JPH02117434A - 車両のブレーキエネルギー回生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の減速エネルギーを回収して発進／加速
エネルギーとして利用する車両のブレーキエネルギー回
生装置に関する。

〔従来の技術〕

車両の減速時に失われる運動エネルギーの内、主として
熱として発散（ブレーキ、エンジン）される分を作動油
圧として回収してアキュムレータに蓄圧し、この蓄圧し
たエネルギーを車両の発進エネルギー及び加速エネルギ
ーとして利用するＰＴ　Ｏ（Ｐｏｗｅｒ−Ｌａｋｅ−ｏ
ｆｆ）出力装置又はトランスファーを併設したアクスル
を備えた車両の減速エネルギー回収装置は従来より知ら
れており、最も古くは１９７６年にイギリスのＣ，Ｊ、
　　ローレンス社がプリティッシュレイランド社のバス
を使って開発中であることが発表され、以来、欧米で種
々の研究・開発が為されて来ており、最近では特開昭６
２−１５１２８号公報、特開昭６２−３７２１５号公報
及び特開昭６２−３９３２７号公報等に開示されている
。

後者の装置は、何れも、エンジンクラッチを介して駆動
されるカウンタシャフトと車輪駆動系に接続したメイン
シャフトとカウンタシャフトの回転をメインシャフトに
変速して伝える多段のギヤ列機構を有するトランスミン
シせン（以下、Ｔ／Ｍと略称する）、カウンタシャフト
にカウンタシャフトＰＴＯギヤシンクロナイザを介して
横断可能に装着されたカウンタシャフトＰＴＯギヤとこ
のＰＴＯギヤにギヤ結合されメインシャフトにメインシ
ャフトＰＴＯギヤシンクロナイザを介して横断可能に装
着されたメインシャフトＰＴＯギヤとこのメインシャフ
トＰＴＯギヤに結合された駆動ギヤを介して駆動される
ＰＴＯ出力軸とを有する多段階変速式ＰＴＯ装置、ＰＴ
Ｏ軸に連結されたポンプ・モータ、このポンプ・モータ
を介してアキュムレータとオイルタンクを接続する油圧
回路、この油圧回路とＰＴＯ軸とを横断可能にする電磁
クラッチ、及び電磁クラッチを制御しポンプ・モータと
高圧油回路で接続されたアキュムレータ、及びポンプ・
モータを車両の運転状態に応じて、ポンプ及びモータの
何れか一方として機能させる（即ち、減速時にはポンプ
として機能させ車輪の回転力によりＰＴＯ装置を介して
作動油をアキュムレータに蓄圧させることにより主とし
てブレーキ、エンジンの熱として失われる運動エネルギ
ー（以下、ブレーキエネルギーと呼ぶ）を回収するとと
もに発進／加速時にはアキュムレータに蓄圧していた作
動油により回転力を発生しＰＴＯ装置を介して車輪を回
転駆動させるモータとして機能させる）制御手段を主要
部として構成されたものである。

このような、減速エネルギー回収装置の制御手段は、 ■発進時、アキュムレータ内油圧が充分のとき、アクセ
ルペダルの踏込量に応じて可変容量型モータの容量（斜
板又は斜軸の傾転角）を制御し且つｔ磁りラッチを接続
して油圧回路により油圧力による発進を行い、その間に
運転者が選択したギヤ段に対応して設定された車速を越
えた時には、エンジンクラッチを接続してエンジン駆動
を行うとともにＰＴＯ装置の変速制御を行ってオンだっ
たカウンタシャフトシンクロナイザをオフにしメインシ
ャフトシンクロナイザをオンにし、更にその時のアクセ
ルペダルの踏込量が大きい時のみその踏込量に応じた油
圧力を加える制御を行う。

■ブレーキ時、電磁クラッチを接続するとともにブレー
キペダルの踏込に応じた傾転角制御信号（ポンプ容量制
御信号）をポンプ・モータに与えてポンプ動作を行い、
これと同時にエンジンのクラッチを切る制御を行う。

この場合、制御手段は、制御プログラムに基づいて、ブ
レーキエネルギー中のエンジンブレーキで消費する分も
回収するため、またモータによる走行時にはエンジンを
車輪の駆動系から切り離すため、エンジンのクラッチが
°“断”となるように制御するとともにモータとエンジ
ンを併用するが又はエンジンのみで発進／加速する時に
は゛接″゛になるように制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来技術の場合には、発進時はシフトされて
いるギヤ位置に対応して予め設定した車速に達するまで
モータ傾転制御を行って油圧力のみにより車両を駆動し
、その設定車速に達すると油圧力は用いずにＰＴＯ装置
のカウンタシャフトシンクロナイザとメインシャフトシ
ンクロナイザとを入れ替える変速制御を行い、エンジン
に実際のアクセル開度に対応した燃料を供給して車輪を
駆動する。この変速制御後の走行中は実際のアクセル開
度に対応した燃料をエンジンに供給してエンジンによる
駆動を行うとともに、このときのアクセル開度が所定値
を越えているときにはそのアクセル開度に対応するよう
にモータ傾転角の制御を行ってエンジン＋モータの併用
制御により車輪を駆動させていた。

そして、この走行時のエンジン＋モータの併用制御中に
油圧回路の油圧が所定値を下回った時にはＰＴＯ装置の
変速制御を行ってエンジンのみによる駆動制御を行うが
、このエンジン＋モータ→エンジンへの切替は上記の所
定値を越えた瞬時に行われてしまうため、今までモータ
が分担していた駆動トルク分をエンジンが負担すること
になり、車両の走行状態にもたつき感が生じる虞がある
という問題点があった。

従って、本発明は、油圧＋エンジン走行からエンジン走
行に移行するときのもたつき怒を緩和した車両のブレー
キエネルギー回生装置を実現することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明では、油圧回路と、
該油圧回路の圧力センサと、車速センサと、アクセル開
度センサと、ギヤ位置検出手段と、エネルギー再生モー
ド時に該圧力センサによる油圧が不足する基準圧力を該
車速に応じて設定し該基準圧力以下のときには該油圧回
路内のポンプモータのモータ容量を一定にするとともに
該アクセル開度及びギヤ位置に応じて必要な駆動トルク
をエンジンの併用制御で必要に応じて補う制御手段と、
を備えている。

〔作　　　用〕

本発明において、制御手段は、エネルギー再生モード時
、即ち第１図（ａ）に概略的に示すように、油圧回路を
構成するものとして周知の高圧アキュムレータ２６から
回路弁２５及びポンプ・モータ１４を介して低圧アキュ
ムレータ２７へ流れるオイルによる油圧トルクが電磁ク
ラッチ１３及びＰＴｏ装置８を経て車輪へ伝達される油
圧発進時又は油圧走行時に、圧力センサによる油圧回路
の油圧が不足する基準圧力を該車速に応じて設定してお
き、この基準圧力を下回ったときにはまず油圧が低下し
て来たと判定してポンプ・モータ１４のモータ容量を一
定にする。これにより油圧回路内のポンプ・モータ１４
による駆動トルクも一定となるが、油圧が徐々に低下す
ればポンプ・モータの駆動トルクも低下する。

一方、アクセル開度センサ及びギヤ位置検出手段によっ
てそれぞれ示されるアクセル開度及びギヤ位置に応じて
必要な駆動トルクは上記のポンプ・モータの駆動トルク
によって供給するが、不足する場合には例えばエンジン
クラッチＣＬを制御してエンジン１を併用することによ
り補う。

このようにして油圧エネルギーが徐々に消耗されて行く
に連れて、その分をエンジンによって補給して行くこと
ができ、エンジン走行への移行を行う時の走行状態のも
たつき怒を緩和することができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生装置
の実施例を説明する。

第１図ら）は、本発明に係る車両のブレーキエネルギー
回生装置の一実施例の全体構成図であり、１はエンジン
、２はエンジン１の負荷センサ、３はアクセルペダル５
４の踏込に応答するステップモータ、４はステップモー
タ３により制御されエンジン１への燃料供給量を設定す
るとともに負荷センサ２に接続されたインジェクション
（噴射）ポンプレバー、５はエンジン１の回転を変速し
て出力するＴ／Ｍ（１−ランスミツシラン）、６はＴ／
Ｍ５のギヤ段（図示せず）を自動的にシフトするギヤシ
フトアクチュエータ、７はクラッチ（図示せず）を自動
的に横断するクラッチアクチュエータ、８はＴ／Ｍ５と
係合しているＰＴＯ装置、９はアクスル１０及び車輪１
１とともに車輪の駆動系を形成するプロペラシャフト、
１２はＰＴＯ装置８のＰＴＯ軸、１３は電磁クラッチ、
１４はＰＴＯ軸１軸支２電磁クラッチ１３を介してＰＴ
０装置８と係合しており傾転角制御用パイロンド配管１
５、傾転角制御電磁比例弁１６及び傾転角制御ピストン
１７と組み合わされた周知の可変容量斜軸式アキシャル
ピストンポンプ・モータであり、１４ａはその吸入口、
１４ｂは吐出口である。

また、８０はポンプ・モータ１４の傾転角を検出する傾
転角センサである。

ここで、このポンプ・モータ１４について第２図（ａ）
及び第２図（ａ）のＡ矢視図である第２図（ｂ）に基づ
いて説明すると、第２図（ａ）に示すようにシリンダブ
ロック１４ｆの中心孔に出力軸１４ｃと係合しているシ
ャフト１４ｄが差し込まれており、この反対側はボート
ブレー）１４ｈを介して傾転角制御ピストン１７と係合
している。また、このシリンダブロック１４ｆの周辺に
は、複数のシリンダ１４ｇが設けられており、このシリ
ンダ１４ｇの一端には出力軸１４ｃと係合しているピス
トン１４ｅが慴動自在に差し込まれ、その反対側はボー
トプレート１４ｈを介して第２図（ｂ）に示す吸入口１
４ａまたは吐出口１４ｂと連通している。

上記の傾転角制御ピストン１７は、傾転角制御電磁比例
弁１６に供給する制御電流に比例して傾転角制御用パイ
ロット配管１５からピストン１７の下部に供給される作
動油又は油圧配管２０又は２１内の作動油に押されるこ
とによりその位置が図の上下方向に変化する。従って、
シリンダブロック１４ｆ、ピストン１４ｅ、シャフト１
４ｄ及びボートプレート１４ｈから成るアッセンブリは
出力軸１４ｃに係合したシャフト１４ｄの球形端部を中
心として傾転角制御ピストン１７の上下移動に伴い角度
が変化する（この場合、出力軸１４Ｃとシャフト１４ｄ
とが成す角度θを傾転角という）。

第２図（ａ）は傾転角制御電磁比例弁１６に最大の制御
電流を与えた時を示しており傾転角が最大となることか
ら出力軸１４ｃの１回転当たりの吐出量は最大となって
いる。傾転角制御電磁比例弁１６の制御電流が００場合
は、点線で示すように傾転角がＯとなり吐出量もＯとな
る。

第１図（ｂ）に戻って、１８は後述の高圧アキュムレー
タ２６の蓄圧が設定値を越えた時、これを逃がす高圧リ
リーフ弁、１９ａは補給回路の作動油の供給圧が設定値
を越えた時、これを逃がす低圧リリーフ弁、１９ｂは傾
転角制御用パイロット配管１５に、ポンプ・モータ１４
を傾転作動せしめるのに必要なパイロット圧を発生させ
る低圧リリーフ弁、２０はポンプ・モータ１４の吸入側
配管、２１はポンプ・モータ１４の吐出側配管、２２は
作動油の補給配管、２２ａは作動油の戻り配管、２３は
高圧側配管、２４は低圧側配管、２５は上記の配管２０
〜２４を切り替える回路切替弁、２６は高圧側配管２３
を介して回路切替弁２５に接続されている高圧アキュム
レータ、２７は低圧側配管２４を介して回路切替弁２５
に接続され上記ポンプ・モータ１４、回路切替弁２５及
び高圧アキュムレータ２６とともに油圧回路を形成する
低圧アキュムレータである。

尚、回路切替弁２５は、ポンプ・モータ１４の人出口を
固定して使用する場合、ポンプ時とモータ時の出力切替
を行うため必要なものであり、ポンプ・モータ１４に反
転式ピストンポンプ・モータを使用すれば回路遮断弁を
使用することもできる。これら回路切替弁及び回路遮断
弁は回路弁と総称することができるものである。

ここで、回路切替弁２５による配管の切替動作について
説明すると、その電磁石２５ａ及び２５ｂの何れも付勢
されていない時、弁位置は３つの弁位置の内の中心部に
示す位置となり４本の配管２０．２１．２３及び２４の
接続を絶っている。

ブレーキエネルギーを回収する場合には、電磁石２５ａ
を付勢して弁位置を電磁石２５ａ側に切り替える。する
と、低圧アキュムレータ２７を配管２４及び２０を介し
てポンプ・モータ１４の吸入口１４ａに連通させ、高圧
アキュムレータ２６を配管２３及び２１を介してポンプ
・モータ１４の吐出口１４ｂに連通させることができる
。これにより、低圧アキュムレータ２７に蓄えていた作
動油をブレーキエネルギーにより駆動されポンプとして
機能するポンプ・モータ１４により吸入／吐出させ高圧
アキュムレータ２６に蓄圧する。

反対に、ポンプ・モータ１４をモータとして機能させる
場合は、回路切替弁２５の電磁石２５ｂを付勢し弁位置
をｔｉｆ１石２５石側５ｂ側替える。

すると、低圧アキエムレータ２７を配管２４及び２１介
してポンプ・モータ１４の吐出口１４ｂに連通させ、高
圧アキエムレータ２６を配管２３及び２０を介してポン
プ・モータ１４の吸入口１４ａに連通させることができ
る。これにより高圧アキュムレータ２６に蓄圧されてい
た作動油が配管２３及び２０を通ってポンプ・モータ１
４をモータとして回転させた後、配管２１及び２４を通
って低圧アキュムレータ２７に達し、ここで蓄えられる
ことになる。

２８は作動油のドレインタンク、２９は作動油のフィル
タ、３０はエンジンｌにより駆動される作動油の補給ポ
ンプ、３１及び３２は補給配管２２上に設けられ前記油
圧回路からドレインタンクに戻った作動油を前記油圧回
路に供給するとともにポンプ・モータ１４に傾転角制御
用パイロット配管１５を介してパイロット油圧を供給す
る電磁弁である。

次に、３３は直結冷房リレースイッチ、３４はエンジン
ｌの水温センサ、３５はエンジン１０回転数センサ、３
６はインプットシャフト回転数センサ、３７は７７Ｍ５
のクラッチストロークセンサ、３８はギヤ位置センサ、
３９はギヤシフトストロークセンサ、４０は車速センサ
、４１は７７Ｍ５の油温センサ、４２は排気ブレーキ制
御弁、４３は排気ブレーキ弁（図示せず）を駆動するシ
リンダ、４４は排気ブレーキ制御弁４２を介してシリン
ダ４３に空気圧を供給するエア配管、４５及び４６はド
レインタンク２日に設けられたオイル量検出リミットス
イッチ、４７は高圧アキュムレータ２６に蓄圧された作
動油の圧力を検出する圧力センサである。尚、ギヤ位置
センサ３Ｂとギヤシフトストロークセンサ３９とでギヤ
位置検出手段を構成している。

そして、４日はエキゾーストブレーキを作動させるハン
ドレバー、４９はドライバーシート、５０は運転者がド
ライバーシート４９を離れたか否かを検出する離席検出
スイッチ、５１はパーキングブレーキレバー、５２はパ
ーキングブレーキスイッチ、５３はブレーキエネルギー
回生装置（以下、ＲＢＳという）メインスイッチ、５４
はアクセルペダル、５５はアイドル位置検出スイッチ、
５６はアクセル開度検出センサ、５７はブレーキペダル
、５８はブレーキペダル戻し位置検出スイッチ（以下、
単にブレーキペダルスイッチと称する）、５９はブレー
キ踏込量センサ、６０はギヤセレクトレバー、６１は坂
道発進補助装置（以下、Ｈ３Ａと略称する）スイッチ、
６２はアイドルコントロールスイッチ、６３はインジケ
ータ類、６５はドアスイッチ、６６はキースイッチ、６
７はブレーキエア配管、６８はブレーキエアタンク、６
９はブレーキエア圧力センサ、１０は電磁比例式圧力制
御弁、７１及び７３はエア圧力スイ・ンチ、７２はＨ３
Ａ弁、７４はエアマスタ、６４は上記のセンサ及びスイ
ッチ等の出力に基づきポンプ・モータ１４及びアクチュ
エータを制御してブレーキエネルギーを回生ずる制御手
段としてのコントロールユニット（以下、Ｃ／Ｕと略称
する）である。尚、Ｃ／Ｕ６４には下記に述べるプログ
ラム、マツプ及びフラグを記憶するメモリ（図示せず）
を含んでいる。

第３図は、第１図に示すＣ／１Ｊ６４に記憶され且つ実
行されるプログラムのフローチャート図であり、このフ
ローチャートに基づいて第１図の実施例の動作を説明す
る。

プログラムがスタートするとＣ／Ｕ６４は初期化サブル
ーチンを実行し、全出力をオフとし、内蔵するＲＡＭ　
（図示せず）のクリアチエツクを行う（第３図ステップ
Ｓ１）。

初期化を実行した後、前述のスイッチ３３．４５．４６
．５０．５２．５３．５５．５８．６１．６２．６５．
６６．７１及び７３並びにセンサ３８からの信号の読み
込みサブルーチンを実行しく同ステップＳ２）、次にセ
ンサ３５．３６及び４０から読み込んだ回転信号（パル
ス）の処理サブルーチンを実行してそれぞれエンジン回
転数、インプットシャフト回転数及び車速を算出する（
同ステップＳ３）。これらの処理においては、車速に応
じて後述する第１２図のフラグＦＬ−３ＰＥＥＤを生成
する。

そして、センサ２．３４．３７．３９．４１．４７．５
６．５９．６９から読み込んだアナログ信号の処理サブ
ルーチンを実行してそれぞれディジタル値のエンジン負
荷、クラッチストローク、シフトストローク、油温、圧
力、アクセル開度、ブレーキ踏込量及びブレーキエア圧
を求める（同ステップＳ４）。

これらの信号の読込及び処理は一回のＣ／Ｕ処理毎に更
新する。また、読み込んだ信号及び処理した信号により
ロジック中に使用されるフラグ（後述）をこれらのサブ
ルーチンの中で立てておく（制御履歴中、セット／リセ
ットされるフラグを除＜）。

続いて、キースイッチ６６がオンか否かチエツクしく同
ステップＳ５）、オフの時は、全制御停止サブルーチン
を実行する（同ステップＳ６）。

このサブルーチンは、停車時又は走行時にキ−スイッチ
６６がオフとなっても安全を確保するため油圧系を全て
安全な状態に戻した後でステップＳ７でアクチュエータ
リレー（図示せず）をオフにしてＣ／Ｕ６４の電源を断
つことにより全制御を停止させるものである。

ステップＳ５においてキースイッチ６６がオンの時は、
ＲＢＳメインスイッチ５３がオンか否かをチエツクしく
第３図のステップＳ８）、オフの時は、後述の通常ブレ
ーキ制御モードサブルーチンを実行する（同ステップ５
２２）が、オンの時は、運転者がブレーキエネルギー回
生装置（以下、ＲＢＳという）動作を実行しようとして
いるとして、制御を続行する。

このため、Ｃ／Ｕ６４は、運転者がパーキングブレーキ
５１を作動させているか否かをチエツクしく同ステップ
Ｓ９）、作動させていない時（パーキングブレーキスイ
ッチ５２ａ（Ｐ／Ｂｌ）がオフの時）は、ＲＢＳ使用可
能としてステップＳ１１に進むが、作動させている時（
パーキングブレーキスイッチ５２ａがオンの時）は、通
常ブレーキ制御モード（同ステップ５２２）に進んでＲ
ＢＳの使用禁止とする。これは、パーキングブレーキレ
バー５１を引いている時に不用意にアクセルペダル５４
を踏んでも車両が飛び出さないようにするためである。

但し、坂道発進等でパーキングブレーキを作動させたま
まポンプ・モータ１４の出力トルクを車輪１１に伝える
時のためにもう１つのパーキングブレーキスイッチ５２
ｂがオンか否かをチエツクする（同ステップ５１０）。

ここで、パーキングブレーキスイッチ５２ｂ（Ｐ／Ｂ２
）は、第１１図に示すように、パーキングブレーキレバ
ー５１のノブ５１ａを押している時にのみオンとなるも
のである。即ち、ノブ５１ａを押している状態はパーキ
ングブレーキを解除しようとする意志がある時であるか
ら、パーキングブレーキレバー５１が引かれていてパー
キングブレーキスイッチ５２ａがオンであってもＲＢＳ
を使用可能とするものである。

次に、Ｃ／Ｕ６４は、選択されているギヤ段をギヤ位置
検出センサ３８及びギヤシフトストロークセンサ３９に
よってチエツクしく同ステップ５１１）、ギヤ段がＮに
ュートラル）又はＲ（リバース）であればＲＢＳは使わ
ずに通常ブレーキ制御モードサブルーチン（同ステップ
５２２）に進むが、ギヤ段が１速乃至５速であればＲＢ
Ｓは使用可能であるため制御を続行す″る。

そして、停車しているか否かを車速センサ４０の出力か
らチエツクしく同ステップ５１２）、走行中であればス
テップＳ１４に進んで現時点の速度がポンプ・モータ１
４の許容回転数以下に相当するか否かチエツクする。こ
の許容回転数は、ポンプ・モータ１４が電磁クラッチ１
３、ＰＴＯ軸１２、ＰＴＯ装置８、プロペラシャフト９
及びアクスル１０を介して車輪１１と接続されているこ
とからＰＴＯ装置８およびアクスル１０のギヤ比が一定
であれば車速で判断でき、市販品であるポンプ・モータ
１４の許容回転数からギヤ比、車輪外周長を掛は合わせ
ると、例えば、５０ｋｍ／ｈ迄がＲＢＳの使用可能範囲
であると条件付けできステップＳ１４において、車速か
５０ｋｍ／ｈ以下、即ち、ポンプ・モータ１４の許容回
転数範囲内ならば制御を続けるが、許容回転数範囲を越
えていると判定した時は、ステップ３２２の通常ブレー
キ制ｊ’ｌＪモードサブルーチンを実行する。尚、この
サブルーチン（ステップ５２２）を実行した時には、第
１３図のフラグＦＬ−ＲＢＳのビット２に“１″を立て
ておく。

ステップＳ１２において、停車中であった時、車両がバ
スの場合は、発進禁止サブルーチンを実行する（同ステ
ップ５１３）、このサブルーチンは、バスがドアを開け
ている時に油圧回路の使用を禁止するものであり、ドア
が開いている時は、乗客が乗降中であると見なして乗客
の安全確保のために不用意にアクセルを踏んでも車両が
動き出さないようにするために実行するものである。

次に、Ｃ／Ｕ６４は運転者のペダル操作をブレーキ（同
ステップ５１５）、アクセル（同ステップ５１６）の順
でチエツクする（それぞれの信号処理はステップＳ４の
アナログ信号処理サブルーチンで処理済）。ブレーキ操
作のチエツクがアクセル操作のチエツクより優先される
のは、ブレーキペダル５７とアクセルペダル５４を同時
に踏んだ場合に車両の安全側としてブレーキを優先させ
るためである。

ステップＳ１５でブレーキペダル５７が踏まれている場
合、エネルギー回収モードサブルーチンを実行する（同
ステップ５１７）。このサブルーチンは、車両が一定値
以下の速度で走行している時に回収できるエネルギーが
少ない反面、渋滞時等の低速でのブレーキ使用が多い時
は油圧系の制御がその分頻繁になるために油圧を使わな
いようにするため、一定値以上の車速の時だけブレーキ
ペダル５７の踏込■に応じて必要なブレーキトルクをブ
レーキトルクマツプ（図示せず）から求めて記憶してお
くルーチンである。

このエネルギー回収モードサブルーチンを実行した後、
Ｃ／Ｕ６４は、今度はエンジンブレーキモードサブルー
チンをχ行する（第３図のステップ５１８）。このサブ
ルーチンは、通常の車両とフィーリングの差異をなくす
ためのもの、即ち、エキゾースト（排気）ブレーキ又は
エンジンブレーキに相当するブレーキ力を発生させるも
のである。

エキゾーストブレーキは、ブレーキペダル５７を踏むこ
となく、運転席のハンドレバー４８（又はスイッチ）に
よって操作される補助ブレーキであり、エンジンブレー
キは、車両がエンジンを駆動することによりその負荷と
して制動力を発生させる補助ブレーキである。

ここではエネルギー回収モードにおいて車両の持ってい
る運動エネルギーをできるだけ多く回収するため、エン
ジンクラッチを断としく第７図参照）、車輪１１とエン
ジン１とを切り離して上記２つの補助ブレーキの代替制
御を行う。

このため、上記のエンジンブレーキモードサブルーチン
を実行し、２つの補助ブレーキの発生する制動力をポン
プ・モータ１４で代用して発生させるものである。

ステップ３１Ｂのサブルーチンへは、ブレーキペダル５
７を踏んでいる場合は、ステップＳ１７のサブルーチン
から、アクセルペダル５４を踏んでいない時（アクセル
ペダルがアイドル位置にある時）は、ステップ３１６か
らそれぞれ進んで行くが、エンジンブレーキモードサブ
ルーチン（第３図のステップ３１８）は、エンジンで発
生する補助ブレーキの代用モードであるため第３図のス
テップＳ１７のブレーキペダル操作とは関係がない。即
ち、エキゾーストブレーキもエンジンブレーキも、アク
セルペダル５４を踏んでいない限りハンドレバー４Ｂの
出力により制御されて代替の力が発生する。言い換える
と、ステップ５１７４でブレーキペダルの踏込量に対応
した制動力を求めた時に、車両が一定の速度以上で走行
していれば更にエキゾーストブレーキ又はエンジンブレ
ーキ相当の制動トルクを求めるものである。

続いて、Ｃ／Ｕ６４は、前記ステップ３１７及びステッ
プ３１Ｂのサブルーチンで検索され記憶された必要制御
トルクを発生するのに必要なポンプ・モータ１４の容量
を油圧回路内圧力に応じて決定するポンプ計算サブルー
チンを実行する（第３図のステンブ５１９）。

即ち、前述のステップＳ１７．５１８でポンプ・モータ
１４を使った油圧ブレーキ制御を行っていれば、ステッ
プＳ１７．５１Ｂで検索した各ブレーキモードの必要制
動トルクを積算してポンプ・モータ１４で発生する必要
のある全制動トルクを計算する。

そして、必要な全制動トルク値をファイナルギヤ及びＰ
ＴＯ装置のギヤ比で除したポンプ・モータ１４でのトル
ク値Ｔから下記の理論式（１）によりポンプ・モータ１
４の容１ｖ−を求める。

ＶＰ＝２００πＴ／Ｐ　　　　　（１）ここで、 Ｐ；圧力センサ４７で検出される油圧回路内圧力（ｋｇ
／ｃｍ”　）、 ■Ｐ　：ポンプ・モータ１４の容１ｔ（ｃｃ）、Ｔ：必
要制御トルク（ｋｇ−ｍ）。

本発明では、第２回に示すように斜軸式アキシャルピス
トン式（又は、斜板式アキシャルピストン式でも良い）
ポンプ・モータ１４を用いることができるから、その容
量ｖ２は斜軸（又は斜板）の傾転角を制御することによ
り制御される。

メインプログラムのステップＳ１６に戻って、アクセル
ペダル５４が踏まれている時、Ｃ／Ｕ　６４は、第４図
に示すエネルギー再生モードサブルーチン（回収して高
圧アキュムレータ２６に蓄積されている減速エネルギー
を利用して走行するもの）を実行する（第３図のステッ
プ５２０）。

このサブルーチンを始めると、まず、フラグＦＬ　　Ｒ
ＢＳのビット４、即ちフラグＰＷＲＩ（第１３図参照）
が１（セットされている）か、０（リセットされている
）かをチエツクする（第４図のステップＳ２０１）、こ
れは、油圧走行可能状Ｂ（フラグＰＷＲ１＝　１　）か
否かをチエツクするものであり、走行可能状態とは、■
ＲＢＳメインスイッチ５３がオンであること、■パーキ
ングブレーキレバー５１が非作動であること、■車速が
ポンプ・モータ１４の許容回転数に対応する速度（例え
ば、５０ｋｍ／ｈ）以下であること、■高圧アキュムレ
ータ２６の内圧が最低作動圧（例えば、１５０ｋｇｆ／
ｃｍ”）以上であること、が全て成立している時であり
、■〜■の条件が１つでも成立しなければフラグＰＷＲ
１＝０にリセットされる。また、ステップ５２０５　（
後述）のように、油圧での走行が不可と判定された時も
フラグＰＷＲ１＝０にリセットされる。フラグＰＷＲ１
−１にセットされるのは、■〜■の条件が成立し且つ油
圧でのブレーキ制御を経た時である。これは、前述の■
〜■が成立しても１．油圧での走行が不可と判定された
後、油圧でのブレーキ制御を経験すれば高圧アキュムレ
ータ内の圧力が上昇し、油圧での走行が可能となること
が期待されるからである。

ステップ５２０１においてフラグｐＷＲ１＝００場合は
、ステップ８２０８に進み、エン゛ジン走行サブルーチ
ンにより、油圧回路オフの決定をし、アクセルペダル５
４の踏込量信号をステップモータ３へ送って１対ｌの対
応で処理し、ポンプ・モータ１４によるモータカは使用
しない。

ステップ５２０１においてフラグＰＷＲｌ　−１の場合
は、既に油圧走行可能状か否かをチエツクする（同ステ
ップ５２０２）、この場合、フラグＦＬ　　ＲＢＳのビ
ット５　（ＰＷＲ２）−０ならば未開始であるが、フラ
グＰＷＲ２＝１であれば開始済なのでステップ５２０３
及び５２０４をスキップしてステップ５２０６に進む。

ステップ５２０２においてフラグＰＷＲ２＝０の時は、
油圧走行開始可能か否かをチエ７りする必要がある。こ
の油圧走行開始可能の条件は、高圧アキュムレータ２６
に蓄積されている圧力Ｐが車速、ギヤ段に対応した基準
圧２０以上あることである。尚、Ｐ０決定において車速
を考慮に入れるのは、走行中でもブレーキ動作により油
圧が上昇してフラグＰＷＲｔ＝ｔとＰＷＲ２＝Ｏの条件
を満たすことがあるからである。

そこで、初期圧Ｐ０決定サブルーチンを実行する（同ス
テップ３２０３）。このサブルーチンの実行を開始する
と、Ｃ／Ｕ６４は、まず、その時点の車速か低速（例え
ば、１０ｋｍ／ｈ以下）であるか否かをチエツクしく第
５図のステップ５２０３１）、低速であれば、その時点
でシフト選択されているギヤ段をギヤ位置検出センサ３
８の出力によりチエツクする（同ステップ３２０３２）
。

ギヤ段が１速であれば、初期圧Ｐ０を、例えば１７０ｋ
ｇｆ／ｃｍ”に設定する（同ステップ５２０３４）、こ
れは、１速の時は、車速が微速であるため油圧の下降が
少ないことから設定した値である。

ギヤ段が２速〜５速の時は、初期圧Ｐ０を２００ｋｇｆ
／ｃｍ”に設定する。但し、ギヤ段は車速とアクセルペ
ダル５４の踏込量により自動的に決定されるため実際に
は４速、５速はない。

ステップ５２０３１において車速が低速以上と判定され
た場合は、更に、その速度域をフラグＦλ Ｌ　　５ＰＥＥＤのビット３（第１台図参照）により判
別する（同ステップ５２０３３）。

車速か１０ｋｍ／ｈ＜ｖ≦２０ｋｍ／ｈの場合は、初期
圧Ｐ　ｏ　＝　２５０　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ　”に
設定し（同ステップ３２０３６）、２０ｋｍ／ｈを越え
ている場合は、初期圧Ｐａ　＝３００ｋｇｆ／ｃｍ”に
設定する。これは、車速か上がると油圧の低下が早くな
るため、車速の高い速度領域程高い初期圧Ｐ、を設定す
るものである。

これに更に細かい条件を付けるならば、油圧低下はポン
プ・モータ１４の容量と回転数によるので、この両者の
マトリックスにより初期圧Ｐ０を設定しても良い。

初期圧Ｐ０を設定すると、フラグＰＷＲ２＝　１として
（同ステップ５２０３８）エネルギー再生モードサブル
ーチンに戻る。

そして、ステップ５２０３で設定した初期圧Ｐ０と現在
の高圧アキュムレータ２６に蓄積されている圧力Ｐとを
比較しく第４図のステップ３２０４）、Ｐ≦Ｐ０ならば
油圧が不足しているため油圧走行はしない、この時は、
フラグＰＷＲ１及びＰＷＲ２を共にリセットしく同ステ
ップ５２０５）、エンジンのみで走行する（同ステッ７
”３２０Ｂ）。

この圧力の比較は一旦油圧走行を開始すれば、上述の如
くステップ５２０２によりスキップされる。

ステップ３２０４において、Ｐ＞Ｐ＋＋と判定すると、
油圧走行開始可能となり、Ｃ／Ｕ６４は、油圧走行フェ
ードアウト開始圧力（Ｐ、）決定サブルーチンを実行す
る（同ステップ５２０６）。

この油圧走行フェードアウトは、ポンプ・モータ１４の
モータ容量を一定にしたまま、油圧低下に伴って油圧駆
動トルクを絞ることであり、この制御が始まる時点から
エンジン回転の立ち上げ、或いはエンジントルクの増加
を計る。これは、油圧走行からエンジン走行への切替を
円滑にするために行うものである。

このサブルーチンを開始すると、まず、フラグＦＬ　　
ＲＢＳのフラグビットＦＯをリセット（第１３図参照）
しておく（第６図のステップ３２０６１）。

次に、高圧アキュムレータ２６の圧力Ｐをチエツクし、
例えば、Ｐ＞１８５ｋｇｆ／ｃｍ”ならばフェードアウ
ト開始圧力Ｐ、は設定しない（同ステップ３２０６２）
が、圧力Ｐが残り少なく成れば（例えば、Ｐ≦１８５ｋ
ｇ　ｆ／ｃｍ”　）、車速に応じたフェードアウト開始
圧力Ｐ、を設定する。

即ち、ステップ５２０６３において、フラグＦＬ　　５
ＰＥＥＤのビットθ〜３により車速か低速（例えば、２
０ｋｍ／ｈ以下）と判定されると開始圧力Ｐ、を例えば
、１６０ｋｇｆ／ｃｍ”に設定する（同ステップ３２０
６４）。同様に、フラグＦＬ　　５ＰＥＥＤのビット４
により車速が例えば、２０ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈ以
内であれば（同ステップ５２０６５）、Ｐｉ　＝１７０
ｋｇｆ／ｃｍ”としく同ステップ５２０６６）、車速か
３０ｋｍ／ｈから４０ｋｍ／ｈならば（同ステップＳ　
２０６７　）　、Ｐ　Ｅ　＝　１７５　ｋ　’ｇ　ｒ　
／　ｃ　ｍ　”としく同ステップ３２０６Ｂ）、それ以
上ならＰ。

＝１８５ｋｇｆ／ｃｍ”　とする（同ステップ５２０６
９）、そして、フラグＦＯをセット（フェードアウト開
始）して（同ステップ５２０７０）エネルギー再生モー
ドに戻る。

第４図のステップ５２０７ではフラグＦＯを見る。フラ
グＦＯが“０″の時はステップ５２０９のトルクマツプ
検索サブルーチンを実行し、圧力Ｐ１ギヤ段及びアクセ
ルペダル５４の踏込量によりポンプ・モータ１４のモー
タ容量を決定する。

この場合、エンジン１の出力とポンプ・モータ１４の出
力との合流点は、第８図に示すようにメインシャフト上
であるので、メインシャフト上でのトルク値で制御する
。

第８図において、メインシャフト上での必要トルクＴＮ
は下記の式（２）から求められる。

Ｔ　Ｎ　＝　Ｔ工Ｘ　ＰＴＯギヤ比 ＋ＴＥＸＴ／Ｍギヤ比　　（２） ここで、 ＴＰ、ｌ：ポンプ・モータ１４のトルク、ＴＥ　：エン
ジン１のトルク。

第８図において、メインシャフト上の必要トルクＴＮは
各ギヤ段毎に最大値を設定してあり、この最大値は、ア
クセルペダル５４の踏込量の最大値と対応している。車
速及びアクセルペダル５４の踏込量によりギヤシフトが
行われる（第１５図参照）と、この必要トルクＴ、は、
ギヤ段に応じて変更される。

第９図は、上記の式（２）より導いた変換された必要ト
ルクＴＮのマツプであり、７７Ｍ５のギヤ比だけが可変
のため、各ギヤ段によって必要トルクＴＨの最大値が異
なっている。このマツプより、センサ３８．３９によっ
て検出された現在のギヤ段でのアクセルペダル５４の踏
込量により必要トルクＴＮが検索される。

第１０図は、ポンプ・モータ１４のメインシャフト上で
の出力トルク（Ｔ　ＰＨＸ　ＰＴＯギヤ比）のマツプで
あり、このマツプと第１０図のマツプとを併用すること
により必要なポンプ・モータ１４の容量を決めることが
できる。即ち、必要トルクＴ８がポンプ・モータ１４の
最大出力トルク（任意の圧力に対し、ポンプ・モータ１
４が最大容量の時がその圧力に対する最大出力トルク）
以下であるときには、そのトルクＴ、によりモータ容量
を求め、必要トルクＴ、がポンプ・モータ１４の最大出
力トルクを越える場合は、その最大出力トルクによるモ
ータ容量としく即ち、ポンプ・モータ１４を最大容量と
する）、残りの分はエンジン出力により付勢する。

第４図に戻り、ステップ５２０７において、フラグＦＯ
が１″のときは、Ｐ、が設定されており、フェードアウ
ト制御が実行されるか又は実行直前である。ステップ５
２０１０では斯かる状態の時の処理を行う、即ち、まず
、現在の圧力Ｐと設定した圧力Ｐｃとを比較し、ｐ＞ｐ
ｔであればフェードアウト制御の直前ではあるが、まだ
実行せず、ステップ５２０９と同様のサブルーチンでポ
ンプ・モータ１４の容量を決定する。Ｐ≦Ｐｔであれば
フェードアウト制御を実行するため、ポンプ・モータ１
４の容量を、このフェードアウト制御に入った時点（ス
テップ５２０７）での容量に固定（容量一定）しておく
ことにより、油圧Ｐが徐々に低下して行けば上記の式（
１）からトルクＴが低下することになり、ステップ５２
０９と同様に第９図のマツプからアクセル踏込量に対応
した必要トルクＴＮを検索した時に生じる不足分のトル
ク（第１０図参照）をエンジン出力により付勢する。従
って、油圧による駆動力が徐々に減少（フェードアウト
）するとともにエンジンによる駆動力が徐々に増加する
ことになる。

ここで、不足分のトルクをエンジン出力により補うため
には、トルクと燃料噴射ガバナを駆動するためのステン
ブモータの移動量とをギヤ段毎に求めておけばよい（第
９図のマツプから不足トルクに対応したアクセルペダル
の踏込量に換算して求めることと等価である）。

再び第３図のメインプログラムに戻ってステップＳ２２
は通常ブレーキ制御モードサブルーチンであり、これは
油圧回路を不作動にし、ブレーキペダル５７の踏込量に
応じて電磁比例式エア圧制御弁７０を駆動することによ
りエアブレーキ又はエア・オイルブレーキだけでブレー
キをかけるモードである。

以上の制御の後、Ｃ／Ｕ６４は、オイル量制御を行う（
第３図のステップＳ２１）。このオイル量制御は、オイ
ル量検出リミットスインチ４５がオンであるかオフであ
るかによりオイルの補給が必要であるか否かを判定して
電磁弁３１．３２に対する作動リクエストを発生するサ
ブルーチンである。

また、Ｃ／Ｕ６４は、周知の特開昭６０−１１７６９号
公報と同様に車速センサ４０からの車速信号、アクセル
開度検出センサ５６からのアクセルペダル５４の踏込量
に対応する信号及びギヤセレクトレバー６０からのセレ
クト信号（マトリックス信号）を読み込み、車速及びア
クセルペダル５４の踏込量に応じて作成した第１５図に
示すマツプに基づき適正な７７Ｍ５のギヤ段を選択する
（第３図のステップＳ２３及び５２４）。

この動作は、クラッチアクチュエータ７及びギヤシフト
アクチエエータ６を駆動して、エンジンクラッチ（図示
せず）を切り→Ｔ／Ｍ５のギヤを中立状態にし→セレク
トし、シフトし→エンジンクラッチを接続することで行
い、これにより７７Ｍ５のギヤ段は、車速及びアクセル
ペダル５４の踏込量に応じた適切なものに自動的にシフ
トアップ／ダウンされる。

尚、Ｃ／Ｕ６４は、第７図に示すクラッチ制御方法の決
定サブルーチンに基づき、油圧だけで走行している場合
、フラグＦＬ　　ＲＢＳのビット３＝１になっているこ
と（第７図のステップ５２４１）からエンジンクラッチ
を断としている（同ステップ５２４２）。このフラグＦ
Ｌ　　ＲＢＳのビット３は第１３図に示すように、エネ
ルギー回収モードにあっては必ず、またエネルギー再生
モードにあっては油圧のみで走行する場合にセットセン
トされるものである。

尚、エンジンクラッチの接／断制御については現在では
自動フランチ式の自動変速機車両が既に知られており、
また自動変速機を待たない車両であってもエンジンクラ
ッチのみが自動的に接／断制御できればよい。更に、流
体式自動変速機車両の場合はエンジンとの切り離しはギ
ヤをニュートラル位置に制御すれば同様の効果が得られ
る。

続けて、上述のエネルギー回収モード、再生モード、通
常ブレーキ制御モード等で決定された、ポンプ・モータ
１４の容量、電磁クラッチ１３の断／接、回路切替弁２
５の切替位置に従い、実際にこれらを駆動する油圧回路
制御サブルーチンを実行する（第３図のステップ５２５
）。

このサブルーチンは上記の各種の判定・演算結果に基づ
いて油圧回路を構成する回路切替弁２５やポンプ・モー
タ１４並びに′ｔ！１ｒ１１クラッチ１３を実際に制御
するものである。

油圧回路制御（ステップ５２５）を行った後、直結冷房
リレースイッチ３３及び水温センサ３４からの信号を読
み込み、エンジン１の暖機運転時、冷房時のアイドル回
転の安定を図る他、補給用ポンプ３０を駆動する時のア
イドル回転の安定を図るアイドル制御サブルーチンを実
行する（同ステップ５２６）。

その後、上述のエネルギー再生モード等で決定されたエ
ンジン１の出力トルクによりステップモータ３の目標位
置を設定し、これを駆動するエンジン制御サブルーチン
を実行する（同ステップ５２７）。この場合、上述の工
フルギー再生モード等で決定されたポンプ・モータ１４
の容１ｖが、Ｖ＜２５０ＣＣの時はアイドリングとし、
Ｖ＞２５０ｃｃの時は、下記の式〔３）から求めたエン
ジン必要出力が発生するようにエンジンを制御する。

エンジン必要出力＝　（（Ｔ／Ｍ必要出力）−（ポンプ
・モータ最大出力） Ｘ　（ＰＴＯギヤ比）〕 ／（Ｔ／Ｍギヤ比）（３） このエンジン出力は上述の如くアクセルペダルの踏込量
に換算してから燃料噴射ガバナをステップモータが駆動
することにより得られる。

以上の制御・処理の後、油圧及び動力源（油圧、エンジ
ン）表示を含み、インジケータ類６３の表示制御を行う
インジケータ制御サブルーチンを実行する（同ステップ
３２８）。

そして、車速がＯで且つブレーキペダル５７が踏まれて
いることを条件とじＩ　Ｓ　Ａ弁７２を閉じてブレーキ
状態を保持し、アクセルペダル５４が踏まれるか、又は
ギヤセレクトレバー６０がニュートラル位置になったこ
とによりブレーキ状態を解除するＩ　Ｓ　Ａ制御サブル
ーチンを実行する（同ステンブ５２９）。

この後は、自己診断実行の時間になったか否かチェフク
しく同ステップ５３０）、時間になると定期的（例えば
、５００ｍ５）に自己診断を実行して（同ステップ３３
１）、処理の時間を一定にするための時間待ちの後（同
ステップ５３２）、ステップＳ２に戻り上述の処理を繰
り返す。

尚、上記のサブルーチン（ステップＳ２３〜３１）は現
在既に知られている技術を用いることができる。

（発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、第４図及び第６図に示
す如く、エネルギー再生モード時に油圧が不足する基準
圧力を車速に応じて設定し、油圧回路の蓄圧が基準圧力
を下回ったときにはモータ容量を一定にするとともにア
クセル開度及びギヤ位置に応じて必要な駆動トルクをエ
ンジンの併用制御で必要に応じて補うように構成したの
で、油圧＋エンジン走行からエンジン走行へ移行すると
きの走行状態のもたつき感を緩和する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明に係る車両のブレーキエネルギ
ー回生装置の概念図、 第１図（ｂ）は、本発明に係る車両のブレーキエネルギ
ー回生装置の実施例の構成を示す図、第２図（ａ）、（
ロ）は、本発明に使用する斜軸式アキシャルピストンポ
ンプ・モータのそれぞれ断面図及び斜視図、 第３図は、本発明の制御手段に記憶され且つ実行される
プログラムのフローチャート図、第４図は、エネルギー
再生モードサブルーチンのフローチャート図、 第５図は、油圧走行開始法定圧決定サブルーチンのフロ
ーチャート図、 第６図は、フェードアウト開始法定圧決定サブルーチン
のフローチャート図、 第７図は、クラッチ制＝方法決定サブルーチンのフロー
チャート図、 第８図、エンジントルクとポンプ・モータトルクとの合
流を説明する図、 第９図は、ギヤ段毎のトルクマツプ図、第１Ｏ図は、ポ
ンプ・モータのメインシャフト上における最大発生トル
クマツプ図、 第１１図は、パーキングブレーキレバーを説明する概略
図、 第１２図は、フラグＦＬ　　５ＰＥＥＤを説明する図、 第１３図は、フラグＦＬ　　ＲＢＳを説明する図、第１
４図は、フラグＦＬ　　ＰＥＤＡＬを説明する図、 第１５図は、車速及びアクセルペダル踏込量に基づくギ
ヤシフトマツプ図−である・ 図において、１はエンジン、５は７７Ｍ、８はＰＴＯ装
置、１３は電磁クラッチ、１４はポンプ・モータ、２５
は回路遮断（切替）弁、２６は高圧アキエムレータ、２
７は低圧アキュムレータ、３８はギヤ位置センサ、３９
はギヤシフトストロークセンサ、４０は車速センサ、４
７は圧力センサ、５４はアクセルペダル、５５はアイド
ル位置検出スイッチ、５６はアクセル開度センサ、６４
は制御手段としてのＣ７０、をそれぞれ示す。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧回路と、該油圧回路の圧力センサと、車速センサと
   、アクセル開度センサと、ギヤ位置検出手段と、エネル
   ギー再生モード時に該圧力センサによる油圧が不足する
   基準圧力を該車速に応じて設定し該基準圧力以下のとき
   には該油圧回路内のポンプモータのモータ容量を一定に
   するとともに該アクセル開度及びギヤ位置に応じて必要
   な駆動トルクをエンジンの併用制御で必要に応じて補う
   制御手段と、を備えたことを特徴とする車両のブレーキ
   エネルギー回生装置。