JPH062562A - 制動エネルギ回生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行中、油圧の圧損を最低に抑え、走行中の
車両の振動により発生する干渉音を防止できる制動エネ
ルギ回生装置を提供することにある。 【構成】 制動エネルギー回生装置は、制動時には、車
両の駆動軸により油圧ポンプ・モータ１６を駆動して、
この油圧ポンプ・モータ１６をポンプとして働かせ、作
動油タンク１７からアキュムレータ１０に圧液を供給し
てアキュムレータ１０内に畜圧し、一方、発進時及び加
速時には、アキュムレータ１０に畜圧された圧油を油圧
ポンプ・モータ１６を通じ作動油タンク１７に放出する
ことにより、液圧ポンプ・モータ１６をモータとして働
かせて、車両の駆動軸の駆動力を補助する制動エネルギ
回生装置において、前記車両の前後方向に延びる一対の
メインフレーム４１ａ，４１ｂ間に前記アキュムレータ
１０、作動油タンク１７及び油圧ポンプ・モータ１６を
車両の前側から順次近接して集中配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、制動時、車両の駆動
軸によりポンプを駆動して液圧エネルギを蓄え、一方、
発進や加速時には、液圧エネルギによりモータを駆動し
て、車両の駆動力として利用できる制動エネルギ回生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制動エネルギ回生装置は、大型車両、特
に、路線バス用に開発されたものである。一般に、路線
バスの運行は、バス停間の距離が短いことから、発進及
び制動が繰り返し頻繁に行われており、バス停に停止す
るたびに、つまり、制動のたびに、ディスクブレーキ等
に生じる摩擦熱、すなわち、熱エネルギとして大気中に
放出される車両の運動エネルギも大となる。そのため、
その制動時に放出していたエネルギを、他の再利用可能
な液圧エネルギとして蓄え、その蓄えた液圧エネルギを
発進や加速時の車両の駆動力に還元するべく開発された
のが、制動エネルギ回生装置である。

【０００３】この制動エネルギ回生装置は、主に、アキ
ュムレータ、作動油タンク、油圧ポンプ・モータ及び各
作動バルブからなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の大型
車両（路線バス）への制動エネルギ回生装置の取付けに
関し、その構成ユニットのレイアウトについては別段考
慮されておらず、そのアキュムレータは、車両の前後方
向に延びた一対のメインフレームの間に配設されている
ものの、このアキュムレータは、油圧ポンプ・モータか
ら遠く離間した位置に配設されており、また、作動油タ
ンクはメインフレームの外側に配設されている。このた
め、アキュムレータと油圧ポンプ・モータとの間を接続
する高圧ホースは長くなり、また、油圧ポンプ・モータ
と作動油タンクとの間の接続ホースもまた長くなる。こ
のため、これらホースは車両のメインフレームやアウト
リガにクランプなどで固定する必要があるが、特に高圧
ホースが車体側に固定されていると、走行中、高圧ホー
スの振動が車体に伝達されて、騒音の増大を招き、乗り
心地が悪化する不具合がある。

【０００５】この発明は、上述した事情を考慮してなさ
れ、その目的は、油圧の圧損を最小限に抑え、走行中の
車両の振動をも低減可能とした制動エネルギ回生装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の制動エネルギー回生装置は、制動時に、
車両の駆動軸により液圧ポンプ・モータを駆動して、こ
の液圧ポンプ・モータをポンプとして働かせ、作動液タ
ンクからアキュムレータに圧液を供給してアキュムレー
タ内に畜圧し、一方、発進時及び加速時には、アキュム
レータに畜圧された圧液を液圧ポンプ・モータを通じ作
動液タンクに放出することにより、液圧ポンプ・モータ
をモータとして働かせて、車両の駆動軸の駆動力を補助
する制動エネルギ回生装置において、前記車両の前後方
向に延びる一対のメインフレーム間に前記アキュムレー
タ、作動液タンク及び液圧ポンプ・モータを車両の前側
から順次近接して集中配置されている。

【０００７】

【作用】この発明の制動エネルギ回生装置によれば、ア
キュムレータと液圧ポンプ・モータとの間を接続する高
圧ホースや、液圧ポンプ・モータと作動液タンクとの間
の接続ホースを短くすことができ、更に、これらホース
は、車両のメインフレーム等に支持することなく配管さ
れる。

【０００８】

【実施例】この発明の、一実施例を図１乃至図４に基づ
いて詳細に説明する。図１に示すように、制動エネルギ
回生装置は、主に、ピストン型のアキュムレータ装置、
油圧ポンプ・モータ１６、作動油タンク１７、電磁クラ
ッチ付ギアボックス１８及びコントロールユニット３０
から構成されている。

【０００９】図１によれば、アキュムレータ装置は、一
対のアキュムレータ１０を備えており、これらアキュム
レータ１０は、ピストン１１を介して２つの圧力室１
２，１３を有する油圧シリンダからなっている。これら
アキュムレータ１０は、一方の圧力室１２に、所定圧の
窒素ガスが封入され、他方の圧力室１３に、油圧が畜圧
可能とされている。圧力室１３、１３は共に高圧パイプ
１４及び電磁式の切換弁１５を介して相互に接続されて
おり、また、切換弁１５は、管路Ｐ１を介して油圧ポン
プ・モータ１６の第１ポート１６ａに接続されている。

【００１０】切換弁１５は、コントロールユニット３０
に電気的に接続されており、制動時には、油圧ポンプ・
モータ１６からアキュムレータ１０への作動油の流れの
みを許容する第１切換位置に切換えられ、発進及び加速
時には、逆に、アキュムレータ１０から油圧ポンプ・モ
ータ１６への作動油の流れのみを許容する第２切換位置
に切換えられる。また、切換弁１５は、停車及び通常走
行時にはアキュムレータ１０と油圧ポンプ・モータ１６
との間の接続を遮断する中立位置に切換えられる。

【００１１】油圧ポンプ・モータ１６は、斜板式アキシ
ャルプランジャ型のポンプからなっており、その回転方
向は常に同一方向となっている。この油圧ポンプ・モー
タ１６は、別に設けられた油圧ポンプ（図示しない）を
介して、コントロールユニット３０から制御され、制動
時はポンプとして作動し、発進及び加速時にはモータと
して作動する。また、油圧ポンプ・モータ１６の第２ポ
ート１６ｂは、管路Ｐ２を介して方向制御弁２１に接続
されており、方向制御弁２１は、Ｕ字管２０の途中に設
けられている。そして、Ｕ字管２０は、その両端２０
ａ，２０ｂの開口部を作動油タンク１７内の作動油内に
突出するようにして作動油タンク１７に取付けられてい
る。作動油タンク１７には、エアタンク１９が接続され
ており、エアタンク１９は、エアタンク１９内に蓄えら
れた所定圧の空圧により、作動油タンク１７の液面を常
に加圧した状態に保っている。

【００１２】方向制御弁２１は、３ポート２方向の切換
弁からなっており、制動時に、Ｕ字管２０の一端２０ａ
から管路Ｐ２を介して油圧ポンプ・モータ１６側への作
動油の流れのみを許容すべく切換えられ、発進及び加速
時には、油圧ポンプ・モータ１６側から管路Ｐ２を介し
て、Ｕ字管２０の他端２０ｂへの作動油の流れのみを許
容すべく切換え動作される。

【００１３】一方、油圧ポンプ・モータ１６は、図１に
示すように、そのポンプ軸が電磁クラッチ付ギアボック
ス１８を介して連結軸Ｊ１に接続可能となっており、こ
の連結軸Ｊ１は、ディファレンシャルギア２２を介して
車両の駆動輪の車軸に接続されている。なお、ディファ
レンシシャルギア２２は、プロペラシャフトＪ２を介し
てエンジン２４のトランスミッション２３の出力軸に接
続されている。

【００１４】ギアボックス１８の電磁クラッチは、コン
トロールユニット３０に電気的に接続されており、コン
トロールユニット３０からオン信号が供給されて電磁ク
ラッチがオン動作されると、油圧ポンプ・モータ１６の
ポンプ軸とそのギア列、すなわち、車両の駆動車軸とを
接続し、それとは逆に、コントロールユニット３０から
オフ信号が供給されて電磁クラッチがオフ動作される
と、油圧ポンプ・モータ１６のポンプ軸と車両の駆動車
軸とを切り離す。

【００１５】一方、コントロールユニット３０は、マイ
クロコンピュータ等からなっており、コントロールユニ
ット３０には、前記切換弁１５、ギアボックス１８の電
磁クラッチ及び油圧ポンプ・モータ１６のモード切換用
の油圧モータに加え、各種のセンサが接続されている。
即ち、コントロールユニット３０には、ブレ−キセンサ
３１及びアクセルセンサ３２がそれぞれ電気的に接続さ
れている。

【００１６】ブレーキセンサ３１は、ブレーキペダルが
操作されると、そのセンサ信号をコントロールユニット
３０に供給する。また、アクセルセンサ３２は、アクセ
ルペダルが操作されると、そのセンサ信号をコントロー
ルユニット３０に供給する。次に、アキュムレータ１０
に油圧が畜圧されていることを前提として、上述した制
動エネルギ回生装置の作動を説明する。

【００１７】発進時及び加速時に、アクセルペダルが操
作され、アクセルセンサ３２からセンサ信号がコントロ
ールユニット３０に供給されると、コントロールユニッ
ト３０は、発進又は加速時であることを判断して、ギア
ボックス１８の電磁クラッチにオン信号を送って電磁ク
ラッチを接続し、油圧ポンプ・モータ１６のポンプ軸を
車両の駆動車軸に接続する。そして、コントロールユニ
ット３０は、アキュムレータ１０の切換弁１５を前記第
２切換位置に切換え、一方、油圧ポンプ・モータ１６を
モータモードに切り換える。このとき、アキュムレータ
１０に畜圧された作動油が油圧ポンプ・モータ１６を通
じて作動油タンク１７に放出されるため、油圧ポンプ・
モータ１６にトルクが発生し、このトルクがギアボック
ス１８を介して車両の駆動車軸に伝達される。この結
果、車両の駆動力は、油圧ポンプ・モータ１６のトルク
に助けられることになるので、車両の滑らかな発進及び
加速が可能となる。

【００１８】定常走行時になると、コントロールユニッ
ト３０は、切換弁１５をその中立位置に切換え、また、
ギアボックス１８の電磁クラッチにオフ信号を送って電
磁クラッチを切り離す。従って、車両は、通常の車両と
同じくエンジン２４の駆動力のみで走行することにな
る。制動時に、ブレーキペダルが操作され、ブレーキセ
ンサ３１からセンサ信号がコントロールユニット３０に
供給されると、コントロールユニット３０は、制動時で
あることを判断して、ギアボックス１８の電磁クラッチ
にオン信号を送って電磁クラッチを接続し、車両の駆動
車軸を油圧ポンプ・モータ１６のポンプ軸に接続する。
そして、コントロールユニット３０は、アキュムレータ
１０の切換弁１５を第１切換位置に切換え、また、油圧
ポンプ・モータ１６をポンプモードに切り換える。この
とき、車両の通常ブレーキが作動する前に、車両の駆動
力が駆動車軸からギアボックス１８を介して油圧ポンプ
・モータ１６のポンプ軸に伝達され、油圧ポンプ・モー
タ１６は、作動油タンク１７の作動油をアキュムレータ
１０に加圧送給して油圧を畜圧する。そして、アキュム
レータ１０に油圧が十分に畜圧されると、コントロール
ユニット３０は、切換弁１５を中立位置に切換えると同
時にギアボックス１８の電磁クラッチを切り離す。この
結果、アキュムレータ１０の窒素ガスは圧縮され、車両
の駆動力つまり運動エネルギは、作動油の畜圧エネルギ
として、アキュムレータ１０に畜圧される。このよう
に、アキュムレータに蓄えられた畜圧エネルギは、再び
発進及び加速時に利用される。

【００１９】ここで、上述した制動エネルギ回生装置
の、車両におけるその構成ユニットのレイアウトを図２
乃至図４を参照して説明する。図２に示すように、例え
ば、車両が前乗り後降り式の路線バスの場合、車両に
は、車体の前後方向に延びた一対のメインフレーム４１
ａ，４１ｂが設けられている。これらメインフレーム４
１ａ，４１ｂの間には、複数の補助フレーム４２が直交
して渡され、はしご状の車体フレームを形成している。
また、これらメインフレーム４１ａ，４１ｂの両側方に
は、複数のアウトリガ４３が設けられており、これらア
ウトリガ４３は、メインフレームに対して直交して、側
方に延びている。

【００２０】ところで、制動エネルギ回生装置は、両メ
インフレーム４１ａ，４１ｂの間に配置されており、そ
の各構成ユニットは車両の前後方向に順に並べられてい
る。図３によれば、一対のアキュムレータ１０は、両メ
インフレーム４１ａ，４１ｂの間に、その高圧パイプ１
４側を車両の中央部に位置させて、これらメインフレー
ム４１ａ，４１ｂと平行に配設されている。すなわち、
両メインフレーム４１ａ，４１ｂから下方に延びた角パ
イプ間には、フレーム板４４が架け渡されており、アキ
ュムレータ１０は、そのフレーム板４４の上にクランプ
等で固定されている。

【００２１】作動油タンク１７は、アキュムレータ１０
の高圧パイプ１４側と隣接するようにして、しかも、両
メインフレーム４１ａ，４１ｂの間に配置され、一方の
メインフレーム４１ａ（車両前方に向かって右側）側寄
りに配設されている。メインフレーム４１及び補助フレ
ーム４１からは、下方延びた複数のブラケット５０が設
けられており、これらブラケット５０に作動油タンク
は、防振ゴムを介して取り付けられている。

【００２２】この作動油タンク１７に接続されたＵ字管
２０は、作動油タンク１７の下側の周面から水平に突出
しており、その湾曲部は、他方のメインフレーム４１ｂ
の下方に位置づけられている。なお、作動油タンク１７
内部に開口したＵ字管２０の両端には、オイルフィルタ
５１がそれぞれ設けられている。エアタンク１９は、他
方のメインフレーム４１ｂの車両前方に向かって左側
に、アキュムレータ及び作動油タンクに近接するように
配置されている。そして、エアタンク１９は、他方のメ
インフレーム４１ｂから左側方に延びたアウトリガ４３
に吊り下げられて固定されている。

【００２３】一方、油圧ポンプ・モータ１６は、そのポ
ンプ軸とギアボックス１８の電磁クラッチの出力軸とを
接続して、ギアボックス１８と一体となっている。この
油圧ポンプ・モータ１６とギアボックス１８は、作動油
タンク１７などと同様に、両メインフレーム１４間に設
けられ、その油圧ポンプ・モータ１６側をアキュムレー
タ１０及び作動油タンク１７側に近接して配置されてい
る。そして、油圧ポンプ・モータ１６とギアボックス１
８は、両メインフレーム４１ａ，４１ｂに設けられた一
対のブラケット５２及び補助フレーム４２に設けられた
ブラケット５３に、防振ゴムを介して取り付けられてい
る。

【００２４】図４に示すように、油圧ポンプ・モータ１
６の第１ポート１６ａ及び第２ポート１６ｂは、油圧ポ
ンプ・モータ１６の上下にそれぞれ設けられている。油
圧ポンプ・モータ１６の第１ポート１６ａとアキュムレ
ータ１０側の切換弁１５との間は、管路Ｐ１すなわち高
圧ホース５４によって接続されており、この高圧ホース
５４は、その途中で作動油タンク１７及び両メインフレ
ーム４１ａ，４１ｂに対して固定支持されることなく、
メインフレーム４１ａ，４１ｂと同じ高さにして、車両
の前後方向に湾曲して延ばされている。また、油圧ポン
プ・モータ１６の第２ポート１６ｂとＵ字管２０の方向
制御弁２１との間も、管路Ｐ２すなわち高圧ホース５５
で接続されており、この高圧ホース５５も、作動油タン
ク１７及び両メインフレーム４１ａ，４１ｂに対してそ
の一部が固定支持されることなく、作動油タンク１７の
下側と同じ高さにして、車両の前後方向に湾曲して延ば
されている。

【００２５】従って、上述したように、制動エネルギ回
生装置の各構成ユニットが、両メインフレーム４１ａ，
４１ｂの間に集中配置されていると、これらの間を接続
する高圧ホース５４，５５を両メインフレーム４１ａ，
４１ｂ、補助フレーム４２及びアウトリガ４３等にクリ
ップ等で固定しなくてすみ、走行中、高圧ホース５４，
５５が振動しても、その振動は車両本体に直接に伝達さ
れないので、車両の振動を低減することができる。ま
た、前記高圧ホース５４、５５は短くされるので、高圧
ホース５４、５５内での油圧の圧損が防止でき、制動エ
ネルギ回生装置のエネルギ損失を低く抑えることができ
る。更に、両メインフレーム４１ａ，４１ｂ内に作動油
タンク１７が配置されたことで、側方からの車両衝突に
対し、作動油タンク１７は一対のメインフレーム４１
ａ，４１ｂに保護されるので、車両衝突などによる作動
油タンク１７の破損を防止できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の制動エ
ネルギ回生装置は、車両の前後方向に延びる一対のメイ
ンフレーム間に、アキュムレータ、作動液タンク及び液
圧ポンプ・モータを車両の前側から順次近接して集中配
置してあるため、アキュムレータと液圧ポンプ・モータ
との間を接続する高圧ホースや、液圧ポンプ・モータと
作動液タンクとの間の接続ホースを短くすことができ、
また、これら高圧ホースは、車両のメインフレーム、ア
ウトリガ及び作動油タンクに接しないように配管できる
ので、走行中、高圧ホースが振動しても、その振動がメ
インフレーム、アウトリガ及び作動油タンクに伝達され
ず、振動伝達による騒音の防止ができるなど、乗り心地
をよくする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】制動エネルギ回生装置の概略システム構成図で
ある。

【図２】一部を破断した制動エネルギ回生装置の配置を
示す路線バスの斜視図である。

【図３】図２の中央部を拡大した概略平面図である。

【図４】図２の中央部を拡大した概略側面図である。

【符号の説明】

１０ アキュムレータ １５ 切換弁 １６ 油圧ポンプ・モータ １６ａ 第１ポート １６ｂ 第２ポート １７ 作動油タンク １８ ギアボックス １９ エアタンク ２０ Ｕ字管 ２１ 方向切換弁 ２２ ディファレンシャルギア ２３ トランスミッション ２４ エンジン ３０ コントロールユニット ３１ ブレーキセンサ ３２ アクセルセンサ ４１ａ，４１ｂ メインフレーム ４２ 補助フレーム ４３ アウトリガ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制動時には、車両の駆動軸により液圧ポ
   ンプ・モータをポンプとして働かせ、作動液タンクから
   アキュムレータに圧液を供給してアキュムレータ内に畜
   圧し、一方、発進時及び加速時には、アキュムレータに
   畜圧された圧液を液圧ポンプ・モータを通じ作動液タン
   クに放出することにより、液圧ポンプ・モータをモータ
   として働かせて、車両の駆動軸の駆動力を補助する制動
   エネルギ回生装置において、 前記車両の前後方向に延びる一対のメインフレーム間に
   前記アキュムレータ、作動液タンク及び液圧ポンプ・モ
   ータを車両の前側から順次近接して集中配置したことを
   特徴とする制動エネルギー回生装置。