JP2016064728A - 自動車の回生制御方法及び回生制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー回収効率に優れた自動車を提供する。
【解決手段】オイルポンプモータ１３を介して接続された高圧蓄圧器１４及び低圧リザーバ１５を備えた自動車の回生制御方法である。オイルポンプモータ１３がオイルポンプとして機能し、低圧リザーバ１５から高圧蓄圧器１４にオイルが送り込まれる時に、低圧リザーバ１５にガスを送り込む。オイルポンプモータ１３が油圧モータとして機能し、高圧蓄圧器１４のオイルが低圧リザーバ１５に戻される時に、低圧リザーバ１５からガスを取り出す。取り出したガスを膨張させて冷熱源１９を冷却する。
【選択図】図３

Description

本発明は、オイルポンプモータを利用した、自動車の回生制御方法及び回生制御システムに関する。

図１を用いて、この種の方法及びシステムの基本構造を説明する。

図１は、回生制御システムＥＲＳを備えた自動車の駆動システムを簡略化したものであり、エンジン１を動力源として走行している状態を表している。エンジン１の出力軸は、エンジンクラッチ２、トランスミッション３、ディファレンシャルギア４を介して駆動輪５に連結されており、駆動輪５は、エンジン１によって回転駆動されている。

回生制御システムＥＲＳは、連結機構１１、モータクラッチ１２、オイルポンプモータ１３、高圧蓄圧器１４、低圧リザーバ１５などで構成されている。オイルポンプモータ１３の回転軸は、モータクラッチ１２及び連結機構１１を介して、駆動輪５への出力軸に連結されている。モータクラッチ１２は切られた状態となっている。

オイルポンプモータ１３は、互いに連通した状態でオイルを貯留する高圧蓄圧器１４と低圧リザーバ１５との間に接続されている。オイルポンプモータ１３は、オイルポンプ及び油圧モータの両機能を有し、いずれか一方の装置として利用できる。高圧蓄圧器１４には、数１００気圧レベルの高圧のオイルが貯留され、低圧リザーバ１５には、数気圧から数１０気圧レベルの低圧のオイルが貯留される。

図２の（ａ）に示すように、下り坂走行などの制動時には、エンジンクラッチ２が切られてモータクラッチ１２が繋げられることで、駆動輪５の動力がオイルポンプモータ１３に入力される。

それにより、オイルポンプモータ１３はオイルポンプとして駆動され、低圧リザーバ１５のオイルが高圧蓄圧器１４へ送り込まれる。その結果、高圧蓄圧器１４の内圧が上昇し、より高圧なオイルが蓄積される（減速回生）。

図２の（ｂ）に示すように、自動車の発進時などには、モータクラッチ１２が繋げられた状態で、高圧蓄圧器１４のオイルが低圧リザーバ１５に向けて流出される。そのオイルの吐出圧により、オイルポンプモータ１３は油圧モータとして駆動され、その動力が駆動輪５に出力される（力行補助）。

このような回生制御技術の一例は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０１３−１８９０８４号公報

低圧リザーバの内部には、比較的多量の圧縮空気が貯留されている。

本発明の目的は、低圧リザーバに貯留されている圧縮空気を利用して、よりエネルギー回収効率に優れた自動車を提供することにある。

開示する回生制御方法は、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータと、前記オイルポンプモータを介して接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器及び低圧リザーバと、を備えた自動車の回生制御方法である。

この回生制御方法は、前記オイルポンプモータがオイルポンプとして機能し、前記低圧リザーバから前記高圧蓄圧器に前記オイルが送り込まれる時に、当該低圧リザーバに、前記ガスを送り込むガス供給工程と、前記オイルポンプモータが油圧モータとして機能し、前記高圧蓄圧器の前記オイルが前記低圧リザーバに戻される時に、当該低圧リザーバから前記ガスを取り出すガス取出工程と、取り出した前記ガスを膨張させて冷熱源を冷却する冷却工程と、を含む。

また、開示する自動車の回生制御システムは、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータと、前記オイルポンプモータを介して接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器及び低圧リザーバと、前記低圧リザーバに設置され、前記ガスを出入りさせるガス出入口と、前記ガス出入口を通じて前記低圧リザーバに前記ガスを送り込むガス圧縮装置と、膨張弁を有する冷熱源と、前記ガス圧縮装置と前記ガス出入口とが接続される流入経路と、前記冷熱源と前記ガス出入口とが接続される流出経路とに、前記ガスの流路を切り替える流路切替機構と、前記オイルポンプモータ及び前記ガス圧縮装置の駆動、並びに前記流路切替機構を制御する制御装置と、を備える。

前記制御装置は、前記オイルポンプモータによって前記低圧リザーバから前記高圧蓄圧器に前記オイルが送り込まれる時に、前記流入経路に切り替えて当該低圧リザーバに前記ガスを送り込むガス供給制御と、前記オイルポンプモータによって前記高圧蓄圧器の前記オイルが前記低圧リザーバに戻される時に、前記流出経路に切り替えて当該低圧リザーバから前記ガスを取り出すガス取出制御と、を実行する。

そして、前記ガス取出制御によって前記冷熱源に送られる前記ガスが、前記膨張弁で膨張することにより、前記冷熱源が冷却されるようになっている。

従って、これら回生制御方法や回生制御システムによれば、低圧リザーバに収容されている圧縮されたガスを、冷熱源を冷却する熱源として利用するため、エネルギー回収効率に優れた自動車を実現できる。

更に、前記ガス圧縮装置は、前記オイルポンプモータに付設されているようにするとよい。

そうすれば、ガス圧縮装置を、オイルポンプモータと同期させながら駆動輪から回収されるエネルギーで作動させ、減少する低圧リザーバのガスを補充することができる。従って、優れたエネルギー回収効率を大きく損なうことなく維持できる。

例えば、エンジンと、前記エンジンの排気経路から排熱を回収する排熱回収装置と、前記排熱回収装置が回収する排熱によって加熱される高熱源と、温度差を利用して発電する熱電素子と、を更に備え、前記熱電素子が前記高熱源と前記冷熱源との間に設置されているようにすることができる。

そうすれば、排熱と、低圧リザーバのガスとを効率よく利用して発電できるため、エネルギー回収効率に優れた自動車を実現できる。

また例えば、前記自動車の車室の温度を調整する補助空気調節装置、を更に備え、前記冷熱源が前記補助空気調節装置の冷却用熱源として用いられているようにしてもよい。

そうすれば、電力消費が大きい車室内の冷房を、低圧リザーバのガスを利用して補助できるため、エネルギー回収効率に優れた自動車を実現できる。

この場合、圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を経由する冷媒の循環経路を有し、前記自動車の車室の温度を調整する主空気調節装置、を更に備え、前記冷媒に前記オイルが用いられ、前記循環経路における前記凝縮器と前記蒸発器との間に、前記低圧リザーバに迂回する一対の迂回経路が設けられ、前記低圧リザーバに貯留されている前記オイルが、前記一対の迂回経路を経由して前記循環経路に流入及び流出可能になっているようにしてもよい。

低圧リザーバに貯留されているオイルは加圧されているため、冷媒をそのオイルと同じにして、そのオイルを循環経路に流入及び流出させることで、冷媒が適正な圧力に達する時間を短縮できる。それにより、主空気調節装置を始動して直ぐに車室内を冷房又は暖房することが可能になる。

本発明の自動車の回生制御方法等によれば、エネルギー回収効率に優れた自動車を提供することができる。

オイルポンプモータを利用した自動車の回生制御システムを示す概略図である。 オイルポンプモータを利用した自動車の回生制御を説明する概略図である。（ａ）は、減速回生時の状態を、（ｂ）は、力行補助時の状態を、それぞれ示している。 （ａ）〜（ｃ）は、開示する回生制御システムの主たる構成を示す概略図である。 第１実施形態の自動車の構成を示す概略図である。 第１実施形態の自動車の回生制御システムの制御の一例を示すタイムチャートである。 第１実施形態の自動車の回生制御システムの制御の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の自動車の構成を示す概略図である。 第２実施形態の自動車の回生制御システムの制御の一例を示すタイムチャートである。 第２実施形態の自動車の回生制御システムの制御の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の変形例の自動車の構成を示す概略図である。 （ａ）、（ｂ）は、第２実施形態の変形例を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

（回生制御方法及び回生制御システムの主な構成）
図３に、開示する回生制御システムＥＲＳの主たる構成を示す。なお、基本的構成は、上述した回生制御システムＥＲＳと同じであるため、同じ機能の構成については、同じ符号を用いてその説明は省略する。

回生制御システムＥＲＳは、オイルポンプモータ１３、高圧蓄圧器１４、低圧リザーバ１５、空気圧縮機１６（ガス圧縮装置）、ガス出入口１７、切替弁ＳＶ（流路切替機構）、冷熱源１９、制御装置２０などで構成されている。

オイルポンプモータ１３は、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能する装置であり、オイルの吐出口及び吸込口のいずれか一方として機能する第１オイル出入口１３ａ及び第２オイル出入口１３ｂを有している。第１オイル出入口１３ａは、高圧蓄圧器１４に接続されており、第２オイル出入口１３ｂは低圧リザーバ１５に接続されている。

オイルポンプモータ１３がオイルポンプとして機能する時（減速回生時）には、第１オイル出入口１３ａは吐出口として機能し、第２オイル出入口１３ｂは吸込口として機能する。オイルポンプモータ１３が油圧モータとして機能する時（力行補助時）には、第１オイル出入口１３ａは吸込口として機能し、第２オイル出入口１３ｂは吐出口として機能する。

高圧蓄圧器１４は小型の耐圧容器であり、そこには、例えば２００〜４００気圧レベルのオイルと空気とが分離した状態で貯留されている。低圧リザーバ１５は大型の耐圧容器であり、そこには、例えば、１〜３０気圧レベルのオイルと空気とが分離した状態で貯留されている。

なお、空気は緩衝用であり、気体であれば、窒素ガス等、その他のガスであってもよい。

空気圧縮機１６は、オイルポンプモータ１３に付設されており、減速回生時に、オイルポンプモータ１３に同期して、駆動輪５から回収される力で作動するように構成されている。

ガス出入口１７は、低圧リザーバ１５に設置されている。ガス出入口１７は、その内部の空気層に連通しており、低圧リザーバ１５に空気を出入させる機能を有している。

切替弁ＳＶは、三方切替弁からなり、ガス出入口１７に接続されているリザーバ配管２１と、空気圧縮機１６に接続されている流入配管２２と、膨張弁ＥＶを有する冷熱源１９に接続されている流出配管２３と、に接続されている。

図３の（ａ）に示すように、通常の切替弁ＳＶは、流路を遮断する状態（閉止位置）に制御されている。

制御装置２０は、ＣＰＵやメモリ等のハードウエアと、制御プログラム等のソフトウエアとで構成されており、自動車の減速回生や力行補助を総合的に制御する機能を有している。後述する各実施形態の制御も制御装置２０によって行われる。例えば、オイルポンプモータ１３や空気圧縮機１６の駆動制御、切替弁ＳＶの切替制御なども制御装置２０によって行われる。

この回生制御システムＥＲＳでは、制御装置２０により、低圧リザーバ１５に貯留されている圧縮空気を利用して冷熱源１９を冷却する処理が行えるように工夫されている。

図３の（ｂ）に示すように、高圧蓄圧器１４のオイルが上限に達していない場合には、減速回生時に、オイルポンプモータ１３（オイルポンプとして機能）により、低圧リザーバ１５から高圧蓄圧器１４にオイルが送り込まれる。

その時に、制御装置２０により、空気圧縮機１６とガス出入口１７とを接続する流入経路が形成される状態（取入位置）に切替弁ＳＶが切り替えられる。そうして、空気圧縮機１６がガス出入口１７を通じて低圧リザーバ１５に空気を送り込むガス供給制御が実行される（ガス供給工程）。

図３の（ｃ）に示すように、力行補助時には、オイルポンプモータ１３（油圧モータとして機能）が、高圧蓄圧器１４に蓄えられた高圧オイルの吐出力によって駆動輪５を駆動し、高圧蓄圧器１４のオイルが低圧リザーバ１５に戻される。

その時に、制御装置２０により、ガス出入口１７と冷熱源１９とを接続する流出経路が形成される状態（取出位置）に切替弁ＳＶが切り替えられる。そうすることにより、低圧リザーバ１５から圧縮空気を取り出すガス取出制御が実行される（ガス取出工程）。

低圧リザーバ１５から取り出された圧縮空気は冷熱源１９に送られ、膨張弁ＥＶでその圧縮空気が膨張することにより、冷熱源１９が冷却される（冷却工程）。

すなわち、この回生制御システムＥＲＳでは、低圧リザーバ１５に収容されている緩衝用の圧縮空気を、冷熱源１９を冷却する熱源として利用するため、エネルギー回収効率に優れた自動車を実現できる。

それにより減少する低圧リザーバ１５の圧縮空気は、減速回生時に、駆動輪５から回収されるエネルギーで作動する空気圧縮機１６によって補充される。従って、エネルギーを大きく損なうことなく、優れたエネルギー回収効率を維持できる。

（第１実施形態）
図４に、回生制御システムＥＲＳを用いた自動車Ｃ１の一例を示す。この自動車Ｃ１は、回生制御システムＥＲＳの他、エンジン１、バッテリ３１（電池）、熱電素子３２などを備えており、エンジン１の排熱と冷熱源１９とを利用して発電できるように構成されている。

回生制御システムＥＲＳの主な構成は、上述した回生制御システムＥＲＳと同じであるため、同じ機能の構成については、同じ符号を用いてその説明は省略する。また、図４において、符号３３は、上述したエンジンクラッチ２及びトランスミッション３などに相当するエンジン１の駆動機構を示し、符号３４は、連結機構１１及びモータクラッチ１２などに相当する回生制御システムＥＲＳの駆動機構を示している。

エンジン１の排気経路３５には、上流側から順に、触媒装置３６、排熱回収装置３７、マフラー３８が設置されている。排熱回収装置３７は、熱交換器などで構成されており、排気経路３５の排熱を回収する機能を有している。

排熱回収装置３７は、ラジエーター３９、高熱源４０とともに、エンジン１を冷却する冷却水の循環経路４１に設置されている。冷却水を冷却するラジエーター３９は、エンジン１の上流側に設置されている。排熱回収装置３７は、エンジン１の下流側に設置されている。

高熱源４０は、排熱回収装置３７の下流側に設置されていて、エンジン１及び排熱回収装置３７を経由して加熱された冷却水は、高熱源４０を経由してラジエーター３９に戻るように構成されている。高熱源４０には蓄熱材４０ａが充填されている。

熱電素子３２は、温度差を利用して発電する機能を有しており、この自動車Ｃ１では、高熱源４０と冷熱源１９との間に設置されている。熱電素子３２は、これらの温度差によって発電し、発電した電気をバッテリ３１に蓄電する。

冷熱源１９には、冷熱源１９の上流側に設置された上流側膨張弁ＥＶ１と、冷熱源１９の下流側に設置された下流側膨張弁ＥＶ２とが設けられている。冷熱源１９の内部には、蓄熱材１９ａが充填されている。上流側膨張弁ＥＶ１は流出配管２３に接続され、下流側膨張弁ＥＶ２の下流側は外部に開放されている。上流側膨張弁ＥＶ１と下流側膨張弁ＥＶ２との開度制御により、冷熱源１９の温度の調整が可能となっている。

回生制御システムＥＲＳを制御するために、これら装置には、各種センサが設置されている。

低圧リザーバ１５には、その内圧を計測する第１圧力センサＳＰ１が設置されている。高熱源４０には、その温度を計測する第１温度センサＳＴ１が設置されている。冷熱源１９には、その温度を計測する第２温度センサＳＴ２と、その内圧を計測する第２圧力センサＳＰ２とが設置されている。

自動車Ｃ１の運転中は、これらセンサＳＰ１，ＳＰ２，ＳＴ１，ＳＴ２の計測値が、制御装置２０に出力されるようになっており、制御装置２０は、これら計測値に基づいて回生制御システムＥＲＳを制御する。

図５及び図６に、その制御の一例を示す。

図５の上段のグラフは、自動車Ｃ１の走行パターンを表している。太線は回生制御システムＥＲＳが作動している期間を示している。細線はエンジン１が作動している期間を示している。

始動時には、力行補助により、駆動輪５はオイルポンプモータ１３（油圧モータ）によって駆動され、速度がＶ１になるとエンジン１の駆動に切り替えられる（時間：ｔ１）。その後、速度がＶ２になると（時間：ｔ２）、速度Ｖ２で所定時間（時間：ｔ４）に達するまで走行する。

その後、減速して停止する（時間：ｔ５）。その際、エンジン１の側からオイルポンプモータ１３の側に駆動機構３３，３４が切り替えられ、減速回生が行われる。

図５の中段のグラフは、圧力パターンを表している。実線は第１圧力センサＳＰ１の計測値（低圧リザーバ１５の圧力）を示している。破線は第２圧力センサＳＰ２の計測値（冷熱源１９の圧力）を示している。

Ｐ０は、低圧リザーバ１５で目標とされる設定圧である。ＰＨは、低圧リザーバ１５で上限とされる圧力であり、ＰＬは、低圧リザーバ１５で下限とされる圧力である。

図５の下段のグラフは、熱電素子３２の温度を表している。実線は第２温度センサＳＴ２の計測値（冷熱源１９の温度）を示している。破線は第１温度センサＳＴ１の計測値（高熱源４０の温度）を示している。

Ｔｃは、冷熱源１９で目標とされる設定温度である。Ｔｈは、高熱源４０で目標とされる設定温度である。

力行補助時には、低圧リザーバ１５にオイルが戻されるため、低圧リザーバ１５の圧力が上昇する。そして、その圧力がＰＨに達するとエンジン１の駆動に切り替わる（時間：ｔ１）。エンジン１が駆動し始めると、排熱が回収され始めるため、それに伴って高熱源４０及び冷熱源１９の温度が上昇する。

図６に示すように、制御装置２０は、第１温度センサＳＴ１の計測値により、高熱源４０の温度がＴｈに達したか否かをチェックしている（ステップＳ１）。

そして、高熱源４０の温度がＴｈに達した場合には（時間：ｔ３）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを封止位置から取出位置に切り替えて流出経路を形成し、低圧リザーバ１５から圧縮空気を取り出すガス取出制御を実行する（ステップＳ２）。

それにより、冷熱源１９が冷却されて第２温度センサＳＴ２の計測値（冷熱源１９の温度）が低下するので、制御装置２０は、上流側膨張弁ＥＶ１及び下流側膨張弁ＥＶ２の開度を制御して、第２圧力センサＳＰ２の計測値（冷熱源１９の圧力）をＰＬに保持する（ステップＳ３）。

その結果、冷熱源１９の温度がＴｃ付近で安定化し、Ｔｈに保持された高熱源４０と、Ｔｃ付近で安定化した冷熱源１９との温度差により、熱電素子３２は効果的に発電し、発電された電気がバッテリ３１に蓄電される。

また、冷熱源１９との熱交換により、高熱源４０を流れる冷却水は冷却される。その結果、ラジエーター３９の冷却負担が軽減されるため、ラジエーター３９の小型化等が実現できる。

低圧リザーバ１５に圧縮空気が充分に有る間は、この状態が維持されるが（ステップＳ４でＮＯ）、第１圧力センサＳＰ１の計測値（低圧リザーバ１５の圧力）が、ＰＬに近づいた場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを取出位置から封止位置に切り替えて圧縮空気の取出を停止する（ステップＳ５）。

そして、アクセルの踏み込みが無くなって減速回生が行われるようになると（ステップＳ６でＹＥＳ、時間：ｔ４）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを取出位置から取入位置に切り替えて流入経路を形成し、空気圧縮機１６を駆動して低圧リザーバ１５に空気を送り込むガス供給制御を実行する（ステップＳ７）。

第１圧力センサＳＰ１の計測値（低圧リザーバ１５の圧力）がＰ０に達すると（ステップＳ８、時間：ｔ５）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを取入位置から封止位置に切り替え、空気圧縮機１６を停止する（ステップＳ９）。

この自動車Ｃ１によれば、排熱と、低圧リザーバ１５の圧縮空気とを効率よく利用して発電できるため、エネルギー回収効率を向上させることができる。

（第２実施形態）
図７に、回生制御システムＥＲＳを用いた自動車Ｃ２の一例を示す。この自動車Ｃ２は、回生制御システムＥＲＳの他、駆動モータ５１、駆動電源５２（電池）、主空気調節装置５３、補助空気調節装置６０などを備えており、冷熱源１９を利用して車室内の温度調整が行えるように構成されている。

回生制御システムＥＲＳ等は、第１実施形態と同じであるため、同じ機能の構成については、同じ符号を用いてその説明は省略する。なお、本実施形態では、駆動源に駆動モータ５１を搭載した電気自動車を例に説明するが、第１実施形態と同様に、エンジンを駆動源とする自動車であっても適用可能である。

主空気調節装置５３は、一般的なエアコンである。主空気調節装置５３には、圧縮機５３ａ、凝縮器５３ｂ、蒸発器５３ｃなどが備えられており、循環経路５３ｄを通じて、冷媒がこれらを循環するように構成されている。主空気調節装置５３は、駆動電源５２から供給される電力によって駆動され、車室内に冷風及び温風を送り込むことにより、車室の温度を調整する。

ところが、主空気調節装置５３は電力消費が大きいため、同じ駆動電源５２からの電力供給で駆動する駆動モータ５１に影響が及ぶおそれがある。従って、この自動車Ｃ２では、補助空気調節装置６０を別途設けることにより、主空気調節装置５３の駆動が抑制できるように構成されている。

補助空気調節装置６０は、冷房用空調装置６１と暖房用空調装置６２とで構成されている。冷房用空調装置６１及び暖房用空調装置６２の各々は、第２切替弁ＳＶ２を介して切替弁ＳＶの下流側に接続されている。

冷房用空調装置６１の冷却用熱源には、冷熱源１９が用いられている。冷房用空調装置６１は、冷熱源１９で冷却される空気を、ファン６１ａで車室内に送り込むことにより、車室の温度を低下させる。

暖房用空調装置６２は、タービンコンプレッサー６２ａ、温熱源６２ｂ、ファン６２ｃを有している。タービンコンプレッサー６２ａは、低圧リザーバ１５から取り出された圧縮空気で作動し、空気を圧縮する。温熱源６２ｂは、タービンコンプレッサー６２ａによって圧縮される空気を利用して熱を生成する。

暖房用空調装置６２は、温熱源６２ｂを通じて暖められる空気を、ファン６２ｃで車室内に送り込むことにより、車室の温度を上昇させる。

回生制御システムＥＲＳを制御するために、これら装置には、各種センサが設置されている。

第１実施形態と同様に、低圧リザーバ１５に第１圧力センサＳＰ１が設置され、冷熱源１９に第２温度センサＳＴ２及び第２圧力センサＳＰ２が設置されている。更に、冷熱源１９の下流側に、冷却後の空気の温度を計測する第３温度センサＳＴ３が設置されている。

図８及び図９に、車室内を冷房する場合の制御を示す。

図８の上段のグラフの内容は、図５の上段のグラフと同じであり、図８の中段のグラフの内容は、図５の中段のグラフと同じである。ただし、ここでの駆動源の主体はエンジン１ではなく駆動モータ５１である。

図８の下段のグラフは、冷房用空調装置６１の各温度を表している。実線は第３温度センサＳＴ３の計測値（冷熱源１９の下流側の空気温度）を示している。破線は第２温度センサＳＴ２の計測値（冷熱源１９の温度）を示している。Ｔ０は、目標とされる空気の冷却温度である。

図８に示すように、始動時には、回生制御システムＥＲＳによって力行補助が行われる。力行補助時には、低圧リザーバ１５の圧力が上昇する。なお、第２切替弁ＳＶ２は、冷房用空調装置６１の側に接続されている。

図９に示すように、第１圧力センサＳＰ１の計測値（低圧リザーバ１５の圧力）がＰＨに達した場合には（ステップＳ３１でＹＥＳ）、駆動モータ５１の駆動に切り替わる（時間：ｔ１）。

空調のスイッチが入力され、冷房が要求されると（ステップＳ３２でＹＥＳ、時間：ｔ２）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを封止位置から取出位置に切り替えて流出経路を形成し、低圧リザーバ１５から圧縮空気を取り出すガス取出制御を実行する（ステップＳ３３）。

それにより、冷熱源１９が冷却されて第２温度センサＳＴ２の計測値（冷熱源１９の温度）が低下するので、制御装置２０は、上流側膨張弁ＥＶ１及び下流側膨張弁ＥＶ２の開度を制御して、第２圧力センサＳＰ２の計測値（冷熱源１９の圧力）をＰＬに保持する（ステップＳ３４）。その結果、冷熱源１９の温度は安定化する。

それにより、冷房用空調装置６１で冷風の生成が可能になるので、制御装置２０は、冷房用空調装置６１を駆動する。具体的には、第３温度センサＳＴ３の計測値に基づいて、冷風の温度がＴ０で安定するようにファン６１ａを駆動制御する。その結果、車室内が冷却される。

補助空気調節装置６０は、主空気調節装置５３よりも優先して駆動されるように設定されている。

例えば、冷房用空調装置６１だけで車室内を所望する温度まで冷却できる場合には、主空気調節装置５３は駆動されない。急冷が必要な場合や、冷房用空調装置６１だけでは所望する温度まで冷却できない場合、冷房用空調装置６１が駆動できない場合などにのみ、主空気調節装置５３が駆動される。

低圧リザーバ１５に圧縮空気が充分に有る間は、この状態が維持されるが（ステップＳ３６でＮＯ）、第１圧力センサＳＰ１の計測値（低圧リザーバ１５の圧力）が、ＰＬに近づいた場合には（ステップＳ３６でＹＥＳ）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを取出位置から封止位置に切り替えて圧縮空気の取出を停止する（ステップＳ３７）。

そして、アクセルの踏み込みが無くなって減速回生が行われるようになると（ステップＳ３８でＹＥＳ、時間：ｔ３）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを取出位置から取入位置に切り替えて流入経路を形成し、空気圧縮機１６を駆動して低圧リザーバ１５に空気を送り込むガス供給制御を実行する（ステップＳ３９）。

そして、第１圧力センサＳＰ１の計測値（低圧リザーバ１５の圧力）がＰ０に達すると（ステップＳ４０、時間：ｔ４）、制御装置２０は、切替弁ＳＶを取入位置から封止位置に切り替え、空気圧縮機１６を停止する（ステップＳ４１）。

なお、暖房の場合には、タービンコンプレッサー６２ａや温熱源６２ｂ、ファン６２ｃが、冷房と同様に制御装置２０によって制御される。

この自動車Ｃ２によれば、電力消費が大きい車室内の空調を、低圧リザーバ１５の圧縮空気を利用して補助できるため、エネルギー回収効率を向上させることができる。

（変形例）
図１０に、第２実施形態の変形例を示す。

本変形例では、低圧リザーバ１５のオイルを利用して、主空気調節装置５３の立ち上げ時間が短縮できるように構成されている。

本変形例では、主空気調節装置５３の冷媒に、低圧リザーバ１５等に貯留されているオイルが用いられている。

そして、低圧リザーバ１５には、その内部のオイル層に連通するオイル用開口７１が２つ設置されている。主空気調節装置５３における循環経路５３ｄの凝縮器５３ｂと蒸発器５３ｃの間の部分には、２つの切替弁７２，７２が設置されている。各オイル用開口７１は、一対の迂回経路７３，７３を介して各切替弁７２に接続されている。

すなわち、循環経路５３ｄにおける凝縮器５３ｂと蒸発器５３ｃとの間に、低圧リザーバ１５に迂回する一対の迂回経路７３，７３が設けられていて、低圧リザーバ１５に貯留されているオイルが、これら一対の迂回経路７３，７３を経由して循環経路５３ｄに流入及び流出可能となっている。

そして、主空気調節装置５３で始動スイッチが入力された場合には、図１１の（ａ）に矢印で示すように、制御装置２０により、低圧リザーバ１５に貯留されているオイルが、迂回経路７３を経由して循環経路５３ｄに流入及び流出するように制御される。

通常、主空気調節装置５３で冷房や暖房が可能になるには、オイル（冷媒）が圧縮機５３ａで加圧されて所定の圧力に達する必要がある。そのため、始動されてから立ち上がるまでには一定の時間を要する。

それに対し、低圧リザーバ１５には、加圧されたオイルが貯留されているため、そのオイルが迂回経路７３を経由して循環経路５３ｄに流入及び流出させることで、所定の圧力に達する時間を短縮できる。

そして、オイル（冷媒）が所定の圧力に達すると、図１１の（ｂ）に示すように、両迂回経路７３，７３が遮断され、循環経路５３ｄをオイルが循環するように切替弁７２，７２が切り替えられる。

従って、本変形例の自動車Ｃ２であれば、主空気調節装置５３を始動して直ぐに車室内を冷房又は暖房することが可能になる。

１ エンジン
５ 駆動輪
１３ オイルポンプモータ
１４ 高圧蓄圧器
１５ 低圧リザーバ
１６ 空気圧縮機（ガス圧縮装置）
１９ 冷熱源
２０ 制御装置
３１ バッテリ（電池）
３２ 熱電素子
３５ 排気経路
３９ ラジエーター
４０ 高熱源
４１ 冷却水の循環経路
５１ 駆動モータ
５２ 駆動電源（電池）
５３ 主空気調節装置
６０ 補助空気調節装置
６１ 冷房用空調装置
６２ 暖房用空調装置
ＳＶ 切替弁（流路切替機構）
ＥＶ１ 上流側膨張弁
ＥＶ２ 下流側膨張弁
ＳＰ１ 第１圧力センサ
ＳＰ２ 第２圧力センサ
ＳＴ１ 第１温度センサ
ＳＴ２ 第２温度センサ
ＳＴ３ 第３温度センサ
Ｃ１、Ｃ２ 自動車
ＥＲＳ 回生制御システム

Claims (6)

1. オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータと、
   前記オイルポンプモータを介して接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器及び低圧リザーバと、
   を備えた自動車の回生制御方法であって、
   前記オイルポンプモータがオイルポンプとして機能し、前記低圧リザーバから前記高圧蓄圧器に前記オイルが送り込まれる時に、当該低圧リザーバに、前記ガスを送り込むガス供給工程と、
   前記オイルポンプモータが油圧モータとして機能し、前記高圧蓄圧器の前記オイルが前記低圧リザーバに戻される時に、当該低圧リザーバから前記ガスを取り出すガス取出工程と、
   取り出した前記ガスを膨張させて冷熱源を冷却する冷却工程と、
   を含む回生制御方法。
2. 自動車の回生制御システムであって、
   オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータと、
   前記オイルポンプモータを介して接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器及び低圧リザーバと、
   前記低圧リザーバに設置され、前記ガスを出入りさせるガス出入口と、
   前記ガス出入口を通じて前記低圧リザーバに前記ガスを送り込むガス圧縮装置と、
   膨張弁を有する冷熱源と、
   前記ガス圧縮装置と前記ガス出入口とが接続される流入経路と、前記冷熱源と前記ガス出入口とが接続される流出経路とに、前記ガスの流路を切り替える流路切替機構と、
   前記オイルポンプモータ及び前記ガス圧縮装置の駆動、並びに前記流路切替機構を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記オイルポンプモータによって前記低圧リザーバから前記高圧蓄圧器に前記オイルが送り込まれる時に、前記流入経路に切り替えて当該低圧リザーバに前記ガスを送り込むガス供給制御と、
   前記オイルポンプモータによって前記高圧蓄圧器の前記オイルが前記低圧リザーバに戻される時に、前記流出経路に切り替えて当該低圧リザーバから前記ガスを取り出すガス取出制御と、
   を実行し、
   前記ガス取出制御によって前記冷熱源に送られる前記ガスが、前記膨張弁で膨張することにより、前記冷熱源が冷却される回生制御システム。
3. 請求項２に記載の回生制御システムにおいて、
   前記ガス圧縮装置が、前記オイルポンプモータに付設されている回生制御システム。
4. 請求項２又は請求項３に記載の回生制御システムにおいて、
   エンジンと、
   前記エンジンの排気経路から排熱を回収する排熱回収装置と、
   前記排熱回収装置が回収する排熱によって加熱される高熱源と、
   温度差を利用して発電する熱電素子と、
   を更に備え、
   前記熱電素子が前記高熱源と前記冷熱源との間に設置されている回生制御システム。
5. 請求項２又は請求項３に記載の回生制御システムにおいて、
   前記自動車の車室の温度を調整する補助空気調節装置、
   を更に備え、
   前記冷熱源が前記補助空気調節装置の冷却用熱源として用いられている回生制御システム。
6. 請求項５に記載の回生制御システムにおいて、
   圧縮機、凝縮器、及び蒸発器を経由する冷媒の循環経路を有し、前記自動車の車室の温度を調整する主空気調節装置、
   を更に備え、
   前記冷媒に前記オイルが用いられ、
   前記循環経路における前記凝縮器と前記蒸発器との間に、前記低圧リザーバに迂回する一対の迂回経路が設けられ、
   前記低圧リザーバに貯留されている前記オイルが、前記一対の迂回経路を経由して前記循環経路に流入及び流出可能になっている回生制御システム。

Images