電圧を検出し、初期電圧(14V)に至るまで蓄電手段37を放電する。この蓄電手段37の電圧が初期電圧である状態が蓄電量0%となる。初期電圧に至れば、制御手段39は発電機21に対し発電電圧が蓄電手段37の電圧とほぼ等しくなるように発電を再開する。これにより、発電電力は蓄電手段37には充電されずに、DC/DCコンバータ35を介して電気負荷33に供給される。   The control means 39 detects the voltage of the power storage means 37 with the voltage detection means 41, and discharges the power storage means 37 until the initial voltage (14V) is reached. The state where the voltage of the power storage means 37 is the initial voltage is 0% of the power storage amount. When the initial voltage is reached, the control means 39 restarts the generator 21 so that the generated voltage is substantially equal to the voltage of the power storage means 37. Thus, the generated power is not charged in the power storage means 37 but supplied to the electric load 33 via the DC / DC converter 35.

このような動作を繰り返すことにより、制動時に発生する回生電力を、都度有効に利用でき、燃費向上が可能となる。   By repeating such an operation, the regenerative power generated during braking can be used effectively each time, and fuel consumption can be improved.

以上に説明した図4の構成、および動作とすることにより、減速時の回生電力は直接蓄電手段37に充電されることになる。この際、回生電力は数kW程度であるので、蓄電手段37の充電電圧が数10Vとすると、数100A程度の電流が蓄電手段37に流れる。この電流を実施の形態1の図1に示す構成で流すと、DC/DCコンバータ35に大電流が流れることになり、その内部抵抗による損失が大きくなるが、本実施の形態3における図4の構成であれば、DC/DCコンバータ35を介さずに、直接蓄電手段37を充電できるので、大電流が流れても低損失な制動力回生装置が得られる。   With the configuration and operation of FIG. 4 described above, the regenerative electric power at the time of deceleration is directly charged in the power storage means 37. At this time, since the regenerative power is about several kW, when the charging voltage of the power storage unit 37 is several tens of volts, a current of about several hundreds of A flows through the power storage unit 37. When this current is applied in the configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment, a large current flows through the DC / DC converter 35, and the loss due to the internal resistance increases, but FIG. If it is a structure, since the electrical storage means 37 can be directly charged without going through the DC / DC converter 35, a low-loss braking force regeneration device can be obtained even if a large current flows.

さらに、図1の構成では、蓄電手段37の充放電をDC/DCコンバータ35により制御しているので、双方向コンバータの構成とする必要があるが、本実施の形態3の構成ではDC/DCコンバータ35は電気負荷33側にしか電流を流さないので、より簡単な構成、制御とすることができる。   Further, in the configuration of FIG. 1, since charging / discharging of the power storage means 37 is controlled by the DC / DC converter 35, it is necessary to configure a bidirectional converter, but in the configuration of the third embodiment, DC / DC Since the converter 35 allows current to flow only to the electric load 33 side, a simpler configuration and control can be achieved.

以上の構成、動作により、実施の形態1、2と同様に、車輪17が低速回転していても十分な回生電力が得られるとともに、発電機21と蓄電手段37を直接接続したので、DC/DCコンバータ35による損失が少なく、簡単な構成、制御の制動力回生装置を実現できる。   With the above configuration and operation, as in the first and second embodiments, sufficient regenerative power can be obtained even when the wheel 17 rotates at a low speed, and the generator 21 and the power storage means 37 are directly connected. A loss due to the DC converter 35 is small, and a braking force regeneration device with a simple configuration and control can be realized.

なお、本実施の形態1〜3では、補機として発電機21を用いた場合について説明したが、それに限らず、コンプレッサや油圧ポンプ等を回転数選択手段19の出力に接続する構成としてもよい。これによっても、減速時において車輪17が低速回転していても、回生による圧力が十分に得られ、動力源11の負担が軽減されるので、燃費向上が図れる。さらに、発電機21、コンプレッサ、油圧ポンプ等を複数同時に回転数選択手段19の出力に接続する構成としてもよい。この場合は、減速時における動力源11の負担がさらに軽減されるので、燃費がより向上する。   In the first to third embodiments, the case where the generator 21 is used as an auxiliary device has been described. However, the configuration is not limited thereto, and a configuration in which a compressor, a hydraulic pump, or the like is connected to the output of the rotation speed selection unit 19 may be employed. . Also by this, even if the wheel 17 is rotating at a low speed during deceleration, a sufficient pressure is obtained by regeneration, and the burden on the power source 11 is reduced, so that fuel efficiency can be improved. Furthermore, a configuration may be adopted in which a plurality of generators 21, compressors, hydraulic pumps, and the like are simultaneously connected to the output of the rotation speed selection means 19. In this case, since the burden on the power source 11 during deceleration is further reduced, fuel efficiency is further improved.

また、実施の形態1〜3において蓄電手段37には電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタでもよい。   In the first to third embodiments, the electric double layer capacitor is used as the power storage unit 37, but this may be another capacitor such as an electrochemical capacitor.

また、実施の形態1〜3の制動力回生装置は、ハイブリッド車や、アイドリングストップ、電動パワーステアリング、車両制動システム、電動過給器等の各システムにおける車両用補助電源等に適用可能である。   Further, the braking force regeneration devices of the first to third embodiments can be applied to an auxiliary power source for vehicles in each system such as a hybrid vehicle, an idling stop, an electric power steering, a vehicle braking system, and an electric supercharger.

本発明にかかる制動力回生装置は、車輪が低速回転していても十分な回生が得られるので、減速時に補機を駆動することにより運動エネルギーを回収する車両用の制動力回生装置等として有用である。   The braking force regeneration device according to the present invention is useful as a braking force regeneration device for a vehicle that recovers kinetic energy by driving an auxiliary device at the time of deceleration because sufficient regeneration is obtained even when the wheel rotates at a low speed. It is.

本発明の実施の形態1における制動力回生装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of a braking force regeneration device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における制動力回生装置の各種特性の経時変化図であり、(a)は車速の経時変化図、(b)はクラッチ手段の回転数の経時変化図、(c)は発電量の経時変化図、(d)はDC/DCコンバータ入力電力の経時変化図、(e)は蓄電手段蓄電量の経時変化図It is a time-dependent change figure of the various characteristics of the braking force regeneration apparatus in Embodiment 1 of this invention, (a) is a time-dependent change figure of a vehicle speed, (b) is a time-dependent change figure of the rotation speed of a clutch means, (c) is a time-dependent change figure. (D) is a time-dependent change diagram of DC / DC converter input power, (e) is a time-dependent change diagram of power storage means power storage amount. 本発明の実施の形態2における制動力回生装置の各種特性の経時変化図であり、(a)は車速の経時変化図、(b)はクラッチ手段の回転数の経時変化図、(c)は発電量の経時変化図、(d)はDC/DCコンバータ入力電力の経時変化図、(e)は蓄電手段蓄電量の経時変化図FIG. 4 is a time-dependent change diagram of various characteristics of the braking force regeneration device according to Embodiment 2 of the present invention, (a) is a time-dependent change diagram of vehicle speed, (b) is a time-dependent change diagram of the rotational speed of the clutch means, and (c) is a time-dependent change diagram. (D) is a time-dependent change diagram of DC / DC converter input power, (e) is a time-dependent change diagram of power storage means power storage amount. 本発明の実施の形態3における制動力回生装置の概略構成図Schematic block diagram of the braking force regeneration device in Embodiment 3 of the present invention 従来の補機駆動装置の全体構成図Overall configuration diagram of a conventional auxiliary drive unit

符号の説明Explanation of symbols

11 動力源
13 クラッチ手段
15 変速手段
17 車輪
19 回転数選択手段
21 発電機
35 DC/DCコンバータ
37 蓄電手段
39 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Power source 13 Clutch means 15 Transmission means 17 Wheel 19 Rotation speed selection means 21 Generator 35 DC / DC converter 37 Power storage means 39 Control means

Claims (9)

回転トルクを発生する動力源と、
前記動力源に接続され、前記回転トルクの伝達を制御するクラッチ手段と、
前記クラッチ手段に接続された変速手段と、
前記変速手段に接続された車輪と、
前記クラッチ手段に接続され、前記クラッチ手段の動力源側回転数と、前記クラッチ手段の変速手段側回転数の高い方から前記回転トルクを取り出す回転数選択手段と、
前記回転数選択手段に接続され、前記回転数選択手段で取り出された前記回転トルクが伝達される補機とからなる制動力回生装置。
A power source that generates rotational torque;
Clutch means connected to the power source and controlling transmission of the rotational torque;
Transmission means connected to the clutch means;
Wheels connected to the transmission means;
A rotational speed selection means connected to the clutch means and for extracting the rotational torque from the higher power source side rotational speed of the clutch means and the transmission means side rotational speed of the clutch means;
A braking force regeneration device comprising an auxiliary machine connected to the rotation speed selection means and to which the rotation torque taken out by the rotation speed selection means is transmitted.
前記変速手段には制御手段が接続された構成を有し、
前記制御手段は、前記車輪の減速時に前記動力源側回転数より前記変速手段側回転数の方が高くなるように、前記変速手段の変速比を制御するようにした請求項1に記載の制動力回生装置。
A control means is connected to the speed change means,
2. The control according to claim 1, wherein the control means controls a speed ratio of the speed change means so that the speed of the speed change means side is higher than the speed of the power source side when the wheel is decelerated. Power regeneration device.
前記クラッチ手段には制御手段が接続された構成を有し、
前記制御手段は、前記車輪の減速時に前記動力源と前記変速手段の間を分離するように、前記クラッチ手段を制御するようにした請求項1に記載の制動力回生装置。
A control means is connected to the clutch means,
The braking force regeneration device according to claim 1, wherein the control means controls the clutch means so that the power source and the speed change means are separated when the wheel is decelerated.
前記クラッチ手段には制御手段が接続された構成を有し、
前記制御手段は、前記車輪の減速時に、前記動力源側回転数が前記動力源の燃料遮断可能な下限回転数以上であれば前記動力源と前記変速手段の間を係合し、前記下限回転数より小さければ前記動力源と前記変速手段の間を分離するように、前記クラッチ手段を制御するようにした請求項1に記載の制動力回生装置。
A control means is connected to the clutch means,
The control means engages between the power source and the speed change means when the speed of the wheel is decelerated and the power source side rotational speed is equal to or higher than a lower limit rotational speed at which the fuel of the power source can be cut off. The braking force regeneration device according to claim 1, wherein the clutch means is controlled so that the power source and the speed change means are separated from each other if the number is smaller than the number.
前記動力源には制御手段が接続された構成を有し、
前記制御手段は、前記車輪の減速時に前記動力源を停止するように制御するようにした請求項1に記載の制動力回生装置。
The power source has a configuration in which a control means is connected,
The braking force regeneration device according to claim 1, wherein the control means controls the power source to stop when the wheel is decelerated.
前記補機は発電機であり、前記発電機には発電した電力を蓄電する蓄電手段が接続された構成を有する請求項1に記載の制動力回生装置。 The braking force regeneration device according to claim 1, wherein the auxiliary machine is a generator, and the generator is connected to power storage means for storing generated power. 前記発電機と前記蓄電手段の間にはDC/DCコンバータが接続された構成を有し、
前記DC/DCコンバータは、前記車輪の減速時に前記発電機の発電電力を前記蓄電手段に充電するようにした請求項6に記載の制動力回生装置。
A DC / DC converter is connected between the generator and the power storage means,
The braking force regeneration device according to claim 6, wherein the DC / DC converter charges the power storage means with the electric power generated by the generator when the wheel is decelerated.
前記蓄電手段はキャパシタである請求項6に記載の制動力回生装置。 The braking force regeneration device according to claim 6, wherein the power storage means is a capacitor. 前記発電機には制御手段が接続された構成を有し、
前記制御手段は、前記車輪の減速時に前記変速手段側回転数が前記動力源側回転数より低くなれば、前記発電機の発電を停止するようにした請求項6に記載の制動力回生装置。
The generator has a configuration in which control means is connected,
The braking force regeneration device according to claim 6, wherein the control means stops the power generation of the generator if the speed change means side rotation speed becomes lower than the power source side rotation speed during deceleration of the wheel.
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