JPH02124324A - 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
生装置に関するものである。

〔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Ｐ７’　Ｏ（Ｐｏｗｅｒ−ｔａｋｅ−
ｏｆｆ）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
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・
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、アキュムレーク内油圧が充分のとき、アクセ
ルペダルの踏込量に応して可変容量型モータの容ｆｉ（
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ｆｔｌ１ｌ　４ＴＨ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、油圧力による発進を行
うとき、アクセルペダルを踏み込むことが条件であり、
しかも一定１（最大踏込量の４０％）以上踏み込むこと
が必要であり、またアクセルペダルの踏込量とポンプ・
モータの傾転角（容量）が比例した関係にあるため、油
圧の高低によってポンプ・モータの出力トルクに差があ
り、車両を微速でコン！・ロールすることが難しいとい
う問題点があった。

従って、本発明は、車両を微速発進、即ちクリープさせ
ることができる車両のブレーキエネルギー回生装置を堤
供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、車速センサと
、ギヤセレクトレバー、パーキングブレーキスイッチと
、該油圧回路の蓄圧センサと、これら車速、ギヤセレク
ト位置及びパーキングブレーキ状態により車両発進待機
状態を示している時、該蓄圧が所定値以上あれば該油圧
回路を閉じ該油圧回路内のポンプ・モータの傾転角をク
リープ用出力トルクが発生できるように該蓄圧に応して
制御し′ａ！磁クラッチを接続させる制御手段と、を備
えている。

〔作　　　用〕

本発明では、制御手段は、車速センサがら与えられる車
速、ギヤセレクトレバーから与えられるギヤセレクト位
置、パーキングブレーキスイッチから与えられるパーキ
ングブレーキの作動／不作動状態により車両発進待機状
態を示しているか否かを判定する。

即ち、車両が停車状態を示し、ギヤ位置がニュートラル
位置以外にあり、パーキングブレーキが作動していない
状態にある時には、車両が発進可能な待機状態にあると
判定され、制御手段は、油圧回路に設けられた蓄圧セン
サから与えられる蓄圧が所定以上あれば油圧力による発
進が可能であるので、油圧回路を形成させ油圧回路内に
設けられたポンプ・モータの傾転角をクリープ用出力ト
ルクが発生するように制御する。これにより、油圧回路
によって発生される駆動トルクはクリープ発進用のトル
クとなり、電磁クラッチを接続してポンプ・モータとＰ
ＴＯ装置とを結合させれば、ポンプ・モータで発生され
るクリープ用駆動トルクをＰＴＯ装置に接続された車輪
に伝えることができ、車両をクリープ走行させることが
できる。

［実　施　例］ 第１図は、本発明が適用される自動変速式車両のブレー
キエネルギー回生装置の一実施例の構成図であり、ｌは
アクスル２０を介して車輪２１の駆動力を油圧ブレーキ
力として取り出すＰＴＯ装置、２はＰＴＯ装置１とブレ
ーキ時にポンプ動作を実行するポンプ・モータ３との間
の駆動力伝達の接話を行う電磁クラッチ、４は回路弁と
しての回路切替弁、５は高圧アキュムレータ、６はポン
プ・モータ３と回路切替弁４と高圧アキュムレータ５と
ともに油圧回路を構成する低圧アキュムレータである。

また、高圧アキュムレータ５と回路切替弁６との間には
高圧アキュムレータ５に蓄圧されたオイルの蓄圧センサ
７が取り付けられている。８はパーキングブレーキ、９
はパーキングブレーキ８のオン／オフを検出するパーキ
ングブレーキスイッチ、１０はＰＴＯ装置１を含み自動
制御式エンジンクラッチ２２によってエンジン（図示せ
ず）に接続される変速機（Ｔ／Ｍ）、１１は変速機１０
のギヤ位置を選択するギヤセレクトレバー、１２ば変速
機１０の出力軸の回転がら車両の速度を検出する車速セ
ンサ、１５はＭＰＵ　（マイクロブロセ・ンサ）である
、そして、このＭＰＵ１５は、センサ７、パーキングブ
レーキスイッチ９、レバー１１、センサ１２の出力に基
づき、ポンプ・モータ３の傾転角（容量）制御、回路切
替弁４の切替／閉弁制御、及び電磁クラッチ２の接話制
御を行う。

次に上記実施例の本発明によるクリープ動作を第２図の
フローチャート図に沿って説明する。

ＭＰＵ１５は常に車速センサ１２、ギヤセレクトレバー
１１、蓄圧センサ７及びパーキングブレーキスイッチ９
の出力を監視している。

そして、まず車速センサ１２の出力から車両が停車状態
にあるか否かを検出する（第２図のステップＳｌ）。こ
の停車状態を判定する一例としては、車速か２ｋＩＩｌ
／ｈ以下であれば充分であり、２ｋＩＩｌ／ｈ以上のと
きは特にクリープ走行させる必要はない。

この後、ギヤセレクトレバー１１によるギヤセレクト位
置がニュートラルであるか否かを判定する（ステ・ンブ
Ｓ２）。これは、ニュートラルであると車両は発進でき
ないからである。

次にはパーキングブレーキスイッチ９の出力からパーキ
ングブレーキ８が引かれている（作動）か否かを判定す
る（ステップＳ３）。この場合、パーキングブレーキ８
が引かれていればスイッチ９はオンとなり、クリープ走
行することはできない。

以上のステップ８１〜Ｓ３において車速が２ｋｓ／ｈ以
下で、ギヤセレクト位置がニュートラル位置以外にあり
且つパーキングブレーキが作動していないときには車両
の運転者は発進待機の意志を示したことになり、本発明
によるクリープ動作が可能になるが、油圧回路の蓄圧が
所定値以上無いと油圧発進することはできないため、蓄
圧センサ７の圧力が所定値として１７０ｋｇ／ａｍ”以
上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

そして、蓄圧が１７０ｋｇ／ｃ＋ｗ”以上であるときに
はクリープ発進動作に移る（ステップＳ５〜Ｓ７）。

即ち、ＭＰＵ１５は、図示のように回路切替弁４をエネ
ルギー再生モードに切替制御する（ステップ３５）。

この後、ＭＰＵ１５はポンプ・モータ３の傾転角制御に
先立って電磁クラッチ２を接続状態にして（ステップＳ
６）、ＰＴＯ装置ｌとポンプ・モータ３とを結合し、ポ
ンプ・モータ３がオーバーランしないようにしておく。

そして、ＭＰＵ１５は、ポンプ・モータ３の（頃転角（
容量）をクリープ発進に適した値に制御する（ステンブ
Ｓ７）。

ここで、クリープ発進に必要なトルク値をアクスル２０
内のファイナルギアのギヤ比及びＰＴＯ装置ｌのギア比
で除したポンプ・モータ３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１４の容ＩＶＰを求
める。

ＶＰ＝２００πＴ　／　Ｐ　　　　　　　　（＋１ここ
で、 Ｐ：蓄圧センサ７で検出される油圧回路内圧力（ｋｇ／
ｃｍす、 ■Ｐ　：ポンプ・モータ３の容量（ＣＣ）、Ｔ：ポンプ
・モータ３に必要なりリープトルク（ｋｇ−Ｉｌｌ）。

この場合、ポンプ・モータ３としては、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）のもの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
できることは良く知られている通りである。

このようにしてポンプ・モータ３を１頃転角制御するこ
とにより高圧アキュムレータ５に蓄圧されたオイルは回
路切替弁４→ポンプ・モータ３→回路切替弁４→低圧ア
キュムレータ６の油圧回路を通り、これによってポンプ
・モータ３はクリープに必要なトルクを発生する。

従って、ポンプ・モータ３で発生されたクリプトルクは
ＰＴＯ装置ｌを介して車輪２１に伝達され、車両をクリ
ープ発進・走行させることができる。

尚、ポンプ・モータ３の傾転角が所望の値になったか否
かを正確に監視するには傾転角センサを設けてフィード
バック制御することが好ましい。

以上のようなりリープ発進動作を行わない場合にはポン
プ・モータ３の傾転角を“０”に戻しておく（ステップ
Ｓ８）。

また、上記のクリープ動作中は、エンジンによる駆動力
が車輪に伝わらないようにする必要があり、このため第
１図の例ではＭＰＵ１５がエンジンクラッチ２２を自動
的に切り離しておく。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る車両のブレーキエネルギー
回生装置では、車両発進待機状態で油圧回路の蓄圧が所
定以上あれば油圧回路内のポンプ・モータの傾転角をク
リープ用出力トルクが発生するように制御して油圧発進
させるように構成したので、交通渋滞時や車庫入れ停会
に必要なりリープ走行を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生
装置が適用される一実施例の構成を示す図、 第２図は本発明によるクリープ動作を実行するためのフ
ローチャート図、である。 第１図において、ｌはＰＴＯ装置、３はポンプ・モータ
、４は回路切替弁、５は高圧アキュムレータ、６は低圧
アキュムレータ、９はバーキングフ゛レーキスインチ、
ＩＩはギヤセレクトレバー１２は車速センサ、１５はＭ
ＰＵ、２１は車輪をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧回路と、車速センサと、ギヤセレクトレバー、パー
   キングブレーキスイッチと、該油圧回路の蓄圧センサと
   、これら車速、ギヤセレクト位置及びパーキングブレー
   キ状態により車両発進待機状態を示している時、該蓄圧
   が所定値以上あれば該油圧回路を閉じ該油圧回路内のポ
   ンプ・モータの傾転角をクリープ用出力トルクが発生で
   きるように該蓄圧に応じて制御し電磁クラッチを接続さ
   せる制御手段と、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。