JPH02120163A - 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
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（ＨｒＩ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、車速が０でなくブレー
キペダルを踏み込んでいる限り、ポンプ・モータによる
油圧ブレーキ動作を必ず行うが、あくまで油圧ブレーキ
及び／又はエンジンブレーキを掛けるだけであり、最大
の油圧ブレーキトルクが必要ブレーキトルクより小さい
時の対策が講じられていないので、ブレーキペダルの踏
込量が大きい時等には充分なブレーキ力が発生できない
という問題点があった。

また、ブレーキペダルの踏込量とポンプ・モータの傾転
角がその踏込量の所定値まで比例した制御を行うため、
高圧アキュムレータの油圧が変化してしまうと、ブレー
キペダルの踏込量とブレーキ力が常に比例した関係には
ならなくなってしまうという問題点もあつた。

従って、本発明は、常に必要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、本発明では、油圧回路と、
ブレーキペダルスイッチと、ａｍ比例式エア圧制御弁と
、エアブレーキ装置と、必要な全ブレーキトルクに応じ
て求めた該油圧回路のポンプ・モータのポンプ容量がそ
の最大容量を越えている時、該ポンプ容量を最大にして
該油圧回路のみを作動し且つ該スイッチが作動していれ
ば不足分のブレーキトルクを該制御弁を制御することに
より該エアブレーキ装置で補う制御手段と、を備えてい
る。

〔作　　　用〕

本発明を第１図（ａ）の概略図で説明すると、制御手段
（Ｃ／Ｕ）６４は、必要な全ブレーキトルクから油圧回
路（高圧アキュムレータ２６、回路弁２５、ポンプ・モ
ータ１４、低圧アキュムレータ２７で構成されている）
のポンプ・モータ１４のブレーキ時のポンプ容量を求め
る。

このポンプ容量がポンプ・モータの最大容量を越えてい
る時には、制御手段６４はポンプ・モータ１４に対し該
ポンプ容量を最大に固定させる制御を行って図示のよう
に油圧ブレーキを掛けるとともに、この時にブレーキペ
ダル５７が踏み込まれてブレーキペダルスインチ５８が
作動していれば、必要な全ブレーキトルクから最大ポン
プ容量によるブレーキトルクを引いて不足分のブレーキ
トルクを求め、この不足ブレーキトルクを１１磁比例式
エア圧制御弁７０を制御することによりエアブレーキ装
置で発生して補う。

従って、油圧回路によるブレーキ力の不足分をエアブレ
ーキ力によって補うことができる。

〔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（ｂｌ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、■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
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
的に接話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２１を磁クラッチ１３を介してＰ
ＴＯ装置８と係合しており傾転角制御用パイロンド配管
１５、傾転角制御電磁比例弁１６及び１頃転角制御ピス
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（ａｌ
及び第２図（ａ）のＡ矢視図である第２図０））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［有］）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。　（１１転角制′４′ｎ電磁比例弁１６の制御電
流がＯの場合は、点線で示すように傾転角がＯ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、Ｔ！１ｍ石２
５ａ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
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、３日はギヤ位置センサ、
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・ント
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はブレーキエフ配管、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Ｔ（Ｓ
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３
１）。

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１５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Ｊｉｆｆ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、ステップＳ７でアクチエエータ
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、Ｃ１０６４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５ＩＯ）。

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。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、バーキンクブレーキレバー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３１２）、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、ＰＴＯ装置８、プロペラシャフト９
及びアクスルｌＯ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、５０ｋｍｌｈ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１６図のフラグＦＬ−ＲＢＳ
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Ｉ
’ｌｌ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５１５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０　（ＢＲＫＩ）をチエツクする（第４図のステップ
５１７１）、このフラグＢＲＫ１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ばＯであるから、次に速度フラグ（
ＦＬ５ＰＥＥＤ、第１５図参照）から車速をチェツクす
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
ＦＬ−３ＰＥＥＤのビット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（ピントＯ
、ビット１、ビット２がいずれも°“Ｏ″）、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３１７４）、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台当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￥＠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５日により０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、１６°〜２
５６）は、パニックブレーキ時であり、この時、電磁比
例式エア圧制御井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＝Ｏ）で且つステップ５１
７２で車速か低速（例えば、１０Ｋｍ／ｈ）以上か、又
はブレーキが継続して踏まれている時（フラグＢＲＫ１
＝１）で且つステップ３１７５で車速が微速（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、車速か微速（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３２２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
３１Ｂ）。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
８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ている。

第５図のステップ８１８１では、フラグＦＬＰＥＤＡＬ
のビットＯ（ＢＲＫＩ）に基づき第４図のステップ５１
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８１８１とステップ５１７
１のフラグは共通であるため、ステップ３１７及びステ
ップ３１８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３１８３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と同様に一旦ポン
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０
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５１８４
）、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
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１で発生する制動トルク
であるため一車輪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２２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８１８）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４日の
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
−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し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のピント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３１７及びステップ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３１７．３１８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３１９２）
。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。

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”　）、 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、複雑になるので、こ
の式（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５１９３）。

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。

そして、上記マツプから検索したポンプ・モータ１４の
容量■、がポンプ・モータ１４の最大容量Ｖ　ＭＡＸを
越えているか否かをチエツクしく同ステップ５１９４）
、越えている場合はＶＰ＝ＶｊＩＡＸとする（同ステッ
プ５１９５）。そして、フラグＦＬ　　ＰＥＤＡＬのビ
ット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＝Ｏ）は、ポンプ・モータ
１４で発生する制１１１１　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の最大容量■、
の直線上又は下側、即ち、図の斜線部内に有る場合は、
■、≦ｖ、４Ａ、！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
Ｔ、）、ｖ１４ＡＸの線より上側にある場合（例えば、
必要制動トルクＴＡ）は、ＶＰ＞ＶＫＡＸとなり、ポン
プ・モータ１４では必要制動トルクＴ１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、Ｔ、−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５１９４において■、≦Ｖ　ＭＡＸ時、及びス
テップ３１９６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Ｏ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Ｓ１６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５２０）。

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！磁比例式ニア圧制御弁
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３２２１）。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Ｓ８．３１０、
Ｓｌｌ及び３１４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３２２１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、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１８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、クラッチアクチエエータ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
ドア・７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のビット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５２４２）、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１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１１磁クラツチ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
の容量Ｖが、５０ｃｃの時は、下記の式尋から求めたエ
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） 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
５２８）。

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ＩＳＡＳ子弁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３２９）。

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６図のフローチャー
ト及び第１３図のマツプに示したように、ポンプ容量を
最大にしても必要なブレーキトルクが得られない時には
、該ポンプ容量を最大にした上で不足分のブレーキトル
クを電磁比例式エア圧制御弁を制御することによりエア
ブレーキ装置で発生して補うように構成したので、油圧
プレーキネ足により車両が所定の位置で停車しない等の
危険な状態を回避することができ、安全な車両運行を実
現することができる。

【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、ポンプ計算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、 膚 第８図は、クラッチ制動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１０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１５図は、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、５８はブレーキペダル（戻し位置）スイ
ッチ、５９はブレーキ踏込量センサ、６４は制御手段と
してのＣ／Ｕ、６７はブレーキエア配管、７０は電磁比
例式圧力制御弁、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、ブレーキペダルスイッチと、電磁比例式エ
   ア圧制御弁と、エアブレーキ装置と、必要な全ブレーキ
   トルクに応じて求めた該油圧回路のポンプ・モータのポ
   ンプ容量がその最大容量を越えている時、該ポンプ容量
   を最大にして該油圧回路のみを作動し且つ該スイッチが
   作動していれば不足分のブレーキトルクを該制御弁を制
   御することにより該エアブレーキ装置で補う制御手段と
   、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。