JP3206465B2

JP3206465B2 - 減速エネルギー回生装置

Info

Publication number: JP3206465B2
Application number: JP33850496A
Authority: JP
Inventors: 英樹足助; 達人横澤
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: JPH10175459A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両が減速すると
きのエネルギーを回生させるのに用いられる減速エネル
ギー回生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラック、バスなど大形の自動車（車
両）には、特開平７−１４４６１８号公報にも示されて
いるように自動車の減速時における減速エネルギーを回
収して、このエネルギーを発進・加速時に利用する減速
エネルギー回生装置を搭載したものがある。

【０００３】こうした減速エネルギー回生装置には、図
４に示されるようにエンジン１から駆動輪２へ向かう動
力伝達系のうち、例えばディファレンシャルギヤ３（駆
動系部材）にシンクロクラッチ４を介して、傾転により
油圧ポンプ、油圧モータに切換可能な斜板ポンプで構成
される油圧ポンプ／モータ５を連結し、この油圧ポンプ
／モータ５の入出部の一方に作動油が貯溜された作動油
タンク６を流路７ａを介して接続し、他方に圧縮性流
体、例えば窒素（Ｎ₂ ）ガスを収容したアキュムレータ
８を流路７ｂ（管路）を介して接続した構造が用いられ
る。

【０００４】この減速エネルギー回生装置は、自動車の
走行中、ブレーキペダルを踏んで自動車に制動力を与え
ると、油圧ポンプ／モータ５が斜板の傾転により油圧ポ
ンプ（実線で示す斜板状態）として機能する。そして、
この油圧ポンプ５がデファレンシャルギヤ３から伝わる
自動車の運動エネルギーで作動し、作動油を作動油タン
ク６からアキュムレータ８内へ圧送させる。

【０００５】これにより、アキュムレータ８内の窒素ガ
スが圧縮され、自動車の運動エネルギーが油圧エネルギ
ーに変換されてアキュムレータ８に蓄圧される。そし
て、この抵抗を伴う油圧ポンプ５の作動にて、制動力を
発生させるようにしている。

【０００６】また自動車の発進・加速時には、アクセル
開度信号などで斜板を傾転させて油圧ポンプ／モータ５
を油圧モータ（破線で示す斜板状態）として機能させ、
アキュムレータ８内に蓄えられた作動油を制動時とは逆
方向へ流して、油圧モータ５にトルクを発生させて、エ
ンジン１の駆動力を補助するようにしている。

【０００７】ところで、こうした減速エネルギー回生装
置は、通常、油圧ポンプ／モータ５とアキュムレータ８
との間の通路部分に、アキュムレータ８内に油圧エネル
ギーを蓄圧するモードと、アキュムレータ８内に蓄えた
油圧エネルギーを放出するモードとに切り換えるための
切換弁９が設けてある。

【０００８】この切換弁９には、制動力を与えるモード
のときはアキュムレータ８内の油圧エネルギーが放出さ
れない機能、エネルギーを放出するモードのときはアキ
ュムレータ８内の油圧エネルギーが油圧ポンプ５に送ら
れるようにする機能が求められる。

【０００９】そこで、通常、切換弁９は、油圧ポンプ側
からアキュムレータ８側への流通だけとする逆止弁状態
Ａと、アキュムレータ８側から油圧モータへの流通を許
す双方向流通可能な開放状態Ｂとに切り換え可能な逆止
弁が用いられ、制動時には逆止弁状態Ａ、発進・加速時
には開放状態Ｂに切り換えるようにしてある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした減
速エネルギー回生装置がもたらす制動力は、自動車が停
止するまで、安定して発生することが望ましい。特にこ
の制動力は、切換弁９の作動圧（逆止弁状態）を越える
吐出圧力で、作動油を油圧ポンプ５からアキュムレータ
８内へ圧入させるときの抵抗を用いているものであるか
ら、この挙動が自動車が停止するまで続いていることが
望ましい。

【００１１】ところが、油圧ポンプ５の吐出圧は、車速
が低下するにしたがって下がる。このため、自動車が減
速され、油圧ポンプ５の吐出圧が切換弁９の作動圧以下
の圧力となると、切換弁９を境に油圧ポンプ５側の圧力
が低下して、作動油がアキュムレータ８内へ圧入される
という挙動が得られなくなる現象が発生する。

【００１２】こうした吐出圧の低下は、制動力の低下を
もたらす。特にこの吐出圧に起因した制動力の低下は、
自動車が停止する直前の極低速時に発生しやすく、改善
が要望されている。

【００１３】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、低車速時の油圧ポンプの
吐出圧低下に起因した制動力の低下を防止することがで
きる減速エネルギー回生装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載した減速エネルギー回生装置は、油圧
ポンプとアキュムレータとの間に介装され油圧ポンプ側
からアキュムレータ側への流通のみを可能にする逆止弁
状態とアキュムレータ側からポンプ側への流通を可能と
する開放状態とを切り換える切換弁を、制御手段にて、
減速操作時には油圧ポンプにより制動エネルギーを油圧
エネルギーに変換してアキュムレータに蓄圧するよう逆
止弁状態とし、車速が所定車速以下に低下すると逆止弁
状態から開放状態に切り換えて、低車速時、アキュムレ
ータ内の油圧エネルギーを油圧ポンプに作用させる構成
とした。

【００１５】すなわち、請求項１に記載の減速エネルギ
ー回生装置によると、車両の減速操作時、油圧ポンプは
車両の運動エネルギーによって作動される。ここで、切
換弁は逆止弁状態にしてあり、油圧ポンプを通じて、車
両の運動エネルギーが油圧エネルギーに変換されてアキ
ュムレータに蓄圧される。

【００１６】このときの抵抗を伴う油圧ポンプの作動に
て、制動力が発生される。この車両の制動に伴い、車速
が切換弁の作動圧以下となる低車速まで低下するとす
る。

【００１７】すると、切換弁が逆止弁状態から開放状態
に切り換わり、アキュムレータ内の油圧エネルギーが油
圧ポンプにそのまま作用し、油圧ポンプの吐出圧の低下
を解消する。

【００１８】これにより、油圧ポンプから吐出される作
動油が、アキュムレータ内に圧入するという挙動は継続
され、油圧ポンプの吐出圧低下に起因した制動力の低下
を解消していく。

【００１９】請求項２に記載の減速エネルギー回生装置
は、上記目的に加え、できるだけショックが発生せずに
切換弁を逆止弁状態から開放状態に切り換えるために、
請求項１に記載の減速エネルギー回生装置において、ア
キュムレータ内の圧力を検知する蓄圧センサと、切換弁
と油圧ポンプとの間の油圧を検知する吐出圧センサとを
設け、さらに制御手段が、減速操作時に蓄圧センサの検
出出力と吐出圧センサの検出出力との差が所定値以内で
且つ車速が所定車速以下に低下すると、切換弁を逆止弁
状態から開放状態に切り換える構成として、油圧ポンプ
の吐出圧とアキュムレータの圧力との差が小さいときに
切換弁の切換動作を行うようにした。

【００２０】請求項３に記載の減速エネルギー回生装置
は、上記目的に加え、さらにアキュムレータ内に蓄圧さ
れた油圧エネルギーが無駄に消費されるのを抑制するた
めに、請求項１に記載の制御手段を、車速が所定車速よ
り高い復帰車速より高くなるか、減速操作時の制御が終
了すると、切換弁を開放状態から逆止弁状態に復帰させ
るように構成して、車速が再上昇したとき、減速操作の
中断、車両の停止などで減速制御した終了した際、切換
弁からアキュムレータの油圧エネルギーが逃げないよう
にした。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図３に
示す一実施形態にもとづいて説明する。なお、図面にお
いて、先の「従来の技術」の項で説明した部分には同一
符号を付して、説明を省略し、ここでは異なる部分（発
明の要部）について説明する。

【００２２】本実施形態は、減速操作時、油圧ポンプ５
の吐出圧が切換弁９の作動圧以下となるような低車速に
なると、切換弁９を逆止弁状態Ａから開放状態Ｂに切り
換えるようにした点で異なっている。

【００２３】具体的には、この切り換えは、シンクロク
ラッチ４の開閉動作、油圧ポンプ／モータ５のポンプ／
モータの切換動作（傾転）、切換弁９の切換動作をブレ
ーキ信号、アクセル信号などにしたがって制御するコン
トロールユニット１０（制御手段、減速操作検出手段、
発進・加速操作状態検出手段）を用いて行っている。

【００２４】詳しくは、コンロールユニット１０には、
減速操作時、車速センサ１１（車速検出手段）で検知し
た車速が極低車速Ｖ₁ 以下、例えば８km/h以下のとき、
切換弁９を逆止弁状態Ａであるオフ状態から開放状態Ｂ
であるオン状態に切り換える機能が設定してある。

【００２５】またコントロールユニット１０には、この
切り換えがショックなく行えるよう、例えば流路７ｂに
設けた蓄圧センサ１２で検知したアキュムレータ８内の
圧力、すなわち蓄圧力と、例えば流路７ａに設けた吐出
圧センサ１３で検知した切換弁９と油圧ポンプ／モータ
５との間の圧力、すなわち油圧ポンプの吐出圧とが所定
の小圧力差内の値、例えば１０kg/ cm² 内の差のとき、
上記切換弁９の切り換えを許す機能が設定してある。

【００２６】さらにコントロールユニット１０には、ア
キュムレータ８内に蓄圧された油圧エネルギーが無駄に
消費されないよう、車速が所定車速となる８km/h以下よ
り高い復帰車速、例えば１０km/hより高くなるか、減速
操作時の制動制御が終了すると、切換弁９をオフさせ開
放状態Ｂから逆止弁状態Ａに復帰させる機能が設定され
ている。

【００２７】こうした機能にて、減速操作時、減速エネ
ルギー回生装置から、自動車が停止するまで、安定した
制動力を発生させるようにしてある。この減速操作時に
おける制動力を発生させる制御が、図２のフローチャー
ト、図３のタイムチャートに示してある。

【００２８】しかして、この減速操作時の作用をフロー
チャート、タイムチャートにしたがって説明すれば、
今、自動車が道路をある速度で走行しているとする。こ
の走行中、乗員がブレーキペダルを踏んで自動車に制動
力を与えたとする。

【００２９】コントローラユニット１０は、この減速操
作を受けて、切換弁９を逆止弁状態に保ちつつ、シンク
ロクラッチ４を接続し、斜板ポンプの斜板を図１中の実
線で示されるように傾転動作させて油圧ポンプ／モータ
５を油圧ポンプに切り換える（以下、油圧ポンプ５とい
う）。

【００３０】すると、この油圧ポンプ５がデファレンシ
ャルギヤ３から伝わる自動車の運動エネルギーで作動
し、油圧ポンプ５から吐出する作動油が、逆止弁状態Ａ
となっている切換弁９を通じて、アキュムレータ８内へ
圧送されていく。

【００３１】これにより、自動車の運動エネルギーが油
圧エネルギーに変換されてアキュムレータ８に蓄圧さ
れ、このときの油圧ポンプ５の作動が抵抗となって、制
動力を発生させる。

【００３２】こうした減速操作時、コントローラユニッ
ト１０は、図２中のステップＳ１における開放状態Ｂ
（切換弁オン）であるか否かの判定、ステップＳ２のポ
ンプ制御中であるか否かの判定のルーチンを経て、制動
力の発生を継続させている。

【００３３】ついで、車速が切換弁９の作動圧以下の吐
出圧をきたす速度、例えば８km/h以下になるまで減速さ
れると、コントローラユニット１０はステップＳ３から
ステップＳ４に進む。

【００３４】この間、車速の低下に伴い、切換弁９を境
として油圧ポンプ５側の圧力、すなわち油圧ポンプ５の
吐出圧だけが低下する挙動を生じるようになる。コント
ローラ１０は、この切換弁９を境とした両側（油圧ポン
プ５、アキュムレータ８の圧力）の圧力の差、すなわち
蓄圧センサ１２からの検出出力と吐出圧センサ１３から
の検出出力を検出していて、この差が切り換えショック
を起こさない、あるいは同ショックが小さくてすむ圧力
差（蓄圧−吐出圧≦Ｖ₁ ）、例えば１０kg/ cm² 内のと
き、ステップＳ５のように切換弁９をオンさせ、切換弁
９を逆止弁状態Ａから開放状態Ｂに切り換える。

【００３５】このとき、切換弁９を切り換えないと、先
の「発明が解決しようとする課題」の項で述べたような
油圧ポンプ５の吐出圧不足（低下）から、図３中の破線
で示されるように制動力が低下するという挙動が生じ
る。

【００３６】切換弁９を開放状態Ｂに切り換えると、ア
キュムレータ８内に蓄えていた油圧エネルギーが油圧ポ
ンプ５にそのまま作用するので、油圧ポンプ５の吐出圧
の低下は解消される。

【００３７】つまり、油圧ポンプ５から吐出される作動
油が、アキュムレータ内８に圧入するという挙動は継続
される。したがって、図３中の実線で示されるように油
圧ポンプ５の吐出圧は維持され、油圧ポンプ５の吐出圧
低下に起因した制動力の低下を解消できる。特に圧力差
が小さいときに切換弁９を切り換えるので、不快感をも
たらすショックが防止できる。

【００３８】また下り坂などで緩制動となる等により、
車速が再上昇すると、コントロールユニット１０の制御
は、ステップＳ１からステップＳ６を経てステップＳ７
へ進む。そして、車速が復帰車速Ｖ₂ 、例えば１０km/h
以上に上昇すると、ステップＳ８に至り、切換弁９をオ
フ、すなわち開放状態Ｂから逆止弁状態Ａへ復帰させる
ので、アキュムレータ８内に蓄えた油圧エネルギーを無
駄に消費せずに、制動力を発生させることができる。

【００３９】また減速操作を途中で中断したり、自動車
が停止して減速操作時の制御が終了すれば、コントロー
ルユニット１０の制御は、ステップＳ１からステップＳ
６を経てステップＳ８へ進んで、切換弁９をオフ、すな
わち開放状態Ｂから逆止弁状態Ａへ復帰させるので、同
様に無駄な油圧エネルギーの消費を抑制できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、アキュムレータの圧力の開放により、低車
速時において油圧ポンプの吐出圧を維持できるので、低
車速時における油圧ポンプの吐出圧低下に起因した制動
力の低下を防止することができる。

【００４１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、油圧ポンプの吐出圧とアキ
ュムレータの圧力との差が小さいときに切換弁の切換動
作を行うことができるので、できるだけショックを発生
させずに切換弁を逆止弁状態から開放状態に切り換える
ことができる。

【００４２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、下り坂等により車速が再上
昇した場合、減速操作の中断や車両の停止などで減速制
御した終了した場合などで、切換弁から無用にアキュム
レータの油圧エネルギーが逃げないようになるので、ア
キュムレータ内に蓄圧された油圧エネルギーの無駄な消
費を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の−実施形態の減速エネルギー回生装置
の概略構成を、制御系と共に示した図。

【図２】同減速エネルギー回生装置の減速操作時におけ
る切換弁の作動を説明するためのフローチャート。

【図３】同減速操作時における車両の挙動を説明するた
めのタイムチャート。

【図４】減速エネルギー回生装置の概略構成を説明する
ための図。

【符号の説明】

１…エンジン３…ディファレンシャルギヤ（車両の駆動系部材）５…油圧ポンプ／モータ（油圧ポンプ）６…作動油タンク（タンク）７ｂ…流路（管路）８…アキュムレータ９…切換弁１０…コントロールユニット（制御手段、減速操作状態
検出手段）１１…車速センサ（車速検出手段）１２…蓄圧センサ１３…吐出圧センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 25/00 B60T 1/10 F16D 61/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】作動油を貯溜するタンクと油圧エネルギ
ーを蓄圧するアキュムレータとの間の管路に介装され、
車両の駆動系部材に連結される油圧ポンプと、前記油圧ポンプと前記アキュムレータとの間に介装され
前記油圧ポンプ側から前記アキュムレータ側への流通の
みを可能にする逆止弁状態と前記アキュムレータ側から
前記ポンプ側への流通を可能とする開放状態とを切り換
える切換弁と、車速を検出する車速検出手段と、車両が減速操作状態であることを検出する減速操作状態
検出手段と、減速操作時には前記油圧ポンプにより制動エネルギーを
油圧エネルギーに変換して前記アキュムレータに蓄圧す
るよう前記切換弁を前記逆止弁状態とし、車速が所定車
速以下に低下すると前記切換弁を前記逆止弁状態から前
記開放状態に切り換える制御手段と、を備えたことを特徴とする減速エネルギー回生装置。
【請求項２】前記アキュムレータ内の圧力を検知する
蓄圧センサと、前記切換弁と前記油圧ポンプとの間の油圧を検知する吐
出圧センサとを有し、前記制御手段は、減速操作時に前記蓄圧センサの検出出
力と前記吐出圧センサの検出出力との差が所定値以内で
且つ車速が前記所定車速以下に低下すると前記切換弁を
前記逆止弁状態から前記開放状態に切り換えるように構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の減速エ
ネルギー回生装置。
【請求項３】前記制御手段は、車速が前記所定車速よ
り高い復帰車速より高くなるか、前記減速操作時の制御
が終了すると前記切換弁を前記開放状態から前記逆止弁
状態に復帰させるように構成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の減速エネルギー回生装置。