JPH02117436A - 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
ｆ　ｆ）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
、　　ローレンス社がブ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
６２−１５１２８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エムレータ、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／加速時にはアキエ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ＷＡｖＪ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ＪＴＨ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ＩＩＩ） このような従来技術の場合には、ブレーキペダルを踏み
込まない限り油圧力によるブレーキ動作は行われず、ま
たブレーキペダルを戻した時にはエンジンクラッチを切
つた状態で一部同期エンジン回転数になるまでエンジン
回転数を上げてからエンジンブレーキを油圧ブレーキと
併用させているので、車両をエンジンブレーキで走行さ
せる時のエンジンで熱として発散されてしまう分のブレ
ーキエネルギーを回収することができないという問題点
があった。

従って、本発明は、アクセルペダルもブレーキペダルも
踏んでいない時に、通常の車両の場合エンジンで発生す
るエンジンブレーキ相当のブレーキ力をポンプ・モータ
で発生させることにより車両が持っていた運動エネルギ
ーをエンジンで消費させることなく回収することができ
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、本発明では、油圧回路と、
エキゾーストブレーキレバーと、ギヤ位置検出手段と、
車速センサと、該車速か所定の速度以上で且つ該レバー
の不作動時、該車速とギヤ位置に対応したエンジンブレ
ーキ相当トルクをマツプより求めて該油圧回路内のポン
プ・モータのポンプ容量を求めた後、エンジンを切り離
し核油圧回路を閉じて電磁クラッチを接続しＰＴＯ装置
を該ポンプ・モータに接続する制御手段と、を備えてい
る。

〔作　　　用〕

本発明においては、制御手段は、車速センサによって示
される車速か所定の速度以上で且つエキゾーストブレー
キレバーが投入されていない不作動時、車速センサとギ
ヤ位置検出手段によってそれぞれ示される車速とギヤ位
置に対応したエンジンブレーキ相当トルクをマツプより
求める。

そして、このエンジンブレーキ相当トルクに基づいてポ
ンプ・モータのポンプ容量を求めた後、第１図（ａ）に
示すように、エンジン１を切り離し、周知の高圧アキュ
ムレータ２６と回路弁２５とポンプ・モータ１４と低圧
アキュムレータ２７とで構成される油圧回路を閉じ更に
電磁クラッチ１３を接続、させる。

これにより、車輪からの駆動エネルギーはＰＴＯ装置８
を経てポンプ・モータ１４に伝えられ、高圧アキュムレ
ータ２６へ油圧が蓄積されて同時に恰も通常のエンジン
ブレーキが掛かっているかの如く動作する。

〔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（ｂ）は、本発明に係る車両のブレーキエネルギ
ー回生装置の一実施例の全体構成図であり、ｌはエンジ
ン、２はエンジンｌの負荷センサ、３はアクセルペダル
５４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７７
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
的に接話するクラッチアクチュエータ、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！磁りラッチ１３を介してＰＴ
Ｏ装置８と係合しており傾転角制御用パイロット配管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（
頃転角センサである。

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（ロ）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
１４ａ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２ｏ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１４　ｅ、シャフト
１４ｄ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１４
ｄ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（ｂ）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、低圧アキエムレータ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ｔｉｎ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
１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圧力センサである。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、ＩＳＡ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、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ＩＳＡ
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／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）のクリアチエツクを行う（第３図ステップＳ
ｌ）。

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３３）。これらの処理においては、車速に応
じて後述する第２２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３４）。

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ｉｎｎ層中、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Ｓ６）。

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。

ステンブＳ５においてキースインチロ６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
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ｔｍ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る。

ステップＳ１４において、車速か５０Ｋｍ７’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の通常ブレーキ制御モードサブル
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１３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３１２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３１５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１４図に示すフラグＦＬ　　ＰＥ［）ＡＬのピ
ットＯ（ＢＲＫＩ）をチエツクする（第４図のステップ
３１７１）、このフラグＢＲＫ１は、第１４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（
ＦＬＳＰＥＥＤ、第１２図参照）から車速をチェッりす
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ＦＬ−ＳＰＥＥＤのとット０、ビット１、ビット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５１７３）
、このサブルーチンはメインプログラムのステップＳ２
２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
、ビット１、ビット２がいずれも“０”）、第８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Ｗ（
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８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８図において、ブレーキペダル５７１１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５
９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。従うて、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、１６°〜２
５°）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ＢＲＫＩ−０）で且つステップ５１
７２で車速か低速（例えば、１０Ｋｍ／ｈ）以上か、又
はブレーキが１！続して踏まれている時（フラグＢＲＫ
１＝１）で且つステップ５１７５で車速か微速（例えば
、２ｋｍ／ｈ）以上を検出した場合である。

これは、初期状態で車速か１０ｋｍ／ｈ以下の、低速域
（ステップ３１７２）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、−旦ポンプ
・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５１７５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５１７６）、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のサブルーチンと同じもので
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、Ｃ／Ｕ６４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
１８）。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。

本発明に係る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。

第５図のステップ５１８１では、フラグＦＬＰＥＤＡＬ
のビットＯ（ＢＲＫＩ）に基づき第４図のステップ３１
７１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５１７
１のフラグは共通であるため、ステップＳ１７及びステ
ップ５１Ｂ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５１８３へ進み
継続したブレーキ制御が実行される。

ステップ３１８２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Ｏ〜ビット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８１８３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ＢＲＫ　１　＝　１　）は車速が微速（例えば、２ｋ
ｍ／ｈ）に落ちる迄の間（フラグＦＬ　　５ＰＥＥＤの
ビット０又はビット１が０）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（図示せず）より検索する（同ステップ５
１８５）、このエキゾーストブレーキ相当の制動トルク
マツプを検索することにより、エキゾーストブレーキに
慣れた運転者にとっては実際のエキゾーストブレーキと
違和感のない制動トルクが得られる。

ステップ３１８４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
９図（ａ）に示すマツプより検索する（同ステップ３１
８６）。

第９図（ａ）は、エンジンブレーキ相当の制動トルクマ
ツプであり、このマツプはエンジン１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、第９図（ハ）に示すように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３１８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３１７４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Ｓ１７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図のステップ５１９）。

このサブルーチンでは、ステップＳ１７．８１８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、必要全制動トルク値をファイナルギヤ及びＰＴ
Ｏ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）によってポンプ・モータ１
４の容ＩＶＰを求める。

’／Ｐ　＝　２００　ｚ　Ｔ／　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”）、 ■、：ボンポンモータ１４の容量（ＣＣ）、Ｔ：必要制
ｉＴ５　）ルク（ｋｇ−ｍ）。

しかし、これを計算させることは、複雑になるので、こ
の式（１）により第１０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、二のマツプから
必要な容量を検索する。

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
ｆｆ１ｖＰ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３１６に戻って、アクセル
ペダル５４が踏まれている時、Ｃ／Ｕ６４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３２０）。

このサブルーチンではアクセルペダル５４の踏込１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３２２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６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Ｔ４磁比例式エア圧制御
井７０の吐出圧を第１３図のマツプにより検索する（第
６図のステップ５２２１）、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Ｓ８．５Ｉ
Ｏ１Ｓｌｌ及びＳ１４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の傾転角を“０”に
しく同ステシブ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３２２４）、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３２１）、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
及び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、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
間度検出センサ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（マトリンクス信号）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圀に
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→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１７Ｍ５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３２４２）、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ッ
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並びに電磁クラッチ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ｌ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
の容量■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Ｈ３ＡＩ１１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
り返す。

尚、上記のサブルーチン（ステップ３２３〜３１）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５図のフローチャー
トに示したように、車速か所定の速度基レノく〜 上で且つエキゾーストプレーキシ≠〒→が作動していな
い時、車速とギヤ位置に対応したエンジンブレーキ相当
トルクをマツプより求めた後、エンジンを切り離し、こ
のトルクに基づいて油圧ブレーキを掛けるように構成し
たので、車両が惰行している時も実際のエンジンブレー
キと同等のブレーキを油圧ブレーキにより発生させるこ
とができ、従って乗員・乗客にとっては違和感の無いブ
レーキ状態が得られる。

【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
回生装置の実施例の構成を示す図、第２図（ａ）、（ｂ
）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
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、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、 卿 第７図は、クラッチ制梼方法決定サブルーチンのフロー
チャート図、 第８図は、ブレーキトルクマツプ図、 第９図（ａ）、ら）は、エンジンブレーキ相当制動トル
クマツプ図、 第１０図は、ポンプ・モータの制動トルクマツプ図、 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Ｔ／Ｍ、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、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
８はエキゾーストブレーキハンドレバー、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、エキゾーストブレーキレバーと、ギヤ位置
   検出手段と、車速センサと、該車速が所定の速度以上で
   且つ該レバーの不作動時、該車速とギヤ位置に対応した
   エンジンブレーキ相当トルクをマップより求めて該油圧
   回路内のポンプ・モータのポンプ容量を求めた後、エン
   ジンを切り離し該油圧回路を閉じて電磁クラッチを接続
   しＰＴＯ装置を該ポンプ・モータに接続する制御手段と
   、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。