JPH0620833B2 - 車両のブレーキエネルギー回生装置 - Google Patents

車両のブレーキエネルギー回生装置

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JPH0620833B2
JPH0620833B2 JP63267966A JP26796688A JPH0620833B2 JP H0620833 B2 JPH0620833 B2 JP H0620833B2 JP 63267966 A JP63267966 A JP 63267966A JP 26796688 A JP26796688 A JP 26796688A JP H0620833 B2 JPH0620833 B2 JP H0620833B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の減速エネルギーを回収して発進／加速
エネルギーとして利用する車両のブレーキエネルギー回
生装置に関するものである。
〔従来の技術〕
車両の減速時に失われる運動エネルギーの内、主として
熱として発散（ブレーキ、エンジン）される分を作動油
圧として回収してアキュムレータに蓄圧し、この蓄圧し
たエネルギーを車両の発進エネルギー及び加速エネルギ
ーとして利用するＰＴＯ(Power-take-off)出力装置又は
トランスファーを併設したアクスルを備えた車両の減速
ネネルギー回収装置は従来より知られており、最も古く
は１９７６年にイギリスのＣ．Ｊ．ローレンス社がブリ
ティッシュレイランド社のバスを使って開発中であるこ
とが発表され、以来、欧米で種々の研究・開発が為され
て来ており、最近では特開昭62-15128号公報、特開昭62
-37215号公報及び特開昭62-39327号公報等に開示されて
いる。
後者の装置は、何れも、エンジンクラッチを介して駆動
されるカウンタシャフトと車輪駆動系に接続したメイン
シャフトとカウンタシャフトの回転をメインシャフトに
変速して伝える多段のギア列機構を有するトランスミッ
ション（以下、Ｔ／Ｍと略称する）、カウンタシャフト
にカウンタシャフトＰＴＯギヤシンクロナイザを介して
接断可能に装着されたカウンタシャフトＰＴＯギヤとこ
のＰＴＯギヤにギヤ結合されメインシャフトにメインシ
ャフトＰＴＯギヤシンクロナイザを介して接断可能に装
着されたメインシャフトＰＴＯギヤとこのメインシャフ
トＰＴＯギヤに結合された駆動ギヤを介して駆動される
ＰＴＯ出力軸とを有する多段階変速式ＰＴＯ装置、ＰＴ
Ｏ軸に連結されたポンプ・モータ、このポンプ・モータ
を介してアキュムレータとオイルタンクを接続する油圧
回路、この油圧回路とＰＴＯ軸とを接断可能にする電磁
クラッチ、及び電磁クラッチを制御しポンプ・モータと
高圧油回路で接続されたアキュムレータ、及びポンプ・
モータを車両の運転状態に応じて、ポンプ及びモータの
何れか一方として機能させる（即ち、減速時にはポンプ
として機能させ車輪の回転力によりＰＴＯ装置を介して
作動油をアキュムレータに蓄圧させることにより主とし
てブレーキ、エンジンの熱として失われる運動エネルギ
ー（以下、ブレーキエネルギーと呼ぶ）を回収するとと
もに発進／加速時にはアキュムレータに蓄圧していた作
動油により回転力を発生しＰＴＯ装置を介しれ車輪を回
転駆動させるモータとして機能させる）制御手段主要部
として構成されたものである。
このような、減速エネルギー回収装置の制御手段は、 発進時、アキュムレータ内油圧が充分のとき、アクセ
ルペダルの踏込量に応じて可変容量型モータの容量（斜
板又は斜軸の傾転角）を制御し且つ電磁クラッチを接属
して油圧回路により油圧力による発進を行い、その間に
運転者が選択したギア段に対応して設定された車速を越
えた時には、エンジンクラッチを接続してエンジン駆動
を行うとともにＰＴＯ装置の変速制御を行ってオンだっ
たカウンタシャフトシンクロナイザをオフにしたメイン
シャフトシンクロナイザをオンにし、更にその時のアク
セルペダルの踏込量が大きい時のみその踏込量に応じた
油圧力を加える制御を行う。
ブレーキ時、電磁クラッチを接続するとともにブレー
キペダルの踏込に応じた傾転角制御信号（ポンプ容量制
御信号）をポンプ・モータに与えてポンプ動作を行い、
これと同時にエンジンのクラッチを切る制御を行う。
この場合、制御手段は、制御プログラムに基づいて、ブ
レーキエネルギー中のエンジンブレーキで消費する分も
回収するため、またモータによる走行時にはエンジンを
車輪の駆動系から切り離すため、エンジンのクラッチが
“断”となるように制御するとともにモータとエンジン
を併用するか又はエンジンのみで発進／加速する時には
“接”になるように制御している。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来技術の場合には、ポンプ・モータの傾転
角制御、即ち油圧作動オイルの押しのけ容量（以下、単
に容量と称する）制御を、減速時にはブレーキペダルの
踏込量に、また加速時にはアクセルペダルの踏込量に対
応した傾転角制御電圧信号をポンプ・モータに与えるこ
とによって行っていた。
しかしながら、ポンプ・モータには、ポンプ・モータを
作動する傾転角制御電磁比例弁に個体差があるため、第
５図に示すようにポンプ・モータの容量を０〜250cc と
すると、ポンプ・モータの傾転角制御電流は最小値０Ａ
〜最大値１Ａに対応せず、0.25〜0.95Ａに対応してお
り、従って、与えた傾転角制御電流が０．５Ａでも、実
際のポンプ・モータの容量は１／２の125cc にはなら
ず、約85ccになってしまい、必要な容量と実際の容量が
正確に対応しない。
しかも、この第５図のような特性は個体差により変動す
るので必要なポンプ・モータの容量を一義的に決められ
ないという問題点があった。
従って、本発明は、油圧回路に使用されるポンプ・モー
タの容量を個体差に関わらず精度よく制御（出力調整）
する車両のブレーキエネルギー回生装置を実現すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明では、減速エネルギ
ー回収時に低圧アキュムレータから動力分岐機構に接続
されたポンプ・モータ及び回路遮断弁を介して高圧アキ
ュムレータに油圧蓄積すると共に蓄積したエネルギーを
再生する時は該高圧アキュムレータから該回路弁及び該
ポンプ・モータを介して該低圧アキュムレータに油圧放
出する油圧回路と、該ポンプ・モータの傾転角センサ
と、傾転角制御電磁比例弁と、該油圧回路の非作動時に
該電磁比例弁に最大許容電流及び最小動作電流を与え、
これらの電流を段階的にそれぞれ減少及び増加させて行
き該センサ出力を変化した時の該ポンプ・モータの実際
の最大及び最小傾転角制御電流を求め両者の差から単位
容量当たりの傾転角制御電流を求める制御手段とを備え
ている。
〔作 用〕
まず、本発明において傾転角の学習原理について述べ
る。
ポンプ・モータの容量と傾転角制御電流との関係は第５
図に示したように0.25Ａから0.95Ａの範囲で変化させる
ことによりポンプ・モータの容量（傾転角）が変わり、
その容量０〜250cc を制御することができるが、この容
量に対応する傾転角センサ２の出力電圧は第６図に示す
如く容量０〜250cc に対応して0.5 Ｖ〜2.75Ｖと変化す
る。
そこで、傾転角制御電流〔Ａ〕と傾転角センサ２の出力
電圧〔Ｖ〕との関係は第７図に示すようになり、ポンプ
・モータの容量を最小値０にするための傾転角制御電流
ＩＭＩＮ0.25Ａが傾転角センサ出力電圧VMIN＝0.5 Ｖに
対応し、容量を最大値（この場合、250cc）にするため
の傾転角制御電流ＩMAX ＝0.95Ａが傾転角センサ出力電
圧ＶMAX＝2.75Ｖに対応することになる。
本来ならば、第７図に示す傾転角制御電流0.25〜0.95Ａ
の範囲を容量250cc で除して単位容量に対応する制御電
流を求めれば特に学習は必要無くなるが、上述したよう
にポンプ・モータは個体差により傾転角センサ２の最大
及び最小出力電圧、従って傾転角制御電流は第７図に示
す値から変動してしまうことがあるので、これを考慮せ
ずに傾転角制御を行った場合、制御が不正確なものにな
ってしまうので学習が必要となる。
このため、本発明においては、制御手段は、エネルギー
回収又は再生時に電磁クラツチやＰＴＯ装置及びアクス
ル等の通常の駆動系のいずれかから動力を分岐させる動
力分岐機構に接続されたポンプ・モータと回路遮断弁と
を介して高圧アキュムレータと低圧アキュムレータとが
接続される油圧回路が作動していない時、即ちポンプ・
モータが使用されていない時、まず傾転角制御電磁比例
弁に最大許容電流及び最小動作電流を与えた後、最大許
容電流の場合には段階的に減少させ、最小動作電流の場
合には段階的に増加させる。その結果、傾転角センサの
出力に変化が生じたこと（第７図のＡ、Ｂ点）を検出し
てポンプ・モータのそれぞれ上述した最大及び最小容量
に対応する傾転角制御電流を求め、両者の電流の差から
ポンプ・モータの単位容積当たりの傾転角制御電流を求
める。
これにより、車両のブレーキエネルギー回生動作を行う
場合のポンプ・モータの傾転角と傾転角制御比例電磁弁
への制御電流とをポンプ・モータの個体差に関わらず正
確に対応させることができる。
〔実施例〕
以下、本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生装置
の実施例を説明する。
第１図は、本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生
装置の一実施例の構成図であり、１はポンプ・モータ、
２はポンプ・モータ１の傾転角を検出する傾転角セン
サ、３はポンプ・モータ１の傾転角を制御する傾転角制
御比例電磁弁、４はＴ／Ｍ、５は５／Ｍ４のギヤ位置を
検出するギヤ位置センサ、６はアクスル８を介して車輪
７の駆動力を油圧ブレーキ力として取り出し又は逆に油
圧駆動力をアクスル８を介して車輪７に伝えるためのＰ
ＴＯ装置、９はＰＴＯ装置６とポンプ・モータ１との間
の駆動力伝達の接断を行う電磁クラッチである。また、
１０は、回路遮断弁、１１は高圧アキュムレータ、１２
はポンプ・モータ１と回路遮断弁１０と高圧アキュムレ
ータ１１とともに油圧回路を構成する低圧アキュムレー
タ、１３はギヤ位置センサ５と電磁クラッチ９と回路遮
断弁１０の状態からポンプ・モータ１が使用されていな
いと判定した時、ポンプ・モータ１の容量に対応する傾
転角制御電流を求める制御手段としてのマイクロプロセ
ッサ（ＭＰＵ）である。
第２図乃至第４図は、第１図に示したＭＰＵ１４に記憶
され且つ実行されるポンプ・モータ１の単位容量に対応
する傾転角制御電流を求める割込ルーチンのフローチャ
ート図であり、これらの図及び第７図の特性グラフ図に
基づいて第１図に示す構成の動作を説明する。
このプログラムがスタートすると、ＭＰＵ１３は、ギヤ
位置センサ５によってその時点でのギヤ位置がニュート
ラル（Ｎ）、リバース（Ｒ）及びパーキング（Ｐ）か、
又はそれ以外のギヤ位置か（第２図のステップＴ１）、
電磁クラッチ９がオンか否か（同ステップＴ２）及び回
路遮断弁１０がオンか否か（同ステップＴ３）をチェッ
クすることによりポンプ・モータ１を含む油圧回路が作
動しているか否かをチェックする。
この場合、ギヤ位置がＮ、Ｒ及びＰでない時か、電磁ク
ラッチ９がオン或いは回路遮断弁１０がオンの時は油圧
回路が動作可能状態に在ると判定し、この状態でポンプ
・モータ１の傾転角を学習することは無意味であり且つ
危険なので処理を終了する。
ステップＴ１、Ｔ２及びＴ３の何れでもポンプ・モータ
１が使用中でないと判定すると、ＭＰＵ１３はポンプ・
モータ１に必ず最大傾転角を与える最大許容電流（第７
図の例では１Ａ）を傾転角制御比例電磁弁３に与えてこ
れを記憶する（同ステップＳ１）。そして、この時の傾
転角センサ２の出力電圧Ｖ０をメモリＶＭ（図示せず）
に記憶する（同ステップＳ２）。
次に、安全を期すため（即ち、傾転角制御比例電磁弁３
に制御電流を与えてからポンプ・モータ１の傾転角がこ
の制御電流に対応した値になるまでに若干の時間が掛か
るので、この間に油圧回路が作動状態になるのを防ぐた
め）、上記のステップＴ１〜Ｔ３と同様に油圧回路が作
動可能状態に在るか否かをチェックし（同ステップＳ３
〜Ｓ５）、油圧回路作動中であると判定すると処理を終
了するが、使用中でないと判定すると、傾転角制御電流
Ｉを2.5mＡだけ減少させ（同ステップＳ６）、この時の
傾転角センサ２の出力電圧Ｖ０がメモリＶＭに記憶した
電圧と同じか否か、即ち、ＶＭ＝Ｖ０か否かをチェック
する（同ステップＳ７）。
そして、ＶＭ＝Ｖ０の間は、再度ステップＳ３〜Ｓ７を
繰り返して傾転角制御電流Ｉを2.5mＡずつ減少させて行
き、ＶＭ≠ＶＯを検出した時（第７図のＡ点）、この時
の傾転角制御電流Ｉに2.5mＡを加えたものを実際の最大
傾転角制御電流ＩMAX（第７図では0.95Ａ）とし（同ス
テップＳ８）、メモリＶＭに記憶した電圧を最大傾転角
センサ出力電圧ＶMAX に設定し（同ステップＳ９）、こ
のプログラムを終了する。
次に、ＭＰＵ１３は、最小傾転角制御電流を求めるため
第３図に示すプログラムをスタートする。
第２図に示すプログラムと同様に油圧回路が作動中か否
かをンチェックし（第３図のステップＴ１１〜１３）、
ステップＴ１１、Ｔ１２及びＴ１３の何れでもポンプ・
モータ１が使用中でないと判定すると、ＭＰＵ１３はポ
ンプ・モータ１に必ず最小傾転角を与える最小動作電流
（第７図の例では０．２Ａ）を与え、これを記憶する
（同ステップＳ１１）。そして、この時の傾転角センサ
２の出力電圧Ｖ０をメモリＶＭ（図示せず）に記憶する
（同ステップＳ１２）。
次に、安全を期すため上記のステップＴ１１〜Ｔ１３と
同様に油圧回路が作動中か否かを再度チェックし（同ス
テップＳ１３〜Ｓ１５）、作動中と判定すると処理を終
了するが、作動中でない判定すると処理を続け、傾転角
制御電流Ｉを2.5mＡだけ増加させ（同ステップＳ１
６）、この時の傾転角センサ２の出力電圧Ｖ０がメモリ
ＶＭに記憶した電圧と同じか否か、即ち、ＶＭ＝Ｖ０か
否かをチェックする（同ステップＳ１７）。
そして、ＶＭ＝Ｖ０の間は再度ステップＳ１３〜Ｓ１７
を繰り返して傾転角制御電流Ｉを2.5mＡずつ増加させて
行き、ＶＭ≠Ｖ０を検出した時（第７図のＢ点）の傾転
角制御電流Ｉから2.5mＡ減少させたものを実際の最小傾
転角制御電流IMIN （第７図では0.25Ａ）とし（同ステ
ップＳ１８）、またメモリＶＭに記憶した電圧を最小傾
転角センサ出力電圧ＶMIN と（同ステップ１９）設定
し、このプログラムを終了する。
上記２つのプログラムから実際の最大及び最小傾転角制
御電流を求めると、ＭＰＵ１３は、第４図に示すプログ
ラムを実行する。
まず、ポンプ・モータ１の不変容量０〜250cc を制御す
るための傾転角制御電流幅ＩＳＴを最大傾転角制御電流
ＩMAX から最小傾転角制御電流ＩMINを引くことにより
求め（第４図のステップＳ２１）、次に、傾転角制御電
流幅ＩSTをポンプ・モータ１の最大容量250cc で除し
て、単位容量（この場合、1cc）当たりの傾転角制御電
流ＩVNを求め（同ステップＳ２２）、このプログラムを
終了する。
そして、このようにして求めた傾転角制御電流ＩVNは、
油圧回路を制御する時に求められる必要なポンプ・モー
タの容量に応じて第５図のグラフ図に示すように傾転角
制御電流が求められることになる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係る車両のブレーキエネルギー
回生装置で、油圧回路の不作動時に傾転角制御電磁比例
弁に最大許容電流及び最小動作電流を与え、これらの電
流を段階的にそれぞれ減少及び増加させた時の傾転角セ
ンサ出力の変化によりポンプ・モータの最大及び最小傾
転角制御電流を求めて単位容量当たりの傾転角制御電流
を求めるように構成したので、ポンプ・モータの実際の
単位押しのけ容量に精度良く対応した傾転角制御電流を
求めることができ、この傾転角制御電流によってポンプ
・モータの出力を精度良く制御することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生
装置の実施例の構成を示す図、 第２図、第３図及び第４図は、マイクロプロセッサ（Ｍ
ＰＵ）に記憶され且つ実行される割込ルーチンのフロー
チャート図、 第５図は傾転角制御電流と押しのけ容量の関係を示すグ
ラフ図、 第６図は、傾転角センサ出力電圧と押しのけ容量の関係
を示すグラフ図、 第７図は、傾転角制御電流と傾転角センサ出力電圧の関
係を示すグラフ図、である。 第１図において、１はポンプ・モータ、２は傾転角セン
サ、３は傾転角制御比例電磁弁、１３はＭＰＵをそれぞ
れ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】減速エネルギー回収時に低圧アキュムレー
    タから動力分岐機構に接続されたポンプ・モータ及び回
    路遮断弁を介して高圧アキュムレータに油圧蓄積すると
    共に蓄積したエネルギーを再生する時は該高圧アキュム
    レータから該回路弁及び該ポンプ・モータを介して該低
    圧アキュムレータに油圧放出する油圧回路と、該ポンプ
    ・モータの傾転角センサと、傾転角制御電磁比例弁と、
    該油圧回路の非動作時に該電磁比例弁に最大許容電流及
    び最小動作電流を与え、これらの電流を段階的にそれぞ
    れ減少及び増加させて行き該センサ出力が変化した時の
    該ポンプ・モータの実際の最大及び最小傾転角制御電流
    を求め両者の差から単位容量当たりの傾転角制御電流を
    求める制御手段と、を備えたことを特徴とする車両のブ
    レーキエネルギー回生装置。
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