JP3183004B2

JP3183004B2 - 制動エネルギ回生装置

Info

Publication number: JP3183004B2
Application number: JP29559793A
Authority: JP
Inventors: 信章武田; 裕介堀井
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 2001-07-03
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: JPH07144620A

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（これらを単に
発進／加速時とも記す）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ポン
プ作動は、制動エネルギをアキュムレータに蓄圧すると
ともに、アキュムレータ内のガスを圧縮する際の仕事を
制動力として、蓄圧ブレーキ（補助ブレーキ）としての
働きもしている。このポンプ作動による制動エネルギの
蓄圧ブレーキの強さは、ブレーキペダルの踏み込み操作
量に応じて増加するように設定されており、例えば、ブ
レーキペダルを強く踏んだときには、ポンプ容量を大に
設定して、単位時間当たりの制動エネルギの回収量を大
きくし、それに伴う蓄圧ブレーキ力も大に設定してい
る。このようにして、通常のブレーキペダル操作で、サ
ービスブレーキ（エアブレーキ等）の場合と同様の制動
力が得られるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アキュムレ
ータの蓄圧容量は限られているため、ある程度蓄圧され
た状態でブレーキペダルが大きく踏み込まれた場合、ア
キュムレータにほとんど蓄圧されていないときと同じよ
うにブレーキペダル操作量に応じて、ポンプ／モータの
ポンプ容量を大に設定して作動させると、アキュムレー
タはすぐに最大容量に達してしまい、蓄圧されない余剰
の作動油は、リリーフ管路を通って低圧作動油タンクに
回送されることになる。特に、車速が速いときには、ポ
ンプ／モータの回転数が高くなり、吐出量も大きくなる
ため、アキュムレータは急速に最大容量に達することに
なり、余剰に吐出された作動油は、リリーフ弁を介して
作動油タンクへ大量に排出されることになる。

【０００５】このように、アキュムレータに蓄圧されず
に低圧作動油タンクに循環する作動油量が多いと、リリ
ーフ管路内で摩擦熱が多量に発生することとなり、この
熱は油温を上昇させて、作動油の劣化を引き起こす要因
となる。また、車速が速い場合にポンプ容量を大に設定
すると、上述のように、作動油は管路内を高速で流れる
ことになり、上述の摩擦熱の発生と同時に騒音や振動も
発生するという問題が生じる。

【０００６】そこで、本発明は、アキュムレータに蓄圧
されずに作動油タンクへリリーフ管路を通って回送され
る作動油量を極力減らして、回送中に発生する摩擦熱に
よる作動油の劣化や騒音の防止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。

【０００７】

【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、車速を検出する車速検出手段と、前
記アキュムレータの蓄圧量を検出する蓄圧量検出手段
と、ブレーキペダルの操作度合いを検出するブレーキペ
ダル操作量検出手段と、前記作動油の油温を検出する油
温検出手段と、車両制動時における前記油圧ポンプ／モ
ータのポンプ作動を制御する制御手段とを備え、該制御
手段は、前記ブレーキペダルの操作度合いに応じて前記
油圧ポンプ／モータのポンプ容量基準値を設定し、前記
車速検出手段により検出された車速および前記蓄圧量検
出手段により検出された蓄圧量および前記油温検出手段
により検出された油温に応じ、車速が高いほど、かつ蓄
圧量が高いほど、かつ油温が高いほど前記設定したポン
プ容量基準値を低下させるように補正し、かく補正した
ポンプ容量基準値に応じて前記油圧ポンプ／モータの作
動を制御することを特徴とする。

【０００８】

【作用】ブレーキペダルの操作度合いに応じて設定され
るポンプ容量基準値が、車速が高いほど、またアキュム
レータの蓄圧量が高いほど低く補正されることにより、
作動油の吐出量が制限され、アキュムレータの容量を越
えて作動油タンクにリリーフ回送される余剰の作動油量
が減少する。これにより、騒音や振動の発生が防止され
るとともに、リリーフ管路内で発生する摩擦熱が良好に
低減されることになり、油温の上昇が抑制され、作動油
の劣化が好適に防止される。さらに、油温が高いほどポ
ンプ容量基準値が低く補正されることで、作動油の過熱
が抑止され、作動油の粘性低下による油圧ポンプ／モー
タの焼き付きも併せて防止される。

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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を出力する蓄圧量検
出手段としての蓄圧センサ８８が設けられており、それ
ぞれピストン位置信号ＬP 、蓄圧信号ＰACをＥＣＵ６０
に供給している。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、ポンプ作動時にあっては、吐出量の調整を
し、また、モータ作動時にあっては、出力トルクの調整
をするようになっている。

【００２０】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。

【００２１】作動油タンク３０は、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、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３４は、弁制御手段としてのＥＣＵ６０か
らの駆動信号Ｄ７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３４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。

【００２２】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。

【００２３】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等の装置
の破損を防止している。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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）の操作度合いに
応じて発生するブレーキ圧ＰBKは、ブレーキパワーユニ
ット７０に備えられるブレーキペダル操作量検出手段と
してのブレーキ圧センサ７０ａ（図３参照）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。

【００２７】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
タ作動による出力とエンジン１による出力との和が、通
常のエンジン１だけによる最大駆動トルクに対応する出
力以上にならないようにエンジン側の制御を行うもので
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Ｅ
ＣＵ６０へ供給している。

【００２８】トランスミッション３には、車速検出手段
としての車速センサ８３、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。

【００２９】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、ＥＣＵ６０には、プロセッ
サ、メモリ、入出力回路等を備えている。このＥＣＵ６
０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（Ｃ
Ｌ１）６２、（ＣＬ２）６３、および前述したブレーキ
圧センサ７０ａ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（ＣＬ１）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（Ｃ
Ｌ１）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。

【００３０】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。

【００３１】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段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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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Ｓ１３を実行する。ステップＳ１
３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Ｐ
BKにより判別して、ＰBK＜ＸPB（例えば、０．２kgf/cm
²）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（０．２kgf/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。

【００３５】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、図１１に示すサブルーチンを実行することにより設
定する。図１１のサブルーチンは、本発明に係るＥＬＰ
値の設定手順を示し、ステップＳ１４を実行する毎に、
常にＥＣＵ６０によって実行される。

【００３６】ＥＬＰ値の設定方法としては、先ず、ステ
ップＳ７０において、ブレーキ圧ＰBKに応じたＥＬＰ基
準値を設定する。図１２は、ブレーキ圧ＰBKとそれに応
じて設定されるＥＬＰ値との関係を示し、ブレーキ圧Ｐ
BKが僅かに立ち上がってもＥＬＰ値は０に保持され、ブ
レーキ圧ＰBKがＢK1値からＢK2値間はブレーキ圧値に比
例して増加させ、ＢK2を越えると最大基準値に設定され
る。ブレーキ圧ＰBKに応じてＥＬＰ値を増加させるよう
にすると、必要な制動力に応じてポンプ／モータ４０の
ポンプ吐出量（ポンプ容量）が増大し、蓄圧ブレーキ力
が大きくなるため、サービスブレーキの負担を軽減する
ことができる。

【００３７】次に、ステップＳ７１において、油温セン
サ９１で検出された作動油タンク３０の油温ＴOIL に応
じた補正係数Ｋ2 を求め、これをＥＬＰ基準値に掛け合
わせて、最適な傾転角制御信号ＥＬＰ値（ＥＬＰ基準値
×Ｋ2 ）を算出している。図１４は、油温ＴOIL と補正
係数Ｋ2 との関係を示し、作動油タンク３０の油温ＴOI
L による補正は、油温ＴOIL がＸTOIL（例えば、７０
℃）未満ではＥＬＰ値の補正を必要としないが（補正値
Ｋ2 が値１．０に設定される）、油温ＴOIL が７０℃以
上では、傾転角制御信号値ＥＬＰを減少させるように補
正する（補正値Ｋ2 が値１．０より小さい値に設定され
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、ポンプ容量を下
げることでこれを防止している。

【００３８】ステップＳ７２では、ＥＣＵ６０は、車速
Ｖおよびアキュムレータ２０の蓄圧量ＰACに応じてＥＬ
Ｐの最大制限値（ＥＬＰｍａｘ値）を求め、ポンプ／モ
ータ４０のポンプ作動による作動油吐出量を制限する。
図１３は、ＥＣＵ６０の記憶装置に記憶されているＥＬ
Ｐマップを示し、ＥＣＵ６０は、このマップから車速Ｖ
および蓄圧量ＰACに応じたＥＬＰ最大制限値（ＥＬＰｍ
ａｘ値）を読み出し、ＥＬＰ油温補正値がこの最大制限
値を越えないように補正される。ＥＬＰ最大制限値の読
み出し方法について具体的に説明すると、例えば蓄圧量
ＰACが、図１３において破線で示される線上の値、ある
いはそれ以上の値である場合には、ＥＬＰ最大制限値を
所定値ＸP0（傾転角を実質的に０にする値）に、実線で
示される線上の値、あるいはそれ以下の値である場合に
は、最大傾転角を与える所定値ＸP2に、一点鎖線で示さ
れる線上の値である場合には所定値ＸP1にそれぞれ設定
され、その他の値の場合には補間法により適宜値に設定
される。このように、蓄圧量ＰACが多く、また車速Ｖが
速くなるほど、ＥＬＰｍａｘ値を低く制限して、ポンプ
吐出量を減少させることにより、アキュムレータ２０の
容量を越えて余剰となった大量の作動油が、リリーフ管
路Ｐ３を高速で流れて、摩擦熱の発生や騒音を引き起こ
すことを防止している。

【００３９】ステップＳ７３では、ＥＣＵ６０は、ステ
ップＳ７０、Ｓ７１において、ブレーキ圧ＰBKおよび油
温ＴOIL に応じて算出した傾転角制御信号値ＥＬＰと、
ステップＳ７２において、車速Ｖおよび蓄圧量ＰACによ
り算出されたＥＬＰｍａｘ値とを比較して、比較結果が
ＥＬＰ≧ＥＬＰｍａｘのときには、ステップＳ７５で、
傾転角制御信号値ＥＬＰを最大値ＥＬＰｍａｘに設定し
直す。比較結果がＥＬＰ＜ＥＬＰｍａｘのときには、Ｅ
ＬＰ値の補正は行わない。

【００４０】図５のポンプ制御フローに戻り、ＥＣＵ６
０は、ステップＳ１５において、上述のようにして設定
した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ｆ１に値１を設定
する。

【００４１】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
ル踏込量、作動油温、車速、蓄圧量に応じてポンプ／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込量等に応じた仕事をし
て、制動エネルギが回収されることになる。

【００４２】尚、車速および蓄圧量によりＥＬＰ基準値
を補正する方法としては、上述の実施例に限定されるも
のではなく、検出される車速および蓄圧量に応じた補正
係数を設定するようにし、この補正係数をＥＬＰ基準値
（油温補正されたものであってもよい）に乗算すること
によっても求めることができる。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、ＥＣＵ６０は、モータ作動に入る前
に、ステップＳ３０乃至ステップＳ４０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Ｓ
３０では、運転手が車両を発進させる意図を有している
か否かを、ブレーキ圧ＰBK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/c
m²）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/cm²）であればステップＳ３１
に進む。

【００４３】ステップＳ３１では、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
すフラグｆ１が１（ＹＥＳ）であるか０（ＮＯ）である
かで判別する。フラグ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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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等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ＯＦＦ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。

【００５０】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１５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、回生エ
ネルギにより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。

【００５１】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。

【００５２】一方、ステップＳ４１の実行によりモータ
制御が開始されると、ＥＣＵ６０は、ポンプ／モータ４
０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１６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、ＸM1、・・・）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ＥＬ
Ｍ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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】

【発明の効果】上述のように、本発明の制動エネルギ回
生装置に依れば、車速を検出する車速検出手段と、アキ
ュムレータの蓄圧量を検出する蓄圧量検出手段と、ブレ
ーキペダルの操作度合いを検出するブレーキペダル操作
量検出手段と、前記作動油の油温を検出する油温検出手
段と、車両制動時における油圧ポンプ／モータのポンプ
作動を制御する制御手段とを備え、制御手段は、ブレー
キペダルの操作度合いに応じて油圧ポンプ／モータのポ
ンプ容量基準値を設定し、車速検出手段により検出され
た車速および蓄圧量検出手段により検出された蓄圧量お
よび油温検出手段により検出された油温に応じ、車速が
高いほど、かつ蓄圧量が高いほど、かつ油温が高いほ
ど、設定したポンプ容量基準値を低下させるように補正
し、かく補正したポンプ容量基準値に応じて油圧ポンプ
／モータの作動を制御するようにしたので、ポンプ作動
時の作動油の吐出量を制限して作動油タンクに無駄にリ
リーフ回送される作動油量を減少させるようにでき、こ
れにより、騒音や振動の発生を防止できるとともに、リ
リーフ管路内で発生する摩擦熱を良好に低減させて油温
の上昇を抑制でき、作動油の劣化を好適に防止すること
ができる。さらに、油温が高いほどポンプ容量基準値を
低く補正するので、作動油の過熱を抑止でき、作動油の
粘性低下による油圧ポンプ／モータの焼き付きをも併せ
て防止できる。

【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】本発明に係るポンプ制御時のＥＬＰ値設定制
御ルーチンのフローチャートである。

【図１２】制動エネルギ回生装置のポンプ制御時におけ
るブレーキ圧ＰBKと傾転角制御信号値ＥＬＰとの関係の
一例をを示すグラフである。

【図１３】本発明に係る、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
らに応じた最大制限値ＥＬＰｍａｘ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ポンプ／モータ制御
時における作動油温ＴOIL に応じた補正係数Ｋ2 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１６】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７０ブレーキパワーユニット７０ａブレーキ圧センサ８３車速センサ（車速検出手段）８８蓄圧センサ（蓄圧量検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−117434（ＪＰ，Ａ) 特開平５−8639（ＪＰ，Ａ) 特開平２−117435（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−15128（ＪＰ，Ａ) 実開平５−76851（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 1/10 B60T 10/00 B60K 25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、車速を検出する車速検出手段と、前記アキュムレータの蓄圧量を検出する蓄圧量検出手段
と、ブレーキペダルの操作度合いを検出するブレーキペダル
操作量検出手段と、前記作動油の油温を検出する油温検出手段と、車両制動時における前記油圧ポンプ／モータのポンプ作
動を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記ブレーキペダルの操作度合いに応じ
て前記油圧ポンプ／モータのポンプ容量基準値を設定
し、前記車速検出手段により検出された車速および前記
蓄圧量検出手段により検出された蓄圧量および前記油温
検出手段により検出された油温に応じ、車速が高いほ
ど、かつ蓄圧量が高いほど、かつ油温が高いほど前記設
定したポンプ容量基準値を低下させるように補正し、か
く補正したポンプ容量基準値に応じて前記油圧ポンプ／
モータの作動を制御することを特徴とする制動エネルギ
回生装置。