JP2885024B2 - 制動エネルギ回生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作動油をエネルギ伝達
媒体として、車両の制動エネルギを発進／加速エネルギ
に利用する蓄圧式の制動エネルギ回生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、市街バス等の車両に搭載され、制
動時のエネルギを回収して、これを発進時や加速時に利
用する制動エネルギ回生装置が、例えば特公平５−１１
６８号公報により知られている。この制動エネルギ回生
装置は、車両制動時に、ポンプ／モータをポンプとして
作動させ、アキュムレータに低圧タンクの作動油を圧送
して、これに制動エネルギを蓄えるようにしている。そ
して、車両の発進時あるいは加速運転時には、アキュム
レータの高圧作動油をポンプ／モータに供給してポンプ
／モータをモータとして作動させ、車両の駆動輪をポン
プ／モータで駆動し、これにより制動エネルギを再利用
している。

【０００３】このような、制動エネルギ回生装置の低圧
タンクに加圧エアを供給して、タンク内の作動油を加圧
することにより、ポンプ／モータの空転を防止し、作動
を安定化させてポンプ／モータ効率の向上を図ってい
る。より具体的には、低圧タンクにエアタンクを接続
し、低圧タンクと加圧エアタンクとの間に切換弁を配設
し、該切換弁を操作することにより、エンジン作動時に
は低圧タンクにエアを供給して作動油に所定圧を加え、
エンジン停止時には低圧タンク内のエアを抜いて大気圧
に戻すようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ポンプ／モータの構造
上の理由により、作動油は、回転部分等から潤滑の目的
を合わせ持ちながら外部に漏洩する。特に、加圧された
作動油の漏洩量は、通常の大気圧下における漏洩量より
多くなる。上述したように、エンジン作動中常時加圧式
の低圧タンクを使用すると、作動油が常時漏れて、その
漏洩量は無視し得ないものとなる。

【０００５】漏洩した作動油は、一旦ドレンタンクに回
収された後に電動汲みだしポンプ等によって再び低圧タ
ンクに戻されることになるが、漏洩量が多くなるとポン
プの稼働頻度が高くなり、相当量のエネルギが消費され
るため、制動エネルギを再利用することが目的であるエ
ネルギ回生装置としての意義が損なわれる。そこで、本
発明は、ポンプ／モータの回転部分等からの作動油の漏
洩量を減少させ、作動油を低圧タンクに戻すための汲み
だしポンプの作動を極力なくし、回生したエネルギの浪
費を防止するように図った制動エネルギ回生装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の制動エネルギ回生装置は、作動油を貯溜す
る低圧タンクと油圧エネルギを蓄圧するアキュムレータ
との間の管路に介裝され、車両の駆動系部材にクラッチ
を介して連結される油圧ポンプ／モータを制動時にポン
プ作動させ、制動エネルギを油圧エネルギに変換して前
記アキュムレータに蓄積する一方、発進／加速時にはモ
ータ作動させて、アキュムレータに蓄積した油圧エネル
ギを発進／加速エネルギとして利用する制動エネルギ回
生装置において、前記低圧タンクに加圧エアを供給する
エア圧源と、前記低圧タンクと前記エア圧源との間に介
裝された第一弁手段と、前記低圧タンクを大気に解放す
る第二弁手段と、前記クラッチの断接状態をを検知する
クラッチ断接検出手段と、前記クラッチ断接検出手段に
より前記クラッチが断状態にあることを検知したとき、
前記第一弁手段を閉作動させてエア圧源の加圧エアの供
給を停止するとともに前記第二弁手段を開作動させて低
圧タンクのエア圧を大気に解放させる弁制御手段とを備
えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】クラッチの切断状態を検知し、制動エネルギ回
生装置の非作動が確認されると、エンジンの作動、不作
動にかかわらず、第一弁手段を閉作動させ、また第二弁
手段を開作動させることにより、低圧タンクの作動油の
加圧が停止され、大気圧に戻される。この結果、ポンプ
／モータの回転部等から漏洩する作動油量が減少する。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図１、図２及び図３に示すエネルギ回生装置は、ト
ランスミッション３、クラッチ２を介して駆動輪を駆動
するためのエンジン１を備える車両に適用され、ピスト
ン型アキュムレータ２０、低圧作動油タンク３０、斜板
式可変容量ピストン型のポンプ／モータ４０、ギヤボッ
クス５０、コントロールユニット６０（以下これをＥＣ
Ｕという）等を備えている。

【０００９】先ず、エネルギ回生装置が適用される車両
の構成から説明すると、エンジン１の出力軸はクラッチ
２を介してトランスミッション３に接続され、トランス
ミッション３の出力軸１３は、後輪駆動軸１０の差動装
置（スルーシャフト型）に接続されている。そして、エ
ネルギ回生装置は、駆動軸１２を介して前述した差動装
置に接続されている。

【００１０】アキュムレータ２０は、高圧油管路Ｐ１を
介して斜板式可変容量ピストン型ポンプ／モータ４０の
第１ポート４０ａに接続されており、ポンプ／モータ４
０の第２ポート４０ｂは、低圧油管路Ｐ２を介して作動
油タンク３０に接続されている。アキュムレータ２０
は、ピストン２１によりガス室２２と作動油室２３に区
画され、ガス室２２には所定圧の窒素ガスが封入され、
作動油室２３には油圧が蓄圧可能となっている。

【００１１】高圧油管路Ｐ１には、アキュムレータ２０
側から順に遮断弁２４およびアンロード弁（ノーマルオ
ープン）２５が配設されている。遮断弁２４は、電磁パ
イロット操作弁であり、通常はポンプ／モータ４０から
アキュムレータ２０へ向かう作動油の流れを許容し、逆
方向の流れを阻止する逆止弁として機能するが、ＥＣＵ
６０からの遮断弁信号Ｄ２が入力すると、アキュムレー
タ２０側からポンプ／モータ４０側への作動油の流れを
許容する。電磁式のアンロード弁２５は、ＥＣＵ６０か
らのアンロード弁信号Ｄ３によって作動し、高圧油管路
Ｐ１と低圧油管路Ｐ２を管路Ｐ４を介して短絡し、高圧
油管路Ｐ１に閉じ込められた残圧を低圧油管路Ｐ２に逃
がすことができるようになっている。

【００１２】高圧油管路Ｐ１と低圧油管路Ｐ２間には、
逆止弁４６が配設され、この逆止弁４６は低圧油管路Ｐ
２から高圧油管路Ｐ１への作動油の流入を可能にしてお
り、高圧油管路Ｐ１の作動油切れによって引き起こされ
る装置破損等を防止している。さらに、遮断弁２４より
ポンプ／モータ４０側の高圧油管路Ｐ１から分岐して管
路Ｐ３が作動油タンク３０に接続され、この管路Ｐ３に
は、ポンプ／モータ４０の吐出圧が設定圧（例えば、３
５０kgf/cm²）以上になったとき、高圧油を作動油タン
ク３０に逃がすためのリリーフ弁２６が設けられてい
る。

【００１３】高圧油管路Ｐ１には、遮断弁２４よりポン
プ／モータ４０側の管内圧力を知るための吐出圧センサ
８９が設けられており、吐出圧信号ＰHYをＥＣＵに供給
している。アキュムレータ２０には、窒素ガスの膨張に
よってピストン２１が作動油室２３の最大膨張位置の僅
かに手前の所定位置（直前位置という）に移動したと
き、これを検出してピストン位置信号（オフ信号）ＬP
を出力するピストン位置センサ８７と、作動油室２３内
の作動油圧を検出して蓄圧信号ＰACを出力する蓄圧セン
サ８８が設けられており、それぞれピストン位置信号Ｌ
P 、蓄圧信号ＰACをＥＣＵ６０に供給している。

【００１４】ポンプ／モータ４０は、ギヤボックス５０
を介して前述した駆動軸１２に接続されており、駆動軸
１０の制動エネルギは、駆動軸１２とギヤボックス５０
を介してポンプ／モータ４０に伝達され、逆にポンプ／
モータ４０の発進／加速エネルギは、ギヤボックス５０
から駆動軸１２、差動装置を介して駆動軸１０に伝達さ
れる。ギヤボックス５０は、一対の歯車５０ａとドグク
ラッチ５１とから構成され、一対の歯車５０ａは駆動軸
１２の回転を増速してポンプ／モータ４０に伝達する。
駆動軸１２とポンプ／モータ４０との連結はドグクラッ
チ５１によって断接される。

【００１５】ポンプ／モータ４０は、ギヤボックス５０
の出力軸に接続された駆動軸４０ｅと、これと一体回転
するピストンシリンダ４０ｆと、該シリンダ４０ｆに嵌
装されたピストン４０ｃと、駆動軸４０ｅの回転に伴っ
てピストン４０ｃを往復運動させる斜板４０ｄとを有
し、駆動軸４０ｅに対する斜板４０ｄの角度すなわち傾
転角を制御することによって、そのポンプ／モータ容量
が設定されるようになっている。

【００１６】斜板４０ｄの傾転角は、傾転シリンダ４１
によって可変制御される。この傾転シリンダ４１は、斜
板４０ｄに連結されたピストン４１ａと、該ピストン４
１ａの両側にそれぞれ形成されたチャンバ４１ｂ、４１
ｃとを有し、一方のチャンバ例えばチャンバ４１ｂに後
述するパイロット油圧源４３からのパイロット油圧が供
給されると斜板４０ｄがポンプ作動側に駆動され、他方
のチャンバ４１ｃにパイロット油圧が供給されるとモー
タ作動側に駆動されるようになっている。

【００１７】パイロット油圧源４３は、電動モータ等に
より駆動されるオイルポンプや調圧弁から構成され、所
定圧のパイロット油圧を発生させる。この油圧源４３と
傾転シリンダ４１間には、フィルタ４５、電磁式の２ポ
ート切換弁４４、比例電磁弁４２がこの順で配設され、
これらは、パイロット油圧源４３から傾転シリンダ４１
へのパイロット油圧の供給圧を制御するためのパイロッ
ト油圧制御回路を構成している。切換弁４４は、ＥＣＵ
６０からの駆動信号Ｄ１によって、パイロット油路Ｐ５
の連通および遮断を行う。

【００１８】比例電磁弁４２の一方のソレノイド例えば
ソレノイド４２ａに制御信号ＥＬＰを供給すると、信号
値ＥＬＰに応じた大きさのパイロット油圧が比例電磁弁
４２を介して傾転シリンダ４１のポンプ作動側のチャン
バ４１ｂに供給され、また、他方のソレノイド４２ｂに
制御信号ＥＬＭを供給すると、信号値ＥＬＭに応じた大
きさのパイロット油圧がモータ作動側のチャンバ４１ｃ
に供給され、これにより、傾転シリンダ４１のピストン
４１ａの作動位置、ひいては斜板４０ｄの傾転角が可変
制御されるようになっている。

【００１９】ポンプ／モータ４０のポンプ作動時には、
斜板４０ｄが傾転シリンダ４１によってポンプ作動側に
駆動され、作動油は、作動油タンク３０からフィルタ３
８、逆止弁５８、管路Ｐ２、ポンプ／モータ４０、管路
Ｐ１を介してアキュムレータ２０へ流れ、モータ作動時
には、斜板４０ｄがモータ作動側に駆動され、作動油は
ポンプ作動時とは逆方向に、アキュムレータ２０から管
路Ｐ１、ポンプ／モータ４０、管路Ｐ２、逆止弁５７、
フィルタ３７を介して作動油タンク３０へ流れる。

【００２０】作動油タンク３０は、第一弁手段としての
電磁式の２ポート切換弁３３、減圧弁３５、エアドライ
ヤ３６を介して加圧エアタンク３１に、また、第二弁手
段としての電磁式の３ポート切換弁３４を介してサブエ
アタンク３２に接続されており、これらは、作動油タン
ク３０へのエア圧力供給回路を構成している。切換弁３
４は、弁制御手段としてのＥＣＵ６０からの駆動信号Ｄ
７によって作動し、サブエアタンク３２と作動油タンク
３０とを連通させる位置に切換えられる。サブエアタン
ク３２と作動油タンク３０とを連通させることによっ
て、サブエアタンク３２は、一部保留していたエアを作
動油タンク３０に供給し、また、作動油タンク３０内の
作動油量の変動に合わせて、エアの補給又は吸収を行
い、作動油タンク３０内エア圧の安定化を図る。一方、
ＥＣＵ６０からの駆動信号Ｄ７が断たれると、切換弁３
４は、大気解放位置に切り換わり、作動油タンク３０内
の圧力を大気中に逃がす。

【００２１】切換弁３３は、ＥＣＵ６０からの駆動信号
Ｄ６によって作動し、エアタンク３１内の高圧エアを作
動油タンク３０内に供給し、タンク３０内の作動油を所
定圧に加圧することにより、ポンプ／モータ４０の作動
を安定した状態に保つ。ポンプ／モータ４０や油圧経路
内嵌合部（オイルシール）等から漏れる作動油は、ドレ
ンタンク３９へ還流する。ドレンタンク３９は、ポンプ
５９、フィルタ９７および電磁式２ポート切換弁９８を
介して作動油タンク３０に接続されており、ドレンタン
ク３９内の作動油が所定量に達すると、ポンプ５９を作
動させ、ＥＣＵ６０は、切換弁９８に駆動信号を出力
し、これを開成して、不足する作動油を作動油タンク３
０に補充する。

【００２２】作動油タンク３０には、作動油レベルセン
サ９０と油温センサ９１が設けられており、それぞれ作
動油レベル信号ＬOIL 、油温信号ＴOIL をＥＣＵ６０に
供給している。ＥＣＵ６０は、これらの信号によって、
作動油が正常な状態であるかどうかを監視し、回生装置
の作動を規制することで、ポンプ／モータ４０の焼き付
き等による装置の破損を防止している。

【００２３】前述したドグクラッチ５１は、エア圧によ
って断接作動し、ドグクラッチ５１には、クラッチ接続
用の電磁式３ポート切換弁５３およびクラッチ切断用の
電磁式３ポート切換弁５４を介してエアタンク５２が接
続されており、これらはドグクラッチ作動制御回路を構
成している。クラッチ接続用の切換弁５３が、ＥＣＵ６
０からの駆動信号Ｄ８により作動すると、エアタンク５
２の高圧エアが、ドグクラッチ５１に供給され、ドグク
ラッチ５１は接続作動となり、一方、クラッチ切断用の
切換弁５４が、ＥＣＵ６０からの駆動信号Ｄ９により作
動すると、ドグクラッチ５１は切断作動となる。

【００２４】ドグクラッチ５１には、ドグクラッチ断接
センサ９２が設けられており、ドグクラッチ５１の断接
状態を検出して、その検出信号ＤＣＬをＥＣＵ６０に供
給している。また、ドグクラッチ５１のポンプ／モータ
側出力軸には、ポンプ／モータ４０の回転数を検出する
回転数センサ９３が設けられており、ポンプ回転数信号
ＮP をＥＣＵ６０へ供給している。

【００２５】ブレーキペダル（図示せず）に接続された
ブレーキパワーユニット７０は、駆動輪ＷR および従動
輪ＷF の制動力を制御するためのものであり、各車輪の
ホイールシリンダ（図示せず）にブレーキエア圧を供給
している。ブレーキペダル（図示せず）の踏み込み量に
応じて発生するブレーキ圧ＰBKは、図示しないセンサに
よって検出され、ＥＣＵ６０にブレーキ圧検出信号ＰBK
が供給されている。ＥＣＵ６０は、前述した吐出圧セン
サ８９によって検出されるポンプ／モータ４０の吐出圧
ＰHYおよびブレーキ圧ＰBKの大きさを、それぞれの所定
値と比較することによって、ポンプ／モータ４０のポン
プ作動による蓄圧ブレーキと通常のサービスブレーキと
の作動切換制御を行っている。

【００２６】エンジン１には燃料噴射装置５が備えられ
ており、この燃料噴射装置５に接続されたガバナコント
ロールユニット６７は、通常の燃料噴射制御を行うとと
もに、後述するＥＣＵ６０からのラック制限信号Ｒによ
る燃料噴射制限（ラック制限）を行っている。この燃料
噴射制限（ラック制限）は、ポンプ／モータ４０のモー
タ作動による出力トルクとエンジン１による出力トルク
との和が、通常のエンジン１だけによる駆動トルクに等
しくなるように制御されるものである。また、ガバナコ
ントロールユニット６７は、エンジン回転数ＮE を検出
し、エンジン回転数信号ＮE をＥＣＵ６０へ供給してい
る。

【００２７】トランスミッション３には、車速センサ８
３、Ｔ／Ｍリバースセンサ８４、Ｔ／Ｍニュートラルセ
ンサ８５およびセレクト位置センサ８６が設けられてお
り、それぞれ車速信号Ｖ、Ｔ／Ｍリバース信号ＴＭＲ、
Ｔ／Ｍニュートラル信号ＴＭＮおよびセレクト位置信号
ＬTMをＥＣＵ６０へ供給している。図３は、エネルギ回
生装置の作動を制御するＥＣＵ６０の構成を示し、ＥＣ
Ｕ６０には、プロセッサ、メモリ、入出力回路等を備え
ている。このＥＣＵ６０の入力側には、電源のオンオフ
状態信号を供給するメインＳＷ６４、アクセルペダル
（図示せず）に連動し、アクセルペダルの踏み込み量を
検出するアクセル開度センサ６１、クラッチペダル（図
示せず）に連動し、エンジンクラッチ断接を検出する２
つのクラッチセンサ（ＣＬ１）６２、（ＣＬ２）６３、
および前述したブレーキ圧センサを含む各種センサが接
続される。ここで、エンジンクラッチ断接センサ（ＣＬ
１）６２は、クラッチペダル（図示せず）の戻り限（ク
ラッチ接続）で信号を供給してＯＮになるように設定さ
れ、またエンジンクラッチ断接センサ（ＣＬ２）６３
は、クラッチペダル（図示せず）の踏み込み限（クラッ
チ切断）で信号を供給してＯＮになるように設定されて
おり、センサ（ＣＬ１）６２とセンサ（ＣＬ２）６３の
組み合わせによって半クラッチ状態が検出可能となって
いる。

【００２８】一方、ＥＣＵ６０の出力側には、前述した
各種電磁切換弁、各種インジケータ類が接続されてい
る。インジケータ類には、アキュムレータのピストンセ
ンサ８７からのピストン位置信号ＬP と蓄圧センサ８８
からの蓄圧信号ＰACとによって蓄圧量を表示する蓄圧イ
ンジケータ６６、ドグクラッチ断接センサ９２からのド
グクラッチ断接信号ＤＣＬによってエネルギ回生装置が
作動中であることを表示する回生ランプ６８および各種
エラー信号によってエラーを表示するダイアグランプ６
９が有る。

【００２９】以下、上述のように構成される制動エネル
ギ回生装置のポンプ制御およびモータ制御を図４乃至図
１１に示すフローチャートを参照して説明する。図４、
図５および図６は、ＥＣＵ６０が実行する制動時のポン
プ制御の制御手順をを示す。先ず、ＥＣＵ６０は、ステ
ップＳ１０でドグクラッチ断接センサ９２からのドグク
ラッチ断接信号ＤＣＬによってドグクラッチ５１がＯＮ
（接続）かＯＦＦ（切断）かを判別する。尚、ドグクラ
ッチ５１は、車両が所定の運転状態（例えば、車速が５
km/h以下であり後退ギヤ以外のセレクト位置で走行して
いる状態）であるときに、ＥＣＵ６０からクラッチ接続
用切換弁５３に駆動信号Ｄ８が供給されてＯＮ（接続）
となり、所定の車速（例えば、６０km/h）以上ではポン
プ／モータ４０の許容能力超過を防止するため、切断用
切換弁５４に駆動信号Ｄ９が供給されてＯＦＦ（切断）
となる。ドグクラッチ５１が接続状態になると、ポンプ
／モータ４０は、駆動軸１０、１２、ギヤボックス５０
を介して駆動輪ＷR により駆動されることになる。

【００３０】ステップＳ１０の判別結果がＯＦＦ（切
断）であれば図６のステップＳ２０に進む。ＥＣＵ６０
は、ステップＳ２０において比例電磁弁４２への傾転角
制御信号値ＥＬＰをゼロ（ＥＬＰ＝０）に設定する。こ
れにより、パイロット油圧源４３からのパイロット油圧
は遮断された状態に保持され、傾転角シリンダ４１のピ
ストン４１ａも中立位置に保持される。そして、ポンプ
／モータ４０の斜板４０ｄの傾転角度をゼロに保持する
ことによって、ポンプ／モータ４０は、ポンプとして機
能しないことになる。次に、ステップＳ２１では、切換
弁４４への駆動信号Ｄ１を断ったままにして、これをＯ
ＦＦ（閉）状態に保持し、さらに、ステップＳ２２で
は、アンロード弁（ノーマルオープン）２５へアンロー
ド弁信号Ｄ３を出力せず、これをＯＦＦ（開）とし、高
圧油管路Ｐ１と低圧油管路Ｐ２とを連通の状態に保持す
る。ステップＳ２３では、ＥＣＵ６０は、プログラム制
御変数であるフラグｆ１に値０（ｆ１＝０）を設定し、
これによりポンプ制御が実施されていないことを記憶す
る。

【００３１】図４のステップＳ１０に戻り、このステッ
プでの判別結果がＯＮ（接続）状態であれば、ステップ
Ｓ１１に進む。ステップＳ１１では、ＥＣＵ６０は、ト
ランスミション３のセレクト位置が後退ギヤ段（リバー
ス位置）であるか否かをＴ／Ｍリバース信号ＴＭＲによ
り判別して、判別結果がＹＥＳ（リバース）つまり車両
後退ギヤ段位置であれば前述した図６のステップＳ２０
以下を実行し、ポンプ制御を行わない。一方、判別結果
がＮＯつまり車両前進ギヤ段位置であればステップＳ１
２を実行する。

【００３２】ステップＳ１２では、ＥＣＵ６０は、車両
が停止しているか否かを判別する。この判別は、車速Ｖ
が所定値ＸV0( 例えば、1 km/h）以下であるかを車速信
号Ｖにより判別して、Ｖ≦ＸV0（１km/h）であればポン
プ制御を実行しない。一方、判別結果がＶ＞ＸV0（１km
/h）であればステップＳ１２ａを実行する。ステップＳ
１２ａでは、ＥＣＵ６０は、作動油タンク３０の作動油
量が、ポンプ作動を行うのに充分であるか否かを、作動
油レベルセンサ９０からの作動油レベル信号ＬOIL によ
って判別して、判別結果がＯＦＦ（低）であれば、作動
油量が不足していると判断し、図６のステップＳ２０以
下を実行して、ポンプ制御を行わない。これにより、ポ
ンプ／モータ４０の焼き付き等による損傷を防止してい
る。一方、判別結果がＯＮ（高）であれば、作動油量は
充分であると判断し、次のステップＳ１３を実行する。

【００３３】ステップＳ１３では、ＥＣＵ６０は、運転
手がブレーキペダル（図示せず）を踏んだことによりブ
レーキ圧ＰBKが発生しているかどうかをブレーキ圧セン
サからのブレーキ圧信号ＰBKにより判別して、ＰBK＜Ｘ
PB（例えば、０．２kgf/cm²）であればブレーキペダル
（図示せず）を踏んでいない状態とみなして、ポンプ制
御を実行しない。一方、判別結果がＰBK≧ＸPB（０．２
kgf/cm²）であればエネルギを回生すべき運転条件がす
べて成立したと判別して、ステップＳ１４を実行する。

【００３４】ステップＳ１４では、ＥＣＵ６０は、ポン
プ／モータ４０の斜板４０ｄの傾転角制御信号値ＥＬＰ
を設定するサブルーチンを実行する。ＥＬＰ値の設定方
法としては、例えばブレーキ圧ＰBKに応じた基準値を計
算し、さらに、この基準値を、作動油タンクの油温セン
サ９１で検出された油温ＴOIL 、車速センサ８３で検出
された車速Ｖ、アキュムレータ２０の蓄圧量ＰAC等によ
り補正して適宜値に設定される。図１３は、ＥＣＵ６０
の記憶装置に記憶されているＥＬＰマップを示し、ＥＣ
Ｕ６０は、このマップから車速Ｖおよび蓄圧量ＰACに応
じたＥＬＰ適宜値（ＸP0、ＸP1、・・・）を読みだす。

【００３５】ステップＳ１５では、ＥＣＵ６０は、上述
のように設定されたＥＬＰ値に対応する制御信号を比例
電磁弁４２に出力し、ポンプ／モータ４０の傾転角を信
号値ＥＬＰに対応する角度に設定する。次いで、ステッ
プＳ１６では、切換弁４４に駆動信号Ｄ１を出力して、
これをＯＮ（開）にし、傾転角シリンダ４１にパイロッ
ト油圧を供給する。また、ステップＳ１７では、低圧油
管路Ｐ２と高圧油管路Ｐ１間のアンロード弁（ノーマル
オープン）２５をアンロード弁信号Ｄ３によってＯＮ
（閉）とし、高圧油管路Ｐ１の圧力が低圧油管路Ｐ２に
逃げないように遮断する。さらに、ステップＳ１８で
は、ポンプ作動中であることを記憶するためにフラグｆ
１に値１を設定する。

【００３６】このようにして、ポンプ／モータ４０の傾
転角が比例電磁弁４２への制御信号値ＥＬＰに対応する
角度に設定されると、ポンプ／モータ４０はポンプとし
て作動し、作動油タンク３０の作動油を吸い込んで、こ
れをアキュムレータ２０の作動油室２３に押し込んで蓄
圧する。以上のポンプ制御では、運転者のブレーキペダ
ル踏み込み量に応じてポンプ／モータ４０の傾転角が設
定されることになり、ポンプ／モータ４０がブレーキペ
ダル踏み込み量に応じた仕事をして、制動エネルギが回
収されることになる。

【００３７】図７乃至図１０は、発進および加速時（発
進／加速時）のモータ制御の制御手順を示す。先ず、Ｅ
ＣＵ６０は、モータ作動に入る前に、ステップＳ３０乃
至ステップＳ３５において、モータ制御を実行しても良
いか否かを判別する。ステップＳ３０では、運転手が車
両を発進する意図を有しているか否かを、ブレーキ圧Ｐ
BKが所定値ＸPB（例えば、０．２kgf/cm²）より小であ
るか否かにより判断する。ステップＳ３０の判別結果
が、ＰBK≧ＸPB（０．２kgf/cm²）であれば、後述する
図１０のステップＳ５０以下を実行して、モータ制御を
行わない。一方、判別結果がＰBK＜ＸPB（０．２kgf/cm
²）であればステップＳ３１に進む。

【００３８】ＥＣＵ６０は、ポンプ制御中であるか否か
を、ポンプ制御中であることを示すフラッグｆ１が１
（ＹＥＳ）であるか０（ＮＯ）であるかで判別する。フ
ラッグｆ１が１（ＹＥＳ）のとき、つまりポンプ制御中
のときには、後述する図１０のステップＳ５０以下を実
行し、モータ制御を行わない。一方、フラッグｆ１が０
（ＮＯ）のとき、つまりポンプ制御中でないときには、
ステップＳ３２に進む。

【００３９】ステップＳ３２では、ＥＣＵ６０は、ドグ
クラッチ断接センサ９２がＯＮ（接続）かＯＦＦ（切
断）かをドグクラッチ断接信号ＤＣＬにより判別し、Ｏ
ＦＦ（切断）であればモータ制御を実行しない。一方、
判別結果がＯＮ（接続）であればステップＳ３３に進
む。ステップＳ３３では、ＥＣＵ６０は、トランスミシ
ョン３のセレクト位置が後退ギヤ段（リバース位置）で
あるか否かをＴ／Ｍリバース信号ＴＭＲにより判別し
て、判別結果がＹＥＳ（リバース）つまり車両後退ギヤ
段位置であればモータ制御を実行しない。一方、判別結
果がＮＯつまり車両前進ギヤ段位置であればステップＳ
３４に進む。

【００４０】ステップＳ３４では、ＥＣＵ６０は、トラ
ンスミション３のセレクト位置がニュートラルであるか
否かをＴ／Ｍニュートラル信号ＴＭＮにより判別する。
判別結果がＹＥＳ（ニュートラル）つまりセレクト位置
がニュートラルであれば、運転手には未だ車両を発進さ
せる意図がないと判断して、モータ制御を行わない。一
方、判別結果がＮＯのときには、ステップＳ３５に進
む。

【００４１】ステップＳ３５では、ＥＣＵ６０は、クラ
ッチ２が接続状態か切断状態かをクラッチ断接センサ
（ＣＬ２）６３のクラッチ断接信号ＣＬ２により判別
し、切断状態であれば、トランスミション３のセレクト
位置がニュートラルのときと同様に、モータ制御を行わ
ない。一方、接続状態（半クラッチ状態も含む）であれ
ば図８のステップＳ３６に進む。

【００４２】ステップＳ３６では、ＥＣＵ６０は、アキ
ュムレータ２０に作動油が充填されているかどうかを、
ピストン位置センサ８７からのピストン位置信号ＬP に
よって判別する。ピストン２１の前述した直前位置に設
定されたピストン位置センサ８７が０ＦＦつまり作動油
が空のときには、アキュムレータ２０に作動油が蓄圧さ
れていないことになり、このような場合には、モータ制
御を実行しない。一方、ピストン位置センサ８７がＯＮ
つまりアキュムレータ２０に作動油が充填されていると
きには、ステップＳ３７に進む。

【００４３】ステップＳ３７では、ＥＣＵ６０は、車速
Ｖが所定値ＸV2（例えば、６５km/h）以下であるか否か
を車速信号Ｖにより判別し、所定値ＸV2（６５km/h）よ
り大であれば、ポンプ／モータ４０が、許容能力を越え
て破損することを防止するために、モータ制御は行わな
い。一方、所定値ＸV2（６５km/h）以下であればステッ
プＳ３８に進む。

【００４４】ステップＳ３８では、ＥＣＵ６０は、ステ
ップＳ３７と同様に車速Ｖを所定値ＸV1（例えば、５km
/h）と比較して、ＸV1値より小の場合にはステップＳ３
９に進み、クラッチ２が完全に接続されているか半クラ
ッチ状態であるかを、クラッチ断接センサ（ＣＬ１）６
２のクラッチ断接信号ＣＬ１によって判別する。ステッ
プＳ３８の判別により、車速Ｖが所定値ＸV1（５km/h）
より小であるにもかかわらず、クラッチ２が完全に接続
されていると判別されるような場合には、クラッチセン
サ６２、６３や車速センサ８３に何らかの異常が有ると
判断して、安全上モータ制御は行わない。一方、クラッ
チ断接信号ＣＬ１がＯＮ状態を示す場合には、前述した
ステップＳ３５の判別結果と合わせて、クラッチ２が半
クラッチ状態にあることを意味し、このような場合には
ステップＳ４０に進む。

【００４５】ステップＳ４０では、ＥＣＵ６０は、アク
セル開度Ｌ Aθが、モータ開始開度判別値Ｘθ1 より大
であるか否かを、アクセル開度信号Ｌ Aθにより判断す
る。上述の判別値Ｘθ1 は、車速Ｖに応じて設定され、
図１４は、車速Ｖと、それによって設定される判別値Ｘ
θ1 との関係を示している。アクセル開度Ｌ Aθが判別
値Ｘθ1 より小（Ｌ Aθ＜Ｘθ1 ）の場合には、車両を
加速させるべき状態ではないと判断して、モータ作動は
行わない。一方、判別値Ｘθ1 より大（Ｌ Aθ≧Ｘθ1
）である場合には、ステップＳ４１に進んでモータ制
御を開始することになる。

【００４６】モータ制御を実行しない場合には、ＥＣＵ
６０は、図１０のステップＳ５０において比例電磁弁４
２への傾転角制御信号値ＥＬＭをゼロ（ＥＬＭ＝０）に
設定しこれを出力する。これにより、傾転角シリンダ４
１のピストン４１ａは中立位置に保持され、ポンプ／モ
ータ４０の斜板４０ｄの傾転角度がゼロになり、ポンプ
／モータ４０はモータとして機能しない状態となる。ス
テップＳ５１では、傾転角シリンダ４１のピストン４１
ａを駆動するパイロット油の給排制御を行う切換弁４４
を、駆動信号Ｄ１を断ってＯＦＦ（閉）にする。ステッ
プＳ５２では、モータ作動時にＯＮ（開）である遮断弁
２４を、遮断弁信号Ｄ２を断ってＯＦＦ（閉）にし、ア
キュムレータ２０からポンプ／モータ４０への作動油の
流れを止める。ステップＳ５３では、低圧油管路Ｐ２と
高圧油管路Ｐ１間に配設されるアンロード弁（ノーマル
オープン）２５を、アンロード弁信号Ｄ３の出力を停止
してＯＦＦ（開）とし、高圧油管路Ｐ１と低圧油管路Ｐ
２を連通させる。ステップＳ５４では、モータ作動時に
エンジン１に対して発信していた後述のラック制限信号
Ｒを断ってＯＦＦとし、さらにステップＳ５５にて、同
様に発信していたラック制限有効信号ＲＥを断ってＯＦ
Ｆとする。

【００４７】ステップＳ４１においてモータ制御が開始
され、ＥＣＵ６０は、ポンプ／モータ４０の斜板４０ｄ
の傾転角制御信号値ＥＬＭを設定するサブルーチンを実
行する。ＥＬＭ値の設定方法としては、先ず、アクセル
開度Ｌ Aθおよび車速Ｖ（車速Ｖに代えてエンジン回転
数ＮE でもよい）に応じて基準値を設定する。図１５
は、ＥＣＵ６０の記憶装置に記憶されているＥＬＭマッ
プを示し、ＥＣＵ６０は、このマップから車速Ｖおよび
アクセル開度Ｌ Aθに応じたＥＬＭ基準値（ＸM0、ＸM
1、・・・）を読み出す。次に、油温センサ９１で検出
された作動油タンク３０の油温に応じた補正係数を求
め、これをＥＬＭ基準値に掛け合わせて、最適な傾転角
制御信号ＥＬＭ値を算出している。アクセル開度Ｌ Aθ
によって傾転角制御信号値ＥＬＭを変化させることは、
通常のエンジン１だけによる発進および加速時のアクセ
ル操作のレスポンスと同様のレスポンスが得られるよう
に、ポンプ／モータ４０のモータ作動による出力トルク
値を変化させることである。また、車速Ｖ（又はエンジ
ン回転数ＮE ）によって傾転角制御信号値ＥＬＭを変化
させることは、低速域では高トルクを供給し、中速域で
は加速に必要なだけのトルクを供給することを可能とし
ている。

【００４８】作動油タンク３０の油温による補正は、油
温が例えば７０℃未満ではＥＬＭ値の補正を必要としな
いが、油温が７０℃以上では、傾転角制御信号値ＥＬＭ
を減少させるように補正する。高温時には、作動油の粘
性が低下し、ポンプ／モータ４０の焼きつきの虞が生じ
るため、モータ容量を下げることでこれを防止してい
る。

【００４９】次に、ＥＣＵ６０は、図９のステップＳ４
２において、上述のようにして設定したＥＬＭ値に対応
する制御信号を比例電磁弁４２に出力し、ステップＳ４
３では、駆動信号Ｄ１を出力して、切換弁４４をＯＮ
（開）とし、比例電磁弁４２を介して傾転角シリンダ４
１にパイロット油圧を供給する。これにより、ポンプ／
モータ４０の斜板４０ｄが、ＥＬＭ値に対応する傾転角
に設定される。次いでステップＳ４４では、遮断弁２６
に遮断弁信号Ｄ２を出力して、これをＯＮ（開）にする
とともに、ステップＳ４５において、アンロード弁（ノ
ーマルオープン）２５にアンロード弁信号Ｄ３を供給し
て、これをＯＮ（閉）とし、高圧油管路Ｐ１の圧力が低
圧油管路Ｐ２に逃げないように遮断する。これにより、
ポンプ／モータ４０は、アキュムレータ内に蓄圧されて
いた高圧作動油により駆動され、その駆動力は駆動軸４
０ｅ、ギヤボックス５０、駆動軸１２、１０を介して駆
動輪ＷR に伝達され、発進時や加速時の駆動力の一部を
賄う。

【００５０】ステップＳ４６では、ＥＣＵ６０は、エン
ジン１の燃料噴射装置５の燃料供給制限を行うためのラ
ック制限信号Ｒを、ガバナコントロールユニット６７を
介して燃料噴射装置５に供給する。このラック制限信号
Ｒは、モータ制御時におけるエンジン１側の出力トルク
制限を行うものであり、エンジン１側の出力制限量は、
エンジン回転数ＮE およびアキュムレータ２０の蓄圧量
ＰACに基づいて決定される。そして、燃料噴射装置５へ
供給されたエンジン１側の出力制限を確実に実行させる
ために、ステップＳ４７において、ラック制限有効信号
ＲＥをガバナコントロールユニット６７に出力して、ノ
イズ等による誤作動を防止している。

【００５１】図１１は、本発明に係る加圧用切換弁３
３、３４の制御手順を示し、ＥＣＵ６０は、この制御ル
ーチンを所定の周期で繰り返し実行している。先ず、ス
テップＳ７０において、ＥＣＵ６０は、ドグクラッチ断
接センサ９２からのドグクラッチ断接信号ＤＣＬによ
り、ドグクラッチ５１がＯＮ（接続）かＯＦＦ（切断）
かを判別する。ドグクラッチ５１がＯＦＦ（切断）であ
れば、ＥＣＵ６０は、ステップＳ７７において、駆動信
号Ｄ６，Ｄ７を断って加圧用切換弁３３、３４を共にＯ
ＦＦとする。２ポート切換弁３３にあってはエアタンク
３１から作動油タンク３０へのエアの供給を断ち、３ポ
ート切換弁３４にあっては作動油タンク３０内のエア圧
を大気中に逃がす。作動油タンク３０内のエア圧を大気
中に逃がすことによって、タンク内の作動油が加圧され
ず、これによって、不必要に加圧された作動油がポンプ
／モータ４０や油圧経路内嵌合部（オイルシール）等か
ら漏れることを防止している。

【００５２】一方、ステップＳ７０において、ドグクラ
ッチ５１がＯＮ（接続）状態にあると判別されると、ス
テップＳ７１に進み、ＥＣＵ６０は、エンジン回転数信
号ＮE によりエンジン１が停止しているか否かを判断
し、エンジン１が停止している場合には、前述したステ
ップＳ７７を実行して、切換弁３３、３４をＯＦＦ
（閉）にし、エンジン停止中には、作動油タンク３０の
加圧を行わない。一方、ステップＳ７１において、エン
ジン１が停止していないと判別されると、ステップＳ７
２に進み、ＥＣＵ６０は、システムのエラーを表示する
ダイアグランプ６９がＯＮ（点灯）かどうか、つまりシ
ステムにエラーが発生しているか否かを判別する。ダイ
アグランプ６９がＯＮ（点灯）していると、前述のステ
ップＳ７７に進み、切換弁３３、３４を共にＯＦＦにし
て、作動油タンク３０の加圧は行わない。システムに異
常がなければ、ステップＳ７３に進み、ＥＣＵ６０は、
３ポート切換弁３４に駆動信号Ｄ７を出力して、これを
開成し、作動油タンク３０をサブエアタンク３２に連通
させ、サブエアタンク３２内に一部蓄圧されているエア
圧で、作動油タンク３０を加圧状態にするとともに、作
動油タンク３０内の作動油量が変化したときには、それ
に合わせてサブエアタンク３２がエアの補給または吸収
を行い、作動油タンク３０内のエア圧、ひいては作動油
圧を安定した状態に保つようにする。

【００５３】次に、ステップＳ７４では、ＥＣＵ６０
は、車両が走行しているか否か、つまり車速Ｖが０km/h
であるか０km/hより大であるかを判別する。判別結果が
Ｖ＝０km/hで車両が停止したときには、ステップＳ７５
を一回実行する。ステップＳ７５では、ＥＣＵ６０は、
２ポート切換弁３３に駆動信号Ｄ６を所定時間（例え
ば、５秒間）だけ出力して、これをＯＮとし、エアタン
ク３１からのエアの供給を５秒間だけ行う。車両が停止
したときに、エアタンク３１からのエアの供給を行うよ
うにして、作動油タンク内の圧力を減圧弁３５で調圧し
た所定圧に設定し、ポンプ／モータ４０の作動状態を常
に一定に保つようにしている。一方、ステップＳ７５の
判別結果がＶ＞０km/hで車両が走行中のときには、ステ
ップＳ７６を実行し、２ポート切換弁３３への駆動信号
Ｄ６を断ってこれをＯＦＦとして、走行中には、エアタ
ンク３１から作動油タンク３０にエアの供給はせず、サ
ブエアタンク３２に蓄えられているエア圧だけで加圧調
整を行うことにより、作動油圧を圧力変動の少ない安定
した状態に保つ。

【００５４】尚、メインＳＷ６４により電源が投入され
たときには、ＥＣＵ６０は、電源投入時に１回だけ図１
２に示す制御プログラムを実行して、作動油タンク３０
の初期加圧を行うようになっている。より具体的には、
ステップＳ８０において、ドグクラッチ接続の確認を行
った後、ステップＳ８１で、３ポート切換弁３４に駆動
信号Ｄ７を出力して作動油タンク３０をサブエアタンク
３２に連通させ、該サブエアタンク３２内に蓄圧されて
いるエア圧で、作動油タンク３０を加圧状態にし、次
に、ステップＳ８２にて、２ポート切換弁３３に駆動信
号Ｄ６を所定時間（例えば、５秒間）だけ出力して、こ
れをＯＮとし、エアタンク３１からのエアの供給を５秒
間だけ行う。これにより、作動油が所定圧に加圧され、
低圧油管路Ｐ２内を満たし、エネルギ回生システムは、
稼働可能な状態となる。

【００５５】

【考案の効果】上述のように、本発明の制動エネルギ回
生装置に依れば、低圧タンクに加圧エアを供給するエア
圧源と、前記低圧タンクと前記エア圧源との間に介裝さ
れた第一弁手段と、前記低圧タンクを大気に解放する第
二弁手段と、前記クラッチの断接状態をを検知するクラ
ッチ断接検出手段と、前記クラッチ断接検出手段により
前記クラッチが断状態にあることを検知したとき、前記
第一弁手段を閉作動させてエア圧源の加圧エアの供給を
停止するとともに前記第二弁手段を開作動させて低圧タ
ンクのエア圧を大気に解放させる弁制御手段とを備える
ようにしたので、制動エネルギ回生装置の作動時には所
定圧力の安定した作動油が得られ、非作動時には、ポン
プ／モータの回転部等から漏洩する作動油量が減少する
ことにより、無駄なエネルギ消費を排してエネルギ効率
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用される制動エネルギ回
生装置の一部およびこれを搭載した車両の構成を示す概
略図である。

【図２】本発明の制動エネルギ回生装置の主要構成を示
す油圧回路図である。

【図３】本発明の制動エネルギ回生装置の電子制御装置
（ＥＣＵ）の構成を示すブロック図である。

【図４】図３のＥＣＵ６０が実行するポンプ制御ルーチ
ンのフローチャートの一部である。

【図５】図４のフローチャートに続く、ポンプ制御ルー
チンのフローチャートの一部である。

【図６】図４のフローチャートに続く、ポンプ制御ルー
チンのフローチャートの残部である。

【図７】図３のＥＣＵ６０が実行するモータ制御ルーチ
ンのフローチャートの一部である。

【図８】図７のフローチャートに続く、モータ制御ルー
チンのフローチャートの一部である。

【図９】図８のフローチャートに続く、モータ制御ルー
チンのフローチャートの一部である。

【図１０】図８のフローチャートに続く、モータ制御ル
ーチンのフローチャートの残部である。

【図１１】本発明に係る作動油タンクの加圧用切換弁制
御ルーチンのフローチャートである。

【図１２】本発明に係る作動油タンクの初期加圧制御ル
ーチンのフローチャートである。

【図１３】制動エネルギ回生装置のポンプ制御時におけ
る車速Ｖとアキュムレータ蓄圧量とこれらに応じた傾転
角制御信号値ＥＬＰの関係の一例を示すグラフである。

【図１４】制動エネルギ回生装置のモータ制御時におけ
る車速Ｖと判別値Ｘθ1 （アクセル開始開度）との関係
の一例を示すグラフである。

【図１５】制動エネルギ回生装置のモータ制御時におけ
る車速Ｖとアクセル開度とこれらに応じた傾転角制御信
号値ＥＬＭの関係の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ クラッチ ３ トランスミッション １０ 後輪駆動軸 ２０ アキュムレータ ３０ 低圧作動油タンク ３１ 加圧エアタンク ３２ サブエアタンク ３３ ２ポート切換弁（第一弁手段） ３４ ３ポート切換弁（第二弁手段） ３９ ドレンタンク ４０ 斜板式可変容量ピストンポンプ／モータ ４１ 傾転シリンダ ４２ 比例電磁弁 ４３ パイロット油圧源 ５０ ギヤボックス ５１ ドグクラッチ ６０ コントロールユニット（ＥＣＵ） ６７ ガバナコントロールユニット ６９ ダイアグランプ ７０ ブレーキパワーユニット ８３ 車速センサ ８８ 蓄圧センサ ９０ 作動油レベルセンサ ９２ ドグクラッチ断接センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−156218（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−1179（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60T 1/10 B60K 25/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動油を貯溜する低圧タンクと油圧エネ
   ルギを蓄圧するアキュムレータとの間の油路に介裝さ
   れ、車両の駆動系部材にクラッチを介して連結される油
   圧ポンプ／モータを、制動時にポンプ作動させ、制動エ
   ネルギを油圧エネルギに変換して前記アキュムレータに
   蓄積する一方、発進／加速時にはモータ作動させて、ア
   キュムレータに蓄積した油圧エネルギを発進／加速エネ
   ルギとして利用する制動エネルギ回生装置において、前
   記低圧タンクに加圧エアを供給するエア圧源と、前記低
   圧タンクと前記エア圧源との間に介裝された第一弁手段
   と、前記低圧タンクを大気に解放する第二弁手段と、前
   記クラッチの断接状態を検知するクラッチ断接検出手段
   と、前記クラッチ断接検出手段により前記クラッチが断
   状態にあることを検知したとき、前記第一弁手段を閉作
   動させてエア圧源の加圧エアの供給を停止するとともに
   前記第二弁手段を開作動させて低圧タンクのエア圧を大
   気に解放させる弁制御手段とを備えたことを特徴とする
   制動エネルギ回生装置。