JPH02117435A - 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−ｔａｋｅ−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Ｃ０Ｊ、
　　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
２４５１２８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ッ
ション（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
を介してアキエ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じて機能させる）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ｉｔ（
斜板又は斜軸の傾転角）を制御し且つ電磁クラッチを接
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
ンを併用するか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、制動時に、ポンプ・モ
ータのポンプ容量をブレーキペダルの踏込量の０〜３０
％の変化に対応させて０〜１００％に変化させ、ブレー
キペダルの踏込量の初期段階で減速エネルギーを最大の
割合でアキュムレータに蓄圧し油圧ブレーキ力に変換で
きるようにしている。

ところが、ポンプ・モータによる油圧制動力はポンプ容
量と共にその時点での油圧回路内の油圧値によっても左
右されるものであり、ポンプ容量のみをブレーキペダル
の踏込量に対応させても、発生する油圧制動力はブレー
キペダルの踏込量に対応したものにはならなかった。

このため、ブレーキペダルの踏込量が同じであっても油
圧が高い時は発生する制動力が大きく逆に油圧が低い時
は発生する制動力が小さい、また、連続してブレーキペ
ダルを踏んでいると、アキュムレータ内の圧力が高くな
って来るため、制動力が増大する。

コノヨウに、運転者にとってブレーキペダルを踏んだ時
の制動力を把握し難いという問題点があった。

従って、本発明は、エネルギー回収時に、最適なブレー
キ力を発生することができる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、本発明に係る車両のブレー
キエネルギー回生装置では、油圧回路と、該油圧回路の
圧力センサと、ブレーキ踏込量センサと、エネルギー回
収時にエンジンを切り離すとともに該踏込量に、対応し
て必要な制動トルクと該圧力からポンプ容量を求めて該
油圧回路内のポンプ・モータを制御する制御手段と、を
備えている。

〔作　　　用〕

本発明を第１図（ａ）で説明すると、制御手段（Ｃ／１
Ｊ）６４は、減速エネルギー回収時に、エンジンを切り
離すとともに、ブレーキ踏込量センサによるブレーキペ
ダルの踏込量から必要な制動トルクを求める。

そして、この制動トルクと、圧力センサによって検出さ
れた油圧回路の油圧とにより油圧回路内のポンプ・モー
タ１４のポンプ容量（１頃転角）を求め、このポンプ容
量になるようにポンプ・モータ１４を制御する。

これと同時に通常の如く、回路弁１５をエネルギー回収
モードに設定し且つ電磁クラッチ１３を接続して油圧回
路とＰＴＯ装置８とを結合することにより油圧ブレーキ
を掛けることができる。

従って、本発明において、制御手段は、常に必要とする
制動トルクに対応した適切なブレーキ力を発生させるよ
う制御を行い、不適切な制動力の発生に起因する操作性
の不具合を防止できる。

〔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Φ）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（）ランスミッション）、６は７７Ｍ
５のギヤ段（図示せず）を自動的にシフトするギヤシフ
トアクチヱエータ、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エエータ、８は７７Ｍ５と係
合しているＰＴＯ装置、９はアクスル１０及び車輪１１
とともに車輪の駆動系を形成するプロペラシャフト、１
２はＰＴＯ装置８のＰＴＯ軸、１３は電磁クラッチ、１
４はＰＴＯ軸１軸支２電磁クラッチ１３を介してＰＴＯ
装置８と係合しており傾転角制御用パイロット配管１５
、傾転角制御電磁比例弁１６及び傾転角制御ピストン１
７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、１
４ｂ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
プレート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１４ｒ１ピストン１４ｅ、シャフト１
４ｄ及びボートプレート１４ｈから成るアンセンブリは
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０の場合
は、点線で示すように傾転角が０となり吐出量も０とな
る。

第１図（ハ）に戻って、１８は後述の高圧アキエムレー
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
低圧アキエムレータである。

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
を電磁石２５ｂ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
圧アキュムレータ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ンチ、３４はエンジン
ｌの水温センサ、３５はエンジン１の回転数センサ、３
６はインプットシャフト回転数センサ、３７はＴ／Ｍ５
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Ｔ／Ｍ５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２８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王カセンサである。尚、ギヤ位置
センサ３８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、４８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はアクセル間度検出センサ、５７はブレーキペダル
、５Ｂ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、６Ｂはブレーキエアタンク、６
９はブレーキエア圧力センサ、７０は電磁比例式圧力制
御弁、７１及び７３はエア圧力スイッチ、７２はＨ３Ａ
弁、７４はエアマスク、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、Ｃ７０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／Ｕ６４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）のクリアチェンクを行う（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４Ｏ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１５図のフラグＰＬ−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
ロジン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く）。

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３６）。

このサブルーチンは、停車時又は走行時にキースイッチ
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、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め電源を断
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メインスインチ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）がオンの時）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１４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。！＋１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Ｒ
ＢＳ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
エートラル）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３１４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、ＰＴＯｉｉ！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Ｗ８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る。

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Ｓ２２の通常ブレーキ制御ｎ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５
２２）を実行した時には、第１６図のフラグＦＬ−ＲＢ
Ｓ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３１３）、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セ
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、第４図に示す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）。

まず、第１７図に示すフラグＦＬ　　ＰＥＤＡＬのビッ
トＱ　（ＢＲＫＩ）をチエツクする（第４図のステップ
３１７１）、このフラグＢＲＫＩは、第１７図に示すよ
うに初めてエネルギー回収を実行する時にセットされ、
通常ブレーキ制御、エネルギー再生制御の先頭でリセッ
トされるようになっているフラグである。従って、初め
てブレーキを使う時は０であるから、次に速度フラグ（
ＦＬ５ＰＥＥＤ、第１５図参照）から車速をチエツクす
る（同ステップ５１７２）。

車速か低速域（例えば、車速１０ｋｍ／ｈ以下）では、
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、速度フラグ
Ｆ　Ｌ　−Ｓ　Ｐ　Ｅ　Ｅ　Ｄのビット０１ビツト１、
ピント２のうちのいずれか１つが１″であれば通常ブレ
ーキ制御モードサブルーチンを実行する（同ステップ５
１７３）、このサブルーチンはメインプログラムのステ
ップＳ２２のサブルーチンと同じものである。

車速か、例えば、１０ｋｍ／ｈを越えた場合（ビット０
、ピント１、ピント２がいずれも°’０”）、第９図に
示すブレーキトルクマツプによる制御トルク検索を行い
（同ステップ５１７４）、ブレーキペダル５７の踏込量
（角度）から運転者が発生させようとしている制動トル
クを検索して記憶する。

ここで第９図に示すブレーキトルクマツプを説明すると
、このマツプはエアブレーキ、エアオーバーハイドロリ
ック（エア・オイル）ブレーキ等のブレーキペダル５７
踏込量と車両１台溝たりの制動トルクの合計（前・後輪
）の関係を示す線図を基にしたもので、ペダル操作フィ
ーリング、乗客のフィーリング及び安全性からＲＢＳで
のペダル操作と実際のブレーキの効き具合はエアブレー
キ、エア・オイルブレーキ等の操作と同等となる。

第９図において、ブレーキペダル５７踏込の初期状態（
例えば、０〜３．５°）をブレーキ遊びとし、ブレーキ
ペダル５７に取り付けられたブレーキ踏込量センサ５９
の出力電圧をブレーキペダルスイッチ５８によりＯとし
である。ブレーキペダル５７踏込の初期状態（例えば、
３．５　＠）を越えると、上記スイッチ５８はオンとな
り、センサ５９はペダル踏込角に比例した電圧を出力す
る。従って、ブレーキペダル５７の踏込角度はセンサ５
９の出力から検出できる。

ブレーキペダル５７踏込の初期に続く区間がブレーキ力
制御区間（例えば、３．５°〜１６°）であり、この区
間においてポンプ・モータ１４、エアブレーキ又はエア
・オイルブレーキを制御する。

このため、マツプからブレーキペダル５７の踏込角に相
当する制動トルクＴを求める。

ブレーキ力制御区間を越える区間（例えば、１６６〜２
５ａ）は、パニックブレーキ時であり、この時、電磁比
例式エア圧制御弁７０はブレーキペダル５７と連通した
リンク機構（図示せず）により強制的に押し下げられ、
ブレーキエアタンク６８とブレーキ力発生装置、例えば
、エア・オイル式においてのエアマスター７４、とを全
通にして圧縮エアによる最大の制動力を発生させる。こ
のとき、車両が不安定な状態となる虞があるため、油圧
回路の使用は禁止される。

制御がステップ５１７４に進むのは、ブレーキが初めて
踏まれた時（フラグＢＲＫ１＝０）で且つステップ５１
７２で車速か低速（例えば、１０Ｋｍ八）以上か、又は
ブレーキが継続して踏まれている時（フラグＢＲＫ１＝
１）で且つステップ５１７５で車速が微速（例えば、２
　ｋ　ｍ　／　ｈ　）以上を検出した場合である。

これは、初期状態で車速が１０ｋｍ／ｈ以下の、低速域
（ステップ５１７２）では油圧回路の制御・駆動の手数
の割りに回収できるエネルギーが少ないが、−旦ボンブ
・モータ１４による油圧でブレーキをかけた後は（フラ
グＢＲＫ１＝１）、ポンプ・モータ１４が安定して回転
する微速度（２ｋ　ｍ　／　ｈ　）まで継続して使用し
、出来るだけ多くの減速エネルギーを回収しようとする
ためである。

ステップ３１７５において、車速が微速（２ｋｍ／ｈ以
下）になったことが検出されると、通常ブレーキ制御モ
ードサブルーチンを実行しく同ステップ３１７６）、エ
アブレーキ又はエア・オイルブレーキで制動をかける。

このサブルーチンはステップ５１７３と同様にメインプ
ログラムのステップ“Ｓ２２のサブル−チンと同しもの
である。

このようにしてエネルギー回収モードサブルーチンを実
行した後、Ｃ１０６４は、第５図に示すエンジンブレー
キモードサブルーチンを実行する（第３図のステップ３
１Ｂ）、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。

本ブレーキエネルギー回生装置では、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
８１￥１参照）、車輪１１とエンジンｌ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ている。

第５図のステップ８１８１では、フラグＦＬＰＥＤＡＬ
のビット０　（ＢＲＫＩ）に基づき第４図のステップ５
１７１と同様に油圧によるブレーキ制動の最初か、継続
中かをチエツクする。ステップ３１８１とステップＳ　
１−７１のフラグは共０通であるため、ステップＳ１７
及びステップＳ１８の何れかで油圧によるブレーキ制御
を開始していれば、ステップＳ１７及びステップ３１Ｂ
の両方のモードでステップ５１７５又はステップ３１８
３へ進み継続したブレーキ制御が実行される。

ステップ５１８２では、ステップ５１７２と同様に低速
域（例えば、車速１０Ｋｍ／ｈ　）以下（フラグＦＬ　
　５ＰＥＥＤのビット０〜ビツト２のいずれかが１）で
は、油圧によるブレーキ制御を開始しない、一方、ステ
ップ３１８３では、ステップ５１７５と同様に一部ポン
プ・モータ１４によるブレーキ制御を開始した後（フラ
グＢＲＫ１＝１）は車速が微速（例えば、２ｋｍ／ｈ）
に落ちる迄の間（フラグＦＬ　　５ＰＥＥＤのビットＯ
又はビット１がＯ）は、油圧力によるブレーキ制御を継
続する。

次に、運転席のハンドレバー４８（スイッチでも良い）
がオンか否かをチエツクしく第５図のステップ３１８４
）、オンであれば、エキゾーストブレーキ相当の制動ト
ルクをマツプより検索する（同ステップ３１８５）。

第１０図は、エキゾーストブレーキ相当の制動トルクマ
ツプであり、このマツプは、実際のエキゾーストブレー
キと同じ線図であるためエキゾーストブレーキに慣れた
運転者にとって違和感のないものとなっている。また、
このマツプはエンジンで発生する制動トルクであるため
、車輪１１での制動トルクを出すためには、現在シフト
されているギヤ段とファイナルのギヤ比を掛は合わせた
ネットの制動トルク値に変換して記憶しておく。

ステップ５１８４において、ハンドレバー７５がオフの
時は実際のエンジンブレーキと同等の制動トルクを、第
１１図に示すマツプより検索する（同ステップ３１８６
）。

第１１図は、エンジンブレーキ相当の制動トルクマツプ
であり、このマツプもエンジンｌで発生する制動トルク
であるため、車輪１１での制動トルクを出すためには、
現在シフトされているギヤ段とファイナルのギヤ比を掛
は合わせたネット値に変換して記憶しておく。

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が
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３１７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４８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プレ
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Ｓ１７及びステッ
プ３１８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図のステップ５１９）。

まず、通常ブレーキ制御モードサブルーチンを実行した
か否かを第１６図に示したフラグＦＬＲＢＳのビット２
によりチエツクしく第６図のステップ５１９１）、通常
ブレーキ制御モードサブルーチンを実行していれば、ポ
ンプ・モータ１４の制御は不要なのでステップ３１９の
サブルーチンを全てパスする。

次に、前述のステップＳ１７及びステップ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Ｓ１７．３１８で検索した各ブレーキモー
ドの必要制動トルクを積算する（同ステップ５１９２）
。即ち、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。

続けて、ステップ５１９２で求めた必要トルク値をファ
イナルギヤ及びＰＴＯ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１４の容量ｖＰを求める。

Ｖ　Ｐ　−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”　）、 ＶＰ　：ポンプ・モータ１４の容量（ＣＣ）、Ｔ：必要
制御トルク（ｋｇ−ｍ）。

しかし、これを計算させることは、？ｆｆ雑になるので
、二〇式（１）により第１２図に示すような、圧力、ト
ルク及び容量のマツプを予め作成しておき、このマツプ
から必要な容量を検索する（同ステップ３１９３）。

本発明では、第２図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
〒■、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。

そして、上記マツプから検索したポンプ・モータ１４の
容ｆｆｉ　Ｖ　Ｐがポンプ・モータ１４の最大容１ｖ１
４Ａｘを越えているか否かをチエツクしく同ステップ５
１９４）、越えている場合はＶ、　＝ｖＭａ＋ｔとする
（同ステップ３１９５）。そして、フラグＦＬ　　ＰＥ
ＤＡＬのピント１であるＢＲＫ２　（第１７図参照）を
チエツクしく同ステップ５１９６）、運転者がブレーキ
ペダル５７を踏んでいない時（ＢＲＫ２＝０）は、ポン
プ・モータ１４で発生する制御トルクが必要トルクより
不足でもそのまま制御を続行する。

運転者が、ブレーキペダル５７を踏んでいる時はフラグ
ＢＲＫ２＝１となるため、不足分の制動トルクをエアブ
レーキ又はエア・オイルブレーキで補足するためステッ
プ５１９７に進み第１２図に示すマツプから不足制動ト
ルクを検索する。

ここで、このマツプでの不足制動トルク検索方法を第１
３図で説明すると、必要な制御トルクＴに対応する油圧
回路内圧力Ｐの点がポンプ・モータ１４の最大容ｆｆｉ
　Ｖ　Ｆの直線上又は下側、即ち、図の斜線部内に有る
場合は、■、≦Ｖ　ＷＡＸなのでポンプ・モータ１４だ
けで必要制動トルクを発生できるが（例えば、必要制動
トルクＴＰ）、■□８の線より上側にある場合（例えば
、必要制動トルクＴＡ）は、Ｖ　ｐ　＞　Ｖ　ＭＡＩＩ
　（！：　ナリ、ボア７”−Ｅ−タ１４では必要制動ト
ルクＴＡを発生することができないことになる。

そこで、ＶＰ＞ＶＭＡＸの場合、不足する制動トルク、
例えば、ＴＡ−Ｔ、を検索して求め、この分をエアブレ
ーキ又はエア・オイルブレーキによって補充するもので
ある。

このため、ステップ５１９７で検索した不足分の制動ト
ルク発生に見合うエアをエアタンク６８からエアマスタ
７４に送り込むように電磁比例式エア圧制御弁７０を駆
動する（同ステップ３１９８）。

ステップＳ　１９４１．：：おいてＶｐ≦Ｖ　ＭＡＮ時
、及びステップ８１９６においてフラグＢＲＫ２＝０の
時は、電磁比例式エア圧制御弁７０を作動させず、ポン
プ力だけでブレーキ動作を行う（ステップ５２００）。

上記のサブルーチンの実行を行った後、Ｃ／Ｕ６４は、
フラグＢＲＫ２を０にリセットして（同ステップ５１９
９）、メインプログラムに戻る。

メインプログラムのステップ３１６に戻って、アクセル
ペダル５４が踏まれている時、Ｃ／Ｕ　６４は、エネル
ギー再生モードサブルーチン（回収して高圧アキエムレ
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３２０）。

このサブルーチンでは、アクセルペダル５４の踏込量を
ギヤ段毎に検出して必要なトルクを求め、このトルク及
び現在の油圧回路の蓄圧によりポンプ・モータ１４の傾
転角（容量）を決定する。

そして、メインプログラムはステップＳ２２の通常ブレ
ーキ制御モードサブルーチンを実行するが、これは油圧
を使わず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。

第７図に基づきこのサブルーチンを説明すると、まず、
ブレーキペダル５７の踏込量と電磁比例式エア圧制御ｎ
弁７０の吐出圧を第９図のマツプにより検索する（第７
図のステップＳ２２１）。これは、制動トルクは、例え
ばエアオイルブレーキの場合、エアマスター７４に送ら
れる吐出圧で決まるため行う検索であり、このマツプは
、制動のフィーリングを合わせるため通常のエアブレー
キ車（又は、エア・オイルブレーキ車）と同等の吐出圧
線図になっている。尚、第３図のステップＳ８．５ＩＯ
１Ｓｌｌ及び５１４からこのサブルーチンに進んだとき
にもブレーキペダル５７の踏込量が与えられて制動トル
クが求められる。

次に、ステップ５２２１で検索した吐出圧に基づいて電
磁比例式エア圧制御弁７０を駆動しく同ステップ５２２
２）、本サブルー１チンはエアのみによるので油圧系を
オフとするためにポンプ・モータ１４の１頃転角を０”
にしく同ステップ５２２３）、回路切替弁２５及び電磁
クラッチ１３をオフとして（同ステップ５２２４）、メ
インプログラムに戻る。

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５２１）。このオイル量制御はオイル
量検出リミットスイッチ４５がオンであるかオフである
かによりオイル補給の必要の有無を判定して電磁弁３１
．３２に対して作動リクエストを発生するサブルーチン
である。

また、Ｃ１０６４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１８図に
示すマツプに基づき適正なＴ／Ｍ５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
アクチュエータ６を駆動して、エンジンクラッチ（図示
せず）を切り１７７Ｍ５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Ｔ／Ｍ５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８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のピント３−１になっているこ
と（第８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３２４２）、このフラグＦ
Ｌ　　ＲＢＳのビット３は第１６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ッ
トされるものである。

尚、エンジンの切り離し制御については現在では自動ク
ラッチ式の自動変速機車両が既に知られており、また自
動変速機を持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
）。

この油圧回路制御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並びに電６ｎクラッチ１３を実際に
制御するためのものである。

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、上述のエ
ネ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（２）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）（２） 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ａ（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０で且つブレーキペダル５７が踏まれて
いることを条件としＨ３Ａ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Ｈ３Ａ制御サブルーチンを
実行する（同ステップ５２９）。

この後は、自己診断実行の時間になったか否かチエツク
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５３
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ｉＭす。

尚、上記のサブルーチン（ステップＳ２３〜３１）は現
在数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
したように、エネルギー回収時にブレーキペダルの踏込
量に対応して現在必要な制動トルクと現在の油圧とから
ポンプ・モータのポンプ容量を求めてポンプ・モータを
制御するように構成したので、常に必要上する制動トル
クに対応した適切な制動トルクを発生できるので通常の
車両と同様に違和感なく操作することができる。

【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）、ら
）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Ｖ及び斜視図、 第３図は、本発明の制？ｆｆ１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
ルギー回収モードサブルーチンのフローチャート図、 第５図は、エンジンブレーキモードサブルーチンのフロ
ーチャー　ト図、 第６図は、ポンプ計（γサブルーチンのフローチャート
図、 第７図は、通常ブレーキ制御モードサブルーチンのフロ
ーチャート図、 彎 第８図は、クラッチ側台方法決定サブルーチンのフロー
チャート図、 第９図は、ブレーキトルクマツプ図、 第１Ｏ図は、エキゾーストブレーキ相当制動トルクマツ
プ図、 第１１図は、エンジンブレーキ相当制動トルクマツプ図
、 第１２図は、ポンプ・モータの制動トルクマツプ図、 第１３図は、ポンプ・モータの制動トルクマツプの説明
図、 第１４図は、パーキングブレーキレバーを説明する概略
図、 第１５１１ｉＪは、フラグＦＬ　　５ＰＥＥＤを説明す
る図、 第１６図は、フラグＦＬ　　ＲＢＳを説明する図、第１
７図は、フラグＦＬ　　ＰＥＤＡＬを説明する図、 第１８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は高圧アキュムレータ、２
７は低圧アキュムレータ、４７は圧力センサ、５７はブ
レーキペダル、５９はブレーキ踏込量センサ、６４は制
御手段としてのＣ／Ｕ、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、ブレーキ踏込
   量センサと、エネルギー回収時にエンジンを切り離すと
   ともに該踏込量に対応して必要な制動トルクと該圧力か
   らポンプ容量を求めて該油圧回路内のポンプ・モータを
   制御する制御手段と、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。