JP3079859B2 - 制動エネルギ回生装置 - Google Patents

制動エネルギ回生装置

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JP3079859B2
JP3079859B2 JP05286785A JP28678593A JP3079859B2 JP 3079859 B2 JP3079859 B2 JP 3079859B2 JP 05286785 A JP05286785 A JP 05286785A JP 28678593 A JP28678593 A JP 28678593A JP 3079859 B2 JP3079859 B2 JP 3079859B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に用いられる
蓄圧式の制動エネルギ回生装置に係り、詳しくは作動油
中のコンタミナントの除去を高効率で行う一方、フィル
タによる流路抵抗の減少を可能とする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、路線バス等の車両に搭載され、制
動時に運動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開発されている。制
動エネルギ回生装置には、フライホイール式や発電式等
もあるが、特公平4−64900号公報や特公平5−1
168号公報等に記載された蓄圧式のものが性能やコス
トの面から有望である。この制動エネルギ回生装置は、
作動油を貯留する作動油タンクと蓄圧を行うアキュムレ
ータとの間に、動力伝達系部材にクラッチを介して連結
する斜板式等の油圧ポンプ/モータ(以下、単にポンプ
/モータと記す)を設けたもので、車両の制動時にはポ
ンプ/モータをポンプとして作動させ、作動油タンク内
の作動油をアキュムレータに圧送する。これにより、運
動エネルギが圧力エネルギに変換されてアキュムレータ
に蓄えられる。また、車両の発進あるいは加速時には、
アキュムレータからポンプ/モータに高圧作動油を供給
し、ポンプ/モータをモータとして作動させる。これに
より、圧力エネルギが運動エネルギに再変換され、動力
伝達系部材を介して車両の駆動輪が駆動される。
【0003】制動エネルギ回生装置では、ポンプ/モー
タ内におけるシリンダとプランジャとの摺動等に伴って
微細な磨耗粉が発生する他、組立時や整備時等にも装置
内に塵芥が侵入する。これら磨耗粉や塵芥(コンタミナ
ント)はエネルギ伝達媒体である作動油に混入・浮遊
し、ポンプ/モータやアキュムレータの寿命を短縮した
り、油圧制御弁が作動不良を起こす要因となることがあ
る。そのため、従来よりポンプ/モータと作動油タンク
とを接続する配管には、その管路中や作動油タンク側の
管端にフィルタを取付け、コンタミナントの除去を行っ
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した蓄圧式制動エ
ネルギ回生装置では、作動油の流通方向が制動時と発進
/加速時とで逆になり、フィルタの捕捉面も表裏逆にな
ってしまう。すなわち、制動時においては作動油タンク
からポンプ/モータ側に作動油が流通し、フィルタの作
動油タンク側の面でコンタミナントが捕捉される一方、
発進/加速時においてはポンプ/モータ側から作動油タ
ンクに作動油が流通し、フィルタのポンプ/モータ側の
面でコンタミナントが捕捉される。ことろが、このよう
に作動油の流通方向が変動すると、フィルタのいずれか
の面で一旦捕捉したコンタミナントの大部分を、逆流し
てきた作動油が押し流し、再び作動油中に浮遊させてし
まう。したがって、通常のフィルタではコンタミナント
の捕捉が殆ど行われず、装置を円滑に作動させるために
は、各構成部品の保守点検や作動油の交換を短いインタ
ーバルで行わざるを得なかった。一方、フィルタにコン
タミナントの捕捉率が高いものを用いると、捕捉が進行
するに従って流路抵抗が増大し、ポンプ/モータがポン
プとして作動する際等に、負圧によるキャビテーション
が発生する不具合もあった。
【0005】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、作動油中のコンタミナントを高効率で捕捉する一
方、フィルタによる流路抵抗の減少を図った制動エネル
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】そこで、本発明では、こ
の目的を達成するために、配管を介して作動油タンクと
アキュムレータとに接続されると共に、車両の動力伝達
系部材にクラッチを介して連結されたポンプ/モータを
具え、車両の制動時には、前記ポンプ/モータをポンプ
として作動させ、前記作動油タンク内の作動油を加圧し
て前記アキュムレータに送給して蓄えさせる一方、車両
の発進あるいは加速時には、前記ポンプ/モータをモー
タとして作動させ、前記アキュムレータに蓄えられた高
圧の作動油を発進/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、前記ポンプ/モータに接続す
る配管の途中で分岐し、共に前記作動油タンクに接続す
る第1および第2の配管と、前記第1の配管の管路に設
けられ、前記作動油タンク側から前記ポンプ/モータ側
への作動油の流通のみを許容する第1の逆止弁と、前記
第2の配管の管路に設けられ、前記ポンプ/モータ側か
ら作動油タンク側への作動油の流通のみを許容する第2
の逆止弁と、前記第1および第2の配管の少なくとも
ずれか一方に設けられ、流通する作動油の濾過に供され
るフィルタとを具えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の構成によれば、制動時においては、第
1の逆止弁の作用により、第1の配管内を作動油タンク
側からポンプ/モータ側にのみ作動油が流通する。ま
た、発進/加速時においては、第2の逆止弁の作用によ
り、第2の配管内をポンプ/モータ側から作動油タンク
側にのみ作動油が流通する。このように、両配管内では
作動油が常に一方向のみ流通するため、フィルタに捕捉
されたコンタミナントが逆流する作動油に押し流される
ことはない。また、例えば第1の配管に目の荒いストレ
ーナ等を取付け、第2の配管に目の細かいフィルタを取
付ければ、ポンプ/モータがポンプとして作動する際の
キャビテーションを防ぎながら、コンタミナントが高効
率で捕捉できる。
【0008】
【実施例】以下、大型リヤエンジンバス(以下、単にバ
スと記す)に搭載された、本発明に係る制動エネルギ回
生装置の一実施例を図面に基づいて説明する。図1に示
したように、本実施例のバスでは、縦置きに配置された
エンジン1およびトランスミッション2の前端に、プロ
ペラシャフト3を介してスルーシャフト型のディファレ
ンシャルユニット4が連結しており、駆動輪5にエンジ
ン1の駆動力が伝達される。
【0009】ディファレンシャルユニット4の前端に
は、ドライブシャフト6を介して制動エネルギ回生装置
7のギヤボックス8が連結している。そして、ディファ
レンシャルユニット4内で図示しないディファレンシャ
ルキャリア(すなわち、駆動輪5)が回転すると、ギヤ
ボックス8に内蔵された増速ギヤ9,10も回転する。
また、ギヤボックス8にはドッグクラッチ11が内蔵さ
れており、増速ギヤ10の回転力が、このドッグクラッ
チ11を介して、斜板式アキシャルプランジャ型のポン
プ/モータ12に伝達される。
【0010】ドッグクラッチ11は、ECU13に駆動
制御されて、接続あるいは切断状態となる。また、ポン
プ/モータ12も、ECU13に駆動制御されて、内蔵
する斜板14の傾転角が変わり、ポンプとモータ間の機
能の切換えや吐出量の変更が行われる。ECU13に
は、アクセル開度を検出するアクセルセンサ15,ブレ
ーキ圧を検出するブレーキ圧センサ16,車速を検出す
る車速センサ17,蓄圧量を検出する蓄圧センサ18,
エンジン1の制御を行うガバナコントロールユニット1
9等から種々の情報が入力する。ECU13は、これら
の情報を演算処理して制動エネルギ回生装置7の作動態
様を決定し、ドッグクラッチ11やポンプ/モータ12
等を駆動制御する。
【0011】一方、ポンプ/モータ12は、それぞれ低
圧配管20と高圧配管21とを介して、作動油を貯留す
る作動油タンク22と窒素ガス封入式のアキュムレータ
23とに接続している。そして、ポンプ/モータ12
が、制動時にはポンプとして作動し、作動油タンク22
からアキュムレータ23に作動油を圧送し、発進あるい
は加速時にはモータとして作動し、アキュムレータ23
からの高圧の作動油により駆動される。
【0012】本実施例の場合、図2(図1中のA部拡大
図)に示したように、低圧配管20は作動油タンク22
の近傍で第1の配管24と第2の配管25とに分岐して
いる。これらの配管24,25は共に作動油タンク22
内部に開口しており、第1の配管24の管端には目の荒
いメッシュ式のストレーナ26が取付けられ、第2の配
管25の管端には目の細かい濾紙式のフィルタ27が取
付けられている。また、第1の配管24の管路には作動
油を作動油タンク22側(以下、下流側と記す)からポ
ンプ/モータ12側(以下、上流側と記す)へのみ流通
させる第1の逆止弁28が取付けられ、第2の配管25
の管路には作動油を上流側から下流側へのみ流通させる
第2の逆止弁29が取付けられている。尚、第1の配管
24は作動油タンク22内の下部に開口し、第2の配管
25は第1の配管24の上方に開口している。
【0013】以下、本実施例の作用を述べる。本実施例
では、制動時において、ECU13の指令によりポンプ
/モータ12がポンプとして作動すると、作動油タンク
22内の作動油が低圧配管20を介してポンプ/モータ
12に吸引・加圧され、高圧配管21を介してアキュム
レータ23に圧送される。この際、第2の配管25では
逆止弁29により下流側から上流側への作動油の流通が
阻止されるため、作動油はその全量が第1の配管24を
流通する。そして、第1の配管24の管端には目の荒い
ストレーナ26が取り付けられているため、流路抵抗は
比較的少なく、負圧によるキャビテーションが防止され
る。尚、第1の配管24は作動油タンク22の下部に開
口しているため、作動油の量が少ない場合や急制動や旋
回により車体が傾いた場合にも、エアを吸い込む虞が少
ない。
【0014】一方、発進/加速時において、ECU13
の指令によりポンプ/モータ12がモータとして作動す
ると、アキュムレータ23からの高圧の作動油が高圧配
管21を介してポンプ/モータ12に圧送されこれを駆
動した後、低圧配管20を介して作動油タンク22に還
流する。この際、第1の配管24では逆止弁29により
上流側から下流側への作動油の流通が阻止されるため、
作動油はその全量が第2の配管25を流通する。そし
て、第2の配管25の管端には目の細かいフィルタ27
が取り付けられているため、作動油中のコンタミナント
の殆どが捕捉される。更に、フィルタ27を通過する作
動油の流通方向が常に一定であるため、一旦捕捉された
コンタミナントが作動油中に再び混入することはなく、
作動油は高効率に濾過される。
【0015】以上で具体的実施例の説明を終えるが、本
発明の態様はこの実施例に限られるものではない。例え
ば、上記実施例では第1の配管の管端にストレーナを取
り付けたが、これを省いてもよいし、あるいは目の荒い
フィルタを取り付けるようにしてもよい。また、キャビ
テーションの虞がない場合等には、第2の配管にのみフ
ィルタを取り付けるようにしてもよい。更に、保守や交
換の容易化を図るために、ストレーナやフィルタを配管
の管端ではなく、作動油タンク外の管路に配置するよう
にしてもよい。
【0016】
【発明の効果】本発明の制動エネルギ回生装置によれ
ば、ポンプ/モータから作動油タンクに接続する配管を
途中で2本に分岐させ、一方の配管の管路に作動油タン
ク側からポンプ/モータ側への作動油の流通のみを許容
する第1の逆止弁を設け、他方の配管の管路にポンプ/
モータ側から作動油タンク側への作動油の流通のみを許
容する逆止弁を設け、更にいずれか一方の配管に作動油
の濾過に供されるフィルタを設けるようにしたため、作
動油中のコンタミナントを略完全に捕捉することが可能
になる。また、作動油タンク側からポンプ/モータ側へ
の配管に目の荒いストレーナを設けたもの等にあって
は、流路抵抗に起因する負圧が小さくなるため、ポンプ
/モータがポンプとして作動する場合におけるキャビテ
ーションが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る制動エネルギ回生装置の全体構造
を示した概略図。
【図2】図1中のA部拡大図。
【符号の説明】
12 ポンプ/モータ 20 低圧配管 22 作動油タンク 23 アキュムレータ 24 第1の配管 25 第2の配管 26 フィルタ 27 ストレーナ 28 第1の逆止弁 29 第2の逆止弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−117437(JP,A) 特開 昭62−31522(JP,A) 特開 平5−86885(JP,A) 特公 昭49−30044(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 1/10 B60K 25/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配管を介して作動油タンクとアキュムレ
    ータとに接続されると共に、車両の動力伝達系部材にク
    ラッチを介して連結されたポンプ/モータを具え、車両
    の制動時には、前記ポンプ/モータをポンプとして作動
    させ、前記作動油タンク内の作動油を加圧して前記アキ
    ュムレータに送給して蓄えさせる一方、車両の発進ある
    いは加速時には、前記ポンプ/モータをモータとして作
    動させ、前記アキュムレータに蓄えられた高圧の作動油
    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、 前記ポンプ/モータに接続する配管の途中で分岐し、共
    に前記作動油タンクに接続する第1および第2の配管
    と、 前記第1の配管の管路に設けられ、前記作動油タンク側
    から前記ポンプ/モータ側への作動油の流通のみを許容
    する第1の逆止弁と、 前記第2の配管の管路に設けられ、前記ポンプ/モータ
    側から前記作動油タンク側への作動油の流通のみを許容
    する第2の逆止弁と、 前記第1および第2の配管の少なくともいずれか一方に
    設けられ、流通する作動油の濾過に供されるフィルタと
    を具えたことを特徴とする制動エネルギ回生装置。
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