JPH02120144A - 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、王として
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○（Ｐｏｉｌｅｒ−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Ｃ９Ｊ、
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
接話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接話可能に装
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弐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軸とを接話可能にする電磁
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・
（、−夕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！（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
？１１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、油圧力によって車両を
発進させようとする時、アキュムレータ内の油圧が２５
０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であれば油圧力のみによる車両の
発進制御を行い、発進制御が開始された後は油圧が２５
０ｋｇｆ／ｃｍ”以下になっても発進制御は続行され、
また車両発進時に油圧が２５０ｋｇｆ／ｃｍ”以下の時
には、エンジン駆動力で発進を開始し、アクセルペダル
の踏込量が大きい時のみ油圧力を加える制御を行ってい
るので、油圧発進の基準値が２５０ｋｇｆ／ｃｍ”と大
きい値にする必要があるため、折角蓄積した油圧が有効
に利用されない場合があるという問題点があった。

従って、本発明は、アキュムレータに蓄積した油圧力を
有効に利用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、車速センサと、エネルギー再生時に該圧
力が閾値以上あれば該圧力に対する油圧使用可否の基準
値を該車速に応して設定する制御手段と、を備えている
。

また、本発明では、更にギヤ位置検出手段を含み、咳車
速が所定値以下の場合には、更に該ギヤ位置に応じて該
油圧使用可否の基準値を設定することもできる。

〔作　　　用〕

本発明を第１図（ａ）で説明すると、制御手段（Ｃ／Ｕ
）６４は、エネルギー再生モード時、即ち油圧発進時又
は油圧走行時において、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の圧力センサ４７によって検出
された油圧が閾値以上であれば、この油圧に対して油圧
を使って発進・走行できるか否かについての基準油圧値
を車速センサ１ら出力された現在の車速に応じて設定す
る。

ここで、車速に応じて基準油圧値を設定することについ
て説明すると、油圧の低下はアキュムレータの特性上、
作動油の消費量の大小に左右される。即ち、消費量はポ
ンプ・モータ１４の容量が大きい程、また回転数が高い
程大きく、このような場合は油圧の低下が早い。従って
、蓄積した油圧を出来る限り有効に使うには、油圧機器
の操作が複雑にならない限りにおいて、油圧を早く使い
切った方が良く、そのためには油圧の使用条件を細分化
する必要があることから車両に応じて基準油圧を設定す
るものである。

これにより、車速か大きければ基準油圧も大きくなり、
逆に車速か小さくなれば基準油圧は小さくなる。

従って、油圧回路の油圧が基準油圧を越えた場合には、
例えば通常の如く電磁フランチ１３を接続して油圧エネ
ルギーをＰＴＯ装置８を介して車輪の方へ伝え、油圧発
進・走行を行う。

また、車速か所定値以下のような低速時又は停車時には
、更に該ギヤ位置検出手段が示すギヤ位置に応じて該油
圧使用可否の基準値を設定すれば、ギヤ位置が低ければ
小さな基準値が設定されることになる。

このようにして、蓄圧エネルギーを車速に応じて無駄無
く利用している。

〔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１０（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、１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ｌ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Ｔ／
　Ｍ　５のギヤ段（図示せず）を自動的にシフトするギ
ヤシフトアクチュエータ、７はクラッチ（図示せず）を
自動的に接話するタランチアクチュエータ、８はＴ／Ｍ
５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、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電磁フランチ１３を介して
ＰＴＯ装置８と係合しており傾転角制御用バイロント配
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プ
ロンク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、このシリンダブロンク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、その反対側はポー
トプレー）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及びポートブレート１４ｈから成るアンセンフ゛り
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７４．磁比側弁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（１））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１
４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、１９ｃは電磁弁３１が閉塞したと
きのオイルを逃がすリリーフ弁、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
高圧アキエムレータ、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木の配管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１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
用バイロンド配管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
１の水温センサ、３５はエンジン１の回転数センサ、３
６はインプン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、Ｈ３Ａと略称する）スイッチ、
６２はアイドルコントロールレスインチ、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、
６７はブレーキエア配管、６日はブレーキエアタンク、
６９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はエア圧カスインチ、７２はＨ３
Ａ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】４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
Ｓｌ）。

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、インプン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？１’ｌｆｆ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がオンか否かチェンジしく同
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でステンプ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（パーキングプレーキスイ
ンチ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５ＩＯ）。

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止なるも
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、ＰＴＯＩＩｂ１２、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３１４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５２
２）を実行した時には、第１３図のフラグＦＬ−Ｊ？Ｂ
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含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、プレーキベダル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の踏込量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
チンを実行する（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、即ら、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、運転席のバンドレバー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（回収するため、エン
シンクランチを断としく第７図参照）、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るものである。

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Ｓ１６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５ｌＢ）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バンドレバー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ＳｌＢ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）。

即ち、前述のステップ３１７．３１８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ｔｖｐを求める。

ＶＰ＝２００πＴ　／　Ｐ　　　　　（］）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”　）、 ■ｒ　：ポンプ・モータ１４の容量（ＣＣ）、Ｔ：必要
制御トルク（ｋｇ−ｍ）。

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
量■、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（セントされている）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５２０１）。こ
れは、油圧走行可能状態（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、■ＲＢ
Ｓ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、■車速かポン
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
２）以上であること、が全で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ＰＷＲ１＝
Ｏ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＝Ｏ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、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ＰＷＲＩ＝０の場合は
、ステップ５２０８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５４
の踏込量信号をステップモータ３へ送って１対１の対応
で処理し、ポンプ・モータ１４によるモーフ力は使用し
ない。

ステップ５２０１においてフラグＰＷＲ１＝　１の場合
は、既に油圧走行開始済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）＝Ｏ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をスキンプしてステップ３２０６に進む。

ステップ３２０２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ツクする必要がある。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ＰＷＲ１＝１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
テンブ５２０３）、このサブル−チンの実行を開始する
と、第５図に示すように、Ｃ／Ｕ６４は、まずその時点
の車速が低速（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位置を
ギヤ位置検出手段を形成する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の出力によりチエツ
クする（同ステンブ５２０３２）。

ギヤ位置が１速であれば、初期圧Ｐ０を、例えば１７０
ｋｇｆ／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Ｐ。を２００ｋｇｆ
／ｃｍ”に設定する。但し、ギヤ位置は車速とアクセル
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において車速が上記の低速以上と判
定された場合は、更に、その速度域をフラグＦＬ　　５
ＰＥＥＤのビット３（第１２図参照）により判別する（
同ステップ５２０３３）。

車速がｌＱｋｍ／ｈ＜ｖ≦２０ｋｍ／ｈの場合は、初期
圧Ｐａ　＝２５０ｋｇ　ｆ／ｃｍｔに設定しく同ステッ
プ５２０３６）、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Ｐ０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。

このように初期圧Ｐ０を設定すると、フラグＰＷＲ２＝
１として（同ステップ３２０３８）エネルギー再生モー
ドサブルーチン３２０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５２０４）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（同ステン１３
２０Ｂ）。

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５２０４において、Ｐ　＞　Ｐ　ａ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（Ｐｉ　）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の圧力Ｐ、決定サブルーチ
ンは、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・ンプ５２０６１）。

次に、高圧アキュムレータ２６の圧力Ｐをチェツクし、
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
ｇｆ／ｃｒｎ”　）、車速に応し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０〜３により車速が低速（例えば、２
０ｋｍ／ｈ以下）と判定されると開始圧力ＰＥ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のピント４
により車速が例えば、２０ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈ以
内であれば（同ステンブ５２０６５）、Ｐｔ　＝１７０
ｋｇ　ｆ／　ｃ　ｍ　”としく同ステップ３２０６６）
、車速か３０ｋｍ／ｈから４０ｋｍ／ｈならば（同ステ
ップ３２０６７）、Ｐ、＝１７５ｋｇｆ／ｃｍ”としく
同ステップ３２０６８）、それ以上ならＰ。

＝１８５ｋｇｆ／ｃｍ’とする（同ステン７”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３２０７０）エネルギー再生モー
ドサブルーチンＳ２０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Ｐ、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ＴＨ
は下記の式（２）がら求められる。

Ｔ　Ｎ＝Ｔ　ＰＨＸ　ＰＴＯギヤ比 十ＴｆＸＴ／Ｍギヤ比　　（２） ここで、 Ｔｐｓ：ポンプ・モータ１４のトルク、Ｔｔ　：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Ｔ、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ＴＨ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ＴＭ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Ｔ、ｌが検索される。

第１Ｏ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　Ｐ、ｅ　Ｘ　ＰＴＯギヤ比）のマツ
プであり、このマツプと第１Ｏ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Ｔ。

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１４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Ｔ０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、Ｐ２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５２０１０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Ｐ、とを比較し、ｐ
＞ｐｔ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３２０９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≦Ｐ。

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１４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５２０９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Ｔ、１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ッ
プ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３２２
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回のステップ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Ｓ　２４　）、。

この動作は、タランチアクチュエータ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の踏込量に応した適切なものに自動的にシフ
トアンプ／ダウンされる。

尚、Ｃ１０６４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のピント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、上記のエンシンクランチの接／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、流
体式の自動変速式車両の場合の切り離しはギヤ位置をニ
エートラルに設定すれば可能となる。

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、ｉｆ磁ツクラッチ１３断／接、回路切替弁
２５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５２
５）。

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ｒｉ＆１１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
リレースインチ３３及び水温センサ３４からの信号を読
み込み、エンジンｌ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ＩＶ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−Ｃ（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ｔＡ（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５２８）。

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を閉してブレーキ状態
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ＩＳＡ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
り返す。

尚、上記のサブルーチン（ステップ８２３〜３１）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５図に示
すように、エネルギー再生モード時に油圧回路の油圧が
閾値以上であれば該油圧に対する油圧使用可否の基準値
を該車速に応じて設定するように構成し、更にこれに加
えて該車速か所定値以下の場合には、ギヤ位置に応じて
該基準値を設定するように構成したので、油圧が比較的
小さくても車速も小さいとき番こけ油圧力走行ができ、
油圧を有効に利用できるとともに車速に応じた木目細か
なエネルギー再生制御が実現できる。

【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図中）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
再生モードサブルーチンのフローチャート図、 第５図は、油圧走行開始決定圧（Ｐｏ）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、エンジンクラッチ制御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・モーフトルクとの合
流を説明する図、 第９図は、ギヤ段毎のトルクマツプ図、第１０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最に基づくギ
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、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、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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧回路と、該油圧回路の圧力センサと、車速セ
   ンサと、エネルギー再生時に該圧力が閾値以上あれば該
   圧力に対する油圧使用可否の基準値を該車速に応じて設
   定する制御手段と、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。
2. （２）ギヤ位置検出手段を含み、該車速が所定値以下の
   場合には、更に該ギヤ位置に応じて該油圧使用可否の基
   準値を設定する請求項１に記載の車両のブレーキエネル
   ギー回生装置。