JP2827146B2 - 制動エネルギ回生装置のアキュムレータ固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、制動時、車両の駆動
軸によりポンプを駆動して液圧エネルギをアキュムレー
タに蓄え、一方、発進や加速時には、アキュムレータ内
の液圧エネルギによりモータを駆動して、車両の駆動力
として利用できる制動エネルギ回生装置に係り、特にア
キュムレータの取付けを改良した制動エネルギ回生装置
のアキュムレータ固定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制動エネルギ回生装置は、大型車両、特
に、路線バス用に開発されたものである。一般に、路線
バスの運行は、バス停間の距離が短いことから、発進及
び制動が繰り返し頻繁に行われており、バス停に停止す
るたびに、つまり、制動のたびに、ブレーキドラム等に
生じる摩擦熱、すなわち、熱エネルギとして大気中に放
出される車両の運動エネルギも大となる。そのため、そ
の制動時に放出していたエネルギを、他の再利用可能な
液圧エネルギとして蓄え、その蓄えた液圧エネルギを発
進や加速時の車両の駆動力に還元するべく開発されたの
が、制動エネルギ回生装置である。

【０００３】この制動エネルギ回生装置は、主に、アキ
ュムレータ、作動油タンク、油圧ポンプ・モータ及び各
作動バルブからなっている。また、従来の大型路線バス
に制動エネルギ回生装置を取付ける場合、燃料タンク、
エアタンク、冷房用コンデンサ、配管等の床下機器（図
示しない）の搭載を考量して、その構成ユニットは、車
両の前後方向に延びた一対のメインフレームの間に配設
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この場合、アキュムレ
ータの車両（メインフレーム）への取付けに関しては、
アキュムレータは、メインフレーム間に架け渡され固定
されたクロスビーム上に、クランプ等で固定されてい
る。しかし、クランプをアキュムレータに強く締めすぎ
ると、アキュムレータ内部で摺動するピストンの動きを
阻害するおそれがあるため、クランプの固定は、あまり
強く固定できない。このため、急激な制動を行った場
合、アキュムレータに車両前方向のスラスト荷重が過度
にかかり、アキュムレータがクロスビームから前にずれ
たり、また、走行中、アキュムレータの振動が車体に伝
達されて、騒音の増大を招いたりするなどの不具合が生
じる。

【０００５】この発明は、上述した事情を考慮してなさ
れ、その目的は、制動時のアキュムレータのずれを防止
し、走行中、アキュムレータの振動が車両に伝達するの
を防止できる制動エネルギ回生装置のアキュムレータ固
定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の制動エネルギー回生装置は、制動時に、
車両の駆動軸により液圧ポンプ・モータをポンプとして
働かせ、作動液タンクからアキュムレータに圧液を加圧
供給してアキュムレータ内に蓄圧し、一方、発進時及び
加速時には、アキュムレータに蓄圧された圧液を液圧ポ
ンプ・モータを通じ作動液タンクに放出することによ
り、液圧ポンプ・モータをモータとして働かせて、車両
の駆動軸の駆動力を補助する制動エネルギ回生装置にお
いて、前記車両の前後方向に離間し、車両の一対のメイ
ンフレーム間に架け渡して固定可能な一対のクロスビー
ムと、これらクロスビーム上に載置されたアキュムレー
タを車体の上下左右方向に弾性的に支持する弾性保持手
段と、前記一対のクロスビーム間の間隔を調整可能にし
てこれらクロスビームを連結する連結手段と、一方のク
ロスビームとアキュムレータとの間を連結し車両の前後
方向でみたアキュムレータの動きを規制する規制手段と
を備えている。

【０００７】

【作用】前記連結手段により、アキュムレータは、車両
の前後方向に所定の間隔を調整され離間された一対のク
ロスビーム上に設置される。前記弾性保持手段により、
アキュムレータはクロスビームとともに、一対のメイン
フレーム間に車体に対し上下左右方向に弾性的に支持さ
れる。また、前記規制手段により、アキュムレータの前
後方向の動きは規制される。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例を図１乃至図４に基づい
て詳細に説明する。図１に示すように、制動エネルギ回
生装置は、主に、ピストン型のアキュムレータ装置、油
圧ポンプ・モータ１６、作動油タンク１７、クラッチ付
ギアボックス１８及びコントロールユニット３０から構
成されている。

【０００９】図１によれば、アキュムレータ装置は、一
対のアキュムレータ１０を備えており、これらアキュム
レータ１０は、ピストン１１を介して２つの圧力室１
２，１３を有する油圧シリンダからなっている。これら
アキュムレータ１０は、一方の圧力室１２に、所定圧の
窒素ガスが封入され、他方の圧力室１３に、油圧が蓄圧
可能とされている。圧力室１３、１３は共に高圧パイプ
１４及び電磁式の切換弁１５を介して相互に接続されて
おり、また、切換弁１５は、管路Ｐ１を介して油圧ポン
プ・モータ１６の第１ポート１６ａに接続されている。

【００１０】切換弁１５は、コントロールユニット３０
に電気的に接続されており、通常は、油圧ポンプ・モー
タ１６からアキュムレータ１０への作動油の流れのみを
許容する第１切換位置になっており、油圧ポンプ・モー
タ１６をモータ作動させて発進及び加速する時には、ア
キュムレータ１０から油圧ポンプ・モータ１６への作動
油の流れを許容する第２切換位置に切換えられる。

【００１１】油圧ポンプ・モータ１６は、斜板式アキシ
ャルプランジャ型のポンプからなっており、その回転方
向は常に同一方向となっている。この油圧ポンプ・モー
タ１６は、別に設けられた油圧ポンプ（図示しない）を
介して、コントロールユニット３０から制御され、制動
時はポンプとして作動し、発進及び加速時にはモータと
して作動する。また、油圧ポンプ・モータ１６の第２ポ
ート１６ｂは、管路Ｐ２を介して、作動油タンク１７に
接続されている。作動油タンク１７には、減圧弁２０を
介してエアタンク１９が接続されており、エアタンク１
９から供給される空気は、減圧弁２０により所定の圧力
に調整され、作動油タンク１７の液面を常に加圧した状
態に保っている。

【００１２】一方、油圧ポンプ・モータ１６は、図１に
示すように、そのポンプ軸がクラッチ付ギアボックス１
８を介して連結軸Ｊ１に接続可能となっており、この連
結軸Ｊ１は、ディファレンシャルギア２２を介して車両
の駆動輪の車軸に接続されている。なお、ディファレン
シャルギア２２は、プロペラシャフトＪ２を介してエン
ジン２４のトランスミッション２３の出力軸に接続され
ている。

【００１３】ギアボックス１８のクラッチは、コントロ
ールユニット３０に電気的に接続されており、コントロ
ールユニット３０からオン信号が供給されてクラッチが
オン動作されると、油圧ポンプ・モータ１６のポンプ軸
とそのギア列、すなわち、車両の駆動車軸とを接続し、
それとは逆に、コントロールユニット３０からオフ信号
が供給されてクラッチがオフ動作されると、油圧ポンプ
・モータ１６のポンプ軸と車両の駆動車軸とを切り離
す。

【００１４】コントロールユニット３０は、マイクロコ
ンピュータ等からなっており、コントロールユニット３
０には、前記切換弁１５、ギアボックス１８のクラッチ
及び油圧ポンプ・モータ１６のモード切換用の油圧モー
タに加え、各種のセンサが接続されている。即ち、コン
トロールユニット３０には、ブレ−キセンサ３１及びア
クセルセンサ３２がそれぞれ電気的に接続されている。

【００１５】ブレーキセンサ３１は、ブレーキペダルが
操作されると、そのセンサ信号をコントロールユニット
３０に供給する。また、アクセルセンサ３２は、アクセ
ルペダルが操作されると、そのセンサ信号をコントロー
ルユニット３０に供給する。次に、アキュムレータ１０
に油圧が蓄圧されていることを前提として、上述した制
動エネルギ回生装置の作動を説明する。

【００１６】発進及び加速時に、アクセルペダルが操作
され、アクセルセンサ３２からセンサ信号がコントロー
ルユニット３０に供給されると、コントロールユニット
３０は、発進又は加速時であることを判断して、アキュ
ムレータ１０の切換弁１５を前記第２切換位置に切換
え、一方、油圧ポンプ・モータ１６をモータモードに切
り換える。このとき、アキュムレータ１０に蓄圧された
作動油が油圧ポンプ・モータ１６及び管路Ｐ２を通じて
作動油タンク１７に放出されるため、油圧ポンプ・モー
タ１６にトルクが発生し、このトルクがギアボックス１
８を介して車両の駆動車軸に伝達される。この結果、車
両の駆動力は、油圧ポンプ・モータ１６のトルクに助け
られることになるので、車両の滑らかな発進及び加速が
可能となる。

【００１７】この際ピストン１１はアキュムレータ１０
のボトムキャップ１０ａ側に移動するので、ストローク
センサ１１ａにピストン１１が当たるのを検出して、コ
ントロールユニット３０は、切換弁１５を第１切換位置
に切換え、作動油の放出を中止する。従って、車両は、
通常の車両と同じくエンジン２４の駆動力のみで走行す
ることになる。

【００１８】制動時に、ブレーキペダルが操作され、ブ
レーキセンサ３１からセンサ信号がコントロールユニッ
ト３０に供給されると、コントロールユニット３０は、
制動時であることを判断して、油圧ポンプ・モータ１６
をポンプモードに切り換える。このとき、車両の駆動力
が駆動車軸からギアボックス１８を介して油圧ポンプ・
モータ１６のポンプ軸に伝達され、油圧ポンプ・モータ
１６は、作動油タンク１７の作動油をアキュムレータ１
０に加圧送給して油圧を蓄圧する。そして、アキュムレ
ータ１０に油圧が既定の圧力まで蓄圧されると、高圧オ
イルはリリーフ管路Ｐ３を経由して作動油タンク１７に
戻るが、このとき、アキュムレータ１０の窒素ガスは圧
縮され、車両の駆動力つまり運動エネルギは、窒素ガス
の静圧エネルギとして、アキュムレータ１０に蓄圧され
ている。このように、アキュムレータ１０に蓄えられた
蓄圧エネルギは、再び発進及び加速時に利用される。

【００１９】ここで、上述した制動エネルギ回生装置の
車両におけるその構成ユニットのレイアウトを図２を参
照して説明する。例えば、車両が路線バスの場合、車両
には、車体の前後方向に延びた一対のメインフレーム４
１ａ，４１ｂが設けられている。これらメインフレーム
４１ａ，４１ｂの間には、複数の補助フレーム４２が直
交して渡され、はしご状の車体フレームを形成してい
る。また、これらメインフレーム４１ａ，４１ｂの両側
方には、複数のアウトリガ４３が設けられており、これ
らアウトリガ４３はメインフレーム４１ａ，４１ｂに対
して直交して側方に延びている。そして、制動エネルギ
回生装置は、両メインフレーム４１ａ，４１ｂの間に配
置されており、その各構成ユニットは、アキュムレータ
１０、作動油タンク１７、油圧ポンプ・モータ１６の順
に車両の前後方向に並べられている。

【００２０】ところで、アキュムレータ１０の取り付け
をなすアキュムレータ固定装置は、主に前後に一つずつ
の吊フレーム５０、クロスビーム６０，６１、テンショ
ンロッド６５及び連結ロッド６７から構成されており、
これらのメインフレーム４１ａ，４１ｂへのレイアウト
を図３及び図４を用いて説明する。各吊フレーム５０
は、一対の角パイプからなり、その上端がメインフレー
ム４１に外側から接続されて下方に延び、車両の前後方
向に離間されている。また、一対の吊フレーム５０は、
車幅方向にそれぞれ対向されており、各吊フレーム５０
の下端には、図４に示すように、一対の角パイプの間に
位置して、所定の傾斜面を有したブラケット５３が取り
付けられている。

【００２１】一方、クロスビーム６０，６１は、図４に
示すように、その周囲が金属板で形成されている。クロ
スビーム６０，６１の両端の下側は、斜めに形成されて
おり、この傾斜面の角度は、前記吊フレーム５０のブラ
ケット５３の傾斜面と同じ角度に傾斜されている。そし
て、クロスビーム６０，６１の両端は、一対の吊フレー
ム５０のブラケット５３に、それぞれ振動に対するイン
シュレータ５４及び固定ボルト８０を介して取付け可能
となっている。これらインシュレータ５４は、弾性材か
らなっている。

【００２２】クロスビーム６０，６１の上面には、図４
で見て、メインフレーム４１ｂ側に寄せて２つのホルダ
溝６８が設けられており、このホルダ溝６８の断面形状
は、アキュムレータ１０の断面形状に対応して半円形と
なっている。また、このホルダ溝６８の周面には、ゴム
シート６９が貼り付けられている。そして、一対のクロ
スビーム６０，６１は、車両前後に離間した一対ずつの
吊フレーム５０の間隔に並べられ、それらホルダ溝６８
に一対のアキュムレータ１０が高圧パイプ１４の側を車
両後方に向けて配設される。その後、クロスビーム６
０，６１の上面には、アキュムレータ１０の上面の露出
した周面を覆うようにして、ゴムシート７０を介してク
ランプ６２が取り付けられる。

【００２３】一対のアキュムレータ１０のガス導入口６
６には、これらに互いに渡して金属製の連結プレ−ト６
４が取り付けられている。この連結プレ−ト６４と車両
前側のクロスビーム６０との間は、車両の前後方向に延
びたテンションロッド６５が接続されており、また、車
両前後のクロスビーム６０，６１の間にも、互いに連結
ロッド６７が接続されている。テンションロッド６５の
一端はクロスビーム６０のブラケットにねじ込まれてお
り、また、連結ロッド６７の両端もまた、クロスビーム
６０，６１のブラケットにねじ込まれている。これらテ
ンションロッド６５及び連結ロッド６７は、一端側が右
ねじに他端側が左ねじになっており、例えば、これらを
時計方向に回転すると、連結プレ−ト６４と一方のクロ
スビーム６０との間並びに一対のクロスビーム６０，６
１間の間隔をそれぞれ狭めることができ、それとは逆
に、反時計方向に回転すると、それらの間隔をそれぞれ
広げることができる。

【００２４】従って、上述したように、制動エネルギ回
生装置のアキュムレータ固定装置は、あらかじめ、連結
ロッド６７を回転させて、一対のクロスビーム６０，６
１間の間隔を車両前後の一対ずつの吊フレーム５０の間
隔に調整できる。すなわち、クロスビーム６０，６１側
及び前後の吊フレーム５０側での固定ボルトの挿通孔の
間隔をあらかじめ一致させておくことができる。そし
て、一対のアキュムレータ１０は、クロスビーム６０，
６１のホルダ溝６８にゴムシート６９を介して嵌合さ
れ、更に、その上からゴムシート７０を介してクランプ
６２が固定される。従って、アキュムレータ１０とクロ
スビーム６０，６１とは、一体にしてユニット化される
ので、一対のアキュムレータ１０は、高圧パイプ１４を
取り付けた状態で、車両前後の一対づつの吊フレーム５
０に一体に載せることができ、従来よりアキュムレータ
１０の取付けが容易となる。また、これらアキュムレー
タ１０は、吊フレーム５０、すなわち、車体に対して、
ゴムシート６９，７０及びインシュレータ５４を介して
弾性的に取り付けられるので、走行中、アキュムレータ
１０の振動が車両本体に直接伝達されず、車両への振動
を低減することができる。更に、制動時、アキュムレー
タ１０に車両前方向のスラスト荷重が生じても、テンシ
ョンロッド６５がそのスラスト荷重を吸収するので、ア
キュムレータ１０のクロスビーム６０，６１からのずれ
が防止でき、一対のアキュムレータ１０を互いに接続す
る高圧パイプ１４や管路Ｐ１が破損したりするのを防止
できるなど優れた効果が得られる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の制動エ
ネルギ回生装置のアキュムレータの固定装置は、前記連
結手段により一対のクロスビームの間隔を、車両前後の
所定幅に予め調整でき、これらクロスビーム上にアキュ
ムレータを載置した状態で車体のメインフレームに固定
でき、その取付けが容易となる。また、前記弾性保持手
段により、アキュムレータは車体に対し上下左右方向に
弾性的に支持され、しかも、前記規制手段により、アキ
ュムレータの前後の動きが規制されていることから、走
行中、アキュムレータの振動が車体本体に直接伝達され
ず、車両への振動が低減でき、更に、制動時のアキュム
レータのずれも防止できるなど得られる効果が大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】制動エネルギ回生装置の概略システム構成図で
ある。

【図２】路線バスの一部を破断して制動エネルギ回生装
置の配置を示す斜視図である。

【図３】アキュムレータ固定装置の配置を示すメインフ
レームの概略平面図である。

【図４】図３中ＩＶ−ＩＶ線の断面図である。

【符号の説明】

１０ アキュムレータ １５ 切換弁 １６ 油圧ポンプ・モータ １６ａ 第１ポート １６ｂ 第２ポート １７ 作動油タンク １８ ギアボックス １９ エアタンク ２２ ディファレンシャルギア ２３ トランスミッション ２４ エンジン ３０ コントロールユニット ３１ ブレーキセンサ ３２ アクセルセンサ ４１ａ，４１ｂ メインフレーム ４２ 補助フレーム ４３ アウトリガ ５０ 吊フレーム ５３ ブラケット ５４ インシュレータ ６０，６１ クロスビーム ６２ クランプ ６４ 連結プレ−ト ６５ テンションロッド ６７ 連結ロッド ６９，７０ ゴムシート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制動時には、車両の駆動軸により液圧ポ
   ンプ・モータをポンプとして働かせ、作動液タンクから
   アキュムレータに圧液を加圧供給してアキュムレータ内
   に蓄圧し、一方、発進時及び加速時には、アキュムレー
   タに蓄圧された圧液を液圧ポンプ・モータを通じ作動液
   タンクに放出することにより、液圧ポンプ・モータをモ
   ータとして働かせて、車両の駆動軸の駆動力を補助する
   制動エネルギ回生装置において、 前記車両の前後方向に離間し、車両の一対のメインフレ
   ーム間に架け渡して固定可能な一対のクロスビームと、
   これらクロスビーム上に載置されたアキュムレータを車
   体の上下左右方向に弾性的に支持する弾性保持手段と、
   前記一対のクロスビーム間の間隔を調整可能にしてこれ
   らクロスビームを連結する連結手段と、一方のクロスビ
   ームとアキュムレータとの間を連結し車両の前後方向で
   みたアキュムレータの動きを規制する規制手段とを具備
   したことを特徴とする制動エネルギー回生装置のアキュ
   ムレータ固定装置。