JP5939467B2 - 車両の蓄圧システム - Google Patents

Description

本発明は、ポンプにより加圧又は減圧された流体を貯留可能な蓄圧機を備えた車両の蓄圧システムに関する。

従来より、車両の減速時にオルタネータの発電トルクを上げて発電量を増加させるとともに、オルタネータによって発電された電力をバッテリに充電し、当該バッテリから空調装置、電灯、センサ等の補機に電力を供給する方法が用いられている。
例えば、特許文献１では、車両の減速時にオルタネータによる発電量を増加させて、発電された電力をバッテリに充電するとともに、発電した電力の一部を空調用のコンプレッサに供給し、当該コンプレッサの回転数を増加させて空調機の冷房又は暖房能力を向上させる方法が開示されている。

特開２００２−２４０５４７号公報

しかしながら、上述したオルタネータにより発電された電力をバッテリに充電し、バッテリから電力を補機に供給する方法では、バッテリの劣化等によって、充電された電力量に対する放電可能な電力量の割合である充放電効率が低く(例えば、６０％)なる場合がある。したがって、バッテリを介することにより、補機等へ供給可能な電力量が大幅に低下してしまうという問題点があった。
また、特許文献１に記載のオルタネータにより発電された電力の一部をコンプレッサに供給する方法では、オルタネータの発電量を増加させるとコンプレッサへ供給される電力量が増加し、当該増加した発電量に応じてコンプレッサの回転数が増加するため、冷房又は暖房能力が急激に高くなり、減速前と減速後との温度差が大きくなってしまう。したがって、温度制御性に悪影響を及ぼして、車室内の乗員に不快感を与えてしまう。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、車両の減速時にオルタネータによって発電された電力を直接、ポンプに供給して当該ポンプを作動させることで供給電力のロスを低減し、且つ、ポンプにより加圧又は減圧された流体を必要時に補機等へ供給可能な車両の蓄圧システムを提供することを目的とする。

本発明に係る車両の蓄圧システムは、上記課題を解決するために、車両のエンジンによって駆動されるオルタネータと、当該オルタネータによって発電された電力を蓄えるバッテリと、前記オルタネータ又は前記バッテリから供給される電力で作動するポンプと、当該ポンプにより加圧又は減圧された流体を貯留可能な蓄圧機と、前記オルタネータ及び前記ポンプの作動状態を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記車両の減速時に前記オルタネータを作動させて前記オルタネータによって発電された電力で前記ポンプを作動させ、
前記車両の加速時に、前記バッテリから供給される電力で前記ポンプを作動させて、前記ポンプによって加圧又は減圧された前記流体を前記蓄圧機に貯留するように制御し、
前記蓄圧機の圧力が圧力下限値以上、且つ、圧力上限値未満の範囲にある場合、前記ポンプによる減圧速度が、前記車両の加速時よりも前記車両の減速時において速くなるように前記ポンプを制御することを特徴とする。

本発明によれば、車両の減速時に、オルタネータによって発電された電力をポンプに直接、供給するため、発電した電力のほとんどをポンプの作動に用いることができる。従来のオルタネータによって発電された電力をバッテリに蓄えて、このバッテリに蓄えられた電力によってポンプを作動させる方法では、バッテリの充放電性能の影響によってオルタネータによって発電された電力の、例えば６割程度しかポンプに供給できなかったが、本発明によれば、発電された電力のほとんどをポンプに供給することができる。これにより、回生エネルギーの回生率を向上させることができる。
また、加圧又は減圧された流体を蓄圧機に貯留することで、車両の走行状態にかかわらず、ブレーキブースタや可変容量ターボチャージャ等に加圧又は減圧された流体を必要に応じて適宜供給することができる。
そして、車両の加速時に、バッテリからポンプへ電力を供給するため、加速時にオルタネータを作動させる必要が無い。これにより、加速時にオルタネータを作動させて電力を発生させる場合と比べて、エンジンの負荷を低減することができる。したがって、燃費を向上させることができる。

前記制御手段は、前記車両の加速時において、
前記バッテリの充電率が充電率上限値以上の場合、前記オルタネータの作動を停止し、
前記充電率が前記充電率上限値未満の場合、前記オルタネータを作動させるとともに、前記オルタネータによって発電された電力を前記バッテリに供給して前記バッテリを充電するように制御してもよい。

このように、車両の加速時においては、バッテリの充電率に応じてオルタネータの作動を制御するため、オルタネータを常時作動している場合と比べて、エンジンの負担を減少させることができる。これにより、燃費を更に向上させることができる。

前記制御手段は、
前記充電率が前記充電率下限値未満の場合に、前記充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、前記オルタネータによる発電量を増加させるように前記オルタネータの作動状態を制御してもよい。

このように、バッテリの充電率が充電率下限値未満の場合に、充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、オルタネータによる発電量を増加させることで、バッテリを短時間で充電することができる。

前記制御手段は、前記バッテリから供給される電力量を制御する電力制御部を有しており、
前記電力制御部は、
前記充電率が前記充電率下限値未満の場合に、前記充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、前記バッテリから前記ポンプへ供給する電力量を減少させるように前記バッテリを制御してもよい。

このように、充電率が充電率下限値未満の場合に、充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、バッテリからポンプへの電力量を減少させることで、バッテリが充電切れとなることを防止できる。

前記制御手段は、
前記エンジンの減速トルク又は前記車両の減速度に対する前記オルタネータの発電トルクの割合を所定割合以下となるように前記オルタネータの作動状態を制御してもよい。

緩やかな下り坂ではエンジンの減速トルクが小さいため、オルタネータの発電トルクが大きいと、エンジンの負荷が増大するため、走行時にショックを感じるおそれがある。しかし、本発明では、エンジンの減速トルク又は車両の減速度に対するオルタネータの発電トルクの割合を所定割合以下に制御するため、走行時にショックが発生することを防止できる。

前記制御手段は、前記蓄圧機の圧力を所定の範囲内に制御する圧力制御部を有してもよい。

このように、蓄圧機の圧力を所定の範囲内に制御するため、蓄圧機に接続されたブレーキブースタや可変容量ターボチャージャ等の補機に加圧又は減圧された流体を必要なときに適宜供給することができる。

前記圧力制御部は、
前記ポンプにより減圧された流体が前記蓄圧機に貯留される場合に、
前記蓄圧機の圧力が、圧力下限値未満のときに前記ポンプを停止し、前記圧力下限値以上のときに前記ポンプを作動させるように制御してもよい。

このように、蓄圧機内が負圧状態の場合、圧力が圧力下限値未満のときにポンプを停止することで、電力の消費を低減することができる。

前記圧力制御部は、
前記ポンプにより加圧された流体が前記蓄圧機に貯留される場合に、
前記蓄圧機の圧力が、圧力上限値以上のときに前記ポンプを停止し、前記圧力上限値未満のときに前記ポンプを作動させるように制御してもよい。

このように、蓄圧機が正圧状態の場合、圧力が圧力上限値以上のときにポンプを停止することで、電力の消費を低減することができる。

本発明によれば、車両の減速時にオルタネータによって発電された電力を直接、ポンプに供給して当該ポンプを作動させることで供給電力のロスを低減し、且つ、ポンプにより加圧又は減圧された流体を必要時に補機等へ適宜供給可能な車両の蓄圧システムを提供できる。

本発明の第一実施形態に係る車両の蓄圧システムの構成図である。 車速の経時変化図と、バキュームタンク内の圧力の経時変化図とを対応させてバキュームタンク内の圧力と車両の走行状態との関係を示す模式図である。 加速時及び減速時におけるバキュームタンク内の圧力の経時変化を示す模式図である。 本実施形態に係るオルタネータの作動制御フローを示す図である。 本実施形態に係るバキュームポンプの作動制御フローを示す図である。 本発明の第二実施形態に係る車両の蓄圧システムの構成図である。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る車両の蓄圧システムの構成図である。
図１に示すように、車両は、蓄圧システム１と、エンジン２と、ブレーキブースタ６と、エンジン２等を制御するエンジンＥＣＵ９とを備えている。

エンジン２には、減速時の減速トルクを検出するためのトルクメータ１０が設けられている。トルクメータ１０により計測されたトルクは、エンジンＥＣＵ９に出力される。

蓄圧システム１は、オルタネータ３と、バキュームポンプ４と、バキュームタンク５（蓄圧機に相当）と、バッテリ７と、オルタネータ３及びバキュームポンプ４等の作動状態を制御する制御手段８とを備えている。

オルタネータ３は、エンジン２の出力軸にベルト（ファンベルト）１１を介して連結されている。このオルタネータ３はエンジン２の出力の一部を用いて駆動されることにより発電を行う。オルタネータ３で発電された電力はバキュームポンプ４又はバッテリ７の何れか一方に供給される。具体的に、車両の減速時にはバキュームポンプ４に供給され、加速時にはバッテリ７に供給される。電力の供給先の切り替えは制御手段８により制御される。

バキュームポンプ４は、オルタネータ３によって発電された電力又はバッテリ７から供給される電力によって作動する。バキュームポンプ４の作動によりバキュームタンク５内は減圧されて負圧状態となる。

バキュームタンク５は、圧力を検出するための圧力センサ１２を有している。圧力センサ１２により検出された圧力は、制御手段８に出力される。

運転手によってフットブレーキペダルが操作されると、バキュームタンク５からブレーキブースタ６に負圧が供給される。ブレーキブースタ６は、この負圧と大気圧との差を利用してブレーキペダルの踏力をアシストする。

バッテリ７は、充電率（以下、ＳＯＣという）を検出するためのＳＯＣセンサ１３を有している。ＳＯＣセンサ１３により検出されたＳＯＣは、制御手段８に出力される。

制御手段８は、バッテリ７からバキュームポンプ４へ供給される電力量を制御する電力制御部１７を備えている。
電力制御部１７は、ＳＯＣが充電率下限値未満の場合に、充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、バッテリ７からバキュームポンプ４へ供給する電力量を減少させる。

そして、車両には、ドライバーの加速意思を検出するためのアクセル開度センサ（不図示）が、ドライバーにより踏み込まれるアクセルペダルに設けられている。アクセル開度センサにより計測されたアクセル開度は、エンジンＥＣＵ９に出力される。

また、ドライバーの減速意思を検出するためのブレーキスイッチが、フットブレーキペダルに設けられている。フットブレーキが作動しているか否かを示すフットブレーキ信号は、エンジンＥＣＵ９に出力される。

また、車両の勾配情報を検出するための勾配センサ（不図示）が車体に設けられている。車両の勾配角度に基づいて車両が上り坂又は下り坂を走行しているかを判定する。勾配センサにより計測された勾配情報は、エンジンＥＣＵ９に出力される。

さらに、車速を検出するための車速センサ（不図示）が設けられている。車速センサにより計測された車速情報はエンジンＥＣＵ９に出力される。

エンジンＥＣＵ９は、アクセル開度、フットブレーキ信号、勾配情報、車速情報を取得して、車両が減速状態か加速状態かを判定する。続いて、車両が減速状態の場合には減速信号を生成し、加速状態の場合には加速信号を生成する。各信号は、エンジンＥＣＵ９から制御手段８に出力される。

＜オルタネータ３の制御について＞
制御手段８は、減速信号及び加速信号に基づいてオルタネータ３の作動状態を制御する。オルタネータ３の制御方法について以下で説明する。最初に、減速信号が入力した場合について説明し、次に、加速信号が入力した場合について説明する。

まず、減速信号が制御手段８に入力された場合、制御手段８はオルタネータ３を駆動させるとともに、オルタネータ３による発電量を制御する制御信号をオルタネータ３へ出力する。
オルタネータ３には第１レギュレータ１４が設けられており、制御手段８からの制御信号によって発電量を制御する。オルタネータ３は、制御信号に基づいて、当該オルタネータ３による発電電圧をデューティ制御することにより発電量を調整する。

また、電力制御部１７は、バッテリ７からバキュームポンプ４への電力の供給を停止する。これにより、バキュームポンプ４は、オルタネータ３によって発電された電力によって作動される。即ち、車両の減速時において、バキュームポンプ４の作動に必要な電力は全てオルタネータ３から供給される。

オルタネータ３による発電が、バキュームポンプ４の作動に必要な電力量を超えている場合、オルタネータ３による発電量の一部はバッテリ７に充電される。

次に、加速信号が制御手段８に入力された場合について説明する。
加速信号が制御手段８に入力された場合、制御手段８は、バッテリ７のＳＯＣに基づいてオルタネータ３を制御する。
具体的に、バッテリ７のＳＯＣが充電率上限値（例えば、８０％）以上、即ちバッテリ７が十分に充電されている場合、制御手段８は、オルタネータ３を停止するとともに、バッテリ７からバキュームポンプ４へ電力を供給するように制御する。オルタネータ３の作動を停止することで、エンジン２への負荷を低下させる。
本明細書中において、オルタネータ３を停止するとは、作動しているオルタネータ３を停止する場合と、停止しているオルタネータ３の停止状態をそのまま維持する場合とを含むものとする。また、オルタネータ３を作動するとは、停止しているオルタネータ３を駆動する場合と、作動しているオルタネータ３の作動状態をそのまま維持する場合とを含むものとする。

また、バッテリ７のＳＯＣが充電率下限値（例えば、３０％）未満、即ちバッテリ７が全く充電されていない場合、制御手段８は、オルタネータ３を作動し、バッテリ７へ電力を供給してバッテリ７を充電するように制御する。係る場合に、バッテリ７のＳＯＣを速やかに充電率下限値以上とするために、オルタネータ３の発電トルクを平常時よりも上げて発電量を増加させて、オルタネータ３によって発電された電力を全てバッテリ７へ供給する。このとき、バッテリ７からバキュームポンプ４へ供給される電力量は、バキュームポンプ４を作動するために必要な最小限の電力量とする。

そして、バッテリ７のＳＯＣが充電率下限値以上、且つ充電率上限値未満である場合、制御手段８は、オルタネータ３を作動し、バッテリ７へ電力を供給してバッテリ７を充電するように制御する。係る場合に、オルタネータ３の発電トルクを（ＳＯＣが充電率下限値未満の場合におけるオルタネータ３の発電トルクよりも）下げた状態で発電量を低下させて、オルタネータ３によって発電された電力を全てバッテリ７に充電する。このとき、エンジン２への負荷が最小限となるようにオルタネータ３の発電トルクを制御する。
また、バッテリ７からバキュームポンプ４へ電力を供給する。このとき、バキュームポンプ４の吐出圧力に応じて電力を供給する（詳細は後述する）。

また、制御手段８は、トルクメータ１０により検出されたエンジン２の減速トルクに対するオルタネータ３の発電トルクの割合を所定割合以下となるように制御する。例えば、発電トルクが減速トルクの５分の１以下となるように制御する。係る場合に、第１レギュレータ１４によってオルタネータ３の出力電圧を調整することで発電トルクを制御する。具体的には、第１レギュレータ１４によってオルタネータ３の出力電圧を高くすると、バッテリ電圧との間に電位差が生じてオルタネータ３からの電流が増加する。これによって発電トルクを増加させることができる。一方、オルタネータ３の出力電圧を小さくするとオルタネータ３からの電流が減少する。これによって発電トルクを減少させることができる。
なお、本実施形態では、減速トルクに応じてオルタネータ３の発電トルクを制御する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の減速度に応じてオルタネータ３の発電トルクを制御してもよい。

＜バキュームポンプ４の制御について＞
制御手段８によるバキュームポンプ４の制御方法について以下で説明する。
制御手段８は、バキュームポンプ４の圧力を所定の範囲内に制御する圧力制御部１６を有している。
圧力制御部１６は、バキュームタンク５に設けられた圧力センサ１２により検出された圧力に基づいてバキュームポンプ４を駆動させるとともに、バキュームポンプ４の吐出出力を制御する制御信号をバキュームポンプ４へ出力する。
バキュームポンプ４には第２レギュレータ１５が設けられており、圧力制御部１６からの制御信号によってバキュームポンプ４の吐出圧力を調整する。

図２は、車速の経時変化図と、バキュームタンク５内の圧力の経時変化図とを対応させてバキュームタンク５内の圧力と車両の走行状態との関係を示す模式図である。
図２に示すように、圧力制御部１６は、圧力センサ１２により検出された圧力に基づいて、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値（例えば、−１０ｋＰａ）から圧力上限値（例えば、−７ｋＰａ）までの範囲内となるようにバキュームポンプ４を制御する。
例えば、車両が停止状態又は加速状態の場合には、バキュームポンプ４の作動を抑制したり、停止したりする。したがって、車両の停止時のブレーキや加速時の一時的なブレーキによって、バキュームタンク５内の圧力は徐々に高くなる。係る場合に、バキュームタンク５内の圧力が圧力上限値以上とならないように、バキュームポンプ４を制御する。

一方、車両が減速状態の場合には、バキュームポンプ４の吐出出力を増加させて、バキュームタンク５内の圧力を低下させる。係る場合に、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値未満とならないように、バキュームポンプ４を制御する。
なお、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値未満、即ちバキュームタンク５内の負圧が十分である場合、車両の走行状態にかかわらず、圧力制御部１６は、バキュームポンプ４への電力供給を停止し、バキュームポンプ４を停止する。

また、バキュームタンク５内の圧力が圧力上限値以上、即ちバキュームタンク５内の負圧が不十分である場合、車両の走行状態にかかわらず、圧力制御部１６は、バキュームポンプ４の吐出出力を増加させてバキュームタンク５内の圧力を圧力上限値未満に低下させる。
バキュームタンク５内の圧力が圧力上限値以上になると、ブレーキブースタ６に供給される負圧と大気圧との差が小さくなり、ペダルの踏力をアシストする効果が低減する。このため、バキュームポンプ４の吐出出力を増加させて、バキュームタンク５内の圧力を低下させる。

そして、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値以上、且つ圧力上限値未満の場合、圧力制御部１６は、車両の走行状態に応じてバキュームポンプ４を制御する。
具体的に、車両が減速状態の場合、圧力制御部１６は、バキュームポンプ４を作動させてバキュームタンク５内の圧力を低下させる。このとき、バキュームポンプ４の吐出出力を増加させて、図３に示すように、バキュームタンク５内の圧力を短時間（例えば、４秒）で圧力下限値近傍まで低下させる。
また、車両が加速状態の場合、圧力制御部１６は、バキュームポンプ４吐出出力を（車両が減速状態のときのバキュームポンプ４の吐出出力よりも）低下させた状態で、図３に示すように、バキュームタンク５内の圧力をゆっくりと（例えば、２０秒）圧力下限値近傍まで低下させる。

＜オルタネータ３の制御フロー＞
次に、制御手段８によるオルタネータ３の作動制御フローについて説明する。
図４は、本実施形態に係るオルタネータ３の作動制御フローを示す図である。
図４に示すように、まず、制御手段８は、エンジンＥＣＵ９より出力された前記信号に基づいて車両が減速状態か否かを判定する（ステップＳ１）。即ち、入力された信号が減速信号か加速信号かを判定する。
入力された信号が減速信号であり、車両が減速状態であると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、オルタネータ３を駆動させて、発電した電力を直接、バキュームポンプ４へ供給して当該バキュームポンプ４を作動させるとともに、バッテリ７からバキュームポンプ４への電力供給を停止する（ステップＳ２）。
このとき、オルタネータ３の発電トルクは、バキュームポンプ４の吐出出力に応じて制御される。具体的に、バキュームポンプ４の吐出出力を増加させる場合には、オルタネータ３の発電トルクを上げて発電量を増加させる。一方、バキュームポンプ４の吐出出力を低下させる場合には、オルタネータ３の発電トルクを下げて発電量を低下させる。なお、バキュームポンプ４の吐出出力は、バキュームタンク５内の圧力に応じて制御される。
なお、本実施形態では、オルタネータ３の発電トルクをバキュームポンプ４の吐出出力に応じて制御する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、バキュームポンプ４を一定の吐出出力で作動させて、バキュームポンプ４とバキュームタンク５とを接続する配管に設けられたリリーフ弁等で調整してもよい。

一方、制御手段８に入力された信号が加速信号であり、車両が加速状態であると判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、続いて、バッテリ７のＳＯＣが充電率上限値未満か否かを判定する（ステップＳ３）。

ここで、バッテリ７のＳＯＣが充電率上限値以上であると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、オルタネータ３を停止するとともに、バッテリ７から電力をバキュームポンプ４へ供給する（ステップＳ４）。
一方、バッテリ７のＳＯＣが充電率上限値未満であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、続いて、バッテリ７のＳＯＣが充電率下限値以上か否かを判定する。

ここで、バッテリ７のＳＯＣが充電率下限値未満であると判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、オルタネータ３を作動させるとともに、バッテリ７から電力をバキュームポンプ４へ供給する（ステップＳ６）。
係る場合には、オルタネータ３の発電トルクを上げて発電量を増加させるとともに、発電した電力を全てバッテリ７に供給して、バッテリ７への充電を優先させる。また、バッテリ７から電力をバキュームポンプ４へ供給する。このとき、バキュームポンプ４の吐出出力を必要最小限にして、バッテリ７からバキュームポンプ４へ供給する電力量を抑制する。

そして、バッテリ７のＳＯＣが充電率下限値以上であると判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、オルタネータ３を作動させるとともに、バッテリ７から電力をバキュームポンプ４へ供給する（ステップＳ７）。
係る場合には、エンジン２への負荷を低減するために、オルタネータ３の発電トルクをできるだけ小さくして発電量を抑制する。発電した電力は全てバッテリ７に充電する。また、バッテリ７から電力をバキュームポンプ４へ供給する。このとき、バキュームポンプ４の吐出出力に応じて、バッテリ７からバキュームポンプ４へ供給す電力量を抑制する。即ち、バッテリ７のＳＯＣが充電率下限値未満の場合よりも、バッテリ７からの電力量を増加させてもよい。

＜バキュームポンプ４の制御フロー＞
次に、バキュームポンプ４の作動制御フローについて説明する。
図５は、本実施形態に係るバキュームポンプ４の作動制御フローを示す図である。
図５に示すように、まず、圧力制御部１６は、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値（例えば、−１０ｋＰａ）以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。
圧力制御部１６は、圧力センサ１２から出力される圧力に基づいて、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値未満であると判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、バキュームポンプ４を停止する（ステップＳ１２）。バキュームタンク５内の圧力を圧力下限値よりも低下させないためである。
一方、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値以上であると判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、続いて、バキュームタンク５内の圧力が圧力上限値（例えば、−７ｋＰａ）未満か否かを判定する（ステップＳ１３）。

そして、バキュームタンク５内の圧力が圧力上限値以上であると判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、バキュームポンプ４の吐出出力を増加させる（ステップＳ１４）。バキュームポンプ４の吐出出力を増加させて、バキュームタンク５内の圧力を低下させる。
一方、バキュームタンク５内の圧力が圧力上限値未満であると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、続いて、車両が減速状態か否かを判定する（ステップＳ１５）。

そして、車両が加速状態であると判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、バキュームポンプ４の吐出出力を低下させる（ステップＳ１６）。
バキュームポンプ４の吐出出力を低下させてバッテリ７から供給される電力量を低減する。
一方、車両が減速状態であると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１４を実施する。

＜効果＞
上記蓄圧システム１によれば、車両の減速時に、オルタネータ３によって発電された電力をバキュームポンプ４に直接、供給するため、発電した電力のほとんどをバキュームポンプ４の作動に用いることができる。従来のオルタネータ３によって発電された電力をバッテリ７に蓄えて、このバッテリ７に蓄えられた電力によってバキュームポンプ４をさせる方法では、バッテリ７の充放電性能の影響によってオルタネータ３によって発電された電力の、例えば６割程度しかバキュームポンプ４に供給できなかったが、本発明によれば、発電された電力のほとんどをバキュームポンプ４に供給することができる。これにより、回生エネルギーの回生率を向上させることができる。

また、負圧をバキュームタンク５に貯留することで、車両の走行状態にかかわらず、ブレーキブースタ６に負圧を適宜供給することができる。

そして、車両の加速時にバッテリ７から電力をバキュームポンプ４に供給するため、加速時にオルタネータ３の発電トルクを低下させたり、オルタネータ３を停止したりすることができるので、エンジン２の負荷を低減することができる。これにより、燃費を向上させることができる。

また、車両の加速時においては、バッテリ７のＳＯＣに応じてオルタネータ３の作動を制御するため、オルタネータ３を常時作動している場合と比べて、エンジン２の負担を減少させることができる。これにより、燃費を更に向上させることができる。

そして、バッテリ７のＳＯＣが充電率下限値未満の場合に、充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、オルタネータ３による発電量を増加させることで、バッテリ７を短時間で充電することができる。

また、ＳＯＣが充電率下限値未満の場合に、充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、バッテリ７からバキュームポンプ４への電力量を減少させることで、バッテリ７が充電切れとなることを防止できる。

また、緩やかな下り坂ではエンジン２の減速トルクが小さいため、オルタネータ３の発電トルクが大きいと、エンジン２の負荷が増大するため、走行時にショックを感じるおそれがある。しかし、本発明では、エンジン２の減速トルクに対するオルタネータ３の発電トルクの割合を所定割合以下に制御するため、車両走行時にショックが発生することを防止できる。

また、バキュームタンク５の圧力を圧力下限値から圧力上限値までの範囲内に制御するため、ブレーキブースタ６に負圧を適宜供給可能であるとともに、ブレーキブースタ６を効率良く作動させることができる。

そして、バキュームタンク５内の圧力が圧力下限値未満のときにバキュームポンプ４を停止することで、電力の消費を低減することができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。以下の説明において、上述した第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
本発明の第二実施形態では、第一実施形態で示したバキュームポンプ４、バキュームタンク５及びブレーキブースタ６の代わりにコンプレッサポンプ、コンプレッサタンク及び空調装置を備えている。

図８は、本発明の第二実施形態に係る車両の蓄圧システムの構成図である。
図８に示すように、車両は、蓄圧システム２１と、車室内の温度を調整可能な空調装置２４とを備えている。

蓄圧システム２１は、オルタネータ３と、コンプレッサポンプ２２と、コンプレッサタンク２３（蓄圧機に相当）と、バッテリ７と、制御手段８と、エンジンＥＣＵ９と、を備えている。

コンプレッサポンプ２２は、オルタネータ３によって発電された電力又はバッテリ７から供給された電力によって作動する。コンプレッサポンプ２２の作動によりコンプレッサタンク２３内は加圧されて正圧状態となる。

運転手によって空調装置２４のスイッチがＯＮ操作されると、コンプレッサタンク２３から加圧された冷媒が空調装置２４に供給される。空調装置２４は加圧された冷媒を利用して車室内を冷却する。

制御手段８は、第一実施形態と同様に、減速信号、加速信号、充電率及びコンプレッサタンク２３内の圧力等に基づいてオルタネータ３及びコンプレッサポンプ２２の作動を制御する。
具体的には、制御手段８の圧力制御部１６は、コンプレッサタンク２３の圧力が、圧力上限値以上の場合にコンプレッサポンプ２２を停止し、圧力上限値未満の場合にコンプレッサポンプ２２を作動させる。コンプレッサタンク２３内の圧力が圧力上限値以上のときにコンプレッサポンプ２２を停止することで、電力の消費を低減することができる

上記蓄圧システム２１によれば、車両の減速時に、オルタネータ３によって発電された電力をコンプレッサポンプ２２に直接、供給するため、発電した電力のほとんどをコンプレッサポンプ２２の作動に用いることができる。
また、加圧した冷媒をコンプレッサタンク２３に貯留することで、車両の走行状態にかかわらず、空調装置２４に加圧した冷媒を適宜供給することができる。
さらに、第一実施形態で説明した効果と同様の効果を得ることができる。

本発明は、ポンプにより加圧又は減圧された流体を貯留可能な蓄圧機を備えた車両に利用可能である。

１ 蓄圧システム
２ エンジン
３ オルタネータ
４ バキュームポンプ
５ バキュームタンク
６ ブレーキブースタ
７ バッテリ
８ 制御手段
９ エンジンＥＣＵ
１０ トルクメータ
１１ ベルト
１２ 圧力センサ
１３ ＳＯＣセンサ
１４ 第１レギュレータ
１５ 第２レギュレータ
１６ 圧力制御部
２１ 蓄圧システム
２２ コンプレッサポンプ
２３ コンプレッサタンク
２４ 空調装置

Claims (8)

1. 車両のエンジンによって駆動されるオルタネータと、当該オルタネータによって発電された電力を蓄えるバッテリと、前記オルタネータ又は前記バッテリから供給される電力で作動するポンプと、当該ポンプにより加圧又は減圧された流体を貯留可能な蓄圧機と、前記オルタネータ及び前記ポンプの作動状態を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記車両の減速時に前記オルタネータを作動させて前記オルタネータによって発電された電力で前記ポンプを作動させ、
   前記車両の加速時に、前記バッテリから供給される電力で前記ポンプを作動させて、前記ポンプによって加圧又は減圧された前記流体を前記蓄圧機に貯留するように制御し、
   前記蓄圧機の圧力が圧力下限値以上、且つ、圧力上限値未満の範囲にある場合、前記ポンプによる減圧速度が、前記車両の加速時よりも前記車両の減速時において速くなるように前記ポンプを制御することを特徴とする車両の蓄圧システム。
2. 前記制御手段は、前記車両の加速時において、
   前記バッテリの充電率が充電率上限値以上の場合、前記オルタネータの作動を停止し、
   前記充電率が前記充電率上限値未満の場合、前記オルタネータを作動させるとともに、前記オルタネータによって発電された電力を前記バッテリに供給して前記バッテリを充電するように制御すること特徴とする請求項１に記載の車両の蓄圧システム。
3. 前記制御手段は、
   前記充電率が前記充電率下限値未満の場合に、前記充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、前記オルタネータによる発電量を増加させるように前記オルタネータの作動状態を制御することを特徴とする請求項２に記載の車両の蓄圧システム。
4. 前記制御手段は、前記バッテリから供給される電力量を制御する電力制御部を有しており、
   前記電力制御部は、
   前記充電率が前記充電率下限値未満の場合に、前記充電率上限値未満で且つ充電率下限値以上の場合よりも、前記バッテリから前記ポンプへ供給する電力量を減少させるように前記バッテリを制御することを特徴とする請求項２に記載の車両の蓄圧システム。
5. 前記制御手段は、
   前記エンジンの減速トルク又は前記車両の減速度に対する前記オルタネータの発電トルクの割合を所定割合以下となるように前記オルタネータの作動状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の蓄圧システム。
6. 前記制御手段は、前記蓄圧機の圧力を所定の範囲内に制御する圧力制御部を有することを特徴とする請求項１〜５のうち何れか一項に記載の車両の蓄圧システム。
7. 前記圧力制御部は、
   前記ポンプにより減圧された流体が前記蓄圧機に貯留される場合に、
   前記蓄圧機の圧力が、圧力下限値未満のときに前記ポンプを停止し、前記圧力下限値以上のときに前記ポンプを作動させるように制御することを特徴とする請求項６に記載の車両の蓄圧システム。
8. 前記圧力制御部は、
   前記ポンプにより加圧された流体が前記蓄圧機に貯留される場合に、
   前記蓄圧機の圧力が、圧力上限値以上のときに前記ポンプを停止し、前記圧力上限値未満のときに前記ポンプを作動させるように制御することを特徴とする請求項６に記載の車両の蓄圧システム。

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