JPH02124326A - 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、１７Ｍ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１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、Ｐ
ＴＯ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８！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ａ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し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
ャフトソ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した傾転角制御信号（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
ンを併用するが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、油圧力による発進を行
うとき、アクセルペダルを一定！　（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、車両を微速でコントロールす
ることが難しい。

これは特に、坂道発進補助機構（以下、）（ＳＡと略称
する）を備えた車両においてはＨ３Ａ作動時では制動力
保持用電磁逆止弁が作動して車両の発進を抑制している
ので、この電磁逆止弁がアクセルペダルを踏み込むこと
により解除された時にはより一層車両が急発進する虞れ
があるという問題点があった。

従って、本発明は、Ｈ８ＡＲ構を備えた車両を微速発進
、即ちクリープさせることができる車両のブレーキエネ
ルギー回生装置を提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、該油圧回路の
蓄圧センサと、パーキングプレーキスインチと、制動力
保持用電磁逆止弁と、該逆止弁の解除手段と、該逆止弁
及びスイッチが解除され且つ該蓄圧が所定値以上ある時
、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するように制御して
電磁りラン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、制動力保持用電磁逆止弁の解
除手段（車速センサと、ギヤセレクトレバーと、パーキ
ングブレーキスイッチ又はアイドルスイッチ）の出力に
より逆止弁が解除されるＨ３Ａ解除時にパーキングブレ
ーキも解除されている時には蓄圧センサによる油圧回路
の蓄圧が所定以上あれば発進可能であるから、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ＰＴＯ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、ＩＳＡ機構
を備えた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２
０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
達の横断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エムレータである。

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はバキングブレーキ、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、ＩＯはＰＴＯ装置装置台み自動制
動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ＩＯの
ギヤ位宜を選択するギヤセレクトレバー、１２は変速機
１０の出力軸の回転から車両の速度を検出する車速セン
サ、１５は制御手段としてのＭＰＵ（マイクロプロセッ
サ）であり、センサ７、パーキングブレーキスイッチ９
、レバー１４．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。

また、２４はＭＰＵ１５からの出力信号により消勢され
た時に、既にブレーキペダル２５を踏み込んだことによ
り油圧（又はエア）ルート２６ａを通ってホイールブレ
ーキ２７に送られている制動オイルをルート２６ｂを介
して逆流させることにより制動力を解除し、付勢されて
いる時には油圧ルート２６ａとともに制動オイル（エア
）の逆流を阻止して制動力を保持する制動力保持用電磁
逆止弁、２８はブレーキペダル８を踏み込んだ時にオン
となるブレーキスイッチ、３０はアクセルペダル、３１
はアクセルペダル３０を僅かでも踏んだ時にオフとなる
アイドルスイッチである。

次に上記実施例の本発明によるクリープ動作をＭＰＵ１
５に記憶され且つ実行される第２図のフローチャート図
に沿って説明する。尚、このフローチャートに入るとき
にはＨＳ　Ａが作動しているものとし、Ｈ３Ａが作動す
る条件としては、車両がほぼ停車状態にあり（車速″−
，０）、ブレーキペダル２５が踏み込まれてプレーキス
インチ２　Ｂ　カオンになっておりパーキングブレーキ
８が作動していないことが少なくとも必要である。

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、パーキングブレーキスイッチ９及
びアイドルスイッチ３１の出力を監視している。

そして、まず下記のステップ５ｔ−３４においてＩ　Ｓ
　Ａの解除条件が満たされたか否かをチエ’７りする。

即ち、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２　ｋｍ／ｈ以下
であれば充分であり、２ｋｍ／ｈ以上のときはＨ３Ａを
解除して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（ステップＳ
２）。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。

次にクリープ制？１１履歴フラグｆが“°１°”か“Ｏ
ｎかをチェンジする（ステンブＳ３）。このフラグｆは
ブレーキを踏んでＨ３Ａが作動した時に°°０”にリセ
ットされており、現在ＩＳＡが作動しているので次のス
テップＳ４に進む。

ステップＳ４で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が作動しているか解除してい
るかを判定し、作動しているときには上記のステップＳ
１、Ｓ２と合わせてＩ　Ｓ　Ａ解除の条件が満たされた
ことになり、ステップＳ５で］（Ｓ　Ａ解除のために制
動力保持用電磁逆止弁２４に対して解除（オフ）の信号
を送る。これによりホイールブレーキ２７に送られてい
る制動オイル（又はエア）がルート２６ｂを介して逆流
されるので制動力が解除されることになる。

上記のステップＳ４では、パーキングプレーキスインチ
９の代わりにアイドルスイッチ３１がオンかオフかをチ
ェンジしても良い。この場合、アイドルスイッチ３１が
オフになったときにはアクセルペダル３０が踏み込まれ
たと判定し、ＩＳＡ機能が不用であるとして制動力保持
用電磁逆止弁２４を同様に解除する。但し、アクセルペ
ダル２５を踏み続けるとクリープ動作ではなくアクセル
踏込量に応じた油圧発進動作になるので運転者としては
アクセルペダル３０を僅かだけ踏んですぐ戻してやれば
充分である。

このように、車速センサ１２とギヤセレクトレバー１１
とパーキングプレーキスインチ９又はアイドルスイッチ
３１で逆止弁２４の解除手段を構成している。

ステップＳ４でパーキングブレーキ８が作動していると
判定されたので、このままでは車両は発進できないので
パーキングブレーキ８が解除されたか否かをパーキング
プレーキスインチ９の出力から判定する（ステップ３６
）。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。

即ち、運転者は、クリープ走行するためには、パーキン
グブレーキ８を一旦引いてＨ３Ａを解除してから元に戻
す（アクセルペダル３０を踏んでＩ　Ｓ　Ａを解除して
から直ぐに元に戻す）動作を知っている必要がある。

ステップＳ６においてパーキングブレーキ８が解除され
ていると判定された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／ｃｓ＋”以上であるか否かを判
定する（ステップＳ７）。

そして、蓄圧が１７０ｋｇ／ｃｍ”以上であるときには
クリープ発進動作に移る（ステップ３８〜３１０）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Ｓ８）。

この後、ＭＰＵ１５はポンプ・モータ３のオーバーラン
を予防するために電磁フランチ２を接続状態しくステッ
プＳ９）、ＰＴＯ装置ｌとポンプ・モータ３とを結合し
ておく。

そして、ＭＰＵ１５は、ポンプ・モータ３の傾転角（容
量）をクリープ発進に適した値に制御する（ステップ５
ＩＯ）。

ここで、クリープ発進に必要なトルク値をアクスル２０
内のファイナルギヤのギヤ比及びＰＴＯ装置１のギヤ比
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の容量Ｖ、を求
める。

ＶＰ　＝　２００　ｙｔ　Ｔ／　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／
ｃ＋ｎ”）、 ＶＰ　：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−＋ｇ）。

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を傾転制御することに
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で発生されたクリープトルク
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。

この後、ステップＳｌｌでフラグｆを°゛１°゛にセッ
トしておくことにより、次のＭＰＵ１５の処理周期にお
いてはステップＳ３によりステップＳ４がスキンツブさ
れるので、バーキングフ゛レーキ８が解除されていても
（或いはアクセルペダル３０が戻されていても）それに
関係なくクリープ動作を続けることができる。この動作
は再度ブレーキを踏んでＩ　Ｓ　Ａが作動した時にリセ
ットされる。

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５１２）。

尚、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がエンジンクラノヂ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、Ｉ　Ｓ　Ａの解除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、特にＩ　Ｓ　Ａ機構を備
えた車両における交通渋滞時や車庫入れ停台に必要なり
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はパーキングブレーキスイッチ、Ｉ
ｔはギヤセレクトレバー１２は車速センサ、１５はＭＰ
Ｕ、２１は車輪、２４は制動力保持用電磁逆止弁、３１
はアイドルスインチをそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧回路と、該油圧回路の蓄圧センサと、パーキングブ
   レーキスイッチと、制動力保持用電磁逆止弁と、該逆止
   弁の解除手段と、該逆止弁及びスイッチが解除され且つ
   該蓄圧が所定値以上ある時、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
   が発生するように制御して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。